JP6809925B2 - Beacon tracking system and method - Google Patents
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Description
本発明は、ビーコン端末から間欠的に送信される無線信号を受信装置で受信して、ビーコン端末の位置をトラッキングするトラッキングビーコン技術に関する。 The present invention relates to a tracking beacon technique in which a radio signal intermittently transmitted from a beacon terminal is received by a receiving device to track the position of the beacon terminal.
従来、ビーコン端末の位置を特定するビーコンシステムとして、ビーコン端末から間欠的に送信される無線信号を受信器で受信することにより、ビーコン端末の位置をトラッキングするビーコントラッキングシステムが提案されている(例えば、非特許文献1など参照)。
このようなビーコントラッキングシステムは、ハードウェアの価格低下とBLE(Bluetooth Low Energy:登録商標)などの低電力ワイヤレステクノロジーの普及により、広く使用されるようになっている。
Conventionally, as a beacon system that identifies the position of a beacon terminal, a beacon tracking system that tracks the position of a beacon terminal by receiving a radio signal intermittently transmitted from the beacon terminal by a receiver has been proposed (for example). , Non-Patent
Such beacon tracking systems are becoming widely used due to lower hardware prices and the widespread use of low power wireless technologies such as BLE (Bluetooth Low Energy).
このビーコントラッキングシステムでは、ビーコン端末から一定間隔で端末IDを含むビーコン信号を無線送信する。ビーコン端末と端末IDとは1対1で対応しているため、どのビーコン端末がどの位置に存在するかを容易に識別することができる。ビーコン端末に求められる用途と距離に応じて、ビーコン信号送信のための無線通信プロファイルを選択できる。優れた無線通信プロファイルを採用すれば、少ない消費電力で長い送信距離に対応できる。そのため、一般的なトラッキング用途には、中レベルの通信距離と少ない消費電力のBLEビーコンなどが使用される。 In this beacon tracking system, a beacon signal including a terminal ID is wirelessly transmitted from a beacon terminal at regular intervals. Since there is a one-to-one correspondence between the beacon terminal and the terminal ID, it is possible to easily identify which beacon terminal exists at which position. A wireless communication profile for transmitting a beacon signal can be selected according to the application and distance required for the beacon terminal. By adopting a good wireless communication profile, it is possible to handle long transmission distances with low power consumption. Therefore, for general tracking applications, BLE beacons having a medium level communication distance and low power consumption are used.
図6は、従来のビーコントラッキングシステムの構成例である。図7は、従来のビーコン信号の送信例である。ビーコン端末は小型なので鍵、鞄、ペットなどに装着でき、図6および図7に示すように、無指向性のアンテナから全方向に、一定間隔で継続的にビーコン信号を送信することにより、紛失したり迷子になったりしたときのトラッキングが可能となる。 FIG. 6 is a configuration example of a conventional beacon tracking system. FIG. 7 is an example of transmitting a conventional beacon signal. Since the beacon terminal is small, it can be attached to a key, bag, pet, etc., and as shown in FIGS. 6 and 7, it is lost by continuously transmitting a beacon signal from an omnidirectional antenna in all directions at regular intervals. Tracking is possible when you get lost or get lost.
しかし、このような従来のビーコン端末は、常時、一定間隔tでビーコン信号を送信しており、受信装置では例えば一定周期Tからなる位置特定タイミングの到来に応じて、最新の受信ビーコン信号に基づきビーコン端末の位置を確認するものとなっている。このため、ビーコン端末で、ある程度の電力を必要とするため電池寿命が比較的短く、使用法によっては1年以内に電池あるいはビーコン端末そのものの交換が必要となるという問題点があった。 However, such a conventional beacon terminal always transmits a beacon signal at a fixed interval t, and the receiving device is based on the latest received beacon signal, for example, in response to the arrival of a position specifying timing consisting of a fixed cycle T. The position of the beacon terminal is confirmed. Therefore, since the beacon terminal requires a certain amount of electric power, the battery life is relatively short, and there is a problem that the battery or the beacon terminal itself needs to be replaced within one year depending on the usage.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ビーコン端末での消費電力を削減できるトラッキングビーコン技術を提供することを目的としている。 The present invention is for solving such a problem, and an object of the present invention is to provide a tracking beacon technology capable of reducing power consumption in a beacon terminal.
