JPH10208170A

JPH10208170A - 自主警備及び在宅動静システム及びセンサ

Info

Publication number: JPH10208170A
Application number: JP9019580A
Authority: JP
Inventors: Arata Nemoto; 新根本; Yoshijirou Watanabe; 嘉二郎渡辺; Katsuki Yamanda; 克樹矢満田; Hirobumi Miyano; 寛文宮野
Original assignee: Computer Hightech Kk; KYOSHIN RYUTSU DEBEROTSUPAA KK
Current assignee: Computer Hightech Kk; KYOSHIN RYUTSU DEBEROTSUPAA KK
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】少数のセンサで構成し、確実に且つ安価に、
人の存在、ドアの開閉或いは人の動きの有無を検出する
ことのできる自主警備及び在宅動静システム及びそれに
用いるセンサを提供することである。【解決手段】微分微差圧計式のセンサ１と、赤外線セ
ンサ２と、両センサ１，２が接続されたマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）３とを備え、ドア５が設けられた閉空
間４に微分微差圧計式のセンサ１及び赤外線センサ２が
臨設されている。この構成により、閉空間４内における
人の動きやドア５の開閉を微分微差圧計式のセンサ１で
検出し、人体の存在を赤外線センサ２で検出することに
より、確実に人の存在、人の動き及びドア５の開閉を検
出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、留守宅の管理・防
犯、または独居の老人宅における無事の確認を、異常時
に本人または近親者への自動連絡と、本人または近親者
からの電話連絡時に正常・異常を伝達する自主警備及び
在宅動静システム、特に人の動きやドアの開閉を検出す
ることのできる自主警備及び在宅動静システム及びそれ
に用いるセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、留守宅の管理・防犯、または独居
の老人宅における無事の確認を自動的に行う警備システ
ムにおいては、家への人の出入りを確認したり、或いは
家内で人が動いていることを確認するために、リミット
スイッチを用いてドアの開閉を確認する方法や、赤外線
センサで人の動きを検知する方法等が知られているが、
これらの警備システムは、警備会社で用いられている警
備システムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の警備システムは、警備会社で用いられている警備シ
ステムであり、個人が自分で自宅を守るために自宅に採
用しようとすると、複雑なシステムで高価になるという
問題があった。また上記従来の警備システムにおいて
は、リミットスイッチを用いてドアの開閉を確認する場
合は、家に設けられているドアの数だけリミットスイッ
チが必要であり、赤外線センサで人の動きを検知する場
合は、検知する場所１か所に対して赤外線センサを１個
以上設置しなくてはならず、多数のセンサが必要とさ
れ、費用がかかるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、上記問題を解決し、少数
のセンサで構成し、確実に且つ安価に、人の存在、ドア
の開閉或いは人の動きの有無を検出することができ、個
人が自分で自宅を守るために容易に採用できる自主警備
システムを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の自主警備及び在宅動静システムは、住宅の警
備及び在宅動静用のシステムであって、微分微差圧計式
のセンサを用いて、ドアの開閉、人の動き等の動作を検
出することにより、少数のセンサで確実に人の動き及び
ドアの開閉を検出することができる。また、センサとし
て、微分微差圧計式のセンサに加えて、赤外線センサ等
の人の存在を検出するセンサを設けたことにより、室等
の閉空間内における人の動きやドアの開閉を微分微差圧
計式のセンサで検出し、人体の存在を赤外線センサ等で
検出することにより、確実に人の存在、人の動き及びド
アの開閉を検出することができる。自主警備及び在宅動
静システム用センサは、一端に開口が設けられ、他端が
閉塞された筒状のケーシングと、該ケーシング内の開口
側から受圧面であるスクリーンと、対向電極と、増幅回
路とを備えた微分微差圧計方式の自主警備システム用セ
ンサであって、上記ケーシング内の閉塞端側に、通孔を
有する区画壁を設けて後方チャンバーを形成したことに
より、入力された低周波領域における振動を後方チャン
バーで反射させ、共振させて振幅を大きくし、検出を容
易且つ明確にすることができるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１において、自主警備及び在宅動静システム
は、微分微差圧計式のセンサ１と、赤外線センサ２と、
両センサ１，２が接続されたマイクロコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）３とを備え、測定される閉空間（例えば、室）４
に微分微差圧計式のセンサ１及び赤外線センサ２が臨設
されている。閉空間４には、ドア５が設けられている。

