無線式マット型センサ
【課題】圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与することが可能であり、且つ、盗難の防止や予防に寄与することが可能な無線式マット型センサを提供する。
【解決手段】圧力感知部１１の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部１２が配置された無線式マット型センサ１０において、無線信号送信部１２は、無線信号送信部１２に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段２８と、衝撃感知時間計測手段２８が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段２９と、少なくとも、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段とを有するものである。
【解決手段】圧力感知部１１の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部１２が配置された無線式マット型センサ１０において、無線信号送信部１２は、無線信号送信部１２に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段２８と、衝撃感知時間計測手段２８が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段２９と、少なくとも、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段とを有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線式マット型センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置されてなり、この無線信号送信部によって圧力の印加を感知したときの検出信号を無線信号にて発信する無線式マット型センサがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されている無線式マット型センサによれば、圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置されることで、マット型センサから無線信号送信部を露出しないようにしたので、マット型センサと無線信号送信部とを接続する配線に人が躓いたりするのを回避することに寄与し、また、小型化に寄与することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６７９６７号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２４８７号公報
【特許文献３】特開２００２−７１４９６号公報
【特許文献４】特許第３７０７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている無線式マット型センサには、以下の問題があった。
【０００６】
（１）無線信号送信部を配置した部分に圧力が印加されたとき、それを感知することができない。
【０００７】
（２）無線式にしたために盗難されやすくなっているにも拘わらず、盗難のための対策が施されていない。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みなされたものであり、圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置された無線式マット型センサならではの課題を解決するものである。
【０００９】
即ち、本発明は、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与することが可能であり、且つ、盗難の防止や予防に寄与することが可能な無線式マット型センサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために創案された本発明は、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部と、前記圧力感知部と電気的に接続される無線信号送信部と、前記圧力感知部と前記無線信号送信部とを一体に覆う外皮と、を備え、前記圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に前記無線信号送信部が配置された無線式マット型センサにおいて、前記無線信号送信部は、前記無線信号送信部に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、前記衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段と、前記衝撃感知時間計測手段が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段と、少なくとも、前記人感盗難判断手段の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、を有する無線式マット型センサである。
【００１１】
前記圧力感知部は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチからなると良い。
【００１２】
前記無線信号送信部は、前記コードスイッチの断線を検知する断線検知手段と、前記コードスイッチのスイッチングを検知するスイッチング検知手段と、を更に有し、前記無線信号送信手段は、前記断線検知手段が前記コードスイッチの断線を検知したとき断線信号を発信し、前記スイッチング検知手段が前記コードスイッチのスイッチングを検知したとき人感信号を発信するように構成されると良い。
【００１３】
