JP5170189B2 - 電池駆動装置、電池駆動方法およびプログラム - Google Patents
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Description
同時に作動可能な2以上のデバイスを含む複数のデバイスと、
前記複数のデバイスを駆動する電力を給電する電池と、
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択手段と、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を記憶する手段と、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得手段と、
前記電池の電圧を計測する計測手段と、
前記選択手段で選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動する手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする。
同時に作動可能な2以上のデバイスを含む複数のデバイスを、電池で駆動する電池駆動装置が行う電池駆動方法であって、
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を備え、
前記選択ステップは、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする。
コンピュータに、
電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を実行させることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線センサシステムの構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態において、電池駆動装置は無線センサシステムのセンサノードを例に挙げて説明する。また、電池駆動装置、ここではセンサノードをさす、に備える複数のデバイスのいずれかに、計測を行うセンサを含むものとする。
降下電圧=降下電圧基数×搭載電池の回復電圧係数
0.000005(降下電圧基数)×100(回復電圧係数)=0.0005(降下電圧)
となり、0.0005V電源電圧が降下することが分かる。
図7は、本発明の実施の形態2に係る無線センサシステムの構成例を示すブロック図である。図1の無線センサシステムと基本的な構成は同じであり、センサノード1に算出部109を追加して備える。
di・(Vo − v)/fi + da・(v − Ve)/fa ≦ D
の範囲で、
(Vo − v)/fi + (v − Ve)/fa
が最大になるvを切替電圧として設定する。
da・(Vo − Ve)/fa ≦ D
ならば、切替電圧v=Voとして、すべて最小の電圧低下量の作動シーケンスで動作させれば動作回数は最大になる。また、
da・(Vo − Ve)/fa > D
かつ、
di・(Vo − Ve)/fi > D
ならば、動作回数は、作動シーケンスの放電量だけで決まり、D/diが最大の動作回数になる。この場合は、v=Veと考えることができる。
da・(Vo − Ve)/fa > D
でかつ、
di・(Vo − Ve)/fi ≦ D
の場合には、Vo≧v≧Veなるvで、
di・(Vo − v)/fi + da・(v − Ve)/fa ≦ D
の範囲で、
(Vo − v)/fi + (v − Ve)/fa
が最大になるvが存在する。そのvを切替電圧として設定することができる。以下、具体的な例を用いて説明する。
動作時間=Min(公称容量/放電量,(公称電圧−動作終了電圧)/降下電圧)
ここで、Min(A,B)とは、AとBの値を比較し、A<BであればAを、A≧BであればBを出力する関数である。また、降下電圧は、実施の形態1に記載した方法で算出する。
Min(2400/0.36,(3−2.3)/0.0005)=Min(6666.6,1400)=1400
となり、1400時間動作することが分かる。
Min(2400/0.36,(3−2.5)/0.0005)=Min(6666.6,1000)=1000
となり、1000時間と計算できる。このとき、バッテリの残容量は、作動シーケンスIDがC1である作動シーケンスを1000時間動作させた時の容量、つまり、
2400−0.36×1000=2040
となる。また、動作時間Bは、
Min(2040/0.44,(2.5−2.3)/0.0002)=Min(4636.3,1000)=1000
となり、1000時間と計算できる。従って、作動シーケンスに関する情報の作動シーケンスIDがC1である処理と作動シーケンスIDがC2である処理を組み合わせた時の動作時間はA+B=2000時間動作することが分かる。
前記複数のデバイスを駆動する電力を給電する電池と、
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させるシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させるシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択手段と、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を記憶する手段と、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得手段と、
前記電池の電圧を計測する計測手段と、
前記選択手段で選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動する手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする電池駆動装置。
前記情報取得手段は、前記降下電圧基数と前記回復電圧係数とから前記電圧低下量を算出する、
ことを特徴とする付記1または2に記載の電池駆動装置。
前記1回の動作ごとに前記複数のデバイスを駆動した結果の情報を無線で通信する手段を備える、
ことを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の電池駆動装置。
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させるシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させるシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を備え、
