JP6111756B2 - 無線端末及び位置管理システム - Google Patents

Description

本発明は、無線端末及び位置管理システムに関する。

近年、ＩＥＥＥ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）による無線通信が可能な、資産タグと呼ばれる無線端末を用いて、オフィスや工場内のモノや人の位置を管理することが可能となっている。特に、ＺｉｇＢｅｅでは、数十メートルから数百メートルの通信範囲があり、中継基地局も無線であるため、システムを構築する際に、ネットワーク配線工事が不要となるメリットがある。また、ＺｉｇＢｅｅでは、複数の中継基地局（ルータ）を一元管理することが可能であるため、フロアをまたいで無線端末の位置を管理することができ、利便性が非常に高い。このような無線端末は、内蔵されたバッテリによって駆動する。従って、バッテリの残量がなくなると、無線通信が行えなくなるため、定期的なバッテリの交換又は充電が必要である。

特許文献１は、通信設備に設置された複数の無線端末全ての識別情報を読み取ったか否を判定し、識別情報が読み取れなかった無線端末が存在した場合、当該無線端末が電池切れであると判定し、無線端末の交換を行う保守点検日を設定する技術を開示している。

また、特許文献２は、異なる二つの通信方式で無線通信可能なタグ及びタグリーダにて構成される複合無線通信システムにおいて、タグの内蔵バッテリの残容量が不足したときでも、タグに応答動作させることを可能にする技術を開示している。

無線端末が付される対象の位置は、何らかの要因によって、変化する可能性がある。従って、無線端末の管理者は、無線端末の実際の位置を特定して、その内蔵バッテリの残量を確認し、必要に応じて、バッテリの交換又は充電を行う必要がある。しかしながら、従来の技術では、移動した可能性のある無線端末の位置を容易に特定することができない。特に、無線端末のバッテリの残量がなくなってしまった場合には、無線端末の位置を特定することすら不可能となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、管理する対象に付される無線端末のバッテリの状態によらず、当該無線端末の位置の特定を容易にすることを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するため、本発明の一実施形態における無線端末は、
位置管理システムの管理装置によって位置が管理される無線端末であって、
配信装置から受信した測位信号を用いて位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置管理システムで前記無線端末を識別するための第１の識別情報を格納する識別情報格納部と、
前記位置情報取得部が取得した前記位置情報と前記識別情報格納部が格納する前記第１の識別情報とを所定の無線通信で前記管理装置に送信する位置情報送信部と、
外部の装置から発せられた電波を受信して電力を生成する生成部と、
生成された前記電力が閾値以上であることを検知する検知部と、
前記検知部が、前記電力が閾値以上であることを検知したとき、前記生成部が受信した前記電波から第２の識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記識別情報取得部が取得した前記第２の識別情報が、前記第１の識別情報と一致した場合、内蔵されたバッテリの状態を取得する第一取得部と、
前記生成部が生成する前記電力を用いて、前記バッテリ状態取得部が取得した前記バッテリの状態を表示部に表示させる制御部と、
を有する。

本発明の一実施形態における無線端末又は位置管理システム装置により、管理する対象に付される無線端末のバッテリの状態によらず、当該無線端末の位置の特定が容易となる。

本発明の一実施形態における位置管理システムの概要を表す図。 本発明の一実施形態における位置管理システムの概要を表す図。 本発明の一実施形態における無線端末のハードウェア構成例を表す図。 本発明の一実施形態における無線端末の機能ブロック図。 本発明の一実施形態における無線端末の表示部の表示例を表す図。 本発明の一実施形態における無線端末の処理の流れを表すフローチャート。 本発明の一実施形態における無線端末の機能ブロック図。 本発明の一実施形態における無線端末の処理の流れを表すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

１． システムの概要
２． ハードウェア構成
３． 機能
４． 動作例
５． 応用例

≪ １． 概要 ≫
図１は、本発明の一実施形態における位置管理システム１の概要を表す。位置管理システム１は、無線端末１０（複数の無線端末を、無線端末１０Ａ、・・・、１０Ｇと表現する）と、管理装置４０とを含む。また、位置管理システム１は、配信装置２０（複数の配信装置２０を、配信装置２０Ａ、・・・、２０Ｄと表現する）と、ゲートウェイ３０Ａ、３０Ｂとを含み得る。

無線端末１０と、配信装置２０と、ゲートウェイ３０とは、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）及びＩＥＥＥ８０２．１５．４規格により、ＰＡＮ（Personal Area Network）を構成する。この場合、各ゲートウェイ３０は、ＺｉｇＢｅｅコーディネータとして機能し、ＰＡＮを管理する。また、配信装置２０は、ＺｉｇＢｅｅルータとして機能し、ＺｉｇＢｅｅエンドデバイスである無線端末１０からの通信を中継する。

