JP5979548B2 - CURRENT SENSOR TERMINAL WITH WIRELESS TRANSMITTING FUNCTION, WIRELESS TRANSMITTING METHOD, AND WIRELESS TRANSMITTING / RECEIVING SYSTEM - Google Patents
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Description
この発明は、電線を流れる電流の電流量を検出して、例えば電力消費を監視するシステム等に適用して好適な無線送信機能付き電流センサ端末、無線送信方法及び無線送受信システムに関する。 The present invention relates to a current sensor terminal with a wireless transmission function, a wireless transmission method, and a wireless transmission / reception system suitable for application to, for example, a system for monitoring the power consumption by detecting the amount of current flowing through an electric wire.
最近は、電力エネルギーの需給事情の問題から、いわゆる省エネが重要課題となっている。そのため、工場、商業施設、オフィス、さらには一般家庭においても、木目細かく消費電力を監視して全体としての省エネに役立てようとする試みが進んでいる。このような目的を達成するためには、工場全体、商業施設全体、オフィス全体、一般家庭の一戸当たり全体の電力を監視するだけではなく、部屋毎あるいは端末装置や電気機器毎の消費電力を監視する必要がある。 Recently, so-called energy saving has become an important issue due to the problem of the supply and demand situation of electric power energy. For this reason, attempts are being made to monitor power consumption in a detailed manner in factories, commercial facilities, offices, and even ordinary homes to help save energy as a whole. In order to achieve these objectives, not only the power of the entire factory, the entire commercial facility, the entire office, and the entire household, but also the power consumption of each room, terminal, or electrical device is monitored. There is a need to.
このような要請から、部屋毎に配線されている電線や端末装置や電気機器に電源を供給する電線に流れる電流量や消費電力を検出するセンサ端末に無線送信機能を付与し、適宜に設置して、そのセンサ端末で検出された電流量や消費電力を、受信機能を有する監視センターに、無線送信するようにした無線センサネットワークシステムが提案されている。 From such a request, a wireless transmission function is added to the sensor terminal that detects the amount of current and power consumption that flows through the wires wired to each room, the wires that supply power to the terminal devices and electrical equipment, and is installed as appropriate. Thus, there has been proposed a wireless sensor network system that wirelessly transmits the current amount and power consumption detected by the sensor terminal to a monitoring center having a reception function.
このシステムに対応できるように提案されている無線送信機能付きのセンサ端末は、電源としてバッテリーを搭載し、或る時間間隔で、送信データを監視センターに無線送信するようにする。そして、その場合に、センサ端末から無線送信するデータには、自端末の識別情報などの他、測定した電流量のデジタル値や消費電力のデジタル値がそのまま含められるのが一般的である(例えば以下に示す特許文献1や特許文献2参照)。
A sensor terminal with a wireless transmission function proposed to be compatible with this system is equipped with a battery as a power source and wirelessly transmits transmission data to a monitoring center at certain time intervals. In this case, in addition to the identification information of the terminal itself, the digital value of the measured current amount and the digital value of the power consumption are generally included in the data wirelessly transmitted from the sensor terminal (for example, (See
上述したように、従来から提案されている無線センサネットワークシステムに用いられる無線送信機能付きのセンサ端末は、電源としてバッテリーを搭載しているため、このバッテリーが劣化した場合にはその交換が必要であるという問題がある。 As described above, a sensor terminal with a wireless transmission function used in a conventionally proposed wireless sensor network system is equipped with a battery as a power source. Therefore, when this battery deteriorates, it needs to be replaced. There is a problem that there is.
そこで、電池交換を不要とするために、バッテリー電源を持たずに、自立電源を備えることが望ましい。この要求を満たす方法として、電線に取り付けて電磁誘導電流を検出するタイプのクランプ型電流センサを用い、このクランプ型電流センサで検出される電磁誘導電流を蓄電することで、無線送信のための電源電圧とすることが考えられる。 Therefore, in order to eliminate the need for battery replacement, it is desirable to provide a stand-alone power source without having a battery power source. As a method of satisfying this requirement, a clamp type current sensor that is attached to an electric wire and detects the electromagnetic induction current is used, and the electromagnetic induction current detected by this clamp type current sensor is stored, so that a power supply for wireless transmission is used. It can be considered to be a voltage.
しかし、この場合に、電線、特に家庭用電灯線などから検出される電磁誘導電流は微小レベルであるが、その蓄電電圧を電源として用いて、適当な時間間隔で確実に無線送信を実行することができるようにすることを考慮しなければならない。すなわち、無線送信機能付きのセンサ端末は、できるだけ無線送信時の電力消費が少ないことが重要である。 However, in this case, the electromagnetic induction current detected from the electric wire, particularly a household power line, is at a very small level, but the stored voltage is used as a power source to reliably perform wireless transmission at an appropriate time interval. You must consider making it possible. That is, it is important that a sensor terminal with a wireless transmission function consumes as little power as possible during wireless transmission.
ところで、無線送信の際の消費電力は、送信するデータの総データ量(総電文量)に比例する。したがって、無線送信時の電力消費を少なくするためには、送信する総データ量をできるだけ少なくすることが肝要である。 By the way, the power consumption during wireless transmission is proportional to the total amount of data to be transmitted (total amount of telegrams). Therefore, in order to reduce power consumption during wireless transmission, it is important to reduce the total amount of data to be transmitted as much as possible.
ところが、従来は、上述したように、送信するデータには、測定した電流量のデジタル値や消費電力のデジタル値からなる測定データが、そのまま含められているため、送信すべき総データ量が大きいという問題がある。このため、電流センサで検出した電磁誘導電流を蓄電した蓄電電圧を無線送信のための電源電圧としようとすると、必要な蓄電電圧を得るために長期間に渡って蓄電しなければならず、実用に耐えないという問題がある。あるいは、送信すべき総データが多いために、蓄電電圧を電源電圧としたときに、送信データのすべての送信を完了することができないおそれがある。したがって、従来は、電流センサで検出した電磁誘導電流を蓄電した蓄電電圧を、無線送信機能付きのセンサ端末の自立電源として用いることが事実上困難であった。 Conventionally, however, as described above, the data to be transmitted includes measurement data consisting of a digital value of the measured current amount and a digital value of power consumption as it is, so that the total amount of data to be transmitted is large. There is a problem. For this reason, if the stored voltage storing the electromagnetic induction current detected by the current sensor is used as the power supply voltage for wireless transmission, it must be stored for a long period of time in order to obtain the required stored voltage. There is a problem that it can not stand. Or since there is much total data which should be transmitted, there exists a possibility that all transmission of transmission data may not be completed when an electrical storage voltage is made into a power supply voltage. Therefore, conventionally, it has been practically difficult to use a stored voltage obtained by storing an electromagnetic induction current detected by a current sensor as a self-supporting power source for a sensor terminal with a wireless transmission function.
この発明は、以上の問題点に鑑み、交換が必要なバッテリーを電源とすることなく、自立電源を用いる場合であっても、測定した電流量や消費電力の情報を、無線送信することができるようにした無線送信機能付き電流センサ端末を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention can wirelessly transmit information on measured current amount and power consumption even when a stand-alone power source is used without using a battery that needs to be replaced as a power source. An object of the present invention is to provide a current sensor terminal with a wireless transmission function.