このような目的を達成するために、本発明にかかるビーコントラッキングシステムは、トラッキングの対象に装着されて自己に固有の端末IDを含むビーコン信号を無線送信するビーコン端末と、受信した前記ビーコン信号に基づいて前記対象の存在位置を特定するためのビーコン情報を取得する受信装置とを備えるビーコントラッキングシステムであって、前記受信装置は、位置特定タイミングの到来に応じて、前記ビーコン端末を起動するためのトリガー信号を装置側アンテナから送信するトリガー送信部と、前記装置側アンテナで受信した前記ビーコン端末からの前記ビーコン信号に基づいて前記ビーコン情報を取得するビーコン受信部とを備え、前記ビーコン端末は、端末側アンテナで受信した前記受信装置からの前記トリガー信号に基づいて発電し、得られた発電電圧の上昇に応じてトリガー検出信号を出力するトリガー受信部と、前記トリガー検出信号に基づいて前記端末IDを含むビーコン信号を、超低電力UWB(Ultra Wide Band)無線通信で前記端末側アンテナから送信するビーコン送信部とを備えている。 In order to achieve such an object, the beacon tracking system according to the present invention is attached to a tracking target and wirelessly transmits a beacon signal including a terminal ID unique to itself, and the beacon signal received. A beacon tracking system including a receiving device that acquires beacon information for identifying the existing position of the target based on the above, and the receiving device activates the beacon terminal in response to the arrival of the position specifying timing. The beacon terminal includes a trigger transmission unit that transmits the trigger signal of the device side from the device side antenna and a beacon receiving unit that acquires the beacon information based on the beacon signal from the beacon terminal received by the device side antenna. , A trigger receiving unit that generates power based on the trigger signal from the receiving device received by the terminal antenna and outputs a trigger detection signal according to an increase in the obtained generated voltage, and the trigger receiving unit based on the trigger detection signal. It includes a beacon transmission unit that transmits a beacon signal including a terminal ID from the terminal side antenna by ultra-low power UWB (Ultra Wide Band) wireless communication.
また、本発明にかかる上記ビーコントラッキングシステムは、前記受信装置が、前記装置側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の装置側個別アンテナを備えるとともに、これら装置側個別アンテナと前記トリガー送信部および前記ビーコン受信部とを切り替える受信制御部をさらに備え、前記ビーコン端末は、前記端末側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の端末側個別アンテナを備えるとともに、前記端末側個別アンテナごとに、前記トリガー受信部とビーコン送信部とからなるビーコンユニットをそれぞれ備え、これらビーコンユニットのいずれか1つを選択的に起動させるビーコン制御部をさらに備えている。 Also, the beacon tracking system according to the present invention, the receiving apparatus, wherein the apparatus antenna provided with a plurality of apparatus-side individual antennas arranged in different directions, the trigger transmitting section with these apparatus individually antenna The beacon terminal further includes a reception control unit that switches between the beacon receiving unit and the beacon receiving unit, and the beacon terminal includes a plurality of terminal-side individual antennas arranged in different directions as the terminal-side antenna, and each terminal-side individual antenna has a plurality of individual antennas. wherein each comprise a beacon unit comprising a trigger receiver and beacon transmission unit, that provides further a beacon control unit which activates any one selectively of these beacons units.
また、本発明にかかる上記ビーコントラッキングシステムの一構成例は、前記装置側アンテナが、一定の指向性を有する指向性アンテナからなり、前記端末側アンテナは、一定の指向性を有する指向性アンテナからなるものである。 Further, in one configuration example of the beacon tracking system according to the present invention, the device-side antenna is a directional antenna having a constant directivity, and the terminal-side antenna is from a directional antenna having a constant directivity. It will be.
また、本発明にかかる上記ビーコントラッキングシステムの一構成例は、前記装置側アンテナが、前記トリガー信号を第1の一定方向に送信する指向性を有する装置側送信アンテナと、前記ビーコン信号を前記第1の一定方向から受信する指向性を有する装置側受信アンテナとからなり、前記端末側アンテナは、前記トリガー信号を第2の一定方向から受信する指向性を有する端末側送信アンテナと、前記ビーコン信号を前記第2の一定方向へ送信する指向性を有する端末側受信アンテナとからなるものである。 Further, in one configuration example of the beacon tracking system according to the present invention, the device-side antenna has a directivity for transmitting the trigger signal in a first fixed direction, and the beacon signal is transmitted to the first device. It is composed of a device-side receiving antenna having a directivity of receiving from a certain direction of 1, and the terminal-side antenna includes a terminal-side transmitting antenna having a directivity to receive the trigger signal from a second fixed direction and the beacon signal. the Ru der made of a terminal-side receiving antenna having directivity for transmitting said to a second fixed direction.
また、本発明にかかるビーコン端末は、前述したいずれかのビーコントラッキングシステムで用いられるビーコン端末である。
また、本発明にかかる受信装置は、前述したいずれかのビーコントラッキングシステムで用いられる受信装置である。
Further, the beacon terminal according to the present invention is a beacon terminal used in any of the beacon tracking systems described above.
