アクティブ無線タグ、無線受信装置、位置検出装置および位置検出システム
【課題】受信機能を設けることなく、位置の測定精度を向上させることが可能なアクティブ無線タグを提供する。
【解決手段】アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２は受信機１２ａ〜１２ｄにて順次受信され、電波Ｒ１、Ｒ２の強度が測定され、受信機１２ａ〜１２ｄにて測定された電波Ｒ１、Ｒ２の強度およびアクティブ無線タグ１１のＩＤデータはパーソナルコンピュータ１３に送られ、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出し、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。
【解決手段】アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２は受信機１２ａ〜１２ｄにて順次受信され、電波Ｒ１、Ｒ２の強度が測定され、受信機１２ａ〜１２ｄにて測定された電波Ｒ１、Ｒ２の強度およびアクティブ無線タグ１１のＩＤデータはパーソナルコンピュータ１３に送られ、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出し、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ無線タグ、無線受信装置、位置検出装置および位置検出システムに関し、特に、アクティブ無線タグから送信される電波の強度に基づいて位置を検出する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や販売店などでは、職員や従業員の現在位置を把握するために、建物および敷地内の各ポイントに受信機を設置するとともに、アクティブ無線タグを職員や従業員に持たせ、アクティブ無線タグから送信される電波の強度から職員や従業員の現在位置を検出することがある。
また、例えば、特許文献１には、移動局の無線機が所定の電波を受信すると、応答信号の電波を発するとともに徐々にその送信電力を低減させ、複数の検出用無線機が移動局の無線機の電波を受信した場合には、受信信号を制御手段に通知し、制御手段は、検出用無線機のうちの一番遅くまで受信通知を行った１つを特定し、特定された検出用無線機の近傍に移動局の無線機が存在すると判断する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アクティブ無線タグと受信機とがある程度離れていても、受信機にて所定の感度が得られるように、アクティブ無線タグから送信される電波の強度が設定される。このため、従来の位置検出方法では、アクティブ無線タグが受信機に接近すると、受信機で受信される電波の強度が増大することから、受信機で受信される電波の強度が飽和し、アクティブ無線タグの位置の測定精度が劣化するという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、移動局が所定の電波を受信すると、応答信号の電波を発するとともに徐々にその送信電力を低減させるため、移動局に送信機と受信機の双方を搭載する必要があり、移動局の構成が大規模化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、受信機を設けることなく、位置の測定精度を向上させることが可能なアクティブ無線タグ、無線受信装置、位置検出装置および位置検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、請求項１記載のアクティブ無線タグによれば、定周期または所定条件成立時に自身を特定するＩＤデータを無線送信する第１無線送信手段と、前記ＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信する第２無線送信手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項２記載の無線受信装置によれば、アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信する無線受信手段と、前記無線受信手段にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定手段と、前記電波強度測定手段にて測定されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を、前記ＩＤデータとともに送信する通信手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項３記載の位置検出装置によれば、アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時よりも強度の弱い電波の強度を、前記ＩＤデータとともに受信する受信手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和しているかどうかを判断する飽和判断手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和していない場合、前記ＩＤデータを含む電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第１位置検出手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第２位置検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項４記載の位置検出システムによれば、自身を特定するＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信するアクティブ無線タグと、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、前記ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を前記ＩＤデータとともに送信する無線機と、前記無線機にて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する位置検出装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、ＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波をアクティブ無線タグから送信することにより、アクティブ無線タグが受信機に接近した場合においても、ＩＤデータの送信時の電波の強度を弱めることなく、強度が飽和しない電波を受信機にて受信することが可能となる。このため、アクティブ無線タグに受信機を設けることなく、アクティブ無線タグの位置の測定精度を向上させることができ、アクティブ無線タグの大規模化を抑制しつつ、移動物体の位置を精度よく把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係るアクティブ無線タグが適用される位置検出システムについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概略構成を示すブロック図である。
