JP3611062B2 - テレメータ・テレコントロールシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレメータ・テレコントロールシステムに関し、より特定的には、親局が子局から計測値を収集すると共に、その動作を遠隔制御するようなテレメータ・テレコントロールシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、工場や倉庫等において、ガスメータ,電気メータ等の計器を自動計測、遠隔制御する目的で、親局1台、子局1台のテレメータ・テレコントロールシステムが利用されている。以下、図面を参照しながら、上記した従来のテレメータ・テレコントロールシステムの一例について説明する。
【0003】
図10は、従来のテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。図10において、このテレメータ・テレコントロールシステムは、親局81と、子局82とを備えている。
【0004】
親局81は、子局82に対して、一定周期で同期信号を送信する。子局82は、連続的に受信動作しており、親局81からの同期信号を受信すると、親局81に応答信号を送信する。親局81は、子局82からの応答信号を受信すると、子局82へデータを送信する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、複数台の子局の接続および制御が必要になったときに、親局も複数台必要となる問題点を有していた。また、子局82は、連続受信動作しているため、消費電力が大きいという問題点があった。特に、子局が電池動作している場合は、電池の消耗が速く、短期間に電池交換をしなければならないという問題点があった。
【0006】
なお、信号の待ち受けを間欠的に行うことによって、信号待ち受けに要する電力消費の低減を図り、電池寿命を延長させるような送受信システムが、特開平5−292564号公報(対応米国特許第5446453号)に開示されている。しかしながら、この送受信システムは、図10に示したシステムと同様、1つの送信装置から1つの受信装置へ送信を行うように構成されており、本願発明のように1つの親局と複数の子局との間で送受信を行うことについては何ら意図していない。
【0007】
それゆえに、本発明の目的は、子局が複数台になったときでも、1台の親局で複数の子局を管理することができ、しかも各子局の消費電力が小さいテレメータ・テレコントロールシステムを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、1つの親局が複数の子局から計測値を収集すると共に、それらの動作を遠隔制御するシステムであって、
各子局は、一定周期で間欠送受信動作を行うものであって、
子局側通信装置と、
親局に対して、他の子局による同期信号と非同期である同期信号を一定周期で送信するように、子局側通信装置を制御する子局側制御装置とを備え、
親局は、
親局側通信装置と、
各子局の間欠受信タイミング情報を記憶している記憶装置と、
各子局からの同期信号を受信したとき、記憶装置から対応する子局に対する間欠受信タイミングの情報を取得し、当該間欠受信タイミングに合わせて当該子局との間で送受信動作を行うように、親局側通信装置を制御する親局側制御装置と、
各子局別に固有の乱数系列を発生する親局側乱数発生装置とを備え、
各子局は、親局側乱数発生装置の対応する乱数系列と同じ乱数系列を発生し、かつ相互には異なる乱数系列を発生する子局側乱数発生装置をさらに備え、
親局の親局側制御装置は、所定時間t1でデータを送受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを親局側乱数発生装置から読み出し、データの送受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせるように、親局側通信装置を制御し、
子局の子局側制御装置は、所定時間t1でデータを送受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを子局側乱数発生装置から読み出し、データの送受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせるように、子局側通信装置を制御することを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、
親局の親局側制御装置は、所定時間t1経過後の所定時間t2でデータをさらに送信する際に、乱数値aとは異なる乱数値であって当該時間t2に対応する乱数値bを親局側乱数発生装置から読み出し、データの送信タイミングを所定時間t2から乱数値bに対応する時間だけずらせるように、親局側通信装置を制御し、
子局の子局側制御装置は、所定時間t2でデータを受信する際に、当該時間t2に対応する乱数値bを子局側乱数発生装置から読み出し、データの受信タイミングを所定時間t2から乱数値bに対応する時間だけずらせるように、子局側通信装置を制御することを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1の発明において、
