JP4771548B2 - Wireless communication terminal and transmission control program for extending life of secondary battery - Google Patents

Wireless communication terminal and transmission control program for extending life of secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、2次電池の寿命を延長させる無線通信端末及び送信制御プログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication terminal and a transmission control program for extending the life of a secondary battery.

近年、ユビキタス環境におけるMachine-To-Machineのための無線通信端末が普及しつつある。これら端末は、人間によって所持され、移動体(自動車、ペット等)に具備され、又は様々な場所に配置され、様々な周辺情報を取得し、更にその周辺情報を送信することができる。このような周辺情報を特定のサーバに集めることによって、広範囲の位置情報と様々な周辺情報との関係を分析することができる。   In recent years, wireless communication terminals for machine-to-machine in a ubiquitous environment are becoming widespread. These terminals are carried by humans, are provided in a mobile body (car, pet, etc.), or are arranged at various locations, and can acquire various peripheral information and further transmit the peripheral information. By collecting such peripheral information in a specific server, it is possible to analyze the relationship between a wide range of position information and various peripheral information.

このような端末は、周辺情報モニタ機能と通信モジュールとを搭載した端末であって、例えば、周辺情報(例えば気温・湿度のような周辺環境情報、又はカメラで撮影された周辺画像情報)を自動的にモニタし、その周辺情報を、基地局を介してサーバへ送信する。また、このような端末は、通常、携帯型であって、電源として2次電池を備えており、必要に応じて外部電源(AC電源)が使用できる構成となっている。   Such a terminal is a terminal equipped with a peripheral information monitoring function and a communication module. For example, peripheral information (for example, peripheral environment information such as temperature and humidity, or peripheral image information captured by a camera) is automatically used. And the peripheral information is transmitted to the server via the base station. Further, such a terminal is usually portable and includes a secondary battery as a power source, and can be configured to use an external power source (AC power source) as necessary.

更に、自己発電機能を備えた端末も多い。例えば、端末の筐体外側部分に太陽電池を備えることができる。通常起動時は、この太陽電池から出力される電力によって2次電池を充電し、無線通信機能やその他の回路に電力を供給する。   In addition, many terminals have a self-power generation function. For example, a solar cell can be provided in the outer part of the casing of the terminal. During normal startup, the secondary battery is charged with the power output from the solar battery, and the power is supplied to the wireless communication function and other circuits.

このような端末は、通常、太陽電池によって発電した電気を、一旦、2次電池に蓄える。そして、2次電池から、無線通信機能やその他の回路へ電力を供給する。このような構成にすることによって、外部電源が使用できない場所であっても、また、太陽光が得られない夜間であっても、2次電池のみで無線通信機能を駆動させることができる。   Such a terminal normally stores the electricity generated by the solar cell once in the secondary battery. Then, power is supplied from the secondary battery to the wireless communication function and other circuits. By adopting such a configuration, the wireless communication function can be driven only by the secondary battery even in a place where an external power source cannot be used or in the night when sunlight cannot be obtained.

特許第3173580号公報Japanese Patent No. 3173580 特開2007−020051号公報JP 2007-020051 A 特開2005−190295号公報JP 2005-190295 A 特開2003−249672号公報JP 2003-249672 A 特開平8−223067号公報JP-A-8-2223067 "Batteries in a Portable World (secondedition)," Isidor Buchmann,Cadex Electronics Inc."Batteries in a Portable World (secondedition)," Isidor Buchmann, Cadex Electronics Inc. 市村雅弘、他、「小形リチウムイオン電池の寿命特性」、電子情報通信学会技術研究報告電子通信エネルギー技術、Vol.105、No.197、pp.19−23.Masahiro Ichimura, et al., “Life characteristics of small lithium-ion batteries”, IEICE Technical Report, Electronic Communication Energy Technology, Vol.105, No.197, pp.19-23. 松下電器産業、「バッテリー寿命が従来よりも約1.5倍に延びるエコノミーモード(ECO)」、[online]、[平成19年7月4日検索]、インターネット<URL:http://panasonic.jp/pc/support/products/r4g/mobile.html>Matsushita Electric Industrial, "Economy Mode (ECO) with a battery life about 1.5 times longer than before", [online], [Search July 4, 2007], Internet <URL: http: // panasonic. jp / pc / support / products / r4g / mobile.html>

しかしながら、通常、2次電池には、自己放電や繰り返し使用による寿命がある。従って、太陽電池が正常に動作している場合であっても、2次電池の劣化が早くなると、結局、2次電池を交換しなければならない。   However, secondary batteries usually have a lifetime due to self-discharge and repeated use. Therefore, even when the solar battery is operating normally, if the secondary battery deteriorates quickly, the secondary battery must be replaced after all.