Further, the receiving device according to the present invention is a receiving device used in any of the beacon tracking systems described above.
また、本発明にかかるビーコントラッキング方法は、トラッキングの対象に装着されて自己に固有の端末IDを含むビーコン信号を無線送信するビーコン端末と、受信した前記ビーコン信号に基づいて前記対象の存在位置を特定するためのビーコン情報を取得する受信装置とを備えるビーコントラッキングシステムで用いられるビーコントラッキング方法であって、前記受信装置のトリガー送信部が、位置特定タイミングの到来に応じて、前記ビーコン端末を起動するためのトリガー信号を装置側アンテナから送信するトリガー送信ステップと、前記ビーコン端末のトリガー受信部が、端末側アンテナで受信した前記受信装置からの前記トリガー信号に基づいて発電し、得られた発電電圧が基準電圧に達した時点でトリガー検出信号を出力するトリガー受信ステップと、前記ビーコン端末のビーコン送信部が、前記トリガー検出信号に基づいて前記端末IDを含むビーコン信号を、超低電力UWB(Ultra Wide Band)無線通信で前記端末側アンテナから送信するビーコン送信ステップと前記受信装置のビーコン受信部が、前記装置側アンテナで受信した前記ビーコン端末からの前記ビーコン信号に基づいて前記ビーコン情報を取得するビーコン受信ステップと、前記受信装置の受信制御部が、前記装置側アンテナとして備えられた異なる方向に配置された複数の装置側個別アンテナと、前記トリガー送信部および前記ビーコン受信部とを切り替える受信制御ステップと、前記ビーコン端末のビーコン制御部が、前記端末側アンテナとして備えられた異なる方向に配置された複数の端末側個別アンテナごとに備えられた、前記トリガー受信部とビーコン送信部とからなるビーコンユニットのいずれか1つを選択的に起動させるビーコン制御ステップとを備えている。 Further, in the beacon tracking method according to the present invention, a beacon terminal attached to a tracking target and wirelessly transmitting a beacon signal including a terminal ID unique to itself and an existing position of the target based on the received beacon signal are determined. This is a beacon tracking method used in a beacon tracking system including a receiving device that acquires beacon information for identification, and a trigger transmitting unit of the receiving device activates the beacon terminal in response to the arrival of a position specifying timing. A trigger transmission step of transmitting a trigger signal from the device side antenna and a trigger receiving unit of the beacon terminal generate power based on the trigger signal received by the terminal side antenna from the receiving device, and the obtained power generation A trigger reception step that outputs a trigger detection signal when the voltage reaches a reference voltage, and a beacon transmission unit of the beacon terminal transmits a beacon signal including the terminal ID based on the trigger detection signal to an ultra-low power UWB ( Ultra Wide Band) The beacon transmission step transmitted from the terminal side antenna in wireless communication and the beacon receiving unit of the receiving device acquire the beacon information based on the beacon signal from the beacon terminal received by the device side antenna. Beacon reception step, and the reception control unit of the receiving device switches between a plurality of device-side individual antennas provided as the device-side antenna and arranged in different directions, the trigger transmitting unit and the beacon receiving unit. The control step and the beacon control unit of the beacon terminal include the trigger receiving unit and the beacon transmitting unit provided for each of a plurality of terminal-side individual antennas arranged in different directions provided as the terminal-side antenna. It includes a beacon control step that selectively activates any one of the beacon units .
