JP2019101505A - Radio device, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線装置、プログラム、および記録媒体に関する。 The present invention relates to a wireless device, a program, and a recording medium.
例えば工場やプラント等において、各所における各種の状態を検知して、すばやくその情報を収集できることが望ましい。そのため、例えば、センサーと無線通信手段とを組み合わせた機器の普及が期待される。そういった機器は工場やプラント内の様々な場所に設置することが有用であるが、それら各所に電源を設けることは困難であるため、あるいはコスト高につながるため、それらの機器が必要とする電力を電池により供給することが適切である。一方で、工場やプラント等における電池の稼働条件は厳しく、例えば極端な低温あるいは高温によって、電池の内部抵抗値が高くなってしまい、内部抵抗による電力の損失が大きくなって、無線信号の出力電力が充分に得られなくなる場合もあり得る。そして、無線信号のレベルが低下すると、信号の到達距離が短くなってしまい、望まれるデータが得られなくなったり、信号到達距離が短くなることを想定して設備を構築するために無線ルーターの設置等が必要となりコスト高になったりといった不都合が生じる。 For example, in a factory, a plant, etc., it is desirable to be able to detect various conditions in each place and collect the information quickly. Therefore, for example, the spread of devices combining a sensor and wireless communication means is expected. Although it is useful to install such equipment at various places in a factory or plant, it is difficult to provide a power supply at each place, or it leads to an increase in cost, so the power required by those equipment It is appropriate to supply by battery. On the other hand, the operating conditions of the battery in a factory or plant are severe, for example, the extremely low temperature or high temperature causes the internal resistance of the battery to increase, the loss of power due to the internal resistance increases, and the output power of the radio signal May not be obtained enough. Then, if the level of the wireless signal decreases, the signal reach distance becomes short, and desired data can not be obtained, or the installation of a wireless router to construct equipment assuming that the signal reach distance becomes short. And the like, resulting in inconvenience such as increased cost.
特許文献１には、電池駆動型のフィールド機器において、電池電圧の低下を検知した場合に、補助電圧を発生させ、電源電圧をその補助電圧に切り替える構成が記載されている。
例えば工場やプラント等におけるフィールド機器として電池駆動型の無線装置を用いる場合、電池の容量が大きく、電池の寿命が長いことが望まれる。一例として、塩化チオニルリチウム電池は、そのような用途に適した電池である。一方で、採用する電池の内部抵抗値が、作動環境に応じて著しく上昇することもあり得る。例えば上記の塩化チオニルリチウム電池の内部抵抗値は、低温環境や高温環境の下で著しく上昇する。電池の内部抵抗が高い状態で無線通信などの負荷電流が大きい動作を行うと、電池の内部抵抗による電圧降下が大きくなって電池の出力電圧が低くなり、出力電圧の許容値を下回った場合には電源回路等が駆動しなくなる可能性もある（例えば、電源回路が駆動しても、制御回路や通信回路等が駆動しなくなることもある）。温度による内部抵抗値の変動を考慮して無線信号の送信出力を低めに設定して負荷電力を小さくして電池の出力電圧の低下を抑える方法も考えられるが、送信出力を低くすると前述の通り無線信号の到達距離が短くなってしまうという問題もある。このように、電池の内部抵抗が高くなった場合、電池の出力電圧を低くして電源回路等を駆動させることと、到達距離を短くしないこととを両立させるのは困難である。 For example, in the case of using a battery-powered wireless device as a field device in a factory or a plant, it is desirable that the battery has a large capacity and the battery has a long life. By way of example, lithium thionyl chloride batteries are batteries suitable for such applications. On the other hand, the internal resistance value of a battery to be adopted may increase remarkably depending on the operating environment. For example, the internal resistance value of the above-mentioned lithium thionyl chloride battery significantly increases under a low temperature environment or a high temperature environment. When the load current is large, such as wireless communication, when the internal resistance of the battery is high, the voltage drop due to the internal resistance of the battery becomes large and the output voltage of the battery becomes low, which falls below the allowable value of the output voltage. There is also a possibility that the power supply circuit or the like may not be driven (for example, even if the power supply circuit is driven, the control circuit or the communication circuit may not be driven). There is also a method of setting the transmission output of the radio signal lower in consideration of the variation of the internal resistance value due to the temperature to reduce the load power to suppress the decrease of the battery output voltage. There is also a problem that the reach of the radio signal becomes short. As described above, when the internal resistance of the battery is increased, it is difficult to simultaneously lower the output voltage of the battery to drive the power supply circuit and the like and not shorten the reach distance.
また、特許文献１に記載のように電池電圧の低下を検知した場合に、補助電圧を発生させる方法も考えられるが、その場合には電源系の回路が複雑化するという問題もある。
Although a method of generating an auxiliary voltage when detecting a drop in battery voltage as described in
本発明は、上記の課題認識に基づいて行なわれたものである。即ち、本発明は、環境変動による電池の内部抵抗値の変動にも対応することができるものであり、電源回路等を駆動させるとともに無線信号の到達距離を短くならないようにすることができる無線装置、プログラム、および記録媒体を提供しようとするものである。 The present invention has been made based on the above problem recognition. That is, the present invention can cope with the fluctuation of the internal resistance value of the battery due to the environmental fluctuation, and can drive the power supply circuit etc. and prevent the reach of the radio signal from being shortened. , A program, and a recording medium.
［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様による無線装置は、データを無線信号により送信する無線通信部と、前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定して測定結果値を出力する測定部と、前記測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部と、を具備することを特徴とする。 [1] In order to solve the above problems, a wireless device according to an aspect of the present invention measures and measures a state of a wireless communication unit that transmits data by a wireless signal and a battery that supplies power to the wireless communication unit. A measurement unit that outputs a result value, and a control unit that sets a transmission power and a data rate when the wireless communication unit transmits according to the measurement result value.
［２］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、前記制御部は、前記測定結果値が予め定められた設定範囲外となった場合には、前記測定結果値が前記設定範囲内である場合よりも前記送信電力が低くなるよう設定するとともに、前記測定結果値が前記設定範囲内である場合よりも前記データレートが低くなるよう設定する、ことを特徴とする。 [2] Further, according to one aspect of the present invention, in the wireless device described above, when the measurement result value falls outside a predetermined setting range, the control unit determines that the measurement result value is in the setting range. The transmission power is set to be lower than in the case where it is inside, and the data rate is set to be lower than in the case where the measurement result value is within the set range.
［３］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、設定情報を記憶する不揮発性メモリー、をさらに具備し、前記制御部は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を前記不揮発性メモリーに書き込み、前記無線通信部による前記データの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を前記不揮発性メモリーに書き込むとともに、前記制御部は、前記無線装置の起動時に前記不揮発性メモリーから前記設定情報を読み込み、前記フラグ情報が前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに前記送信電力と前記データレートとを再設定し、前記無線通信部に前記データを再送信させる、ことを特徴とする。 [3] Further, according to one aspect of the present invention, in the above-described wireless device, the wireless device further includes a non-volatile memory for storing setting information, and the control unit may set the information of the set transmission power and the data rate. While writing in non-volatile memory and writing flag information indicating whether transmission of the data by the wireless communication unit has been completed normally in the non-volatile memory, the control unit is configured to execute the non-volatile memory when the wireless device is activated. When the setting information is read from the memory and the flag information indicates that the transmission of the data is not completed normally, the transmission power and the data rate are further set, and the wireless communication unit Characterized in that the data is retransmitted.
［４］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、前記測定部は、前記電池の温度または前記電池の周辺の温度を測定する、ことを特徴とする。 [4] Further, one aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned wireless device, the measurement unit measures a temperature of the battery or a temperature around the battery.
［５］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、前記測定部は、前記電池の内部抵抗値を測定する、ことを特徴とする。 [5] Further, one aspect of the present invention is characterized in that, in the above-described wireless device, the measurement unit measures an internal resistance value of the battery.