そこで、本発明は、自己発電機能及び2次電池を備えた端末について、その2次電池の寿命(2次電池を交換するまでの期間)をできる限り延長させることができる無線通信端末及び送信制御プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention relates to a wireless communication terminal and transmission control capable of extending the life of a secondary battery (period until the secondary battery is replaced) as much as possible for a terminal having a self-power generation function and a secondary battery. The purpose is to provide a program.

本発明によれば、自己発電手段と、該自己発電手段から出力された電気を充電する2次電池と、該2次電池の電力を用いて基地局と通信する無線通信手段とを有する無線通信端末において、
自動的に周辺情報をモニタする周辺情報モニタ手段と、
前記周辺情報を一時的にバッファする送信バッファと、
前記2次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、
前記2次電池の特性から、繰り返し充放電回数が最も多くなる最適残容量と、許容できる充放電回数に基づく上限の第1の閾値残容量及び下限の第2の閾値残容量とを予め特定し、満充電容量>第1の閾値残容量>最適残容量>第2の閾値残容量>残容量0と規定した上で、前記2次電池が、最大でも第1の閾値残容量までしか充電しないように制御する充放電制御手段と、
前記2次電池の残容量が、第1の閾値残容量と第2の閾値残容量との間にある場合にのみ、前記送信バッファに蓄積された前記周辺情報を前記基地局へ送信し、第2の閾値残容量以下である場合に前記周辺情報を送信しないように制御する送信制御手段と
を有し、
前記送信制御手段は、前記周辺情報を所定バースト長単位に区分し、その所定バースト長のパケット毎の送信間隔として、所定待ち時間を確保する
ことを特徴とする。
According to the present invention, wireless communication has self-power generation means, a secondary battery that charges electricity output from the self-power generation means, and wireless communication means that communicates with a base station using the power of the secondary battery. On the terminal,
Peripheral information monitoring means for automatically monitoring peripheral information;
A transmission buffer for temporarily buffering the peripheral information;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity of the secondary battery;
Based on the characteristics of the secondary battery, an optimum remaining capacity where the number of repeated charging / discharging is the largest, and an upper limit first threshold remaining capacity and a lower limit second threshold remaining capacity based on the allowable number of times of charging / discharging are specified in advance. And full charge capacity> first threshold remaining capacity > optimum remaining capacity > second threshold remaining capacity> remaining capacity 0, and the secondary battery is charged only up to the first threshold remaining capacity. Charging / discharging control means to control,
Only when the remaining capacity of the secondary battery is between the first threshold remaining capacity and the second threshold remaining capacity, the peripheral information stored in the transmission buffer is transmitted to the base station, the peripheral information in the case where the second threshold residual capacity or less have a transmission control means for controlling so as not to transmit,
The transmission control means divides the peripheral information into predetermined burst length units, and secures a predetermined waiting time as a transmission interval for each packet of the predetermined burst length .

本発明の無線通信端末における他の実施形態によれば、自己発電手段は、光を受けて発電する太陽電池であることも好ましい。   According to another embodiment of the wireless communication terminal of the present invention, the self-power generation means is preferably a solar cell that generates light by receiving light.

本発明の無線通信端末における他の実施形態によれば、残容量検出手段は、放電深度(DoD: Depth of Discharge)又は出力電圧から、2次電池の残容量を検出することも好ましい。   According to another embodiment of the wireless communication terminal of the present invention, the remaining capacity detecting means preferably detects the remaining capacity of the secondary battery from a depth of discharge (DoD) or an output voltage.

本発明によれば、
自己発電手段と、
自己発電手段から出力された電気を充電する2次電池と、
2次電池の電力を用いて基地局と通信する無線通信手段と
有する無線通信端末に搭載されたコンピュータを機能させる送信制御プログラムであって、
自動的に周辺情報をモニタする周辺情報モニタ手段と、
前記周辺情報を一時的にバッファする送信バッファと、
前記2次電池の残容量を検出する残容量検出手段と
前記2次電池の特性から、繰り返し充放電回数が最も多くなる最適残容量と、許容できる充放電回数に基づく上限の第1の閾値残容量及び下限の第2の閾値残容量とを予め特定し、満充電容量>第1の閾値残容量>最適残容量>第2の閾値残容量>残容量0と規定した上で、前記2次電池が、最大でも第1の閾値残容量までしか充電しないように制御する充放電制御手段と、
前記2次電池の残容量が、第1の閾値残容量と第2の閾値残容量との間にある場合にのみ、前記送信バッファに蓄積された前記周辺情報を前記基地局へ送信し、第2の閾値残容量以下である場合に前記周辺情報を送信しないように制御する送信制御手段と
を有し、
前記送信制御手段は、前記周辺情報を所定バースト長単位に区分し、その所定バースト長のパケット毎の送信間隔として、所定待ち時間を確保する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention,
Self-power generation means;
A secondary battery for charging electricity output from the self-power generation means;
Wireless communication means for communicating with the base station using the power of the secondary battery;
A transmission control program to function a computer mounted in a wireless communication terminal having,
Peripheral information monitoring means for automatically monitoring peripheral information;
A transmission buffer for temporarily buffering the peripheral information;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity of the secondary battery;
Based on the characteristics of the secondary battery, an optimum remaining capacity where the number of repeated charging / discharging is the largest, and an upper limit first threshold remaining capacity and a lower limit second threshold remaining capacity based on the allowable number of times of charging / discharging are specified in advance. And full charge capacity> first threshold remaining capacity> optimum remaining capacity> second threshold remaining capacity> remaining capacity 0, and the secondary battery is charged only up to the first threshold remaining capacity. Charging / discharging control means to control,
Only when the remaining capacity of the secondary battery is between the first threshold remaining capacity and the second threshold remaining capacity, the peripheral information stored in the transmission buffer is transmitted to the base station, Transmission control means for controlling not to transmit the peripheral information when the threshold remaining capacity is 2 or less
Have
The transmission control means divides the peripheral information into predetermined burst length units, and ensures a predetermined waiting time as a transmission interval for each packet of the predetermined burst length.
The computer is made to function as described above .