本発明によれば、受信装置からのトリガー信号が検出された場合にのみビーコン端末からビーコン信号が返送されることになる。このため、従来のように一定間隔でビーコン信号を送信する場合に発生する不要なビーコン信号の送信を回避することができ、ビーコン端末での消費電力を削減することが可能となる。この際、受信したトリガー信号に基づいて発電し、得られた発電電圧の上昇に応じてビーコン信号を送信するようにしたので、トリガー信号の検出に電池などの消費電力を使用する必要がない。このため、ビーコン端末での消費電力を増大させることなく、任意のタイミングでビーコン信号を送信させることが可能となる。 According to the present invention, the beacon signal is returned from the beacon terminal only when the trigger signal from the receiving device is detected. Therefore, it is possible to avoid the transmission of unnecessary beacon signals that occur when the beacon signals are transmitted at regular intervals as in the conventional case, and it is possible to reduce the power consumption of the beacon terminal. At this time, since power is generated based on the received trigger signal and the beacon signal is transmitted according to the increase in the obtained generated voltage, it is not necessary to use the power consumption of a battery or the like to detect the trigger signal. Therefore, it is possible to transmit the beacon signal at an arbitrary timing without increasing the power consumption of the beacon terminal.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるビーコントラッキングシステム1について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるビーコントラッキングシステムの構成を示すブロック図である。
このビーコントラッキングシステム1は、ビーコン端末10と受信装置20とから構成されており、ビーコン端末10から送信されたビーコン信号BCを受信装置20で受信して、ビーコン端末10が装着されている対象の位置を判定するシステムである。
本発明は、受信装置20から指向性アンテナで送信したトリガー信号TRに応じて、ビーコン端末10から指向性アンテナでビーコン信号BCを送信するようにしたものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the
The
According to the present invention, the beacon signal BC is transmitted from the
[ビーコン端末]
ビーコン端末10は、全体として電子回路と小型アンテナが、プラスチックなどのケース組み込まれた電子媒体からなり、トラッキングの対象に装着されて、予め設定されている端末IDを含むビーコン信号BCを送信する端末機器である。
ビーコン端末10には、図1に示すように、主な機能部として、トリガー受信部11、ビーコン送信部12、および端末側アンテナ13が設けられている。
[Beacon terminal]
The
As shown in FIG. 1, the
トリガー受信部11は、端末側アンテナ13を介して受信装置20からのトリガー信号TRを受信し、ビーコン信号BCの送信を指示する送信指示信号Txを出力する回路部であり、主な回路部として、タンク回路TUNと比較回路CMPとが設けられている。
The
タンク回路TUNは、トリガー信号TRと同調する共振周波数を有する容量素子Cおよび誘導素子Lの並列接続からなり、受信したトリガー信号TRに基づき発電し、得られた発電電圧Vpを出力する機能を有している。
比較回路CMPは、タンク回路TUNから出力された発電電圧Vpで動作して、発電電圧Vpが基準電圧Vrefに達した時点で、ビーコン信号BCの送信を指示するトリガー検出信号DETを出力する機能を有している。
The tank circuit TUN is composed of a capacitance element C having a resonance frequency tuned to the trigger signal TR and an induction element L connected in parallel, and has a function of generating power based on the received trigger signal TR and outputting the obtained generated voltage Vp. doing.
The comparison circuit CMP operates at the generated voltage Vp output from the tank circuit TUN, and when the generated voltage Vp reaches the reference voltage Vref, has a function of outputting a trigger detection signal DET instructing the transmission of the beacon signal BC. Have.
ビーコン送信部12(nWTX)は、消費電力が極めて低い、いわゆるナノワット級の超低電力UWB(Ultra Wide Band)無線送信回路からなり、トリガー受信部11から出力されたトリガー検出信号DETに応じて、予め設定されている端末IDを含むビーコン信号BCを、端末側アンテナ13から無線送信する機能を有している。超低電力UWB無線送信回路については、例えば非特許文献2に記載されている低消費電力化技術を利用して、振動センサや太陽電池で発電した電力でリング発振器を駆動することにより、端末IDを含むビーコン信号BCを送信する回路で実現してもよい。
The beacon transmitting unit 12 (nWTX) is composed of a so-called nanowatt-class ultra-low power UWB (Ultra Wide Band) wireless transmission circuit having extremely low power consumption, and responds to the trigger detection signal DET output from the
端末側アンテナ13は、一定方向に指向性を有し、受信装置20との間でトリガー信号TRおよびビーコン信号BCをやり取りするためのアンテナである。本実施の形態では、トリガー受信部11とビーコン送信部12とで端末側アンテナ13を共用するため、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCでは同じ信号周波数が用いられている。
The terminal-