親局側および子局側乱数発生装置は、乱数発生を同期信号の周期によりリセットすることを特徴とする。
【0015】
【作用】
請求項1に係る発明では、各子局は、一定周期で間欠送受信動作を行うものであって、親局に対して、一定周期で同期信号を送信する。親局は、各子局からの同期信号を受信したとき、記憶装置から対応する子局に対する間欠受信タイミングの情報を取得し、当該間欠受信タイミングに合わせて当該子局への送信動作を行う。
【0016】
請求項2に係る発明では、親局は、所定時間t1でデータを送信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを親局側乱数発生装置から読み出し、データの送信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせる。一方、子局は、所定時間t1でデータを受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを子局側乱数発生装置から読み出し、データの受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせる。各子局において、発生する乱数系列は異なっている。
【0017】
請求項3に係る発明では、親局は、各子局に対して一定周期で同期信号を送信する。また、子局にデータを送信する際に、記憶装置から対応する子局に対する間欠受信タイミングの情報を取得し、当該間欠受信タイミングに合わせて当該子局への送信動作を行う。各子局は、一定周期で間欠送受信動作を行うものであって、親局から送信された同期信号に同期して間欠受信動作を行う。
【0018】
請求項4に係る発明では、親局は、全ての子局に対して一斉にかつ一定周期で同期信号を送信する。また、子局にデータを送信する際に、記憶装置から対応する子局に対する間欠受信タイミングの情報を取得し、当該間欠受信タイミングに合わせて当該子局への送信動作を行う。各子局は、一定周期で間欠送受信動作を行うものであって、親局から送信された同期信号に同期して間欠受信動作を行う。
【0019】
請求項5に係る発明では、親局は、所定時間t1でデータを送信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを親局側乱数発生装置から読み出し、データの送信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせる。一方、子局は、所定時間t1でデータを受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを子局側乱数発生装置から読み出し、データの受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせる。各子局において、発生する乱数系列は異なっている。
【0020】
請求項6に係る発明では、各子局は、親局からの同期信号に対し、その応答信号を所定の順番で送信する。
【0021】
請求項7に係る発明では、親局側および子局側乱数発生装置は、乱数発生を同期信号の周期によりリセットする。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。図1において、このテレメータ・テレコントロールシステムは、連続受信を行う親局11と、それぞれが周期tで間欠受信を行う子局12〜14とを備えている。親局11は、複数の子局から送信される同期信号の送信タイミングを記憶するための記憶装置111と、各子局の間欠受信タイミングを制御するための制御装置112と、無線通信装置113と、乱数発生装置114とを含む。子局12は、制御装置121と、無線通信装置122と、乱数発生装置123とを含む。同様に、子局13は、制御装置131と、無線通信装置132と、乱数発生装置133とを含み、子局14は、制御装置141と、無線通信装置142と、乱数発生装置143とを含む。
【0023】
図2は、図1に示すテレメータ・テレコントロールシステムにおいて、乱数値を考慮しない場合の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。図2において、taは、子局12の親局11に対する同期信号の送信周期である。tbは、子局13の親局11に対する同期信号の送信周期である。tcは、子局14の親局11に対する同期信号の送信周期である。これら周期ta、tb、tcは、それぞれ非同期であるが、周期時間はほぼ同じである。a0 ,a1 ,a2 は、乱数値を考慮しない場合の子局12の間欠受信タイミングである。b0 ,b1 ,b2 は、乱数値を考慮しない場合の子局13の間欠受信タイミングである。c0 ,c1 ,c2 は、乱数値を考慮しない場合の子局14の間欠受信タイミングである。Aは、子局12の親局11に対する同期信号の送信タイミングである。Bは、子局13の親局11に対する同期信号の送信タイミングであり、Cは、子局14の親局11に対する同期信号の送信タイミングである。