本発明の無線通信端末及び送信制御プログラムによれば、自己発電機能及び2次電池を備えた端末について、その2次電池の残容量が、常に一定範囲(満充電容量に対して例えば60%〜20%)に保持されるために、その2次電池の寿命をできる限り延長させることができる。これによって、2次電池を交換するまでの期間をできる限り延長させることができ、結果的に、メンテナンス作業の軽減につながる。   According to the wireless communication terminal and the transmission control program of the present invention, the remaining capacity of the secondary battery is always in a certain range (for example, 60% to full charge capacity with respect to the terminal having the self-power generation function and the secondary battery 20%), the life of the secondary battery can be extended as much as possible. As a result, the period until the secondary battery is replaced can be extended as much as possible, resulting in a reduction in maintenance work.

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、無線通信端末を有するシステム構成図である。   FIG. 1 is a system configuration diagram having a wireless communication terminal.

図1によれば、本発明における無線通信端末1は、アンテナ12を備えており、無線リンクを介して無線基地局2と通信をすることができる。無線基地局2は、ネットワークを介してデータ収集サーバ3に接続されている。これにより、無線通信端末1は、無線基地局2を介してデータ収集サーバ3と通信をすることができる。   According to FIG. 1, the wireless communication terminal 1 according to the present invention includes an antenna 12 and can communicate with the wireless base station 2 via a wireless link. The radio base station 2 is connected to the data collection server 3 via a network. Thereby, the radio communication terminal 1 can communicate with the data collection server 3 via the radio base station 2.

また、無線通信端末1は、自己発電機能としての太陽電池10と、その太陽電池10から出力された電気を蓄積する2次電池11とを備えている。無線通信端末1は、その2次電池の電力を用いて無線通信機能を駆動することができる。従って、外部電源が無い場所であっても、配置することができる。勿論、外部電源14を備えるものであってもよい。   In addition, the wireless communication terminal 1 includes a solar battery 10 as a self-power generation function and a secondary battery 11 that stores electricity output from the solar battery 10. The wireless communication terminal 1 can drive the wireless communication function using the power of the secondary battery. Therefore, it can be arranged even in a place where there is no external power source. Of course, an external power supply 14 may be provided.

更に、無線通信端末1は、周辺情報をモニタすることができる周辺情報モニタ部13を備えている。周辺情報として、例えば、温度・湿度・雨量・震度のような周辺環境情報、又は画像のような周辺画像情報がある。例えば無線通信端末1は、周辺情報モニタ部13によって自動的にモニタした周辺情報を、無線基地局2を介して、データ収集サーバ3へ送信することができる。このように、自己発電機能を有し、且つ周辺情報モニタ部によってモニタしたデータを自動的に送信する無線通信端末は、様々な場所に配置することができる。   Furthermore, the wireless communication terminal 1 includes a peripheral information monitor unit 13 that can monitor peripheral information. The peripheral information includes, for example, peripheral environment information such as temperature, humidity, rainfall, and seismic intensity, or peripheral image information such as an image. For example, the wireless communication terminal 1 can transmit the peripheral information automatically monitored by the peripheral information monitoring unit 13 to the data collection server 3 via the wireless base station 2. As described above, the wireless communication terminal that has the self-power generation function and automatically transmits the data monitored by the peripheral information monitoring unit can be arranged in various places.

ここで、2次電池の特性について説明する。   Here, the characteristics of the secondary battery will be described.