［６］また、本発明の一態様による無線装置は、データを無線信号により送信する無線通信部と、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部と、設定情報を記憶する不揮発性メモリーと、を具備する無線装置であって、前記制御部は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を前記不揮発性メモリーに書き込み、前記無線通信部による前記データの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を前記不揮発性メモリーに書き込むとともに、前記制御部は、前記無線装置の起動時に前記不揮発性メモリーから前記フラグ情報を読み込み、前記フラグ情報が直近の前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに前記送信電力と前記データレートとを再設定し、前記無線通信部に前記データを再送信させる、ことを特徴とする。 [6] Further, a wireless device according to an aspect of the present invention includes a wireless communication unit that transmits data by a wireless signal, a control unit that sets transmission power and data rate when the wireless communication unit transmits, and setting information A non-volatile memory for storing data, wherein the control unit writes information on the set transmission power and the data rate to the non-volatile memory, and the wireless communication unit transmits the data Is written into the non-volatile memory, and the control unit reads the flag information from the non-volatile memory when the wireless device is activated, and the flag information is the most recent one. If it indicates that the data transmission has not been completed normally, the transmission power and the data rate are further set, and the wireless communication is performed. The data is retransmitted to the section, characterized in that.
［７］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、物理量を測定するセンサー部、をさらに具備し、前記データは、前記センサー部からの出力に基づくデータである、ことを特徴とする。 [7] Further, according to one aspect of the present invention, the wireless device further includes a sensor unit that measures a physical quantity, and the data is data based on an output from the sensor unit. Do.
［８］また、本発明の一態様は、上記の無線装置において、前記電池は、塩化チオニルリチウム電池である、ことを特徴とする。 [8] Moreover, one aspect of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned wireless device, the battery is a lithium thionyl chloride battery.
［９］また、本発明の一態様は、コンピューターを、無線通信部を用いて無線信号によりデータを送信させるとともに、前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定した結果である測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部、として機能させるためのプログラムである。 [9] Further, one aspect of the present invention is a measurement result which is a result of measuring a state of a battery for supplying power to the wireless communication unit while causing a computer to transmit data by a wireless signal using the wireless communication unit. It is a program for functioning as a control part which sets up transmission power at the time of transmitting of the above-mentioned wireless communications department, and a data rate according to a value.
［１０］また、本発明の一態様は、コンピューターを、無線通信部を用いて無線信号によりデータを送信させるとともに、前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定した結果である測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部、として機能させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体である。 [10] Further, according to an aspect of the present invention, there is provided a measurement result which is a result of measuring a state of a battery for supplying power to the wireless communication unit while causing a computer to transmit data by a wireless signal using the wireless communication unit It is a computer-readable recording medium which records a program for functioning as a control part which sets up transmission power at the time of transmission of the above-mentioned wireless communications department, and a data rate according to a value.
本発明によれば、環境変動による電池の内部抵抗値の変動にも対応することができ、無線装置の電源回路等を駆動させるとともに無線信号の到達距離を短くならないようにすることができる。 According to the present invention, it is possible to cope with the fluctuation of the internal resistance value of the battery due to the environmental fluctuation, and drive the power supply circuit of the wireless device and the like and prevent the reach of the wireless signal from being shortened.
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態による無線装置の概略機能構成を示す機能ブロック図である。図示するように、無線装置１は、制御部１１と、センサー部１２と、無線通信部１４と、測定部１６と、不揮発性メモリー１７と、電源回路２１と、電池２２と、近距離無線通信部２５とを含んで構成される。これら各部は、電気回路、電子回路を用いて実現可能である。また、一部の機能を、コンピューターおよびプログラムで実現するようにしてもよい。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic functional configuration of a wireless device according to the present embodiment. As illustrated, the
無線装置１は、センサー部１２において得た情報を、無線通信部１４の機能により無線信号で外部に送信するものである。無線装置１は、例えば予め設定された時間間隔等に基づき、所定時間間隔ごとにセンサー部１２で情報を取得し、無線通信部１４が無線信号を発信する。無線装置１は、例えば、工場やプラント等の所定の場所に設置され、工場やプラント等の稼働に関わる情報を取得し、所定の送信先装置にその情報を伝達する。無線装置１を用いるプラントとは、例えば、化学製品を製造するための工業プラントや、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラントや、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラントや、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラントや、上下水やダム等を管理制御するプラント等である。また、無線装置１は、ビルの空調設備等とともに設置され、空調設備等の稼働に関する情報を取得する場合にも用いられる。なお、無線装置１は、電池で駆動されるものである。
無線装置１を構成する各部の機能は、次の通りである。
The
The functions of the units constituting the
制御部１１は、無線装置１全体を制御する機能を有する。制御部１１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）とプログラムとを用いて実現することができる。ＣＰＵを用いて制御部１１を実現する場合、ＣＰＵ上で実行されるプログラムは、例えば不揮発性メモリー１７あるいはその他のメモリー（不図示）等に記憶されており、適宜、読み出される。
制御部１１は、測定部１６から出力される測定結果値に基づいて、無線通信部１４による通信のための設定値を決定し、無線通信部１４への設定を行う。具体的には、制御部１１は、無線信号の送信電力およびデータレートを設定する。制御部１１は、上記の測定結果値が予め定められた設定範囲外となった場合には、測定結果値が設定範囲内である場合よりも、送信電力が相対的に低く（弱く）なるよう設定するとともに、測定結果値が前記設定範囲内である場合よりもデータレートが相対的に低く（遅く）なるよう設定する。
The
The
また、制御部１１は、センサー部１２において得られたデータを、不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部１１は、センサー部１２において得られたデータを、外部に送信するために無線通信部１４に渡す。そして、制御部１１は、無線通信部１４を用いてデータを送信させる制御を行う。また、制御部１１は、無線通信部１４からの無線信号の送信が完了（成功）したか否かを把握し、その把握結果をフラグ情報として不揮発性メモリー１７に書き込むようにしてもよい。また、制御部１１が、無線通信部１４による通信のための上記の設定値を決定した際、その設定値のデータを不揮発性メモリー１７に書き込むようにしてもよい。
