CN103650353B - 无线传感器模块、无线传感器模块的测定数据的处理方法 - Google Patents
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Abstract
无线传感器模块(2)具备:加速度传感器(11);无线通信部(13),无线发送加速度传感器(11)检测到的测定数据,并进行接收;MCU(12);蓄电器件(15)。MCU(12)在用以处理测定数据的一系列动作之间设置停止期间。由此能防止电源部的输出电压变得低于下限工作电压的事态。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器模块、无线传感器模块的测定数据的处理方法、程序及记录介质。
背景技术
目前已知有一种将传感器测得的测定数据以无线信号的方式发送给服务器的无线传感器模块。在具备此类无线传感器模块的系统中,例如多个测定对象装置中均配置有无线传感器模块,且服务器根据各无线传感器模块无线发送过来的测定数据,监视各测定对象装置的状态。
上述无线传感器模块通常能够长期地对测定对象装置进行测定。另外,由于无线传感器模块的小型化,无线传感器模块所具备电源部的电容量变得较低。因此业界要求无线传感器模块能在具备了低电容量的电源部的情况下长期稳定地工作。
例如专利文献1中揭示了以下技术方案:通过传感器来检测测定对象装置的状态,并根据该检测结果判断是否发生了变化,若发生了变化,则以无线方式向接收部发出信号。该技术方案中,仅当测定对象装置的状态发生变化时才从无线传感器模块发出信号,因此能够抑制无线传感器模块的电源部的功耗。
[现有技术文献]
专利文献1:日本国专利申请公开“特开2006-340157号公报”,2006年12月14日公开。
发明内容
[本发明所要解决的问题]
以往的无线传感器模块在向服务器无线发送测定数据时,需连续进行以下一系列的动作:接入供服务器与无线传感器模块进行通信的网路;从传感器取得测定数据; 将测定数据提供至无线传感器模块的无线通信部;自无线通信部向服务器无线发送测定数据;接收来自服务器的接收确认信息。
另一方面,若无线传感器模块的电源部的电容量较低,例如若将电容器、低电容量固体电池等用作电源部,那么电源部的输出电压会因负载接通时的IR下落(drop)、以及电容器内阻所致的压降而受到很大影响,从而易发生压降。在这种情况下,若负载较大,电源部的输出电压就会低于无线通信部的下限工作电压,导致发生无线通信部无法工作的故障。这一问题,即使上述专利文献1揭示的技术也无法解决。
现有技术中,若电源部中使用有电容器,则是通过并联连接多个电容器来降低内阻的等效电阻,从而抑制电源部的压降的。例如,根据每单个电容器的直流电阻,计算相对于放电所致压降而言所能允许的电阻值,且当压降较大时,增加电容器的并联个数来降低等效电阻,从而减少压降量。然而若电容器的装载个数增多,便会导致成本增高、漏电流增大,进而导致无线传感器模块的尺寸发生大型化等问题。
因此,本发明的目的在于提供一种即使进行了用以发送测定数据的一系列动作,也能防止无线传感器模块的电源部输出电压低于无线传感器模块的下限工作电压的无线传感器模块、该无线传感器模块测得的测定数据的处理方法、程序以及记录介质。
[用以解决问题的技术方案]
为解决上述问题,本发明的无线传感器模块具备:传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;控制部,对上述传感器以及上述无线通信部进行控制;以及蓄电装置,被用作电源,该无线传感器模块的特征在于:上述控制部在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送。
另外,本发明的无线传感器模块的测定数据的处理方法中,上述无线传感器模块具备:传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;以及蓄电装置,被用作电源。该处理方法的特征在于:在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据 的无线发送。
[发明效果]
在本发明的方案中,由于在用以处理测定数据的一系列动作之间设置用以使该一系列动作不会连续进行的停止期间,因此能够在停止期间使下降了的蓄电装置的输出电压得以恢复。因此,即使是具备电容量相对较小的蓄电装置来作为电源,也能防止发生因蓄电装置的输出电压变得低于无线传感器模块的下限工作电压而导致无线传感器模块停止工作的事态。