【0024】
図3は、乱数値を考慮した場合の、親局11と子局12との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。図2の場合と同様に、a0 ,a1 ,a2 は、乱数値を考慮しない場合の子局12の間欠受信タイミングである。βは、タイミングa1 に対応する、子局12と親局11間で共有する乱数値である。γは、タイミングa2 に対応する、子局12と親局11間で共有する乱数値である。a1 ’は、タイミングa1 から対応する乱数値β分ずらした子局12の間欠受信タイミングである。a2 ’は、タイミングa2 から対応する乱数値γ分ずらした子局12の間欠受信タイミングである。なお、間欠受信タイミングa1 ’およびa2 ’は、データの再送処理のために用いられる。
【0025】
次に、図2および図3を参照して、図1に示すテレメータ・テレコントロールシステムの動作を説明する。
【0026】
まず、子局12から親局11に対して周期的に送られる同期信号に関連する動作について説明する。子局12は、親局11に対して周期tを整数倍した周期ta(タイミングA)で同期信号を送信する。親局11は、子局12から送信された同期信号を受信すると、子局12に対して応答信号を送信する。それと同時に、親局11の制御装置112は、一定期間毎に送られてくる同期信号に基づいて、子局12の間欠受信タイミング(a0 、a1 、a2 )を検出し、当該検出した間欠受信タイミング情報を記憶装置111に格納する。子局12は、同期信号に対する応答信号が親局11から送信されてこない場合は、予め定められた再送処理を行う。
【0027】
なお、子局13と親局11との間、および、子局14と親局11との間でも、上記と同様の動作が行われる。
【0028】
次に、親局11から子局12にデータを送信する際の動作について説明する。この場合、制御装置112は、記憶装置111から子局12の間欠受信タイミング情報(a0 、a1 、a2 )を取得する。次に、制御装置112は、記憶装置111から読み出した最初のタイミングa0 を送信タイミングとして、無線通信装置113を介して子局12へデータを送信する。
【0029】
子局12では、制御装置121が、タイミングa0 を受信タイミングとして、無線通信装置122を介して親局11からのデータを受信する。制御装置121は、親局11からのデータを正常に受信すれば、受信完了信号を無線通信装置122を介して親局11に送信する。
【0030】
親局11は、子局12から受信完了信号を受信すれば、子局12に対するデータ送信動作を完了する。一方、子局12において、タイミングa0 のデータが衝突等により失われた場合、子局12から親局11に対して受信完了信号が送信されないので、親局11は再送処理を行う。
【0031】
親局11において再送処理に入ると、制御装置112は、乱数発生装置114から次の送信タイミングa1 に対応する乱数値βを取得し、当該タイミングa1 から乱数値β分ずらしたタイミングa1 ’を送信タイミングとして、無線通信装置113を介して子局12へデータを送信する。
【0032】
一方、子局12では、制御装置121が乱数発生装置123から、次の受信タイミングa1 に対応する乱数値βを取得し、タイミングa1 から乱数値β分ずらしたタイミングa1 ’を受信タイミングとして、無線通信装置122を介して親局11からのデータの受信を行う。制御装置121は、親局11からのデータを正常に受信すれば、受信完了信号を無線通信装置122を介して親局11に送信する。
【0033】
親局11は、子局12から受信完了信号を受信すれば、子局12に対するデータ送信動作を完了する。一方、子局12において、タイミングa1 ’のデータが衝突等により失われた場合、子局12から親局11に対して受信完了信号が送信されないので、親局11は再度、再送処理を行う。
【0034】
親局11において再送処理に入ると、制御装置112は、乱数発生装置114から次の送信タイミングa2 に対応する乱数値γを取得し、当該タイミングa2 から乱数値γ分ずらしたタイミングa2 ’を送信タイミングとして、無線通信装置113を介して子局12へデータを送信する。
【0035】
一方、子局12では、制御装置121が乱数発生装置123から、次の受信タイミングa2 に対応する乱数値γを取得し、タイミングa2 から乱数値γ分ずらしたタイミングa2 ’を受信タイミングとして、無線通信装置122を介して親局11からのデータの受信を行う。制御装置121は、親局11からのデータを正常に受信すれば、受信完了信号を無線通信装置122を介して親局11に送信する。
【0036】
なお、親局11から子局13にデータを送信する際、および、親局11から子局14にデータを送信する際も上記と同様の処理が行われる。ただし、各子局が発生する乱数β,γの値は、各子局間で異なっている。
【0037】
