JP2014193086A

JP2014193086A - Wireless grid and wireless sensor network system using the same

Info

Publication number: JP2014193086A
Application number: JP2013069325A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwai; 岩井　　浩
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless grid having high mounting strength to a ceiling or the like and a wireless sensor network system using the same with a small circuit.SOLUTION: A power transmission station 102 of a wireless grid is fitted and fixed to a ceiling board 209 via a reflector plate 206. The reflector plate 206 has a dimension of 1/2 wavelength or more with respect to the frequency of a carrier signal emitted from the power transmission station 102, and the reflector plate 206 includes an opening 206a formed in the vicinity of the center thereof. A frequency adjustment circuit 502 adjusts the frequency of the carrier signal from the plural power transmission stations 102 to be different from each other. With this, temporal variation can be made on the stationary wave distribution of the carrier signal in a closed space such as indoor environment. Thus, a power reception sensor 105 can be disposed at any position of the closed space.

Description

本開示は、無線ネットワークシステムに関し、特に、屋内などの閉空間に配置されているセンサに対する無線電力伝送装置及びそれを用いた無線センサネットワークシステムに関する。 The present disclosure relates to a wireless network system, and more particularly, to a wireless power transmission device for a sensor disposed in a closed space such as indoors and a wireless sensor network system using the wireless power transmission device.

例えば温度センサ、湿度センサ、速度センサ、振動センサ等の各種センサが有線系又は無線系ネットワークで接続されるセンサネットワークが急速に普及しつつある。例えば、人感センサを用いて室内の照明のオンオフ制御や調光制御を行う照明制御システムにセンサネットワークを適用することで照明の消費電力を低減される。このような従来技術に係る照明制御システムのブロック図の一例を図１１に示す。なお、この開示に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献１が知られている。 For example, a sensor network in which various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, a speed sensor, and a vibration sensor are connected by a wired or wireless network is rapidly spreading. For example, the power consumption of illumination can be reduced by applying a sensor network to an illumination control system that performs on / off control and dimming control of indoor illumination using a human sensor. An example of a block diagram of such a conventional illumination control system is shown in FIG. As a prior art document related to this disclosure, for example, Patent Document 1 is known.

図１１は、従来技術に係る照明制御システムの構成例を示すブロック図である。図１１において、照明制御システムでは主操作盤１１０１と制御端末器１１０２ａ，１１０２ｂと監視端末器１１０３とが伝送路１１０４により接続されている。制御端末器１１０２ａ，１１０２ｂにはそれぞれ、蛍光灯等の照明負荷１１０５ａ，１１０５ｂが接続され、監視端末器１１０３にはスイッチ１１０６ａ，１１０６ｂが接続されている。さらに、伝送線路１１０４にセンサ端末器１１０７を接続し、光センサ１１０８で検出された光量信号に対応して所要の照明負荷の連続調光制御、点灯／消灯制御等の制御データが主操作盤１１０１から送信される。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a lighting control system according to the related art. In FIG. 11, in the lighting control system, a main operation panel 1101, control terminals 1102 a and 1102 b, and a monitoring terminal 1103 are connected by a transmission line 1104. Lighting loads 1105a and 1105b such as fluorescent lamps are connected to the control terminals 1102a and 1102b, respectively, and switches 1106a and 1106b are connected to the monitoring terminal 1103. Further, a sensor terminal 1107 is connected to the transmission line 1104, and control data such as continuous dimming control and lighting / extinguishing control of a required lighting load corresponding to the light quantity signal detected by the optical sensor 1108 is displayed on the main operation panel 1101. Sent from

一方、センサネットワークに用いられる無線ＩＣタグ（以下、ＲＦＩＤという）には、パッシブ型とアクティブ型があり、用途により使い分けがなされている。アクティブ型は各センサノードに電源供給を行う必要があり、電池で駆動する以外にも、振動発電や熱発電等のエナジーハーベストによる電源供給手段も用いられる。これらにはそれぞれ長所・短所があり、電池駆動の場合には電池寿命に伴う交換作業が大きな課題となっており、エナジーハーベストの場合には発電可能な電力量が小さいことが大きな課題となっている。このため、無線電力伝送を用いて各センサノードに電源供給を行うことが検討されており、このような従来技術に係る無線ネットワークシステムの構成例を図１２に示す。なお、この開示に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献２が知られている。 On the other hand, wireless IC tags (hereinafter referred to as RFID) used for sensor networks are classified into a passive type and an active type, and are selectively used depending on the application. In the active type, it is necessary to supply power to each sensor node. Besides being driven by a battery, power supply means using energy harvesting such as vibration power generation and thermoelectric power generation is also used. Each of these has advantages and disadvantages. In the case of battery operation, replacement work accompanying the battery life is a major issue, and in the case of energy harvesting, the amount of power that can be generated is a major issue. Yes. For this reason, it is considered to supply power to each sensor node using wireless power transmission, and FIG. 12 shows a configuration example of such a wireless network system according to the conventional technology. As a prior art document related to this disclosure, for example, Patent Document 2 is known.

図１２は、従来技術に係る室内無線ネットワークシステムの構成例を示す斜視図である。図１２において、室内の天井付近に配置された複数のワイヤレスグリッド１２０１は、天井裏で、電力線及びイーサネット（登録商標）１２０２などと接続され、電力と情報のためのバックボーンネットワークを形成している。一方、各部屋には、センサ１２０３が複数設置される。また，ワイヤレスグリッド１２０１からセンサ１２０３への無線電力伝送には、日本の電波法において、高出力パッシブ型に用意されている搬送波センスの規定がない無線送電用の２つの電力伝送用チャネルを用い、パッシブ高出力型ＲＦＩＤの１Ｗの搬送波信号を用いて無線電力伝送を行う。この場合、各ワイヤレスグリッド１２０１において、互いにそれぞれ放射する電力伝送用搬送波信号の位相を時間的に変化させ、電力伝送用搬送波信号に異なる位相回転を与えることで、電力伝送において、送信ダイバーシチ効果を得ることができる。 FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration example of an indoor wireless network system according to the related art. In FIG. 12, a plurality of wireless grids 1201 arranged in the vicinity of the ceiling in the room are connected to a power line and Ethernet (registered trademark) 1202 on the back of the ceiling to form a backbone network for power and information. On the other hand, a plurality of sensors 1203 are installed in each room. In addition, for wireless power transmission from the wireless grid 1201 to the sensor 1203, two power transmission channels for wireless power transmission that do not have carrier wave sense provisions prepared for a high output passive type in the Japanese Radio Law are used. Wireless power transmission is performed using a 1 W carrier signal of a passive high-power RFID. In this case, in each wireless grid 1201, the phase of the power transmission carrier signals radiated from each other is temporally changed to give different phase rotations to the power transmission carrier signals, thereby obtaining a transmission diversity effect in power transmission. be able to.

