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センサ制御システム
説明

センサ制御システム

【課題】物理量又は状態を検出する複数個のセンサの消費電力の削減を図ることができるセンサ制御システムを提供する。
【解決手段】センサ制御システム1は、物理量又は状態を検出する複数個のセンサ20と、コントローラ10とを具備する。各センサ20は、検出部21と、コントローラ10と双方向通信する通信部26と、検出部及び通信部の動作用電源27とを備える。コントローラ10は、複数個のセンサ20のそれぞれの通信部26を介して送信されてきた複数個のセンサ20の検出情報に基づいて各センサ20の動作間隔を決定するとともに、該動作間隔を各センサ20に指示するものである。各センサ20は、コントローラ10から指示された各センサ20の動作間隔に基づいて動作する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベッド用荷重検出センサ等のセンサを制御するセンサ制御システム及びセンサ制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ベッドの寝床部における人(病人、被介護者、乳幼児、健康人等)の在床状況(入床、離床、重心位置、体動等)を検出する方法及び装置として、例えば、特開2000−105884号公報(特許文献1)や特開平11−290394号公報(特許文献2)に記載された方法及び装置が知られている。すなわち、これらの公報には、ベッドの各脚部とベッド設置面(床面等)との間にそれぞれ荷重検出センサを配置し、これらのセンサにより検出された荷重に基づいてコントローラにより人の在床状況を検出する方法及び装置が記載されている。この装置では、各荷重検出センサとコントローラとは通信ケーブルを介して互いに接続されている。
【0003】
また、ベッドの各脚部とベッド設置面との間に配置される荷重検出センサとして、特開2006−252540号公報(特許文献3)、特開2006−266894号公報(特許文献4)、特開2006−302266号公報(特許文献5)等に記載されたものが知られている。荷重検出センサは、電源からの電力で動作する荷重検出部や通信部などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−105884号公報
【特許文献2】特開平11−290394号公報
【特許文献3】特開2006−252540号公報
【特許文献4】特開2006−266894号公報
【特許文献5】特開2006−302266号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
而して従来では、荷重検出センサの荷重検出部や通信部などには電力が常時供給されていた。そのため、荷重検出センサが必ずしも動作する必要がない場合であっても、荷重検出センサの荷重検出部や通信部などによって電力が大きく消費されているという難点があった。
【0006】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、複数個のセンサの消費電力の削減を図ることができるセンサ制御システム及びセンサ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は以下の手段を提供する。
【0008】
[1] 複数個のセンサと、コントローラとを具備するとともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備え、
コントローラは、前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔を各センサに指示するものであり、
各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものとなされていることを特徴とするセンサ制御システム。
【0009】
[2] センサの動作間隔は、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から決定される前項1記載のセンサ制御システム。
【0010】
[3] 各センサは、前記検出部と、前記通信部としての無線通信部と、前記電源としての電池とを搭載している前項1又は2記載のセンサ制御システム。
【0011】
[4] 前記複数個のセンサは、ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重を検出するものである前項1〜3のいずれかに記載のセンサ制御システム。
【0012】
[5] 複数個のセンサと、コントローラとを具備するともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備えたセンサ制御システムを用い、
前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して前記複数個のセンサの検出情報をコントローラに送信し、
送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいてコントローラにより各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔をコントローラから各センサに指示し、
コントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて各センサを動作させることを特徴とするセンサ制御方法。
【0013】
[6] 前記複数個のセンサの検出情報は、ベッド寝床部の互いに離間した複数の部位に掛かる荷重である前項5記載のセンサ制御方法。
【発明の効果】
【0014】
本発明は以下の効果を奏する。
【0015】
[1]の発明では、各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものなので、センサの少なくとも検出部及び通信部に電源からの電力を常時供給する必要がなくなる。そのため、センサの消費電力の削減を図ることができる。
【0016】
さらに、コントローラは、複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するものであるから、センサの検出情報に応じた動作間隔をセンサに指示することができる。
【0017】
しかも、複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するので、複数個のセンサの検出情報を総合した上で各センサの動作間隔を決定することができ、したがって、各センサの動作間隔を当該センサの検出情報に基づいて決定する場合よりも、より適切な決定を行うことができる。
【0018】
さらに、各センサの動作間隔は、各センサで決定されるのではなく、コントローラで決定されるので、各センサの動作間隔をコントローラにおいて一元管理することができるし、センサの構成を簡素化することができる。
【0019】
[2]の発明では、動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードとして、例えば、センサの動作間隔が通常の間隔である「通常動作モード」と、該通常動作モードよりもセンサの動作間隔が長い「省エネ動作モード」とを設定し、これらのモードの中からセンサの動作間隔を決定することにより、センサの消費電力の削減を確実に図ることができる。
【0020】
[3]の発明では、各センサは無線通信部を搭載しているので、各センサはコントローラと無線通信することができ、そのため各センサとコントローラとの間の通信ケーブルを省略することができる。さらに、各センサは検出部及び通信部の動作用電源として電池を搭載しているので、給電ケーブルも必要がない。しかも、各センサの消費電力の削減が図られているので、各センサの電池の消耗を抑制することができる。
【0021】
[4]の発明では、センサとしてベッド用荷重検出センサについてその消費電力の削減を図ることができる。
【0022】
[5]の発明では、[1]の発明の効果と同様の効果を奏する。
【0023】
[6]の発明では、[4]の発明の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係るセンサ制御システムを、ベッド用在床状況検出装置に用いた場合の概略斜視図である。
【図2】図2は、ベッドの寝床部の概略平面図である。
【図3】図3は、同システムの構成を示すブロック図である。
【図4】図4は、同システムの荷重検出センサの構成を示すブロック図である。
【図5】図5は、同システムのコントローラの構成を示すブロック図である。
【図6】図6は、同システムのタイミングチャートである。
【図7】図7は、同システムのコントローラの動作を示す第1実施例におけるフローチャートである。
【図8】図8は、同システムのコントローラの動作を示す第2実施例におけるフローチャートである。
【図9】図9は、同システムのコントローラの動作を示す第3実施例におけるフローチャートである。
【図10】図10は、同システムのコントローラの動作を示す第4実施例におけるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【0026】
図1において、1は本発明の一実施形態に係るセンサ制御システムである。このシステム1は、医療施設(例:病院)、介護施設、宿泊施設(例:ホテル)、一般家庭等で使用されるベッド用在床状況検出装置2に用いられたものである。この在床状況検出装置2は、ベッド30の寝床部31における人(病人、被介護者、乳幼児、健康人等)Hの在床状況(入床、離床、重心位置、体動等)を検出するものである。
【0027】
このシステム1は、複数個のセンサを制御するシステムであり、図1及び3に示すように、複数個のセンサとして4個のベッド用荷重検出センサ20と、1個のコントローラ10とを具備している。コントローラ10は、4個の荷重検出センサ20を一括して遠隔制御するものである。
【0028】
4個の荷重検出センサ20は、ベッド30の寝床部31の互いに離間した4つの部位に掛かる荷重を検出するものであり、具体的には、図1に示すように、ベッド寝床部31に設けられた4個の脚部32(即ち、右頭側脚部32、左頭側脚部32、右足側脚部32及び左足側脚部32)に掛かる荷重を検出するものである。各脚部32の下端部にはベッド移動用キャスタ32aが設けられている。そして、各脚部32とベッド設置面33との間にそれぞれ荷重検出センサ20が1個ずつ配置されている。ベッド設置面33は、病室、検査室、宿泊室、寝室等における床面からなる。
【0029】