また、無線装置１の起動時に、制御部１１は、不揮発性メモリー１７から読み出した上記のフラグ情報を参照することによって、前回の無線信号の送信が完了したか否かを把握するようにしてもよい。制御部１１は、前回の無線信号の送信が正しく完了しなかったと認識した場合には、前回送るはずだったデータ（送信を完了できなかったデータ）を再送する処理を行う。
つまり、制御部１１は、設定した送信電力およびデータレートの情報を不揮発性メモリー１７に書き込み、無線通信部１４によるデータの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部１１は、無線装置１の起動時に不揮発性メモリー１７からフラグ情報を読み込み、フラグ情報が直近のデータの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに送信電力とデータレートとを再設定し、無線通信部１４にデータを再送信させる。
無線装置１の起動時とは、例えば、電池または電源回路から所定値以上の出力電力が各部に供給されて各部が動作可能な状態になる時点である。前回の送信とは、例えば、起動する前の直近に試みられた送信である。送信の完了とは、例えば、センサー部１２が測定した測定データに、プリアンブルや無線装置の識別情報等を付加した送信フレーム全体の送信が終わった状態である。あるいは、データの送達確認を行う通信プロトコルを用いる場合には、送信の完了とは、データを受信する側の装置からの肯定応答（ＡＣＫ）を受信した状態である。
なお、制御部１１による処理の手順については、フローチャートを参照しながら後で詳述する。
Further, the
In addition, when the
That is, the
The start-up of the
The procedure of processing by the
センサー部１２は、所定の物理量を測定したり、所定の事象を検知したりする。ここで、センサー部１２が測定あるいは検知するものは、次に例示する通りである。例えば、センサー部１２は、プラント等における流体の流量や、温度や、湿度や、圧力や、振動や、電気・電子回路の電気的特性（電流、電圧等）等を測定するものである。即ち、センサー部１２の機能に応じて、無線装置１は、流量計や、温度計や、湿度計や、圧力計や、振動計や、電流計や、電圧計等として機能する。但し、センサー部１２が測定する対象は、ここに例示したものには限定されない。センサー部１２は、無線装置１の外部に設けられていてもよく、その場合にはセンサー部１２と無線装置１との間では有線または無線での信号伝達が行われる。
The
無線通信部１４は、無線信号を送出する。無線通信部１４は、標準的な通信規格を用いて外部機器との間で通信を行うことができる。一例として、無線通信部１４は、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）通信規格の一つであるＬｏＲａ（ＬｏＲａＷＡＮ）を用いて通信を行う。ＬｏＲａは「Long Range」の略であり、数十キロメートルの範囲まで無線信号を到達させることができる一方で、低消費電力であり電池駆動の通信機器に向く。なお、ＬｏＲａを用いる場合、無線通信部１４の送信電力を設定することが可能である。無線通信部１４は、無線信号により、制御部１１から渡されたデータを送信する。また、送受信するデータのデータレート（単位時間当たりの情報量、例えば、ビット毎秒（bit per second，ｂｐｓ））を設定することが可能である。
The
測定部１６は、電池２２の状態を測定して測定結果値を出力する。一例として、測定部１６は、電池２２が設けられている場所（周辺を含む）または電池２２の表面あるいは内部の温度を測定する。なお、電池の周辺とは、電池の温度とほぼ同じ温度が測定される場所である。
なお、測定部１６が、電池２２に関して、温度以外の状態を測定するようにしてもよい。例えば、測定部１６が、温度ではなく、電池２２の内部抵抗値を測定するようにしてもよい。
The
The measuring
不揮発性メモリー１７は、データを記憶するメモリーである。不揮発性メモリー１７は不揮発性であるため、不揮発性メモリー１７に書き込まれたデータ（情報）は、電源が供給されなくなった状態（電源断）においても消失せず維持される。不揮発性メモリー１７として、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリー）や、フラッシュメモリーを用いることができる。不揮発性メモリー１７は、例えば、センサー部１２による測定結果あるいは検知結果を表すデータ（センサーデータ）や、各種設定値（無線通信部１４による送信に関する設定値等）を記憶する。不揮発性メモリー１７は、設定値として、例えば、送信電力の設定値やデータレートの設定値を記憶する。設定値に関する情報を設定情報と呼ぶ。また、不揮発性メモリー１７は、直近のデータの送信が完了したか否かを表すフラグ情報をも記憶する。このフラグ情報は、無線装置１の起動時に、直近のデータを再送信するか否かを判断するために用いることができる。フラグ情報および再送信の手順については、後述する。
The
電源回路２１は、電池２２から供給される電力を、無線装置１内の各部に供給するために必要な回路であり、電池２２からの出力電圧を各部の動作に必要な電圧へ変換する。
電池２２は、電源回路２１を通して、無線装置１の各部に電力を供給する。電池２２として、例えば塩化チオニルリチウム電池を用いることができるが、使用する電池の種別は塩化チオニルリチウム電池には限定されない。塩化チオニルリチウム電池は、容量が大きいためプラント等におけるフィールド機器での使用に向いているというメリットがある一方で、例えば温度変化によって他の種別の電池よりも内部抵抗が変動しやすいという特性も持つ。塩化チオニルリチウム電池以外の電池（一次電池や二次電池等）であっても、温度変化によって内部抵抗が変化するものであれば適用可能である。
The
The
近距離無線通信部２５は、無線装置１が他の機器と近距離での無線通信（ＮＦＣ，near field communication）を行うための機能を有する。近距離無線通信部２５は、無線通信部１４とは異なる方式による通信を行う。例えば、無線装置１の機能の一部がコンピュータープログラムで実現される場合、この近距離無線通信を用いて、外部機器から無線装置１内に記憶されているプログラム（ファームウェアであってもよい）のバージョンを更新することができるようにする。近距離無線通信の技術自体としては、既存技術を用いることができる。一例として、国際標準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２の技術を用いることができる。なお、無線通信部１４による通信を用いて、プログラムのバージョンの更新を行うことも可能である。
The near
次に、無線装置１における処理手順について説明する。
図２および図３は、無線装置１の動作手順、特に制御部１１の処理手順を示すフローチャートである。図２と図３のフローチャートは、結合子を用いて互いに結合されている。以下、このフローチャートに沿って説明する。
Next, the processing procedure in the
FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the operation procedure of the
まず、図２のステップＳ１１において、制御部１１は、センサー部１２からセンサー情報を読み取る。センサー部１２が検知した物理量等の情報である。
次にステップＳ１２において、制御部１１は、ステップＳ１１で読み取ったセンサー情報、またはセンサー情報を演算した結果（平均値など）を、不揮発性メモリー１７に書き込む。
次にステップＳ１３において、制御部１１は、測定部１６の測定値を読み取る。具体的には、制御部１１は、測定部１６が測定した温度の値を読み取る。
次にステップＳ１４において、制御部１１は、ステップＳ１３で読み取った測定値が許容範囲内であるか否かを判定する。なお、判定基準となる許容範囲は、予め定めておくようにする。測定値が許容範囲内であった場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、ステップＳ１５に進む。測定値が許容範囲内ではなかった場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、ステップＳ１７に進む。
First, in step S11 of FIG. 2, the
Next, in step S12, the
Next, in step S13, the
Next, in step S14, the
ステップＳ１５に進んだ場合、同ステップにおいて、制御部１１は、無線通信部１４の送信出力を「強」に設定する。具体的な送信電力値（送信出力値とも呼ぶ）の例については、後述する。
そして、ステップＳ１６において、制御部１１は、無線通信部１４から無線信号でデータを送信する際のデータレートを「速」に設定する。データレートは、無線信号の変調方式や、単位時間当たりの送信シンボル数や、１送信シンボルあたりの情報量（ビット数）によって決まる。具体的に設定するデータレートの例については、後述する。
ステップＳ１６の処理が終了すると、次に、ステップＳ１９に進む。
When the process proceeds to step S15, in the same step, the
Then, in step S16, the
When the process of step S16 is completed, the process proceeds to step S19.
ステップＳ１４からステップＳ１７に進んだ場合、制御部１１は、無線通信部１４の送信電力を「弱」に設定する。具体的な送信電力値の例については、後述する。
そして、ステップＳ１８において、制御部１１は、無線通信部１４から無線信号でデータを送信する際のデータレートを「遅」に設定する。具体的に設定するデータレートの例については、後述する。なお、ステップＳ１７で設定する「弱」は、ステップＳ１４で設定する「強」と比較して送信電力は低い（弱い）。また、ステップＳ１８で設定する「遅」は、ステップＳ１６で設定する「速」と比較してデータレートは低い（遅い）。
ステップＳ１８の処理が終了すると、次に、ステップＳ１９に進む。
When the process proceeds from step S14 to step S17, the
Then, in step S18, the
When the process of step S18 ends, the process proceeds to step S19.
ステップＳ１９において、制御部１１は、無線設定情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。無線設定情報は、送信電力の設定値およびデータレートの設定値の情報であり、それぞれ、上のステップＳ１５，Ｓ１６またはステップＳ１７，Ｓ１８で設定された値である。ただし、後述するステップＳ２６からステップＳ１９に遷移した場合には、書き込む無線設定情報は、ステップＳ２６で設定された値である。
次にステップＳ２０において、制御部１１は、データを無線通信部１４に渡す。このデータは、外部に送信するデータであり、ステップＳ１１においてセンサー部１２から読み取ったデータである。
そして、ステップＳ２１において、無線通信部１４が、ステップＳ２０で受け取ったデータを用いて変調した無線信号を送出する。制御部１１は、無線通信部１４がデータの送信を開始してからデータの送信が完了しているか否かを確認して、完了している場合には正常に完了したことを表すフラグ情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。
ステップＳ２１の処理が終了すると、図３のステップＳ２２に移る（結合子Ａ）。
In step S19, the
Next, in step S20, the
Then, in step S21, the
When the process of step S21 ends, the process proceeds to step S22 of FIG. 3 (connector A).