図１（ａ）において、位置検出システムには、アクティブ無線タグ１１、受信機１２ａ〜１２ｄおよびパーソナルコンピュータ１３が設けられている。ここで、受信機１２ａ〜１２ｄは、病院やビルなどの建物内に設置することができ、受信機１２ａ〜１２ｄとパーソナルコンピュータ１３とはシリアル通信などの通信回線を介して接続されている。また、アクティブ無線タグ１１は、例えば、病院やビルなどの建物内で移動する職員や従業員などの移動体に持たせることができる。
【０００９】
ここで、アクティブ無線タグ１１は、自身を特定するＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信機１２ａ〜１２ｄに送信することができる。受信機１２ａ〜１２ｄは、アクティブ無線タグ１１から送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度をＩＤデータとともにパーソナルコンピュータ１３に送信することができる。パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１の位置を検出することができる。
【００１０】
図１（ｂ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの構成を示す図である。
図１（ｂ）において、アクティブ無線タグから送信される無線データは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１とその直後に送信される電波Ｒ２とで構成することができる。なお、電波Ｒ２の部分には、任意のデータを載せることができ、空データを載せるようにしてもよい。また、例えば、電波Ｒ１の送信時間は数十ｍｓｅｃ、電波Ｒ２の送信時間は、電波Ｒ１の送信時間に対して十分短い数ｍｓｅｃに設定することができる。これにより、電波Ｒ１の直後に電波Ｒ２を送信した場合においても、消費電力の増大を抑制することができ、電池の消耗を抑えることができる。
【００１１】
図１（ｃ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの電波強度と、アクティブ無線タグからの距離との関係を示す図である。
図１（ｃ）において、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ〜１２ｄとがある程度離れていても、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータを特定できるように、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が設定される。このため、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近すると、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が増大し、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が飽和する。
一方、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度は、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近した場合においても、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が飽和しないように設定することができ、例えば、電波Ｒ１の１／１０程度に設定することができる。
【００１２】
そして、アクティブ無線タグ１１からは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１が送信され、その直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２が送信される。そして、アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２は受信機１２ａ〜１２ｄにて順次受信され、電波Ｒ１、Ｒ２の強度が測定される。そして、受信機１２ａ〜１２ｄにて測定された電波Ｒ１、Ｒ２の強度およびアクティブ無線タグ１１のＩＤデータは、シリアル通信にてパーソナルコンピュータ１３に送られ、パーソナルコンピュータ１３にて電波Ｒ１が飽和しているかどうかが判断される。そして、パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。一方、パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。
【００１３】
例えば、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ〜１２ｄとの距離がそれぞれＨ４、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ１であるものとすると、図１（ｃ）に示すように、受信機１２ｂ、１２ｄでは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和しているので、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ｂ、１２ｄとの間の距離が判断される。一方、受信機１２ａ、１２ｃでは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していないので、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ、１２ｃとの間の距離が判断される。