ここで説明の便宜上、4個の荷重検出センサ20をそれぞれ第1〜第4荷重検出センサとするとき、図2に示すように、第1荷重検出センサ20は、ベッド寝床部31の右頭側脚部32に掛かる荷重W1を検出するものであり、第2荷重検出センサ20は、ベッド寝床部31の左頭側脚部32に掛かる荷重W2を検出するものであり、第3荷重検出センサ20は、ベッド寝床部31の右足側脚部32に掛かる荷重W3を検出するものであり、第4荷重検出センサ20は、ベッド寝床部31の左足側脚部32に掛かる荷重W4を検出するものである。なお、ベッド寝床部31の長さは例えば2000mmであり、ベッド寝床部31の幅は例えば830mmである。
【0030】
以下に荷重検出センサ20の構成を説明する。
【0031】
4個の荷重検出センサ20は互いに同じ構成である。荷重検出センサ20は、基本的にはロードセル式のものであり、図4に示すように、検出部としての荷重検出部21、A/D変換部22、演算部23、記憶部25、通信部としての無線通信部26、電源としての電池27などを内蔵搭載している。
【0032】
荷重検出部21は、複数個(例:4個)の歪みゲージ21aで構成されたブリッジ回路21bを有している。荷重検出センサ20はベッド寝床部31の脚部32(詳述するとキャスタ32a)が載置される荷重受け部(図示せず)を有しており、歪みゲージ21aはこの荷重受け部に設けられた起歪部に貼着されたものであり、起歪部に生じた歪みを検出しその歪みの大きさに対応した電圧を出力するものである。
【0033】
A/D変換部22は、荷重検出部21(詳述するとブリッジ回路21b)からの出力信号(出力電圧)をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。
【0034】
演算部23は、A/D変換部22により変換された荷重検出部21からのデジタル出力信号に基づいて荷重などを演算するものであり、コンピュータからなる。
【0035】
記憶部25は、演算部23の演算結果(例:荷重)、コントローラ10の指示情報などを記憶するものである。コントローラ10の指示情報としては、荷重検出センサ20の動作間隔などが挙げられる。
【0036】
無線通信部26は、コントローラ10と双方向に無線通信するものである。演算部23の演算結果などの荷重検出センサ20の検出情報は、荷重検出センサ20からこの無線通信部26を介してコントローラ10へ送信されるとともに、コントローラ10の指示情報はコントローラ10からこの無線通信部26を介して荷重検出センサ20に受信される。
【0037】
電池27は、荷重検出センサ20にその動作に必要な電力を供給するものであり、具体的には、荷重検出部21、A/D変換部22、演算部23、記憶部25、無線通信部26などにそれぞれ動作用電力を供給するものである。電池27としては、乾電池(例:単一〜単五乾電池)、二次電池(例:蓄電池、充電式電池)等が用いられる。この電池27は、荷重検出センサ20に設けられた電池ボックス部(図示せず)内に交換可能に配置されている。電池ボックス部には、電池27の電圧を荷重検出センサ20の動作に適する電圧に設定するための電圧昇圧部(図示せず)が付設されている。
【0038】
さらに、各荷重検出センサ20は、非常に小さな電力で動作する、即ち消費電力が非常に少ないタイマ24を搭載している。このタイマ24は、荷重検出センサ20の動作をタイマ制御する際などに用いられるものであり、演算部23に内蔵されている。各荷重検出センサ20のタイマー24は互いに同期しており、更に、後述するようにコントローラ10に搭載されたタイマ13とも同期している。
【0039】
以下にコントローラ10の構成を説明する。
【0040】
コントローラ10は、図5に示すように、通信部としての無線通信部11、演算部12、記憶部14、報知部15などを内蔵搭載している。
【0041】
無線通信部11は、各荷重検出センサ20と双方向に無線通信するものである。各荷重検出センサ20の検出情報は、この無線通信部11を介してコントローラ10に受信されるとともに、コントローラ10の指示情報はコントローラ10からこの無線通信部11を介して各荷重検出センサ20へ送信される。
【0042】
さらに、無線通信部11は4個の通信チャンネルch1〜4を有している。各通信チャンネルch1〜4は、それぞれ第1〜第4荷重検出センサ20の無線通信部26との通信に用いられるものである。
【0043】
演算部12は、各荷重検出センサ20の無線通信部26を介して送信されてきた各荷重検出センサ20の検出情報に基づいて、予め設定された演算を行うものであり、具体的には、各荷重検出センサ20の動作間隔を決定したり、その他の演算(判定を含む)を行ったりするものであり、コンピュータからなる。この演算部12の演算結果はコントローラ10の指示情報としてコントローラ10からその無線通信部11を介して各荷重検出センサ20へ送信される。
【0044】
荷重検出センサ20の動作間隔は、荷重検出センサ20の動作間隔が互いに異なる少なくとも二種類の動作間隔モードの中から演算部12により決定されるものであり、本実施形態では、荷重検出センサ20の動作間隔が通常の間隔である「通常動作モード」と、該通常動作モードよりも荷重検出センサ20の動作間隔が長い「省エネ動作モード」との二種類の動作間隔モードの中から演算部12により決定(選択)される。各モードにおける荷重検出センサ20の動作間隔は、演算部12に予め記憶されているか、あるいはシステム1の動作開始時又は動作途中で演算部12に入力されるものである。
【0045】