上記の課題を解決するために、この発明は、
電線を流れる電流に基づく電磁誘導電流を検出して出力する電流センサと、
前記電流センサからの前記電磁誘導電流を整流して蓄電する蓄電回路と、
前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に関するデータを直接的には含まない所定の送信信号を無線送信する送信回路と、
前記送信回路に、前記蓄電回路の蓄電電圧を、前記送信回路の電源電圧として供給するためのスイッチ回路と、
前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたかどうかを判定する判定回路と、
前記判定回路の判定結果に基づき、前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えた時点から、前記送信回路における前記送信信号の無線送信を完了する時間よりも長い所定時間だけ、前記スイッチ回路をオンとして、前記蓄電電圧を電源電圧として、前記送信回路に供給するようにするためのタイマー回路と、
を備え、
前記送信回路は、前記スイッチ回路を通じて電源電圧の供給を受けている前記所定時間の期間における前記送信信号の無線送信を、前記判定回路の判定結果に基づいて繰り返し実行することで、前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に応じて前記送信信号の送信間隔を変化させるようにした
ことを特徴とする無線送信機能付き電流センサ端末を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A current sensor that detects and outputs an electromagnetic induction current based on the current flowing through the wire;
A power storage circuit that rectifies and stores the electromagnetic induction current from the current sensor;
A transmission circuit that wirelessly transmits a predetermined transmission signal that does not directly include data relating to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor;
A switch circuit for supplying the transmission circuit with a storage voltage of the storage circuit as a power supply voltage of the transmission circuit;
A determination circuit for determining whether or not a storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage;
Based on the determination result of the determination circuit, from the time when the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage, for a predetermined time longer than the time to complete wireless transmission of the transmission signal in the transmission circuit, A timer circuit for turning on the switch circuit and supplying the stored voltage as a power supply voltage to the transmission circuit;
With
The transmission circuit repeatedly performs wireless transmission of the transmission signal in the period of the predetermined time that is supplied with a power supply voltage through the switch circuit based on a determination result of the determination circuit, so that the current sensor A current sensor terminal with a wireless transmission function is provided, wherein the transmission interval of the transmission signal is changed in accordance with the detected amount of current flowing through the electric wire.
上述の構成のこの発明による無線送信機能付き電流センサ端末においては、送信信号には、電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に関するデータを直接的には含まない。その代わりに、電流センサで検出した電線を流れる電流の電流量に応じて送信信号の送信間隔を変化させる。 In the current sensor terminal with a wireless transmission function according to the present invention having the above-described configuration, the transmission signal does not directly include data relating to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor. Instead, the transmission interval of the transmission signal is changed according to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor.
このため、この発明においては、電線を流れる電流に基づく電磁誘導電流を検出し、その検出した電磁誘導電流を整流して蓄電する蓄電回路を備える。そして、判定回路において、蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたかどうかを判定し、蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたときに、送信回路により前記所定の送信信号を無線送信する。 For this reason, in this invention, the electrical storage circuit which detects the electromagnetic induction current based on the electric current which flows through an electric wire, rectifies the detected electromagnetic induction current, and stores it is provided. Then, in the determination circuit, it is determined whether the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage, and when the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage, the transmission circuit A predetermined transmission signal is wirelessly transmitted.
この際に、蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えた時点から、送信回路における送信信号の無線送信を完了する時間よりも長い所定時間だけ、タイマー回路によりスイッチ回路をオンとして、蓄電電圧を電源電圧(自立電源)として、送信回路に供給するようにする。 At this time, the switch circuit is turned on by the timer circuit for a predetermined time longer than the time for completing the wireless transmission of the transmission signal in the transmission circuit from the time when the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage. Then, the storage voltage is supplied to the transmission circuit as a power supply voltage (independent power supply).
この所定時間の無線送信の期間で送信回路において蓄電回路の蓄電電圧が電力消費されるため、蓄電電圧は前記所定の閾値電圧よりも一定電圧だけ下がる。無線送信の期間が終了すると、蓄電回路においては、この低下した蓄電電圧から、電磁誘導電流による蓄電を開始する。蓄電電圧が次に閾値電圧を超えるのは、電線を流れる電流の時間積分である電流量に応じた時間後である。すなわち、電線を流れる電流が小さければ、次に閾値電圧まで上昇するのに時間がかかり、電線を流れる電流が大きければ、次に閾値電圧まで上昇するまでの時間は、短くなる。すなわち、送信回路からは、電流センサで検出した電線を流れる電流の電流量に応じた送信間隔で送信信号が送出される。 Since the storage voltage of the storage circuit is consumed in the transmission circuit during the wireless transmission period of the predetermined time, the storage voltage is lowered by a certain voltage from the predetermined threshold voltage. When the wireless transmission period ends, the power storage circuit starts to store power using the electromagnetic induction current from the reduced stored voltage. The storage voltage next exceeds the threshold voltage after a time corresponding to the amount of current, which is the time integration of the current flowing through the electric wire. That is, if the current flowing through the electric wire is small, it takes time to increase to the threshold voltage next, and if the current flowing through the electric wire is large, the time until it next increases to the threshold voltage is shortened. That is, the transmission signal is transmitted from the transmission circuit at a transmission interval corresponding to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor.
したがって、受信側では、受信した送信信号の送信間隔を検出し、その検出した送信間隔から、当該送信間隔の間において電流センサで検出された電線を流れる電流の電流量が算出される。つまり、受信側では、受信した送信信号の送信間隔が電流量に換算される。そのため、この発明においては、センサ端末が無線送信する所定の送信信号には、測定した電流量に関するデジタルデータを直接的に含める必要はない。測定した電流量のデジタルデータの送信信号に占める割合は大きいので、送信信号の総データ量を大幅に削減することができる。これにより、送信時の消費電力を大幅に低減することができる。こうして、この発明によれば、自立電源を用いる場合であっても、測定した電流量や消費電力の情報を、適宜のタイミングで、無線送信することができる。 Therefore, on the receiving side, the transmission interval of the received transmission signal is detected, and the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor during the transmission interval is calculated from the detected transmission interval. That is, on the receiving side, the transmission interval of the received transmission signal is converted into a current amount. Therefore, in the present invention, it is not necessary to directly include digital data relating to the measured current amount in the predetermined transmission signal wirelessly transmitted by the sensor terminal. Since the ratio of the measured current amount to the transmission signal of the digital data is large, the total data amount of the transmission signal can be greatly reduced. Thereby, the power consumption at the time of transmission can be reduced significantly. Thus, according to the present invention, even when a stand-alone power supply is used, information on the measured current amount and power consumption can be wirelessly transmitted at an appropriate timing.