另外,蓄电装置若是由电容器等所构成,那么蓄电装置的输出电压中因电容器内阻而发生的压降成分能够通过停止期间而得以恢复。因此无需为了降低电容器内阻而增加无线传感器模块中用作蓄电装置的电容器的装载个数,从而能减少该电容器的个数。其结果是能使无线传感器模块得以小型化。
再之,通常而言,电容器若经过了长时间的使用,就会因电压的施加而引起电阻增大,且断开负载后的恢复电压会有所降低。其结果是电容器的寿命会缩短。但通过在用以处理测定数据的一系列动作的期间中设置停止期间,便能使上述恢复电压的降低情况得到缓解。其结果是能够实现电容器的长寿命化。
附图说明
图1是本发明实施方式中的具备了无线传感器模块的监视系统的结构框图。
图2是图1所示无线传感器模块相对于测定对象物的配置状态的说明图。
图3是图1所示监视系统的动作流程图。
图4是图1所示加速度传感器检测到的测定数据被发送给服务器时的、无线传感器模块的一系列动作各自的消耗电流及动作时间的说明图。
图5是图1所示无线传感器模块的一系列动作间有无停止期间时的、蓄电器件的输出电压的变化图表。
图6是图1所示蓄电器件的放电所导致的电压下降情况、以及放电结束后的电压上升情况的图表。
图7是图1所示蓄电器件的放电所导致的电压下降情况的扩大图表。
图8是图1所示加速度传感器检测到的测定数据被发送给服务器时的、无线传感器模块的一系列动作的流程图。
图9是具备了与图1所示无线传感器模块呈不同结构的无线传感器模块的监视系统的结构框图。
具体实施方式
以下,根据附图来说明本发明的实施方式。图1是具备了本实施方式的无线传感器模块2的监视系统1的结构框图。图1中,实线代表信号线,虚线代表功率线。
如图1所示,监视系统1具备无线传感器模块2以及服务器(外部装置)3。无线传感器模块2通过传感器来对测定对象物的状态进行测定。服务器3根据从无线传感器模块2收到的测定数据,对测定对象物的状态进行监视。
在本实施方式中,如图2所示,无线传感器模块2安设在作为测定对象物的马达(测定对象)4上,详细而言是被安设在用以包住马达4的壳体5上。图2是无线传感器模块2相对于测定对象物的配置状态的说明图。即,无线传感器模块2测定马达的振动情况,并将测定数据发送给服务器3。服务器3根据从无线传感器模块2收到的测定数据,判断马达4的状态。例如,服务器3判断测定数据所示的马达4的振动频率是否有变化,从而判断马达4是否有劣化,即判断是否需要交换马达4。
如图1所示,无线传感器模块2具备加速度传感器11、作为控制部的微型控制单元(以下简称为MCU(Micro Controller Unit))12、无线通信部13、振动发电模块14、蓄电器件(蓄电装置)15以及复位IC16。
加速度传感器11测定马达4的振动,并输出测定数据。MCU12对无线传感器模块2中各个部的动作进行控制,还从加速度传感器11取得测定数据,并令无线通信部13将取得的测定数据发送给服务器3。
振动发电模块14利用马达4的振动来进行发电,并将发出的功率提供给蓄电器件15。蓄电器件15积蓄振动发电模块14提供过来的功率,还依照复位IC16的控制而释放积蓄的功率。蓄电器件15中的功率被适当地提供给加速度传感器11、MCU12、无线通信部13以及复位IC16。
在本实施方式中,蓄电器件15由电容器等所构成,例如由串并联连接的多个电容器等所构成。另外,所使用的电容器例如是双电层电容器。蓄电器件15除了可以是电容器,还可以是固体电池或锂离子充电电池。
复位IC16对蓄电器件15的电压进行监视,当蓄电器件15的电压变为阈值以上 时,则使蓄电器件15向MUC12供电,也就是使蓄电器件15进行放电。
服务器3具备无线通信部21、以及作为显示部的例如LED显示屏22。无线通信部21与无线传感器模块2的无线通信部13进行无线通信,且接收从无线通信部13发送过来的测定数据。LED显示屏22对各种信息进行适当显示。
以下,对具备上述结构的监视系统1的动作进行说明。图3是图1所示监视系统1的动作流程图。监视系统1中,依次进行以下的动作。
(A1):在无线传感器模块2中,复位IC16当发现蓄电器件15的电压在阈值以上(S11)时,令蓄电器件15向MCU12开始供电(S12)。
(A2):MCU12接收从蓄电器件15提供的功率,并启动(S12)。
(A3):MCU12要求加速度传感器11进行规定次数(例如128次)的加速度测定,并要求加速度传感器11向MCU12输出测定数据(S13)。
(A4):MCU12从加速度传感器11接收测定数据,并确认已收完由规定次数的测定结果所组成的测定数据(S14)。