[受信装置]
受信装置20は、全体としてPCやスマートフォンなど無線通信機能を有する情報処理端末からなり、トラッキングの対象に装着されているビーコン端末10からのビーコン信号BCを受信し、ビーコン信号BCの電波受信強度やビーコン信号BCに含まれる端末IDとに基づいて、ビーコン端末10の位置を判定する端末機器である。
この受信装置20には、図1に示すように、主な回路部として、トリガー送信部21、ビーコン受信部22、および装置側アンテナ23が設けられている。
[Receiver]
The receiving
As shown in FIG. 1, the receiving
トリガー送信部21は、ビーコン端末10が装着されている対象の位置を特定するタイミングを示す、一定の送信間隔あるいは所定操作入力などの位置特定タイミングの到来に応じて、ビーコン端末10を起動するためのトリガー信号TRを生成して装置側アンテナ23から送信する機能を有している。トリガー信号TRとしては、所定の信号周波数を持つパルス信号や正弦波信号を用いてもよい。
The
ビーコン受信部22は、一般的なUWB無線受信回路からなり、ビーコン端末10から送信されたビーコン信号BCを、装置側アンテナ23を介して受信し、ビーコン信号BCに関する電波受信強度やビーコン信号BCに含まれる端末IDなど、ビーコン端末10の位置を特定するためのビーコン情報を取得する機能を有している。
The
装置側アンテナ23は、一定方向に指向性を有し、ビーコン端末10との間でトリガー信号TRおよびビーコン信号BCをやり取りするためのアンテナである。本実施の形態では、トリガー送信部21とビーコン受信部22とで装置側アンテナ23を共用するため、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCでは同じ信号周波数が用いられている。
The device-
[第1の実施の形態の動作]
次に、図2を参照して、本実施の形態にかかるビーコントラッキングシステム1の動作について説明する。図2は、トリガー信号およびビーコン信号の送信を示すシーケンス図である。
[Operation of the first embodiment]
Next, the operation of the
まず、受信装置20において、トリガー送信部21は、予め設定されている一定周期Tからなる端末位置の確認タイミング到来に応じて(ステップ100)、トリガー送信部21でトリガー信号TRを生成し装置側アンテナ23から一定方向へ送信する(ステップ101)。
First, in the receiving
ビーコン端末10において、トリガー受信部11は、端末側アンテナ13で受信されたトリガー信号TRに基づきタンク回路TUNで発電し、発電電圧Vpを得る。この際、トリガー信号TRが端末側アンテナ13の一定方向に位置する受信装置20から送信された信号である場合、トリガー信号TRの電波受信強度が高くなる。このため、発電電圧Vpが大きく上昇し、発電電圧Vpが基準電圧Vrefに達した時点で、比較回路CMPからトリガー検出信号DETを出力する(ステップ102)。
In the
ビーコン送信部12は、トリガー受信部11からのトリガー検出信号DETに応じて、予め設定されている端末IDを含むビーコン信号BCを生成し、装置側アンテナ23から一定方向へ送信する(ステップ103)。
The
受信装置20において、ビーコン受信部22は、装置側アンテナ23で受信されたビーコン信号BCを信号処理し、ビーコン信号BCに関する電波受信強度やビーコン信号BCに含まれる端末IDを取得する。この際、ビーコン信号BCが装置側アンテナ23の一定方向に位置するビーコン端末10から送信された信号である場合、ビーコン信号BCの電波受信強度が高くなる。このため、ビーコン信号BCから端末位置の特定に必要となるビーコン情報として、十分な大きさの電波受信強度や、ビン婚端末を識別するための正確な端末IDを得ることができる。
In the receiving
この後、受信装置20は、一定周期Tに基づく新たな確認タイミング到来までトリガー信号TRの送信を停止し、新たな確認タイミング到来に応じて(ステップ110)、トリガー信号TRを送信する(ステップ111)。この後、前述したステップ102〜ステップ104と同様のステップ112〜114が繰り返し実行され、ビーコン端末10から送信された新たなビーコン信号BCに基づいて、新たなビーコン情報が取得される。
After that, the receiving
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、受信装置20において、トリガー送信部21が、位置特定タイミングの到来に応じて、ビーコン端末10を起動するためのトリガー信号TRを装置側アンテナ23から送信し、ビーコン受信部22が、装置側アンテナ23で受信したビーコン端末10からのビーコン信号BCに基づいてビーコン情報を取得し、ビーコン端末10において、トリガー受信部11が、端末側アンテナ13で受信した受信装置20からのトリガー信号TRに基づいて発電し、得られた発電電圧Vpの上昇に応じてトリガー検出信号DETを出力し、ビーコン送信部12が、トリガー検出信号DETに基づいて端末IDを含むビーコン信号BCを、超低電力UWB無線通信で端末側アンテナ13から送信するようにしたものである。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in the present embodiment, in the receiving
これにより、受信装置20からのトリガー信号TRが検出された場合にのみビーコン端末10からビーコン信号BCが返送されることになる。このため、従来のように一定間隔でビーコン信号を送信する場合に発生する不要なビーコン信号の送信を回避することができ、ビーコン端末10での消費電力を削減することが可能となる。この際、受信したトリガー信号TRに基づいて発電し、得られた発電電圧Vpの上昇に応じてビーコン信号BCを送信するようにしたので、トリガー信号TRの検出に電池などの消費電力を使用する必要がない。このため、ビーコン端末10での消費電力を増大させることなく、任意のタイミングでビーコン信号BCを送信させることが可能となる。
As a result, the beacon signal BC is returned from the
また、本実施の形態において、装置側アンテナ23として、一定の指向性を有する指向性アンテナを設け、端末側アンテナ13として、一定の指向性を有する指向性アンテナを設けてもよい。
これにより、受信装置20とビーコン端末10との間における、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCのやり取りを、一定の方向に限定することができる。これにより、無指向性アンテナを用いる場合と比較して、ビーコン端末10の位置を特定する精度を向上させることが可能となるとともに、トリガー信号TRで起動されるビーコン端末10を限定でき、ビーコン端末10での消費電力をさらに削減することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the device-
As a result, the exchange of the trigger signal TR and the beacon signal BC between the receiving
[第2の実施の形態]
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるビーコントラッキングシステム1について説明する。図3は、第2の実施の形態にかかるビーコントラッキングシステムの構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
Next, the