この発明によれば、電流センサで検出した電線を流れる電流の電流量に応じて送信信号の送信間隔を変化させて、受信側で受信した送信データの送信間隔を電流量に換算することができるようにすることで、送信するデータの総データ量を最小限とすることができるようになり、交換が必要なバッテリーを電源とすることなく、自立電源を用いる場合であっても、測定した電流量や消費電力の情報を、無線送信することができる無線送信機能付き電流センサ端末装置を提供することができる。 According to this invention, the transmission interval of the transmission signal can be changed according to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor, and the transmission interval of the transmission data received on the receiving side can be converted into the amount of current. By doing so, the total amount of data to be transmitted can be minimized, and the measured current can be measured even when using a stand-alone power source without using a battery that needs to be replaced. It is possible to provide a current sensor terminal device with a wireless transmission function capable of wirelessly transmitting information on the amount and power consumption.
図1は、この発明による無線送受信システムの実施形態の構成例の概要を説明する図である。図1において四角で囲んで示すエリア1は、工場や店舗、あるいは一般家庭における電源配線エリアを示している。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of an embodiment of a wireless transmission / reception system according to the present invention. An
エリア1内には、配電盤2が設けられている。この配電盤2は、送電線3に接続されていると共に、この配電盤2から、エリア1内の各部屋や設備に配電するための複数本の電線41,42,・・・,4n(nは正の整数)が導出されている。そして、この実施形態では、配電盤2において、電線41,42,・・・,4nのそれぞれの一部を構成している電線部分には、無線送信機能付き電流センサ端末51,52,・・・,5nが取り付けられている。
In the
ここで、無線送信機能付き電流センサ端末51,52,・・・,5nは、全く同様のハードウエア構成を備えているので、以下の説明において、無線送信機能付き電流センサ端末51,52,・・・,5nのそれぞれを区別する必要がないときには、無線送信機能付き電流センサ端末5と記載する。また、同様に、複数本の電線41,42,・・・,4nのそれぞれを区別する必要がないときには、電線4と記載する。なお、以下の説明において、無線送信機能付き電流センサ端末は、電流センサ端末と略称する。
Here, since the
電流センサ端末5は、図2に示すように、クランプ型電流センサ501と、無線送信部502とからなる。クランプ型電流センサ501は、クランプ機構部503と、電流検出部504とからなる。クランプ機構部502は、例えばU字型を有し、図2(A)及び(B)に示すように、電流検出部504に対してヒンジ部505を中心にして回動可能に取り付けられている。電流センサ端末5は、図2(B)に示すように、クランプ機構部503を、電線4をU字型部分内に収納するようにしてクランプすることにより、電線4に取り付けられる。クランプ機構部503は、電流検出部504に設けられている突起507に、クランプ機構部503の係合部分506が係合することで、ロックされる。
As shown in FIG. 2, the
このように電線4にクランプ機構部503がロックされた状態では、電流センサ端末5においては、電線4を中心としてリング状コア(図2(B)の点線参照)が形成される。そして、このリング状コアにはコイルが巻回されており、このコイルには、電線4に流れる電流によって発生する磁界により電磁誘導電流が誘起される。電流検出部504は、このコイルに誘起される電磁誘導電流を検出する。そして、この実施形態では、クランプ型電流センサ501で検出された電磁誘導電流は、無線送信部502に供給される。
Thus, in the state where the
無線送信部502は、クランプ型電流センサ501から受けた電磁誘導電流を整流して蓄電し、その蓄電電圧を無線送信のための電源電圧として用いるようにする。そして、無線送信部502は、蓄電電圧が、無線送信のための電源電圧として用いることができる電圧以上の予め定めた所定の閾値電圧以上となったときに、所定の送信信号を受信装置6に対して無線送信するようにする。
The
このとき、この実施形態では、無線送信部502は、送信信号には、クランプ型電流センサ501で検出された電流に基づいて測定された電流量の電文データ(デジタルデータ)は含めない。その代わりに、無線送信部502は、クランプ型電流センサ501から受けた電磁誘導電流の電流量に応じた送信間隔で、送信信号を受信装置6に送信する。
At this time, in this embodiment, the
また、この実施形態では、図1に示したように、受信装置6では、複数個の電流センサ端末51〜5nからの送信信号を共通に受信するので、受信装置6では、電流センサ端末51〜5nのうちのいずれからの送信信号であるかを識別することができる必要がある。そのため、無線送信部502からの送信信号は、受信装置6で、複数個の電流センサ端末51〜5nいずれからの送信信号であるかを識別することができる信号とされる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the receiving
この場合に、送信信号に、それぞれの電流センサ端末5の識別データを含めることで、受信装置6で、いずれの電流センサ端末5からの送信信号であるかを識別することができる。しかし、それでは、送信信号の電文データ量が多くなってしまうので、この実施形態では、以下に説明するように、識別データは送信信号の電文データには含めず、受信装置6で、複数個の電流センサ端末51〜5nいずれからの送信信号であるかを識別することができるように、送信信号を工夫している。
In this case, by including the identification data of each
図3は、無線送信部502の構成例を示す回路図である。この図3に示すように、無線送信部502は、蓄電回路510と、閾値電圧判定回路520と、タイマー回路530と、スイッチ回路540と、無線送信回路550とを備えている。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the
蓄電回路510は、倍電圧整流回路511と、蓄電用コンデンサ512とからなる。倍電圧整流回路511は、クランプ型電流センサ501の出力端子501a,501bに接続されており、この出力端子501a,501b間に現れる交流の電磁誘導電流を倍電圧整流し、その倍電圧整流して得た直流電流により、蓄電用コンデンサ512を充電して蓄電する。
The
倍電圧整流回路511は、クランプ型電流センサ501により電線4に流れる電流から検出して出力する電磁誘導電流レベルが小さいので、昇圧するためのものである。この倍電圧整流回路511としては、通常はチャージポンプなどを使用した昇圧回路を用いるが、それでは消費電力が大きいため、この実施形態では、例えばコッククロフト・ウォルトンの回路などのような、ダイオードとコンデンサのみからなり、低消費電力の昇圧回路を用いる。
The voltage
蓄電用コンデンサ512は、クランプ型電流センサ501で検出された電線4に流れる電流に応じた電磁誘導電流により充電されるので、この蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCは、電線4に流れる電流の時間積分値である電流量に応じて上昇する。
Since the
この蓄電用コンデンサ512に蓄積された蓄電電圧VCは、閾値電圧判定回路520及びタイマー回路530の電源電圧として供給されると共に、スイッチ回路540を通じて、無線送信回路550の電源電圧として供給される。スイッチ回路540は、蓄電用コンデンサ512に蓄積された蓄電電圧VCを、無線送信回路550に電源電圧として供給するか否かを制御する電源電圧供給制御回路を構成している。
The storage voltage VC stored in the
閾値電圧判定回路520は、蓄電用コンデンサ512に蓄電された蓄電電圧VCが、予め定められた閾値電圧Vthを超えたか否かを判定する。この例では、閾値電圧Vthは、無線送信回路550を駆動するのに十分な電圧値、例えば3ボルトとされる。
The threshold
図3の例の閾値電圧判定回路520は、比較回路を構成するオペアンプ521を備える。そして、閾値電圧判定回路520においては、蓄電用コンデンサ512に並列に抵抗器522と抵抗器523との直列回路が接続されている。抵抗器522と抵抗器523の接続点には、蓄電用コンデンサ512の両端間電圧である蓄電電圧VCが抵抗器522及び抵抗器523の抵抗値R1及びR2に応じて分圧された分圧電圧Vdが得られ、この分圧電圧Vdが、比較回路を構成するオペアンプ521の非反転入力端子に供給される。一方、オペアンプ521の反転入力端子には、比較用基準電圧Vrefが供給される。
The threshold
この実施形態では、オペアンプ521として、バンドギャップリファレンス回路を内蔵し、そのバンドギャップリファレンスによる基準電圧を出力することができるものを用いている。このバンドギャップリファレンスによる基準電圧は、オペアンプ521を構成するIC中の素子のばらつき、電源電圧、温度に依存しない安定な基準電圧であり、例えば1.25ボルトである。この実施形態では、このオペアンプ521のバンドギャップリファレンスによる基準電圧を、比較用基準電圧Vrefとして、当該オペアンプ521の反転入力端子に供給するように構成している。