また、ゲートウェイ３０と管理装置４０は、例えばイーサネット（登録商標）によるＬＡＮ（Local Area Network）により接続されている。ゲートウェイ３０は、ＬＡＮとＰＡＮとの間の通信を変換することにより、管理装置４０と無線端末１０とを相互に接続する。

上述した配信装置２０は、通信の中継機能に加えて、例えばＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）規格のような、屋内向けの測位信号を規定する規格に従って、測位信号を送信する送信機を備える。一般的に、屋内の天井等に設置された配信装置２０は、その設置位置を表す位置情報（例えば、緯度及び経度）を表す測位信号を、予め定められた出力で、一定の範囲に送信する。

無線端末１０は、当該位置管理システムにおいて、位置を管理する対象となる人又は物に付される、例えばタグのような装置である。無線端末１０は、測位信号の受信機を備え、配信装置２０から受信した測位信号を用いて、位置情報を取得することができる。無線端末は、当該位置情報を、自らの識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス又は動的に割り振られたアドレス）とともに、ＰＡＮを介して、管理装置４０へと送信する。当該処理によって、無線端末１０の所在が、管理装置４０によって管理される。

一方、無線端末１０は、ＵＨＦ帯のパッシブ型ＲＦＩＤタグを内蔵し、図２に例示されるＲＦＩＤタグのリーダライタ装置５０の発生する電波を整流することによって、電力を発生することができる。ＲＦＩＤタグと、リーダライタ装置との間の通信は、例えば、「EPCTM無線周波数識別プロトコル」や「Class-1 Generation-2 UHF RFID 860MHz-960MHz周波数帯における通信プロトコル」に従って行われる。

無線端末１０は、さらに、例えばＬＥＤのような表示装置を備え、当該無線端末を駆動するバッテリの残量を表示する。ここで、無線端末１０は、ＲＦＩＤタグのリーダライタ装置からの電波によって生成した電力が、閾値以上の電力である場合に、この電力を用いて、バッテリの残量を表示装置に表示する。詳しくは後述するが、例えば図５に示すように、バッテリ残量がない場合には、ＬＥＤを赤色に点灯し、バッテリ残量が十分にある場合には、ＬＥＤを緑色に点灯させることができる。

図２は、図１に示される無線端末１０Ａの付される対象物の位置が、何者かによって移動された状態を表す。無線端末１０Ａは、リーダライタ装置５０を所持した管理者から送信される電波を受信すると、上述したように、電力を生成し、表示装置上に、バッテリ残量を表示することができる。したがって、管理者は、表示装置の表示を確認することにより、無線端末１０Ａのバッテリの残量がない場合であっても、無線端末１０Ａの付された対象物を容易に発見できる。

なお、管理装置４０は、一般的なＰＣ又はコンピュータのアーキテクチャに従って構成される装置であり、管理下にある無線端末の夫々の位置情報を管理する。

≪ ２． ハードウェア構成 ≫
図３は、本発明の一実施形態における無線端末１０のハードウェア構成例を表す。無線端末１０は、ＣＰＵ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、ＲＦＩＤタグ１４と、ＩＭＥＳ受信機１５と、無線通信装置１６と、ＬＥＤ１７と、スピーカ１８と、バッテリ１９とを有する。

ＣＰＵ１１は、無線端末１０の動作制御を行うプログラムを実行する。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１のワークエリアを構成する。ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータを記憶する。

ＲＦＩＤタグ１４は、ＵＨＦ帯のパッシブ型ＲＦＩＤタグであり、例えば、「EPCTM無線周波数識別プロトコル」や「Class-1 Generation-2 UHF RFID 860MHz-960MHz周波数帯における通信プロトコル」に従って、リーダライタ装置５０と通信する。

ＩＭＥＳ受信機１５は、ＩＭＥＳ規格に従って送信される測位信号を受信する。無線通信装置１６は、例えばＺｉｇＢｅｅのような近距離無線通信方式に従って、他の装置と通信する装置である。

ＬＥＤ１７は、一以上のＬＥＤによって構成され、バッテリ残量に応じて異なる色を発するように構成される。スピーカ１８は、ＬＥＤ１７と同様に、バッテリ残量に応じて音を発する装置である。バッテリ１９は、無線端末１０を駆動するための電力を供給する装置である。バス２１は、上述した各装置を接続する。