第1の実施の形態では、ビーコン端末10において、トリガー信号TRの受信およびビーコン信号BCの送信の際、1つの端末側アンテナ13を共用し、受信装置20において、トリガー信号TRの送信およびビーコン信号BCの受信の際、1つの装置側アンテナ23を共用する場合を例として説明した。この構成によれば、1つの端末側アンテナ13を共用するとともに、1つの装置側アンテナ23を共用する場合には、トリガー信号TRとビーコン信号BCとで信号周波数を揃える必要がある。
In the first embodiment, when the
本実施の形態では、図3に示すように、ビーコン端末10において、トリガー信号TRの受信に用いる端末側受信アンテナ13Rと、ビーコン信号BCの送信に用いる端末側送信アンテナ13Tとを別個に設けるとともに、受信装置20において、トリガー信号TRの送信に用いる装置側送信アンテナ23Tと、ビーコン信号BCの受信に用いる装置側受信アンテナ23Rとを別個に設けたものである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the
これにより、送信アンテナ13T,23Tと受信アンテナ13R,23Rが別個のものとなるため、トリガー信号TRとビーコン信号BCとで異なる信号周波数を用いることができる。したがって、ビーコン信号BCに比較して、トリガー信号TRとして高い信号周波数を用いることができる。これにより、トリガー信号TRが届く範囲を拡大することができ、ビーコン端末10の位置特定範囲を拡大することが可能となる。また、トリガー信号TRの送受信に用いるアンテナサイズを縮小でき、特にビーコン端末10の端末サイズの増大も抑制できる。なお、第1の実施の形態と同様に、これら送信アンテナ13T,23Tと受信アンテナ13R,23Rとして指向性アンテナを用いてもよい。
As a result, the transmitting
[第3の実施の形態]
次に、図4および図5を参照して、本実施の形態にかかるビーコントラッキングシステム1について説明する。図4は、第3の実施の形態にかかるビーコン端末の構成を示すブロック図である。図5は、第3の実施の形態にかかる受信装置の構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
Next, the
第1の実施の形態では、ビーコン端末10の端末側アンテナ13および受信装置20の装置側アンテナ23として指向性アンテナを用いることにより、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCを送受信する方向を制限する例について説明した。
本実施の形態では、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCを送受信する方向を切替る場合について説明する。以下では、3方向のいずれかに切り替える場合を例として説明するが、方向の数については3方向に限定されるものではなく、2方向でも4方向以上でもよい。
In the first embodiment, the direction in which the trigger signal TR and the beacon signal BC are transmitted / received is restricted by using a directional antenna as the
In the present embodiment, a case of switching the direction of transmitting and receiving the trigger signal TR and the beacon signal BC will be described. In the following, a case of switching to any of the three directions will be described as an example, but the number of directions is not limited to the three directions, and may be two directions or four or more directions.
本実施の形態にかかるビーコン端末10は、図4に示すように、端末側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の端末側個別アンテナ13A,13B,13Cを備えるとともに、これら端末側個別アンテナ13A,13B,13Cごとに、トリガー受信部11とビーコン送信部12とからなるビーコンユニット10A,10B,10Cをそれぞれ備え、これらビーコンユニット10A,10B,10Cのいずれか1つを選択的に起動させるビーコン制御部14をさらに備えている。
As shown in FIG. 4, the
これにより、ビーコン制御部14により選択されたビーコンユニット10A,10B,10Cのいずれか1つにより、端末側個別アンテナ13A,13B,13Cのうち対応する端末側個別アンテナが配置されている方向で、トリガー信号TRの受信およびビーコン信号BCの送信が行われる。なお、ビーコン制御部14におけるビーコンユニット10A,10B,10Cの選択方法については、例えば、予め設定されているスケジュールに基づいて選択してもよく、ランダムに選択してもよい。
As a result, in the direction in which the corresponding terminal-side individual antenna among the terminal-side
本実施の形態にかかる受信装置20は、図5に示すように、装置側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の装置側個別アンテナ23A,23B,23Cを備えるとともに、これら装置側個別アンテナ23A,23B,23Cとトリガー送信部21およびビーコン受信部22とを切り替える受信制御部24をさらに備えている。
As shown in FIG. 5, the receiving
これにより、受信制御部24により選択された装置側個別アンテナ23A,23B,23Cのうちの1つが配置されている方向で、トリガー信号TRの送信およびビーコン信号BCの受信が行われる。なお、受信制御部24における装置側個別アンテナ23A,23B,23Cの選択方法については、例えば、予め設定されているスケジュールに基づいて選択してもよく、ランダムに選択してもよい。
As a result, the trigger signal TR is transmitted and the beacon signal BC is received in the direction in which one of the device-side
したがって、受信装置20とビーコン端末10との間における、トリガー信号TRおよびビーコン信号BCのやり取りを、複数の方向のうちから1つの方向を選択することができる。1方向でのみトリガー信号TRおよびビーコン信号BCをやり取りする場合と比較して、ビーコン端末10の位置を特定する精度を低下させることなく、位置特定範囲を拡大することが可能となる。
Therefore, the exchange of the trigger signal TR and the beacon signal BC between the receiving
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
[Extension of Embodiment]
Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention. In addition, each embodiment can be implemented in any combination within a consistent range.