通常動作モードとは、本実施形態では例えば500ms間隔で荷重検出センサ20を動作させるモードであり、即ち500ms間隔で荷重の検出などを荷重検出センサ20に行わせるモードである。
【0046】
省エネ動作モードとは、本実施形態では例えば5s間隔で荷重検出センサ20を動作させるモードであり、即ち5s間隔で荷重の検出などを荷重検出センサ20に行わせるモードである。
【0047】
記憶部14は、各荷重検出センサ20の無線通信部26を介して送信されてきた各荷重検出センサ20の検出情報や、コントローラ10の演算部12の演算結果などの所定情報を記憶するものである。
【0048】
報知部15は、各荷重検出センサ20の無線通信部26を介して送信されてきた各荷重検出センサ20の検出情報や、コントローラ10の演算部12の演算結果などの所定情報を報知対象者(例:看護師、介護者、監視者)に報知するものであり、液晶ディスプレイ等の表示部、報知スピーカ、報知ランプなどを有している。
【0049】
電池16は、コントローラ10にその動作に必要な電力を供給するものであり、具体的には、無線通信部11、演算部12、記憶部14、報知部15などにそれぞれ動作用電力を供給するものである。電池16としては、乾電池(例:単一〜単五乾電池)、二次電池(例:蓄電池、充電式電池)等が用いられる。この電池16は、コントローラ10に設けられた電池ボックス部(図示せず)内に交換可能に配置されている。電池ボックス部には、電池16の電圧をコントローラ10の動作に適する電圧に設定するための電圧昇圧部(図示せず)が付設されている。
【0050】
さらに、コントローラ10は、非常に小さな電力で動作する、即ち消費電力が非常に少ないタイマ13を搭載している。このタイマ13は、コントローラ10の動作をタイマ制御する際などに用いられるものであり、演算部12に内蔵されている。タイマ13は各荷重検出センサ20に搭載された各タイマ24と同期している。また、演算部12にはタイムカウンタ(図示せず)が内蔵されている。
【0051】
図6は、本実施形態のセンサ制御システム1のタイミングチャートを示している。図6に示すように、このシステム1では、第1荷重検出センサ20のタイマ24とコントローラ10のタイマ13とがともに所定時間になったとき、第1荷重検出センサ20の電源(電池27)がONになって第1荷重検出センサ20への給電が開始するとともに、コントローラ10の通信チャンネルがch1に切り替わる。そして、コントローラ10の演算部12により演算(決定)された荷重検出センサ20の動作間隔などのコントローラ10の指示情報が、コントローラ10からその無線通信部11を介して送信されて第1荷重検出センサ20の無線通信部26で受信される。そして、第1荷重検出センサ20の荷重検出部21により荷重の測定(即ち荷重の検出)が行われる。この測定された荷重は、第1荷重検出センサ20からその無線通信部26を介して送信されてコントローラ10の無線通信部11で受信され、コントローラ10の記憶部14に記憶される。また、荷重の送信が終了すると速やかに第1荷重検出センサ20の電源(電池27)がOFFになって第1荷重検出センサ20への給電が停止する。このような第1荷重検出センサ20の一連の動作、すなわち、第1荷重検出センサ20の電源のON−OFF、コントローラ10の指示情報の受信、荷重の測定、荷重の送信などは、コントローラ10から送信されてきた荷重検出センサ20の動作間隔などのコントローラ10の指示情報に基づいて行われる。また、第1荷重検出センサ20におけるコントローラ10の指示情報の受信から荷重の送信までの動作は、5ms以内で行われる。なお、第1荷重検出センサ20のタイマ24は常時ONである。したがって、第1荷重検出センサ20の電源がOFFの場合、タイマ24だけに電池27からの電力が供給されている。ただし、このタイマ24は上述したようにその消費電力は非常に少ないものである。
【0052】
一方、コントローラ10の通信チャンネルは、5ms毎にch1からch4へ順次切り替わる。
【0053】
通信チャンネルがch1のとき、コントローラ10は上述のように第1荷重検出センサ20と送受信を行うとともに、第1荷重検出センサ20の電源は上述のようにON−OFF動作する。通信チャンネルがch2のとき、図示していないが、コントローラ10は第2荷重検出センサ20と、第1荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第2荷重検出センサ20の電源は第1荷重検出センサと同様にON−OFF動作する。通信チャンネルがch3のとき、図示していないが、コントローラ10は第3荷重検出センサ20と、第1荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第3荷重検出センサ20の電源は第1荷重検出センサと同様にON−OFF動作する。通信チャンネルがch4のとき、図示していないが、コントローラ10は第4荷重検出センサ20と、第1荷重検出センサと同様の送受信を行うとともに、第4荷重検出センサ20の電源は第1荷重検出センサと同様にON−OFF動作する。
【0054】
その後、コントローラ10では、その記憶部14に記憶された複数の荷重に基づいて各荷重検出センサ20の動作間隔を演算部12により決定する。本実施形態では上述したように、各荷重検出センサ20の動作間隔は、「通常動作モード」と「省エネ動作モード」との中から決定される。そして、もし通常動作モードに決定された場合には、500ms間隔で荷重の測定などを行わせる指示をコントローラ10から各荷重検出センサ20へ送信する。一方、もし省エネ動作モードに決定された場合には、5s間隔で荷重の測定などを行われる指示をコントローラ10から各荷重検出センサ20へ送信する。