(A5)MCU12将自加速度传感器11收到的由规定次数的测定结果所组成的测定数据,从无线通信部13无线发送给服务器3(S15)。
(A6)在服务器3中,当无线通信部21收到了由规定次数的测定结果所组成的测定数据时,便向无线传感器模块2发送用以表达已收妥测定数据的ACK信号(S16);而后,无线通信部13接收该ACK信号。
(A7)当复位IC16发现蓄电器件15的电压低于阈值时,令蓄电器件15停止向MCU12供电(S17),MCU12的动作就此结束(S18)。
上述(A2)~(A6)的动作、即S12~S16的动作,是在MCU12工作着的状态下进行的。因此在MCU12的工作期间,蓄电器件15中的功率被MCU12消耗。因此,若MCU12的工作时间增长,蓄电器件15的电压就会下降而变得低于阈值。
另外,并不限于在蓄电器件15的电压变得低于阈值时停止MCU12的工作、即无线传感器模块2的工作。也可以在从服务器3收到了ACK信号后停止MCU12的工作。即,可以在加速度传感器11所检测到的测定数据被发送给服务器3时的所需一系列动作结束后,停止MCU12的工作。
接下来,对加速度传感器11检测到的测定数据被发送给服务器3时的无线传感器模块2的动作进行详细说明。
无线传感器模块2在将加速度传感器11检测到的测定数据发送给服务器3时,进行以下的一系列动作(B1)~(B4)。这些动作是无线传感器模块2在对加速度传感器11检测到的测定数据进行处理时所进行的一系列动作,这些动作是由MCU12来控制进行的。动作的次序为(B1)→(B2)→(B3)→(B4)。
(B1)接入网络
包含以下动作:接入供无线传感器模块2与服务器3相互通信的无线网络。
(B2)加速度传感器的通信:
包含以下动作:由加速度传感器11进行规定次数的测定;以及从加速度传感器11取得由规定次数的测定结果所组成的测定数据。
(B3)数据的无线发送
包含以下动作:将自加速度传感器11取得的由规定次数的测定结果所组成的测定数据,提供给无线通信部13;以及从无线通信部13向服务器3发送由规定次数的测定结果所组成的测定数据。
(B4)ACK的接收
包含以下动作:从服务器3接收用以表达已收妥由规定次数的测定结果所组成的测定数据的确认信号。
图4中示有上述(B1)~(B4)的各动作的消耗电流以及动作时间。图4是加速度传感器11检测到的测定数据被发送给服务器3时的、无线传感器模块2中一系列动作各自的消耗电流及动作时间的说明图。作为无线传感器模块2,使用的是例如OMRON株式会社制造的Gaze II模块(制品编号RFS24N1D-10),其电流(消耗电流)为商品目录上记载的数值,其时间(动作时间)为理论上的时间。
在此,无线传感器模块2并非持续不断地进行上述(B1)~(B4)这一系列动作,而是在(B1)~(B4)的各动作之间设有停止期间(间歇;interval)。即,本实施方式中,各停止期间被设为0.1(秒)。另外,在该停止期间中,至少由蓄电器件15对MCU12提供待机功率。
以下,就加速度传感器11检测到的测定数据被发送给服务器3时的无线传感器模块2中的一系列动作,说明一下在设有停止期间的情况下的、蓄电器件15的输出电压恢复动作。图5是无线传感器模块2的上述一系列动作间有无停止期间时的、蓄电器件15的输出电压的变化图表。
图5中,实线表示上述一系列动作间设有停止期间时的、蓄电器件15的输出电压的变化情况。虚线表示连续进行了上述一系列动作时的、蓄电池器件15的输出电压的变化情况。
图5的例示中,当连续进行了上述一系列动作时,蓄电器件15的输出电压从原来的3.6V下降到了2.28V。此时,若无线传感器模块2中所含的任意装置(单元)的下限工作电压大于2.28V(例如是2.5V),则无线传感器模块2的上述一系列动作就会在中途停止。
与此相比,当在动作(B1)与动作(B2)间、动作(B2)与动作(B3)间、以及动作(B3)与动作(B4)间设有停止期间时,蓄电器件15的输出电压能在各停止期间中得到恢复,也就是能从各动作结束后的最低电压起进行上升。因此,在一系列动作的进行期间中,蓄电器件15的电压不会低于无线传感器模块2的下限工作电压(例如2.5V),从而能防止无线传感器模块2在一系列动作的进行期间中发生停止的事态。
以下,对能够通过在上述一系列动作的期间中设置停止期间来使蓄电器件15的输出电压得到恢复的原理,加以说明。图6是蓄电器件15的放电所导致的电压下降情况、以及放电结束后的电压上升情况的图表。图7是蓄电器件15的放电所导致的图6中电压下降情况的扩大图表。