上記のように、データを再送する際の送信および受信タイミングを、乱数値分ずらすことにより、子局間でデータの送受信タイミングがずれ、子局間でデータが衝突する確率を少なくすることができる。また、発生させる乱数系列を、子局から送信する同期信号によってリセットし、当該同期信号と同じ周期で発生させることにより、衝突等の原因で送信側と受信側の乱数発生装置で発生させる乱数のずれが生じた際にも、容易に修正することができる。
【0038】
なお、親局11は、常に連続受信状態であるので、子局12、子局13、子局14から親局11へデータを送信する際のタイミングは、特に考慮しなくともよい。
【0039】
図4は、図1に示す子局12の動作を示すフローチャートである。また、図5は、図1に示す親局11の動作を示すフローチャートである。以下、これら図4および図5を参照して、図1に示すテレメータ・テレコントロールシステムの動作をより詳細に説明する。
【0040】
まず、図4を参照して、子局12の動作を説明する。子局12の制御装置121は、内部のタイマ(図示せず)を起動すると共に、内部のカウンタn(図示せず)をクリアする(ステップS101)。次に、制御装置121は、乱数発生装置123内の乱数テーブルR12から、カウンタnの計数値“n”に対応する乱数値x、すなわちR12(n+1)を読み取る(ステップS102)。カウンタnの計数値“n”は、最初は0であるから、最初に読み取られる乱数値は、
R12(1)=β
である。次に、制御装置121は、上記タイマからタイマ値を読み取り(ステップS103)、このタイマ値がtaと一致するか否か、すなわち図2の同期信号送信タイミングAが到来したか否かを判断する(ステップS104)。
【0041】
上記ステップS104において、タイマ値がtaと一致し、図2の同期信号送信タイミングAが到来したとする。この場合、制御装置121は、親局11への同期信号の送信処理と、親局11から送信されてくるデータの受信処理とを行う。制御装置121は、まず、タイマ値をクリアすると共に、カウンタnをクリアする(ステップS105)。次に、制御装置121は、無線通信装置122をオンし(ステップS106)、親局11に向けて同期信号を送信する(ステップS107)。次に、制御装置121は、親局11から応答信号が送信されてくるのを、所定時間だけ待機する(ステップS108)。所定時間経過後、制御装置121は、親局11から応答信号が送信されてきたか否かを判断し(ステップS109)、送信されてきた場合はそのまま受信処理に移行し、送信されてこなかった場合はエラー処理を行った後(ステップS110)、受信処理に移行する。
【0042】
次に、制御装置121は、親局11から受信したデータがあるか否かを判断し(ステップS111)、受信データが存在する場合は、受信完了信号を親局11に向けて送信した後(ステップS112)、受信データに対して所定の処理を施す(ステップS113)。その後、制御装置121は、無線通信装置122をオフする(ステップS114)。一方、親局11から受信したデータが存在しない場合、制御装置121は、上記ステップS112およびS113の処理を行うことなく、ステップS114の処理を行う。ステップS114の処理の後、制御装置121は、前述のステップS102の動作に戻る。
【0043】
次に、前述のステップS104において、タイマ値がtaと一致しなかった場合の動作について説明する。この場合、制御装置121は、タイマ値が
t×(n+1)+x
と一致したか否か、すなわち図3の受信タイミングa1 ’またはa2 ’が到来したか否かを判断する(ステップS115)。ここで、上式において、tは、図2のタイミングa0 とタイミングa1 との間の時間スパン、およびタイミングa1 とタイミングa2 との間の時間スパンを示している。今、カウンタnのカウント値“n”が0で、乱数値xが
x=R12(1)=β
であるとすると、タイマ値がt+βになったとき、受信タイミングa1 ’が到来したことになる。また、カウンタnのカウント値“n”が1で、乱数値xが
x=R12(2)=γ
であるとすると、タイマ値が2t+γになったとき、受信タイミングa2 ’が到来したことになる。
【0044】
上記ステップS115において、タイマ値がt×(n+1)+x(=t+βまたは2t+γ)と一致し、図3の受信タイミングa1 ’またはa2 ’が到来したとする。この場合、制御装置121は、無線通信装置122をオンし(ステップS116)、親局11から受信したデータがあるか否かを判断し(ステップS117)、受信データが存在する場合は、受信完了信号を親局11に向けて送信した後(ステップS118)、受信データに対して所定の処理を施す(ステップS119)。その後、制御装置121は、無線通信装置122をオフする(ステップS120)。一方、親局11から受信したデータが存在しない場合、制御装置121は、上記ステップS118およびS119の処理を行うことなく、ステップS120の処理を行う。
【0045】
