JP2017227444A - ワイヤレスセンサシステム - Google Patents
ワイヤレスセンサシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017227444A JP2017227444A JP2016121318A JP2016121318A JP2017227444A JP 2017227444 A JP2017227444 A JP 2017227444A JP 2016121318 A JP2016121318 A JP 2016121318A JP 2016121318 A JP2016121318 A JP 2016121318A JP 2017227444 A JP2017227444 A JP 2017227444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- wireless sensor
- frequency circuit
- sensor system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims abstract description 82
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 16
- 244000126211 Hericium coralloides Species 0.000 abstract description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
図5は、この識別タグ101の基本構成を示すもので、102は圧電基板、103は櫛歯電極、104,105は反射電極、106は櫛歯電極103に接続されたアンテナである。ここで、複数の反射電極104は、その個数と配置とによって識別タグ101の特徴を示すコードを形成している。一方、少なくとも一つの反射電極105は、他の反射電極104よりも大きい反射率を有している。
上記の原理を利用して、圧電基板上に複数の反射電極と単一の櫛歯電極とを組み合わせて複数のセンサを形成し、これらのセンサによって多数のポイントにおける物理量を同時に測定するようにしたワイヤレスセンサシステムが、非特許文献1に記載されている。
なお、図6は、非特許文献1に記載されたシステムにより、4つの反射電極と単一の櫛歯電極とをそれぞれ組み合わせて構成した4つのセンサ(チャンネルCH1〜CH4)により測定した、各反射電極からの伝播遅延時間と反射減衰量との関係を示している。
しかしながら、このように複数の読取り装置を使用する場合には、複数の読取り装置が同一のセンサからの信号を同時に読み取ることによって混信が生じ、目的とするポイントの物理量を正確に測定することができないおそれがあった。全ての素子の特性を変えれば混信が生じないようにすることは可能であるが、その場合には素子の製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
前記高周波回路の動作を制御する制御回路と、
圧電基板上に形成された櫛歯電極及び反射電極によりセンサを構成すると共に、前記高周波回路からの送信電波を受信して前記櫛歯電極と前記反射電極との間に弾性表面波を発生させ、前記弾性表面波の伝播面における物理量に応じた伝播特性を有する応答信号を前記高周波回路に送信する弾性表面波素子を有する複数のセンサ素子と、を備え、
前記制御回路が、複数の前記センサ素子からの前記応答信号に基づいて前記弾性表面波素子における前記伝播面の物理量を測定するワイヤレスセンサシステムにおいて、
複数の前記センサ素子をn(nは複数)個のグループに分け、1つのグループに属する少なくとも1つの前記センサ素子の前記弾性表面波素子の特性を、他のグループに属する1つの前記センサ素子の前記弾性表面波素子の特性と同一に構成し、
前記グループに対応して前記高周波回路をn(nは複数)個設け、かつ、個々の前記高周波回路は、対応する前記グループに属する前記センサ素子との間でのみ電波を送受信可能に構成されるものである。
まず、図1は、この実施形態に係るワイヤレスセンサシステムの全体構成図である。図1において、読取り装置10は、制御回路13及び第1,第2の高周波回路11A,11Bを有し、高周波回路11A,11Bにはアンテナ12A,12Bがそれぞれ設けられている。
ここで、弾性表面波素子21A1,21A2,21A3は第1素子部20A(第1のグループ)を構成し、弾性表面波素子21B1,21B2,21B3は第2素子部20B(第2のグループ)を構成しており、各素子21A1,21A2,21A3,21B1,21B2,21B3は、目的とする測定ポイントにそれぞれ配置されている。
ここで、高周波回路の数(素子部の数)はn(nは複数)個であれば良い。また、各素子部を構成する弾性表面波素子の数は、この実施形態では第1素子部2A,第2素子部2Bともに各3個であるが、一般に1以上の任意の数であれば良い。更に、各素子部を構成する弾性表面波素子の数が異なっていても良い。
また、図2(b)に示す弾性表面波素子250は、圧電基板251のほぼ中央に配置され、かつアンテナ260と接地との間に接続された櫛歯電極252と、圧電基板251の両端にそれぞれ配置された反射電極253,254と、から構成されている。
図2(a)の例では、櫛歯電極212と反射電極213とにより1個のセンサが構成され、図2(b)の例では、櫛歯電極252と反射電極253,254とにより2個のセンサがそれぞれ構成されることになる。
このことは、図2(b)に示した弾性表面波素子250を用いて図1の弾性表面波素子21A1,21A2,21A3(または21B1,21B2,21B3)を構成する場合にも同様である。
このように、第1素子部20Aと第2素子部20Bとで特性が同一の弾性表面波素子を使用することにより、仮に各素子部20A,20Bを構成する弾性表面波素子の個数が等しい場合(図1の例では、各3個)、その個数分、すなわち3種類の特性を有する弾性表面波素子を用いて全ての弾性表面波素子21A1,21A2,21A3,21B1,21B2,21B3を構成することができ、全体的なコストの低減が可能になる。
