JP2005322008A

JP2005322008A - 侵入者監視システム及び侵入者監視方法

Info

Publication number: JP2005322008A
Application number: JP2004139290A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Horiuchi; 重則堀内; Minoru Manjo; 実萬城
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】
従来の侵入者監視装置は、容易に侵入者を区別できずまた、設置箇所が制約されていた。
【解決手段】
電源内蔵型の小型無線センサを用いた基本部分に採用した種々の無線センサを単独または組み合わせ、かつ合理性確認をする。また、家族は、その家族のメンバーのみに共通の無線信号を発生するＩＤ無線タグを埋め込んだ衣服または腕時計等を身につけ、ＩＤ無線タグを有しているかどうかで敷地内のメンバーか否かを判定する。
【効果】
設置場所の制約に受けずに、容易に侵入者の監視が可能となる。また、素早く確実に監視できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、侵入者監視システム及び侵入者監視方法に関する。

従来より、防犯上の目的で、侵入者を監視するシステムが使用されている。この侵入者を監視するシステムは、例えば、特開２００３−５１０７６号公報に記載されているように、監視カメラを利用して監視範囲を撮像，記録し、必要に応じて画像信号をモニターに出力する。或いは、光センサを利用してセンサラインを形成して、このセンサラインが遮られた場合に侵入者有りと判断するものであった。

特開２００３−５１０７６号公報

従来の侵入者監視装置は、監視カメラ等を利用しているため撮像範囲に死角が生じる。また、監視カメラを利用して侵入者を区別するには、画像処理を必要とするために高価なシステムとなってしまう。

また、センサを利用した場合は、小動物などを侵入者と誤検知する場合がある。同様に、誤動作により、センサによって照明を点灯させたりアラームを発生させる場合がある。更に、従来のセンサは外部から電源を供給する必要があるため、設置箇所が限定され、電源ケーブルの敷設など設置が容易ではないという問題がある。

本発明の目的は、設置場所の制約を受けずに、侵入者を素早く、確実に検出できることが可能な侵入者監視システム、或いは、侵入者監視方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、或るセンサユニットで状態を検出して検出情報を無線送信し、無線送信した情報を他のセンサユニットを介して無線送信し、送信情報を受信しその受信情報に基づいて侵入者を監視するように構成した。

好ましくは、超小型で電源内蔵型，ＩＤ認証可能な耐環境性に強くて高信頼の無線センサを採用し、かつルーティング検索機能を持ち、自己診断機能により敷地内の無線センサから敷地外の無線センサに信号送出を許可する（セキュリティボックス）ように構成しても良い。

本発明によれば、設置場所の制約を受けずに、侵入者を素早く，確実に検出できる。

本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。図１には全体システムが示されており、門２１を通って敷地（屋外の無線センサによる監視エリア）１３に入ると圧力センサユニット１８Ａ₁〜１８Ａ₆が地面に埋められている。また、建物１２の出入り口１６には、人間等の出入りを検出する振動センサユニット１８Ｂが設置されている。この例では、家族等の定められた人間はＩＤタグを持っているのであるが、出入り口１６には該ＩＤタグの内容を読み取る読取りユニット１８Ｅが設置されている。建物の窓の格子
１４には圧力センサユニット１８Ｃ(１８Ｃ₁〜１８Ｃ₁₀) が設置されている。窓１５には格子２４が取り付けられていると共に、磁気センサユニット１８Ｆ（１８Ｆ₁〜１８Ｆ₆）が設置されている。該各センサユニットは無線での検出値がセキュリティボックス１７に送られる。セキュリティボックス１７はネットワーク１９を介してサービス会社２０に接続され情報を授受する。