【００１４】
これにより、ＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２をアクティブ無線タグ１１から送信することで、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近した場合においても、ＩＤデータの送信時の電波Ｒ１の強度を弱めることなく、強度が飽和しない電波Ｒ２を受信機１２ａ〜１２ｄにて受信することが可能となる。このため、アクティブ無線タグ１１に受信機を設けることなく、アクティブ無線タグ１１の位置の測定精度を向上させることができ、アクティブ無線タグ１１の大規模化を抑制しつつ、移動物体の位置を精度よく把握することが可能となる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの概略構成を示すブロック図である。
図２において、図１のアクティブ無線タグ１１には、全体的な制御を行うマイクロコンピュータ２１、無線送信を行うＲＦ送信回路２８およびマイクロコンピュータ２１とＲＦ送信回路２８とに電力を供給する電池２７が設けられている。
ここで、マイクロコンピュータ２１には、アクティブ無線タグ１１が行う処理を実行させるプログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ２２、ＣＰＵ２５で行われるワーク領域などを確保するＲＡＭ２３、送信間隔やボーレートなどを設定するタイマ２４、各種演算処理を行うＣＰＵ２５、ＲＦ送信回路２８との間の通信インターフェースを提供するＩＯポート２６が設けられている。また、ＲＦ送信回路２８は、ＩＤデータを含む電波Ｒ１を送信するとともに、電波Ｒ１の送信直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２を送信することができる。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。
図３において、図１の受信機１２ａ〜１２ｄには全体的な制御を行うマイクロコンピュータ３１、無線受信を行うＲＦ受信回路３９、ＲＦ受信回路３９にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定回路４０、パーソナルコンピュータ１３との間でシリアル通信を行うシリアル通信回路４１、マイクロコンピュータ３１とＲＦ受信回路３９とシリアル通信回路４１に電力を供給する電源回路３８およびコンセントから供給された交流出力を電源回路３８に出力するＡＣアダプタ３７が設けられている。
【００１７】
ここで、マイクロコンピュータ３１には、各受信機１２ａ〜１２ｄが行う処理を実行させるプログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ３２、ＣＰＵ３５で行われるワーク領域などを確保するＲＡＭ３３、シリアル通信などのボーレートを設定するタイマ３４、各種演算処理を行うＣＰＵ３５、ＲＦ受信回路３９と電波強度測定回路４０とシリアル通信回路４１との間の通信インターフェースを提供するＩＯポート３６が設けられている。
【００１８】
また、ＲＦ受信回路３９は、図１のアクティブ無線タグ１１から送信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後に送信された強度の弱い電波Ｒ２を受信することができる。また、電波強度測定回路４０は、ＲＦ受信回路３９にて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後に送信された電波Ｒ２の強度を測定することができる。また、シリアル通信回路４１は、電波強度測定回路４０にて測定されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度およびその直後の電波Ｒ２の強度を、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータとともにパーソナルコンピュータ１３に送信することができる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの動作を示すフローチャートである。
図４において、図２のマイクロコンピュータ２１はイニシャル処理を行った後（ステップＳ１１）、タイマ２４を起動し、定周期待ちを行う（ステップＳ１２）。そして、マイクロコンピュータ２１は一定時間が経過すると（ステップＳ１３）、自身のＩＤデータを含む電波Ｒ１をＲＦ送信回路２８に送信させ（ステップＳ１４）、その電波Ｒ１の送信の直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２をＲＦ送信回路２８に送信させる（ステップＳ１５）。
【００２０】
そして、電波Ｒ１、Ｒ２をＲＦ送信回路２８に送信させると、ステップＳ１２に戻り、以上の動作を繰り返し行うことで、電波Ｒ１、Ｒ２を一定間隔で受信機１２ａ〜１２ｄに送信する。なお、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔を短くすると、アクティブ無線タグ１１の移動位置を精度よく特定することができるが、電池２７の消耗が早くなる。このため、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔は、アクティブ無線タグ１１の移動速度に応じて設定することができ、アクティブ無線タグ１１の移動速度が大きくなるに従って電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔を小さくすることができる。例えば、病院内の看護士の労働状況を把握するような場合には、病室間の移動間隔が１０秒程度と想定することができるので、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔は１〜２秒に設定することができる。
【００２１】
図５は、本発明の一実施形態に係る受信機の動作を示すフローチャートである。