さらに、従来技術に係る室内無線ネットワークシステムのワイヤレスグリッドに用いることが可能なアンテナの具体的な構成例として、天井等に設置される偏波共用アンテナを図１４に示す。なお、この開示に関連する先行技術文献として、例えば、特許文献３が知られている。 Furthermore, FIG. 14 shows a polarization sharing antenna installed on a ceiling or the like as a specific configuration example of an antenna that can be used in a wireless grid of an indoor wireless network system according to the related art. As a prior art document related to this disclosure, for example, Patent Document 3 is known.

図１４は、従来技術に係る偏波共用アンテナの構成例を示す斜視図である。図１４において、偏波共用アンテナは、反射板１４０１上に配置される垂直偏波アンテナ素子１４０５と、反射板１４０１と所定の間隔をおいて配置される水平偏波素子１４０２とを備えて構成される。 FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration example of a polarization sharing antenna according to the related art. In FIG. 14, the polarization sharing antenna includes a vertical polarization antenna element 1405 disposed on the reflection plate 1401 and a horizontal polarization element 1402 disposed at a predetermined interval from the reflection plate 1401. The

特許第３７１７１２６号公報Japanese Patent No. 3717126 特開２０１２−５０１８３号公報JP 2012-50183 A 特許第４８１９１５３号公報Japanese Patent No. 4819153

しかしながら、従来技術に係る室内無線ネットワークシステムは、搬送波信号の位相を時間的に変化させるため、各ワイヤレスグリッドに移相回路（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔｅｒ）を必要とし、このために回路規模が大きくなってしまうという課題があった。 However, the indoor wireless network system according to the prior art requires a phase shift circuit (Phase Shifter) in each wireless grid in order to change the phase of the carrier wave signal in time, which increases the circuit scale. There was a problem.

図１３に、搬送波信号の位相を時間的に変化させるワイヤレスグリッドの構成例を示す。図１３において、ワイヤレスグリッド１３０１，１３０４，１３０９は、それぞれ例えば半波長間隔で離隔されたアンテナ１３０２，１３０５，１３１０及びＲＦ回路１３０３，１３０６，１３１１を備えて構成され、さらにワイヤレスグリッド１３０４，１３０９はアンテナとＲＦ回路との間にそれぞれ移相回路１３０７，１３１２が設けられ、それぞれの位相変化量を制御回路１３０８，１３１３により制御されている。このような場合には，ワイヤレスグリッドから送信される搬送波信号の位相を変化させるために、各移相回路の位相変化量を制御回路により時間ｔに応じて制御することになるため、回路規模が大きくなることに加えて消費電流も大きくなるという課題があった。 FIG. 13 shows a configuration example of a wireless grid that temporally changes the phase of a carrier signal. In FIG. 13, wireless grids 1301, 1304, and 1309 are configured to include antennas 1302, 1305, and 1310 and RF circuits 1303, 1306, and 1311 that are spaced apart by, for example, half-wavelengths. Phase shift circuits 1307 and 1312 are provided between the control circuit 1308 and the RF circuit, respectively, and the phase change amounts are controlled by the control circuits 1308 and 1313, respectively. In such a case, in order to change the phase of the carrier wave signal transmitted from the wireless grid, the phase change amount of each phase shift circuit is controlled according to the time t by the control circuit. In addition to the increase, there is a problem that the current consumption increases.

加えて、倉庫等の比較的大きな室内をカバーするためには反射板を備えた指向性アンテナを用いてワイヤレスグリッドの必要配置数を少なくすることが考えられるが、この場合には、反射板が大きいために外観を損ねる上、反射板を含めたワイヤレスグリッドの重量を支えるために必要となる天井への固定強度が大きくなるという課題があった。 In addition, in order to cover a relatively large room such as a warehouse, it may be possible to reduce the number of wireless grids required by using a directional antenna equipped with a reflector. In addition to impairing the appearance due to its large size, there is a problem that the fixing strength to the ceiling required to support the weight of the wireless grid including the reflector increases.

本開示はこのような状況に鑑みてなされたもので、良好な搬送波送信特性を維持したままでワイヤレスグリッドの回路規模と消費電流を少なく抑えた上で、天井等への取り付け強度の高いワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such a situation. A wireless grid having a high mounting strength to a ceiling or the like while suppressing the circuit scale and current consumption of the wireless grid while maintaining good carrier transmission characteristics. An object of the present invention is to provide a wireless sensor network system using the same.

上記問題点を解決するために、第１の本開示に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、
閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサと、
を備えた無線ネットワークシステムであって、
前記各ワイヤレスグリッドは、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号の周波数を調整する周波数調整手段と、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号を互いに異なる周波数となるように前記周波数調整手段を制御する制御手段と、
を備えた。 In order to solve the above problems, a wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the first present disclosure are provided.
A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A power receiving sensor including a portion,
A wireless network system comprising:
Each wireless grid is
Frequency adjusting means for adjusting the frequency of the carrier signal supplied from each wireless grid;
Control means for controlling the frequency adjusting means so that the carrier wave signals supplied from the wireless grids have different frequencies from each other;
Equipped with.

また、第２の本開示に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、
閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記ワイヤレスグリッドの送電局装置のうちの少なくとも１つの送電局装置は反射板を備え、
前記反射板は天井又は壁の閉空間と反対方向の面に対向して配置され、
前記送電局装置と前記反射板は天井又は壁を挟みこむように嵌合された。 A wireless grid according to the second present disclosure and a wireless sensor network system using the wireless grid are as follows:
A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A wireless network system including a power receiving sensor including a
At least one of the power transmission station devices of the wireless grid includes a reflector,
The reflector is disposed to face a surface in the opposite direction to the closed space of the ceiling or wall,
The power transmission station apparatus and the reflection plate were fitted so as to sandwich a ceiling or a wall.

さらに、第３の本開示に係る送電システムは、
閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記ワイヤレスグリッドの送電局装置のうちの少なくとも１つの送電局装置は反射板を備え、
前記反射板は天井又は壁の閉空間と反対方向の面に対向して配置され、
前記送電局装置と前記反射板は天井又は壁を挟みこむように嵌合された。 Furthermore, the power transmission system according to the third present disclosure is:
A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A wireless network system including a power receiving sensor including a
At least one of the power transmission station devices of the wireless grid includes a reflector,
The reflector is disposed to face a surface in the opposite direction to the closed space of the ceiling or wall,
The power transmission station apparatus and the reflection plate were fitted so as to sandwich a ceiling or a wall.