各センサユニットの構成を図２を用いて説明する。

図２（ａ）に示すように、センサネットユニット２５０は、その中枢機能を実現する
ＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit、大規模集積回路）２５１，セキュリティボックス１７（図１等参照）とのデータの送受信を行うアンテナ２６０，外部からデータを入力するセンサ２６１、及び、発電素子（太陽光発電素子，振動発電素子，マイクロ波発電素子等）を備えた電池等の電源２６２から構成される。ＬＳＩ２５１は、アンテナ２６０に接続され、データの送受信を制御する無線送受信回路２５２，ＬＳＩ２５１の全体制御を行うＣＰＵ(Central Processing Unit) であるコントローラ回路２５３，識別情報を記録する不揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリ)である識別情報記録回路２５４，センサ２６１から入力したデータをＡ／Ｄ(Analog／Digital) 変換するＡ／Ｄ変換回路２５５，プログラムを記録するＲＯＭ（Read Only Memory）であるプログラムメモリ２５６，プログラムを実行するときのワーク用ＲＡＭ（Random Access Memory）である作業用メモリ２５７，一定間隔の信号（クロック信号）を発生させるタイマ回路２５８、及び、電源
２６２から供給される電力を一定の電圧に調整すると共に、電力不要のときに電源を切断し、消費電力を抑制する制御を行う電源制御回路２５９から構成される。ＬＳＩ２５１は、１チップに限定されるものではなく、複数のチップを搭載したボード又はＭＣＰ(MultiChip Package）であってもよい。

ここで、センサ２６１としては、圧力センサユニット１８Ａ（１８Ａ₁〜１８Ａ₆）では人間が乗ったことを判別できる程度の圧力を検出する圧力センサであり、振動センサユニット１８Ｂでは人間が入口を通るための行為をなしたことを判別できる程度の振動センサであり、圧力センサユニット１８Ｃ(１８Ｃ₁〜１８Ｃ₁₀) では窓を人間が通りぬけたことを判別できる程度の圧力センサであり、読取りユニット１８ＥではＩＤタグを読み取るセンサであり、磁気センサユニット１８Ｆ（１８Ｆ₁〜１８Ｆ₆）では人間が通りぬけたことを判別できる程度の磁気センサである。

また、図２(ｂ)に示すように、センサネットユニット２５０の外観は、アンテナ２６０，センサネットユニット２５０本体及びセンサ２６１に分かれており、センサネットユニット２５０本体上にＬＳＩ２５１と電源２６２とが設けられている。

識別情報記録回路２５４に記録される識別情報としては、識別番号及びコイルの属性
（製品種類，板幅，板厚，材質）等の製品情報があげられる。これに追加して、センサネット端末はコイルの両端に添付されるので、それを確認するために、それぞれの識別情報が対になっていることを示す情報（例えば、識別情報のうち、特定のバイト位置にあるデータが“０”と“１”になっている）が必要になる。

図３に、各センサニットの検出情報をセキュリティボックス１７に送るためのプロトコルを示す。各センサユニットの大きさは名刺，衣服のボタン、あるいはそれよりも小型である。各センサユニットの通信距離は比較的に短い。例えば１０ｍ，５０ｍあるいは１００ｍ程度であり、障害物があればそれよりも短くなる。そのために、セキュリティボックス１７までは各々のセンサユニットが互いに中継することになる。

図３（ａ）には通信フレームが示されており、通信フレームは、フレーム認識記号３１，送信元アドレス（各センサユニットのＩＤ（識別情報）に相当）３２，送信先アドレス（セキュリティボックス１７のＩＤに相当）３３，ルーティング３４，データ３５（センサ情報），フレームチェック３６から構成されている。

各センサユニットについて、各々が、図３（ｂ）に示す情報をテーブルと共有している。ユニットＩＤ３６に対応して、次に図３（ａ）に示されるフレーム（パケット）を通信すべきセンサユニットＩＤ，セキュリティボックス１７までのルーティング情報を共有している。すなわち、各センサユニットは、自らがフレーム（パケット）を発信した場合は、送信元アドレス３２を自身のユニットのＩＤとして付し、送信先アドレス３３として次通信のユニットのＩＤとして付し、図３（ｂ）に示すテーブル（各センサユニットの不揮発性メモリに格納されている）からルーティングの情報を読み出してフレーム(パケット)に付す（ルーティング３４）。その後、フレームを送信する。また、各センサユニットは、他のセンサユニットからフレーム（パケット）を受け取ると、送信先アドレスとして送信元アドレスを自身のユニットのＩＤとして付し、フレームに付されているルーティング３４の情報に基づいて次のユニットＩＤとして付す。その後、送信する。