図５において、図３のマイクロコンピュータ３１はイニシャル処理を行った後（ステップＳ２１）、電波強度測定回路４０にて電波Ｒ１の電波強度を測定させながら（ステップＳ２２）、図１のアクティブ無線タグ１１のＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後の電波Ｒ２をＲＦ受信回路３９を介して受信する（ステップＳ２３）。そして、マイクロコンピュータ３１は、ＩＤデータの受信を確認すると、そのＩＤデータおよび電波Ｒ１の電波強度１をＲＡＭ３３に記憶する（ステップＳ２４）。
【００２２】
続いて、マイクロコンピュータ３１は、電波強度測定回路４０にて電波Ｒ２の電波強度を測定させ（ステップＳ２５）、その電波Ｒ２の電波強度２をＲＡＭ３３に記憶する（ステップＳ２６）。そして、マイクロコンピュータ３１は、電波強度測定回路４０にて測定されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１およびその直後の電波Ｒ２の強度２を、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータとともにシリアル通信回路４１を介してマイクロコンピュータ３１に送信する（ステップＳ２７）。
そして、各電波Ｒ１、Ｒ２の強度１、２およびＩＤデータをシリアル通信回路４１に送信させると、ステップＳ２２に戻り、以上の動作を繰り返し行うことで、アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２を一定間隔で受信する。
【００２３】
図６は本発明の一実施形態に係るパーソナルコンピュータの動作を示すフローチャートである。
図６において、図１のパーソナルコンピュータ１３は、各電波Ｒ１、Ｒ２の強度１、２およびＩＤデータを受信機１２ａ〜１２ｄからそれぞれシリアル受信すると（ステップＳ３１）、ＩＤデータを格納する（ステップＳ３２）。
続いて、各受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和しているかどうかをそれぞれ判断し（ステップＳ３３）、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１に基づいて、各受信機１２ａ〜１２ｄとアクティブ無線タグ１１との間の距離をそれぞれ算出することで、アクティブ無線タグ１１の位置を検出する（ステップＳ３４）。
【００２４】
一方、パーソナルコンピュータ１３は、各受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度２に所定の係数を乗算することで、各受信機１２ａ〜１２ｄとアクティブ無線タグ１１との間の距離をそれぞれ算出し、アクティブ無線タグ１１の位置を検出する（ステップＳ３５）。
そして、パーソナルコンピュータ１３は、各受信機１２ａ〜１２ｄ間で算出されたアクティブ無線タグ１１との間の距離を比較し（ステップＳ３６）、アクティブ無線タグ１１との間の距離が最も近い受信機１２ａ〜１２ｄからの位置およびそのアクティブ無線タグ１１のＩＤデータを表示する（ステップＳ３７）。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの構成を示す図、図１（ｃ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの電波強度と、アクティブ無線タグからの距離との関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る受信機の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るパーソナルコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１１ アクティブ無線タグ
１２ａ〜１２ｄ 受信機
１３ パーソナルコンピュータ
２１、３１ マイクロコンピュータ
２２、３２ ＲＯＭ
２３、３３ ＲＡＭ
２４、３４ タイマ
２５、３５ ＣＰＵ
２６、３６ ＩＯポート
２７ 電池
２８ ＲＦ送信回路
３７ ＡＣアダプタ
３８ 電源回路
３９ ＲＦ受信回路
４０ 電波強度測定回路
４１ シリアル通信回路
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ無線タグ、無線受信装置、位置検出装置および位置検出システムに関し、特に、アクティブ無線タグから送信される電波の強度に基づいて位置を検出する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
病院や販売店などでは、職員や従業員の現在位置を把握するために、建物および敷地内の各ポイントに受信機を設置するとともに、アクティブ無線タグを職員や従業員に持たせ、アクティブ無線タグから送信される電波の強度から職員や従業員の現在位置を検出することがある。
また、例えば、特許文献１には、移動局の無線機が所定の電波を受信すると、応答信号の電波を発するとともに徐々にその送信電力を低減させ、複数の検出用無線機が移動局の無線機の電波を受信した場合には、受信信号を制御手段に通知し、制御手段は、検出用無線機のうちの一番遅くまで受信通知を行った１つを特定し、特定された検出用無線機の近傍に移動局の無線機が存在すると判断する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アクティブ無線タグと受信機とがある程度離れていても、受信機にて所定の感度が得られるように、アクティブ無線タグから送信される電波の強度が設定される。このため、従来の位置検出方法では、アクティブ無線タグが受信機に接近すると、受信機で受信される電波の強度が増大することから、受信機で受信される電波の強度が飽和し、アクティブ無線タグの位置の測定精度が劣化するという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、移動局が所定の電波を受信すると、応答信号の電波を発するとともに徐々にその送信電力を低減させるため、移動局に送信機と受信機の双方を搭載する必要があり、移動局の構成が大規模化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、受信機を設けることなく、位置の測定精度を向上させることが可能なアクティブ無線タグ、無線受信装置、位置検出装置および位置検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、請求項１記載のアクティブ無線タグによれば、定周期または所定条件成立時に自身を特定するＩＤデータを無線送信する第１無線送信手段と、前記ＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信する第２無線送信手段とを備えることを特徴とする。