1…ビーコントラッキングシステム、10…ビーコン端末、10A,10B,10C…ビーコンユニット、11…トリガー受信部、12…ビーコン送信部、13…端末側アンテナ、13A,13B,13C…端末側個別アンテナ、14…端末制御部、20…受信装置、21…トリガー送信部、22…ビーコン受信部、23…装置側アンテナ、23A,23B,23C…装置側個別アンテナ、TUN…タンク回路、CMP…比較回路、C…容量素子、L…誘導素子、Vp…発電電圧、Vref…基準電圧、DET…トリガー検出信号、TR…トリガー信号、BC…ビーコン信号。 1 ... Beacon tracking system, 10 ... Beacon terminal, 10A, 10B, 10C ... Beacon unit, 11 ... Trigger receiving unit, 12 ... Beacon transmitting unit, 13 ... Terminal side antenna, 13A, 13B, 13C ... Terminal side individual antenna, 14 ... terminal control unit, 20 ... receiver, 21 ... trigger transmitter, 22 ... beacon receiver, 23 ... device side antenna, 23A, 23B, 23C ... device side individual antenna, TUN ... tank circuit, CMP ... comparison circuit, C ... Capacitive element, L ... Induction element, Vp ... Power generation voltage, Vref ... Reference voltage, DET ... Trigger detection signal, TR ... Trigger signal, BC ... Beacon signal.
Claims (6)
前記受信装置は、
位置特定タイミングの到来に応じて、前記ビーコン端末を起動するためのトリガー信号を装置側アンテナから送信するトリガー送信部と、
前記装置側アンテナで受信した前記ビーコン端末からの前記ビーコン信号に基づいて前記ビーコン情報を取得するビーコン受信部とを備え、
前記ビーコン端末は、
端末側アンテナで受信した前記受信装置からの前記トリガー信号に基づいて発電し、得られた発電電圧の上昇に応じてトリガー検出信号を出力するトリガー受信部と、
前記トリガー検出信号に基づいて前記端末IDを含むビーコン信号を、超低電力UWB(Ultra Wide Band)無線通信で前記端末側アンテナから送信するビーコン送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記装置側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の装置側個別アンテナを備えるとともに、これら装置側個別アンテナと前記トリガー送信部および前記ビーコン受信部とを切り替える受信制御部をさらに備え、
前記ビーコン端末は、
前記端末側アンテナとして、異なる方向に配置された複数の端末側個別アンテナを備えるとともに、前記端末側個別アンテナごとに、前記トリガー受信部とビーコン送信部とからなるビーコンユニットをそれぞれ備え、これらビーコンユニットのいずれか1つを選択的に起動させるビーコン制御部をさらに備える
ことを特徴とするビーコントラッキングシステム。 A beacon terminal that is attached to the tracking target and wirelessly transmits a beacon signal including a terminal ID unique to itself, and a receiving device that acquires beacon information for identifying the existence position of the target based on the received beacon signal. It is a beacon tracking system equipped with
The receiving device is
A trigger transmitter that transmits a trigger signal for activating the beacon terminal from the device-side antenna in response to the arrival of the position identification timing, and
A beacon receiving unit that acquires the beacon information based on the beacon signal from the beacon terminal received by the device-side antenna is provided.
The beacon terminal is
A trigger receiving unit that generates electricity based on the trigger signal from the receiving device received by the terminal antenna and outputs a trigger detection signal according to an increase in the obtained generated voltage.
A beacon transmission unit that transmits a beacon signal including the terminal ID based on the trigger detection signal from the terminal side antenna by ultra-low power UWB (Ultra Wide Band) wireless communication is provided .
The receiving device is
As the device-side antenna, a plurality of device-side individual antennas arranged in different directions are provided, and a reception control unit for switching between these device-side individual antennas, the trigger transmission unit, and the beacon reception unit is further provided.