携帯電話機又は携帯情報端末のような端末は、2次電池として、リチウムイオン電池を使用する場合が多い。リチウムイオン電池は、単位体積あたりの容量が大きく、且つ充電時のメモリ効果がないため、2次電池として最適である。   A terminal such as a mobile phone or a portable information terminal often uses a lithium ion battery as a secondary battery. A lithium ion battery has a large capacity per unit volume and has no memory effect at the time of charging, and thus is optimal as a secondary battery.

リチウムイオン電池は、満充電状態又は過放電状態(空充電状態、残容量0)で長期間放置した場合、その充放電可能な寿命を著しく劣化させることが知られている(例えば非特許文献1、2及び3参照)。特に、非特許文献3によれば、100%充電状態で充放電を繰り返す場合は、80%充電状態で充放電を繰り返す場合と比較して、2次電池の容量の減少が早い(耐用年数が短い)ことが確認できる。   It is known that a lithium ion battery significantly deteriorates its chargeable / dischargeable life when left in a fully charged state or an overdischarged state (empty charged state, remaining capacity 0) for a long time (for example, Non-Patent Document 1). 2 and 3). In particular, according to Non-Patent Document 3, when charging / discharging is repeated in the 100% charged state, the capacity of the secondary battery is reduced faster than in the case where charging / discharging is repeated in the 80% charged state (the service life is shortened). (Short).

図2は、リチウムイオン電池における充放電回数対残容量の概略的な特性グラフである。   FIG. 2 is a schematic characteristic graph of the number of charge / discharge cycles versus remaining capacity in a lithium ion battery.

図2のグラフは、リチウムイオン電池に対する一般的な特性グラフであって、特定条件の下で計測した結果ではない。2次電池の特性から、繰り返しの充放電回数が最も多くなる最適残容量を特定する。一般には、リチウムイオン電池は、およそ40%充電状態で充放電を繰り返した場合、その充放電回数が最も多い。即ち、その寿命が長いといえる。一方で、およそ40%充電状態から、充電割合を大きくしても又は小さくしても、その充放電回数は少なくなる。   The graph of FIG. 2 is a general characteristic graph for a lithium ion battery, and is not a result of measurement under specific conditions. Based on the characteristics of the secondary battery, the optimum remaining capacity that maximizes the number of repeated charging and discharging is specified. Generally, when a lithium ion battery is repeatedly charged and discharged in a charged state of about 40%, the number of times of charging and discharging is the largest. That is, it can be said that the lifetime is long. On the other hand, even if the charging rate is increased or decreased from the approximately 40% charged state, the number of times of charging / discharging decreases.

先行技術文献に記載されているような、太陽電池によって2次電池を充電するような端末では、常時、太陽電池によって2次電池を充電するものである。そうすると、無線通信機能が動作している時間を除いて、ほとんどの時間帯において、その2次電池は満充電状態にあると考えられる。つまり、太陽電池から2次電池に対する充電を繰り返すことによって、2次電池の寿命(充放電回数)は劣化する。   In a terminal that is charged with a secondary battery by a solar battery as described in the prior art document, the secondary battery is always charged by the solar battery. Then, it is considered that the secondary battery is in a fully charged state in most time periods except for the time during which the wireless communication function is operating. That is, the lifetime (number of times of charging / discharging) of the secondary battery is deteriorated by repeatedly charging the secondary battery from the solar battery.

また、周辺情報をモニタするために配置されたような無線通信端末は、通常、メンテナンス作業を軽減するために、太陽電池を備えている場合が多い。それにもかかわらず、太陽電池の電気を蓄積する2次電池の交換作業が頻繁に発生するようでは、メンテナンス作業を軽減するという目的は達成できない。本発明によれば、送信制御をすることによって、2次電池の寿命を延長し、結果的に、メンテナンス作業を軽減する。   Also, a wireless communication terminal arranged to monitor peripheral information usually has a solar cell in order to reduce maintenance work. Nevertheless, if the replacement work of the secondary battery that accumulates the electricity of the solar battery frequently occurs, the purpose of reducing the maintenance work cannot be achieved. According to the present invention, by performing transmission control, the life of the secondary battery is extended, and as a result, maintenance work is reduced.

図3は、本発明における無線通信端末の機能構成図である。   FIG. 3 is a functional configuration diagram of the wireless communication terminal according to the present invention.

図3によれば、無線通信端末1は、外部に、自己発電機能としての太陽電池10と、無線通信機能としてのアンテナ12と、周辺情報モニタ部13と、外部電源(AC電源)14とを有する。本発明によれば、外部電源を必要としないものであるが、外部電源を使用する場合であっても、2次電池の充電割合を制御している。   According to FIG. 3, the wireless communication terminal 1 externally includes a solar cell 10 as a self-power generation function, an antenna 12 as a wireless communication function, a peripheral information monitor unit 13, and an external power supply (AC power supply) 14. Have. According to the present invention, an external power source is not required, but the charging rate of the secondary battery is controlled even when an external power source is used.