次に、制御装置121は、カウンタnのカウント値“n”を1だけインクリメントする(ステップS121)。次に、制御装置121は、カウント値“n”が所定値nmax を越えたか否かを判断する(ステップS122)。本実施形態では、nmax =2である。カウント値“n”がnmax を越えていない場合、すなわち(n=0または1)の場合、制御装置121は、前述のステップS102の動作に戻る。一方、カウント値“n”がnmax を越えている場合、すなわちn=3の場合、制御装置121は、カウンタnをクリアした後(ステップS123)、前述のステップS102の動作に戻る。
【0046】
なお、タイマ値がtaでもt×(n+1)+xでも無い場合、制御装置121は、何らの動作を行うことなく、前述のステップS102の動作に戻る。
【0047】
以上、図4を参照して子局12の動作を説明したが、他の子局13および14においても、上記と同様の動作が行われる。
【0048】
次に、図5を参照して、子局12に対する、親局11の動作を説明する。親局11の制御装置112は、まず、子局12用のタイマ(図示しないが、制御装置112の内部に設けられている)を起動すると共に、子局12用のカウンタn12(図示しないが、制御装置112の内部に設けられている)をクリアする(ステップS201)。次に、制御装置112は、子局12から同期信号を受信したか否かを判断する(ステップS202)。当該同期信号を受信した場合、制御装置112は、子局12用のタイマをリセットし(ステップS203)、子局12に対して応答信号を送信する(ステップS204)。その後、制御装置112は、子局12に対して送信すべきデータが存在するか否かを判断する(ステップS205)。なお、子局12から同期信号が送信されてこない場合、制御装置112は、ステップS203およびS204の動作をスキップして、ステップS205の動作を行う。
【0049】
上記ステップS205において、送信すべきデータが存在しない場合、制御装置112は、ステップS202の動作に戻る。一方、送信すべきデータが存在する場合、制御装置112は、当該データについて初めての送信処理を行うか否かを判断する(ステップS206)。初めての送信処理を行う場合、制御装置112は、子局12用のタイマのタイマ値がtaになるのを待って、すなわち子局12の受信タイミングa0 (図2参照)が到来するのを待って(ステップS207)、子局12にデータを送信する(ステップS208)。次に、制御装置112は、子局12から受信完了信号が送信されてくるのを、所定時間だけ待機する(ステップS209)。所定時間経過後、制御装置112は、子局12から受信完了信号が送信されてきたか否かを判断し(ステップS210)、送信されてきた場合は、子局12用のカウンタn12をクリアした後(ステップS211)、ステップS202の動作に戻る。一方、子局12から受信完了信号が送信されてこなかった場合、制御装置112は、エラー処理を行った後(ステップS212)、子局12用のカウンタn12をクリアし(ステップS211)、ステップS202の動作に戻る。
【0050】
上記のように、制御装置112は、最初は、データを子局12の正規の受信タイミングa0 で送信する。しかしながら、データの衝突等によって子局12がデータを受信できない場合、制御装置112は、図3の受信タイミングa1 ’でデータを再送信する。さらに、この受信タイミングa1 ’でも受信できない場合、制御装置112は、図3の受信タイミングa2 ’でデータを再々送信する。この場合の動作を以下に説明する。
【0051】
前述のステップS205において送信データが存在し、ステップS206において当該送信データについて送信処理が初めての送信処理でないと判断された場合、制御装置112は、乱数発生装置114内の乱数テーブルR12から、カウンタn12の計数値“n12”に対応する乱数値x、すなわちR12(n12+1)を読み取る(ステップS213)。カウンタn12の計数値“n12”は、最初は0である(ステップS211でクリアされている)から、最初に読み取られる乱数値xは、
R12(1)=β
である。次に、制御装置112は、子局12用のタイマからタイマ値を読み取り、このタイマ値が
t×(n12+1)+x
と一致したか否か、すなわち図3の受信タイミングa1 ’またはa2 ’が到来したか否かを判断する(ステップS214)。今、子局12用のカウンタn12のカウント値“n12”が0で、乱数値xがx=R12(1)=βであるとすると、タイマ値がt+βになったとき、受信タイミングa1 ’が到来したことになる。また、カウンタn12のカウント値“n12”が1で、乱数値xがx=R12(2)=γであるとすると、タイマ値が2t+γになったとき、受信タイミングa2 ’が到来したことになる。
【0052】