In this embodiment, as the
オペアンプ521は、抵抗器522と抵抗器523の接続点の分圧電圧Vdが、比較用基準電圧Vrefよりも大きい所定電圧を超えると、出力端子に得られる出力信号SU1がハイレベルとなり、その他のときには出力信号SU1はローレベルとなる。この実施形態では、抵抗器522と抵抗器523の接続点の分圧電圧Vdは、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが前述した3ボルトとなったときに、比較用基準電圧Vrefよりも大きい所定電圧になるように、この例では、抵抗器522と抵抗器523の抵抗値R1及びR2が選定されている。
In the
以上の説明から明らかなように、オペアンプ521の出力信号SU1は、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが、無線送信回路550を駆動するのに十分な電圧値、この例では3ボルトになったときにハイレベルの信号となる。
As is clear from the above description, the output signal SU1 of the
そこで、このオペアンプ521の出力信号SU1を、直接にスイッチ回路540にスイッチ制御信号として供給して、この出力信号SU1のハイレベル区間で、スイッチ回路540をオンとして、無線送信回路550に、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCをその電源電圧として供給することが考えられる。
Therefore, the output signal SU1 of the
しかしながら、もしもそのように構成した場合には、スイッチ回路540がオンとなって蓄電電圧VCが電源電圧として無線送信回路550に供給されると、当該無線送信回路550で電力が消費されることにより、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCの電圧値が下がる。すると、抵抗器522と抵抗器523の接続点の分圧電圧Vdが、比較用基準電圧Vrefよりも大きい所定電圧よりも低くなるので、オペアンプ521の出力信号SU1がローレベルとなって、スイッチ回路540がオフとなり、無線送信回路550での送信信号の無線送信が完了する前に、無線送信回路550への電源が断たれてしまうと言う問題が生じる。
However, in such a configuration, when the
この問題を回避するために、この実施形態では、タイマー回路530が、閾値電圧判定回路520の出力端とスイッチ回路540との間に設けられている。タイマー回路530は、この例では、時定数回路を構成する充放電回路531と、比較回路を構成するオペアンプ532とで構成されている。
In order to avoid this problem, in this embodiment, the
充放電回路531は、閾値電圧判定回路520のオペアンプ521の出力端子にアノードが接続されるダイオード533と、このダイオード533のカソードに接続されるコンデンサ534及び抵抗器535の並列回路とからなる。そして、コンデンサ534の両端間電圧が、比較回路を構成するオペアンプ532の非反転入力端子に供給される。このオペアンプ532の反転入力端子には、オペアンプ521のバンドギャップリファレンスによる基準電圧が、比較用基準電圧Vrefとして供給されている。
The charge /
そして、スイッチ回路540は、タイマー回路530と無線送信回路550との間に設けられ、タイマー回路530のオペアンプ532の出力信号SU2が、スイッチ回路540に、そのスイッチ制御信号として供給される。
The
タイマー回路530の時定数回路を構成する充放電回路531においては、閾値電圧判定回路520のオペアンプ521の出力信号SU1がハイレベルとなると、ダイオード533が導通して、コンデンサ534に充電電流が流れ、このコンデンサ534の両端間電圧は瞬時に3ボルトまで上昇する。すると、オペアンプ532の出力信号SU2がハイレベルとなり、これによりスイッチ回路540がオンとなり、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが無線送信回路550への電源電圧として供給される。
In the charge /
こうしてスイッチ回路540がオンとなって無線送信回路550への電源電圧の供給が開始され、無線送信回路550での電力消費がなされると、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが低下するため、閾値電圧判定回路520のオペアンプ521の出力信号SU1は、ローレベルとなる。このため、タイマー回路530の充放電回路531のコンデンサ534への充電が停止し、このコンデンサ534からは、抵抗器535を通じて放電電流が流れ始める。このとき、ダイオード533は逆バイアスとなって、オフの状態となり、放電電流は抵抗器535のみを流れる。したがって、コンデンサ534の静電容量と抵抗器535の抵抗値で決まる放電時定数で、コンデンサ534の両端間電圧は、低下することになる。
In this way, when the
そして、コンデンサ534の両端間電圧が、比較用基準電圧Vrefよりも低くなると、オペアンプ532の出力信号SU2はローレベルとなり、スイッチ回路540はオフとなる。したがって、スイッチ回路540は、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが3ボルトに達した時点から、充放電回路531の放電時定数で決まる一定時間Txだけ、オンとなって、無線送信回路550に、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCを電源電圧として供給する。
When the voltage across the
この実施形態では、タイマー回路530の充放電回路531の放電時定数で決まる一定時間Tx、すなわち、スイッチ回路540がオンとなる期間の長さは、無線送信回路550で送信信号の無線送信を完了するのに十分な時間長となるようにされる。すなわち、コンデンサ534の静電容量と抵抗器535の抵抗値は、放電時定数で決まる一定時間Txが送信信号の無線送信を完了するのに十分な時間長となるように選定されている。
In this embodiment, the
無線送信回路550は、この例では、例えばマイクロコンピュータからなるMCU(Micro Controller Unit)551と、高周波無線送信回路を構成する無線IC(Integrated Circuit;集積回路)552とからなる。ここで、MCU551及び無線IC552は、この例では、電源電圧が3ボルトで動作するものとされている。したがって、スイッチ回路540を通じてMCU551と無線IC552とに、蓄電用コンデンサ512に蓄電された3ボルトの蓄電電圧VCが印加されると、無線IC552は、MCU551の制御を受けて、この例の送信信号を無線送信する。
In this example, the
この実施形態では、電流センサ端末51〜5nのそれぞれの無線IC552には、互いに異なる無線送信周波数が割り当てられており、無線IC552は、MCU551の制御に基づき、その無線送信周波数の周波数信号を送信信号として無線送信する。
In this embodiment, different wireless transmission frequencies are assigned to the
送信信号は、例えば、図5(A)に示すように、プリアンブル区間、データ区間および誤り検出区間を有する信号とされ、図5(B)に示すように、この送信信号のハイレベル期間にのみ、割り当てられている周波数信号が送出されるASK(Amplitude Shift Keying)信号とされる。すなわち、送信信号は、プリアンブル区間及び誤り検出区間では、電流センサ端末51〜5nのそれぞれに割り当てられた無線送信周波数の周波数信号の断続信号とされ、データ区間では、この例では1ビット分の時間長区間の前記周波数信号の連続信号とされている。
For example, the transmission signal is a signal having a preamble section, a data section, and an error detection section as shown in FIG. 5A, and only in the high level period of the transmission signal as shown in FIG. 5B. ASK (Amplitude Shift Keying) signal to which the assigned frequency signal is transmitted. That is, the transmission signal is an intermittent signal of the frequency signal of the radio transmission frequency assigned to each of the
なお、図5の例では、プリアンブル区間と誤り検出区間との間にデータ区間を設けるようにしたが、この実施形態では、送信信号には、電流量のデジタルデータは含まなくて良いので、最小、データ区間は0ビット分のデータとすることができ、データ区間は設けなくてもよい。 In the example of FIG. 5, the data interval is provided between the preamble interval and the error detection interval. However, in this embodiment, since the transmission signal does not need to include digital data of the current amount, the minimum interval is set. The data section can be 0-bit data, and the data section need not be provided.
