JP2004153635A

JP2004153635A - Sensor system, and sensor unit

Info

Publication number: JP2004153635A
Application number: JP2002317649A
Authority: JP
Inventors: Koshi Ito; 耕嗣伊藤; Kazuyoshi Miyata; 和佳宮田; Masao Shimazaki; 政男嶋崎
Original assignee: Sunx Ltd
Current assignee: Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP3974499B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to calculate the detection result in each sensor unit without necessity to separately install a controller and restricting the number of sensor units which can adjacently be arranged. <P>SOLUTION: The CPU 13a to 13z of respective units 12a to 12z detect as a logical value whether a detection object exists or not in a detection region D, the CPU13b to 13z carry out a logical operation of logical values detected in the own units 12b to 12z and logical values from transmission means 16 of the units adjacently arranged in the previous stage, and output from the external connection terminals 19, and at the same time, the CPU13b to 13z make the transmitting means 16 send the logical values to the units 12 adjacently arranged in the succeeding stage. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接配置可能に構成された複数のセンサユニットからなるセンサシステムおよびこのシステムを構成するセンサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、危険領域等の検出領域内への物体の侵入を検知するための構成として、例えば特許文献１の光電スイッチが開示されている。この構成を概略的に説明する図４において、複数の各センサユニット１…１において検知された出力をコントローラ２の演算部で所定の演算を行い、その演算結果を出力するため、複数組の検知出力が得られたとしても最終出力が１つになるという利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７６００６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コントローラ２がセンサユニット１の検知結果を演算しているため、コントローラ２に接続可能なセンサユニット１の個数は、コントローラ２の処理能力に応じて上限があり、隣接配置可能なセンサユニット１の個数が制限されてしまうという問題が生じていた。しかも、制御用にコントローラ２が別途必要とされ、全体的なコストが上昇してしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コントローラを別途設ける必要なく、隣接配置可能なセンサユニットの個数が制限されることなく各センサユニットにおける検出結果を演算することができるセンサシステムおよびこのセンサシステムを構成するセンサユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、隣接配置可能に構成された複数のセンサユニットからなり、前記複数のセンサユニットのうち初段に配置されるセンサユニットは、少なくとも、後段に隣接配置されるセンサユニットに伝送信号を送信可能な送信手段と、自己の検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出する検出手段と、前記検出手段により検出された論理値を伝送信号として前記送信手段に送信させる論理値送信制御手段とを備え、
前記複数のセンサユニットのうち初段以外でかつ最終段以外に配置されるセンサユニットは、前記送信手段と、前記検出手段と、前段に隣接配置されるセンサユニットの送信手段から伝送信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された伝送信号の論理値と自己のセンサユニットの検出手段により検出された論理値とを論理演算する論理演算手段と、この論理演算手段により論理演算された論理値を伝送信号として前記送信手段に送信させる演算結果送信制御手段とを備え、
前記複数のセンサユニットのうち最終段に配置されるセンサユニットは、少なくとも、前記検出手段と、前記受信手段と、前記論理演算手段と、この論理演算手段により論理演算された論理値を外部に出力する外部出力手段とを備え、