上記ステップS214において、タイマ値がt×(n12+1)+x(=t+βまたは2t+γ)と一致し、図3の受信タイミングa1 ’またはa2 ’が到来したとする。この場合、制御装置112は、子局12に対してデータを送信する(ステップS215)。次に、制御装置112は、子局12から受信完了信号が送信されてくるのを、所定時間だけ待機する(ステップS216)。所定時間経過後、制御装置112は、子局12から受信完了信号が送信されてきたか否かを判断し(ステップS217)、送信されてきた場合は、子局12用のカウンタn12をクリアした後(ステップS218)、ステップS202の動作に戻る。一方、子局12から受信完了信号が送信されてこなかった場合、制御装置112は、エラー処理を行った後(ステップS219)、子局12用のカウンタn12のカウント値“n12”を1だけインクリメントする(ステップS220)。その後、制御装置112は、カウント値“n12”が所定値nmax を越えたか否かを判断する(ステップS221)。本実施形態では、nmax =2である。カウント値“n12”がnmax を越えていない場合、すなわち(n12=0または1)の場合、制御装置112は、前述のステップS202の動作に戻る。一方、カウント値“n12”がnmax を越えている場合、すなわちn=3の場合、制御装置112は、カウンタn12のカウント値をクリアした後(ステップS222)、前述のステップS202の動作に戻る。
【0053】
なお、タイマ値がt×(n12+1)+xで無い場合、制御装置112は、何らの動作を行うことなく、前述のステップS202の動作に戻る。
【0054】
以上、図5を参照して子局12に対する親局11の動作を説明したが、他の子局13および14に対する親局11の動作も、上記と同様である。
【0055】
図6は、本発明の第2の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。図6において、このテレメータ・テレコントロールシステムは、連続受信を行う親局21と、周期tで間欠受信を行う子局22〜24とを備えている。親局21は、複数の子局から送信される同期信号の送信タイミングを記憶するための記憶装置211と、各子局への送信タイミングを制御するための制御装置212と、無線通信装置213とを含む。子局22は、制御装置221と、無線通信装置222とを含む。同様に、子局23は、制御装置231と、無線通信装置232とを含み、子局24は、制御装置241と、無線通信装置242とを含む。
【0056】
図7は、図6に示すテレメータ・テレコントロールシステムの送受信タイミングを示すタイミングチャートである。図7において、A1は、子局22の間欠受信タイミングおよび親局21の子局22に対する送信タイミングである。B1は、子局23の間欠受信タイミングおよび親局21の子局23に対する送信タイミングである。C1は、子局24の間欠受信タイミングおよび親局21の子局24に対する送信タイミングである。各子局への送信周期tは、それぞれ同期しており、周期時間は同じである。
【0057】
次に、図7を参照して、図6に示すテレメータ・テレコントロールシステムの動作を説明する。
親局21では、制御装置212が周期txの送信スロットを複数に分割し、子局22にタイミングA1を、子局23にタイミングB1を、子局24にタイミングC1を、それぞれ送信タイミングスロットとして割り当てる。そして、これらの送信タイミング情報を記憶装置211に記憶させる。
【0058】
親局21から子局22に対して、周期t(タイミングA1)で同期信号を送信する。子局22では、親局21から送信された同期信号を無線通信装置222を介して受信すると、制御装置221が、無線通信装置222を介して、親局21に対し応答信号を送信する。なお、親局から子局22に対して、同期信号を送信する際には、制御装置212が記憶装置211から子局22に対する送信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(タイミングA1)に、無線通信装置213を介して子局22への送信を行う。
【0059】
次に、親局21から子局23に対して、周期t(タイミングB1)で同期信号を送信する。子局23では、親局21から送信された同期信号を無線通信装置232を介して受信すると、制御装置231が、無線通信装置232を介して、親局21に対し応答信号を送信する。なお、親局から子局23に対して、同期信号を送信する際には、制御装置212が記憶装置211から子局23に対する送信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(タイミングB1)に無線通信装置213を介して子局23への送信を行う。
【0060】
次に、親局21から子局24に対して、周期t(タイミングC1)で同期信号を送信する。子局24では、無線通信装置242を介して、親局21から送信された同期信号を受信すると、制御装置241が無線通信装置242を介して、親局21に対し応答信号を送信する。なお、親局から子局24に対して、同期信号を送信する際には、制御装置212が記憶装置211から子局24に対する送信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(タイミングC1)に無線通信装置213を介して子局24への送信を行う。
なお、データの送受信を行う場合は、第1の実施形態と同様の処理を行う。
【0061】