【０００７】ここで、微分微差圧計式のセンサ１は、図
２に示すように、一端に開口１１を有し、他端が密閉さ
れた円筒、角筒等の略筒状に形成されたケーシング１０
と、ケーシング１０内において開口１１から遠ざかる方
向即ち奥への方向に順に配設された受圧面であるスクリ
ーン１２と、スクリーン１２に対向して設けられ、スク
リーン１２に平行な対向電極１３と、ＦＥＴトランジス
タ等を有し、一方のリード端子が対向電極１３に接続さ
れている増幅回路１４とを備え、ケーシング１０の後端
即ち開口１１と反対側の閉塞されているケーシング１０
端に、通孔１６を有する区画壁１５により形成された後
方チャンバー１７を備えている。また、ケーシング１０
外において、開口１１に対向してカーテン１８が設けら
れている。

【０００８】センサ１の動作について説明すると、微分
微差圧計式のセンサ１は、外気に振動が発生した場合、
その振動が開口１１からケーシング１０内に伝達されて
スクリーン（受圧面）１２が撓み変形し、スクリーン１
２と対向電極１３との間の距離が微小に変動し、その静
電容量が変化する。この静電容量の変化を増幅回路１４
で検出し、増幅して検出信号を出力するもので、空気の
動きを検出することができる。なお、カーテン１８は、
外部の風等による影響を抑制している。

【０００９】後方チャンバー１７を設けているから、後
方チャンバー１７の大きさを適宜設定することにより、
入力された低周波領域における振動を後方チャンバー１
７で反射させ、共振させて振幅を大きくして、検出を容
易且つ明確にすることができるものである。

【００１０】即ち、後方チャンバー１７の大きさと、増
幅回路１４の周波数特性とによって微分微差圧計式のセ
ンサ１の低周波領域（例えば、２０Hz以下）における周
波数特性が定められるものであるが、一般に増幅回路１
４としては市販のものを用いることが多く、特性が固定
されているものであるから、後方チャンバー１７の大き
さを適宜に設定することにより、センサ１の低周波領域
における周波数特性を設定することができる。特に、人
の動き、或いはドアの開閉等による非常に低い低周波領
域（例えば、0.1 〜１Hz）の振動に対する検出能力を高
めることができるものである。また、スレッシュホール
ドレベルを設け、ドアの開閉速度を変更して試験し、下
限値に設定することで、鋭敏な検知能力を得ることがで
きる。

【００１１】ここで、自主警備システム用センサ１の出
力電圧ｅは、次式で示される。ｄｅ／ｄｔ＝−ｅ／Ｒ・Ｃ＋ｋ・ｄ（Ｐi −Ｐe ）／ｄ
ｔ但し、ｅ：出力電圧Ｒ：増幅回路の入力インピーダンスＣ：受圧面（スクリーン）と対向電極間の静電容量ｋ：圧力−電圧変換のゲインＰi ：受圧面（スクリーン）の外側（開口側）の圧力Ｐe ：受圧面（スクリーン）の内側の圧力

【００１２】なお、必要なセンサ分解能Ｎ（Ｐa ＝パス
カル）は、床面積Ｓ（ｍ²）で高さＨ（ｍ）の空間にお
いて、ドア開閉または人の移動等で動く空気の量Ｖ（ｍ
³）とすると、次の式で求められる。Ｎ＝Ｖ／（Ｓ・Ｖ）×1.013 ×10⁵ 例えば、床面積Ｓ＝100 ｍ²、高さＨ＝2.5 ｍ、動く空
気の量Ｖ＝0.1 ｍ³とすると、必要なセンサ分解能Ｎ＝
0.1 ／（100 ×2.5 ）×1.013 ×10⁵＝40Ｐaとなる。
これに対して、自主警備システム用センサ１の分解能Ｎ
s は十分に小さい値のものであり、例えば、周波数１Ｈ
z の変化で分解能Ｎs ＝0.2 Ｐa のものを得ることがで
きるから、上記ドア開閉または人の移動等で動く空気を
十分に検出できる、即ちドア開閉の有無、或いは人の移
動の有無を確実に検出できる。

【００１３】一方、赤外線センサ２は、光の熱即ち赤外
線を利用するセラミックの集電型素子を用いており、集
電型素子は、結晶の温度変化に対応して、その表面電荷
が変化する集電特性を利用している。即ち、結晶の温度
上昇に応じて結晶内部の分極の大きさが変化し、その変
化による分極の変化に対応して電荷が放出され、残余の
電荷が電気信号に変換されることによって結晶の温度上
昇即ち赤外線照射を検出するものである。