The beacon terminal is
As the terminal-side antenna, a plurality of terminal-side individual antennas arranged in different directions are provided, and each terminal-side individual antenna is provided with a beacon unit including the trigger receiving unit and the beacon transmitting unit, and these beacon units are provided. A beacon tracking system characterized by further including a beacon control unit that selectively activates any one of the above .
前記装置側アンテナは、一定の指向性を有する指向性アンテナからなり、
前記端末側アンテナは、一定の指向性を有する指向性アンテナからなる
ことを特徴とするビーコントラッキングシステム。 In the beacon tracking system according to claim 1,
The device-side antenna is composed of a directional antenna having a certain directivity.
The terminal-side antenna is a beacon tracking system characterized in that it is composed of a directional antenna having a certain directivity.
前記装置側アンテナは、前記トリガー信号を第1の一定方向に送信する指向性を有する装置側送信アンテナと、前記ビーコン信号を前記第1の一定方向から受信する指向性を有する装置側受信アンテナとからなり、
前記端末側アンテナは、前記トリガー信号を第2の一定方向から受信する指向性を有する端末側送信アンテナと、前記ビーコン信号を前記第2の一定方向へ送信する指向性を有する端末側受信アンテナとからなる
ことを特徴とするビーコントラッキングシステム。 In the beacon tracking system according to claim 2.
The device-side antenna includes a device-side transmitting antenna having a directivity to transmit the trigger signal in the first fixed direction, and a device-side receiving antenna having a directivity to receive the beacon signal from the first fixed direction. Consists of
The terminal-side antenna includes a terminal-side transmitting antenna having a directivity of receiving the trigger signal from the second fixed direction, and a terminal-side receiving antenna having a directivity of transmitting the beacon signal in the second fixed direction. Beacon tracking system characterized by consisting of.
前記受信装置のトリガー送信部が、位置特定タイミングの到来に応じて、前記ビーコン端末を起動するためのトリガー信号を装置側アンテナから送信するトリガー送信ステップと、
前記ビーコン端末のトリガー受信部が、端末側アンテナで受信した前記受信装置からの前記トリガー信号に基づいて発電し、得られた発電電圧が基準電圧に達した時点でトリガー検出信号を出力するトリガー受信ステップと、
前記ビーコン端末のビーコン送信部が、前記トリガー検出信号に基づいて前記端末IDを含むビーコン信号を、超低電力UWB(Ultra Wide Band)無線通信で前記端末側アンテナから送信するビーコン送信ステップと、
前記受信装置のビーコン受信部が、前記装置側アンテナで受信した前記ビーコン端末からの前記ビーコン信号に基づいて前記ビーコン情報を取得するビーコン受信ステップと、
前記受信装置の受信制御部が、前記装置側アンテナとして備えられた異なる方向に配置された複数の装置側個別アンテナと、前記トリガー送信部および前記ビーコン受信部とを切り替える受信制御ステップと、
前記ビーコン端末のビーコン制御部が、前記端末側アンテナとして備えられた異なる方向に配置された複数の端末側個別アンテナごとに備えられた、前記トリガー受信部とビーコン送信部とからなるビーコンユニットのいずれか1つを選択的に起動させるビーコン制御ステップと
を備えることを特徴とするビーコントラッキング方法。 A beacon terminal that is attached to the tracking target and wirelessly transmits a beacon signal including a terminal ID unique to itself, and a receiving device that acquires beacon information for identifying the existence position of the target based on the received beacon signal. It is a beacon tracking method used in a beacon tracking system including
A trigger transmission step in which the trigger transmission unit of the receiving device transmits a trigger signal for activating the beacon terminal from the device side antenna in response to the arrival of the position identification timing.
Trigger reception in which the trigger receiving unit of the beacon terminal generates power based on the trigger signal from the receiving device received by the terminal antenna, and outputs a trigger detection signal when the obtained generated voltage reaches the reference voltage. Steps and
A beacon transmission step in which the beacon transmission unit of the beacon terminal transmits a beacon signal including the terminal ID based on the trigger detection signal from the terminal side antenna by ultra-low power UWB (Ultra Wide Band) wireless communication.
A beacon receiving step in which the beacon receiving unit of the receiving device acquires the beacon information based on the beacon signal from the beacon terminal received by the device-side antenna .
A reception control step in which the reception control unit of the reception device switches between a plurality of individual device-side antennas provided as the device-side antenna and arranged in different directions, the trigger transmission unit and the beacon reception unit.
Which of the beacon units including the trigger receiving unit and the beacon transmitting unit is provided for each of a plurality of terminal-side individual antennas arranged in different directions and provided with the beacon control unit of the beacon terminal as the terminal-side antenna. A beacon tracking method comprising: a beacon control step for selectively activating one of them.
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