前記人感盗難判断手段は、前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が前記閾値を超えたとき盗難されたと判断すると良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与し、且つ、盗難の防止や予防に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る無線式マット型センサの一部を破断した外観図である。
【図２】図１の無線式マット型センサにおける圧力感知部の構成を示す図であり、（ａ）は圧力感知部を構成するコードスイッチの斜視図であり、（ｂ）はその回路図である。
【図３】図１の無線式マット型センサにおける無線信号送信部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の無線式マット型センサの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る無線式マット型センサ１０は、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部１１と、圧力感知部１１と電気的に接続される無線信号送信部１２と、圧力感知部１１と無線信号送信部１２とを一体に覆う外皮１３とを備えてなり、例えば、縦７００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ７ｍｍの大きさのものである。
【００１８】
ここで、圧力感知部１１は、無線信号送信部１２を避けるように配置される。即ち、圧力感知部１１の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部１２が配置された構造とされる。
【００１９】
圧力感知部１１は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチ１４からなる。コードスイッチ１４の無線式マット型センサ１０内における敷設ルートは、人が踏んだときにスイッチオンとなるように敷設すればどのような敷設ルートであっても良い。本実施の形態においては、図１に示すようなミアンダ（蛇行）状に配設するものとする。
【００２０】
このコードスイッチ１４としては、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中空部４１を有する弾性絶縁体４２の内面にそれぞれ非接触の状態で螺旋状に配置された２本の電極４３とその２本の電極４３の先端同士を接続するように設けられた抵抗器４４とからなる従来のものを用いた（例えば、特許文献４参照）。平時は２本の電極４３間に抵抗器４４を通して電流ｉを流しておくことで、２本の電極４３間には所定の電圧ｖが発生する。コードスイッチ１４が人に踏まれると、２本の電極４３同士が接触し導通（オン）状態となることで、圧力が感知される。
【００２１】
無線信号送信部１２は、無線信号機によって実現される。無線信号送信部１２の配置位置もコードスイッチ１４の敷設ルートと同様に特段の定めはなく、組み込みやすさやコードスイッチ１４の敷設ルートを考慮の上、決めることができる。本実施の形態においては、無線式マット型センサ１０の角部に配置するものとする。
【００２２】
無線信号送信部１２には、図３に示すように、マイクロプロセッサ２１が搭載されており、このマイクロプロセッサ２１によって様々な動作を行うようになっている。
【００２３】
マイクロプロセッサ２１は、一時記憶領域としてのＲＡＭ２２、プログラムが格納されるＲＯＭ２３、ＲＯＭ２３に格納されたプログラムに順って処理を行うＣＰＵ２４、信号の入出力を行うＩ／Ｏ２５とからなる。
【００２４】
このマイクロプロセッサ２１によって、コードスイッチ１４の断線を検知する断線検知手段２６や、コードスイッチ１４のスイッチングを検知するスイッチング検知手段２７等が実現される。
【００２５】
外皮１３は、圧力感知部１１と無線信号送信部１２とを上下から覆うように配置される上面ゴムシート１５及び下面ゴムシート１６からなる。この上面ゴムシート１５と下面ゴムシート１６とによってセンサがマット型に形成される。
【００２６】
ところで、図１から分かるように、無線信号送信部１２が配置される部分にはコードスイッチ１４を配設することができないため、人に踏まれても反応しない不感部となっている。無理にコードスイッチ１４を配設しようとすれば、無線式マット型センサ１０のその部分が厚く膨らみ、美観を損ねたり、無線式マット型センサ１０の設置に問題が生じたりする。これに加え、無線式マット型センサ１０は、無線式であるために盗難されやすくなっている。
【００２７】
これら問題を解決するための無線式マット型センサ１０は、無線信号送信部１２の構成に特徴がある。
【００２８】
本実施の形態における無線信号送信部１２は、図３に示すように、無線信号送信部１２に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段としての衝撃センサ３１と、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段２８と、衝撃感知時間計測手段２８が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段２９と、少なくとも、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、バッテリ電圧の低下を監視するバッテリ電圧低下検知手段とを有する。
【００２９】
ここで、「人に踏まれたこと」とは、人の足に踏まれたことのみを言うのではなく、例えば、人が座ったときのこと等も言うものとする。即ち、「人に踏まれたこと」とは、人による瞬間的な衝撃が印加された場合のことを言う。また、「盗難」とは、無線式マット型センサ１０の所有者等による持ち運びも含むものとする。
【００３０】
本発明者らの検討の結果、無線信号送信部１２を踏んだときの衝撃を加速度に換算すると０．１〜０．５Ｇ（Ｇは重力加速度）であることが実験的に得られたので、本実施の形態においては、衝撃センサ３１としてＭＥＭＳ型低加速度センサを用いた。