またさらに、第４の本開示に係る送電局装置は、
無線電力伝送用搬送波信号を送信するアンテナ部と、
天井又は壁の裏面に対向して配置される反射部材と、
前記天井又は壁の表面に対向して配置され、前記反射部材とともに前記天井又は壁を挟んで前記アンテナ部を固定する挟持部と、
を備えた。 Still further, a power transmission station device according to a fourth present disclosure is:
An antenna unit for transmitting a carrier signal for wireless power transmission;
A reflective member disposed to face the back of the ceiling or wall;
A sandwiching portion that is disposed to face the surface of the ceiling or wall, and that fixes the antenna unit with the reflective member sandwiching the ceiling or wall; and
Equipped with.

本開示によれば、屋内環境などの閉空間内に複数配置したセンサノードへの無線電力伝送を行う２つ以上の送電局装置からの搬送波信号を異なる周波数とすることで簡易な回路構成で閉空間内の搬送波周波数におけるフェージングに伴う定在波分布を時間的に変化させることができるため、任意の位置にセンサノードを配置できる。また、送電局装置の反射板を天井もしくは壁の裏側に配置して天井もしくは壁を解して送電局装置を固定することにより、反射板としての良好な電気特性と機械強度の両立を実現できる。さらに、コンセントと一体化することにより、送電局装置設置時の作業効率を高め、屋内に複数配置した際の外観を損ねないワイヤレスグリッドと、それを用いた無線センサネットワークシステムとを提供することができる。 According to the present disclosure, the carrier signals from two or more power transmission station apparatuses that perform wireless power transmission to a plurality of sensor nodes arranged in a closed space such as an indoor environment are closed with a simple circuit configuration by using different frequencies. Since the standing wave distribution accompanying fading at the carrier frequency in space can be temporally changed, the sensor node can be arranged at an arbitrary position. In addition, by arranging the reflector of the power transmission station device on the ceiling or the back side of the wall and fixing the power transmission station device by breaking the ceiling or wall, it is possible to realize both good electrical characteristics and mechanical strength as a reflector. . Furthermore, by integrating with an outlet, it is possible to provide a wireless grid that enhances work efficiency when installing a power transmission station device and does not impair the appearance when a plurality of indoors are installed indoors, and a wireless sensor network system using the wireless grid it can.

第１の実施形態のワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムの概念を示す斜視図The perspective view which shows the concept of the wireless grid of 1st Embodiment, and the radio | wireless sensor network system using the same （ａ）第１の実施形態のワイヤレスグリッドの具体的な構成例を示す側面図、（ｂ）（ａ）のワイヤレスグリッドの一部を示す側面図(A) The side view which shows the specific structural example of the wireless grid of 1st Embodiment, (b) The side view which shows a part of wireless grid of (a) （ａ）図２に示す反射板の具体的な構造例を示す側面図、（ｂ）（ａ）の反射板の平面図(A) A side view showing a specific structural example of the reflector shown in FIG. 2, (b) a plan view of the reflector of (a). （ａ）図２に示す反射板の具体的な別の構造例を示す側面図、（ｂ）（ａ）の反射板の平面図(A) Side view showing another specific structural example of the reflector shown in FIG. 2, (b) Plan view of the reflector of (a). 第１の実施形態のワイヤレスグリッドの回路構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of the circuit structure of the wireless grid of 1st Embodiment 図５に示すブロック図の具体的な回路構成の一例を示す回路図5 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the block diagram shown in FIG. 第１の実施形態のワイヤレスグリッドの具体的な別の構成例を示す側面図The side view which shows another specific structural example of the wireless grid of 1st Embodiment 第２の実施形態のワイヤレスグリッドの具体的な構成例を示す側面図The side view which shows the specific structural example of the wireless grid of 2nd Embodiment. （ａ）第３の実施形態のワイヤレスグリッドの具体的な構成例を示す側面図、（ｂ）（ａ）のワイヤレスグリッドの屋内方向から見た正面図(A) The side view which shows the specific structural example of the wireless grid of 3rd Embodiment, (b) The front view seen from the indoor direction of the wireless grid of (a) （ａ）第３の実施形態のワイヤレスグリッドの具体的な別の構成例を示す側面図、（ｂ）（ａ）のワイヤレスグリッドの屋内方向から見た正面図(A) The side view which shows another specific structural example of the wireless grid of 3rd Embodiment, (b) The front view seen from the indoor direction of the wireless grid of (a) 従来技術に係る照明制御システムの構成例を示すブロック図The block diagram which shows the structural example of the illumination control system which concerns on a prior art 従来技術に係る無線センサネットワークシステムの概念を示す斜視図The perspective view which shows the concept of the wireless sensor network system based on a prior art 搬送波信号の位相を時間的に変化させる無線センサネットワークシステムのワイヤレスグリッドの具体的な構成例を示すブロック図A block diagram showing a specific configuration example of a wireless grid of a wireless sensor network system that temporally changes the phase of a carrier signal 従来技術に係る反射板を供えた偏波共用型アンテナの一例を示す斜視図A perspective view showing an example of a dual-polarized antenna provided with a reflector according to the prior art

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。 Embodiments according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.

第１の実施形態．
図１は、本開示の第１の実施形態に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムの概念を示す斜視図であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）は図１の送電局装置１０２の構成例を示す側面図であり、図３（ａ）及び図３（ｂ）はそれぞれ図２（ａ）に示す送電局装置１０２に用いられる反射板２０６の具体的な構成例を示す側面図及び平面図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれ図２（ａ）に示す送電局装置１０２に用いられるその反射板２０６の変形例を示す側面図及び平面図であり、図５は図２（ａ）に示す送電局装置の回路構成を示すブロック図であり、図６は図２（ａ）に示す送電局装置の具体的な回路構成を示すブロック図である。 First embodiment.
FIG. 1 is a perspective view showing a concept of a wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the first embodiment of the present disclosure, and FIGS. 2A and 2B are power transmissions of FIG. It is a side view which shows the structural example of the station apparatus 102, and Fig.3 (a) and FIG.3 (b) are the specific structural examples of the reflecting plate 206 used for the power transmission station apparatus 102 shown to Fig.2 (a), respectively. 4A and 4B are a side view and a plan view, respectively, showing a modification of the reflector 206 used in the power transmission station device 102 shown in FIG. 2A. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of the power transmission station apparatus shown in FIG. 2 (a), and FIG. 6 is a block diagram showing a specific circuit configuration of the power transmission station apparatus shown in FIG. 2 (a). is there.