如图6所示,蓄电器件15刚开始放电后,立即会因所谓的IR下落而发生压降。在此,如图7所示,该IR下落量包含在放电的瞬间发生的压降成分(电子传导成分)、以及随时间呈减缓趋势的压降成分(离子传导成分)。
另一方面,停止放电后,蓄电器件15的输出电压中因IR下落而下降的成分便逐渐恢复。因此,通过在上述一系列动作的期间中设置停止期间,便能使蓄电器件15的输出电压得到恢复。
以下通过流程图,对加速度传感器11检测到的测定数据被发送给服务器3时的、无线传感器模块2中的一系列动作进行说明。图8是加速度传感器11所检测到的测定数据被发送给服务器3时的、无线传感器模块2中一系列动作的流程图。图8所示的动作是由MCU12来进行控制的,这些动作相当于图3所示的监视系统1之动作S13~S16。
当减速度传感器11检测到的测定数据要发送给服务器3时,通过无线通信部13 来接入供无线传感器模块2与服务器3相互通信的无线网络(S31)。S31的动作结束后,便进入0.1(秒)的停止期间(1)(S32)。
接着,停止期间(1)结束后,加速度传感器11进行规定次数(例如128次)的测定,并且MUC12从加速度传感器11取得由规定次数的测定结果所组成的测定数据(S33)。S33的动作结束后,便进入0.1(秒)的停止期间(2)(S34)。
接着,停止期间(2)结束后,MCU12将自加速度传感器11取得的由规定次数的测定结果所组成的测定数据提供给无线通信部13,并且无线通信部13向服务器3无线发送由规定次数的测定结果所组成的测定数据(S35)。S35的动作结束后,便进入0.1(秒)的停止期间(3)(S36)。
接着,停止期间(3)结束后,从服务器3接收确认信号,该确认信号用以表达已收妥了由规定次数的测定结果所组成的测定数据。至此,上述一系列的动作结束。
如上所述,在本实施方式的无线传感器模块2中,就用以对加速度传感器11所检测到的测定数据进行处理的一系列动作,在该一系列动作的进行期间中设置有停止期间。由此,能够防止因蓄电器件15的输出电压低于无线传感器模块2的下限工作电压而导致无线传感器模块2停止工作的事态。其结果,即使作为电源部的蓄电器件15的电容量较小,无线传感器模块2也能长期稳定地工作。
另外,蓄电器件15若由电容器等构成,那么通过在一系列动作的进行期间中设置停止期间,便能使蓄电器件15的输出电压中的因电容器内阻而发生的压降成分得到恢复。因此,无需为了顾及电容器的内阻而增加无线传感器模块2中用作蓄电器件15的电容器的装载个数,从而能减少该电容器的个数。其结果是,能够使无线传感器模块2的尺寸得到小型化。
再之,通常而言,电容器若经过了长时间的使用,就会因电压的施加而引起电阻增大,且断开负载后的恢复电压会有所降低。其结果是电容器的寿命会缩短。但通过在一系列动作的进行期间中设置停止期间,便能使上述恢复电压的降低情况得到缓解。其结果是能够实现电容器的长寿命化。
另外,从停止期间能够使蓄电器件15的电压得以恢复的这一点看,只要停止期间的设置不会影响本发明的效果,则优选如本实施方式所述那样在无线传感器模块2的一系列动作之间设置停止期间。
另外,尤其是若将停止期间设置到消耗电流(功耗)相对较大的动作的结束之后, 便能使因该动作而大幅跌落的蓄电器件15的输出电压得到恢复,因此是有效的方案。在此,由于消耗电流(放电电流)×放电时间=电荷(负载),因此消耗电流大的动作是指相对于蓄电器件15而言负载大的动作。
再之,若将停止期间设置到消耗电流(功耗)相对较大的动作的开始之前,便能对因该动作而可能会大幅下降的蓄电器件15的输出电压,预先进行提升,因此是有效的方案。
另外,并非必须要在一系列动作的各动作之间设置停止期间。例如若在第1个动作之后紧接着进行了第2个动作,只要此时蓄电器件15的输出电压不低于无线传感器模块2的下限工作电压,则也可采用在第1个动作之后紧接着进行第2个动作的方案。即,对于由多个动作组成的一系列动作,至少可以在依序进行的两个动作之间设置停止期间。
另外,关于停止期间的长度,可以在对蓄电器件15在停止期间的电压恢复特性、蓄电器件15的电容量、以及待机状态下的MCU12在停止期间的功耗加以考虑的基础上,适当地进行设定。具体而言,停止期间的时间长度只要能使因负载的接通而下降的蓄电器件15的输出电压得到上升即可。另一方面,若停止期间过长,那么蓄电器件15的输出电压有时会因待机状态下的MCU12的功耗而出现低于无线传感器模块2的下限工作电压的情况。因此,需要将停止期间的时间长度设定成满足以下事项:待机状态下的MCU12的功耗不会致使蓄电器件15的输出电压变得低于无线传感器模块2的下限工作电压。