【００３１】
しかし、もちろんセンサの方式としてはこれに限られたものではなく、無線信号送信部１２内に組み込めるものであれば他の方式のセンサでも良い。ただし、衝撃センサ３１としては、人に踏まれたときの衝撃（加速度）及び盗難時に人に持って運ばれているときの衝撃（加速度）を感知可能な程度の感知精度を有する必要がある。
【００３２】
衝撃感知判定手段３２は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃センサ３１で感知された衝撃と予め設定した閾値とを比較判定し、衝撃センサ３１で感知された衝撃が閾値より大きいとき、衝撃を感知したと判定するものである。このように閾値を設けることで、地面の微小な振動等を無視することができ、感知の対象を人間に限定することが可能となる。
【００３３】
衝撃感知時間計測手段２８は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測するものである。
【００３４】
人感盗難判断手段２９は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃感知時間計測手段２８によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、衝撃感知時間計測手段２８によって計測された時間がその閾値を超えたとき盗難されたと判断するものである。
【００３５】
無線信号送信手段は、マイクロプロセッサ２１で実現される送信コード選択手段３３と、送信回路３４と、プリント基板に形成した微小ループアンテナからなるアンテナ３５とを有する。
【００３６】
送信コード選択手段３３は、各種信号に対応した送信コード（セキュリティコード）を選択するものである。例えば、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて人感信号又は盗難信号に対応した送信コードを選択したり、後述するバッテリ電圧低下検知手段の出力に基づいてバッテリ電圧低下信号に対応した送信コードを選択したりする。
【００３７】
送信回路３４は、送信コード選択手段３３によって選択された送信コードに基づいて、搬送波を変調して人感信号又は盗難信号等を生成すると共に、アンテナ３５を介して生成した人感信号又は盗難信号を外部の受信機或いは受信アンテナに向かって発信するものである。例えば、断線検知手段２６がコードスイッチ１４の断線を検知したとき断線信号を発信したり、スイッチング検知手段２７がコードスイッチ１４のスイッチングを検知したとき人感信号を発信したりする。
【００３８】
本実施の形態においては、搬送波に３１５ＭＨｚの正弦波を用い、送信コードで振幅変調をかけるものとする。もちろん、搬送波の周波数や変調方式はこれに限られたものではない。
【００３９】
バッテリ電圧低下検知手段は、無線信号送信部１２内に組み込まれ、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧センサ３６と、マイクロプロセッサ２１で実現される電圧低下判定手段３７とからなる。
【００４０】
このバッテリ電圧低下検知手段は、電圧低下判定手段３７がバッテリ電圧センサ３６で検出されるバッテリ電圧を監視し、バッテリ電圧が所定の電圧以下となったとき、その情報を送信コード選択手段３３に送出するものである。
【００４１】
次に、無線式マット型センサ１０の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
先ず、無線式マット型センサ１０では、断線検知手段２６がコードスイッチ１４の断線の有無を検知する（Ｓ１１）。
【００４３】
ここで、コードスイッチ１４の断線を検知した場合には、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が断線信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して断線信号を発信する（Ｓ１２）。
【００４４】
コードスイッチ１４が断線していない場合には、スイッチング検知手段２７がコードスイッチ１４のスイッチングの有無を判定する（Ｓ１３）。
【００４５】
ここで、コードスイッチ１４のスイッチングを検知した場合には、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が人感信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して人感信号を発信する（Ｓ１４）。
【００４６】
コードスイッチ１４がスイッチングされていない場合には、衝撃センサ３１による衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１５）。
【００４７】
ここで、衝撃センサ３１が衝撃を感知していない場合には、処理をＳ１１まで戻し、衝撃センサ３１が衝撃を感知した場合には、衝撃感知判定手段３２が衝撃センサ３１で感知された衝撃Ａnと予め設定した閾値Ａ1とを比較判定し、衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１６）。
【００４８】
衝撃Ａnが閾値Ａ1以下の場合には、処理をＳ１１まで戻し、衝撃Ａnが閾値Ａ1を超えた場合には、衝撃感知時間計測手段２８がタイマＴの計測をスタートする（Ｓ１７）。
【００４９】
そして再び、衝撃感知判定手段３２が衝撃センサ３１で感知された衝撃Ａnと予め設定した閾値Ａ1とを比較判定し、衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１８）。
【００５０】
ここで、衝撃Ａnが閾値Ａ1以下の場合には、人感盗難判断手段２９が人に踏まれたと判断し、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が人感信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して人感信号を発信する（Ｓ１４）。