電子回路チップ４０１は、たとえば、０.３mm 角程度の小型電子回路チップであり、薄型の略直方体の形状を有している。図２（ａ）に示すように、シリコンチップ４０２上に、メモリおよびその読み出し回路として機能する電子回路４０３と、コンデンサ４０４と、アンテナ４０５とが、形成されて構成されている。メモリは、書き換え不可能なメモリ部分を含むものとする。また、書き換え不可能なメモリ部分には、拡張ＩＤが格納されている。

電子回路４０３の書き換え不可能なメモリ部分への拡張ＩＤの格納は、電子回路チップ４０１の製造業者が、当該チップ４０１をＩＤタグ４００の製造業者へ出荷する前に、予め行っておくようにする。電子回路４０３の書き換え不可能のメモリ部分とは、ＲＯＭなどの書き換え不可能なメモリの他、たとえば、拡張ＩＤが書き込まれた部分が書き換え不可に設定されている、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能なメモリも含むものとする。

電子回路４０３とコンデンサ４０４とアンテナ４０５は、外部から与えられた電波により、アンテナ４０５にて電流を誘起し、電荷をコンデンサ４０４に蓄積する。そして、コンデンサ４０４に蓄積した電荷から得た電力を用いて、電子回路４０３に記憶されている情報を、アンテナ４０５により電波を用いて送信する。すなわち、この電子回路チップ
４０１に電波を与えることにより、外部より非接触で電子回路チップ４０１の電子回路
４０３に格納されている拡張ＩＤを読み出すことができる。

このように、敷地１１の中および建物１２に設置して訪問者を検知する圧力・振動・赤外線・磁気などの各種無線センサ１８とネットワーク１９に接続され各種無線センサからの検出値は、侵入者の有無に各ユニットをホップして、システム全体をコントロールするセキュリティボックス１７に送られる。

圧力センサユニット１８Ａを互いの無線センサが通信可能な間隔で敷き詰めた屋外のセンサによる監視エリア１３の圧力センサユニット１８Ａの検出値が一定以上となったときに入場者を検出される。

家族は、その家族のメンバーのみに共通の無線信号を発生するＩＤ無線４０２タグを埋め込んだ衣服または腕時計等を身につけている。

センサユニット１８Ｅで該ＩＤ無線タグ４０２を読み取った情報は、セキュリティボックス１７で判断され、入場者が予め定めたＩＤ無線タグ４０２を有しているかどうかで敷地内のメンバーかどうかを判定する。

また、ＩＤ無線タグを有した鍵を家族に配付しておけば、出入口の開閉時に判定できる。敷地内への入場者が出入り口１６から建物内に入ろうとしたとき、ＩＤ無線タグ４０２を有した鍵で出入り口１６を開操作したか否か、これ以外の合鍵やピッキングなどの手段で鍵を開操作したかを判断する。

敷地内への入場者が、窓から建物内に入ろうとしたときについて、図５を用いて説明する。

圧力センサユニット１８Ｃ（１８Ｃ₁〜１８Ｃ₇）存在力を検出するセンサである。この場合、歪応力が所定以上でかつ、所定以上時間以上継続していたことで侵入者を検知できる。その場合、赤外線が一定時間以上遮断され、かつ一定以上の圧力が一定時間異常印加されたことで侵入者検出を行う。赤外線は３０℃〜４０℃に感応するものを用いると良い。

圧力センサユニット１８Ｃ（１８Ｃ₁〜１８Ｃ₇）の情報は、センサユニット１８Ｄで中継されてセキュリティボックス１７に与えられる。

敷地内への入場者が、格子の付いた窓から建物内に入ろうとした場合について、図６を用いて説明する。

窓の格子に永久磁石を取り付け、窓枠に設けた圧力センサユニット１８Ｆ（１８Ｆ₁ 〜
１８Ｆ₅ ）で磁気強度を検出し、磁束密度が所定値を外れたことで格子が移動（取り外されたこと）を検出する。さらに振動検出装置を設置し、格子を取り外す時に生ずるドライバ等で生じる振動を検出することで、格子に異常が生じていることを検出することもできる。

