JP6747004B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関するものである。

近年、通信装置から発信された信号（ビーコン信号）に対して、ユーザの所有する通信端末が応答信号を発信し、その応答信号を通信装置が受信することによって、通信装置に対する通信端末の接近を検知する通信システムが利用されている（例えば、特許文献１参照）。
このような通信システムは、例えば、美術館等に展示される絵画に通信装置が設置されている場合、所定の携帯通信端末を有した利用者が絵画に接近したときに、携帯通信端末が通信装置から発信された信号（ビーコン信号）を受信し、通信装置へ応答信号を発信し、通信装置がその応答信号に応じて、絵画に関する情報を端末側に送信等して用いることができる。
しかし、このような通信システムは、複数の絵画のそれぞれに通信装置が配置されている場合、各通信装置から個別のタイミングでビーコン信号を発信されるため、各通信装置が隣接する絵画に設置された通信装置のビーコン信号の影響を受けてしまい、携帯通信端末から発信された応答信号を適正に検出することができない場合があった。

特許第５２００１３５号

本発明の課題は、携帯通信端末から発信された信号を通信装置に適正に受信させることができる通信システムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

第１の発明は、確認信号を発信する複数の通信装置（１０）と、複数の前記通信装置のうちいずれかの前記通信装置から発信された確認信号を受信した場合に応答信号を発信する携帯通信端末（２０）と、複数の前記通信装置の各確認信号の発信のタイミングを調節する通信制御部（１５）とを備え、前記通信制御部は、互いに隣接する前記通信装置のうち一方の前記通信装置から確認信号を発信させた後、所定の待ち時間を設けた上で、他方の前記通信装置から確認信号を発信させること、を特徴とする通信システム（１）である。
第２の発明は、第１の発明の通信システム（１）において、前記通信制御部（１５）は、複数の前記通信装置（１０）のうちいずれかの前記通信装置が前記携帯通信端末（２０）から前記応答信号を受信した場合に、前記応答信号の受信が完了するまで、隣接する前記通信装置による前記確認信号の発信を停止させること、を特徴とする通信システムである。

本発明によれば、通信システムは、携帯通信端末から発信された信号を通信装置に適正に受信させることができる。

実施形態の通信システム１の全体構成を示す図である。 実施形態の通信装置１０が配置された部屋１００内を示す図である。 実施形態の通信装置１０Ａの通信部１１Ａにおいて検出される信号の状態を示す図である。 従来の通信システムによる通信装置１０Ａの通信部１１Ａにおいて検出される信号の状態を示す図である。 実施形態の通信制御装置１５及び各通信装置１０間における動作を説明するフローチャートである。

（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態の通信システム１の全体構成を示す図である。
図２は、実施形態の通信装置１０が配置された部屋１００内を示す図である。
なお、図１においては、通信制御装置１５に対して２台の通信装置（１０Ａ、１０Ｂ）が接続された状態を示すが、実際には、通信制御装置１５に対して８台の通信装置（１０Ａ〜１０Ｈ）が接続されているものとする。

通信システム１は、図１に示すように、複数の通信装置１０と、通信制御装置１５と、携帯通信端末２０とから構成される。通信システム１は、通信装置１０から発信された確認信号に対して、携帯通信端末２０が応答信号を発信し、その応答信号を通信装置１０が受信することによって、通信装置１０に対する携帯通信端末２０の接近を検知することができる。
本実施形態では、通信システム１は、図２に示すように、美術館の部屋１００内に展示される複数の絵画（不図示）のそれぞれの近傍に通信装置１０（１０Ａ〜１０Ｈ）が設置されている。絵画の鑑賞に訪れた利用者Ｐには携帯通信端末２０が手渡され、携帯通信端末２０を有した利用者Ｐが絵画に接近したときに、携帯通信端末２０から接近した絵画に係る通信装置１０へ応答信号が発信され、その通信装置１０が応答信号に応じて、絵画に関する詳細情報を携帯通信端末２０側へ送信する。

本実施形態では、部屋１００内に展示される８枚の絵画に対応して、８台の通信装置１０Ａ〜１０Ｈが配置されている。各通信装置１０は、図２に示すように、美術館の部屋１００内の対向する壁１０１、１０２のそれぞれに４台ずつ配置され、通信装置１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｇは壁１０１上に等間隔に配置され、通信装置１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆ、１０Ｈは壁１０２上に等間隔に配置されている。
ここで、本実施形態では、部屋１００の各壁上に隣接して配置された通信装置間の距離は、対向する壁間に配置される通信装置との距離よりも十分に短いものとする。例えば、壁１０１上に配置された通信装置１０Ａと、通信装置１０Ａに隣接する通信装置１０Ｃとの距離は、約２ｍであり、壁１０１上に設けられた通信装置１０Ａと、対向する壁１０２上に設けられた通信装置１０Ｂとの距離は、約１０ｍである。