また、無線通信端末1は、内部に、2次電池11と、電源制御部15と、送信バッファ16と、送信制御部17と、フラッシュメモリ(F−ROM)18と、無線通信機能部19とを有する。特に、送信制御部17は、無線通信端末1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。   The wireless communication terminal 1 includes a secondary battery 11, a power supply control unit 15, a transmission buffer 16, a transmission control unit 17, a flash memory (F-ROM) 18, and a wireless communication function unit 19. Have In particular, the transmission control unit 17 is realized by executing a program that causes a computer installed in the wireless communication terminal 1 to function.

電源制御部15は、残容量検出部151を更に含んでいる。電源制御部15は、太陽電池10と外部電源14とを自動的に切り替えながら、2次電池に対する充放電制御機能を有する。   The power supply control unit 15 further includes a remaining capacity detection unit 151. The power supply control unit 15 has a charge / discharge control function for the secondary battery while automatically switching between the solar battery 10 and the external power supply 14.

ここで、2次電池について、以下のように閾値を規定する。
[1] 第1の閾値残容量>最適残容量>第2の閾値残容量
(例えば) 60%充電 >40%充電> 20%充電
[2] 満充電容量 >第1の閾値残容量>第2の閾値残容量>残容量0
(例えば)100%充電> 60%充電 > 20%充電 >0%充電
このとき、電源制御部15の充放電制御機能は、2次電池が、最大でも第1の閾値残容量(60%充電)までしか充電しないように制御する。
Here, the threshold value is defined for the secondary battery as follows.
[1] first threshold remaining capacity> optimum remaining capacity> second threshold remaining capacity (for example) 60% charge> 40% charge> 20% charge [2] full charge capacity> first threshold remaining capacity> second Threshold remaining capacity> remaining capacity 0
(For example) 100% charge> 60% charge> 20% charge> 0% charge At this time, the charge / discharge control function of the power supply control unit 15 is the first threshold remaining capacity (60% charge) at the maximum. It controls to charge only.

また、残容量検出部151は、2次電池11の残容量を検出する。検出された残容量は、送信制御部17へ出力される。   Further, the remaining capacity detection unit 151 detects the remaining capacity of the secondary battery 11. The detected remaining capacity is output to the transmission control unit 17.

ここで、残容量とは、放電深度(DoD:
Depth of Discharge)から計算される値(電池容量×(1−放電深度))であって、残容量検出部151に備えられたマイクロコンピュータによって測定される。放電深度に対する残容量の関係について、具体的には、放電深度0%の場合は残容量100%となり、放電深度100%の場合は残容量0%となる。
Here, the remaining capacity is the depth of discharge (DoD:
A value calculated from Depth of Discharge (battery capacity × (1−depth of discharge)), which is measured by a microcomputer provided in the remaining capacity detection unit 151. Regarding the relationship between the remaining capacity and the discharge depth, specifically, the remaining capacity is 100% when the discharge depth is 0%, and the remaining capacity is 0% when the discharge depth is 100%.

尚、放電深度が直接的に得られない場合、2次電池の出力電圧であってもよい。その場合、マイクロコンピュータにより出力電圧から残容量を推定する。出力電圧に対する残容量及び放電深度の関係について、具体的には、電圧4.2V(=充電電圧)の場合、放電深度0%及び残容量100%となり、電圧2.75V(=終止電圧)の場合、放電深度100%及び残容量0%となる。   If the discharge depth cannot be obtained directly, the output voltage of the secondary battery may be used. In that case, the remaining capacity is estimated from the output voltage by the microcomputer. Regarding the relationship between the remaining capacity and the discharge depth with respect to the output voltage, specifically, when the voltage is 4.2 V (= charge voltage), the discharge depth is 0% and the remaining capacity is 100%, and the voltage is 2.75 V (= end voltage). In this case, the discharge depth is 100% and the remaining capacity is 0%.

周辺情報モニタ部13によってモニタされた周辺情報は、送信バッファ16に蓄積され、送信待ち状態に置かれる。送信バッファ16に蓄積されたデータは、送信制御部17の制御に応じて出力タイミングが制御される。   The peripheral information monitored by the peripheral information monitor unit 13 is accumulated in the transmission buffer 16 and placed in a transmission waiting state. The output timing of the data stored in the transmission buffer 16 is controlled according to the control of the transmission control unit 17.