【００５１】
一方、衝撃Ａnが閾値Ａ1を超えた場合には、人感盗難判断手段２９がタイマＴが所定時間経過したかどうか、即ち、予め設定した閾値を超えたかどうかを判定する（Ｓ１９）。
【００５２】
ここで、タイマＴが予め設定した閾値以内の場合には、処理をＳ１８まで戻し、タイマＴが予め設定した閾値を超えた場合には、人感盗難判断手段２９が盗難されたと判断し、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が盗難信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して盗難信号を発信する（Ｓ２０）。
【００５３】
最後に、衝撃感知時間計測手段２８がタイマＴをリセットし、処理をＳ１１まで戻す（Ｓ２１）。
【００５４】
以上の動作により、無線式マット型センサ１０では、人が無線信号送信部１２を踏んだときの瞬間的な衝撃を感知することができ、人が無線式マット型センサ１０を踏んだことを検知することができる。
【００５５】
また、無線式マット型センサ１０では、人が無線信号送信部１２を踏んだときの瞬間的な衝撃と人が無線式マット型センサ１０を盗難したときの継続的な衝撃（例えば、盗難時に無線式マット型センサ１０を持ち運んでいるときの衝撃）とを区別することにより、盗難を検知することができる。
【００５６】
よって、本発明によれば、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与し、且つ、盗難の防止や予防に寄与することができる。
【００５７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００５８】
例えば、圧力感知部１１は、本実施の形態において、コードスイッチ１４をミアンダ状に配設するものとしたが、２枚の電極を平行に配設するものであっても良い。また、送信回路３４に代えて、親機からのリクエスト信号を受信すると共にデータを復号してマイクロプロセッサ２１に送出する送受信回路を設けることで、マイクロプロセッサ２１に親機からのリクエスト内容に応じた処理を行わせることができる。例えば、リクエスト内容がバッテリ電圧の低下有無を問うものであれば、その結果を親機に返信することができる。
【００５９】
このように、無線信号送信部１２に受信機能を持たせることによって、親機との通信が可能となり、必要に応じて無線式マット型センサ１０側の状態を知ることができるようになる。
【００６０】
また、温度センサを組み込むことで、無線式マット型センサ１０が設置された場所の温度を計測し、親機に通報することができる。これにより、無線式マット型センサ１０の設置者はこの情報により屋外の温度を知ることができ、外出の際の服装選定の参考にしたり、夏季であれば庭の水撒きの際の参考にしたりすることができる。
【００６１】
更に、外皮１３に小孔を形成し、この部分に僅かに間隔の開いた２つの電極を有する雨滴センサを設置し、雨滴センサのリード線をマイクロプロセッサ２１に接続し、マイクロプロセッサ２１で２つの電極間の静電容量を計測するようにしても良い。なお、静電容量を直接計測できないマイクロプロセッサの場合は、雨滴センサとマイクロプロセッサとの間にチャージアンプ等の回路を入れ、静電容量の変化を電圧の変化に変換すれば良い。
【００６２】
雨が降り始め、しばらく経過すると、小孔から雨滴がしみ込み、その雨滴が雨滴センサの両電極を覆う。その結果、電極間の静電容量が増加し、この増分が所定の閾値を超えると、無線信号送信部１２を通して親機に報告される。
【００６３】
これによって、無線式マット型センサ１０の設置者は、降雨を知ることができ、いち早く部屋の窓を閉めたり、洗濯物を取り込んだりすることが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 無線式マット型センサ
１１ 圧力感知部
１２ 無線信号送信部
１３ 外皮
１４ コードスイッチ
１５ 上面ゴムシート
１６ 下面ゴムシート
２１ マイクロプロセッサ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２４ ＣＰＵ
２５ Ｉ／Ｏ
２６ 断線検知手段
２７ スイッチング検知手段
２８ 衝撃感知時間計測手段
２９ 人感盗難判断手段
３１ 衝撃センサ
３２ 衝撃感知判定手段
３３ 送信コード選択手段
３４ 送信回路
３５ アンテナ
３６ バッテリ電圧センサ
３７ 電圧低下判定手段
４１ 中空部
４２ 弾性絶縁体
４３ 電極
４４ 抵抗器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線式マット型センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置されてなり、この無線信号送信部によって圧力の印加を感知したときの検出信号を無線信号にて発信する無線式マット型センサがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されている無線式マット型センサによれば、圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置されることで、マット型センサから無線信号送信部を露出しないようにしたので、マット型センサと無線信号送信部とを接続する配線に人が躓いたりするのを回避することに寄与し、また、小型化に寄与することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６７９６７号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２４８７号公報
【特許文献３】特開２００２−７１４９６号公報