また、請求項２記載の無線受信装置によれば、アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信する無線受信手段と、前記無線受信手段にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定手段と、前記電波強度測定手段にて測定されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を、前記ＩＤデータとともに送信する通信手段とを備えることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項３記載の位置検出装置によれば、アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時よりも強度の弱い電波の強度を、前記ＩＤデータとともに受信する受信手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和しているかどうかを判断する飽和判断手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和していない場合、前記ＩＤデータを含む電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第１位置検出手段と、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第２位置検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項４記載の位置検出システムによれば、自身を特定するＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信するアクティブ無線タグと、前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、前記ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を前記ＩＤデータとともに送信する無線機と、前記無線機にて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する位置検出装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、ＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波をアクティブ無線タグから送信することにより、アクティブ無線タグが受信機に接近した場合においても、ＩＤデータの送信時の電波の強度を弱めることなく、強度が飽和しない電波を受信機にて受信することが可能となる。このため、アクティブ無線タグに受信機を設けることなく、アクティブ無線タグの位置の測定精度を向上させることができ、アクティブ無線タグの大規模化を抑制しつつ、移動物体の位置を精度よく把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係るアクティブ無線タグが適用される位置検出システムについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概略構成を示すブロック図である。
図１（ａ）において、位置検出システムには、アクティブ無線タグ１１、受信機１２ａ〜１２ｄおよびパーソナルコンピュータ１３が設けられている。ここで、受信機１２ａ〜１２ｄは、病院やビルなどの建物内に設置することができ、受信機１２ａ〜１２ｄとパーソナルコンピュータ１３とはシリアル通信などの通信回線を介して接続されている。また、アクティブ無線タグ１１は、例えば、病院やビルなどの建物内で移動する職員や従業員などの移動体に持たせることができる。
【０００９】
ここで、アクティブ無線タグ１１は、自身を特定するＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信機１２ａ〜１２ｄに送信することができる。受信機１２ａ〜１２ｄは、アクティブ無線タグ１１から送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度をＩＤデータとともにパーソナルコンピュータ１３に送信することができる。パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１の位置を検出することができる。
【００１０】
図１（ｂ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの構成を示す図である。
図１（ｂ）において、アクティブ無線タグから送信される無線データは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１とその直後に送信される電波Ｒ２とで構成することができる。なお、電波Ｒ２の部分には、任意のデータを載せることができ、空データを載せるようにしてもよい。また、例えば、電波Ｒ１の送信時間は数十ｍｓｅｃ、電波Ｒ２の送信時間は、電波Ｒ１の送信時間に対して十分短い数ｍｓｅｃに設定することができる。これにより、電波Ｒ１の直後に電波Ｒ２を送信した場合においても、消費電力の増大を抑制することができ、電池の消耗を抑えることができる。
【００１１】
図１（ｃ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの電波強度と、アクティブ無線タグからの距離との関係を示す図である。
