JP4744572B2 - 通信機器、通信システム - Google Patents
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Description
時刻同期を行うため、各通信機器は同期用のデータを送受信し、通信機器間の時刻の同期をとる。二つの通信機器間で同期がとれた状態において、間欠動作を行う。データ送信を行う通信機器は、その間欠動作のタイミングに合わせてデータを送信する。
したがって、通信機器はデータを送信するタイミングは間欠動作のタイミングに制約を受け、任意のタイミングでデータを送信することができないという課題がある。
また、他の通信機器が当該通信機器にデータを送信したいときは、起動要求信号を当該通信機器に送信することで、当該通信機器の処理装置とデータ受信回路を起動させ、データを受信可能な状態にすることができる。そのため、他の通信機器は、所望のタイミングでデータを送信することが可能となる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成図である。本実施の形態1に係る通信システムは、1ないし複数の親端末100と、1ないし複数の子端末200とを有する。
親端末処理装置120は、データ送信回路110と起動要求信号送信回路130の動作を制御する。
起動要求信号送信回路130は、子端末200の子端末処理装置220を起動するよう要求する起動要求信号を送信する。また、必要なアンテナ等の無線信号送信手段を適宜備える。
起動回路230は、親端末100が送信した起動要求信号を受け取り、子端末処理装置220に対し、起動要求通知信号を出力する。
子端末処理装置220は、通常時はスリープ状態にあり、起動回路230から起動要求通知信号を受信すると起動状態に遷移する。起動後は、データ受信回路210の起動状態とスリープ状態を制御し、またデータ受信回路210が受信した通信データを処理する。
次に、以下の図2〜図6を用いて、各部の詳細構成を説明する。
親端末処理装置120は、起動要求部121、送信要求部122、待機処理部123を備える。
送信要求部122は、データ送信回路110にデータ送信要求信号を送り、データ送信を要求する。
待機処理部123は、親端末処理装置120を一定時間待機させる処理を行う。
子端末処理装置220は、データ受信回路起動処理部221、データ受信回路スリープ処理部222、起動状態遷移処理部223、スリープ状態遷移処理部224を備える。
データ受信回路スリープ処理部222は、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力し、データ受信回路210をスリープ状態に遷移させる。
スリープ状態遷移処理部224は、子端末処理装置220自身をスリープ状態に遷移させる。
また、子端末処理装置220がスリープ状態であるとは、例えば子端末処理装置220がマイコンで構成されている場合、クロックが停止していたり、クロックが低速で動作していたり、周辺回路が停止している状態であり、起動状態と比較して著しく消費電力が小さい状態のことである。
データ受信回路210は、データ受信部211、起動状態遷移部212、スリープ状態遷移部213を備える。
起動状態遷移部212は、子端末処理装置220が出力する起動状態遷移要求信号を受け取ると、データ受信回路210自身を起動状態に遷移させる。
スリープ状態遷移部213は、子端末処理装置220が出力するスリープ状態遷移要求信号を受信すると、データ受信回路210自身をスリープ状態に遷移させる。
また、データ受信回路210がスリープ状態であるとは、データを受信することができない状態であり、消費電力が小さい状態のことである。
起動回路230は、共振回路231、整流回路232、充電回路233、判定回路234を備える。
整流回路232は、受信した交流信号を直流信号に整流する。
充電回路233は、整流回路232が出力する直流信号を用いて電力を蓄積する。
判定回路234は、充電回路233が蓄積している電力が所定閾値を超えたかどうかを判定する。判定回路234は、例えばリセットIC(Integrated Circuit)を用いて構成することができる。その他、コンパレータ回路などを用いることもできる。
また、図5において、一つのダイオードを用いて整流回路232を構成した例を示したが、ブリッジ整流回路や全波整流回路など他の整流回路を用いてもよい。
また、図5において、コンデンサを用いて充電回路233を構成した例を示したが、その他の電力蓄積手段を用いてもよい。
図6に示すように、起動要求信号には、例えば無変調のキャリアを用いる。
充電回路233が起動要求信号の電力を蓄積し、溜まった電力がある閾値を超えると、判定回路234における信号波形が反転する。
起動回路230は、この信号波形の反転を起動要求通知信号とし、子端末処理装置220に出力する。
子端末処理装置220は、起動状態遷移処理部223の動作により、子端末処理装置223自身を起動する。
次に、本実施の形態1に係る通信システムの動作を説明する。
親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求送信指示信号を送信する。