送信制御部17は、2次電池の残容量が、第1の閾値残容量(例えば60%)と第2の閾値残容量(例えば20%)との間にある場合にのみデータを送信し、第2の閾値残容量(例えば20%)以下である場合にデータを送信しないように制御する。これにより、2次電池の寿命をできる限り延長させるような残容量に保持することができる。そして、送信バッファ16から取り出したデータを、フラッシュメモリ18へ出力する。このとき、所定のバースト単位長のデータに区分して、送信する。   The transmission control unit 17 transmits data only when the remaining capacity of the secondary battery is between the first threshold remaining capacity (for example, 60%) and the second threshold remaining capacity (for example, 20%), Control is performed so that data is not transmitted when the second threshold remaining capacity (for example, 20%) or less. Thereby, it is possible to maintain the remaining capacity so as to extend the life of the secondary battery as much as possible. Then, the data extracted from the transmission buffer 16 is output to the flash memory 18. At this time, it is divided into data of a predetermined burst unit length and transmitted.

フラッシュメモリ18は、無線通信機能に対するブロックデバイスとして使用され、ファイルシステムとして動作する。無線通信機能部19は、既存のベースバンド処理、IF処理及びRF処理によって、アンテナ12から電波を出力する。   The flash memory 18 is used as a block device for the wireless communication function and operates as a file system. The wireless communication function unit 19 outputs radio waves from the antenna 12 by existing baseband processing, IF processing, and RF processing.

図4は、本発明における送信制御部の処理のフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart of processing of the transmission control unit in the present invention.

送信制御部17は、送信すべきデータが発生した際、例えば、アプリケーションからの通信開始が指示された際に、このフローチャートの処理を開始する。   The transmission control unit 17 starts the processing of this flowchart when data to be transmitted is generated, for example, when communication start is instructed from an application.

(S401)最初に、送信バッファ16にデータを蓄積されているか否かを判定する。送信すべきデータが蓄積されていない場合、処理を終了する。 (S401) First, it is determined whether data is stored in the transmission buffer 16 or not. If the data to be transmitted is not accumulated, the process is terminated.

(S402)送信バッファ16にデータが蓄積されている場合、電源制御部15内の残容量検出部151から、残容量を取得する。 (S <b> 402) When data is accumulated in the transmission buffer 16, the remaining capacity is acquired from the remaining capacity detection unit 151 in the power supply control unit 15.

ここで、電源制御部15は、2次電池11の残容量が、第1の閾値残容量以下となるように制御している。具体的には、電源制御部15は、2次電池11を充電していき、残容量が第1の閾値残容量に達した際に、太陽電池10から出力された電力をそのまま放電するようにする。これによって、2次電池11には、最大で第1の閾値残容量よりも高く充電されることはない。即ち、残容量検出部151によって検出される残容量も、第1の閾値残容量よりも高くなることはない。   Here, the power supply control unit 15 controls the remaining capacity of the secondary battery 11 to be equal to or less than the first threshold remaining capacity. Specifically, the power control unit 15 charges the secondary battery 11 so that when the remaining capacity reaches the first threshold remaining capacity, the power output from the solar battery 10 is discharged as it is. To do. Accordingly, the secondary battery 11 is not charged higher than the first threshold remaining capacity at the maximum. That is, the remaining capacity detected by the remaining capacity detector 151 does not become higher than the first threshold remaining capacity.

(S403)次に、送信制御部17は、残容量が、第2の閾値残容量以上であるか否かを判定する。ここで、残容量が第2の閾値残容量よりも低い場合、データを送信することなく、処理を終了する。 (S403) Next, the transmission control unit 17 determines whether or not the remaining capacity is equal to or greater than the second threshold remaining capacity. Here, if the remaining capacity is lower than the second threshold remaining capacity, the process is terminated without transmitting data.

これによって、2次電池に一定の残容量(第1の閾値残容量〜第2の閾値残容量)が存在する状態で保持することができる。もし、2次電池の残容量が0になるまでデータ通信を実行した場合、その後、残容量0の状態で2次電池が放置されることによって、その寿命を短くすることにつながる。   Accordingly, the secondary battery can be maintained in a state where a certain remaining capacity (first threshold remaining capacity to second threshold remaining capacity) exists. If data communication is executed until the remaining capacity of the secondary battery becomes 0, then the secondary battery is left in a state where the remaining capacity is 0, which leads to shortening of its life.

例えば、リチウムイオン電池である2次電池について、満充電状態に対しておよそ40%充電状態を保持することが、その電池の寿命を長くすると認められた場合、第1の閾値残容量を60%とし、第2の閾値残容量を20%とすることも好ましい。この場合、2次電池11は、満充電時の60%残容量状態から20%残容量状態までの間で、常に保持される。これによって、2次電池11の寿命を延長させることができる。   For example, for a secondary battery that is a lithium ion battery, if it is recognized that maintaining a charged state of approximately 40% with respect to a fully charged state extends the life of the battery, the first threshold remaining capacity is set to 60%. It is also preferable to set the second threshold remaining capacity to 20%. In this case, the secondary battery 11 is always held between the 60% remaining capacity state at the time of full charge and the 20% remaining capacity state. Thereby, the lifetime of the secondary battery 11 can be extended.