前記複数のセンサユニットは、前記送信手段および前記受信手段により前記初段から前記最終段のセンサユニットに向けて順に伝送信号を伝送することに特徴を有している。
【０００７】
このような手段によれば、複数のセンサユニットが隣接配置されている場合には、次のように作用する。初段のセンサユニットでは、検出手段が検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出し、論理値送信制御手段が隣接配置される次段のセンサユニットに伝送信号として送信手段に送信させる。そして、次段のセンサユニットは、自己のセンサユニットの検出手段により、自己の検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出し、論理演算手段が、この論理値と初段のセンサユニットの送信手段により送信された伝送信号の論理値とを論理演算し、演算結果送信制御手段がこの演算された論理値を伝送信号としてさらに次段のセンサユニットに送信する。これらの作用が次段のセンサユニットでも繰り返され、最終段に配置されたセンサユニットでは、外部出力手段が外部に論理演算された論理値を出力する。したがって、複数のセンサユニットのみで構成することができるため、コントローラを別途設ける必要がなくなり、各センサユニットにおける検出結果を演算して外部に出力することができると共に、センサユニットの数が制限されることなく隣接配置することができる。
【０００８】
この場合、複数のセンサユニットのすべての論理演算手段を、前記論理演算として論理和演算を実行するように設定可能に構成することが望ましい（請求項２）。このような手段によれば、例えば複数のセンサユニットの論理演算手段が論理演算として論理和演算を実行する手段としてすべて設定されると、それぞれの検出領域のうちの何れか１つ以上に被検出対象物が存在したとき、被検出対象物が検出領域に存在していることを示す結果を外部に出力することができる。
【０００９】
上記発明において、複数のセンサユニットのすべての論理演算手段を、前記論理演算として論理積演算を実行するように設定可能に構成することが望ましい（請求項３）。
【００１０】
このような手段によれば、例えば複数のセンサユニットの論理演算手段が論理積演算を実行する手段としてすべて設定されると、それぞれの検出領域の全てに被検出対象物が存在したときのみ、被検出対象物が検出領域に存在していることを示す結果を外部に出力することができる。
【００１１】
請求項４記載のセンサユニットは、自己の検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出する検出手段と、後段に隣接配置されるセンサユニットに伝送信号を送信可能な送信手段と、前段に隣接配置されるセンサユニットの送信手段から送信された伝送信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された伝送信号に含まれる論理値と自己のセンサユニットの検出手段により検出された論理値とを論理演算する論理演算手段と、この論理演算手段により論理演算された論理値を伝送信号として前記送信手段に送信させる演算結果送信制御手段とを備えたことに特徴を有する。
【００１２】
請求項５記載のセンサユニットは、自己の検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出する検出手段と、前段に隣接配置されるセンサユニットの送信手段から送信された伝送信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された伝送信号に含まれる論理値と自己のセンサユニットの検出手段により検出された論理値とを論理演算する論理演算手段と、この論理演算手段により論理演算された論理値を外部に出力する外部出力手段とを備えたことに特徴を有する。
【００１３】
請求項６記載のセンサユニットは、第一状態、第二状態、第三状態のいずれかに設定するための設定手段と、自己の検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出する検出手段と、後段に隣接配置されるセンサユニットに伝送信号を送信可能な送信手段と、前段に隣接配置されるセンサユニットから伝送信号を受信する受信手段と、この受信手段により受信された伝送信号に含まれる論理値と自己のセンサユニットの検出手段により検出された論理値とを論理演算する論理演算手段と、前記設定手段により第一状態に設定されたことに対応して前記検出手段により検出された論理値を伝送信号として前記送信手段に送信させる論理値送信制御手段と、前記設定手段により第二状態に設定されたことに対応して前記論理演算手段により論理演算された論理値を伝送信号として前記送信手段に送信させる演算結果送信制御手段と、前記設定手段により第三状態に設定されたことに対応して前記論理演算手段により論理演算された論理値を外部に出力する外部出力手段とを備えたことに特徴を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、ファイバセンサシステムに適用したセンサシステムの一実施形態について図１ないし図３を参照しながら説明する。
図１は、ファイバセンサシステムの機能ブロック図を概略的に示している。ファイバセンサシステム１１は、複数のファイバセンサユニット（センサユニット：以下単にユニットと称する）１２ａ…１２ｚからなり隣接配置接続されている。ユニット１２ａ〜１２ｚは、その両側に他のユニットを隣接配置可能に構成されており、それぞれ、ＣＰＵ（検出手段、論理値送信制御手段、論理演算手段、演算結果送信制御手段、外部出力手段）１３ａ〜１３ｚを主体として、これらのＣＰＵ１３ａ〜１３ｚにそれぞれ接続される投光手段１４と、受光手段１５と、送信手段１６と、受信手段１７と、設定手段１８と、外部接続端子１９と、図示しないメモリ等から構成されている。