【0055】
なお、500ms間隔とか5s間隔とは、図6に示すように、コントローラ10の通信チャンネルがch4からch1へ切り替わるまでのインターバル間隔をいう。
【0056】
次に、本実施形態のセンサ制御システム1のコントローラ10の幾つかの動作について、図7〜10に示したフローチャートに基づいて説明する。なお、各フローチャートにおいて、各荷重検出センサ20により検出された荷重は、風袋引き処理後の荷重である。また、1kgf=約9.8Nである。
【0057】
図7は、このシステム1のコントローラ10の動作を示す第1実施例におけるフローチャートである。
【0058】
このフローチャートでは、ベッド寝床部31上に人Hが在床していない離床状態のときや、ベッド寝床部31上で人Hが熟睡しているときは、各荷重検出センサ20を頻繁に動作させる必要がないので、5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させ、一方、ベッド寝床部31上へ人Hが入床するときや、ベッド寝床部31上で人Hが寝返り等の体を動かしているときは、ベッド寝床部31上での人Hの在床状況を正確に検出するため、500ms動作間隔(即ち通常動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させる。
【0059】
すなわち、このフローチャートにおいて、ステップS1では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。この指示を受信した各荷重検出センサ20は、図6に示したタイミングチャートに従って通常動作モードで動作する。そして、ステップS2へ進む。
【0060】
ステップS2では、今回、各荷重検出センサ20から送信されてきた4個の荷重(W1、W2、W3、W4)を合計した総荷重WT(但し、総荷重WT=W1+W2+W3+W4)と前回の総荷重WTn-1との差が所定の閾値以上、例えば3kgf以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし当該差が3kgf以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし当該差が3kgf以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS4へ進む。また、各荷重検出センサ20から送信されてきた各荷重(W1、W2、W3、W4)と、コントローラ10の演算部12により演算された総荷重WTは、毎回、コントローラ10の記憶部14に記憶蓄積される。
【0061】
ステップS3では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをリセットする。次いで、ステップS7へ進む。
【0062】
ステップS4では、4個の荷重検出センサ20のうちいずれかの荷重検出センサ20の荷重において、今回の荷重と前回の荷重との差が所定の閾値以上、例えば500gf以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし当該差が500gf以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし当該差が500gf以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS5へ進む。
【0063】
ステップS5では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップS6へ進む。
【0064】
ステップS6では、タイムカウンタが所定の時間、例えば5分経過しているか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もしタイムカウンタが5分経過していると判定された場合には、「YES」としてステップS8へ進む。一方、もしタイムカウンタが5分経過していないと判定された場合には、「NO」としてステップS7へ進む。
【0065】
ステップS7では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0066】
ステップS8では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)の指示を送信する。この指示を受信した各荷重検出センサ20は、図6に示したタイミングチャートに従って省エネ動作モードで動作する。そして、ステップS2へ戻る。
【0067】
図8は、このシステム1のコントローラ10の動作を示す第2実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図7に示したフローチャートの後で行われるコントローラ10の動作を示している。
【0068】