【特許文献４】特許第３７０７７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている無線式マット型センサには、以下の問題があった。
【０００６】
（１）無線信号送信部を配置した部分に圧力が印加されたとき、それを感知することができない。
【０００７】
（２）無線式にしたために盗難されやすくなっているにも拘わらず、盗難のための対策が施されていない。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑みなされたものであり、圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部が配置された無線式マット型センサならではの課題を解決するものである。
【０００９】
即ち、本発明は、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与することが可能であり、且つ、盗難の防止や予防に寄与することが可能な無線式マット型センサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために創案された本発明は、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部と、前記圧力感知部と電気的に接続される無線信号送信部と、前記圧力感知部と前記無線信号送信部とを一体に覆う外皮と、を備え、前記圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に前記無線信号送信部が配置された無線式マット型センサにおいて、前記無線信号送信部は、前記無線信号送信部に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、前記衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段と、前記衝撃感知時間計測手段が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段と、少なくとも、前記人感盗難判断手段の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、を有する無線式マット型センサである。
【００１１】
前記圧力感知部は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチからなると良い。
【００１２】
前記無線信号送信部は、前記コードスイッチの断線を検知する断線検知手段と、前記コードスイッチのスイッチングを検知するスイッチング検知手段と、を更に有し、前記無線信号送信手段は、前記断線検知手段が前記コードスイッチの断線を検知したとき断線信号を発信し、前記スイッチング検知手段が前記コードスイッチのスイッチングを検知したとき人感信号を発信するように構成されると良い。
【００１３】
前記人感盗難判断手段は、前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が前記閾値を超えたとき盗難されたと判断すると良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与し、且つ、盗難の防止や予防に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る無線式マット型センサの一部を破断した外観図である。
【図２】図１の無線式マット型センサにおける圧力感知部の構成を示す図であり、（ａ）は圧力感知部を構成するコードスイッチの斜視図であり、（ｂ）はその回路図である。
【図３】図１の無線式マット型センサにおける無線信号送信部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の無線式マット型センサの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る無線式マット型センサ１０は、圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部１１と、圧力感知部１１と電気的に接続される無線信号送信部１２と、圧力感知部１１と無線信号送信部１２とを一体に覆う外皮１３とを備えてなり、例えば、縦７００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚さ７ｍｍの大きさのものである。
【００１８】
ここで、圧力感知部１１は、無線信号送信部１２を避けるように配置される。即ち、圧力感知部１１の一部が切り欠いた形状に形成され、その切り欠いた形状の部分に無線信号送信部１２が配置された構造とされる。
【００１９】
圧力感知部１１は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチ１４からなる。コードスイッチ１４の無線式マット型センサ１０内における敷設ルートは、人が踏んだときにスイッチオンとなるように敷設すればどのような敷設ルートであっても良い。本実施の形態においては、図１に示すようなミアンダ（蛇行）状に配設するものとする。
【００２０】
このコードスイッチ１４としては、図２（ａ），（ｂ）に示すように、中空部４１を有する弾性絶縁体４２の内面にそれぞれ非接触の状態で螺旋状に配置された２本の電極４３とその２本の電極４３の先端同士を接続するように設けられた抵抗器４４とからなる従来のものを用いた（例えば、特許文献４参照）。平時は２本の電極４３間に抵抗器４４を通して電流ｉを流しておくことで、２本の電極４３間には所定の電圧ｖが発生する。コードスイッチ１４が人に踏まれると、２本の電極４３同士が接触し導通（オン）状態となることで、圧力が感知される。
【００２１】
無線信号送信部１２は、無線信号機によって実現される。無線信号送信部１２の配置位置もコードスイッチ１４の敷設ルートと同様に特段の定めはなく、組み込みやすさやコードスイッチ１４の敷設ルートを考慮の上、決めることができる。本実施の形態においては、無線式マット型センサ１０の角部に配置するものとする。