【００１４】人の体温は約３０℃（３００°Ｋ）を越え
る程度であるから、人体からは波長約１０μｍをピーク
とした赤外線が放出される。これに対して太陽光は波長
が数μｍから数十μｍの赤外線を含んでいるが、窓ガラ
ス等によって５μｍ以上の波長の赤外線が遮断されるか
ら、５μｍ以下の波長の赤外線を遮断するカットオフフ
ィルタを用いることにより、赤外線センサ２による人体
の検出が容易に行われる。

【００１５】上記構成による自主警備及び在宅動静シス
テムは、室等の閉空間４内における人の動きやドア５の
開閉を微分微差圧計式のセンサ１で検出し、人体の存在
を赤外線センサ２で検出することにより、確実に人の存
在、人の動き及びドア５の開閉を検出することができ
る。以上、微分微差圧計式のセンサ１は少数（例えば、
１つの閉空間に１個）の設置で検出することができるも
のである。また、赤外線センサに代えて、感音センサ、
光電センサ等の人の存在を検出する他のセンサを用いて
も良いものである。

【００１６】図３のシステムブロック図を参照して警備
システムの制御機構について詳述する。微分微差圧計式
のセンサ１と、人の存在を検出するセンサ２がセンサイ
ンターフェイス３１を介して、マイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）３に接続されており、上記人の存在を検出す
るセンサ２としては、赤外線センサ２１、レーザーセン
サ２２、超音波センサ２３、磁気センサ２４等がある。
また設定スイッチ３２と、音声発生回路（ＬＳＩ）３４
と、回線制御回路３５と、レシーバ３６及びダイヤラー
３７がマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）３に接続されて
いる。さらに、スピーカ３８が内蔵されるとともに、テ
スト通信キー３９と、テスト音声キー４０と、外出キー
４１と、在宅キー４２とが設けられている。

【００１７】動作について説明する。〔自主警備機能〕家人が外出する時に外出キー４１を押
すと、外出モードに移行し、外出後所定時間経過すると
監視モードが開始され、微分微差圧計式のセンサ１また
は人の存在を検出するセンサ２の何れかが異常を検出す
ると、自動的に本人または近親者に電話で連絡するか、
または外から本人または近親者が電話してきたときに異
常の有ること、及びその内容について音声で連絡する。

【００１８】〔在宅動静警備機能〕在宅時に、在宅キー
４２を押すと、一定時間の間に微分微差圧計式のセンサ
１及び人の存在を検出するセンサ２の作動が極端に少な
い場合、在宅している人（特に、独居の老人等）が動か
ないまたは動けない状態であると判断して、自動的に近
親者等に電話で異常を連絡する。

【００１９】〔テストモード〕テスト通信キー３９と、
テスト音声キー４０と、外出キー４１とを押し、設置さ
れている各センサ１，２を動作させ、本人の電話（携帯
電話等）に連絡させてシステムが正常か否かをチェック
する。〔遠隔確認モード〕外出モード時に、本人が留守宅に電
話して異常の有無を確認するモードであって、着信を検
出し、電話側のループ信号を回線制御回路３５で監視
し、適正である時は、電話をしている人が音声またはプ
ッシュボタンで暗証番号を送り、予め登録した暗証番号
と一致している場合は、システム側から正常・異常を判
定して応答する。予め登録した暗証番号と一致しない場
合は、暗証番号の送信回数を限定し、限定された回数以
内で一致しないときは、応答を自動的に拒否する。

【００２０】図４において、異なる実施例を説明する
と、ホテル、マンション等の廊下等の複数のドア７を有
する閉空間６において、閉空間６内に２個の微分微差圧
計式センサ１Ａ，１Ｂを距離をおいて配設し、両センサ
１Ａ，１Ｂをマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）８に接続
している。２個の微分微差圧計式センサ１Ａ，１Ｂの間
の距離は、特に限定されるものではないが、できるだけ
距離を大きくとる、即ち複数のドア７を挟んで閉空間６
の両端部付近に設けると良いものである。

【００２１】この構成によると、ドア７の開閉が行われ
ると、２個の微分微差圧計式センサ１Ａ，１Ｂがそれぞ
れドア７の開閉動作を検出するが、両センサ１Ａ，１Ｂ
の検出時の時間差、例えば、センサ１Ａが検出してから
何秒後にセンサ１Ｂがドア７の開閉動作を検出したか、
又は両センサ１Ａ，１Ｂが同時にドア７の開閉動作を検
出したか、或いはセンサ１Ｂが検出してから何秒後にセ
ンサ１Ａがドア７の開閉動作を検出したかを判定するこ
とにより、開閉されたドア７の位置を判定することがで
きる。