このフローチャートでは、ベッド寝床部31上から人Hが離床したときは、各荷重検出センサ20を頻繁に動作させる必要がないので、5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させ、一方、ベッド寝床部31上に人Hが在床しているときは、ベッド寝床部31上での人Hの在床状況を正確に検出するため、500ms動作間隔(即ち通常動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させる。
【0069】
すなわち、このフローチャートにおいて、ステップS1では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ進む。
【0070】
ステップS2では、4個の荷重検出センサ20のうちいずれかの荷重検出センサ20の荷重が所定の閾値以上、例えば5kgf以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし荷重が5kgf以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし荷重が5kgf以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS4へ進む。
【0071】
ステップS3では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップS6へ進む。
【0072】
ステップS4では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップS5へ進む。
【0073】
ステップS5では、タイムカウンタが所定の時間、例えば5分経過しているか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もしタイムカウンタが5分経過していると判定された場合には、「YES」としてステップS7へ進む。一方、もしタイムカウンタが5分経過していないと判定された場合には、「NO」としてステップS6へ進む。
【0074】
ステップS6では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0075】
ステップS7では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0076】
図9は、このシステム1のコントローラ10の動作を示す第3実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図7に示したフローチャートの後で行われるコントローラ10の動作を示している。
【0077】
このフローチャートでは、各荷重検出センサ20により検出された4個の荷重を合計した総荷重WTが所定の閾値以上、例えば20kgf以上であり、且つ、ベッド寝床部31の重心位置G(GX、GY)がベッド寝床部31の中央エリア31aの外である場合には、人Hが離床する可能性が高いので、500ms動作間隔(即ち通常動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させ、一方、ベッド寝床部31の重心位置G(GX、GY)がベッド寝床部31の中央エリア31a内である場合には、人Hが離床する可能性が低いので、5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させる。
【0078】
すなわち、このフローチャートにおいて、ステップS1では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ進む。
【0079】
ステップS2では、今回、各荷重検出センサ20から送信されてきた4個の荷重を合計した総荷重WTが所定の閾値以上、例えば20kgf以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし総荷重WTが20kgf以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし総荷重WTが20kgf以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS5へ進む。また、各荷重検出センサ20から送信されてきた各荷重(W1、W2、W3、W4)と、コントローラ10の演算部12により演算された総荷重WTは、毎回、コントローラ10の記憶部14に記憶蓄積される。
【0080】
ステップS3では、ベッド寝床部31の重心位置G(GX、GY)がベッド寝床部31の予め設定された中央エリア31aの外か否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし重心位置G(GX、GY)がベッド寝床部31の中央エリア31aの外であると判定された場合には、「YES」としてステップS4へ進む。一方、重心位置G(GX、GY)がベッド寝床部31の中央エリア31aの外ではない、即ちベッド寝床部31の中央エリア31a内であると判定された場合には、「NO」としてステップS5へ進む。また、重心位置G(GX、GY)は、毎回、コントローラ10の記憶部14に記憶蓄積される。
【0081】
なお、重心位置G(GX、GY)は、次式(1)及び(2)により算出される(図2参照)。
【0082】
GX=(W1+W2−W3−W4)/(W1+W2+W3+W4) …(1)
GY=(W1+W3−W2−W4)/(W1+W2+W3+W4) …(2)
【0083】