(S404)一方で、残容量が第2の閾値残容量以上であるならば、データを送信する。このとき、送信すべきデータを所定バースト長単位に区分して送信する。 (S404) On the other hand, if the remaining capacity is equal to or greater than the second threshold remaining capacity, data is transmitted. At this time, the data to be transmitted is divided into predetermined burst length units and transmitted.

(S405)所定バースト長のパケットを送信した後、送信間隔として、所定待ち時間を確保する。データ送信間隔を空けることよって、2次電池に対する負荷を小さくすることでき、2次電池の回復効果も得られる。そして、再びS401へ戻る。 (S405) After transmitting a packet having a predetermined burst length, a predetermined waiting time is secured as a transmission interval. By increasing the data transmission interval, the load on the secondary battery can be reduced, and the recovery effect of the secondary battery can be obtained. And it returns to S401 again.

図5は、本発明における電源制御部の回路構成図である。   FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the power supply controller in the present invention.

図5の回路構成によれば、電池接続制御部153によって、太陽電池と外部電源とを使い分けることができる。外部電源を優先的に使用することとなる。また、充放電制御部152は、2次電池11の残容量が、第1の閾値残容量(例えば60%)以下となるように制御している。   According to the circuit configuration of FIG. 5, the battery connection control unit 153 can properly use the solar battery and the external power source. The external power supply will be used preferentially. The charge / discharge control unit 152 controls the remaining capacity of the secondary battery 11 to be equal to or less than a first threshold remaining capacity (for example, 60%).

以上、詳細に説明したように、本発明の無線通信端末及び送信制御プログラムによれば、自己発電機能及び2次電池を備えた端末について、その2次電池の残容量が、常に一定範囲(満充電容量に対して例えば60%〜20%)に保持されるために、その2次電池の寿命をできる限り延長させることができる。これによって、2次電池を交換するまでの期間をできる限り延長させることができ、結果的に、メンテナンス作業の軽減につながる。   As described above in detail, according to the wireless communication terminal and the transmission control program of the present invention, the remaining capacity of the secondary battery is always within a certain range (full) for the terminal having the self-power generation function and the secondary battery. For example, the life of the secondary battery can be extended as much as possible. As a result, the period until the secondary battery is replaced can be extended as much as possible, resulting in a reduction in maintenance work.

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。   According to the various embodiments of the present invention described above, those skilled in the art can easily make various changes, modifications and omissions within the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.

無線通信端末を有するシステム構成図である。It is a system configuration diagram having a wireless communication terminal. リチウムイオン電池における充放電回数対残容量の概略的な特性グラフである。It is a rough characteristic graph of the number of times of charge and discharge in a lithium ion battery versus remaining capacity. 本発明における無線通信端末の機能構成図である。It is a function block diagram of the radio | wireless communication terminal in this invention. 本発明における送信制御部の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the transmission control part in this invention. 本発明における電源制御部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the power supply control part in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 無線通信端末
10 太陽電池、自己発電機能
11 2次電池、リチウムイオン電池
12 アンテナ
13 周辺情報モニタ部
14 外部電源、AC電源
15 電源制御部
151 残容量検出部
152 充放電制御部
153 電池接続制御部
16 送信バッファ
17 送信制御部
18 フラッシュメモリ、F−ROM
19 無線通信機能部
2 無線基地局
3 データ収集サーバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication terminal 10 Solar cell, self-power generation function 11 Secondary battery, lithium ion battery 12 Antenna 13 Peripheral information monitor part 14 External power supply, AC power supply 15 Power supply control part 151 Remaining capacity detection part 152 Charge / discharge control part 153 Battery connection control Unit 16 Transmission buffer 17 Transmission control unit 18 Flash memory, F-ROM
19 Wireless Communication Function Unit 2 Wireless Base Station 3 Data Collection Server

Claims (4)