この場合、振動振幅が所定以上あるいは振動スペクトルが所定範囲内となったことで、侵入者を検知できる。

上記センサはすべて、無線通信化可能で、動的にＬＡＮを構成するアドホック機能を有し、かつ電源は建物等の微小振動から得る独立電源方式とする。これにより、配線レス化が可能とし、さらに高い電源信頼性を実現可能とする。

このように、無線センサに自動ルーティング検索機能を付加することで、新しい機能を有する無線センサを、既存設備を何ら変更することなく設置可能となる。門から入場者があった時点で直ちに、入場者の存在を識別するとともに、その入場者が敷地内のメンバーであるかどうかもわかる。建て屋の鍵を開いてドアを開けるとき、認証無線タグ付き以外の手段（例えばピッキング等）で行うと、警報をだし警告音をだすとともに、セキュリティボックス内の記憶媒体に記憶するとともに、無線回線網等を介して、契約しているサービス会社へ通報するとともに、登録携帯電話に内容を通報する（映像撮影，送信手段を付加することで、該当部署の映像をしていないが、契約サービス会社に配信するとともに登録携帯電話に注意画面をポップアップさせる。ポップアップ画面には、画像内容及び緊急連絡先（警察等）も表示されるので、画像内容を確認し、必要であれば緊急連絡ができる。）。

また、窓から侵入に対しては、格子戸を取り外し開始した時点で、異常を検出し警報を関係者，会計部署に配信するとともに、該当の部屋の証明を一斉点灯し、警告メッセージ音を発生することで、侵入者を警告し逡巡させることができる。さらに窓等侵入の危険性がある床または地面に認証機能付き無線圧力センサを設置することで、メンバー外入場者が近づいたことを直ちに検出し、警報を発することができる。

侵入者管理システムの構成を示す図である。センサユニットの詳細図である。通信プロトマルを説明する図である。ＩＤタグの詳細図である。窓からの侵入検出構成を示す図である。格子取り外し検出構成を示す図である。

符号の説明

１１…敷地、１２…建物、１３…屋外の無線センサによる監視エリア、１４…窓の格子、１５…窓、１６…出入り口、１７…セキュリティボックス、１８Ａ…圧力センサユニット、１８Ｂ…振動センサユニット、１８Ｃ…圧力センサユニット、１８Ｄ…振動センサユニット、１９…ネットワーク、１１０…サービス会社。

Claims

状態を検出して該検出情報を無線送信するセンサユニットを複数有するものであって、或るセンサユニットの検出情報を他のセンサユニットを介して無線送信し、該送信情報を受信することによって侵入者を監視することを特徴とする侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは圧力を検出するものであり、検出した圧力の情報に基づいて、入場者を検出することを特徴とする侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは、入場者がＩＤタグを有しているかどうかを検出するものであって、該検出に基づいて所定のメンバーか否かを判定することを特徴とする侵入者監視システム。
請求項３において、前記ユニットの少なくとも１つは振動を検出するものであり、その振動の振幅値が所定以上となったことで入場者を検出することを特徴とする侵入者監視システム。
請求項２において、前記ＩＤタグの検出により、認証無線タグを有した鍵にて出入り口を開操作したか否かを判定することを特徴とする侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは、窓の下方位置の圧力を検出するものであり、所定の圧力が所定時間印加されたことで侵入者検出を行うことを特徴とする侵入者監視システム。
請求項６において、振動振幅が所定以上で、かつ振動スペクトルが所定範囲であったことで侵入者検出を行うことを特徴とする侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは、窓の下部の歪応力を検出するものであり、所定以上の歪応力が所定時間発生したことで侵入者検出を行う侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは、窓の上下、または左右に赤外線センサを検出するものであり、３０℃〜４０℃に対応する赤外線を検出することで侵入者検出を行う侵入者監視システム。
請求項１において、前記センサユニットの少なくとも１つは、窓枠の磁気を検出するものであり、該検出磁束が所定値を外れたことを検出する侵入者監視システム。
或るセンサユニットで状態を検出して該検出情報を無線送信し、該無線送信した情報を他のセンサユニットを介して送信し、該送信情報を受信しその受信情報に基づいて侵入者を監視することを特徴とする侵入者監視方法。