なお、システムに設けられる電流センサ端末5の数が多すぎて、電流センサ端末毎に異なるように割り当てられる周波数の数が足りなくなる場合には、送信信号のデータ区間に電流センサ端末の識別情報を含めるようにしてもよい。また、無線送信部502に対して電流センサ501に加えて温度センサなどを接続して、その温度センサで計測した温度のデータを、データ区間に含めるようにしても良い。
If the number of
受信装置6では、受信した送信信号の周波数を判別することにより、複数個の電流センサ端末51〜5nのうちのいずれの電流センサ端末からの送信信号を受信したかを判断する。すなわち、この実施形態では、送信信号の周波数が、電流センサ端末51〜5nのそれぞれの識別情報となっている。
The receiving
また、図5からも明らかなように送信信号には、クランプ型センサ501で検出された電流の電流量のデジタルデータは、電文データとしては含まれてはおらず、前述したように、受信装置6では、受信した送信信号の送信間隔から、クランプ型センサ501で検出された電流量を判別するようにする。
Further, as is clear from FIG. 5, the transmission signal does not include the digital data of the current amount of the current detected by the
電流センサ端末5の動作の例を、図4を参照しながら説明する。クランプ型センサ501のクランプ機構部503により、電流センサ端末5が、図2(B)に示すように電線4に装着されると、無線送信部502の蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCは、図4(A)に示すように、電線4に流れる電流の電流量に応じて徐々に上昇する。
An example of the operation of the
そして、図4の時点t1において、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが閾値電圧Vth(=3ボルト)を超えると、そのことが閾値電圧判定回路520で判定されて、オペアンプ521の出力信号SU1(図4(B)参照)がハイレベルとなる。このため、タイマー回路530の充放電回路531のコンデンサ534が3ボルトまで瞬時に充電され、オペアンプ532の出力信号SU2(図4(C)参照)がハイレベルとなって、スイッチ回路540がオンとなる。
At time t1 in FIG. 4, when the storage voltage VC of the
このスイッチ回路540のオンにより、無線送信回路550のMCU551及び無線IC552に、蓄電用コンデンサ512の3ボルトの蓄電電圧VCが印加され、無線IC552から、前述した当該電流センサ端末5に割り当てられた周波数による送信信号が、受信装置6に対して無線送信(図4(D)の斜線部参照)される。
When the
この無線送信の開始により、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが閾値電圧Vthよりも低下することにより、閾値電圧判定回路520のオペアンプ521の出力信号SU1(図4(B)参照)はローレベルになる。しかし、タイマー回路530の充放電回路531のコンデンサ534の充電電圧は、抵抗器535の抵抗値に応じた放電時定数で下がり、この時点では、比較用基準電圧Vrefよりも大きいので、オペアンプ532の出力信号SU2(図4(C)参照)は、ハイレベルを維持する。
By starting the wireless transmission, the storage voltage VC of the
そして、図4(D)の斜線部で示す送信信号の無線送信が完了した後におけるタイマー回路530の充放電回路531の放電時定数に応じた時間Txだけ経過した時点t2になると、コンデンサ534の充電電圧が比較用基準電圧Vrefよりも低下するため、オペアンプ532の出力信号SU2(図4(C)参照)がローレベルとなる。このオペアンプ532の出力信号SU2がローレベルとなることにより、スイッチ回路540はオフとなり、無線送信回路550のMCU551及び無線IC552への電源電圧の供給が遮断される。しかし、この時点t2では、前述したように、無線ICからの送信信号の無線送信は完了している。
When the time Tx corresponding to the discharge time constant of the charge /
そして、この時点t2でスイッチ回路540がオフとなることにより、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCへの無線送信回路550への供給が遮断されるので、蓄電用コンデンサ512には、電線4に流れる電流による充電により蓄電が再開され、蓄電電圧VCは、図示のように徐々に上昇する。なお、時点t2においては、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCはゼロボルトになる訳ではなく、無線送信回路550で消費された電力に応じた分だけ低い電圧値OFSとなる。
At this time t2, the
ここで、無線送信回路550から無線送信される送信信号は、測定された電流量に応じた電文データを含まない図5に示したような固定の送信信号であるので、無線送信回路550における無線送信で消費される電力は一定である。このため、無線送信回路550における無線送信動作後に蓄電用コンデンサ512に残る蓄電電圧VCは、常に閾値電圧Vthから当該無線送信で消費される一定の電力分を差し引いた値となるので、電圧値OFSは一定値となる。
Here, the transmission signal wirelessly transmitted from the
蓄電用コンデンサ512は、この電圧値OFSから蓄電を開始する。そして、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが、例えば時点t3において、再び、閾値電圧Vthを超えると、上述した時点t1以降と全く同様にして、その時点t3から時点t4までの時間Txの間、送信信号の無線送信を実行する。そして、時点t4から、蓄電用コンデンサ512における電線4を流れる電流の電流用に応じた蓄電が再開される。以下、全く同様にして、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが閾値電圧Vthである3ボルトを越える毎に、時点t5から時点t6までの時間Txの間、さらに、時点t7から時点t8までの時間Txの間、というように、送信信号の無線送信を繰り返し実行する。
The
そして、前の時間Txの送信区間の終了時点t2、t4、t6・・・から、次の時間Txの送信区間の開始時点t3、t5、t7・・・までの時間長P1、P2、P3・・・は、蓄電用コンデンサ512の蓄電電圧VCが、前記電圧値OFSから閾値電圧Vthに到達するまでの時間長であり、Vth−OFS=一定であるので、この時間長P1、P2、P3・・・は、電線4に流れる電流の電流量に応じた時間となる。
Then, the time lengths P1, P2, P3,... From the end time t2, t4, t6... Of the previous transmission period Tx to the start time t3, t5, t7. Is the time length until the storage voltage VC of the