【００２２】即ち、微分微差圧計式センサ１Ａ，１Ｂ
が、それぞれドア７の開閉動作を検出した時刻をＴ₁，
Ｔ₂とし、圧力変化（振動）の伝達速度をＶとすると、
センサ１Ａから開閉されたドア７までの距離Ｄは、次の
式で求められる。Ｄ＝（Ｔ₁−Ｔ₂）／Ｖなお、センサ１Ｂから開閉されたドア７までの距離Ｄ₁
を算出する場合は、次式となる。Ｄ₁＝（Ｔ₂−Ｔ₁）／Ｖ

【００２３】この構成によると、開閉されたドア７の位
置を確認することができ、留守宅の防犯等の保安、或い
は独居老人の世帯の老人宅における無事の確認等の安全
確認等において、非常に有効なものである。なお、上記
実施例においては、閉空間６の一方の側壁に複数のドア
７が並んで設けられているが、閉空間６の両側の側壁に
複数のドア７が設けられたものであっても、各ドア７か
ら微分微差圧計式センサ１Ａ，１Ｂまでの距離がそれぞ
れ異なる位置に微分微差圧計式センサ１Ａ，１Ｂを配設
することで、何れのドアが開閉したかを確実に検出する
ことができる。また、閉空間の平面形状も長方形に限る
ものではなく、多角形、円形でも同様に検出可能であ
り、ドアの位置に高さの差があっても検出可能である。

【００２４】

【実施例】ここで、実際の自主警備及び在宅動静システ
ム用センサの一例を説明する。図２において、円筒形で
形成したケーシング２の直径Ｄ＝８mm、軸方向長さＬ＝
７mmとし、後方チャンバー７の深さｔ＝２mmとして得ら
れた自主警備システム用センサ１を用いて、ドア開閉に
要する時間を0.5 秒の場合の出力電圧ｅを図４に示す。
図５の結果から、出力電圧ｅが２Ｖを超えて（ｅ＞２
Ｖ）変動しているから、ドア開閉を確実に検出できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から次に述べる効果を奏する。微分微差圧計式のセンサ
を用いて、ドアの開閉、人の動き等の動作を検出するこ
とにより、少数のセンサで確実に人の動き及びドアの開
閉を検出することができる。また、センサとして、微分
微差圧計式のセンサに加えて、赤外線センサ等の人の存
在を検出するセンサを設けることにより、室等の閉空間
内における人の動きやドアの開閉を微分微差圧計式のセ
ンサで検出し、人体の存在を赤外線センサ等で検出する
ことにより、確実に人の存在、人の動き及びドアの開閉
を検出することができる。さらに、微分微差圧計方式の
自主警備システム用センサにおいて、ケーシング内の閉
塞端側に、通孔を有する区画壁を設けて後方チャンバー
を形成したことにより、入力された低周波領域における
振動を後方チャンバーで反射させ、共振させて振幅を大
きくして、検出を容易且つ明確にすることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概略構成図である。

【図２】本発明に用いられる微分微差圧計式のセンサ
の断面図である。

【図３】本考案の実施例のシステムブロック図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図５】本発明の実施例の自主警備及び在宅動静シス
テム用センサの実験結果を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１微分微差圧計式のセンサ、２赤外線センサ３マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、４閉空間（例
えば、室）、５ドア

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０８Ｂ 21/00 Ｇ０１Ｖ 9/04 (72)発明者宮野寛文東京都江東区三好４−７−70

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】住宅の警備用及び在宅動静用ののシステ
ムであって、微分微差圧計式のセンサを用いて、ドアの
開閉、人の動き等の動作を検出することにより、少数の
センサで人の動き及びドアの開閉を検出することを特徴
とする自主警備及び在宅動静システム。
【請求項２】微分微差圧計式のセンサに加えて、赤外
線センサ等の人の存在を検出するセンサを設けたことに
より、室等の閉空間内における人の動きやドアの開閉を
微分微差圧計式のセンサで検出し、人体の存在を赤外線
センサ等で検出することを特徴とする請求項１記載の自
主警備及び在宅動静システムに用いるセンサ。
【請求項３】一端に開口が設けられ、他端が閉塞され
た筒状のケーシングと、該ケーシング内の開口側から受
圧面であるスクリーンと、対向電極と、増幅回路とを備
えた微分微差圧計式の自主警備システム用センサであっ
て、上記ケーシング内の閉塞端側に、通孔を有する区画
壁を設けて後方チャンバーを形成したことを特徴とする
自主警備及び在宅動静システム用センサ。