前記選択ステップは、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする電池駆動方法。
前記1回の動作ごとに前記複数のデバイスを駆動した結果の情報を無線で通信するステップを備える、
ことを特徴とする付記5ないし7のいずれかに記載の電池駆動方法。
電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させるシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させるシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
2 基地局
11 制御部
12 主記憶部
13 外部記憶部
14 入力部
15 センサ
16 送受信部
19 制御プログラム
21 制御部
22 主記憶部
23 外部記憶部
24 操作部
25 表示部
26 送受信部
29 通信プログラム
101 送受信部
102 通信制御部
103 ノード制御部
104 電池計測部
105 情報格納部
106 選択部
107 計測部
108 データ生成部
109 算出部
201 送受信部
202 通信制御部
203 受信データ格納部
Claims (9)
- 同時に作動可能な2以上のデバイスを含む複数のデバイスと、
前記複数のデバイスを駆動する電力を給電する電池と、
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択手段と、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を記憶する手段と、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得手段と、
前記電池の電圧を計測する計測手段と、
前記選択手段で選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動する手段と、
を備え、
前記選択手段は、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする電池駆動装置。 - 前記作動シーケンスごとの動作回数と該作動シーケンスの放電量の積の和が、前記電池の公称容量を超えない範囲で、前記電池の公称電圧と、前記公称電圧以下で前記動作可能最低電圧以上の基準電圧との差を前記最小放電量の作動シーケンスの電圧低下量で除した値と、前記基準電圧と前記動作可能最低電圧との差を前記最小の電圧低下量で除した値と、の合計が最大になる基準電圧を、前記切替電圧として設定する手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の電池駆動装置。
- 前記作動シーケンスごとの、単位回復電圧における降下電圧を表す降下電圧基数と、前記電池の回復電圧係数を記憶する手段を備え、
前記情報取得手段は、前記降下電圧基数と前記回復電圧係数とから前記電圧低下量を算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電池駆動装置。 - 前記複数のデバイスはそれぞれ、前記電池駆動装置の周囲の状態を検出するセンサを含み、
前記1回の動作ごとに前記複数のデバイスを駆動した結果の情報を無線で通信する手段を備える、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の電池駆動装置。 - 同時に作動可能な2以上のデバイスを含む複数のデバイスを、電池で駆動する電池駆動装置が行う電池駆動方法であって、
前記複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスから1つの作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
前記作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を備え、
前記選択ステップは、前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する、
ことを特徴とする電池駆動方法。 - 前記作動シーケンスごとの動作回数と該作動シーケンスの放電量の積の和が、前記電池の公称容量を超えない範囲で、前記電池の公称電圧と、前記公称電圧以下で前記動作可能最低電圧以上の基準電圧との差を前記最小放電量の作動シーケンスの電圧低下量で除した値と、前記基準電圧と前記動作可能最低電圧との差を前記最小の電圧低下量で除した値と、の合計が最大になる基準電圧を、前記切替電圧として設定するステップを備えることを特徴とする請求項5に記載の電池駆動方法。
- 前記情報取得ステップは、単位回復電圧における降下電圧を表す降下電圧基数と前記電池の回復電圧係数とから前記電圧低下量を算出する、ことを特徴とする請求項5または6に記載の電池駆動方法。
- 前記複数のデバイスはそれぞれ、前記電池駆動装置の周囲の状態を検出するセンサを含み、
前記1回の動作ごとに前記複数のデバイスを駆動した結果の情報を無線で通信するステップを備える、
ことを特徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の電池駆動方法。 - コンピュータに、
電池の公称電圧と動作可能最低電圧の間の所定の切替電圧の情報を取得するステップと、
複数のデバイスを駆動する1回の動作で、前記複数のデバイスのうち2以上のデバイスを同時に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、当該2以上のデバイスのうち少なくとも1つを異なる時間に作動させ、次の作動シーケンスまで待機するシーケンスと、を含む2以上の作動シーケンスごとの、1回の動作の放電量および電圧低下量の情報を取得する情報取得ステップと、
前記電池の電圧を計測する計測ステップと、
前記電池の電圧が前記切替電圧以上の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記放電量が最小の作動シーケンスを選択し、前記電池の電圧が前記切替電圧未満の場合に、前記作動シーケンス動作時の前記電圧低下量が最小の作動シーケンスを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択した作動シーケンスに従って、前記複数のデバイスを駆動するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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