図３のステップＳ２２において、無線装置１の処理が分岐する。つまり、ステップＳ２１の処理において、電源がダウンしたか否かに応じて、処理が分岐する。無線信号の送信中に電源がダウンしなかった場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、ステップＳ１１に進む。無線信号の送信中に電源がダウンした場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、ステップＳ２４に進む。
In step S22 of FIG. 3, the processing of the
なお、無線信号の送信中に電源がダウンする事象は、次のような場合に生じる。即ち、ステップＳ１４での判断は測定値が許容範囲内であるか否かを判断するものであるが、測定値として何を使うものであっても、同ステップでの判断は実質的には電池２２の内部抵抗が許容範囲内であるか否かを判定するものである。そして、内部抵抗値が許容範囲内にない場合には、送信電力を「弱」に設定することによって、制御部１１は、負荷電流が大きくなりすぎないように制御している。ところが、電源ダウンの一例として以下のことが起こり得る。つまり、そういった制御を行っていても、想定外に内部抵抗が大きくなり過ぎた場合や、測定値を読み取った後に内部抵抗値が増加した場合などには、想定以上に電池の出力電圧が低くなってしまい、電源回路２１が正しく機能しなくなることもあり得る。そういった場合も含み、何らかの理由による電源ダウンで無線装置１自体が機能しなくなった場合に、正常なデータの送信を行わせるための復旧手段が、ステップＳ２２から分岐して、ステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６で行う処理（下で説明）である。なお、通常は、ステップＳ１７，Ｓ１８での設定は適切であり、データの送信は正常に完了して、ステップＳ２２において電源ダウンは発生せず、図２のステップＳ１１に進む（結合子Ｂ）。
Note that the event of power-down during transmission of a radio signal occurs in the following cases. That is, although the determination in step S14 is to determine whether the measured value is within the allowable range, the determination in the same step is substantially the battery regardless of what is used as the measured value. It is determined whether the
ステップＳ２２からステップＳ２４に進んだ場合には、ステップＳ２４において、無線装置１を再起動させる。そのために、例えば、電源オフ状態から自動的に起動する回路を無線装置１に設けておく。この他の再起動の方法として、電源ダウンによって、各部の回路が停止して負荷電流がほとんどなくなると、電池の出力電圧が上昇して電源回路が正常に動作を開始して再起動することもある。
無線装置１の再起動後、ステップＳ２５において、制御部１１は、不揮発性メモリー１７からフラグ情報を読み出してデータの送信が正常に完了していないと判別した場合、不揮発性メモリー１７から無線設定情報を読み出す。この無線設定情報は、ステップＳ１９で不揮発性メモリー１７に書き込まれた情報である。
そして、ステップＳ２６において、制御部１１は、ステップＳ２５で読み出した無線設定情報に基づいて、送信電力およびデータレートの設定値を変更する（再設定）。具体的には、制御部１１は、読み出した無線設定情報が表す送信電力よりも低い（弱い）送信電力を設定する。また、制御部１１は、読み出した無線設定情報が表すデータレートよりも低い（遅い）データレートを設定してもよい。
ステップＳ２６の処理が終了すると、図２のステップＳ１９に移る（結合子Ｃ）。
その後、ステップＳ２１において、送信が完了しなかったデータを送信する（再送信）。なお、送信電力を低く（弱く）したので負荷電流は減少するため、この設定状態で送信しても電源ダウンを起こすことなくデータを送信することが可能となる。
When the process proceeds from step S22 to step S24, the
After the restart of the
Then, in step S26, the
When the process of step S26 ends, the process moves to step S19 of FIG. 2 (connector C).
Thereafter, in step S21, data whose transmission has not been completed is transmitted (retransmission). Since the transmission current is lowered (weakened) and the load current is reduced, data can be transmitted without power-down even if transmission is performed in this setting state.
つまり、電池の内部抵抗値の許容値の範囲に対応した温度範囲を予め無線装置１に設定しておく。そして、無線装置１は、測定された温度が許容範囲内であれば電池の内部抵抗は「通常」（即ち許容内）と判断できるので、送信電力を「強」に設定するとともに、送信に要する時間を短くするために、データレートを「速」に設定する。測定された温度が上記の許容範囲の外であれば、電池の内部抵抗は「高」と判断できるので、無線装置１は、送信電力を「弱」に設定し、また、通信距離を維持するために、データレートを「遅」に設定する。
That is, the temperature range corresponding to the range of the allowable value of the internal resistance value of the battery is set in advance in the
次に、制御部１１による制御の具体例を説明する。
図４は、温度および電池２２の内部抵抗の変化の時間的推移と、その変化に伴う制御部１１による通信設定とを示すグラフである。同図において、（Ａ）は測定部１６が測定した温度、（Ｂ）は上記温度に対応する電池２２の内部抵抗値、（Ｃ）は制御部１１が設定する通信の際の送信電力の設定、（Ｄ）は制御部１１が設定する通信の際のデータレートの設定を表す。同図のグラフの横軸は、時間に対応する。（Ａ）の温度に関しては、縦軸に沿って、「低」、「許容」、「高」の３つの範囲を示している。（Ｂ）の内部抵抗に関しては、縦軸に沿って「許容」、「高」の２つの範囲を示している。
Next, a specific example of control by the
FIG. 4 is a graph showing the temporal transition of the change of the temperature and the internal resistance of the
このグラフにおいて、時間に沿った推移は次の通りである。まず初期状態において、温度は許容範囲内にある。これに対応して、内部抵抗値も許容範囲内にある。
その後、ある時点から温度が下がり始め、時刻Ｔ１において温度が「低」の範囲に入る。この温度変化に対応して、内部抵抗値は時刻Ｔ１において「高」に変化する。その後、温度が「低」で、内部抵抗値が「高」の状態が継続する。
次に、ある時点から温度が上がり始め、時刻Ｔ２において温度が「許容」の範囲内となる。この温度変化に対応して、時刻Ｔ２において内部抵抗値は「許容」の範囲内となる。その後、温度が「許容」で、内部抵抗値が「許容」の状態が継続する。
次に、ある時点から温度がさらに上がり始め、時刻Ｔ３において温度が「高」の範囲に入る。この温度変化に対応して、時刻Ｔ３において内部抵抗値は「高」の範囲に入る。その後、温度が「高」で、内部抵抗値が「高」の状態が継続する。
次に、ある時点から温度がさらに下がり始め、時刻Ｔ４において温度が「許容」の範囲内となる。この温度変化に対応して、時刻Ｔ４において内部抵抗値は「許容」の範囲内となる。その後、温度が「許容」で、内部抵抗値が「許容」の状態が継続する。
In this graph, the transition along time is as follows. First, in the initial state, the temperature is within an acceptable range. Correspondingly, the internal resistance is also within the allowable range.
Thereafter, the temperature starts to fall from a certain point in time, and at time T1, the temperature falls into the “low” range. In response to the temperature change, the internal resistance value changes to "high" at time T1. After that, the state where the temperature is “low” and the internal resistance value is “high” continues.
Next, the temperature starts to rise from a certain point in time, and at time T2, the temperature falls within the range of “permissible”. In response to this temperature change, at time T2, the internal resistance value falls within the range of “permissible”. After that, the temperature continues to be "acceptable" and the internal resistance value is "acceptable".
Next, from a certain point in time, the temperature starts to rise further, and at time T3, the temperature enters the “high” range. In response to this temperature change, the internal resistance value falls within the "high" range at time T3. After that, the state where the temperature is "high" and the internal resistance value is "high" continues.