以上のように、第2の実施形態では、親局21が各子局22〜24との同期信号の送信タイミングを、それぞれ割り振り制御するので、同期信号の送信タイミングから生成される子局の間欠送受信タイミングが各子局間でずれ、親局と子局との間でデータの送受信が行われる場合もそのタイミングはずれることになる。従って、子局間でデータが衝突するのを防止することができる。
【0062】
図8は、本発明の第3の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。図8において、このテレメータ・テレコントロールシステムは、周期tで間欠受信を行う親局31と、周期tで間欠受信を行う子局32〜34とを備えている。親局31は、複数の子局から送信される同期信号の送信タイミングを記憶するための記憶装置311と、各子局への送信タイミングを制御するための制御装置312と、無線通信装置313とを含む。子局32は、制御装置321と、無線通信装置322と、記憶装置324とを含む。同様に、子局33は、制御装置331と、無線通信装置332と、記憶装置334とを含み、子局34は、制御装置341と、無線通信装置342と、記憶装置344とを含む。
【0063】
図9は、図8に示すテレメータ・テレコントロールシステムの同期信号タイミングを示すタイミングチャートである。図9において、A2、B2、C2は、それぞれ、親局31の子局32、子局33、子局34に対する同期信号の送信タイミングである。また、A3は、親局31の同期信号に対する子局32の応答信号の送信タイミングである。また、B3は、親局31の同期信号に対する子局33の応答信号の送信タイミングである。C3は、親局31の同期信号に対する子局34の応答信号の送信タイミングである。
【0064】
次に、図9を参照して、図8に示すテレメータ・テレコントロールシステムの動作を説明する。
本実施形態では、1つのシステム内で全子局の同期信号応答用の送信タイミングを複数設け、子局32に送信タイミングA3を、子局33に送信タイミングB3を、子局34に送信タイミングC3を割り当てる。そして、親局31では、制御装置312が、それらを間欠受信タイミング情報として、記憶装置311に記憶させている。
【0065】
同期信号を送信する場合は、親局31の制御装置312が記憶装置311から子局の間欠受信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(A2,B2,C2)にシステム内の全子局に対して、周期tで同期信号を一斉に無線通信装置313を介して送信する。子局32は、親局31から送信された同期信号を受信すると、制御装置321が記憶装置324から親局31に対する応答信号の送信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(タイミングA3)で応答信号を無線通信装置322を介して送信する。同様に、子局33は、親局31から送信された同期信号を受信すると、制御装置331が記憶装置334から親局31に対する応答信号の送信タイミング情報を取得し、当該送信タイミング(タイミングB3)で応答信号を無線通信装置332を介して送信する。また、子局34は、親局31から送信された同期信号を受信すると、制御装置341が記憶装置344から親局31に対する応答信号の送信タイミング情報を取得し、当該タイミング(タイミングC3)で応答信号を無線通信装置342を介して送信する。
【0066】
親局31は、制御装置312で全子局からの応答信号を監視し、タイミングA3で子局32からの応答信号が受信できない場合は、子局32からの同期処理が正常でないと判断し、予め定められた再送処理を行う。同様に、タイミングB3で子局33からの応答信号が受信できない場合は、子局33からの同期処理が正常でないと判断し、予め定められた再送処理を行う。また、タイミングC3で子局34からの応答信号が受信できない場合は、子局34からの同期処理が正常でないと判断し、予め定められた再送処理を行う。
なお、データの送受信を行う場合は、第1の実施形態と同様の処理を行う。
【0067】
以上のように、第3の実施形態では、親局は全子局に対し、同時に同期信号を送信し、子局からの応答信号はタイミングをずらして送信されてくる。
【0068】
なお、上記の第2または第3の実施形態では、間欠送受信を行っている子局または親局があるので、無線回線でデータの衝突によりデータが失われた場合は、通信不能、あるいは多くの再送処理が必要となってしまうという問題点がある。そこで、第1の実施形態と同様に、親局側、子局側に同じ乱数発生装置を付加し、送信側はデータ再送時に乱数発生装置で乱数時間αを発生させ、再送データ送信タイミングをαだけずらし、受信側は再送データ受信時に乱数発生装置で乱数時間αを発生させ、再送データ受信タイミングをαだけずらすようにしてもよい。これによって、データの衝突の頻度を少なくすることができ、確実な間欠送受信動作を行うことができる。
【0069】
【発明の効果】
請求項1〜7の発明によれば、1台の親局で複数の子局を管理することができる。また、各子局は間欠送受信動作を行っているので、その消費電力が少なく、電池動作に適している。
【0070】