【００２２】
無線信号送信部１２には、図３に示すように、マイクロプロセッサ２１が搭載されており、このマイクロプロセッサ２１によって様々な動作を行うようになっている。
【００２３】
マイクロプロセッサ２１は、一時記憶領域としてのＲＡＭ２２、プログラムが格納されるＲＯＭ２３、ＲＯＭ２３に格納されたプログラムに順って処理を行うＣＰＵ２４、信号の入出力を行うＩ／Ｏ２５とからなる。
【００２４】
このマイクロプロセッサ２１によって、コードスイッチ１４の断線を検知する断線検知手段２６や、コードスイッチ１４のスイッチングを検知するスイッチング検知手段２７等が実現される。
【００２５】
外皮１３は、圧力感知部１１と無線信号送信部１２とを上下から覆うように配置される上面ゴムシート１５及び下面ゴムシート１６からなる。この上面ゴムシート１５と下面ゴムシート１６とによってセンサがマット型に形成される。
【００２６】
ところで、図１から分かるように、無線信号送信部１２が配置される部分にはコードスイッチ１４を配設することができないため、人に踏まれても反応しない不感部となっている。無理にコードスイッチ１４を配設しようとすれば、無線式マット型センサ１０のその部分が厚く膨らみ、美観を損ねたり、無線式マット型センサ１０の設置に問題が生じたりする。これに加え、無線式マット型センサ１０は、無線式であるために盗難されやすくなっている。
【００２７】
これら問題を解決するための無線式マット型センサ１０は、無線信号送信部１２の構成に特徴がある。
【００２８】
本実施の形態における無線信号送信部１２は、図３に示すように、無線信号送信部１２に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段としての衝撃センサ３１と、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段２８と、衝撃感知時間計測手段２８が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段２９と、少なくとも、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、バッテリ電圧の低下を監視するバッテリ電圧低下検知手段とを有する。
【００２９】
ここで、「人に踏まれたこと」とは、人の足に踏まれたことのみを言うのではなく、例えば、人が座ったときのこと等も言うものとする。即ち、「人に踏まれたこと」とは、人による瞬間的な衝撃が印加された場合のことを言う。また、「盗難」とは、無線式マット型センサ１０の所有者等による持ち運びも含むものとする。
【００３０】
本発明者らの検討の結果、無線信号送信部１２を踏んだときの衝撃を加速度に換算すると０．１〜０．５Ｇ（Ｇは重力加速度）であることが実験的に得られたので、本実施の形態においては、衝撃センサ３１としてＭＥＭＳ型低加速度センサを用いた。
【００３１】
しかし、もちろんセンサの方式としてはこれに限られたものではなく、無線信号送信部１２内に組み込めるものであれば他の方式のセンサでも良い。ただし、衝撃センサ３１としては、人に踏まれたときの衝撃（加速度）及び盗難時に人に持って運ばれているときの衝撃（加速度）を感知可能な程度の感知精度を有する必要がある。
【００３２】
衝撃感知判定手段３２は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃センサ３１で感知された衝撃と予め設定した閾値とを比較判定し、衝撃センサ３１で感知された衝撃が閾値より大きいとき、衝撃を感知したと判定するものである。このように閾値を設けることで、地面の微小な振動等を無視することができ、感知の対象を人間に限定することが可能となる。
【００３３】
衝撃感知時間計測手段２８は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測するものである。
【００３４】
人感盗難判断手段２９は、マイクロプロセッサ２１で実現され、衝撃感知時間計測手段２８によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、衝撃感知時間計測手段２８によって計測された時間がその閾値を超えたとき盗難されたと判断するものである。
【００３５】
無線信号送信手段は、マイクロプロセッサ２１で実現される送信コード選択手段３３と、送信回路３４と、プリント基板に形成した微小ループアンテナからなるアンテナ３５とを有する。
【００３６】
送信コード選択手段３３は、各種信号に対応した送信コード（セキュリティコード）を選択するものである。例えば、人感盗難判断手段２９の判断に基づいて人感信号又は盗難信号に対応した送信コードを選択したり、後述するバッテリ電圧低下検知手段の出力に基づいてバッテリ電圧低下信号に対応した送信コードを選択したりする。
【００３７】
送信回路３４は、送信コード選択手段３３によって選択された送信コードに基づいて、搬送波を変調して人感信号又は盗難信号等を生成すると共に、アンテナ３５を介して生成した人感信号又は盗難信号を外部の受信機或いは受信アンテナに向かって発信するものである。例えば、断線検知手段２６がコードスイッチ１４の断線を検知したとき断線信号を発信したり、スイッチング検知手段２７がコードスイッチ１４のスイッチングを検知したとき人感信号を発信したりする。
【００３８】
本実施の形態においては、搬送波に３１５ＭＨｚの正弦波を用い、送信コードで振幅変調をかけるものとする。もちろん、搬送波の周波数や変調方式はこれに限られたものではない。
【００３９】
バッテリ電圧低下検知手段は、無線信号送信部１２内に組み込まれ、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧センサ３６と、マイクロプロセッサ２１で実現される電圧低下判定手段３７とからなる。
【００４０】