なお、ＲＦＩＤタグ１４は、外部の装置から送信された電波を受信して、電力を生成することのできる、任意の装置で置き換えられても良い。また、ＩＭＥＳ受信機１５は、外部の装置から送信された測位信号を受信して、位置情報を取得可能な、任意の装置で置き換えられても良い。また、ＬＥＤ１７は、より詳細な情報を表示可能な、液晶ディスプレイであってもよい。また、ＬＥＤ１７又はスピーカ１８の何れか一方が備えられていても良いし、両方が備えられていても良い。

≪ ３． 機能 ≫
図４は、本発明の一実施形態における無線端末１０と管理装置４０の機能ブロック図である。

図４の無線端末は、位置情報取得部１０１と、識別情報格納部１０２と、位置情報送信部１０３と、受信部１０４と、電力生成部１０５と、検知部１０６と、バッテリ状態取得部１０７と、制御部１０８と、表示部１０９を有する。

位置情報取得部１０１は、主にＣＰＵ１１の処理及びＩＭＥＳ受信機１５によって実現され、配信装置２０から受信した測位信号を用いて、位置情報を取得する。

識別情報格納部１０２は、主にＲＯＭ１３によって実現され、位置管理システム１内で当該無線端末１０を識別するための識別情報を格納する。識別情報は、無線端末１０に予め割り当てられたＭＡＣアドレスであっても良いし、ＰＡＮの構成後に外部から割り振られたアドレスであっても良い。

位置情報送信部１０３は、主に無線通信装置１６によって実現され、位置情報取得部１０１が取得した位置情報と、識別情報格納部１０２が格納する識別情報とを、ＰＡＮを介して、管理装置４０に送信する。ここで、上述したように、ＰＡＮは、配信装置２０及びゲートウェイ３０によって構成される。従って、位置情報及び識別情報は、一以上の配信装置２０及びゲートウェイ３０を介して、管理装置４０に送信される。

受信部１０４は、主にＲＦＩＤタグ１４によって実現され、リーダライタ装置５０から送信された電波を受信する。

電力生成部１０５は、主にＲＦＩＤタグ１４によって実現され、受信部１０４が受信した電波により、電力を生成する。

検知部１０６は、電力生成部１０５が生成した電力（例えば、ミリワット［ｍＷ］の単位で表される）が、閾値以上となったことを検知する。閾値は、予め、管理者等によって設定される。検知部１０６は、生成した電力が閾値以上となると、表示制御部１０８にその旨を通知する。

バッテリ状態取得部１０７は、主にＣＰＵ１１の処理及びバッテリ１９によって実現され、例えばバッテリの残量のような、バッテリの状態を取得する。

制御部１０８は、主にＣＰＵ１１の処理によって実現され、検知部１０６からの通知を受け取ると、バッテリ状態取得部１０７の取得したバッテリの状態に応じて、表示部１０９に表示させる内容を制御する。具体的には、例えば、図５に例示するように、バッテリ残量がないとき、制御部１０８は、表示部１０９を赤色に点灯させる（図５のＢ）。また、バッテリ残量が１５％以下であるとき、制御部１０８は、表示部１０９を橙色に点灯させる（図５のＣ）。また、バッテリ残量が１５％以上であるとき、制御部１０８は、表示部１０９を緑色に点灯させる（図５のＤ）。なお、点灯させる表示色は例であり、任意の色の組み合わせを用いることができる。

図５は、表示部１０９が、ＬＥＤ１７によって実現される場合の例を示しているが、表示部１０９が、例えば、液晶ディスプレイによって実現される場合には、バッテリの残量を数値で表示させても良い。また、制御部１０８は、表示部１０９に表示を行わせる代わりに、図示しない音声出力部に、予め録音された音声を出力させても良い。当該音声は、バッテリの残量に応じて、異なるものが選択され得る。

表示部１０９は、主にＬＥＤ１７によって実現され、制御部１０８からの制御に応じて、バッテリの状態の表示を行う。

以上の機能により、本発明の一実施形態における無線端末１０は、内蔵するバッテリの状態によらず、その状態を示す光又は音の信号を出力することができる。その結果、無線端末１０の付された管理対象を探索するユーザは、その管理対象を容易に発見することができるだけでなく、バッテリの状態を確認し、バッテリの交換又は充電の要否を確認することができる。

図４の管理装置４０は、受信部４０１と、格納部４０２とを有し、一以上の無線端末１０の位置（すなわち、無線端末の付された管理対象の位置）を管理する。

受信部４０１は、ＮＩＣ（Network Interface Card）のような通信装置によって実現され、ＰＡＮ及びＬＡＮを介して、無線端末１０から送信された、位置情報及び識別情報を受信する。

格納部４０２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の任意の記憶装置によって実現され、受信部４０１が受信した位置情報及び識別情報を、その受信時刻ととともに格納する。