したがって、受信装置6で、この時間長P1、P2、P3・・・を検出することにより、クランプ型電流センサ501で検出された電流の電流量を検出することができる。送信区間の時間長Txは、一定であって既知であるので、受信装置6では、前回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)から今回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)までの時間長から、時間長Txを減算することにより、時間長P1、P2、P3・・・を算出することができる。
Therefore, the amount of current detected by the clamp type
次に、受信装置6の構成例について、図6のブロック図を参照して説明する。受信回路6は、図6に示すように、受信回路61と、A/D変換回路62と、FFT(Fast Fourier Transform)回路63と、処理プロセッサ64と、周波数対応端末IDテーブルメモリ65と、時計部66と、端末ID毎受信時刻メモリ67と、端末ID毎参照データメモリ68と、端末ID毎電流量メモリ69とからなる。
Next, a configuration example of the receiving
周波数対応端末IDテーブルメモリ65には、複数個の電流センサ端末51〜5nのそれぞれの端末ID(Identification;識別情報)と、電流センサ端末51〜5nのそれぞれに割り当てられている周波数との対応テーブルが記憶されている。
In the frequency corresponding terminal
端末ID毎受信時刻メモリ67は、受信装置6で受信した送信信号の受信時刻が、その送信信号を無線送信した電流センサ端末5の端末IDに対応付けられて格納されるメモリである。
The terminal ID
端末ID毎参照データメモリ68には、電流センサ端末51〜5nのそれぞれ毎に予め測定された、送信信号の送信間隔の時間長と、その送信間隔の時間長の間に電線41〜4nのそれぞれに流れる電流の電流量との対応テーブルが、それぞれの端末IDに対応付けられて記憶されている。
In the
端末ID毎電流量メモリ69には、電流センサ端末51〜5nのそれぞれからの送信信号を受信する毎に、一つ前の受信時刻との時間差から後述するように算出される電流量が、それぞれの端末IDに対応付けられて記憶される。
Each time the terminal ID
処理プロセッサ64は、FFT回路63からの復調データから、受信した送信信号の送信間隔を算出し、算出した送信間隔を、当該送信間隔における電流量に換算する換算回路の機能を有する。
The
次に、この例の受信装置6の処理動作を、主として処理プロセッサ64での処理の流れを示す図7のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
Next, the processing operation of the receiving
受信装置6においては、電流センサ端末5からの送信信号は、受信部61で受信され、A/D変換部62においてデジタル信号に変換されて、FFT回路63に供給される。FFT回路63では、受信した周波数信号を周波数スペクトル信号に変換して、処理プロセッサ64に供給する。
In the
処理プロセッサ64は、このFFT回路63からの周波数スペクトル信号を復調データとして取得し(図7のステップS101)、この周波数スペクトル信号の復調データ中の特定の周波数位置に、有意と見なすことができるピークが立っているか否かにより、電流センサ端末5からの送信信号を受信したか否か判別する(ステップS102)。
The
ステップS102で、電流センサ端末5からの送信信号を受信してはいないと判別したときには、処理プロセッサ64は、処理をステップS101に戻し、新たな復調データを取り込むようにする。
If it is determined in step S102 that the transmission signal from the
また、ステップS102で、電流センサ端末5からの送信信号を受信したと判別したときには、処理プロセッサ64は、FFT回路63からの周波数スペクトル信号のピークが立っている周波数により、受信した送信信号の周波数を判定する。そして、処理プロセッサ64は、判定した周波数から、その周波数が割り当てられている電流センサ端末の端末IDを、周波数対応端末IDテーブルメモリ65の前記対応テーブルを参照することで認定する(ステップS103)。
When it is determined in step S102 that the transmission signal from the
次に、処理プロセッサ64は、このときの時計部66の時刻情報を、受信した送信信号の受信時刻Rtとして取得して、ステップS103で認定した端末IDに対応付けて、端末ID毎受信時刻メモリ67に格納する(ステップS104)。
Next, the
次に、処理プロセッサ64は、端末ID毎受信時刻メモリ67から、ステップS103で認定した端末IDについての前回の受信時刻R(t−1)を読み出す(ステップS105)。そして、処理プロセッサ64は、前回の受信時刻R(t−1)と今回の受信時刻Rtとの差から、前記送信区間の時間長Txを差し引いた時間長として、当該端末IDの電流センサ端末5からの送信信号の今回の送信間隔Pt(=Rt−R(t−1)−Tx)を算出する(ステップS106)。
Next, the
次に、処理プロセッサ64は、端末ID毎参照データメモリ68に記憶されているステップS103で認定した端末IDについての送信信号の送信間隔の時間長と電流量との対応テーブルを、ステップS106で算出した送信間隔Ptにより参照して(ステップS107)、対応する電流量を算出し、端末ID毎電流量メモリ69にステップS103で認定した端末IDに対応付けて記憶する(ステップS108)。そして、このステップS108の次には、処理プロセッサ64は、処理をステップS101に戻し、このステップS101以降の処理を繰り返す。
Next, the
なお、ステップS108で、送信信号の送信間隔の時間長と電流量との対応テーブルには、ステップS106で算出した送信間隔Ptに対応する値が直接的には存在しなかったときには、前記対応テーブルに存在する、ステップS106で算出した送信間隔Ptの前後の送信間隔の時間長と電流量との対応データを用いて補間演算処理を行うことで、ステップS106で算出した送信間隔Ptに対応する電流量を算出するものである。 In step S108, when the value corresponding to the transmission interval Pt calculated in step S106 does not directly exist in the correspondence table between the time length of the transmission interval of the transmission signal and the current amount, the correspondence table Current corresponding to the transmission interval Pt calculated in step S106 by performing interpolation calculation processing using the correspondence data between the time length of the transmission interval before and after the transmission interval Pt calculated in step S106 and the current amount. The amount is calculated.