図１において、例えばビル、倉庫、ビニルハウス、工場施設などの屋内環境等の閉空間１０１内には１つ又は複数の送電局装置１０２が閉空間１０１の天井や壁の付近に配置されており、１つ又は複数の通信機器１０３と電源線及び信号線１０４を介して互いに接続され、電源の供給や信号の送受信がなされている。センサノードである受電センサ１０５は例えば温度センサ、湿度センサ、警報センサ、人感センサなどの各種センサの１つ又は複数を備えて構成され、閉空間１０１の任意の位置に１つ又は複数配置されている。この場合、受電センサ１０５への電源供給は送電局装置１０２から放射される搬送波信号により無線電力伝送されており、受電センサ１０５から通信機器１０３に送信されたセンサ情報に基づいて照明機器１０６や空調機器１０７を制御する。 In FIG. 1, for example, in a closed space 101 such as an indoor environment such as a building, a warehouse, a vinyl house, or a factory facility, one or a plurality of power transmission station devices 102 are arranged near the ceiling or wall of the closed space 101. One or a plurality of communication devices 103 are connected to each other via a power line and a signal line 104 to supply power and transmit / receive signals. The power receiving sensor 105, which is a sensor node, is configured to include one or more of various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an alarm sensor, and a human sensor, and one or more are arranged at an arbitrary position in the closed space 101. ing. In this case, the power supply to the power receiving sensor 105 is wirelessly transmitted by a carrier wave signal radiated from the power transmission station apparatus 102, and the lighting device 106 and the air conditioner are based on the sensor information transmitted from the power receiving sensor 105 to the communication device 103. The device 107 is controlled.

なお、本実施形態では通信機器１０３は送電局装置１０２とは別に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば送電局装置１０２の搬送波周波数と通信機器１０３の送受信周波数を異なる周波数にすることで、同一の機器内に送電機能と通信機能を備えてもよい。 In the present embodiment, the communication device 103 is described separately from the power transmission station device 102. However, the present invention is not limited to this. For example, the carrier frequency of the power transmission station device 102 and the transmission / reception frequency of the communication device 103 are set. By using different frequencies, a power transmission function and a communication function may be provided in the same device.

なお、受電センサ１０５は、送電局装置１０２からの搬送波周波数を受信するアンテナと、アンテナで受信した信号を直流に整流する整流回路と、整流回路の出力を電圧変換する電圧変換回路と、電圧変換回路の出力を蓄電する蓄電回路とを備えて構成され、蓄電回路の出力は受電センサに搭載された、例えば温度センサ、湿度センサ、警報センサ、人感センサなどの各種センサの電源として用いられるとともに、各種センサの情報を別のＲＦ回路を介して通信機器１０３へ電波として放射されることが有用であるが、この限りではなく、例えば蓄電回路は整流回路と電圧変換回路の間に備えられてもよい。 The power reception sensor 105 includes an antenna that receives a carrier frequency from the power transmission station device 102, a rectifier circuit that rectifies a signal received by the antenna into a direct current, a voltage conversion circuit that converts the output of the rectifier circuit, and a voltage conversion The power storage circuit is used as a power source for various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an alarm sensor, and a human sensor mounted on the power receiving sensor. It is useful to radiate various sensor information as radio waves to the communication device 103 via another RF circuit. However, the present invention is not limited to this. For example, a storage circuit is provided between the rectifier circuit and the voltage conversion circuit. Also good.

この場合、閉空間内に配置する送電局装置１０２の数はできるだけ少ないことが有用である。そこで、図２（ａ）に示すように、送電局装置１０２のアンテナ素子２０１に反射板２０６を備えることにより、アンテナ素子２０１から放射される搬送波信号の指向性を反射板と対向する方向、すなわち室内方向に強くできる。反射板２０６を天井板２０９の裏側、すなわち閉空間の外側の方向に配置し、反射板２０６と送電局装置１０２を、天井板２０９を介してネジ等の嵌合部材２１０により固定することができる。これにより、反射板２０６を含めた送電局装置１０２を天井部に取り付ける場合と比べて送電局装置１０２の重量を軽くすることが出来る上、反射板２０６と送電局装置１０２を嵌合部材により接続することで機構強度が増すことで、送電局装置が落下する危険を回避できる。この場合、反射板２０６の寸法は送電局装置１０２から放射される搬送波周波数の１／２波長以上とすることができる。例えば搬送波信号の周波数が９２０ＭＨｚの場合には、反射板２０６の寸法は１６３ｍｍ以上となる。さらに、アンテナ素子２０１と反射板２０６との距離が離れている場合には、反射板２０６の寸法は第一フレネルゾーンを含む大きさであることが有用である。 In this case, it is useful that the number of power transmission station apparatuses 102 arranged in the closed space is as small as possible. Therefore, as shown in FIG. 2 (a), the antenna element 201 of the power transmission station apparatus 102 is provided with a reflector 206 so that the directivity of the carrier wave signal radiated from the antenna element 201 is opposite to the reflector, that is, Can be strong indoors. The reflection plate 206 can be disposed on the back side of the ceiling plate 209, that is, in the direction of the outside of the closed space, and the reflection plate 206 and the power transmission station device 102 can be fixed by the fitting member 210 such as a screw through the ceiling plate 209. . Thereby, the weight of the power transmission station apparatus 102 can be reduced compared with the case where the power transmission station apparatus 102 including the reflection plate 206 is attached to the ceiling, and the reflection plate 206 and the power transmission station apparatus 102 are connected by a fitting member. By doing so, it is possible to avoid the danger that the power transmission station apparatus will fall by increasing the mechanical strength. In this case, the size of the reflection plate 206 can be set to a half wavelength or more of the carrier frequency radiated from the power transmission station device 102. For example, when the frequency of the carrier wave signal is 920 MHz, the size of the reflector 206 is 163 mm or more. Furthermore, when the distance between the antenna element 201 and the reflection plate 206 is large, it is useful that the size of the reflection plate 206 includes a first Fresnel zone.

なお、図２（ａ）に示すアウトレットボックス２０７の寸法は大きい寸法の場合でも約１００ｍｍであり、金属製のアウトレットボックスを用いても反射板２０６としての機能を得ることができない。しかしながら、金属製のアウトレットボックスと反射板２０６をネジ等により電気的に接続することで、全体として反射板２０６としての機能を保有することが可能であり、この場合には反射板２０６として同等の性能を得ることができる。 Note that the size of the outlet box 207 shown in FIG. 2A is about 100 mm even in the case of a large size, and even if a metal outlet box is used, the function as the reflector 206 cannot be obtained. However, by electrically connecting the metal outlet box and the reflection plate 206 with screws or the like, it is possible to retain the function as the reflection plate 206 as a whole. Performance can be obtained.