另外,在以上的实施方式中,如图1所示,无线传感器模块2具备发电模块,例如振动发电模块14。但无线传感器模块2并不限于是上述结构,例如也可以如图9所示那样,不具备发电模块(例如振动发电模块14)。图9是具备了结构与图1所示无线传感器模块2不同的无线传感器模块2的监视系统1的结构框图。
本发明可有效适用于:将振动发电而得的功率积蓄至蓄电器件15来使用的这类有限能量高效利用技术、即所谓的能量收集技术(energy harvesting)。
在无需采用能量收集技术的一般家电以及移动通信设备中,当进行了无线发送等大功耗动作时,由电容器等组成的蓄电器件的压降量同样也是较大的。但这些设备由于能从商用电源、锂离子充电电池等大电容电源获得丰富的能量,因此电压能瞬时恢复。因此对于此类设备而言,通过在一系列动作的进行期间中设置停止期间来恢复蓄 电器件15的电压的方案的有效性相对较低。而与此相比,对于高效使用有限能量的能量收集技术而言,本发明的技术的有效性便相对较高。
关于环境能量源,除了振动能量以外,还有热能、电磁波能或光能(太阳光)等。
另外,作为传感器的测定对象,除振动以外,还有温度、湿度、照射度、流体、压力、地温、粒子等物理系对象,或CO2、pH、EC、土壤水分等化学系对象。
最后,无线传感器模块2的MCU(控制部)12可通过硬件逻辑来构成,也可以如下述那样利用CPU而通过软件来实现。
即,MCU12具备:CPU(central processing unit:中央处理器),执行用于实现各功能的控制程序的命令;ROM(read only memory:只读存储器),存储上述程序;RAM(random access memory:随机存取存储器),供展开上述程序;存储器等存储装置(记录介质),存储上述程序及各种数据。并且,本发明的目的能够通过以下方案来达成:向上述MCU12提供记录介质,其中,该记录介质中以计算机能够读取的方式记录有MCU12的控制程序的程序代码(可执行程序、中间代码程序、源程序),该控制程序是用于实现以上所述功能的软件;然后,由MCU12的计算机(或CPU、MPU)读出并执行该记录介质中记录的程序代码。
作为上述记录介质,例如可以采用磁带、盒式带等带类,也可以采用包括软盘(注册商标)、硬盘等磁盘以及CD-ROM、MO、MD、DVD、CD-R等光盘在内的盘类,也可以采用IC卡(包括存储卡)、光卡等卡类,或可以采用掩模型ROM、EPROM、EEPROM、闪存ROM等半导体存储器类等。
另外,还可以将MCU12设计成能与通信网络连通,并经由通信网络来提供上述程序代码。该通信网络并无特别限制,例如能利用互联网(internet)、内联网(intranet)、外联网(extranet)、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网络(virtual private network)、电话通信线路网、移动通信网、卫星通信网等。另外,供构成通信网络的传递介质也无特别限制,例如能利用IEEE1394、USB、功率线传送、电缆电视线路、电话线、ADSL线路等有线通信技术,也能利用IrDA及遥控等技术中的红外线、Bluetooth(注册商标)、802.11无线通信、HDR、便携式电话网、卫星通信线路、地面数字广播网(terrestrial digital net)等无线通信技术。即使上述程序代码的形态是以电子化传送而得以体现的、载置于载波中的计算机数据信号,本发明也能够得以实现。
本发明的无线传感器模块具备:传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测 定数据;无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;控制部,对上述传感器以及上述无线通信部进行控制;以及蓄电装置,被用作电源。在该无线传感器模块中,上述控制部在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送。
另外,本发明的无线传感器模块的测定数据的处理方法中,上述无线传感器模块具备:传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;以及蓄电装置,被用作电源。该处理方法中,在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送。