(S702)
起動要求信号送信回路130は、起動要求送信指示信号を受け取ると、子端末200に起動要求信号を送信する。
子端末200の起動回路230は、起動要求信号を受信すると、子端末処理装置220に起動要求通知信号を出力する。子端末処理装置220は、起動状態遷移処理部223の機能により、子端末処理装置220自身を起動する。
(S704)
子端末処理装置220が起動すると、データ受信回路起動処理部221は、データ受信回路210に起動状態遷移要求信号を出力する。データ受信回路210は、起動状態遷移部212の機能により、データ受信回路210自身を起動する。
親端末処理装置120は、起動要求送信指示信号を出力した後、待機処理部123の機能により、子端末200のデータ受信回路210が起動するに十分な時間待機する。
(S706)
親端末処理装置120は、ステップS705で十分な時間待機した後、データ送信要求信号をデータ送信回路110に出力する。
(S707)
データ送信回路110は、データを子端末200に送信する。
子端末200のデータ受信回路210は、データを受信し、子端末処理装置220に受信通知信号を出力する。子端末処理装置220は、受信したデータの処理を行う。
(S709)
子端末処理装置220は、データの受信が完了し、そのデータの処理を終了した後、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力する。
データ受信回路210は、スリープ状態遷移部213の機能により、スリープ状態に遷移する。
子端末処理装置220は、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力した後、スリープ状態遷移処理部224の機能によりスリープ状態に遷移する。
なお、データの受信の完了は、例えば、一つのデータの受信ごとに完了と判断してもよいし、決められたデータ数を受信したときを受信の完了と判断してもよい。
また、決められた時間を受信時間とし、受信時間が終了したときを受信の完了と判断してもよい。
また、親端末100が受信終了を示した内容を付与したデータを送信し、子端末200がそのデータを受信したときを受信の完了と判断してもよい。
また、親端末100は、起動要求信号を送信し、子端末200のデータ受信回路210を起動させることができるので、データ送信のタイミングについての制限なく、所望のタイミングでデータを送信することができる。
本発明の実施の形態2では、子端末200が起動要求信号を受信したとき、その応答信号を親端末100に送信する構成と動作を説明する。
本実施の形態2に係る親端末100は、実施の形態1の図1で説明した構成に加え、新たにデータ受信回路140を備える。また、本実施の形態2に係る子端末200は、実施の形態1の図1で説明した構成に加え、新たにデータ送信回路240を備える。
その他の構成は、実施の形態1と概ね同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
親端末100のデータ受信回路140は、子端末200より通信データを受信すると、受信通知信号を親端末処理装置120に出力する。また、必要なアンテナ等の無線信号受信手段を適宜備える。
親端末処理装置120は、実施の形態1の図2で説明した構成に加え、新たにACK受信判定部124を備える。
ACK受信判定部124は、ACKを受信したかどうか判定し、ACKを受信していない場合は、起動要求部121を介して起動要求信号送信回路130に起動要求信号の送信を要求する。
子端末処理装置220は、実施の形態1の図3で説明した構成に加え、新たに送信要求部225を備える。
送信要求部225は、受信通知信号を受け取ると、データ送信回路240にデータ送信要求信号を送信する。
次に、本実施の形態2に係る通信システムの動作を説明する。
親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求送信指示信号を出力する。
(S1102)
起動要求信号送信回路130は、起動要求送信指示信号を受け取ると、子端末200に起動要求信号を送信する。
(S1103)
子端末200の起動回路230は、起動要求信号を受信すると、子端末処理装置220に起動要求通知信号を出力する。子端末処理装置220は、起動状態遷移処理部223の機能により、子端末処理装置220自身を起動する。
子端末処理装置230が起動すると、送信要求部225は、ACK送信要求信号をデータ送信回路240に出力する。
(S1105)
データ送信回路240は、ACK送信要求信号を受け取ると、ACKを親端末100に送信する。
(S1106)
子端末処理装置220のデータ受信回路起動処理部221は、データ受信回路210に起動状態遷移要求信号を出力する。データ受信回路210は、起動状態遷移部212の機能により、データ受信回路210自身を起動する。
親端末100のデータ受信回路140は、ACKを受信すると、受信通知信号を親端末処理装置120に出力する。
(S1108)
親端末処理装置120は、受信通知信号を受信すると、データ送信要求信号をデータ送信回路110に出力する。