このバッテリ電圧低下検知手段は、電圧低下判定手段３７がバッテリ電圧センサ３６で検出されるバッテリ電圧を監視し、バッテリ電圧が所定の電圧以下となったとき、その情報を送信コード選択手段３３に送出するものである。
【００４１】
次に、無線式マット型センサ１０の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
先ず、無線式マット型センサ１０では、断線検知手段２６がコードスイッチ１４の断線の有無を検知する（Ｓ１１）。
【００４３】
ここで、コードスイッチ１４の断線を検知した場合には、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が断線信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して断線信号を発信する（Ｓ１２）。
【００４４】
コードスイッチ１４が断線していない場合には、スイッチング検知手段２７がコードスイッチ１４のスイッチングの有無を判定する（Ｓ１３）。
【００４５】
ここで、コードスイッチ１４のスイッチングを検知した場合には、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が人感信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して人感信号を発信する（Ｓ１４）。
【００４６】
コードスイッチ１４がスイッチングされていない場合には、衝撃センサ３１による衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１５）。
【００４７】
ここで、衝撃センサ３１が衝撃を感知していない場合には、処理をＳ１１まで戻し、衝撃センサ３１が衝撃を感知した場合には、衝撃感知判定手段３２が衝撃センサ３１で感知された衝撃Ａnと予め設定した閾値Ａ1とを比較判定し、衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１６）。
【００４８】
衝撃Ａnが閾値Ａ1以下の場合には、処理をＳ１１まで戻し、衝撃Ａnが閾値Ａ1を超えた場合には、衝撃感知時間計測手段２８がタイマＴの計測をスタートする（Ｓ１７）。
【００４９】
そして再び、衝撃感知判定手段３２が衝撃センサ３１で感知された衝撃Ａnと予め設定した閾値Ａ1とを比較判定し、衝撃の感知の有無を判定する（Ｓ１８）。
【００５０】
ここで、衝撃Ａnが閾値Ａ1以下の場合には、人感盗難判断手段２９が人に踏まれたと判断し、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が人感信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して人感信号を発信する（Ｓ１４）。
【００５１】
一方、衝撃Ａnが閾値Ａ1を超えた場合には、人感盗難判断手段２９がタイマＴが所定時間経過したかどうか、即ち、予め設定した閾値を超えたかどうかを判定する（Ｓ１９）。
【００５２】
ここで、タイマＴが予め設定した閾値以内の場合には、処理をＳ１８まで戻し、タイマＴが予め設定した閾値を超えた場合には、人感盗難判断手段２９が盗難されたと判断し、無線信号送信手段の送信コード選択手段３３が盗難信号に対応した送信コードを選択すると共に、送信回路３４がアンテナ３５を介して盗難信号を発信する（Ｓ２０）。
【００５３】
最後に、衝撃感知時間計測手段２８がタイマＴをリセットし、処理をＳ１１まで戻す（Ｓ２１）。
【００５４】
以上の動作により、無線式マット型センサ１０では、人が無線信号送信部１２を踏んだときの瞬間的な衝撃を感知することができ、人が無線式マット型センサ１０を踏んだことを検知することができる。
【００５５】
また、無線式マット型センサ１０では、人が無線信号送信部１２を踏んだときの瞬間的な衝撃と人が無線式マット型センサ１０を盗難したときの継続的な衝撃（例えば、盗難時に無線式マット型センサ１０を持ち運んでいるときの衝撃）とを区別することにより、盗難を検知することができる。
【００５６】
よって、本発明によれば、圧力の印加を感知することができる面積の拡大化に寄与し、且つ、盗難の防止や予防に寄与することができる。
【００５７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００５８】
例えば、圧力感知部１１は、本実施の形態において、コードスイッチ１４をミアンダ状に配設するものとしたが、２枚の電極を平行に配設するものであっても良い。また、送信回路３４に代えて、親機からのリクエスト信号を受信すると共にデータを復号してマイクロプロセッサ２１に送出する送受信回路を設けることで、マイクロプロセッサ２１に親機からのリクエスト内容に応じた処理を行わせることができる。例えば、リクエスト内容がバッテリ電圧の低下有無を問うものであれば、その結果を親機に返信することができる。
【００５９】
このように、無線信号送信部１２に受信機能を持たせることによって、親機との通信が可能となり、必要に応じて無線式マット型センサ１０側の状態を知ることができるようになる。
【００６０】
また、温度センサを組み込むことで、無線式マット型センサ１０が設置された場所の温度を計測し、親機に通報することができる。これにより、無線式マット型センサ１０の設置者はこの情報により屋外の温度を知ることができ、外出の際の服装選定の参考にしたり、夏季であれば庭の水撒きの際の参考にしたりすることができる。
【００６１】
更に、外皮１３に小孔を形成し、この部分に僅かに間隔の開いた２つの電極を有する雨滴センサを設置し、雨滴センサのリード線をマイクロプロセッサ２１に接続し、マイクロプロセッサ２１で２つの電極間の静電容量を計測するようにしても良い。なお、静電容量を直接計測できないマイクロプロセッサの場合は、雨滴センサとマイクロプロセッサとの間にチャージアンプ等の回路を入れ、静電容量の変化を電圧の変化に変換すれば良い。
【００６２】