ただし、GXは、ベッド寝床部31の長さ方向(この方向をx方向とする)の重心位置である。GYは、ベッド寝床部31の幅方向(この方向をy方向とする)の重心位置である。図2において、Oは重心位置の原点であり、この原点Oはベッド寝床部31の略中央に位置している。
【0084】
また、ベッド寝床部31の中央エリア31aとは、図2にドットハッチングで示すエリアであり、すなわち、ベッド寝床部31において、ベッド寝床部31の周縁から中央部側へ300mm内側の周縁部エリア31b(クロスハッチングで示す)を、ベッド寝床部31から除いたエリアである。
【0085】
ステップS4では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップS7へ進む。
【0086】
ステップS5では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップS6へ進む。
【0087】
ステップS6では、タイムカウンタが所定の時間、例えば5分経過しているか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もしタイムカウンタが5分経過ていると判定された場合には、「YES」としてステップS8へ進む。一方、もしタイムカウンタが5分経過していないと判定された場合には、「NO」としてステップS7へ進む。
【0088】
ステップS7では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0089】
ステップS8では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0090】
図10は、このシステム1のコントローラ10の動作を示す第4実施例におけるフローチャートである。このフローチャートは、専ら、図9に示したフローチャートの後で行われるコントローラ10の動作を示している。
【0091】
このフローチャートでは、ベッド寝床部31の重心位置G(GX、GY)のx方向の移動距離が所定の閾値以上、例えば50mm以上である場合には、人Hが背上げ動作をしていると予想されるとともに、重心位置G(GX、GY)のy方向の移動距離が所定の閾値以上、例えば50mm以上である場合には、人Hが寝返り動作又は離床動作していることが予想されるため、これらの場合には500ms動作間隔(即ち通常動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させ、一方、50mm未満の場合には5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)で各荷重検出センサ20を動作させる。
【0092】
すなわち、このフローチャートにおいて、ステップS1では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ進む。
【0093】
ステップS2では、今回のx方向の重心位置GXnと前回のx方向の重心位置GXn-1との差が所定の閾値以上、例えば50mm以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし当該差が50mm以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし当該差が50mm以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS4へ進む。
【0094】
ステップS3では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをリセットする。そして、ステップS7へ進む。
【0095】
ステップS4では、今回のy方向の重心位置GYnと前回のy方向の重心位置GYn-1との差が所定の閾値以上、例えば50mm以上であるか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もし当該差が50mm以上であると判定された場合には、「YES」としてステップS3へ進む。一方、もし当該差が50mm以上ではないと判定された場合には、「NO」としてステップS5へ進む。
【0096】
ステップS5では、コントローラ10の演算部12のタイムカウンタをスタートする。そして、ステップS6へ進む。
【0097】
ステップS6では、タイムカウンタが所定の時間、例えば5分経過しているか否かについて、コントローラ10の演算部12により判定する。もしタイムカウンタが5分経過していると判定された場合には、「YES」としてステップS8へ進む。一方、もしタイムカウンタが5分経過していないと判定された場合には、「NO」としてステップS7へ進む。
【0098】
ステップS7では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に500ms動作間隔(即ち通常動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0099】
ステップS8では、コントローラ10から各荷重検出センサ20に5s動作間隔(即ち省エネ動作モード)の指示を送信する。そして、ステップS2へ戻る。
【0100】
而して、本実施形態のセンサ制御システム1には次の利点がある。
【0101】