(S1109)
データ送信回路110は、データを子端末200に送信する。
子端末200のデータ受信回路210は、データを受信し、子端末処理装置220に受信通知信号を出力する。子端末処理装置220は、受信したデータの処理を行う。
(S1111)
子端末処理装置220は、データの受信が完了し、そのデータの処理を終了した後、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力する。
データ受信回路210は、スリープ状態遷移部213の機能により、スリープ状態に遷移する。
子端末処理装置220は、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力した後、スリープ状態遷移処理部224の機能によりスリープする。
親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求送信指示信号を出力する。
(S1202)
起動要求信号送信回路130は、起動要求送信指示信号を受け取ると、子端末200に起動要求信号を送信する。
親端末処理装置120は、待機処理部123の機能により、一定時間待機する。
(S1204)
ここでは、何らかの理由で子端末200からACKを受信しなかったものとする。
(S1205)
親端末処理装置120が一定時間待機した後、ACK受信判定部124は、子端末200からACKを受信したか否かを判定する。ここではACKを受信しなかったので、親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求信号を再出力する。
なお、子端末200のデータ送信回路240はACKを送信することを説明したが、ACK以外のデータを送信するように構成してもよい。
データ送信回路240がACK以外のデータを送信する場合でも、子端末200の消費電力を抑えることが可能である。また、子端末200から親端末100にデータを送信することが可能である。
到達判断ができるため、親端末100はデータ送信ができるかわからないまま送信を行うことがなくなり、通信の信頼性を高めることが可能となる。
図13は、本実施の形態3に係る無線システムの構成図である。
本実施の形態3に係る親端末100は、実施の形態2の図8で説明した構成に加え、新たに搬送波送信回路150を備える。また、本実施の形態3に係る子端末200は、実施の形態1の図1で説明した構成に加え、新たに負荷変調回路250を備える。
その他の構成は、実施の形態1〜2で説明したものと概ね同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
次に、本実施の形態3に係る通信システムの動作を説明する。
親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求送信指示信号を出力する。
(S1402)
起動要求信号送信回路130は、起動要求送信指示信号を受け取ると、子端末200に起動要求信号を送信する。
親端末処理装置120は、搬送波送信回路150に送信要求信号を出力する。
(S1404)
搬送波送信回路150は、送信要求信号を受け取ると、子端末200に搬送波(例えば無変調のキャリア信号)を送信する。
子端末200の起動回路230は、起動要求信号を受信すると、子端末処理装置220に起動要求通知信号を出力する。子端末処理装置220は、起動状態遷移処理部223の機能により、子端末処理装置220自身を起動する。
(S1406)
子端末処理装置230が起動すると、送信要求部225は、ACK送信要求信号を負荷変調回路250に出力する。
負荷変調回路250は、親端末100が送信した搬送波をACK送信要求信号により変調する。この変調により、ACKが送信される。
(S1408)
子端末処理装置220のデータ受信回路起動処理部221は、データ受信回路210を起動する。
親端末100のデータ受信回路110は、ACKを受信すると、受信通知信号を親端末処理装置120に出力する。
(S1410)
親端末処理装置120は、受信通知信号を受信すると、データ送信要求信号をデータ送信回路130に出力する。
データ送信回路130は、データを子端末200に送信する。
(S1412)
子端末100のデータ受信回路210は、データを受信し、子端末処理装置220に受信通知信号を出力する。子端末処理装置220は、受信したデータの処理を行う。
(S1413)
子端末処理装置220は、データの受信が完了し、そのデータの処理を終了した後、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力する。
データ受信回路210は、スリープ状態遷移部213の機能により、スリープ状態に遷移する。
子端末処理装置220は、スリープ状態遷移要求信号をデータ受信回路210に出力した後、スリープ状態遷移処理部224の機能によりスリープする。
親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求送信指示信号を出力する。
(S1502)