以下、通信装置１０Ａについて、説明するが、通信装置１０Ｂ〜１０Ｈについても同様である。
通信装置１０Ａは、図１に示すように、通信部１１Ａ、記憶部１２Ａ、制御部１３Ａ等を備えている。
通信部１１Ａは、電波を利用して、後述の携帯通信端末２０の端末通信部２１と双方向通信をする既存の無線通信モジュール（例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））である。また、通信部１１Ａは、所定の周期（例えば、約３００ｍｓｅｃ）で所定の強さの矩形状の電波（ビーコン信号）を、確認信号として発信したり、前記確認信号に応じて携帯通信端末２０から発信される応答信号を受信したり、携帯通信端末２０に対して通信装置１０に係る絵画の情報を送信したりする。
この通信装置１０の通信距離は、例えば、通信部１１Ａを中心として半径３０ｍ離れた範囲である。

記憶部１２Ａは、通信装置１０Ａの動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。また、記憶部１２Ａには、通信装置１０Ａが配置された絵画の情報（例えば、作者名や、作者の情報、作品の詳細情報等）が記憶されている。
制御部１３Ａは、通信装置１０Ａの各部を統括制御する制御回路であり、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。制御部１３Ａは、記憶部１２Ａに記憶された各種プログラム等を適宜読み出して実行することにより、前述した通信装置１０Ａの各部と協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
また、制御部１３Ａは、携帯通信端末２０から受信した応答信号に基づいて、記憶部１２Ａに記憶された絵画の情報を、通信部１１Ａを通じて携帯通信端末２０側に送信する。

通信制御装置１５は、複数の通信装置１０の通信機能を統括して制御する制御回路であり、例えば、ＣＰＵ等から構成される。通信制御装置１５は、各通信装置１０の制御部１３に接続されており、不図示の記憶部に記憶されたプログラムを適宜読み出して実行することにより、複数の通信装置１０から発信される確認信号（ビーコン信号）の出力タイミングを調整する（詳細は後述する）。

携帯通信端末２０は、図１に示すように、端末通信部２１、端末記憶部２２、電源部２３、表示部２４、端末制御部２５等を備えている。携帯通信端末２０は、上述したように、美術館に訪れた利用者Ｐに貸し出される携帯式の通信端末であり、通信装置１０から受信した絵画の情報を表示部２４に表示することができる。
端末通信部２１は、電波を利用して、通信装置１０の通信部１１と双方向通信をする既存の無線通信モジュール（例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））である。端末通信部２１は、通信装置１０から発信された確認信号（ビーコン信号）を受信したり、通信装置１０へ応答信号を発信したり、通信装置１０から絵画の情報の信号を受信したりする。

端末記憶部２２は、携帯通信端末２０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。
電源部２３は、携帯通信端末２０を駆動させるための電力供給源であり、例えば、充電式の電池から構成される。
表示部２４は、携帯通信端末２０の設定情報を表示したり、通信装置１０から受信した絵画の情報を表示したりするモニタであり、例えば、液晶モニタ（ＬＣＤ）から構成される。
端末制御部２５は、携帯通信端末２０の各部を統括制御する制御回路であり、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。端末制御部２５は、端末記憶部２２に記憶された各種プログラム等を適宜読み出して実行することにより、前述した通信装置１０の各部と協働し、本発明に係る各種機能を実現している。

次に、本実施形態の通信システム１の動作について説明する。
図３は、本実施形態の通信装置１０Ａの通信部１１Ａにおいて検出される信号の状態を示す図である。図３（ａ）は、各通信装置から確認信号が発信された場合における信号の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、携帯通信端末から応答信号が受信された場合における信号の状態を示す図である。図３（ｃ）は、携帯通信端末から応答信号が受信された場合に応答信号の受信が完了するまで、他の通信装置の確認信号を停止させる場合における信号の状態を示す図である。
図４は、従来の通信システムによる通信装置１０Ａの通信部１１Ａにおいて検出される信号の状態を示す図である。