【００１５】
ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚは、メモリに記憶されたプログラムによりそれぞれのユニット１２ａ〜１２ｚを制御するようになっている。投光手段１４は、投光駆動回路１４ａと、この投光駆動回路１４ａに接続されたＬＥＤ等からなる投光素子１４ｂと、この投光素子１４ｂの投光方向に配設されたファイバ１４ｃとからなり、ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚからの投光指令に基づいてファイバ１４ｃの先端から光を検出領域Ｄに向けて投光するようになっている。
【００１６】
受光手段１５は、受光回路１５ａと、この受光回路１５ａに接続されたフォトダイオード等の受光素子１５ｂと、ファイバ１５ｃとからなっている。この受光手段１５は、投光手段１４により検出領域Ｄに向けて投光される光をファイバ１５ｃを介して受光素子１５ｂにおいて受信し，光電変換し、受光回路１５ａにおいて増幅，Ａ／Ｄ変換等の各種処理を行いこの信号をＣＰＵ１３ａ〜１３ｚに出力するようになっている。
【００１７】
ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚは、受光回路１５ａにより出力された信号を所定の検出タイミングで所定のしきい値と比較し、この信号がしきい値以上となれば検出領域Ｄに被検出対象物が存在していないと判定しローレベル「Ｌ」の論理信号の論理値を検出し、逆に、しきい値を下回れば検出領域Ｄに被検出対象物が存在していると判定しハイレベル「Ｈ」の論理信号の論理値を検出するようになっている。
【００１８】
送信手段１６は、一般的な光変調回路により構成されるもので、ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚから出力されるデータ信号を所定の変調方式で光変調し、ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚの制御に基づいて、光変調された光信号（空中伝播信号）を伝送信号として次段に隣接配置されたユニット１２ｂ〜１２ｚに送信可能になっている。
【００１９】
受信手段１７は、例えばフォトダイオードによる受光素子（図示せず）を有した一般的な光復調回路からなるもので、前段にユニットが隣接配置接続されていれば、この隣接配置されたユニット（図１の左側のユニット）の送信手段１６から送信された光信号の伝送信号を受光（受信），光復調し復調信号をＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚに送信するように構成されている。
【００２０】
尚、各々のユニット１２ａ…１２ｚには、図示しないコネクタが設けられており、このコネクタにより夫々のユニットが機構的に接続されることにより、隣接配置されたユニット１２ａ〜１２ｚの送信手段１６と受信手段１７との間が光通信可能に構成されている。ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚは、受信手段１７から送信された復調信号の論理値と検出された論理値とを論理演算するようになっているが、この詳細については後述する。
【００２１】
設定手段１８は操作スイッチを有してなるもので、ユーザにより操作スイッチが操作されることで、各種モード（例えば、設定モード、検出動作モード、しきい値設定モード、しきい値の微調整モード等）を切換えたり、これらのモード中において各種設定値等を設定するようになっている。外部接続端子１９は、ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚから出力される論理値を外部に出力するために設けられている。
【００２２】
上記の作用について図２および図３をも参照しながら説明する。
上記により検出領域Ｄに配置される被検出対象物の有無を検出するが、この検出動作に先立ち、設定手段１８により各種設定が行われる。この設定動作の本発明に関わる要旨部分について説明する。
まず、ユーザが設定手段１８の操作スイッチを操作することによりユニット１２を設定モードに切換える。この設定モードは、初段に配置されるか、最終段に配置されるか、初段以外でかつ最終段以外に配置されるか、をユーザがあらかじめ設定するために設けられている。また、設定モードは、ＣＰＵ１３ａ〜１３ｚが論理演算するか否かをユーザがあらかじめ設定するために設けられている。また、設定モードは、論理演算する場合には論理演算する式を設定するために設けられているモードである。この場合具体的には「論理和演算」，「論理積演算」もしくは「非演算」の何れかを設定できるようになっている。
【００２３】
この設定モードにおいて、ユーザの操作スイッチの操作により、何れに配置されるか，論理演算するか否か，論理演算式が設定されると、設定手段１８は、この設定指令をＣＰＵ１３ａ〜１３ｚに出力することにより、この結果をＣＰＵ１３ａ〜１３ｚに設定する。この設定は、ユニット１２ａ…１２ｚ毎に行われる。以下、論理演算の一例として、端部に配置される初段のユニット１２ａ（図１の左端のユニット）には「非演算」として設定され、例えば他のユニット１２ｂ〜１２ｚには「論理和演算」（ＯＲ）として設定された実施形態を説明する。尚、ユニット１２ａ〜１２ｚが、設定手段１８によりセンサシステム１１中の何れに配置されるかが設定されるが、これは本発明において、初段のユニット１２ａは第一状態に設定され、最終段のユニット１２ｚは第三状態に設定され、それ以外のユニットについては第二状態に設定されることに対応する。