另外,本发明的程序是令计算机对无线传感器模块执行控制程序,其中上述无线传感器模块具备:传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;以及蓄电装置,被用作电源。该程序令上述计算机执行如下控制:在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送。
在上述方案中,用以处理测定数据的一系列动作中的某动作若需要执行,蓄电装置便输出功率,因此蓄电装置的输出电压会下降。该输出电压的下降量中包含因所谓的IR下落而产生的压降成分、以及因功耗而产生的压降成分。IR下落所导致的压降可以称为欧姆性(ohmic)IR下降、或起因于电阻的压降。另外,因功耗而产生的压降可以称为法拉第性(faradaic)压降、或起因于静电容成分的压降。
在此,若用以处理测定数据的一系列动作被连续地执行,那么蓄电装置的输出电压的下降量会增大,从而可能导致输出电压变得低于无线传感器模块中某单元的下限工作电压(无线传感器模块的下限工作电压)。若低于该下限工作电压,无线传感器模块就会在用以处理测定数据的一系列动作的进行途中发生停止。或着,需要具备大 电容量的器件来作为蓄电装置,以防止发生输出电压变得低于无线传感器模块的下限工作电压的事态。而这就会导致无线传感器模块的成本上升以及大型化。
对此,本发明的方案中,在用以处理测定数据的一系列动作之间设置用以使该一系列动作不会连续进行的停止期间,因此能够在停止期间使下降了的蓄电装置的输出电压得以恢复。因此,即使具备电容量相对较小的蓄电装置来作为电源,也能防止发生因蓄电装置的输出电压变得低于无线传感器模块的下限工作电压而导致无线传感器模块停止工作的事态。
另外,蓄电装置若是由电容器等所构成,那么蓄电装置的输出电压中因电容器内阻而发生的压降成分能够通过停止期间而得以恢复。因此无需为了降低电容器内阻而增加无线传感器模块中用作蓄电装置的电容器的装载个数,从而能减少该电容器的个数。其结果是能使无线传感器模块得以小型化。
再之,通常而言,电容器若经过了长时间的使用,就会因电压的施加而引起电阻增大,且断开负载后的恢复电压会有所降低。其结果是电容器的寿命会缩短。但通过在用以处理测定数据的一系列动作的进行期间中设置停止期间,便能使上述恢复电压的降低情况得到缓解。其结果是能够实现电容器的长寿命化。
上述无线传感器模块中也可包含以下方案:上述停止期间,被设置在用以处理上述测定数据的一系列动作之中的、相对于上述蓄电装置而言负载相对较大的动作的开始前或结束后。
上述方案中,通过将停止期间设置在相对于蓄电装置而言负载相对较大的动作之后,能够利用停止期间来使因大负载动作而下降了的蓄电装置的输出电压得到恢复,因此是有效的方案。
另外,通过将停止期间设置在相对于蓄电装置而言负载相对较大的动作之前,便能对因大负载动作而可能会大幅下降的蓄电装置的输出电压,预先进行提升,因此是有效的方案。
上述无线传感器模块中也可包含以下方案,即,上述停止期间的长度被设定成满足以下事项:因用以处理上述测定数据的一系列动作之中的已于上述停止期间前完成的动作而发生了下降的蓄电装置的输出电压,能够得以上升;且,上述停止期间中处于待机状态的上述控制部在上述停止期间中消耗的功耗,不会致使上述蓄电装置的输出电压低于用以处理上述测定数据的一系列动作之中的动作的执行单元的下限工作 电压。
在上述方案中,停止期间的长度被设定成满足以下事项:因用以处理测定数据的一系列动作之中的已于停止期间前完成的动作而发生了下降的蓄电装置的输出电压,能够得以上升。并且,停止期间的长度被设定成还满足以下事项:停止期间中处于待机状态的控制部在停止期间中消耗的功耗,不会致使蓄电装置的输出电压低于用以处理测定数据的一系列动作之中的动作的执行单元的下限工作电压。
因此,因用以处理测定数据的一系列动作之中的动作而发生了下降的蓄电装置的输出电压,能够通过停止期间而得到适当的恢复。另外,能够防止因停止期间中处于待机状态的控制部在过长停止期间中的待机功耗,而致使蓄电装置的输出电压低于无线传感器模块的下限工作电压的事态。
上述无线传感器模块中也可包含以下方案:上述蓄电装置包含电容器、固体电池、以及锂离子充电电池中的任意一方。
在上述方案中,蓄电装置包含电容器、固体电池、以及锂离子充电电池中的任意一方。尤其是若包含电容器,便能实现蓄电容量相对较小且小型廉价的结构。
上述无线传感器模块中也可具备:利用振动进行发电并将发出的功率提供给上述蓄电装置的振动发电模块。
通过上述方案,能够实现将振动发电模块发出的功率积蓄到蓄电装置中来使用的技术,也就是能实现高效利用有限能量的所谓的能量收集技术。