以上のようにして、この実施形態においては、電流センサ端末5は、電線4に流れる電流に基づく電磁誘導電流を整流して蓄電する蓄電回路510を備え、この蓄電回路510の蓄電電圧VCが所定の閾値電圧Vthになる毎に、受信装置6に送信信号を無線送信するようにしたことにより、送信信号の送信間隔を、測定した電流量に応じて変化させることができる。
As described above, in this embodiment, the
そして、受信装置6は、電流センサ端末5から受信した送信信号の送信間隔を検知することで、対応する電流量を検知する。したがって、電流センサ端末5は、測定対象の電流量のデジタルデータを送信信号の電文データとする必要がなく、送信データ量を大幅に削減することができ、無線送信のための電力消費を小さくすることができる。
Then, the receiving
このため、電流センサ端末5は、蓄電回路510の蓄電電圧VCを無線送信のための電源として用いることが可能となる。つまり、バッテリーを搭載することなく、電磁誘導電流による蓄電電圧VCを自立電源電圧として用いることができる。しかも、この実施形態においては、無線送信回路550における無線送信が完了するまで、蓄電電圧VCを電源電圧として無線送信回路550に供給されるようにするタイマー回路530を備えているので、送信信号の無線送信が確実にできるという効果を有する。
For this reason, the
そして、そのタイマー回路530は、ダイオードと、コンデンサ及び抵抗とからなる簡単な回路構成の充放電回路(時定数回路)で構成されると共に、係る構成により電力消費が抑えられるという効果もある。
The
[他の実施形態又は変形例]
なお、比較回路を構成するオペアンプ521及びオペアンプ532に供給する比較用基準電圧Vrefは、この実施形態のようなバンドギャップリファレンスによる基準電圧を用いるようにしたが、比較用基準電圧Vrefは、バンドギャップリファレンスによる基準電圧を用いる場合に限られるものではない。例えば、無線送信部502の消費電力を更に低減するために、出力電圧の経時変化特性が平坦な、例えば酸化銀電池などの出力電圧を、比較用基準電圧Vrefとして用いるようにしても良い。
[Other Embodiments or Modifications]
The reference voltage Vref supplied to the
また、上述の実施形態では、受信装置6では、送信間隔は、前回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)から今回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)までの時間長から、時間長Txを減算した時間長P1、P2、P3・・・として算出するようにした。しかし、前回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)から今回の送信区間の時間Txの開始時点(送信信号の受信開始時点)までの時間長、すなわち、前記時間長P1、P2、P3・・・のそれぞれと、一定の時間長Txとの和の時間長を、送信間隔として算出するようにしても良い。その場合には、受信装置6では、時間長P1、P2、P3・・・のそれぞれと、一定の時間長Txとの和の時間長からなる送信間隔と、電流量との対応テーブルを、端末ID毎参照データメモリ68に記憶しておくようにする。
Further, in the above-described embodiment, in the receiving
また、上述の実施形態では、受信装置6では、端末ID毎参照データメモリ68には、受信した送信信号の送信間隔と電流量との対応テーブルを記憶しておき、送信間隔を電流量に換算するようにした。しかし、当該電流量に応じた消費電力と、送信間隔との対応テーブルを、端末ID毎参照データメモリ68に記憶しておくことにより、受信装置6では、送信間隔を、電流量ではなく消費電力に換算して記憶するようにしても良い。
In the above-described embodiment, in the receiving
また、上述の実施形態では、送信信号は、各電流センサ端末に割り当てられた周波数のASK信号としたが、FSK(Frequency Shift Keying)など、他の変調方法を用いることもできる。 In the above-described embodiment, the transmission signal is an ASK signal having a frequency assigned to each current sensor terminal. However, other modulation methods such as FSK (Frequency Shift Keying) can be used.
また、上述の実施形態では、受信側で送信端末を識別できるようにする送信信号としては、電流センサ端末毎に割り当てられた周波数を用いるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば識別データのみからなる送信信号を無線送信するようにしても良い。また、送信信号として、電流センサ端末毎に、伝送レート(ボーレート)の異なるものを用い、受信側で送信信号のボーレートを検出することで、電流センサ端末のそれぞれを識別するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the frequency assigned to each current sensor terminal is used as the transmission signal that enables the reception side to identify the transmission terminal. However, the present invention is not limited to this. A transmission signal consisting only of data may be wirelessly transmitted. Alternatively, transmission signals having different transmission rates (baud rates) may be used for each current sensor terminal, and each of the current sensor terminals may be identified by detecting the baud rate of the transmission signal on the reception side.
また、送信信号は、上述の実施形態の例のようなプリアンブル区間と誤り検出区間を必ずしも有しなくても良く、要は、受信装置側で、電流センサ端末のそれぞれを識別することができる信号であれば、どのような信号であっても良い。 In addition, the transmission signal does not necessarily have a preamble section and an error detection section as in the above-described embodiment. In short, a signal that can identify each of the current sensor terminals on the receiving device side. Any signal may be used.
4、41〜4n…電線、5、51〜5n…電流センサ端末、6…受信装置、501…電流センサ、502…無線送信部、510…蓄電回路、520…閾値電圧判定回路、530…タイマー回路、540…スイッチ回路、550…無線送信回路
4, 41 to 4n, electric wire, 5, 51 to 5n, current sensor terminal, 6 ... receiving device, 501 ... current sensor, 502 ... wireless transmission unit, 510 ... power storage circuit, 520 ... threshold voltage determination circuit, 530 ...
Claims (10)
前記電流センサからの前記電磁誘導電流を整流して蓄電する蓄電回路と、
前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に関するデータを直接的には含まない所定の送信信号を無線送信する送信回路と、
前記送信回路に、前記蓄電回路の蓄電電圧を、前記送信回路の電源電圧として供給するためのスイッチ回路と、
前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたかどうかを判定する判定回路と、
前記判定回路の判定結果に基づき、前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えた時点から、前記送信回路における前記送信信号の無線送信を完了する時間よりも長い所定時間だけ、前記スイッチ回路をオンとして、前記蓄電電圧を電源電圧として、前記送信回路に供給するようにするためのタイマー回路と、
を備え、
前記送信回路は、前記スイッチ回路を通じて電源電圧の供給を受けている前記所定時間の期間における前記送信信号の無線送信を、前記判定回路の判定結果に基づいて繰り返し実行することで、前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に応じて前記送信信号の送信間隔を変化させるようにした
ことを特徴とする無線送信機能付き電流センサ端末。 A current sensor that detects and outputs an electromagnetic induction current based on the current flowing through the wire;
A power storage circuit that rectifies and stores the electromagnetic induction current from the current sensor;
A transmission circuit that wirelessly transmits a predetermined transmission signal that does not directly include data relating to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor;
A switch circuit for supplying the transmission circuit with a storage voltage of the storage circuit as a power supply voltage of the transmission circuit;
A determination circuit for determining whether or not a storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage;
Based on the determination result of the determination circuit, from the time when the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage, for a predetermined time longer than the time to complete wireless transmission of the transmission signal in the transmission circuit, A timer circuit for turning on the switch circuit and supplying the stored voltage as a power supply voltage to the transmission circuit;
With
The transmission circuit repeatedly performs wireless transmission of the transmission signal in the period of the predetermined time that is supplied with a power supply voltage through the switch circuit based on a determination result of the determination circuit, so that the current sensor A current sensor terminal with a wireless transmission function, wherein the transmission interval of the transmission signal is changed according to the detected amount of current flowing through the electric wire.
ことを特徴とする請求項1に記載の無線送信機能付き電流センサ端末。 The current sensor terminal with a wireless transmission function according to claim 1, wherein the predetermined transmission signal is a signal that enables the reception side to identify the transmission terminal.
ことを特徴とする請求項2に記載の無線送信機能付き電流センサ端末。 3. The wireless transmission function according to claim 2, wherein the transmission circuit wirelessly transmits a signal having a frequency assigned to each of the current sensor terminals as the transmission signal that enables the transmission terminal to be identified. Current sensor terminal.
前記タイマー回路は、前記第1の比較回路の出力端がハイレベルのときに導通するダイオードと、前記ダイオードを通じた電流により充電されるコンデンサと、前記コンデンサの充電電圧に応じて放電を行うための抵抗と、前記コンデンサの充電電圧と前記閾値電圧とを比較する第2の比較回路とからなり、前記第2の比較回路の出力により前記スイッチ回路のオン・オフを制御する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の無線送信機能付き電流センサ端末。 The determination circuit includes a first comparison circuit that is a power storage of the power storage circuit but has an output terminal at a high level when the threshold voltage is exceeded.