なお、図３及び図４の各図において、縦軸は信号強度（例えば、電力値［ｄＢｍ］）を示し、横軸は時間［ｍｓｅｃ］を示すものとする。
また、図３及び図４の各図においては、通信装置１０Ａの通信部１１Ａにおいて検出される信号の強度を示している。そのため、検出される信号は、通信装置１０Ａから発信される確認信号Ａだけでなく、隣接する通信装置１０Ｃの確認信号Ｃや、通信装置１０Ａに対向する通信装置１０Ｂの確認信号Ｂ、通信装置１０Ｂに隣接する通信装置１０Ｄの確認信号Ｄ等も、通信装置１０Ａから離れている分だけ信号強度が低くなった状態で検出される。
ここで、図３及び図４の各図では、通信装置１０Ａの近傍に配置される通信装置１０Ａ〜１０Ｄの確認信号Ａ〜Ｄの検出状態が図示されており、確認信号Ｅ〜Ｈについては省略している。

美術館の部屋１００内において、複数の絵画のそれぞれの近傍に配置された各通信装置１０の制御部１３は、通信部１１から確認信号（ビーコン信号）を所定の周期で発信する。
携帯通信端末２０を所持した利用者Ｐが、部屋１００内に入り、例えば、図２に示すように、通信装置１０Ａに係る絵画を鑑賞するために近づいた場合、携帯通信端末２０の端末制御部２５は、通信装置１０Ａの通信部１１Ａから発信される確認信号Ａを端末通信部２１により受信し、応答信号をその通信装置１０Ａへ発信する。
通信装置１０Ａの制御部１３Ａは、携帯通信端末２０から発信された応答信号を受信する。それから、記憶部１２Ａに記憶された絵画の情報を読み出して通信部１１Ａを通じて携帯通信端末２０へと送信する。
携帯通信端末２０の端末制御部２５は、通信装置１０Ａから発信された絵画の情報を受信して、端末記憶部２２に保存するとともに、その情報を表示部２４に表示する。
以上より、利用者Ｐは、携帯通信端末２０を介して、展示している絵画の詳細な情報を得ることができ、美術館の展示品をより楽しむことができる。

ここで、従来の通信システムの場合、各絵画の近傍に配置された各通信装置が個別のタイミングでランダムに確認信号を発信させていた。そのため、例えば、図４に示すように、通信装置１０Ａの通信部１１Ａから見て、通信装置１０Ａ〜１０Ｄから発信された各確認信号Ａ〜Ｄが重なった状態となる場合がある。このような場合において、例えば、通信装置１０Ａの確認信号Ａに応答して携帯通信端末から応答信号が発信されたとき、応答信号は、他の通信装置（通信装置１０Ｂ〜１０Ｄ）の確認信号Ｂ、Ｃ等に重なって干渉（埋もれて）してしまい、適切に通信装置１０Ａに受信されなくなる場合があった。

そこで、本実施形態の通信システム１は、通信制御装置１５を設け、互いに隣接する通信装置の各確認信号の発信が重ならないようにタイミングを調節する。具体的には、通信制御装置１５は、一の通信装置から確認信号を発信させた後、所定の待ち時間を設けた上で、その通信装置に隣接する通信装置から確認信号を発信させる。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、例えば、通信装置１０Ａから確認信号Ａを７５ｍｓｅｃ発信し、その後７５ｍｓｅｃの待ち時間を設けた後に、通信装置１０Ａに隣接する通信装置１０Ｃから確認信号Ｃを７５ｍｓｅｃ発信させ、７５ｍｓｅｃの待ち時間を設けた上で、再び通信装置１０Ａから確認信号Ａを発信する動作を繰り返す。そのため、通信装置１０Ａの確認信号Ａ、通信装置１０Ｃの確認信号Ｃは、それぞれ３００ｍｓｅｃ周期で交互に発信されることとなる。

また、同様に、通信装置１０Ａの確認信号Ａの発信と同時に、通信装置１０Ｄ、通信装置１０Ｅ、通信装置１０Ｈからも確認信号が発信され、通信装置１０Ｃの確認信号Ｃの発信と同時に、通信装置１０Ｂ、通信装置１０Ｆ、通信装置１０Ｇからも確認信号が発信される。以上により、通信制御装置１５は、各通信装置と、各通信装置に隣接する通信装置との間で、確認信号同士が重なってしまうのを防ぐことができる。
これにより、本実施形態の通信システム１は、図３（ｂ）に示すように、例えば、通信装置１０Ａが携帯通信端末２０から応答信号を受信した場合、確認信号Ａの発信後の待ち時間内に応答信号を受信することができるので、その応答信号が他の通信装置（１０Ｂ〜１０Ｈ）から発信される確認信号に重なって干渉してしまうのを抑制することができ、通信装置１０Ａに応答信号を適正に受信させることができる。