CPU131は、第1の高周波回路11Aに対する駆動指令SAを生成すると共に、高周波回路11A内の送受信回路112が受信した応答信号に基づいて、第1素子部20Aの弾性表面波素子21A1,21A2,21A3を識別する。また、CPU131は、応答信号から弾性表面波の伝播遅延時間、振幅等を演算し、個々の弾性表面波素子21A1,21A2,21A3が測定した圧力、温度等の物理量を演算する。
更に、CPU131は、第2の高周波回路11Bに対する駆動指令SBを生成し、前記同様の処理によって第2素子部20Bの弾性表面波素子21B1,21B2,21B3が測定した物理量を演算する。
なお、制御回路13及び高周波回路11A,11Bの構成は、図3に示したものに何ら限定されないのは言うまでもない。
図示するように、駆動指令SA,SBは互いに時分割でON,OFFを繰り返し、駆動指令SAのON期間では高周波回路11Aによる第1素子部20Aとの間の送受信動作を有効とし、駆動指令SBのON期間では高周波回路11Bによる第2素子部20Bとの間の送受信動作を有効とするものである。
弾性表面波素子21A1,21A2,21A3は、アンテナ22A1,22A2,22A3を介して電波を受信し、各測定ポイントからの弾性表面波の伝播遅延時間、振幅等により測定した圧力、温度等の物理量を、応答信号として高周波回路11Aに送信する。高周波回路11A内の送受信回路112は、アンテナ12Aにより受信した応答信号のフィルタ処理、復調、増幅等を行い、制御回路13に送出する。
その際、前述したように、弾性表面波素子21A1,21A2,21A3は、各素子における櫛歯電極と反射電極との間の距離が異なっていて特性が互いに異なるため、各素子の識別、言い換えれば各測定値がどの測定ポイントにおける測定値であるかを識別することが可能である。
但し、図4に示したように駆動指令SA,SBが時分割で出力されることにより、第1の高周波回路11Aによる送受信動作が有効な期間は第2の高周波回路11Bによる送受信動作が無効になり、逆に第2の高周波回路11Bによる送受信動作が有効な期間は第1の高周波回路11Aによる送受信動作が無効になっている。
従って、例えば、第1素子部20Aの弾性表面波素子21A1と第2素子部20Bの弾性表面波素子21B1とが同一特性であったとしても、各素子21A1,21B1から時分割で受信した電波を正確に識別して処理することができる。このことは、弾性表面波素子21A2と21B2、及び、弾性表面波素子21A3と21B3との関係においても同様である。
このため、制御回路13において、各素子21A1,21A2,21A3,21B1,21B2,21B3からの受信電波が混信する恐れがなく、各測定ポイントの測定値を正確に識別することができる。
すなわち、第1の高周波回路11Aと第1素子部20Aとの間、及び、第2の高周波回路11Bと第2素子部20Bとの間で、アンテナの偏波面が異なるように設定すれば良い。例えば、高周波回路11Aのアンテナ12Aと第1素子部20A側のアンテナ22A1,22A2,22A3とを垂直偏波に設定し、高周波回路11Bのアンテナ12Bと第2素子部20B側のアンテナ22B1,22B2,22B3とを円偏波に設定すれば、例えば弾性表面波素子21A1と弾性表面波素子21B1とが同じ特性であっても混信を防止することができる。
11A,11B:高周波回路
12A,12B:アンテナ
20A:第1素子部
20B:第2素子部
21A1,21A2,21A3,21B1,21B2,21B3:弾性表面波素子
22A1,22A2,22A3,22B1,22B2,22B3:アンテナ
111:高周波信号発生回路
112:送受信回路
131:CPU
132:メモリ
133:表示部
210,250:弾性表面波素子
211,251:圧電基板
212,252:櫛歯電極
213,253,254:反射電極
220,260:アンテナ
SA,SB:駆動指令
Claims (5)
- 高周波の電波を無線にて送受信する高周波回路と、
前記高周波回路の動作を制御する制御回路と、
圧電基板上に形成された櫛歯電極及び反射電極によりセンサを構成すると共に、前記高周波回路からの送信電波を受信して前記櫛歯電極と前記反射電極との間に弾性表面波を発生させ、前記弾性表面波の伝播面における物理量に応じた伝播特性を有する応答信号を前記高周波回路に送信する弾性表面波素子を有する複数のセンサ素子と、を備え、
前記制御回路が、複数の前記センサ素子からの前記応答信号に基づいて前記弾性表面波素子における前記伝播面の物理量を測定するワイヤレスセンサシステムにおいて、
複数の前記センサ素子をn(nは複数)個のグループに分け、1つのグループに属する少なくとも1つの前記センサ素子の前記弾性表面波素子の特性を、他のグループに属する1つの前記センサ素子の前記弾性表面波素子の特性と同一に構成し、
前記グループに対応して前記高周波回路をn(nは複数)個設け、かつ、個々の前記高周波回路は、対応する前記グループに属する前記センサ素子との間でのみ電波を送受信可能に構成されることを特徴とするワイヤレスセンサシステム。 - 請求項1に記載したワイヤレスセンサシステムにおいて、
個々の前記高周波回路は、時分割で前記送信電波を送信し、
各グループに属するセンサ素子は、当該グループに対応する前記高周波回路との間でのみ送受信可能な位置に配置されることを特徴とするワイヤレスセンサシステム。 - 請求項1に記載したワイヤレスセンサシステムにおいて、
個々の前記高周波回路は、偏波面が異なるアンテナを有し、
各グループに属するセンサ素子は、当該グループに対応する前記高周波回路のアンテナと同じ偏波面のアンテナを有することを特徴とするワイヤレスセンサシステム。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載したワイヤレスセンサシステムにおいて、