Next, from a certain point in time, the temperature starts to fall further, and at time T4, the temperature falls within the “allowable” range. In response to this temperature change, at time T4, the internal resistance value falls within the range of “permissible”. After that, the temperature continues to be "acceptable" and the internal resistance value is "acceptable".
上記のような温度および内部抵抗値の変化に対応して、制御部１１は、無線通信部１４の設定を行う。 つまり、グラフにおける初期状態から時刻Ｔ１までの間、制御部１１は、送信電力を「強」に設定し、データレートを「速」に設定する。
そして、温度および内部抵抗値の変化により、時刻Ｔ１において制御部１１の判定結果が変化する。即ち、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、制御部１１は、送信電力を「弱」に設定し、データレートを「遅」に設定する。
さらに、温度および内部抵抗値の変化により、時刻Ｔ２において制御部１１の判定結果が変化する。即ち、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間、制御部１１は、送信電力を「強」に設定し、データレートを「速」に設定する。
さらに、温度および内部抵抗値の変化により、時刻Ｔ３において制御部１１の判定結果が変化する。即ち、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間、制御部１１は、送信電力を「弱」に設定し、データレートを「遅」に設定する。
さらに、温度および内部抵抗値の変化により、時刻Ｔ４において制御部１１の判定結果が変化する。即ち、時刻Ｔ４より後、制御部１１は、送信電力を「強」に設定し、データレートを「速」に設定する。
The
Then, the determination result of the
Furthermore, the determination result of the
Furthermore, the determination result of the
Furthermore, the determination result of the
つまり、内部抵抗値が許容範囲内のとき、制御部１１は、送信電力を「強」に設定する。内部抵抗値が許容範囲内であるため、送信電力を「強」としても無線通信部１４は、正常に信号を送信できることが期待される。また、このとき、制御部１１は、データレートを「速」に設定する。これにより、無線装置１は、これらの設定にしたがって、データを外部機器に向けて送信する。前述の通信規格ＬｏＲａ（ＬｏＲａＷＡＮ）を使用することにより、無線装置１が送信する信号は、遠距離まで到達する。
That is, when the internal resistance value is within the allowable range, the
一方、内部抵抗値が許容範囲から外れている状況で、即ち内部抵抗値が「高」のとき、制御部１１は、送信電力を「弱」に設定する。電池２２の内部抵抗値が高くなっている状況であるが、送信電力を「弱」に設定しているため、負荷電流が小さくなって電池の出力電圧の低下を抑えることにより、電源ダウンを起こすことなく、無線通信部１４は、正常に信号を送信できることが期待される。ただし、単に送信電力を「弱」に設定しただけであると、送信電力「強」である場合に比べて、無線装置１が発する無線信号の到達距離が短くなってしまうことが危惧される。無線信号の到達距離が短くなると、通信相手に無線信号が到達せず、この無線装置１を用いたシステム（例えば、工場やプラントの稼働状況等を監視・制御するシステム）の動作に支障が生じ得る。そのような支障を起こさないため、本実施形態では、制御部１１は、前述の通りデータレートを「遅」に設定する。データレートを「遅」に設定すると、無線通信部１４は相対的に低い（遅い、即ち単位時間当たりの情報量が少ない）レートでデータを送信する。データレートが低くなることにより、データレートが「速」の場合と比べて、無線信号の到達距離を長くすることができる。これは、データレートを下げると、通信に必要な帯域幅が狭くて済むため、ノイズが減ってＳ／Ｎ比が大きくなる結果、通信距離が長くなるからである。そして、送信電力を「弱」にして通信距離が短くなる分を、データレートを低くすることで相殺でき、通信距離を維持できる。つまり、通信に支障が出ない範囲で通信距離を確保することができる。このように、電池２２の内部抵抗値が高い場合には、制御部１１の制御により、無線装置１は、相対的に弱い電力で無線信号を送信するものの、同時にデータレートを低く（遅く）することで、電源回路等を駆動できて送信することができるとともに、無線信号の到達距離を所望の長さに維持することができる。
On the other hand, when the internal resistance value is out of the allowable range, that is, when the internal resistance value is "high", the
なお、制御部１１がデータレートを「遅」に設定した場合、無線装置１が所定量のデータを送信するために必要な時間は相対的に長くなる。しかしながら、無線装置１が、例えば、測定対象設備の状態を監視する等の用途において、センサー部１２が取得したセンサー値を間欠的に外部機器に対して送信するようにシステムを構成する場合には（例えば、数時間あるいは１日に１回程度の頻度で送信を行う）、１回分のデータ送信に要する時間が長くなること自体は、システム全体としては問題にならない。
When the
次に、制御部１１による具体的な設定値の例を説明する。
図５は、測定部１６が測定する測定値と、制御部１１による通信の設定値との関係の一例を示す概略図である。図示する通り、制御部１１は、測定値（温度）が属する範囲に応じて、送信電力及びデータレートを設定する。便宜的に、同図のデータには行番号を付す。データの第１行目は、温度が摂氏（以下において同様）４０度以上８０度未満の場合に、送信電力が７デシベルミリワット（ｄＢｍ）に設定され、データレートがＬｏＲａのＤＲ２に設定されることを表す。第２行目は、温度が０度以上４０度未満の場合に、送信電力が１３ｄＢｍに設定され、データレートがＤＲ４に設定されることを表す。第３行目は、温度がマイナス２０度以上０度未満の場合に、送信電力が７ｄＢｍに設定され、データレートがＤＲ２に設定されることを表す。ＤＲ２やＤＲ４は、ＬｏＲａの規格に規定されたデータレートである。
Next, an example of specific setting values by the
FIG. 5 is a schematic view showing an example of the relationship between the measurement value measured by the
図４との関連において、図５の第１行目は、温度「高」に当たる。また、第２行目は、温度「許容」に当たる。また、第３行目は、温度「低」に当たる。また、図５に記載の送信電力に関して、７ｄＢｍは送信電力「弱」に当たる。また、１３ｄＢｍは送信電力「強」に当たる。さらに、データレートに関して、ＤＲ２はデータレート「遅」に当たる。また、ＤＲ４はデータレート「速」に当たる。
なお、ここに示した設定値例以外の設定値を用いるようにしてもよい。
制御部１１は、図５に示す設定値の情報を、無線装置１内の記憶手段から適宜読み出して使用する。また、それらの設定値を無線装置１の外部から書き換えることができるようにしてもよい。
In the context of FIG. 4, the first line of FIG. 5 corresponds to the temperature “high”. Also, the second line corresponds to the temperature "permissible". The third line corresponds to the temperature "low". In addition, with respect to the transmission power shown in FIG. 5, 7 dBm corresponds to the transmission power “weak”. Also, 13 dBm corresponds to the transmission power "strong". Furthermore, in terms of data rate, DR2 is data rate "slow". Also, DR4 corresponds to the data rate "fast".
In addition, you may make it use setting values other than the setting value example shown here.
The
図５に示した例では、測定値の範囲は３段階に分類されていたが、この段階数を適宜変えてもよい。
図６は、測定部１６が測定する測定値と、制御部１１による通信の設定値との関係の、別例を示す概略図である。
ここに図示する例では、測定値の範囲を５段階に区分けしている。即ち、第１行目は、測定値が摂氏（以下、同様）６０度以上８０度未満の場合（温度が高い）を示す。また、第２行目は、測定値が４０度以上６０度未満の場合（温度がやや高い）を示す。また、第３行目は、測定値が０度以上４０度未満の場合（温度が許容範囲内）を示す。また、第４行目は、測定値がマイナス１０度以上０度未満の場合（温度がやや低い）を示す。また、第５行目は、測定値がマイナス２０度以上マイナス１０度未満の場合（温度が低い）を示す。
第３行目の場合、上記測定値から推定される電池２２の内部抵抗値は、許容範囲内である。第２行目および第４行目の場合、上記測定値から推定される電池２２の内部抵抗値は、やや高い。また、第１行目および第５行目の場合、上記測定値から推定される電池２２の内部抵抗値は、高い。
そして、第３行目の場合に、送信電力の設定値は１３ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ４（データレートが高い）である。第２行目および第４行目の場合に、送信電力の設定値は１０ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ３（データレートがやや低い）である。第１行目および第５行目の場合に、送信電力の設定値は７ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ２（データレートが低い）である。なお、データレートの速さの関係は、ＤＲ４＞ＤＲ３＞ＤＲ２である。
In the example shown in FIG. 5, the range of measurement values is classified into three levels, but the number of levels may be changed as appropriate.