以上の機能により、本発明の一実施形態における管理装置４０は、上述した無線端末１０の位置を管理することができる。

≪ ４． 動作例 ≫
図６を用いて、本発明の一実施形態における無線端末１０の処理フローを説明する。図６の処理は、受信部１０４が、リーダライタ装置５０から電波を受信すると、開始される。

ステップＳ１０１において、電力生成部１０５は、電力を生成する。なお、電力生成部１０５は、当該処理フローにおいて、リーダライタ装置５０から電波を受信している間は、電力を生成し続ける。

ステップＳ１０２において、検知部１０６は、ステップＳ１０１で生成された電力が、閾値以上であるか判定し、閾値以上である場合には、ステップＳ１０３に進む。そうでない場合には、処理を終了する。

ステップＳ１０３において、バッテリ状態取得部１０７は、バッテリ１９の状態を取得する。

ステップＳ１０４において、制御部１０８は、ステップＳ１０３で取得したバッテリ１９の状態に応じて、表示部１０９を構成するＬＥＤを点灯させる。点灯させる色の例は、図５に示した通りである。

ステップＳ１０５において、検知部１０６は、現時点で生成されている電力が、閾値以上であるか比較し、閾値以上である場合には、再度、ステップＳ１０５を実行し、そうでない場合には、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、制御部１０８は、ステップＳ１０４で点灯させたＬＥＤを消灯させる。

以上の処理によって、本発明の一実施形態における無線端末１０は、リーダライタ装置５０からの電波を用いて生成した電力を用いて、バッテリ状態を表示することができる。

≪ ５． 応用例 ≫
以上、説明した位置管理システム１では、リーダライタ装置５０から電波を受信し、閾値以上の電力を生成した無線端末１０全てが、ＬＥＤを点灯させることができる。ここで、管理対象の管理者が、特定の管理対象のみを探索したい場合に、その管理対象に付された無線端末のＬＥＤのみを点灯させることのできる、位置管理システム１Ａを以下に説明する。

位置管理システム１Ａにおけるリーダライタ装置５０は、無線端末の識別情報を含むデータフレームを変調して生成した電波を、ＲＦＩＤタグに対して送信する。ＲＦＩＤタグは，当該データフレームを復調し、識別情報を取得することができる。無線端末１０は、取得した識別情報が、自らの識別情報と同一である場合にのみ、表示部１０９に表示を行う。以下、図７及び図８を用いて、機能ブロック構成と処理フローを説明する。

図７は、位置管理システム１Ａの無線端末１０及び管理装置４０の機能ブロック図である。図７の機能ブロック図は、図４の機能ブロックと対応する。ここでは、図４の機能ブロックと異なる機能について、主に説明する。

図７の無線端末１０は、識別情報取得部１１０と、判定部１１１とを有する。

識別情報取得部１１０は、受信部１０４が受信した電波から、データフレームを復調し、識別情報を取得する。

判定部１１１は、識別情報取得部１１０が取得した識別情報が、識別情報格納部１０２が格納する識別情報とが一致するかどうか判定する。

そして、無線端末１０の制御部１０８は、検知部１０６からの通知を受け取り、かつ、判定部１１１が、識別情報が一致するとの判定を行った場合に、上述したように、表示部１０９にバッテリの状態を表示させる。

図８は、位置管理システム１Ａの無線端末１０の処理フローを表すフローチャートである。図８のフローチャートは、図６のフローチャートと対応する。図８の処理は、図６の処理と同様に、受信部１０４が、リーダライタ装置５０から電波を受信すると、開始される。

ステップＳ２０１において、電力生成部１０５は、電力を生成する。なお、電力生成部１０５は、当該処理フローにおいて、リーダライタ装置５０から電波を受信している間は、電力を生成し続ける。

ステップＳ２０２において、検知部１０６は、ステップＳ２０１で生成された電力が、閾値以上であるか判定し、閾値以上である場合には、ステップＳ２０３に進む。そうでない場合には、処理を終了する。

ステップＳ２０３において、識別情報取得部１１０は、受信部１０４が受信した電波から、データフレームを復調し、識別情報を取得する。

ステップＳ２０４において、判定部１１１は、ステップＳ２０３で取得された識別情報が、識別情報格納部１０２に格納される識別情報と一致するか判定し、一致する場合には、ステップＳ２０５に進む。そうでない場合には、処理を終了する。

ステップＳ２０５において、バッテリ状態取得部１０７は、バッテリ１９の状態を取得する。

ステップＳ２０６において、制御部１０８は、ステップＳ２０５で取得したバッテリ１９の状態に応じて、表示部１０９を構成するＬＥＤを点灯させる。点灯させる色の例は、図５に示した通りである。