雨が降り始め、しばらく経過すると、小孔から雨滴がしみ込み、その雨滴が雨滴センサの両電極を覆う。その結果、電極間の静電容量が増加し、この増分が所定の閾値を超えると、無線信号送信部１２を通して親機に報告される。
【００６３】
これによって、無線式マット型センサ１０の設置者は、降雨を知ることができ、いち早く部屋の窓を閉めたり、洗濯物を取り込んだりすることが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 無線式マット型センサ
１１ 圧力感知部
１２ 無線信号送信部
１３ 外皮
１４ コードスイッチ
１５ 上面ゴムシート
１６ 下面ゴムシート
２１ マイクロプロセッサ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２４ ＣＰＵ
２５ Ｉ／Ｏ
２６ 断線検知手段
２７ スイッチング検知手段
２８ 衝撃感知時間計測手段
２９ 人感盗難判断手段
３１ 衝撃センサ
３２ 衝撃感知判定手段
３３ 送信コード選択手段
３４ 送信回路
３５ アンテナ
３６ バッテリ電圧センサ
３７ 電圧低下判定手段
４１ 中空部
４２ 弾性絶縁体
４３ 電極
４４ 抵抗器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部と、
前記圧力感知部と電気的に接続される無線信号送信部と、
前記圧力感知部と前記無線信号送信部とを一体に覆う外皮と、
を備え、
前記圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に前記無線信号送信部が配置された無線式マット型センサにおいて、
前記無線信号送信部は、
前記無線信号送信部に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、
前記衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段と、
前記衝撃感知時間計測手段が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段と、
少なくとも、前記人感盗難判断手段の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、
を有することを特徴とする無線式マット型センサ。
【請求項２】
前記圧力感知部は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチからなる請求項１に記載の無線式マット型センサ。
【請求項３】
前記無線信号送信部は、
前記コードスイッチの断線を検知する断線検知手段と、
前記コードスイッチのスイッチングを検知するスイッチング検知手段と、
を更に有し、
前記無線信号送信手段は、
前記断線検知手段が前記コードスイッチの断線を検知したとき断線信号を発信し、
前記スイッチング検知手段が前記コードスイッチのスイッチングを検知したとき人感信号を発信するように構成される請求項２に記載の無線式マット型センサ。
【請求項４】
前記人感盗難判断手段は、
前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、
前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が前記閾値を超えたとき盗難されたと判断する請求項１〜３のいずれかに記載の無線式マット型センサ。
【請求項１】
圧力の印加を感知することが可能な圧力感知部と、
前記圧力感知部と電気的に接続される無線信号送信部と、
前記圧力感知部と前記無線信号送信部とを一体に覆う外皮と、
を備え、
前記圧力感知部の一部が切り欠いた形状に形成されると共に、その切り欠いた形状の部分に前記無線信号送信部が配置された無線式マット型センサにおいて、
前記無線信号送信部は、
前記無線信号送信部に印加される衝撃を感知する衝撃感知手段と、
前記衝撃感知手段が衝撃を感知し続けた時間を計測する衝撃感知時間計測手段と、
前記衝撃感知時間計測手段が計測した時間に基づいて、人に踏まれたか盗難されたかを判断する人感盗難判断手段と、
少なくとも、前記人感盗難判断手段の判断に基づいて、人に踏まれたことを知らせる人感信号、又は盗難されたことを知らせる盗難信号を発信することが可能な無線信号送信手段と、
を有することを特徴とする無線式マット型センサ。
【請求項２】
前記圧力感知部は、圧力の印加を感知すべき所定領域に配設されると共に所定の大きさの圧力が印加されるとスイッチングするコードスイッチからなる請求項１に記載の無線式マット型センサ。
【請求項３】
前記無線信号送信部は、
前記コードスイッチの断線を検知する断線検知手段と、
前記コードスイッチのスイッチングを検知するスイッチング検知手段と、
を更に有し、
前記無線信号送信手段は、
前記断線検知手段が前記コードスイッチの断線を検知したとき断線信号を発信し、
前記スイッチング検知手段が前記コードスイッチのスイッチングを検知したとき人感信号を発信するように構成される請求項２に記載の無線式マット型センサ。
【請求項４】
前記人感盗難判断手段は、
前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が予め設定した閾値以内のとき人に踏まれたと判断し、
前記衝撃感知時間計測手段によって計測された時間が前記閾値を超えたとき盗難されたと判断する請求項１〜３のいずれかに記載の無線式マット型センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０８７６９（Ｐ２０１２−１０８７６９Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７７６７（Ｐ２０１０−２５７７６７）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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