本发明并不限于是上述各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种变更,适当地组合不同实施方式中披露的技术方案而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
[产业上的可利用性]
本发明可较好地适用于:电源中采用有能有效利用有限能量的能量收集技术的装置。
[附图标记说明]
1 监视系统
2 无线传感器模块
3 服务器(外部装置)
4 马达(测定对象)
5 壳体
11 加速度传感器
12 微型控制单元(控制部)
13 无线通信部
14 振动发电模块
15 蓄电器件(蓄电装置)
16 复位IC
Claims (6)
1.一种无线传感器模块,其具备:
传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;
无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;
控制部,对上述传感器以及上述无线通信部进行控制;以及
蓄电装置,被用作电源,
该无线传感器模块的特征在于:
上述控制部在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送,
上述停止期间,被设置在用以处理上述测定数据的一系列动作之中的、相对于上述蓄电装置而言负载相对较大的动作的开始前或结束后。
2.一种无线传感器模块,其具备:
传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;
无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;
控制部,对上述传感器以及上述无线通信部进行控制;以及
蓄电装置,被用作电源,
该无线传感器模块的特征在于:
上述控制部在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送,
上述停止期间的长度被设定成满足以下事项:
因用以处理上述测定数据的一系列动作之中的已于上述停止期间前完成的动作而发生了下降的蓄电装置的输出电压,能够得以上升;且,
上述停止期间中处于待机状态的上述控制部在上述停止期间中消耗的功耗,不会致使上述蓄电装置的输出电压低于用以处理上述测定数据的一系列动作之中的动作的执行单元的下限工作电压。
3.根据权利要求1或2所述的无线传感器模块,其特征在于:
上述蓄电装置包含电容器、固体电池、以及锂离子充电电池中的任意一方。
4.根据权利要求1或2所述的无线传感器模块,其特征在于,具备:
振动发电模块,利用振动进行发电并将发出的功率提供给上述蓄电装置。
5.一种无线传感器模块的测定数据的处理方法,
其中上述无线传感器模块具备:
传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;
无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;以及
蓄电装置,被用作电源,
该处理方法的特征在于:
在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送,
上述停止期间,被设置在用以处理上述测定数据的一系列动作之中的、相对于上述蓄电装置而言负载相对较大的动作的开始前或结束后。
6.一种无线传感器模块的测定数据的处理方法,
其中上述无线传感器模块具备:
传感器,针对测定对象进行测定动作,并生成测定数据;
无线通信部,向外部装置无线发送上述传感器所测定的测定数据,并接收来自外部装置的无线信号;
控制部,对上述传感器以及上述无线通信部进行控制;以及
蓄电装置,被用作电源,
该处理方法的特征在于:
在用以处理上述测定数据的一系列动作之间,设置用以使上述一系列动作不会连续进行的停止期间,其中,上述一系列动作中包含上述传感器对上述测定数据的生成、以及上述无线通信部对上述测定数据的无线发送,
上述停止期间的长度被设定成满足以下事项:
因用以处理上述测定数据的一系列动作之中的已于上述停止期间前完成的动作而发生了下降的蓄电装置的输出电压,能够得以上升;且,
上述停止期间中处于待机状态的上述控制部在上述停止期间中消耗的功耗,不会致使上述蓄电装置的输出电压低于用以处理上述测定数据的一系列动作之中的动作的执行单元的下限工作电压。
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