なお、図２（ａ）では、天井からの突出部の寸法をできるだけ小さくするように送電局装置１０２の回路部２０３は天井板２０９と反射板２０６に設けた開口部２０６ａから室内とは反対側に配置している。この場合には、外観の美観を損ねることなく良好な送電特性を得ることができる。 In FIG. 2A, the circuit portion 203 of the power transmission station apparatus 102 is opposite to the room from the opening 206a provided in the ceiling plate 209 and the reflection plate 206 so that the size of the protruding portion from the ceiling is as small as possible. Is arranged. In this case, good power transmission characteristics can be obtained without deteriorating the appearance of the appearance.

なお、反射板２０６の形状は図３（ｂ）に示すような円形でもよく、さらに図４（ｂ）に示すような四角形、すなわち矩形でもよい。また、上記反射板２０６の中央部に設けた開口部２０６ａの寸法は１／２波長以下であれば形状はこの限りではなく、例えば円形又は矩形であってもよい。 The shape of the reflection plate 206 may be a circle as shown in FIG. 3B, or may be a quadrangle as shown in FIG. 4B, that is, a rectangle. Further, the shape of the opening 206a provided in the central portion of the reflection plate 206 is not limited to this as long as the size is equal to or less than ½ wavelength, and may be, for example, a circle or a rectangle.

図５に、送電局装置１０２における回路部２０３のブロック図の一例を示す。発振回路５０１から出力された、所定の発振周波数を有する基準発振信号は、周波数調整回路５０２により所定の搬送波周波数を有する搬送波信号に変換され、電力増幅回路５０３により規定の電力を有する搬送波信号に増幅され、アンテナ素子２０１を介して放射される。この場合、制御回路５０４により、周波数調整回路５０２の周波数、並びに、電力増幅回路５０３の送信電力が制御されている。 FIG. 5 shows an example of a block diagram of the circuit unit 203 in the power transmission station apparatus 102. A reference oscillation signal having a predetermined oscillation frequency output from the oscillation circuit 501 is converted into a carrier signal having a predetermined carrier frequency by the frequency adjustment circuit 502 and amplified to a carrier signal having a predetermined power by the power amplification circuit 503. And is radiated through the antenna element 201. In this case, the control circuit 504 controls the frequency of the frequency adjustment circuit 502 and the transmission power of the power amplification circuit 503.

図６には、回路部２０３のより具体的な回路構成の一例を示す。発振回路５０１から出力された基準発振信号は、分数分周型ＰＬＬ回路６０１に入力され、分数分周型ＰＬＬ回路６０１の出力信号は低域通過型フィルタ（ＬＰＦ）６０２を介して電圧制御発振回路（ＶＣＯ）６０３に入力される。電圧制御発振回路６０３の出力信号は分数分周型ＰＬＬ回路６０１にフィードバックされ、制御回路５０４により当該出力信号が搬送波信号の周波数となるよう分数分周型ＰＬＬ回路６０１が制御され、搬送波信号の周波数となった電圧制御発振回路６０３の出力は電力増幅回路５０３を介してアンテナ素子２０１から放射される。 FIG. 6 shows an example of a more specific circuit configuration of the circuit unit 203. The reference oscillation signal output from the oscillation circuit 501 is input to the fractional frequency division type PLL circuit 601, and the output signal of the fractional frequency division type PLL circuit 601 is a voltage controlled oscillation circuit via a low-pass filter (LPF) 602. (VCO) 603 is input. The output signal of the voltage controlled oscillation circuit 603 is fed back to the fractional frequency division type PLL circuit 601. The control circuit 504 controls the fractional frequency division type PLL circuit 601 so that the output signal becomes the frequency of the carrier wave signal. The output of the voltage-controlled oscillation circuit 603 is radiated from the antenna element 201 through the power amplification circuit 503.

この場合、複数の送電局装置１０２で同一の搬送波周波数とすることで閉空間内に定在波が生じ、センサノードの配置位置によっては受信電力が低下してしまうことが考えられる。 In this case, it is conceivable that a standing wave is generated in the closed space by setting the same carrier frequency in the plurality of power transmission station apparatuses 102, and the received power is reduced depending on the arrangement position of the sensor node.

そこで、複数の送電局装置１０２間で搬送波信号の周波数が異なるように各送電局装置１０２における制御回路５０４において搬送波信号の周波数制御を行うことができる。具体的には、図６に示す分数分周型ＰＬＬ回路６０１の分周比を１又は２以上変化させることにより、移相回路を設けることなく簡易な回路構成で複数の送電局装置１０２間で異なる搬送波周波数を実現できる。 Therefore, the frequency control of the carrier wave signal can be performed in the control circuit 504 in each power transmission station device 102 so that the frequency of the carrier wave signal is different among the plurality of power transmission station devices 102. Specifically, by changing the division ratio of the fractional frequency division type PLL circuit 601 shown in FIG. 6 by 1 or 2 or more, a simple circuit configuration can be used between a plurality of power transmission station apparatuses 102 without providing a phase shift circuit. Different carrier frequencies can be realized.

すなわち、無線電力伝送用搬送波信号を送信する複数の送電局装置１０２が、それぞれの搬送波信号が干渉するように配置される場合、互いに異なる一定周波数の搬送波信号を送信するようにすることにより、受信電力が低下することを低減することができる。 In other words, when a plurality of power transmission station apparatuses 102 that transmit carrier signals for wireless power transmission are arranged so that the respective carrier signals interfere with each other, reception is performed by transmitting carrier signals of constant frequencies different from each other. It can reduce that electric power falls.

なお、日本国の電波法では、９２０ＭＨｚ帯で高出力型パッシブ・タグシステム用途に１．２ＭＨｚ間隔で４チャネルが割り当てられており、中心周波数はそれぞれ９１６．８ＭＨｚ，９１８ＭＨｚ，９１９．２ＭＨｚ，９２０．４ＭＨｚとなっている。閉空間内に配置した複数の送電局装置１０２の搬送波周波数を前述の４チャネルのうち２つ以上を用いることでチャネルの異なる搬送波信号間の位相差が実質的に時間的に変化するため、閉空間内に生じる定在波分布を時間的に変化させることが可能となり、定在波のヌル点が時間的に移動するため、任意の位置に受電センサを配置しても受信電力が常時低下してしまう状態に陥ることを回避できる。 According to the Radio Law of Japan, four channels are allocated at 1.2 MHz intervals for high-power passive tag system use in the 920 MHz band, and the center frequencies are 916.8 MHz, 918 MHz, 919.2 MHz, and 920. It is 4MHz. Since the phase difference between carrier signals of different channels changes substantially in time by using two or more of the above-mentioned four channels as carrier frequencies of a plurality of power transmission station apparatuses 102 arranged in a closed space, they are closed. The standing wave distribution generated in the space can be changed in time, and the null point of the standing wave moves in time, so the received power always decreases even if the power receiving sensor is placed at an arbitrary position. Can be avoided.