図１（ｃ）において、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ〜１２ｄとがある程度離れていても、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータを特定できるように、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が設定される。このため、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近すると、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が増大し、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が飽和する。
一方、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度は、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近した場合においても、受信機１２ａ〜１２ｄで受信される電波の強度が飽和しないように設定することができ、例えば、電波Ｒ１の１／１０程度に設定することができる。
【００１２】
そして、アクティブ無線タグ１１からは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１が送信され、その直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２が送信される。そして、アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２は受信機１２ａ〜１２ｄにて順次受信され、電波Ｒ１、Ｒ２の強度が測定される。そして、受信機１２ａ〜１２ｄにて測定された電波Ｒ１、Ｒ２の強度およびアクティブ無線タグ１１のＩＤデータは、シリアル通信にてパーソナルコンピュータ１３に送られ、パーソナルコンピュータ１３にて電波Ｒ１が飽和しているかどうかが判断される。そして、パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。一方、パーソナルコンピュータ１３は、受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいてアクティブ無線タグ１１の位置を検出する。
【００１３】
例えば、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ〜１２ｄとの距離がそれぞれＨ４、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ１であるものとすると、図１（ｃ）に示すように、受信機１２ｂ、１２ｄでは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和しているので、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ｂ、１２ｄとの間の距離が判断される。一方、受信機１２ａ、１２ｃでは、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度が飽和していないので、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度に基づいて、アクティブ無線タグ１１と受信機１２ａ、１２ｃとの間の距離が判断される。
【００１４】
これにより、ＩＤデータの送信の直後にＩＤデータの送信時の電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２をアクティブ無線タグ１１から送信することで、アクティブ無線タグ１１が受信機１２ａ〜１２ｄに接近した場合においても、ＩＤデータの送信時の電波Ｒ１の強度を弱めることなく、強度が飽和しない電波Ｒ２を受信機１２ａ〜１２ｄにて受信することが可能となる。このため、アクティブ無線タグ１１に受信機を設けることなく、アクティブ無線タグ１１の位置の測定精度を向上させることができ、アクティブ無線タグ１１の大規模化を抑制しつつ、移動物体の位置を精度よく把握することが可能となる。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの概略構成を示すブロック図である。
図２において、図１のアクティブ無線タグ１１には、全体的な制御を行うマイクロコンピュータ２１、無線送信を行うＲＦ送信回路２８およびマイクロコンピュータ２１とＲＦ送信回路２８とに電力を供給する電池２７が設けられている。
ここで、マイクロコンピュータ２１には、アクティブ無線タグ１１が行う処理を実行させるプログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ２２、ＣＰＵ２５で行われるワーク領域などを確保するＲＡＭ２３、送信間隔やボーレートなどを設定するタイマ２４、各種演算処理を行うＣＰＵ２５、ＲＦ送信回路２８との間の通信インターフェースを提供するＩＯポート２６が設けられている。また、ＲＦ送信回路２８は、ＩＤデータを含む電波Ｒ１を送信するとともに、電波Ｒ１の送信直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２を送信することができる。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。
図３において、図１の受信機１２ａ〜１２ｄには全体的な制御を行うマイクロコンピュータ３１、無線受信を行うＲＦ受信回路３９、ＲＦ受信回路３９にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定回路４０、パーソナルコンピュータ１３との間でシリアル通信を行うシリアル通信回路４１、マイクロコンピュータ３１とＲＦ受信回路３９とシリアル通信回路４１に電力を供給する電源回路３８およびコンセントから供給された交流出力を電源回路３８に出力するＡＣアダプタ３７が設けられている。
【００１７】
ここで、マイクロコンピュータ３１には、各受信機１２ａ〜１２ｄが行う処理を実行させるプログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ３２、ＣＰＵ３５で行われるワーク領域などを確保するＲＡＭ３３、シリアル通信などのボーレートを設定するタイマ３４、各種演算処理を行うＣＰＵ３５、ＲＦ受信回路３９と電波強度測定回路４０とシリアル通信回路４１との間の通信インターフェースを提供するＩＯポート３６が設けられている。
【００１８】