The timer circuit is configured to discharge in accordance with a diode that is conductive when the output terminal of the first comparison circuit is at a high level, a capacitor that is charged by a current through the diode, and a charging voltage of the capacitor. It comprises a resistor and a second comparison circuit that compares the charging voltage of the capacitor and the threshold voltage, and the on / off of the switch circuit is controlled by the output of the second comparison circuit. The current sensor terminal with a wireless transmission function according to claim 1 or 2.
前記蓄電工程で蓄電された蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたかどうかを判定する判定工程と、
前記判定工程で、前記蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたと判定されたときに、その判定時点から、前記送信信号の無線送信を完了する時間よりも長い所定時間だけ、前記蓄電電圧を電源電圧として送信回路に供給して、前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に関するデータを直接的には含まない送信信号の無線送信を実行する無線送信工程と、
を有し、
前記無線送信工程の後には、前記蓄電工程に戻り、前記蓄電工程から前記無線送信工程までを繰り返し、前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に応じて前記送信信号の送信間隔を変化させるようにした
ことを特徴とする無線送信方法。 A power storage step of detecting an electromagnetic induction current based on a current flowing through the electric wire with a current sensor and rectifying and storing the detected electromagnetic induction current;
A determination step of determining whether or not the storage voltage stored in the storage step exceeds a predetermined threshold voltage;
When it is determined in the determination step that the storage voltage exceeds a predetermined threshold voltage, the storage voltage is longer than the determination time by a predetermined time longer than a time for completing the wireless transmission of the transmission signal. A wireless transmission step of performing wireless transmission of a transmission signal that does not directly include data relating to the amount of current flowing through the wire detected by the current sensor, as a power supply voltage;
Have
After the wireless transmission step, the process returns to the power storage step and repeats from the power storage step to the wireless transmission step, and sets the transmission interval of the transmission signal according to the amount of current flowing through the wire detected by the current sensor. A wireless transmission method characterized by being changed.
ことを特徴とする請求項6に記載の無線送信方法。 The wireless transmission method according to claim 6, wherein the transmission signal is a signal that enables the reception side to identify a transmission terminal.
前記無線送信機能付き電流センサ端末は、
電線を流れる電流に基づく電磁誘導電流を検出して出力する電流センサと、
前記電流センサからの前記電磁誘導電流を整流して蓄電する蓄電回路と、
前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に関するデータを直接的には含まない所定の送信信号を無線送信する送信回路と、
前記送信回路に、前記蓄電回路の蓄電電圧を、前記送信回路の電源電圧として供給するためのスイッチ回路と、
前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えたかどうかを判定する判定回路と、
前記判定回路の判定結果に基づき、前記蓄電回路の蓄電電圧が予め定めた所定の閾値電圧を超えた時点から、前記送信回路における前記送信信号の無線送信を完了する時間よりも長い所定時間だけ、前記スイッチ回路をオンとして、前記電源電圧を、前記送信回路に供給するようにするためのタイマー回路と、
を備え、
前記送信回路は、前記スイッチ回路を通じて電源電圧の供給を受けている前記所定時間の期間における前記送信信号の無線送信を、前記判定回路の判定結果に基づいて繰り返し実行することで、前記電流センサで検出した前記電線を流れる電流の電流量に応じて前記送信信号の送信間隔を変化させるようにし、
前記受信装置は、
前記送信信号を受信する毎に、その受信時点の情報を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶した前記送信信号の受信時点の時間的に隣り合うものの時間差から、前記送信信号の送信間隔を算出し、算出した送信間隔を、電流量または消費電力に換算する換算回路と、
を備える無線送受信システム。 In a wireless transmission / reception system comprising a current sensor terminal with a wireless transmission function for wirelessly transmitting an amount of current flowing through an electric wire, and a receiving device for receiving a transmission signal from the current sensor terminal with a wireless transmission function,
The current sensor terminal with the wireless transmission function is:
A current sensor that detects and outputs an electromagnetic induction current based on the current flowing through the wire;
A power storage circuit that rectifies and stores the electromagnetic induction current from the current sensor;
A transmission circuit that wirelessly transmits a predetermined transmission signal that does not directly include data relating to the amount of current flowing through the electric wire detected by the current sensor;
A switch circuit for supplying the transmission circuit with a storage voltage of the storage circuit as a power supply voltage of the transmission circuit;
A determination circuit for determining whether or not a storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage;
Based on the determination result of the determination circuit, from the time when the storage voltage of the storage circuit exceeds a predetermined threshold voltage, for a predetermined time longer than the time to complete wireless transmission of the transmission signal in the transmission circuit, A timer circuit for turning on the switch circuit and supplying the power supply voltage to the transmission circuit;
With
The transmission circuit repeatedly performs wireless transmission of the transmission signal in the period of the predetermined time that is supplied with a power supply voltage through the switch circuit based on a determination result of the determination circuit, so that the current sensor The transmission interval of the transmission signal is changed according to the amount of current flowing through the detected wire,
The receiving device is:
Each time the transmission signal is received, a storage circuit that stores information at the time of reception;
A conversion circuit that calculates a transmission interval of the transmission signal from a time difference between temporally adjacent reception times of the transmission signal stored in the storage circuit, and converts the calculated transmission interval into a current amount or power consumption;
A wireless transmission / reception system.
前記受信装置は、
前記受信した前記送信信号から、前記送信端末を識別する識別回路を備えると共に、
前記記憶回路は、前記識別回路で識別した前記送信端末の識別情報に対応付けることにより、前記送信端末毎に前記送信信号の受信時点を記憶し、
前記換算回路は、前記送信端末毎に、前記算出した送信間隔を、電流量または消費電力に換算する
ことを特徴とする請求項8に記載の無線送受信システム。 The transmission signal is a signal that enables the reception side to identify a transmission terminal,
The receiving device is:
An identification circuit for identifying the transmission terminal from the received transmission signal;
The storage circuit stores the reception time point of the transmission signal for each transmission terminal by associating with the identification information of the transmission terminal identified by the identification circuit,
The wireless transmission / reception system according to claim 8, wherein the conversion circuit converts the calculated transmission interval into a current amount or power consumption for each transmission terminal.
前記識別情報で識別される送信端末毎に、送信間隔と電流量または消費電力との対応情報を記憶する記憶回路を含み、
前記送信端末毎に、前記算出した送信間隔に対応する電流量または消費電力を、前記記憶している対応情報を参照することで算出する
ことを特徴とする請求項9に記載の無線送受信システム。
The conversion circuit is
For each transmission terminal identified by the identification information, a storage circuit that stores correspondence information between a transmission interval and a current amount or power consumption,
For each of the transmitting terminal, no line transceiver system of claim 9, the amount of current or power consumption corresponding to the transmission interval and the calculated, and calculating by referring to the correspondence information that the storage .
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