なお、９２０ＭＨｚ帯高出力型パッシブ・タグシステム用途に割り当てられた各チャネルは２００ｋＨｚの帯域幅を有していることから、分数分周型ＰＬＬ回路６０１の分周比を１又は２以上変化させることにより、例えば１０Ｈｚから２００ｋＨｚ以下の周波数変化を発生できる。これにより、閉空間内に配置された複数の送電局装置１０２における搬送波周波数を、４チャネルのうちの１チャネルにおいて、すなわち２００ｋＨｚ帯域幅の範囲内で設定することが可能となり、これにより周波数利用効率を高めることができる。 In addition, since each channel allocated to the 920 MHz band high-power passive tag system application has a bandwidth of 200 kHz, the division ratio of the fractional frequency division type PLL circuit 601 is changed by 1 or 2 or more. Thus, for example, a frequency change of 10 Hz to 200 kHz or less can be generated. As a result, it is possible to set the carrier frequency in the plurality of power transmission station apparatuses 102 arranged in the closed space in one of the four channels, that is, within the range of the 200 kHz bandwidth. Can be increased.

なお、特許文献２には、電力伝送用搬送波信号の位相を時間的に変化させることは記述されているが、複数の搬送波信号の周波数を変化させることについては何ら開示も示唆もされておらず、また、従来技術に係る分数分周型ＰＬＬ回路による周波数変化は、主として通信用の搬送波周波数やベースバンド系におけるクロック周波数の変化について用いられており、本実施形態のようにワイヤレスグリッドとそれを用いた無線センサネットワークシステムに用いられるような電力伝送用搬送波周波数を変化させることについては何らの開示も示唆もされていないことから、本実施形態で説明した、各送電局装置１０２における搬送波信号の周波数を異ならせることで閉空間内における定在波のヌル点を時間的に移動させる効果は、これら先行例の組合せでは容易に推測することができない。 Patent Document 2 describes that the phase of the power transmission carrier signal is changed with time, but there is no disclosure or suggestion about changing the frequency of a plurality of carrier signals. The frequency change by the fractional frequency division type PLL circuit according to the prior art is mainly used for the change of the carrier frequency for communication and the clock frequency in the baseband system. Since there is no disclosure or suggestion about changing the carrier frequency for power transmission as used in the used wireless sensor network system, the carrier signal of each power transmission station device 102 described in the present embodiment is not disclosed. The effect of moving the null point of the standing wave in the closed space in time by varying the frequency is It can not be easily deduced in combination.

なお、本実施形態では、アンテナ素子としてモノポールアンテナ等の不平衡型アンテナを用いた場合について説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば図７に示すように、ダイポールアンテナ等の平衡型アンテナを用いることが可能であり、平衡型アンテナとしては、スロットアンテナやループアンテナ等が含まれる。 In this embodiment, the case where an unbalanced antenna such as a monopole antenna is used as the antenna element has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. It is possible to use a balanced antenna, and examples of the balanced antenna include a slot antenna and a loop antenna.

第２の実施形態．
図８は、本開示の第２の実施形態に係るワイヤレスグリッドの具体的な配置の変形例を示す側面図である。 Second embodiment.
FIG. 8 is a side view illustrating a modification example of the specific arrangement of the wireless grid according to the second embodiment of the present disclosure.

図８において、第１の実施形態との差異は、天井板に代わって壁板の裏面、すなわち閉空間の外側方向に反射板２０６を設置し、送電局装置１０２をネジ等の嵌合部材２１０により固定せしめている点である。これにより、天井部のみならず、壁部においても反射板２０６を備えた送電局装置１０２を設置することが可能となり、室内の横方向への搬送波放射特性を改善できる。 In FIG. 8, the difference from the first embodiment is that a reflecting plate 206 is installed on the rear surface of the wall plate instead of the ceiling plate, that is, outside the closed space, and the power transmission station device 102 is fitted with a fitting member 210 such as a screw. It is a point that is fixed by. As a result, it is possible to install the power transmission station apparatus 102 including the reflecting plate 206 not only on the ceiling but also on the wall, and the carrier radiation characteristics in the horizontal direction in the room can be improved.

第３の実施形態．
図９（ａ）及び図９（ｂ）はそれぞれ本開示の第３の実施形態に係るワイヤレスグリッドの具体的な構成の変形例を示す側面図及び正面図であり、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）はそれぞれさらに別の具体的な構成の変形例を示す側面図及び正面図である。 Third embodiment.
FIG. 9A and FIG. 9B are a side view and a front view, respectively, showing a modification of the specific configuration of the wireless grid according to the third embodiment of the present disclosure. 10 (b) is a side view and a front view showing a modified example of yet another specific configuration.

図９（ａ）及び図９（ｂ）において、送電局装置９０１は、反射器９０２により、コンセント９０３と一体として構成される。この場合、壁板８０１の裏側、すなわち屋内とは反対側に配置された反射器９０２はその一部もしくは全部である少なくとも一部が導電性材料で構成されており、送電局装置９０１から送電される搬送波周波数の１／２波長より電気的に大きな寸法で構成することができる。 9A and 9B, the power transmission station device 901 is configured integrally with the outlet 903 by a reflector 902. In this case, the reflector 902 arranged on the back side of the wall plate 801, that is, the side opposite to the indoor side, is at least partly composed of a conductive material and is transmitted from the power transmission station device 901. It can be configured with dimensions that are electrically larger than ½ wavelength of the carrier frequency.

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、送電局装置１００１は、コンセント１００３と一体として構成され、壁板８０１の屋外側には、反射器１００２により壁板８０１と嵌合部材２１０により接続されている。この場合にも同様に、反射器１００２はその一部もしくは全部である少なくとも一部が導電性材料で構成されており、送電局装置１００１から送電される搬送波周波数の１／２波長より電気的に大きな寸法で構成されている。なお、コンセント９０３，１００３における外周のプレート部は例えば樹脂材料で形成される。 10A and 10B, the power transmission station device 1001 is configured integrally with the outlet 1003, and is connected to the outdoor side of the wall plate 801 by the reflector 1002 by the wall plate 801 and the fitting member 210. Has been. Similarly, in this case as well, the reflector 1002 is at least partially made of a conductive material, and is electrically more than ½ wavelength of the carrier frequency transmitted from the power transmission station device 1001. Consists of large dimensions. Note that the outer peripheral plate portions of the outlets 903 and 1003 are made of, for example, a resin material.