FIG. 6 is a schematic view showing another example of the relationship between the measurement value measured by the
In the example illustrated here, the range of measurement values is divided into five stages. That is, the first line shows the case where the measured value is 60 degrees or more and less than 80 degrees Celsius (the same applies hereinafter) (the temperature is high). The second line shows the case where the measured value is 40 degrees or more and less than 60 degrees (the temperature is slightly high). The third line shows the case where the measured value is 0 degrees or more and less than 40 degrees (the temperature is within the allowable range). The fourth line shows the case where the measured value is more than minus 10 degrees and less than 0 degrees (the temperature is a little low). Further, the fifth line shows the case where the measured value is equal to or greater than minus 20 degrees and less than minus 10 degrees (the temperature is low).
In the case of the third line, the internal resistance value of the
Then, in the case of the third row, the set value of the transmission power is 13 dBm, and the set value of the data rate is DR4 (the data rate is high). In the case of the second and fourth lines, the set value of the transmission power is 10 dBm, and the set value of the data rate is DR3 (the data rate is somewhat low). In the case of the first and fifth lines, the set value of the transmission power is 7 dBm, and the set value of the data rate is DR2 (the data rate is low). The relationship of the data rate speed is DR4>DR3> DR2.
図５に示した設定値の場合と同様に、図６の設定値の場合にも、測定値に関連付けられる電池２２の内部抵抗値に応じて、設定値を決めるようにしている。そして、電池２２の内部抵抗値が許容範囲内である場合には、送信電力を相対的に強くするとともに、データレートを高く（速く）している。また、内部抵抗値が高くなるにつれて、送信電力を低めに設定するとともに、データレートを低く（遅く）している。これにより、電池２２の内部抵抗値に依らず、無線装置１から無線信号を発信でき（電源がダウンしない）、且つ、無線信号の到達距離を所望の長さに維持することができる。
As in the case of the set value shown in FIG. 5, the set value is determined in accordance with the internal resistance value of the
また、測定部１６が、温度を測定する代わりに、前にも述べた通り、電池２２の内部抵抗値を直接測定するようにしてもよい。電池２２の内部抵抗値を測定する場合、測定部１６は、電池の開放電圧と、負荷電流と、負荷電流が流れるときの出力電圧とを測定し、それらの開放電圧、負荷電流、出力電圧に基づいて、内部抵抗値を算出する［参考文献：特開２０１３−２２８２４６号公報］。
Further, instead of measuring the temperature, the measuring
図７は、測定部１６が、温度を測定する代わりに、電池２２の内部抵抗値を測定する場合の、測定値と設定との関係を示す概略図である。図示する例では、測定値（内部抵抗値）を３段階の範囲に区切り、各範囲に設定値を対応付けている。具体的には、内部抵抗値が、「高い」（第１行目）、「やや高い」（第２行目）、「通常」（第３行目）の３つに区切られている。内部抵抗値の「通常」は、内部抵抗値が「許容内」であることを意味する。なお、実際には、測定値の具体的な数値範囲を各行で定める。そして、第１行目の場合（内部抵抗値は「高い」）、送信電力の設定値は７ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ２である。第２行目の場合（内部抵抗値は「やや高い」）、送信電力の設定値は１０ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ３である。第３行目の場合（内部抵抗値は「通常」）、送信電力の設定値は１３ｄＢｍであり、データレートの設定値はＤＲ４である。
FIG. 7 is a schematic view showing the relationship between the measurement value and the setting when the
以上、説明したように、本実施形態によれば、測定部１６が電池の状態を測定する。測定部１６が測定する電池の状態と電池の内部抵抗値とは、関連付けられる。制御部１１は、測定部１６が出力する測定結果値に応じて、無線信号の送信電力とデータレートとを設定する。これにより、内部抵抗値に依らず、無線通信部１４は、データを送信することができる。また、制御部１１は、送信電力を相対的に弱く設定する場合には、データレートを相対的に遅く設定する。これにより、送信電力が弱い場合にも、無線信号の到達距離を維持することができる。言い換えれば、所定の距離において、無線通信部１４が発信した信号を受信し、受信装置において適切にデータを復元することができる。つまり、無線信号の到達距離が短くならない。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、無線装置１は、電源ダウンの際に備えるためにも、記憶状態を維持する不揮発性メモリー１７をさらに具備する。そして、制御部１１は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部１１は、無線通信部によるデータの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。無線通信部１４が無線信号を送信中に電源がダウンした場合には、無線通信部によるデータの送信が正常に完了したことを表すフラグ情報が不揮発性メモリー１７に書き込まれない。即ち、不揮発性メモリー１７は、電源ダウンしたときにも、データの送信が正常に完了しなかったことを表す情報を維持する。制御部１１は、無線装置１の起動時に不揮発性メモリー１７を読み込み、フラグ情報が直近の前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに送信電力とデータレートとを再設定し、無線通信部１４に前記データを再送信させる。これにより、前回の送信電力での送信に失敗した場合には、送信電力を下げて再送信することを試みることができる。つまり、再送信した際には、電源がダウンしないでデータの送信が成功する可能性が高まる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、測定部１６は、一例として、電池２２の温度または電池２２の周辺の温度を測定する。測定部１６が出力する測定結果値（温度）は、電池２２の内部抵抗値と関連付く情報である。つまり、制御部１１は、電池２２の内部抵抗値に応じて、送信する際の送信電力やデータレートを設定することができる。
また、本実施形態によると、測定部１６は、一例として、電池２２の内部抵抗値を測定する。測定部１６が出力する測定結果値（内部抵抗値）に応じて、制御部１１は、送信する際の送信電力やデータレートを設定することができる。
Further, according to the present embodiment, the measuring
Further, according to the present embodiment, the measuring
また、本実施形態によると、無線装置１は、物理量を測定するセンサー部１２をさらに具備する。そして、無線通信部１４が送信するデータは、センサー部１２からの出力に基づくデータである。つまり、無線装置１は、センサー部１２において測定した状態の情報を、電池の状態に依らず、適切な送信電力で、且つ適切なデータレートで送信することができる。制御部１１がデータレートをも設定するため、無線信号の到達距離は維持される。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、電池２２は、塩化チオニルリチウム電池である。塩化チオニルリチウム電池は、高い電圧が得られ、容量が大きい。したがって、電池を交換することなく、長期間、無線装置１を稼働させることができる。一方、塩化チオニルリチウム電池は、環境に依って内部抵抗値の変更が大きいが、本実施形態の構成により、制御部１１が適切に出力電力およびデータレートを設定することができる。したがって、無線信号の到達距離を維持することができる。
Also, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態において、ステップＳ２４、Ｓ２５、Ｓ２６（図３）の処理を行わないようにしてもよい。その場合、無線装置１は、無線通信部１４がデータを送信しようとしたときの電源ダウン後に、送信電力およびデータレートの再設定を行わない。また、無線装置１は、送信に失敗したデータの再送信を行わない。しかしながら、無線装置１では、元々、測定部１６が出力する測定結果値に基づいて、制御部１１が、送信電力およびデータレートを適切に設定している。これにより、無線装置１は、環境変化等に伴う電池２２の内部抵抗値の変化にも対応して、送信電力を調整し、かつ、データレートを調整する。これにより、電源がダウンしないでデータの送信が成功する可能性は高い。また、無線信号の到達距離を維持することができる。
In the present embodiment, the processes of steps S24, S25, and S26 (FIG. 3) may not be performed. In that case, the
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、前実施形態において既に説明した事項については以下において説明を省略する場合がある。ここでは、本実施形態に特有の事項を中心に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In addition, about the matter already demonstrated in previous embodiment, description may be abbreviate | omitted below. Here, matters specific to the present embodiment will be mainly described.