前記弾性表面波素子の前記櫛歯電極と前記反射電極との間の距離を等しくすることにより、前記センサ素子の前記弾性表面波素子の特性を同一にしたことを特徴とするワイヤレスセンサシステム。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載したワイヤレスセンサシステムにおいて、
前記センサ素子は、前記櫛歯電極と複数の前記反射電極とを同一の前記圧電基板上に形成した複数のセンサを有することを特徴とするワイヤレスセンサシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016121318A JP6852289B2 (ja) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | ワイヤレスセンサシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016121318A JP6852289B2 (ja) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | ワイヤレスセンサシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017227444A true JP2017227444A (ja) | 2017-12-28 |
JP6852289B2 JP6852289B2 (ja) | 2021-03-31 |
Family
ID=60889200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016121318A Active JP6852289B2 (ja) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | ワイヤレスセンサシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6852289B2 (ja) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005092704A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Ntn Corp | ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置 |
JP2005092490A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Moritex Corp | 無給電sawセンサを用いた無線遠隔センシングシステム |
JP2005092555A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Ntn Corp | ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置 |
US20050121999A1 (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-09 | Edmonson Peter J. | Selectable reflector arrays for saw sensors and identification devices |
JP2006170864A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Pegasus Net Kk | Saw温度計による室温管理及び火災報知システム |
JP2007140880A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Sekonic Corp | Sawセンサー監視システムとこれに用いるsawセンサー兼発信器 |
JP2007317084A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Nec Tokin Corp | センサノードおよびこれを用いたネットワークシステム |
JP2010261840A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 弾性表面波素子、センサ、センシングシステム、及び状態検知方法 |
JP2011191889A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Murata Mfg Co Ltd | 遠隔検知システム |
JP2015129647A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社東芝 | 遠隔検針装置 |
JP2015180871A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | シチズンホールディングス株式会社 | ワイヤレス温度センサ及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-06-20 JP JP2016121318A patent/JP6852289B2/ja active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005092490A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Moritex Corp | 無給電sawセンサを用いた無線遠隔センシングシステム |
JP2005092555A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Ntn Corp | ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置 |
JP2005092704A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Ntn Corp | ワイヤレスセンサシステムおよびワイヤレスセンサ付軸受装置 |