このような構成とすることで、送電局装置１００１を配置する際の電源ワイヤの設置コストを低下させることができる上、対象とする屋内において壁に設ける貫通部の数を少なく抑えることができる。さらに，導電性材料からなる反射器９０２，１００２により壁板と固定することで機構強度を高めることができる上、室内方向への搬送波信号の放射特性を良好にさせる効果を得ることができる。 With such a configuration, it is possible to reduce the installation cost of the power supply wire when the power transmission station device 1001 is arranged, and it is possible to reduce the number of through portions provided on the wall in the target room. Furthermore, the mechanical strength can be increased by fixing to the wall plate by the reflectors 902 and 1002 made of a conductive material, and the effect of improving the radiation characteristics of the carrier signal in the indoor direction can be obtained.

このように、反射器９０２，１００２、反射板２０６などの反射部材が、天井又は壁の裏面に対向して配置され、嵌合部材などの挟持部が、天井又は壁の表面に対向して配置され、反射部材とともに天井又は壁を挟んでアンテナ部を固定するため、外観を損ねず、固定強度を高めることができる。 As described above, the reflecting members such as the reflectors 902 and 1002 and the reflecting plate 206 are arranged so as to face the back surface of the ceiling or the wall, and the sandwiching portions such as the fitting members are arranged so as to face the surface of the ceiling or the wall. In addition, since the antenna portion is fixed with the reflecting member sandwiched between the ceiling or the wall, the appearance strength is not impaired and the fixing strength can be increased.

実施形態のまとめ．
本開示の第１の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、
閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサと、
を備えた無線ネットワークシステムであって、
前記各ワイヤレスグリッドは、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号の周波数を調整する周波数調整手段と、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号を互いに異なる周波数となるように前記周波数調整手段を制御する制御手段と、
を備えた。 Summary of embodiments.
A wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the first aspect of the present disclosure are:
A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A power receiving sensor including a portion,
A wireless network system comprising:
Each wireless grid is
Frequency adjusting means for adjusting the frequency of the carrier signal supplied from each wireless grid;
Control means for controlling the frequency adjusting means so that the carrier wave signals supplied from the wireless grids have different frequencies from each other;
Equipped with.

本開示の第２の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、本開示の第１の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムにおいて、
前記周波数調整手段は分数分周型ＰＬＬを含み、
前記制御手段は、前記各ワイヤレスグリッドにおける前記搬送波信号の周波数が同一チャネル内でかつ一定周波数で変化するように前記分数分周型ＰＬＬの分周比を設定した。 A wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the second aspect of the present disclosure are the wireless grid and the wireless sensor network system using the wireless grid according to the first aspect of the present disclosure.
The frequency adjusting means includes a fractional frequency division type PLL,
The control means sets the frequency division ratio of the fractional frequency division type PLL so that the frequency of the carrier signal in each wireless grid changes in the same channel and at a constant frequency.

本開示の第３の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、本開示の第２の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムにおいて、前記一定周波数での変化は１０ｋＨｚ以下である。 A wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the third aspect of the present disclosure are the wireless grid and the wireless sensor network system using the wireless grid according to the second aspect of the present disclosure. Is 10 kHz or less.

本開示の第４の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、
閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記ワイヤレスグリッドの送電局装置のうちの少なくとも１つの送電局装置は反射板を備え、
前記反射板は天井又は壁の閉空間と反対方向の面に対向して配置され、
前記送電局装置と前記反射板は天井又は壁を挟みこむように嵌合された。 A wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the fourth aspect of the present disclosure are:
A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A wireless network system including a power receiving sensor including a
At least one of the power transmission station devices of the wireless grid includes a reflector,
The reflector is disposed to face a surface in the opposite direction to the closed space of the ceiling or wall,
The power transmission station apparatus and the reflection plate were fitted so as to sandwich a ceiling or a wall.

本開示の第５の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムは、本開示の第４の態様に係るワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステムにおいて、
前記送電局装置は閉空間に設けられたコンセントと一体して設置され、
少なくとも一部が導電性材料からなる反射器により天井又は壁に固定して接続された。 A wireless grid and a wireless sensor network system using the wireless grid according to the fifth aspect of the present disclosure are the wireless grid and the wireless sensor network system using the wireless grid according to the fourth aspect of the present disclosure.
The power transmission station device is installed integrally with an outlet provided in a closed space,
At least a part was fixedly connected to the ceiling or wall by a reflector made of a conductive material.

本開示の第６の態様に係る送電システムは、無線電力伝送用搬送波信号を送信する複数の送電局装置を有する送電システムであって、
前記複数の送電局装置は、それぞれの搬送波信号が干渉するように配置され、
前記各送電局装置は、互いに異なる一定周波数の搬送波信号を送信する。 A power transmission system according to a sixth aspect of the present disclosure is a power transmission system including a plurality of power transmission station apparatuses that transmit a carrier signal for wireless power transmission,
The plurality of power transmission station devices are arranged so that each carrier signal interferes,
Each of the power transmission station apparatuses transmits a carrier wave signal having a constant frequency different from each other.

本開示の第７の態様に係る送電局装置は、
無線電力伝送用搬送波信号を送信するアンテナ部と、
天井又は壁の裏面に対向して配置される反射部材と、
前記天井又は壁の表面に対向して配置され、前記反射部材とともに前記天井又は壁を挟んで前記アンテナ部を固定する挟持部と、
を備えた。 The power transmission station apparatus according to the seventh aspect of the present disclosure is:
An antenna unit for transmitting a carrier signal for wireless power transmission;
A reflective member disposed to face the back of the ceiling or wall;
A sandwiching portion that is disposed to face the surface of the ceiling or wall, and that fixes the antenna unit with the reflective member sandwiching the ceiling or wall; and
Equipped with.