図８は、本実施形態による無線装置の概略機能構成を示すブロック図である。図示するように、無線装置２は、センサー部１２と、無線通信部１４と、不揮発性メモリー１７と、電源回路２１と、電池２２と、近距離無線通信部２５と、制御部３１とを含んで構成される。つまり、本実施形態による無線装置２の特徴は、第１実施形態における制御部１１に代えて、制御部３１を備える点である。また、無線装置２の特徴は、第１実施形態が有していた測定部１６を持たない点である。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic functional configuration of a wireless device according to the present embodiment. As illustrated, the
センサー部１２と、無線通信部１４と、不揮発性メモリー１７と、電源回路２１と、電池２２と、近距離無線通信部２５の各々は、第１実施形態におけるそれらとそれぞれ同様の機能を有するものである。
本実施形態における制御部３１は、無線装置２全体を制御する機能を有する。制御部３１もまた、第１実施形態における制御部１１と同様に、ＣＰＵとプログラムとを用いて実現することができる。
Each of the
The
制御部３１は、無線通信部１４による通信のための設定値を決定し、無線通信部１４への設定を行う。制御部３１が設定値を決定する方法は、第１実施形態における制御部１１のそれとは異なる（詳しくは、後述する）。
また、制御部３１は、センサー部１２において得られたデータを、不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部３１は、センサー部１２において得られたデータを、外部に送信するために無線通信部１４に渡す。また、制御部３１は、無線通信部１４からの無線信号の送信が成功したか否かを把握し、その把握結果を不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部３１が、無線通信部１４による通信のための上記の設定値を決定した際、その設定値のデータを不揮発性メモリー１７に書き込む。
また、無線装置２の起動時に、制御部３１は、不揮発性メモリー１７を参照することによって、前回の無線信号の送信が成功したか否かを把握する。制御部３１は、前回の無線信号の送信が正しく完結しなかったと認識した場合には、前回送るはずだったデータを再送する処理を行う。
The
Further, the
In addition, when the
図９は、無線装置２の動作手順、特に制御部３１の処理手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って説明する。
ステップＳ４０において、制御部３１は、送信電力およびデータレートの設定値を初期化する。初期値は、一例として、第１実施形態の図５や図６に示した、送信電力１３ｄＢｍ（「強」）、データレートＤＲ４（「速」）とする。即ち、内部抵抗値が通常（許容内）である場合の設定値を初期値とする。ただし、ここに例示した初期値と異なる初期値を用いてもよい。
ステップＳ４１において、制御部３１は、センサー情報を読み取る。これは、図２におけるステップＳ１１と同様の処理である。
ステップＳ４２において、制御部３１は、不揮発性メモリー１７にデータ（センサー情報）を書き込む。データは、センサー情報を演算した結果（平均値など）であってもよい。これは、図２におけるステップＳ１２と同様の処理である。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation procedure of the
In step S40, the
In step S41, the
In step S42, the
ステップＳ４３において、制御部３１は、不揮発性メモリー１７に無線設定情報を書き込む。ここで、無線設定情報は、その時点における、送信電力の設定値およびデータレートの設定値である。つまり、ステップＳ４０で決定された設定値、あるいは後述するステップＳ５０で決定された設定値である。
ステップＳ４４において、制御部３１は、無線通信部１４にデータを渡す。これは、図２におけるステップＳ２０と同様の処理である。
ステップＳ４５において、無線通信部１４がデータを送出する。制御部３１は、無線通信部１４がデータの送信を開始してからデータの送信が完了しているか否かを確認する。データの送信が完了している場合には、制御部３１は、正常に完了したことを表すフラグ情報を不揮発性メモリー１７に書き込む。これは、図２におけるステップＳ２１と同様の処理である。
In step S43, the
In step S44, the
In step S45, the
そして、ステップＳ４６において、無線装置２の処理が分岐する。つまり、ステップＳ４５の処理において、電源がダウンしたか否かに応じて、処理が分岐する。無線信号の送信中に電源がダウンしなかった場合（ステップＳ４６：ＮＯ）には、ステップＳ４１に進む。無線信号の送信中に電源がダウンした場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）には、ステップＳ４８に進む。
なお、無線信号の送信時に無線装置２の電源がダウンする事象については、第１実施形態で述べた通りである。
Then, in step S46, the processing of the
The event that the power of the
送信電力およびデータレートの設定が適切である場合には、データの送信は正常に完了して、ステップＳ４６において電源ダウンは発生せず、上記の通りステップＳ４１に進む。 If the setting of the transmission power and the data rate is appropriate, the data transmission is normally completed, no power-down occurs in step S46, and the process proceeds to step S41 as described above.
ステップＳ４６からステップＳ４８に進んだ場合には、ステップＳ４８において、無線装置１を再起動させる。この再起動は、図３のステップＳ２４と同様の動作である。
装置の再起動後、ステップＳ４９において、制御部３１は、不揮発性メモリー１７からフラグ情報を読み出してデータの送信が正常に完了していないと判別した場合、不揮発性メモリー１７から無線設定情報を読み出す。この無線設定情報は、ステップＳ４２で不揮発性メモリー１７に書き込まれた情報である。
そして、ステップＳ５０において、制御部３１は、ステップＳ４９で読み出した無線設定情報に基づいて、送信電力およびデータレートの設定値を変更する。本ステップの処理は、図３のステップＳ２６の処理と同様の処理である。
そして、ステップＳ５０の処理が終了すると、異なる設定でのデータの再送のために、ステップＳ４３に移る。その後、ステップＳ４３において、送信が完了しなかったデータを送信する（再送信）。なお、送信電力を低く（弱く）設定したことにより負荷電流は減少するため、再送信した場合には電源ダウンを起こすことなくデータを送信することができる可能性が高い。
When the process proceeds from step S46 to step S48, the
After restarting the apparatus, in step S49, the
Then, in step S50, the
Then, when the process of step S50 is completed, the process proceeds to step S43 for retransmission of data with different settings. Thereafter, in step S43, data whose transmission has not been completed is transmitted (retransmission). In addition, since the load current is reduced by setting the transmission power low (weakly), there is a high possibility that data can be transmitted without power-down when retransmitting.
以上説明したように、本実施形態によると、無線装置２が、電源断の際に記憶状態を維持する不揮発性メモリー１７を備える。また、制御部３１は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を前記不揮発性メモリー１７に書き込み、前記無線通信部による前記データの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を前記不揮発性メモリー１７に書き込む。また、制御部３１は、起動時に不揮発性メモリー１７を読み込み、前記フラグ情報が直近の前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに前記送信電力と前記データレートとを再設定し、前記無線通信部１４に前記データを再送信させる。これにより、電池２２の内部抵抗値の変動によってデータの送信が失敗した場合にも、次回の無線装置２の起動時に、適応的に、制御部３１が送信電力とデータレートとを再設定し、無線通信部１４がデータの再送を試みる。これにより、再送時にデータの送信が成功する可能性が高い。仮に、再送時にデータの送信が失敗して電源断となっても、さらに無線装置２が再起動したときに、適応的に、制御部３１が送信電力とデータレートとを再設定し、無線通信部１４がデータの再送を試みる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、上述した各実施形態における無線装置の機能の少なくとも一部（制御部等の機能）をコンピューターで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリー等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、一時的に、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。 Note that at least a part of the functions of the wireless device (functions of the control unit and the like) in the above-described embodiments may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded in a computer readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read and executed by a computer system. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The term "computer-readable recording medium" means portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, CD-ROMs, DVD-ROMs, and USB memories, and storage devices such as hard disks incorporated in computer systems. It means that. Furthermore, a "computer readable recording medium" is one that holds a program dynamically and temporarily like a communication line in the case of transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In that case, it may include one that holds the program for a certain period of time, such as volatile memory in the computer system that becomes the server or client in that case. The program may be for realizing a part of the functions described above, or may be realized in combination with the program already recorded in the computer system.