また、ここで、携帯通信端末２０から発信される応答信号の信号強度が、隣接する通信装置１０Ｃの確認信号Ｃの信号強度よりも弱い場合があり、また、応答信号の受信のタイミングが確認信号Ａの発信後の待ち時間経過後になってしまう場合がある。このような場合、応答信号が、隣接する通信装置の確認信号に重なって干渉してしまい、適正に応答信号を検出することができない場合が生じる。
そのため、本実施形態の通信制御装置１５は、携帯通信端末２０からの応答信号の受信をより確実に検出させるために、いずれかの通信装置１０が応答信号を検出したら、応答信号の受信が完了するまで、各通信装置の確認信号の発信を停止させている。これにより、携帯通信端末２０から発信された確認信号が、図３（ｃ）に示すように、他の通信装置１０の確認信号と重なってしまうのを防ぐことができ、通信システム１は、より確実に確認信号を受信させることができる。

ここで、本実施形態の通信制御装置１５及び各通信装置１０間における動作の詳細について説明する。
図５は、本実施形態の通信制御装置１５及び各通信装置１０間における動作を説明するフローチャートである。
なお、以下の説明において、通信システム１は、４台の通信装置１０Ａ〜１０Ｄの確認信号の発信について説明するが、通信装置１０Ｅ〜１０Ｈについても同様である。

図５に示すように、ステップ（以下、Ｓという）１において、通信制御装置１５は、まず、通信装置１０Ａ及び通信装置１０Ｄに対して確認信号を発信させる旨の信号（依頼信号）を送信する。
通信制御装置１５から確認信号の発信依頼を受信したら、Ｓ２おいて、通信装置１０Ａの制御部１３Ａは、通信部１１Ａを制御して確認信号Ａを発信する。同時に、Ｓ３において、通信装置１０Ｄの制御部１３Ｄは、通信部１１Ｄを制御して確認信号Ｄを発信する。

続いて、通信制御装置１５は、所定の時間（通信装置１０Ａ、１０Ｄが確認信号の発信時間（７５ｍｓｅｃ）に待ち時間（７５ｍｓｅｃ）を加算した時間（１５０ｍｓｅｃ））の経過後、Ｓ４において、通信装置１０Ｂ及び通信装置１０Ｃに対して確認信号を発信させる旨の信号（依頼信号）を送信する。
通信制御装置１５から確認信号の発信依頼を受信したら、Ｓ５において、通信装置１０Ｂの制御部１３Ｂは、通信部１１Ｂを制御して確認信号Ｂを発信する。これと同時に、Ｓ６において、通信装置１０Ｃの制御部１３Ｃは、通信部１１Ｃを制御して確認信号Ｃを発信する。
このように、通信システム１は、各通信装置から所定のタイミングで繰り返し確認信号を発信する（図３（ａ）参照）。

Ｓ７において、通信制御装置１５は、再び、通信装置１０Ａ及び通信装置１０Ｄに対して確認信号を発信させる旨の信号（依頼信号）を送信する。
そして、Ｓ８において、通信装置１０Ａの制御部１３Ａは、確認信号Ａを発信するとともに、Ｓ９において、通信装置１０Ｄの制御部１３Ｄは、確認信号Ｄを発信する。
ここで、携帯通信端末２０を有した利用者Ｐが通信装置１０Ａの近傍に位置している場合、携帯通信端末２０の端末制御部２５は、確認信号Ａを受信し、その後、応答信号を発信する。
そして、通信装置１０Ａの制御部１３Ａは、Ｓ１０において、携帯通信端末２０から発信された応答信号を通信部１１Ａにより受信する。応答信号を通信部１１Ａにより受信すると、制御部１３Ａは、応答信号を受信する旨の信号（受信開始信号）を通信制御装置１５に送信する。そして、応答信号の受信が完了したときに、制御部１３Ａは、受信が完了した旨の信号（受信完了信号）を通信制御装置１５に送信する。
このとき、通信制御装置１５は、通信装置１０Ａから受信開始信号を受信したら、各通信装置に対する確認信号を発信させる旨の信号（依頼信号）の送信を、受信完了信号が受信されるまで停止する。これにより、携帯通信端末２０から発信された応答信号が、他の通信装置１０Ｂ〜１０Ｄの確認信号と重なってしまうのを防ぐことができ、通信装置１０Ａは、より確実に応答信号を検出することができる。