また、ＲＦ受信回路３９は、図１のアクティブ無線タグ１１から送信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後に送信された強度の弱い電波Ｒ２を受信することができる。また、電波強度測定回路４０は、ＲＦ受信回路３９にて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後に送信された電波Ｒ２の強度を測定することができる。また、シリアル通信回路４１は、電波強度測定回路４０にて測定されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度およびその直後の電波Ｒ２の強度を、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータとともにパーソナルコンピュータ１３に送信することができる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの動作を示すフローチャートである。
図４において、図２のマイクロコンピュータ２１はイニシャル処理を行った後（ステップＳ１１）、タイマ２４を起動し、定周期待ちを行う（ステップＳ１２）。そして、マイクロコンピュータ２１は一定時間が経過すると（ステップＳ１３）、自身のＩＤデータを含む電波Ｒ１をＲＦ送信回路２８に送信させ（ステップＳ１４）、その電波Ｒ１の送信の直後に電波Ｒ１よりも強度の弱い電波Ｒ２をＲＦ送信回路２８に送信させる（ステップＳ１５）。
【００２０】
そして、電波Ｒ１、Ｒ２をＲＦ送信回路２８に送信させると、ステップＳ１２に戻り、以上の動作を繰り返し行うことで、電波Ｒ１、Ｒ２を一定間隔で受信機１２ａ〜１２ｄに送信する。なお、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔を短くすると、アクティブ無線タグ１１の移動位置を精度よく特定することができるが、電池２７の消耗が早くなる。このため、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔は、アクティブ無線タグ１１の移動速度に応じて設定することができ、アクティブ無線タグ１１の移動速度が大きくなるに従って電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔を小さくすることができる。例えば、病院内の看護士の労働状況を把握するような場合には、病室間の移動間隔が１０秒程度と想定することができるので、電波Ｒ１、Ｒ２の送信間隔は１〜２秒に設定することができる。
【００２１】
図５は、本発明の一実施形態に係る受信機の動作を示すフローチャートである。
図５において、図３のマイクロコンピュータ３１はイニシャル処理を行った後（ステップＳ２１）、電波強度測定回路４０にて電波Ｒ１の電波強度を測定させながら（ステップＳ２２）、図１のアクティブ無線タグ１１のＩＤデータを含む電波Ｒ１およびその直後の電波Ｒ２をＲＦ受信回路３９を介して受信する（ステップＳ２３）。そして、マイクロコンピュータ３１は、ＩＤデータの受信を確認すると、そのＩＤデータおよび電波Ｒ１の電波強度１をＲＡＭ３３に記憶する（ステップＳ２４）。
【００２２】
続いて、マイクロコンピュータ３１は、電波強度測定回路４０にて電波Ｒ２の電波強度を測定させ（ステップＳ２５）、その電波Ｒ２の電波強度２をＲＡＭ３３に記憶する（ステップＳ２６）。そして、マイクロコンピュータ３１は、電波強度測定回路４０にて測定されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１およびその直後の電波Ｒ２の強度２を、アクティブ無線タグ１１のＩＤデータとともにシリアル通信回路４１を介してマイクロコンピュータ３１に送信する（ステップＳ２７）。
そして、各電波Ｒ１、Ｒ２の強度１、２およびＩＤデータをシリアル通信回路４１に送信させると、ステップＳ２２に戻り、以上の動作を繰り返し行うことで、アクティブ無線タグ１１から送信された電波Ｒ１、Ｒ２を一定間隔で受信する。
【００２３】
図６は本発明の一実施形態に係るパーソナルコンピュータの動作を示すフローチャートである。
図６において、図１のパーソナルコンピュータ１３は、各電波Ｒ１、Ｒ２の強度１、２およびＩＤデータを受信機１２ａ〜１２ｄからそれぞれシリアル受信すると（ステップＳ３１）、ＩＤデータを格納する（ステップＳ３２）。
続いて、各受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和しているかどうかをそれぞれ判断し（ステップＳ３３）、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和していない場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１に基づいて、各受信機１２ａ〜１２ｄとアクティブ無線タグ１１との間の距離をそれぞれ算出することで、アクティブ無線タグ１１の位置を検出する（ステップＳ３４）。
【００２４】
一方、パーソナルコンピュータ１３は、各受信機１２ａ〜１２ｄにて受信されたＩＤデータを含む電波Ｒ１の強度１が飽和している場合、ＩＤデータを含む電波Ｒ１の直後に送信された電波Ｒ２の強度２に所定の係数を乗算することで、各受信機１２ａ〜１２ｄとアクティブ無線タグ１１との間の距離をそれぞれ算出し、アクティブ無線タグ１１の位置を検出する（ステップＳ３５）。
そして、パーソナルコンピュータ１３は、各受信機１２ａ〜１２ｄ間で算出されたアクティブ無線タグ１１との間の距離を比較し（ステップＳ３６）、アクティブ無線タグ１１との間の距離が最も近い受信機１２ａ〜１２ｄからの位置およびそのアクティブ無線タグ１１のＩＤデータを表示する（ステップＳ３７）。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの構成を示す図、図１（ｃ）は、アクティブ無線タグから送信される無線データの電波強度と、アクティブ無線タグからの距離との関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る受信機の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアクティブ無線タグの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る受信機の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るパーソナルコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１１ アクティブ無線タグ