ステップＳ２０７において、検知部１０６は、現時点で生成されている電力が、閾値以上であるか比較し、閾値以上である場合には、再度、ステップＳ２０７を実行し、そうでない場合には、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ２０８において、制御部１０８は、ステップＳ２０６で点灯させたＬＥＤを消灯させる。

以上の処理によって、本発明の一実施形態における無線端末１０は、リーダライタ装置５０からの電波を通じて取得した識別情報が、自らの識別情報と一致する場合にのみ、生成した電力を用いて、バッテリ状態を表示することができる。その結果、管理者は、所望の管理対象に付された無線端末のみを確認することができるようになり、管理対象を探索する効率が高まる。

１ 表示システム
１０ 無線端末
２０ 配信装置
３０ ゲートウェイ
４０ 管理装置
５０ リーダライタ装置
１０１ 位置情報取得部
１０２ 識別情報格納部
１０３ 位置情報送信部
１０４ 受信部
１０５ 電力生成部
１０６ 検知部
１０７ バッテリ状態取得部
１０８ 制御部
１０９ 表示部
１１０ 識別情報取得部
１１１ 判定部
４０１ 受信部
４０２ 格納部

特開２０１１−１４１５９４ 特開２００９−２１８７１３

Claims (8)

1. 位置管理システムの管理装置によって位置が管理される無線端末であって、
   配信装置から受信した測位信号を用いて位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記位置管理システムで前記無線端末を識別するための第１の識別情報を格納する識別情報格納部と、
   前記位置情報取得部が取得した前記位置情報と前記識別情報格納部が格納する前記第１の識別情報とを所定の無線通信で前記管理装置に送信する位置情報送信部と、
   外部の装置から発せられた電波を受信して電力を生成する生成部と、
   生成された前記電力が閾値以上であることを検知する検知部と、
   前記検知部が、前記電力が閾値以上であることを検知したとき、前記生成部が受信した前記電波から第２の識別情報を取得する識別情報取得部と、
   前記識別情報取得部が取得した前記第２の識別情報が、前記第１の識別情報と一致した場合、内蔵されたバッテリの状態を取得するバッテリ状態取得部と、
   前記生成部が生成する前記電力を用いて、前記バッテリ状態取得部が取得した前記バッテリの状態を表示部に表示させる制御部と、
   を有する、無線端末。
2. 前記バッテリの状態は、色によって表される、
   請求項１に記載の無線端末。
3. 前記表示部は、ＬＥＤを用いて構成される、
   請求項１又は２に記載の無線端末。
4. 前記無線端末は、位置を管理する対象である人又は物に付されるタグである、
   請求項１乃至３何れか一項に記載の無線端末。
5. 前記外部の装置は、ＲＦＩＤタグのリーダである、
   請求項１乃至４何れか一項に記載の無線端末。
6. 前記位置情報送信部は、前記位置情報取得部が取得した前記位置情報と前記識別情報格納部に格納された前記第１の識別情報とを、前記配信装置を介して、前記管理装置に送信する、
   請求項１乃至５何れか一項に記載の無線端末。
7. 前記位置情報は、ＩＭＥＳにより、前記配信装置から配信される、
   請求項1乃至６何れか一項に記載の無線端末。
8. 無線端末と、前記無線端末の位置情報を管理する管理装置とを有する位置管理システムであって、
   前記無線端末は、
   配信装置から受信した測位信号を用いて位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記位置管理システムで前記無線端末を識別するための第１の識別情報を格納する識別情報格納部と、
   前記位置情報取得部が取得した前記位置情報と前記識別情報格納部が格納する前記第１の識別情報とを所定の無線通信で前記管理装置に送信する位置情報送信部と、
   外部の装置から発せられた電波を受信して電力を生成する生成部と、
   生成された前記電力が閾値以上であることを検知する検知部と、
   前記検知部が、前記電力が閾値以上であることを検知したとき、前記生成部が受信した前記電波から第２の識別情報を取得する識別情報取得部と、
   前記識別情報取得部が取得した前記第２の識別情報が、前記第１の識別情報と一致した場合、内蔵されたバッテリの状態を取得するバッテリ状態取得部と、
   前記生成部が生成する前記電力を用いて、前記バッテリ状態取得部が取得した前記バッテリの状態を表示部に表示させる制御部と、
   を有し、
   前記管理装置は、
   前記無線端末から送信される前記位置情報を受信する受信部と、
   前記受信部が受信する前記位置情報を格納する格納部と、
   を有する、位置管理システム。

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