US20050121999A1 (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-09 | Edmonson Peter J. | Selectable reflector arrays for saw sensors and identification devices |
JP2006170864A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Pegasus Net Kk | Saw温度計による室温管理及び火災報知システム |
JP2007140880A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Sekonic Corp | Sawセンサー監視システムとこれに用いるsawセンサー兼発信器 |
JP2007317084A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Nec Tokin Corp | センサノードおよびこれを用いたネットワークシステム |
JP2010261840A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 弾性表面波素子、センサ、センシングシステム、及び状態検知方法 |
JP2011191889A (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-29 | Murata Mfg Co Ltd | 遠隔検知システム |
JP2015129647A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 株式会社東芝 | 遠隔検針装置 |
JP2015180871A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-10-15 | シチズンホールディングス株式会社 | ワイヤレス温度センサ及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6852289B2 (ja) | 2021-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7434989B2 (en) | SAW temperature sensor and system | |
US7791249B2 (en) | Frequency coded sensors incorporating tapers | |
JP2013531311A5 (ja) | ||
US10234334B2 (en) | Sensor tag and manufacturing method for sensor tag | |
EP2937712A1 (en) | Multimode resonator and rfid tags using the same | |
US8770836B2 (en) | Wireless temperature profiling system | |
CN103842843B (zh) | 用于确定可移动的构件的角度的方法和设备 | |
CN102052986A (zh) | 无线无源声表面波阻抗负载传感器 | |
EP3176550B1 (en) | Surface-acoustic wave resonator type vibration sensor and vibration detection system | |
US11934901B2 (en) | Tag | |
CN105117764A (zh) | 一种高性能防碰撞声表面波延迟线型无线传感器*** | |
CN107192473B (zh) | 基于相控阵天线的声表面波温度检测***及检测方法 | |
US10965166B2 (en) | Simultaneous wireless power transmission, communication, and localization | |
JP6852289B2 (ja) | ワイヤレスセンサシステム | |
JP2005214713A (ja) | 湿度状態検出システム | |
WO2017202453A1 (en) | A method of determining sign of a calibration compensation | |
US20180329015A1 (en) | System for locating an object furnished with an rfid tag | |
CN105136334A (zh) | 一种具有防碰撞功能的声表面波延迟线型无线传感器*** | |
WO2016019756A1 (zh) | 分布式声表面波谐振器及声表面波传感*** | |
US20190377411A1 (en) | Frequency information-based computer having sensor interface | |
KR101343138B1 (ko) | 무선 태그 리더의 신뢰성 시험 장치 | |
JP5387771B2 (ja) | パッシブセンサ、無線式センサシステム、および無線式センサシステムによる計測方法 | |
JP6013068B2 (ja) | 気泡付着位置検出方法 | |
JP2008292362A (ja) | センシングシステム | |
JP2019193021A (ja) | 無線通信システム及び通信端末の制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190514 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6852289 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |