JP2004048309A

JP2004048309A - 無線伝送装置

Info

Publication number: JP2004048309A
Application number: JP2002202075A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Nozu; 野津　博樹
Original assignee: Toshiba Elevator Co Ltd
Current assignee: Toshiba Elevator and Building Systems Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】送信機と受信機が固定されている場合、および送信機と受信機の間に速度差がある状態にあっても、信号の送受信を正常に行えるようにする音波を利用した無線伝送装置を簡単な回路構成で、かつ安価に提供する。
【解決手段】送信機１０１において、基準周波数で駆動されるエンコーダ１０３でＤＴＭＦ周波数の組み合わせに変換されスピーカ１０６から発信された信号は、受信機１０２のマイク１０７で受信され、基準周波数よりずらした周波数で駆動されるＴデコーダ１０９及びＫデコーダ１１０で解読され、これらの解読結果をカリキュレータ１１３で論理演算する。これにより、送信機と受信機の間に速度差がある状態にあっても、信号の送受信を正常に行うことができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエレベーターの乗りかごまたはつりあい重りと、機械室との間の信号等を伝送する無線伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベーターで乗客が乗る乗りかごまたは乗りかごとのバランスを取るつりあい重りと、巻上機等が設置されている機械室の間の信号伝送方式として、音波を利用した無線伝送方式が提案されている。
【０００３】
ここで、乗りかごと機械室との間で送受信される信号とは、乗客が行先として希望する階を指示するための信号や、扉の開閉を指示するための信号などを示す。
【０００４】
またつりあい重りと機械室との間で送受信される信号とは、つりあい重りが地震などにより、つりあい重りの昇降をガイドするレールから外れてしまったことを、機械室に設置されている制御装置に伝えるための信号などを示す。
【０００５】
従来の方式は、プッシュホンのトーン音であるＤＴＭＦ（Ｄｕａｌ　ＴｏｎｅＭｕｌｔｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を利用している。ここでＤＴＭＦは、各符号例えば「２」、「６」、「＊」などを、低群の周波数と高群の周波数の組み合わせで表現する方法であり、その組み合わせは図９の通りである。前述の符号は周波数に置き換えるとそれぞれ「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」、「７７０Ｈｚ＋１，４７７Ｈｚ」、「９４１Ｈｚ＋１，２０９Ｈｚ」となる。
【０００６】
また、ＤＴＭＦエンコーダやデコーダは、これを駆動する基準周波数例えば３．５７９５４５ＭＨｚを元に図９に示す低群および高群の周波数を作り出している。
【０００７】
図８のように、たとえば送信したい符号「２」をエンコーダ８０３で図９のＤＴＭＦ周波数の組み合わせ「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」に置き換え、この音波を送信機８０１のスピーカ８０４から出力し、受信機８０２のマイク８０６で受信した後デコーダ８０７で図９の組み合わせに従って解読し目的の符号「２」を得るものである。
【０００８】
ここで、音波の特性としてドップラー効果というものがあることが広く知られている。これは、移動する音源から発信される音波は、観測者に近づいてくる時は周波数が高くなり、遠ざかる時は低くなるというもので、一般には近づいてくる救急車のサイレンの音は次第に高くなり、通りすぎて遠ざかる時は低くなっていくという現象で説明される。
【０００９】
なお、ドップラー効果は、ｆ’を観測者に聞こえる周波数、ｆを発信される音波の周波数、Ｖを音の速さ、Ｖｏを観測者が移動する速さ、Ｖｓを音源が移動する速さとすると次の式で求められる。
【００１０】
【数１】

【００１１】
またデコ−ダ８０７には、エンコ−ダ８０３から発信されるＤＴＭＦ周波数の微妙なずれに対応するため周波数感動帯域が設定されており、およそ±２から３％の許容量を持っている。たとえば周波数感動帯域が±２％のデコ−ダであれば、図１０のように６８３．１Ｈｚから７１０．９Ｈｚまでの信号は低群２の信号６９７Ｈｚとして認識する。しかしながら３％を超える周波数感動帯域を持つデコーダは存在しない。
【００１２】
さらにまたデコーダ８０７は、駆動する基準周波数がずれるとこれに同期して解読するＤＴＭＦ周波数および周波数感動帯域がずれるという特性がある。例えば周数感動帯域が±２％のデコーダで、駆動する基準周波数例えば３．５７９５４５ＭＨｚが−２％ずれて３．５０７９５４ＭＨｚとなると、低群２の信号６９７Ｈｚは−２％ずれ６８３．１Ｈｚとなり、周波数感動帯域は図１１のように６８３．１Ｈｚを中心として６２５．３Ｈｚから６９６．８Ｈｚまでとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の方式では、エンコーダ８０３とデコーダ８０７とをそれぞれクロック８０５、クロック８０８からの基準周波数で駆動し、信号の置き換え、解読を行っている。この構成の場合、送信機８０１と受信機８０２とが固定されている場合であれば、信号の解読は正常に行われるが、どちらか一方が移動する、両方が互いに逆方向に移動する、両方が同一方向に移動するが速度が異なるというように、送信機８０１と受信機８０２との間に速度差がある状態の場合は、前述したドップラー効果により送信機８０１から出力された音波の周波数が、受信機８０２のマイク８０６で受信する時には変化してしまい、解読出来なくなり目的の信号を得られなくなるという問題があった。
【００１４】
従来の方式は図８のような構成であるが、この構成では送信機８０１と受信機８０２との間に速度差がある状態を想定していないため、送信機８０１側にエレベーターの速度情報を渡す手段がない。よって速度差に起因する周波数の変化を認知することが出来ないため、送信機８０１、受信機８０２とも基準周波数で駆動されたままの状態でＤＴＭＦ信号の置き換え、解読を行う。
【００１５】
したがって、送信機（音源）８０１が５０ｋｍ／ｈで受信機（観測者）８０２に向かって移動している状態で信号が発信されると、前述の式より送信機８０１から出力される「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」の音波は受信機８０２では約４％ずれ「７２７Ｈｚ＋１，３９３Ｈｚ」で受信されることとなり、図９の組み合わせに該当するものはなく、また前述の周波数感動帯も外れてしまうため解読出来ず送受信不能となってしまう。
【００１６】
この解決方法として、速度情報を送信機８０１側に渡し出力信号の周波数を制御する方法も考えられるが、速度情報から周波数のずれる量を予測して周波数を制御するための回路が必要となり、送信機回路の複雑化やコストの上昇といった問題が発生してしまう。
【００１７】
本発明は上述のような従来の問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は送信機と受信機が固定されている場合、および送信機と受信機の間に速度差がある状態にあっても、信号の送受信を正常に行えるようにする音波を利用した無線伝送装置を簡単な回路構成で、かつ安価に提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線伝送装置は、基準周波数で駆動されるエンコーダで信号を所定の周波数の組み合わせの信号に変換し、音波の信号として送信する送信機と、この送信機から送信された音波の信号を受信し、前記基準周波数よりずらした周波数で駆動されるデコーダを用いて、受信された信号を解読する回路を備えた受信機とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
このような構成の本発明によれば、送信機と受信機が固定されている場合、および送信機と受信機の間に速度差がある状態にあっても、信号の送受信を正常に行えるようにする音波を利用した無線伝送装置を、簡単な回路構成で、かつ安価に提供することができる。
【００２０】
ここで、受信された信号を解読する回路を、それぞれ異なる周波数で駆動される複数のデコーダを用いて、受信された信号を解読し、かつ個々のデコーダの解読結果を論理演算するものとすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線伝送装置の概略構成を示す図である。この装置は、送信機１０１と受信機１０２により構成される。送信機１０１と受信機１０２は、例えばエレベーターの乗りかごまたはつりあい重りや、機械室に設けられ、これらの間の信号の送受信に用いられる。
【００２３】
送信機１０１は、送信したい信号をＤＴＭＦ周波数の組み合わせに変換するエンコーダ１０３と、エンコーダ１０３を駆動する基準周波数例えば３．５７９５４５ＭＨｚを発生するクロック１０４と、エンコーダ１０３より出力されるＤＴＭＦ信号を増幅するアンプ１０５と、アンプ１０５の出力を発信するスピーカ１０６で構成される。
【００２４】
また受信機１０２は、スピーカ１０６から発信された信号を受信するマイク１０７と、マイク１０７の出力を増幅するマイクアンプ１０８と、マイクアンプ１０８の出力をＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従って解読するデコーダのうち、本来の基準周波数例えば３．５７９５４５ＭＨｚに対し、低い基準周波数例えば３．５０７９５４ＭＨｚで駆動されるＴデコーダ１０９と、高い基準周波数例えば３．６５１１３６ＭＨｚで駆動されるＫデコーダ１１０と、Ｔデコ−ダ１０９を駆動する低い基準周波数を発生するＴクロック１１１と、Ｋデコーダ１１０を駆動する高い基準周波数を発生するＫクロック１１２と、Ｔデコーダ１０９とＫデコーダ１１０の出力を論理演算し目的の信号を出力するカリキュレータ１１３により構成される。
【００２５】
図２は、送信機１０１の構成を示すブロック図である。図示しない制御装置により例えばスイッチパネル２０１のスイッチ「２」がＯＮになると、クロック１０４の発生する基準周波数によって駆動されるエンコーダ１０３の、通常は全て“Ｌ”レベルになっているＲ１からＲ４およびＣ１からＣ４のうち、Ｒ１とＣ２に図示しない電源より電圧が印加され“Ｈ”レベルになる。これによりエンコーダ１０３に信号が入力される。
【００２６】
エンコーダ信号変換部２０２は、図９のＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従いＲ１の周波数６９７ＨｚとＣ２の周波数１，３３６Ｈｚを選択し、これを合成してＴＯ端子より電気信号として出力する。出力された電気信号は、アンプ１０５で増幅されスピーカ１０６で音波に変換されて空気中に出力される。
【００２７】
ここで、送信機１０１が受信機１０２に向かって５０ｋｍ／ｈで移動していると、ドップラー効果により「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」の音波は受信機１０２に到達する時には約４％ずれ、「７２７Ｈｚ＋１，３９３Ｈｚ」となる。
【００２８】
図３は、受信機１０２の構成を示すブロック図である。空気中を伝わって送られた音波はマイク１０７で受信され電気信号に変換された後、マイクアンプ１０８で増幅されＴクロック１１１の発生する基準周波数によって駆動されるＴデコーダ１０９の入力端子ＡＩＴ、Ｋクロック１１２の発生する基準周波数によって駆動されるＫデコーダ１１０の入力端子ＡＩＫに入力される。
【００２９】
Ｔデコーダ１０９は、図４のＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従いＴデコーダ信号変換部３０１で解読を行うが、「７２７Ｈｚ＋１，３９３Ｈｚ」という組み合わせはなく、また周波数感動帯の範囲にも該当するものがないので、通常は全て“Ｌ”レベルになっている論理出力端子Ｄ０ＴからＤ３Ｔは“Ｌ”レベルのままである。
【００３０】
一方、Ｋデコーダ１１０は、図５のＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従いＫデコーダ信号変換部３０２で解読を行うので、「７２７Ｈｚ＋１，３９３Ｈｚ」という組み合わせはないが周波数感動帯の範囲に該当するものがあるので、低群の１番Ｌ１と高群の２番Ｈ２が入力されたものと判断して、図示しない電源より電圧を印加し、論理出力端子Ｄ１Ｋを“Ｈ”レベル、その他の論理出力端子Ｄ０Ｋ、Ｄ２Ｋ、Ｄ３Ｋを“Ｌ”レベルとする。
【００３１】
カリキュレータ１１３のカリキュレータ論理演算部３０３は、Ｔデコーダ１０９の論理出力端子Ｄ０ＴとＫデコ−ダ１１０の論理出力端子Ｄ０Ｋの出力を図６の組み合わせにしたがって演算し、その結果をＤ０として出力する。また同様に各論理出力端子Ｄ１Ｔ、２Ｔ、Ｄ３Ｔと各論理出力端子Ｄ１Ｋ、Ｄ２Ｋ、Ｄ３Ｋの出力を演算しそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３として出力する。さらにまたカリキュレータ符号変換部３０４は、カリキュレ一夕論理演算部３０３の論理出力端子の出力Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を図７に従って符号化する。ここで前述の論理出力端子の出力Ｄ０“Ｌ”、Ｄ１“Ｈ”、Ｄ２“Ｌ”、Ｄ３“Ｌ”を符号化すると「２」となる。この結果が受信機１０２の出力となり、表示器３０５で表示される。
【００３２】
次に、送信機１０１が移動していない場合について考えてみる。スピ−カ１０６から音波として信号が出力されるまでは前述の通りである。
【００３３】
ここで送信機１０１が移動していないので、ドップラー効果は発生せず「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」の音波はずれることなく受信機１０２で受信される。
【００３４】
空気中を伝わって送られた音波はマイク１０７で受信され電気信号に変換された後、マイクアンプ１０８で増幅されＴクロック１１１の発生する基準周波数によって駆動されるＴデコーダ１０９の入力端子ＡＩＴ、Ｋクロック１１２の発生する基準周波数によって駆動されるＫデコーダ１１０の入力端子ＡＩＫに入力される。
【００３５】
Ｔデコーダ１０９は図４のＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従い解読を行うので、「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」という組み合わせはないが周波数感動帯の範囲に該当するものがあるので、低群の１番Ｌ１と高群の２番Ｈ２が入力されたものと判断し、図示しない電源より電圧を印加し、通常は全て“Ｌ”レベルになっている論理出力端子Ｄ１Ｔを“Ｈ”レベル、その他の論理出力端子Ｄ０Ｔ、Ｄ２Ｔ、Ｄ３Ｔを“Ｌ”レベルとする。
【００３６】
同様にＫデコーダ１１０は図５のＤＴＭＦ周波数の組み合わせに従い解読を行うので、「６９７Ｈｚ＋１，３３６Ｈｚ」という組み合わせはないが周波数感動帯の範囲に該当するものがあるので、低群の１番Ｌ１と高群の２番Ｈ２が入力されたものと判断し、図示しない電源より電圧を印加し、通常は全て“Ｌ”レベルになっている論理出力端子Ｄ１Ｋを“Ｈ”レベル、その他の論理出力端子Ｄ０Ｋ、Ｄ２Ｋ、Ｄ３Ｋを“Ｌ”レベルとする。
【００３７】
カリキュレータ１１３のカリキュレータ論理演算部３０３は、Ｔデコ−ダ１０９の論理出力端子Ｄ０ＴとＫデコーダ１１０の論理出力端子Ｄ０Ｋの出力を図６の組み合わせにしたがって演算し、その結果をＤ０として出力する。また同様に各論理出力端子Ｄ１Ｔ、２Ｔ、Ｄ３Ｔと各論理出力端子Ｄ１Ｋ、Ｄ２Ｋ、Ｄ３Ｋの出力を演算しそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３として出力する。さらにまたカリキュレータ符号変換部３０４は、カリキュレータ論理演算部３０３の論理出力端子の出力Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を図７に従って符号化する。ここで前述の論理出力端子の出力Ｄ０“Ｌ”、Ｄ１“Ｈ”、Ｄ２“Ｌ”、Ｄ３“Ｌ”を符号化すると「２」となる。この結果が受信機１０２の出力となり、表示器３０５で表示される。
【００３８】
以上のような動作により、送信機１０１が移動中であっても信号の解読が可能となり、また送信機１０１が移動していない状態であっても信号の解読が可能であるので、送受信不能となることはなくなる。また速度に応じて周波数を変化させるなどの回路の追加も必要がないので、安価に無線伝送装置を構成することが出来る。
【００３９】
なお、前述の実施形態では、デコーダを駆動するクロックを基準周波数から上下に２％ずつずらしたものを並べているが、これを上方向のみもしくは下方向のみにずらしたものを並べても良い。
【００４０】
また前述の実施形態では、デコーダを２台並べて解読処理をしているが、これを３台以上としても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信機に対して送信機が移動中であっても信号の解読が可能となり、また送信機が移動していない状態であっても信号の解読が可能であるので、送受信不能となることはなくなる。また速度に応じて周波数を変化させるなどの回路の追加も必要がないので、安価に無線伝送装置を構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線伝送装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態における送信機の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態における受信機の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態における、標準より２％低い基準周波数で駆動されるＴデコーダの動作を説明するための表図。
【図５】本発明の一実施形態における、標準より２％高い基準周波数で駆動されるＫデコーダの動作を説明するための表図。
【図６】本発明の一実施形態における、カリキュレータ論理演算部の論理演算結果を示す表図。
【図７】本発明の一実施形態における、カリキュレータ符号変換部の変換結果を示す表図。
【図８】従来例の概略構成を示す図。
【図９】従来例及び本発明の一実施形態におけるＤＴＭＦ信号への変換結果を示す表図。
【図１０】従来例の動作を説明するための、基準周波数３．５７９５４５ＭＨｚの時の低群２の周波数感動帯域を示す図。
【図１１】従来例の動作を説明するための、基準周波数３．５０７９５４ＭＨｚの時の低群２の周波数感動帯域と、基準周波数３．５７９５４５ＭＨｚの時の低群２の周波数感動帯域を示す図。
【符号の説明】
１０１…送信機
１０２…受信機
１０３…エンコーダ
１０４…クロック
１０５…アンプ
１０６…スピーカ
１０７…マイク
１０８…マイクアンプ
１０９…Ｔデコーダ
１１０…Ｋデコーダ
１１１…Ｔクロック
１１２…Ｋクロック
１１３…カリキュレータ
２０１…スイッチパネル
２０２…エンコーダ信号変換部
３０１…Ｔデコーダ信号変換部
３０２…Ｋデコーダ信号変換部
３０３…カリキュレータ論理演算部
３０４…カリキュレータ符号変換部
３０５…表示器

Claims

基準周波数で駆動されるエンコーダで信号を所定の周波数の組み合わせの信号に変換し、音波の信号として送信する送信機と、この送信機から送信された音波の信号を受信し、前記基準周波数よりずらした周波数で駆動されるデコーダを用いて、受信された信号を解読する回路を備えた受信機とを備えたことを特徴とする無線伝送装置。
請求項１に記載の無線伝送装置において、前記受信された信号を解読する回路は、それぞれ異なる周波数で駆動される複数のデコーダを用いて、受信された信号を解読し、かつ個々のデコーダの解読結果を論理演算するものであることを特徴とする無線伝送装置。