以上詳述したように、本開示によれば、屋内環境などの閉空間内に複数配置したセンサノードへの無線電力伝送を行う２つ以上の送電局装置からの搬送波信号を異なる周波数とすることで簡易な回路構成で閉空間内の搬送波周波数におけるフェージングに伴う定在波分布を時間的に変化させることができるため、任意の位置にセンサノードを配置できる。また、送電局装置の反射板を天井もしくは壁の裏側に配置して天井もしくは壁を解して送電局装置を固定することにより、反射板としての良好な電気特性と機械強度の両立を実現できる。さらに、コンセントと一体化することにより、送電局装置設置時の作業効率を高め、屋内に複数の送電局装置を配置した際の外観を損ねないワイヤレスグリッドと、それを用いた無線センサネットワークシステムとを提供することができる。 As described above in detail, according to the present disclosure, carrier signals from two or more power transmission station apparatuses that perform wireless power transmission to a plurality of sensor nodes arranged in a closed space such as an indoor environment have different frequencies. Since the standing wave distribution accompanying fading at the carrier frequency in the closed space can be temporally changed with a simple circuit configuration, the sensor node can be arranged at an arbitrary position. In addition, by arranging the reflector of the power transmission station device on the ceiling or the back side of the wall and fixing the power transmission station device by breaking the ceiling or wall, it is possible to realize both good electrical characteristics and mechanical strength as a reflector. . Furthermore, by integrating with the outlet, work efficiency when installing the power transmission station device is improved, and a wireless grid that does not impair the appearance when a plurality of power transmission station devices are arranged indoors, and a wireless sensor network system using the wireless grid Can be provided.

１０１閉空間
１０２，９０１，１００１送電局装置
１０３通信機器
１０４，２０８電源線及び信号線
１０５受電センサ
１０６照明機器
１０７空調機器
２０１，７０１アンテナ素子
２０２アンテナ地板
２０３回路部
２０４回路ケース
２０５プレート
２０６反射板
２０６ａ開口部
２０７アウトレットボックス
２０９天井板
２１０嵌合部材
５０１発振回路
５０２周波数調整回路
５０３電力増幅回路
５０４制御回路
６０１分数分周型ＰＬＬ回路
６０２低域通過型フィルタ
６０３電圧制御発振回路
７０２ケース
８０１壁板
９０２，１００２反射器
９０３，１００３コンセント DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Closed space 102,901,1001 Power transmission station apparatus 103 Communication equipment 104,208 Power supply line and signal line 105 Power receiving sensor 106 Illumination equipment 107 Air conditioning equipment 201,701 Antenna element 202 Antenna ground plane 203 Circuit part 204 Circuit case 205 Plate 206 Reflection board 206a opening 207 outlet box 209 ceiling plate 210 fitting member 501 oscillation circuit 502 frequency adjustment circuit 503 power amplification circuit 504 control circuit 601 fractional frequency division type PLL circuit 602 low-pass filter 603 voltage control oscillation circuit 702 case 801 wall plate 902, 1002 Reflector 903, 1003 Outlet

Claims

閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサと、
を備えた無線ネットワークシステムであって、
前記各ワイヤレスグリッドは、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号の周波数を調整する周波数調整手段と、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される搬送波信号を互いに異なる周波数となるように前記周波数調整手段を制御する制御手段と、
を備えた、ワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム。 A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A power receiving sensor including a portion,
A wireless network system comprising:
Each wireless grid is
Frequency adjusting means for adjusting the frequency of the carrier signal supplied from each wireless grid;
Control means for controlling the frequency adjusting means so that the carrier wave signals supplied from the wireless grids have different frequencies from each other;
And a wireless sensor network system using the wireless grid.

前記周波数調整手段は分数分周型ＰＬＬを含み、
前記制御手段は、前記各ワイヤレスグリッドにおける前記搬送波信号の周波数が同一チャネル内でかつ一定周波数で変化するように前記分数分周型ＰＬＬの分周比を設定した、請求項１記載のワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム。 The frequency adjusting means includes a fractional frequency division type PLL,
2. The wireless grid according to claim 1, wherein the control unit sets a frequency division ratio of the fractional frequency division type PLL so that a frequency of the carrier signal in each wireless grid changes in the same channel and at a constant frequency. Wireless sensor network system using it.

前記一定周波数での変化は１０ｋＨｚ以下である、請求項２に記載のワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム。 The wireless grid and wireless sensor network system using the wireless grid according to claim 2, wherein the change at the constant frequency is 10 kHz or less.

閉空間内に配置され、それぞれ無線電力伝送用搬送波信号を供給する複数のワイヤレスグリッドと、
前記各ワイヤレスグリッドから供給される無線電力伝送用搬送波信号を受信するアンテナ部と、前記搬送波信号を整流してセンサの電源として供給する整流回路部と、前記整流回路部の出力を蓄電する蓄電回路部とを含む受電センサとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記ワイヤレスグリッドの送電局装置のうちの少なくとも１つの送電局装置は反射板を備え、
前記反射板は天井又は壁の閉空間と反対方向の面に対向して配置され、
前記送電局装置と前記反射板は天井又は壁を挟みこむように嵌合された、ワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム。 A plurality of wireless grids arranged in a closed space and each supplying a carrier signal for wireless power transmission;
An antenna unit that receives a carrier signal for wireless power transmission supplied from each wireless grid, a rectifier circuit unit that rectifies the carrier signal and supplies it as a sensor power source, and a storage circuit that stores the output of the rectifier circuit unit A wireless network system including a power receiving sensor including a
At least one of the power transmission station devices of the wireless grid includes a reflector,
The reflector is disposed to face a surface in the opposite direction to the closed space of the ceiling or wall,
A wireless grid and a wireless sensor network system using the same, wherein the power transmission station device and the reflector are fitted so as to sandwich a ceiling or a wall.

前記送電局装置は閉空間に設けられたコンセントと一体して設置され、
少なくとも一部が導電性材料からなる反射器により天井又は壁に固定して接続された、請求項４記載のワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム。 The power transmission station device is installed integrally with an outlet provided in a closed space,
The wireless grid and wireless sensor network system using the wireless grid according to claim 4, wherein at least a part of the wireless grid is fixedly connected to a ceiling or a wall by a reflector made of a conductive material.

無線電力伝送用搬送波信号を送信する複数の送電局装置を有する送電システムであって、
前記複数の送電局装置は、それぞれの搬送波信号が干渉するように配置され、
前記各送電局装置は、互いに異なる一定周波数の搬送波信号を送信する送電システム。 A power transmission system having a plurality of power transmission station devices for transmitting a carrier signal for wireless power transmission,
The plurality of power transmission station devices are arranged so that each carrier signal interferes,
Each of the power transmission station devices is a power transmission system that transmits carrier signals having constant frequencies different from each other.

無線電力伝送用搬送波信号を送信するアンテナ部と、
天井又は壁の裏面に対向して配置される反射部材と、
前記天井又は壁の表面に対向して配置され、前記反射部材とともに前記天井又は壁を挟んで前記アンテナ部を固定する挟持部と、
を備えた送電局装置。 An antenna unit for transmitting a carrier signal for wireless power transmission;
A reflective member disposed to face the back of the ceiling or wall;
A sandwiching portion that is disposed to face the surface of the ceiling or wall, and that fixes the antenna unit with the reflective member sandwiching the ceiling or wall; and
A power transmission station apparatus.