自己発電手段と、該自己発電手段から出力された電気を充電する2次電池と、該2次電池の電力を用いて基地局と通信する無線通信手段とを有する無線通信端末において、
自動的に周辺情報をモニタする周辺情報モニタ手段と、
前記周辺情報を一時的にバッファする送信バッファと、
前記2次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、
前記2次電池の特性から、繰り返し充放電回数が最も多くなる最適残容量と、許容できる充放電回数に基づく上限の第1の閾値残容量及び下限の第2の閾値残容量とを予め特定し、満充電容量>第1の閾値残容量>最適残容量>第2の閾値残容量>残容量0と規定した上で、前記2次電池が、最大でも第1の閾値残容量までしか充電しないように制御する充放電制御手段と、
前記2次電池の残容量が、第1の閾値残容量と第2の閾値残容量との間にある場合にのみ、前記送信バッファに蓄積された前記周辺情報を前記基地局へ送信し、第2の閾値残容量以下である場合に前記周辺情報を送信しないように制御する送信制御手段と
を有し、
前記送信制御手段は、前記周辺情報を所定バースト長単位に区分し、その所定バースト長のパケット毎の送信間隔として、所定待ち時間を確保する
ことを特徴とする無線通信端末。
In a wireless communication terminal having a self-power generation means, a secondary battery that charges electricity output from the self-power generation means, and a wireless communication means that communicates with a base station using the power of the secondary battery,
Peripheral information monitoring means for automatically monitoring peripheral information;
A transmission buffer for temporarily buffering the peripheral information;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity of the secondary battery;
Based on the characteristics of the secondary battery, an optimum remaining capacity where the number of repeated charging / discharging is the largest, and an upper limit first threshold remaining capacity and a lower limit second threshold remaining capacity based on the allowable number of times of charging / discharging are specified in advance. And full charge capacity> first threshold remaining capacity > optimum remaining capacity > second threshold remaining capacity> remaining capacity 0, and the secondary battery is charged only up to the first threshold remaining capacity. Charging / discharging control means to control,
Only when the remaining capacity of the secondary battery is between the first threshold remaining capacity and the second threshold remaining capacity, the peripheral information stored in the transmission buffer is transmitted to the base station, the peripheral information in the case where the second threshold residual capacity or less have a transmission control means for controlling so as not to transmit,
The radio communication terminal characterized in that the transmission control means divides the peripheral information into predetermined burst length units, and ensures a predetermined waiting time as a transmission interval for each packet of the predetermined burst length .
前記自己発電手段は、光を受けて発電する太陽電池であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the self-power generation means is a solar cell that generates light by receiving light. 前記残容量検出手段は、放電深度(DoD: Depth of Discharge)又は出力電圧から、前記2次電池の残容量を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信端末。   3. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the remaining capacity detection unit detects a remaining capacity of the secondary battery from a depth of discharge (DoD) or an output voltage. 4. 自己発電手段と、
前記自己発電手段から出力された電気を充電する2次電池と、
前記2次電池の電力を用いて基地局と通信する無線通信手段と
有する無線通信端末に搭載されたコンピュータを機能させる送信制御プログラムであって、
自動的に周辺情報をモニタする周辺情報モニタ手段と、
前記周辺情報を一時的にバッファする送信バッファと、
前記2次電池の残容量を検出する残容量検出手段と
前記2次電池の特性から、繰り返し充放電回数が最も多くなる最適残容量と、許容できる充放電回数に基づく上限の第1の閾値残容量及び下限の第2の閾値残容量とを予め特定し、満充電容量>第1の閾値残容量>最適残容量>第2の閾値残容量>残容量0と規定した上で、前記2次電池が、最大でも第1の閾値残容量までしか充電しないように制御する充放電制御手段と、
前記2次電池の残容量が、第1の閾値残容量と第2の閾値残容量との間にある場合にのみ、前記送信バッファに蓄積された前記周辺情報を前記基地局へ送信し、第2の閾値残容量以下である場合に前記周辺情報を送信しないように制御する送信制御手段と
を有し、
前記送信制御手段は、前記周辺情報を所定バースト長単位に区分し、その所定バースト長のパケット毎の送信間隔として、所定待ち時間を確保する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする送信制御プログラム。
Self-power generation means;
A secondary battery for charging electricity output from the self-power generation means;
Wireless communication means for communicating with a base station using the power of the secondary battery;
A transmission control program to function a computer mounted in a wireless communication terminal having,
Peripheral information monitoring means for automatically monitoring peripheral information;
A transmission buffer for temporarily buffering the peripheral information;
A remaining capacity detecting means for detecting a remaining capacity of the secondary battery;
Based on the characteristics of the secondary battery, an optimum remaining capacity where the number of repeated charging / discharging is the largest, and an upper limit first threshold remaining capacity and a lower limit second threshold remaining capacity based on the allowable number of times of charging / discharging are specified in advance. And full charge capacity> first threshold remaining capacity> optimum remaining capacity> second threshold remaining capacity> remaining capacity 0, and the secondary battery is charged only up to the first threshold remaining capacity. Charging / discharging control means to control,
Only when the remaining capacity of the secondary battery is between the first threshold remaining capacity and the second threshold remaining capacity, the peripheral information stored in the transmission buffer is transmitted to the base station, Transmission control means for controlling not to transmit the peripheral information when the threshold remaining capacity is 2 or less;
Have
The transmission control means divides the peripheral information into predetermined burst length units, and ensures a predetermined waiting time as a transmission interval for each packet of the predetermined burst length.
A transmission control program for causing a computer to function as described above .
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