請求項2または5の発明によれば、親局と各子局との間でデータの送受信タイミングを、本来のタイミングから乱数分だけずらせており、しかも子局別に乱数値が異なっているので、データの衝突する確率を大幅に低減することができる。
【0071】
請求項7の発明によれば、親局および子局の乱数発生装置を、同期信号の1周期毎にリセットするようにしているので、何らかの事情で親局と子局との間の乱数値がずれても、容易に元に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すテレメータ・テレコントロールシステムにおいて、乱数値を考慮しない場合の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図3】図1に示すテレメータ・テレコントロールシステムにおいて、乱数値を考慮した場合の、親局11と子局12との間の送受信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図4】図1に示す子局12の動作を示すフローチャートである。
【図5】図1に示す親局11の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。
【図7】図6に示すテレメータ・テレコントロールシステムの送受信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図8】本発明の第3の実施形態に係るテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示すブロック図である。
【図9】図8に示すテレメータ・テレコントロールシステムの同期信号タイミングを示すタイミングチャートである。
【図10】従来のテレメータ・テレコントロールシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
11、21、31…親局
111、211、311…記憶装置
112、212、312…制御装置
113、213、313…無線通信装置
114…乱数発生装置
12〜14、22〜24、32〜34…子局
121〜141、221〜241、321〜341…制御装置
122〜142、222〜242、322〜342…無線通信装置
123〜143…乱数発生装置
Claims (3)
- 1つの親局が複数の子局から計測値を収集すると共に、それらの動作を遠隔制御するシステムであって、
各前記子局は、一定周期で間欠送受信動作を行うものであって、
子局側通信装置と、
前記親局に対して、他の前記子局による同期信号と非同期である同期信号を前記一定周期で送信するように、前記子局側通信装置を制御する子局側制御装置とを備え、
前記親局は、
親局側通信装置と、
各前記子局の間欠受信タイミング情報を記憶している記憶装置と、
各前記子局からの同期信号を受信したとき、前記記憶装置から対応する子局に対する間欠受信タイミングの情報を取得し、当該間欠受信タイミングに合わせて当該子局との間で送受信動作を行うように、前記親局側通信装置を制御する親局側制御装置と、
各前記子局別に固有の乱数系列を発生する親局側乱数発生装置とを備え、
各前記子局は、前記親局側乱数発生装置の対応する乱数系列と同じ乱数系列を発生し、かつ相互には異なる乱数系列を発生する子局側乱数発生装置をさらに備え、
前記親局の親局側制御装置は、所定時間t1でデータを送受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを前記親局側乱数発生装置から読み出し、データの送受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせるように、前記親局側通信装置を制御し、
前記子局の子局側制御装置は、所定時間t1でデータを送受信する際に、当該時間t1に対応する乱数値aを前記子局側乱数発生装置から読み出し、データの送受信タイミングを所定時間t1から乱数値aに対応する時間だけずらせるように、前記子局側通信装置を制御することを特徴とする、テレメータ・テレコントロールシステム。 - 前記親局の親局側制御装置は、所定時間t1経過後の所定時間t2でデータをさらに送信する際に、乱数値aとは異なる乱数値であって当該時間t2に対応する乱数値bを前記親局側乱数発生装置から読み出し、データの送信タイミングを所定時間t2から乱数値bに対応する時間だけずらせるように、前記親局側通信装置を制御し、
前記子局の子局側制御装置は、所定時間t2でデータを受信する際に、当該時間t2に対応する乱数値bを前記子局側乱数発生装置から読み出し、データの受信タイミングを所定時間t2から乱数値bに対応する時間だけずらせるように、前記子局側通信装置を制御することを特徴とする、請求項1に記載のテレメータ・テレコントロールシステム。 - 前記親局側および子局側乱数発生装置は、乱数発生を前記同期信号の周期によりリセットすることを特徴とする、請求項1に記載のテレメータ・テレコントロールシステム。
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