起動要求信号送信回路130は、起動要求送信指示信号を受信すると、子端末200に起動要求信号を送信する。
親端末処理装置120は、搬送波送信回路150に送信要求信号を出力する。
(S1504)
搬送波送信回路150は、送信要求信号を受信すると、子端末200に搬送波を送信する。
親端末処理装置120は、待機処理部123の機能により、一定時間待機する。
(S1506)
ここでは、何らかの理由で子端末200からACKを受信しなかったものとする。
(S1507)
親端末処理装置120が一定時間待機した後、ACK受信判定部124は、子端末200からACKを受信したか否かを判定する。ここではACKを受信しなかったので、親端末処理装置120は、起動要求信号送信回路130に起動要求信号を再出力する。
負荷変調回路250がACK以外のデータを送信する場合でも、子端末200の消費電力を抑えることができる。また、子端末200から親端末100にデータを送信することが可能である。
本発明の実施の形態4では、起動回路230の別構成例について説明する。
本実施の形態4において、起動回路230は、実施の形態1の図5で説明した構成に加え、カウンタ回路235、比較回路236、DIPSW(DIP SWitch)237を備える。
比較回路236は、カウンタ回路235のカウンタ値とDIPSW237の設定値とを比較し、同一であった場合、子端末処理装置220を起動させる。
図17は、本発明の実施の形態5に係る通信システムの構成図である。
本実施の形態5に係る親端末100は、実施の形態1の図1で説明した構成に加え、新たにデータ受信回路140、起動回路160を備える。また、本実施の形態5に係る子端末200は、実施の形態1の図1で説明した構成に加え、新たにデータ送信回路240、起動要求信号送信回路260を備える。
データ送信回路240、起動要求信号送信回路260は、それぞれデータ送信回路110、起動要求信号送信回路130と同様の構成・機能を備える。
また、親端末100と子端末200双方の省電力化を図るとともに、親端末100と子端末200双方が、所望のタイミングでデータを送受信することができる。
以上の実施の形態1〜5では、起動要求信号を1度しか送信していないが、起動要求信号を複数回送信してもよい。複数回送信することで、信号が相手に到達する確率が増えるため、通信の信頼性を向上することができる。
例えば、実施の形態4で説明した起動回路230の構成を、他の実施の形態の構成で用いることができる。
あるいは、実施の形態2で説明したデータ受信回路140とデータ送信回路240、実施の形態3で説明した搬送波送信回路150と負荷変調回路250を、他の実施の形態の構成で用いることもできる。
図18は、本発明の実施の形態7に係る空調システムの構成図である。
本実施の形態7に係る空調システムは、空気調和機300、リモコン400を備える。
空気調和機300は、実施の形態1〜6のいずれかで説明した親端末100を備える。 リモコン400は、実施の形態1〜6のいずれかで説明した子端末200を備える。
リモコン400は、その起動要求信号を受信してスリープ状態から起動状態に遷移し、空気調和機300からデータを受信する。
これにより、空気調和機300は、所望のタイミングでリモコン400にデータを送信することができる。また、リモコン400は、データを受信する時以外はスリープするため、消費電力の高い受信時の電力を極力抑えることが可能となる。
センサ端末とそのセンサ端末を統括する制御端末から構成されるセンサシステム(図示せず)において、制御端末が実施の形態1〜6で説明した親端末100を備え、センサ端末が実施の形態1〜6で説明した子端末200を備えるように構成することもできる。
この構成によって、制御端末はセンサ端末にデータをいつでも送信することができる。また、センサ端末は、データ受信時以外はスリープするため、消費電力を低減することができる。
様々な場所に設置されるため電池駆動の端末が多いセンサ端末にとって、消費電力の低減は有益である。
Claims (10)
- 通信データを受信するデータ受信回路と、
前記通信データを処理する処理装置と、
前記処理装置を起動する起動回路と、
通信データを送信するデータ送信回路と
を備え、
前記起動回路は、
前記処理装置の起動を要求する起動要求信号を受信すると、前記起動要求信号から特定の周波数のみを取り出す共振回路と、
交流を直流に変換する整流回路と、
前記整流回路が出力する電力を蓄積する充電回路と、
前記充電回路が蓄積する電力が所定閾値を超えた回数を数えるカウンタ回路とを有し、
その回数が設定された固有値と合致すると、前記処理装置に起動要求通知信号を出力し、
前記処理装置は、
前記起動要求通知信号を受け取るまではスリープ状態で待機しており、
前記起動要求通知信号を受け取ると起動状態に遷移し、
また、前記起動要求信号に対するACKを送信するよう要求するACK送信要求信号を前記データ送信回路に出力し、
前記データ受信回路は、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されるまではスリープ状態で待機しており、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されると起動状態に遷移し、