１２ａ〜１２ｄ 受信機
１３ パーソナルコンピュータ
２１、３１ マイクロコンピュータ
２２、３２ ＲＯＭ
２３、３３ ＲＡＭ
２４、３４ タイマ
２５、３５ ＣＰＵ
２６、３６ ＩＯポート
２７ 電池
２８ ＲＦ送信回路
３７ ＡＣアダプタ
３８ 電源回路
３９ ＲＦ受信回路
４０ 電波強度測定回路
４１ シリアル通信回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定周期または所定条件成立時に自身を特定するＩＤデータを無線送信する第１無線送信手段と、
前記ＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信する第２無線送信手段とを備えることを特徴とするアクティブ無線タグ。
【請求項２】
アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信する無線受信手段と、
前記無線受信手段にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定手段と、
前記電波強度測定手段にて測定されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を、前記ＩＤデータとともに送信する通信手段とを備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項３】
アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時よりも強度の弱い電波の強度を、前記ＩＤデータとともに受信する受信手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和しているかどうかを判断する飽和判断手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和していない場合、前記ＩＤデータを含む電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第１位置検出手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第２位置検出手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
自身を特定するＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信するアクティブ無線タグと、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、前記ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を前記ＩＤデータとともに送信する無線機と、
前記無線機にて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する位置検出装置とを備えることを特徴とする位置検出システム。
【請求項１】
定周期または所定条件成立時に自身を特定するＩＤデータを無線送信する第１無線送信手段と、
前記ＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信する第２無線送信手段とを備えることを特徴とするアクティブ無線タグ。
【請求項２】
アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を受信する無線受信手段と、
前記無線受信手段にて受信された電波の強度を測定する電波強度測定手段と、
前記電波強度測定手段にて測定されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を、前記ＩＤデータとともに送信する通信手段とを備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項３】
アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度およびその直後に送信された前記ＩＤデータの送信時よりも強度の弱い電波の強度を、前記ＩＤデータとともに受信する受信手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和しているかどうかを判断する飽和判断手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和していない場合、前記ＩＤデータを含む電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第１位置検出手段と、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する第２位置検出手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
自身を特定するＩＤデータの送信の直後に前記ＩＤデータの送信時の電波よりも強度の弱い電波を送信するアクティブ無線タグと、
前記アクティブ無線タグから送信されたＩＤデータを含む電波およびその直後に送信された強度の弱い電波を受信し、前記ＩＤデータを含む電波の強度およびその直後の電波の強度を前記ＩＤデータとともに送信する無線機と、
前記無線機にて受信されたＩＤデータを含む電波の強度が飽和している場合、前記ＩＤデータを含む電波の直後に送信された電波の強度に基づいて前記アクティブ無線タグの位置を検出する位置検出装置とを備えることを特徴とする位置検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１５２６６０（Ｐ２００９−１５２６６０Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６２２５（Ｐ２００７−３２６２２５）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【Ｆターム（参考）】
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