以上、複数の実施形態を説明したが、本発明はさらに次のような変形例でも実施することが可能である。
上記の各実施形態では、無線装置を駆動するための電池として塩化チオニルリチウム電池を用いる例を説明した。しかしながら、他の種類の電池を用いて無線装置を駆動するようにしてもよい。
また、上記の各実施形態では、電池の内部抵抗を２段階（「通常」と「高い」）または３段階（「通常」と「やや高い」と「高い」）に分類して、それぞれの段階に、送信電力やデータレートの設定値を対応付けて制御を行った。しかしながら、分類の段階数は、４段階以上でもよい。
また、上記の各実施形態では、無線装置は、近距離無線通信部を有していた。そして、近距離無線通信部を用いた通信により、例えば、無線装置内のプログラムの更新を可能とした。代わりに、無線装置が、近距離無線通信部を持たない構成としてもよい。この場合、無線装置は、近距離無線通信部によらずに他の手段で受信したプログラムで、プログラムのバージョンアップを行う。あるいは、無線装置が、通信によるプログラムのバージョンアップを行わないようにしてもよい。
As mentioned above, although several embodiment was described, it is possible to implement this invention also by the following modifications.
In each of the above embodiments, an example using a lithium thionyl chloride battery as a battery for driving a wireless device has been described. However, other types of batteries may be used to drive the wireless device.
In each of the above embodiments, the internal resistance of the battery is classified into two levels (“normal” and “high”) or three levels (“normal”, “slightly higher” and “high”), and the respective levels are determined. Control was performed in association with the set values of transmission power and data rate. However, the number of classification stages may be four or more.
Further, in each of the above-described embodiments, the wireless device has the short distance wireless communication unit. Then, for example, the program in the wireless device can be updated by the communication using the short distance wireless communication unit. Alternatively, the wireless device may not have the short distance wireless communication unit. In this case, the wireless device performs the version upgrade of the program with the program received by another means without using the short distance wireless communication unit. Alternatively, the wireless device may not upgrade the program by communication.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope of the present invention.
本発明は、例えば、工場やプラント等の各所の状態を把握するための無線装置として利用することができる。但し、本発明の利用範囲はここに例示したものには限られない。工場やプラント等以外における一般の場所で、データを送信するために使用される無線装置として利用してもよい。 The present invention can be used, for example, as a wireless device for grasping the state of each place such as a factory or a plant. However, the scope of use of the present invention is not limited to those exemplified here. It may be used as a wireless device used to transmit data at a general place other than a factory or plant.
１，２…無線装置、１１…制御部、１２…センサー部、１４…無線通信部、１６…測定部、１７…不揮発性メモリー、２１…電源回路、２２…電池、２５…近距離無線通信部、３１…制御部 1, 2 ... Wireless device, 11 ... Control unit, 12 ... Sensor unit, 14 ... Wireless communication unit, 16 ... Measurement unit, 17 ... Nonvolatile memory, 21 ... Power supply circuit, 22 ... Battery, 25 ... Near field wireless communication unit , 31 ... control unit
Claims (10)
前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定して測定結果値を出力する測定部と、
前記測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部と、
を具備することを特徴とする無線装置。 A wireless communication unit that transmits data by a wireless signal;
A measurement unit that measures a state of a battery that supplies power to the wireless communication unit and outputs a measurement result value;
A control unit configured to set a transmission power and a data rate at the time of transmission by the wireless communication unit according to the measurement result value;
A wireless device comprising:
ことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。 The control unit sets the transmission power to be lower when the measurement result value falls outside the predetermined setting range than when the measurement result value falls within the setting range. The data rate is set to be lower than when the measurement result value is within the set range.
The wireless device according to claim 1, characterized in that:
をさらに具備し、
前記制御部は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を前記不揮発性メモリーに書き込み、前記無線通信部による前記データの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を前記不揮発性メモリーに書き込むとともに、
前記制御部は、前記無線装置の起動時に前記不揮発性メモリーから前記フラグ情報を読み込み、前記フラグ情報が前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに前記送信電力と前記データレートとを再設定し、前記無線通信部に前記データを再送信させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線装置。 Non-volatile memory to store setting information,
Further equipped,
The control unit writes the set information of the transmission power and the data rate to the nonvolatile memory, and the flag information indicating whether the transmission of the data by the wireless communication unit is normally completed is the nonvolatile memory As well as
The control unit reads the flag information from the non-volatile memory when the wireless device is activated, and when the flag information indicates that transmission of the data has not been completed normally, the transmission power and the transmission information are further transmitted. Reset the data rate and make the wireless communication unit retransmit the data;
The wireless device according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の無線装置。 The measurement unit measures the temperature of the battery or the temperature around the battery,
The wireless device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の無線装置。 The measurement unit measures an internal resistance value of the battery.
The wireless device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部と、
設定情報を記憶する不揮発性メモリーと、
を具備する無線装置であって、
前記制御部は、設定した前記送信電力および前記データレートの情報を前記不揮発性メモリーに書き込み、前記無線通信部による前記データの送信が正常に完了したか否かを表すフラグ情報を前記不揮発性メモリーに書き込むとともに、
前記制御部は、前記無線装置の起動時に前記不揮発性メモリーから前記フラグ情報を読み込み、前記フラグ情報が前記データの送信が正常に完了しなかったことを表す場合には、さらに前記送信電力と前記データレートとを再設定し、前記無線通信部に前記データを再送信させる、
ことを特徴とする無線装置。 A wireless communication unit that transmits data by a wireless signal;
A control unit configured to set a transmission power and a data rate at the time of transmission by the wireless communication unit;
Non-volatile memory for storing setting information,
A wireless device comprising
The control unit writes the set information of the transmission power and the data rate to the nonvolatile memory, and the flag information indicating whether the transmission of the data by the wireless communication unit is normally completed is the nonvolatile memory As well as
The control unit reads the flag information from the non-volatile memory when the wireless device is activated, and when the flag information indicates that transmission of the data has not been completed normally, the transmission power and the transmission information are further transmitted. Reset the data rate and make the wireless communication unit retransmit the data;
A wireless device characterized by
をさらに具備し、
前記データは、前記センサー部からの出力に基づくデータである、
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の無線装置。 Sensor unit for measuring physical quantities,
Further equipped,
The data is data based on an output from the sensor unit.
The wireless device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の無線装置。 The battery is a lithium thionyl chloride battery.
The wireless device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that.
無線通信部を用いて無線信号によりデータを送信させるとともに、前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定した結果である測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部、
として機能させるためのプログラム。 Computer,
Transmission at the time of transmission by the wireless communication unit according to a measurement result value which is a result of measuring a state of a battery supplying power to the wireless communication unit while transmitting data by a wireless signal using the wireless communication unit Control unit to set power and data rate,
Program to function as.
無線通信部を用いて無線信号によりデータを送信させるとともに、前記無線通信部に電力を供給する電池の状態を測定した結果である測定結果値に応じて、前記無線通信部が送信する際の送信電力およびデータレートを設定する制御部、
として機能させるためのプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。 Computer,
Transmission at the time of transmission by the wireless communication unit according to a measurement result value which is a result of measuring a state of a battery supplying power to the wireless communication unit while transmitting data by a wireless signal using the wireless communication unit Control unit to set power and data rate,
A computer readable recording medium recording a program for functioning as a computer.
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