前記データ送信回路は、
前記ACK送信要求信号を受け取るとACKを送信する、
通信機器と、
前記通信機器に前記起動要求信号を送信する親機と、
を有することを特徴とする通信システム。 - 通信データを受信するデータ受信回路と、
前記通信データを処理する処理装置と、
前記処理装置を起動する起動回路と、
搬送波を受信して変調する負荷変調回路と
を備え、
前記起動回路は、
前記処理装置の起動を要求する起動要求信号を受信すると、前記起動要求信号から特定の周波数のみを取り出す共振回路と、
交流を直流に変換する整流回路と、
前記整流回路が出力する電力を蓄積する充電回路と、
前記充電回路が蓄積する電力が所定閾値を超えた回数を数えるカウンタ回路とを有し、
その回数が設定された固有値と合致すると、前記処理装置に起動要求通知信号を出力し、
前記処理装置は、
前記起動要求通知信号を受け取るまではスリープ状態で待機しており、
前記起動要求通知信号を受け取ると起動状態に遷移し、
また、前記起動要求信号に対するACKを送信するよう要求するACK送信要求信号を前記負荷変調回路に出力し、
前記データ受信回路は、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されるまではスリープ状態で待機しており、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されると起動状態に遷移し、
前記負荷変調回路は、
前記ACK送信要求信号を受け取ると、前記搬送波を変調してACKを生成し送信する通信機器と、
前記通信機器に前記起動要求信号を送信する親機と、
を有することを特徴とする通信システム。 - 前記起動回路は、
特定の周波数のみを取り出す共振回路と、
交流を直流に変換する整流回路と、
前記整流回路が出力する電力を蓄積する充電回路と、
前記充電回路が蓄積している電力が第1閾値を超えたか否かを判定する判定回路と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。 - 前記起動要求信号が当該通信機器宛であるか否かを判定する手段を備え、
前記処理装置は、
前記起動要求信号が当該通信機器宛であるときは起動状態に遷移する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の通信システム。 - 前記固有値を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項4に記載の通信システム。
- 前記共振回路は、
当該通信機器に固有の共振周波数を有し、
前記起動要求信号の周波数が前記共振回路の共振周波数と合致したとき、
前記起動要求信号が当該通信機器宛であると判断し、
前記処理装置に起動要求通知信号を出力する
ことを特徴とする請求項3記載の通信システム。 - 前記親機は、
前記通信機器に前記起動要求信号を複数回送信する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6に記載の通信システム。 - 前記親機は、
通信データを受信する第2データ受信回路と、
通信データを送信する第2データ送信回路と、
を備え、
前記通信機器が送信する前記ACKを受信すると、
前記通信機器に通信データを送信する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信システム。 - 通信データを受信するデータ受信回路と、
前記通信データを処理する処理装置と、
前記処理装置を起動する起動回路と、
を備え、
前記起動回路は、
前記処理装置の起動を要求する起動要求信号を受信すると、前記起動要求信号から特定の周波数のみを取り出す共振回路と、
交流を直流に変換する整流回路と、
前記整流回路が出力する電力を蓄積する充電回路と、
前記充電回路が蓄積する電力が所定閾値を超えた回数を数えるカウンタ回路とを有し、
その回数が設定された固有値と合致すると、前記処理装置に起動要求通知信号を出力し、
前記処理装置は、
前記起動要求通知信号を受け取るまではスリープ状態で待機しており、
前記起動要求通知信号を受け取ると起動状態に遷移し、
前記データ受信回路は、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されるまではスリープ状態で待機しており、
前記起動回路または前記処理装置から起動するよう要求されると起動状態に遷移する
ことを特徴とする通信機器。 - 前記固有値を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項9に記載の通信機器。
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JPH11174149A (ja) * | 1997-12-12 | 1999-07-02 | Katsuhiko Osumi | 被介護者認識装置 |
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