各荷重検出センサ20はコントローラ10から指示された各荷重検出センサ20の動作間隔に基づいて動作するものなので、荷重検出センサ20の荷重検出部21、A/D変換部22、演算部23、記憶部25及び無線通信部26に電池27からの電力を常時供給する必要がなくなる。そのため、荷重検出センサ20の消費電力の削減を図ることができる。
【0102】
さらに、コントローラ10は、4個の荷重検出センサ20のそれぞれの無線通信部26を介して送信されてきた4個の荷重検出センサ20の検出情報(即ち荷重)に基づいて各荷重検出センサ20の動作間隔を決定するものであるから、荷重検出センサ20の検出情報に応じた動作間隔を荷重検出センサ20に指示することができる。
【0103】
その上、4個の荷重検出センサ20の検出情報(即ち荷重)に基づいて各荷重検出センサ20の動作間隔を決定するから、4個の荷重検出センサ20の検出情報を総合した上で各荷重検出センサ20の動作間隔を決定することができ、したがって、各荷重検出センサ20の動作間隔を当該荷重検出センサ20の検出情報に基づいて決定する場合(すなわち、例えば第1荷重検出センサ20の動作間隔を第1荷重検出センサ20の検出情報に基づいて決定する場合)よりも、より適切な決定を行うことができる。
【0104】
さらに、各荷重検出センサ20の動作間隔は、各荷重検出センサ20で決定されるのではなく、コントローラ10で決定されるので、各荷重検出センサ20の動作間隔をコントローラ10において一元管理することができるし、荷重検出センサ20の構成を簡素化することができる。
【0105】
さらに、荷重検出センサ20の動作間隔は、動作間隔が互いに異なる二種類の動作間隔モードとして、通常動作モードと省エネ動作モードとの中から決定されるので、荷重検出センサ20の消費電力の削減を確実に図ることができる。
【0106】
さらに、各荷重検出センサ20は無線通信部26を搭載しているので、各荷重検出センサ20はコントローラ10と無線通信することができ、そのため各荷重検出センサ20とコントローラ10との間の通信ケーブルを省略することができる。さらに、各荷重検出センサ20は荷重検出部21、A/D変換部22、演算部23、記憶部25及び無線通信部26の動作用電源として電池27を搭載しているので、給電ケーブルも必要がない。これにより、ベッド寝床部31の脚部32を荷重検出センサ20の荷重受け部上へ作業者が載置する際に、作業者がその足を通信ケーブルや給電ケーブルに不慮に引っ掛ける虞がないし、ベッド寝床部31の脚部32のキャスタ32aが通信ケーブルや給電ケーブルを踏んで通信ケーブルや給電ケーブルが断線する問題も発生しない。しかも、各荷重検出センサ20の消費電力の削減が図られているので、荷重検出センサ20の電池27の消耗を抑制することができる。したがって、長時間に亘って荷重検出センサ20を動作させることができる。
【0107】
以上で本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、様々に変更可能である。
【0108】
また本発明では、センサの個数は4個であることに限定されるものではなく、その他に2個や3個であっても良いし、4個以上であっても良い。
【0109】
また本発明では、センサは荷重検出センサ20であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、その他の物理量や状態を検出するものであっても良い。
【0110】
また本発明では、センサの動作間隔は、動作間隔が互いに異なる二種類の動作間隔モード(即ち「通常動作モード」と「省エネ動作モード」)の中から決定されることに限定されるものではなく、その他に三種類以上の動作間隔モードの中から決定されても良い。
【産業上の利用可能性】
【0111】
本発明は、ベッド用荷重検出センサ等のセンサを制御するセンサ制御システム及びセンサ制御方法に利用可能である。
【符号の説明】
【0112】
1:センサ制御システム
2:ベッド用在床状況検出装置
10:コントローラ
11:無線通信部(通信部)
12:演算部
14:記憶部
15:報知部
16:電池(電源)
20:荷重検出センサ(センサ)
21:荷重検出部(検出部)
23:演算部
24:記憶部
26:無線通信部(通信部)
27:電池(電源)
30:ベッド
31:ベッド寝床部
H:人

【特許請求の範囲】
【請求項1】
物理量又は状態を検出する複数個のセンサと、コントローラとを具備するとともに、
各センサは、検出部と、コントローラと双方向通信する通信部と、前記検出部及び通信部の動作用電源とを備え、
コントローラは、前記複数個のセンサのそれぞれの通信部を介して送信されてきた前記複数個のセンサの検出情報に基づいて各センサの動作間隔を決定するとともに、該動作間隔を各センサに指示するものであり、
各センサがコントローラから指示された各センサの動作間隔に基づいて動作するものとなされていることを特徴とするセンサ制御システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−101627(P2013−101627A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−261796(P2012−261796)
【出願日】平成24年11月30日(2012.11.30)
【分割の表示】特願2008−258370(P2008−258370)の分割
【原出願日】平成20年10月3日(2008.10.3)
【出願人】(000002004)昭和電工株式会社 (3,251)
【Fターム(参考)】