通信装置１０Ａから受信完了信号を受信したら、通信制御装置１５は、Ｓ１１において、再び、通信装置１０Ｂ及び通信装置１０Ｃに対して確認信号を発信させる信号（依頼信号）を送信する。
そして、Ｓ１２において、通信装置１０Ｂの制御部１３Ｂは、確認信号Ｂを発信するとともに、Ｓ１３において、通信装置１０Ｃの制御部１３Ｃは、確認信号Ｃを発信する。
通信システム１は、引き続き、各通信装置１０から確認信号を繰り返し発信して、携帯通信端末２０から応答信号が発信されるのを待つ。

以上より、本実施形態の発明には、以下のような効果がある。
（１）通信システム１は、複数の通信装置の各確認信号の発信のタイミングを調節する通信制御装置１５を備え、通信制御装置１５が、互いに隣接する通信装置のうち一方の通信装置から確認信号を発信させた後、所定の待ち時間を設けた上で、他方の通信装置から確認信号を発信させている。これにより、本実施形態の通信システム１は、隣接する通信装置１０から発信される確認信号が重なってしまい、携帯通信端末２０から発信される応答信号が干渉して、埋もれてしまうのを抑制することができ、通信装置１０に応答信号を適正に受信させることができる。
（２）通信システム１は、通信制御装置１５が、複数の通信装置のうちいずれかの通信装置が携帯通信端末２０から応答信号を受信した場合に、応答信号の受信が完了するまで、隣接する通信装置による確認信号の発信を停止させている。これにより、本実施形態の通信システム１は、携帯通信端末２０から発信された確認信号が、他の通信装置１０の確認信号と重なってしまうのを防ぐことができ、より確実に確認信号を受信させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
（１）上述の実施形態において、通信制御装置１５は、通信装置１０と別体で構成される例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、通信制御装置１５は、複数の通信装置１０のうちいずれか（例えば、通信装置１０Ａ）に設けられる、又は、その通信装置の制御部内に組み込まれるようにして、各通信装置の確認信号の発信のタイミングを調整するようにしてもよい。

（２）上述の実施形態において、通信制御装置１５は、一の通信装置（１０Ａ）が携帯通信端末２０から応答信号を受信した場合に、全ての通信装置の確認信号の発信を停止する例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、通信制御装置１５は、応答信号を受信する通信装置（１０Ａ）に隣接する通信装置（１０Ｂ）や、通信装置（１０Ａ）の近傍に配置される通信装置（１０Ｃや、１０Ｂ、１０Ｄ）の確認信号の発信のみを停止するようにしてもよい。

（３）上述の実施形態において、通信システム１は、８台の通信装置１０Ａ〜１０Ｈを備える例で説明したが、８台以外の台数を備えるようにしてもよい。

（４）各通信装置１０は、確認信号を発信した後に、確認信号の発信を完了した旨の信号を通信制御装置１５に送信するようにしてもよい。

（５）上述の実施形態において、絵画の情報は、各通信装置の記憶部１２Ａ〜１２Ｈに記憶される例を示したが、これに限定されるものでなく、携帯通信端末２０の端末記憶部２２に各絵画の情報を一括して記憶されるようにしてもよい。この場合、携帯通信端末２０が応答信号を通信装置１０に発信した後、通信装置１０から展示されている絵画の識別情報が送信され、携帯通信端末２０は、その識別情報に基づいて絵画の情報を端末記憶部２２から読み出して表示部２４に表示する。

（６）上述の実施形態において、各通信装置は電波を利用した無線通信の例を示したが、これに限定されるものでなく、光や、音、電界、磁界などを利用した通信装置を利用するようにしてもよい。

１ 通信システム
１０（１０Ａ〜１０Ｈ） 通信装置
１１（１１Ａ〜１１Ｈ） 通信部
１２（１２Ａ〜１２Ｈ） 記憶部
１３（１３Ａ〜１３Ｈ） 制御部
１５ 通信制御装置
２０ 携帯通信端末
２１ 端末通信部
２２ 端末記憶部
２３ 電源部
２４ 表示部
２５ 端末制御部

Claims (1)

1. 確認信号を発信する複数の通信装置と、
   複数の前記通信装置のうちいずれかの前記通信装置から発信された確認信号を受信した場合に応答信号を発信する携帯通信端末と、
   複数の前記通信装置の各確認信号の発信のタイミングを調節する通信制御部とを備え、
   前記通信制御部は、互いに隣接する前記通信装置のうち一方の前記通信装置から確認信号を発信させた後、所定の待ち時間を設けた上で、他方の前記通信装置から確認信号を発信させ、
   前記通信制御部は、複数の前記通信装置のうちいずれかの前記通信装置が前記携帯通信端末から前記応答信号を受信した場合に、前記応答信号の受信が完了するまで、全ての前記通信装置による次の前記確認信号の発信を停止させること、
   を特徴とする通信システム。

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