【００２４】
この設定処理が終了すると、各ユニット１２ａ〜１２ｚは、設定手段１８により検出モードに設定され、個別に検出動作を行う。図２および図３は、この検出モードの動作をフローチャートで示している。
＜初段のファイバセンサユニットについて＞
初段のユニット１２ａは、設定モードにおいて、設定手段１８により「非演算」として設定されると、図２に示すような処理を行う。すなわち、論理値送信制御手段としてのＣＰＵ１３ａが投光駆動回路１４ａに投光パルスを出力することで投光手段１４に投光させる（Ｓ１）。受光手段１５は、検出領域Ｄを介してこの光を受光し（Ｓ２）、前記した各種処理を行いＣＰＵ１３ａに出力する。ＣＰＵ１３ａは、この出力された信号をしきい値と比較し、検出領域Ｄに被検出対象物が存在しているか否かを判定し論理値として検出する（Ｓ３）。この場合、ＣＰＵ１３ａは、被検出対象物が検出領域Ｄに存在していればハイレベル「Ｈ」の論理値により検出し、検出領域Ｄに存在していなければローレベル「Ｌ」の論理値により検出する。
【００２５】
ＣＰＵ１３ａは、この論理値のデータを送信手段１６に伝送信号として送信させる（Ｓ４）。この場合、送信手段１６は、同期信号と共に論理値のデータを光変調し、この光信号を隣接配置された２段目のユニット１２に伝送信号として連続的に送信し、Ｓ１に戻り処理を繰り返す。
【００２６】
＜２段目以降最終段までのファイバセンサユニットについて＞
一方、初段以外のその他２段目以降のユニット１２ｂ〜１２ｚは、設定モードにおいて、設定手段１８により「論理和演算」（ＯＲ）として設定されると、図３に示す処理を行う。すなわち、初段のユニット１２ａのＳ１〜Ｓ３と同様に、その他のユニット１２ｂ〜１２ｚにおいても投光動作、受光動作、ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚによる検出動作を行う（Ｔ１〜Ｔ３）。そして、ＣＰＵ（論理演算手段，演算結果送信制御手段）１３ｂ〜１３ｚは、検出動作により検出された論理値のデータ信号をメモリに記憶させ（Ｔ４）、前段のユニットからの同期信号を待機する（Ｔ５：ＮＯ）。
【００２７】
このときユニット１２ｂ〜１２ｚの受信手段１７は、前段のユニットの送信手段１６から送信された伝送信号を受信し（Ｔ５：ＹＥＳ）、光復調した後ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚが伝送信号に含まれる同期信号を受信すると、ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚは伝送信号に含まれる論理値のデータ信号を読取る（Ｔ６）。そして、ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚは、読取られた論理値と、Ｔ３において検出された論理値とを論理演算する（Ｔ７）。すなわち、ＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚは、初段のユニット１２ａから自己のユニット１２ｂ〜１２ｚまでのうちの何れかのユニットの検出領域Ｄに被検出対象物が存在していれば、ハイレベル「Ｈ」の論理値の論理演算結果を得る。
【００２８】
そしてＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚは、演算された論理値を外部接続端子１９に検出結果として出力する（Ｔ８）。またＣＰＵ１３は、この論理値を送信手段１６に伝送信号として送信させる。そしてＴ１から処理を繰り返す。このようにして、ユニット１２ａ〜１２ｚは、送信手段１６および受信手段１７により初段から最終段のユニット１２ａ〜１２ｚに向けて順に伝送信号を伝送する。
【００２９】
また、このような処理は、設定モードにおいて２段目以降の全てのユニット１２が「論理積演算」に設定された場合でも同様に行われる。この場合、全てのユニット１２ａ〜１２ｚにおいて、初段のユニット１２ａから自己のユニット１２ｂ〜１２ｚの検出領域Ｄに全て被検出対象物が存在していれば、ＣＰＵ１３は、ハイレベル「Ｈ」の論理値を得る。
【００３０】
このような実施形態によれば、ユニット１２ａ〜１２ｚのＣＰＵ１３ａ〜１３ｚが検出領域Ｄに被検出対象物が存在しているか否かを判定し論理値として検出し、２段目以降のユニット１２ｂ〜１２ｚにおいてＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚが、検出された論理値と前段に隣接配置されたユニットの送信手段１６から出力された論理値とを論理演算し、演算された論理値を外部接続端子１９に出力すると共に、ＣＰＵ１２ｂ〜１２ｚが演算された論理値を後段に隣接配置されるユニットに対して送信手段１６に送信させるため、複数のユニット１２ａ〜１２ｚのみで構成することができ、コントローラを別途設ける必要なく、各ユニット１２ａ〜１２ｚにおける検出結果を論理演算して最終段のユニット１２ｚの外部接続端子１９から結果として出力することができると共に、ファイバセンサシステム１１を略同一構成のユニット１２ａ〜１２ｚのみで構成することができ、ユニットの数が制限されることなく隣接配置することができる。
【００３１】
設定手段１３によりユニット１２ｂ〜１２ｚが論理和演算を行うように設定された場合には、ＣＰＵ１２ｂ〜１２ｚがすべて論理演算として論理和演算を実行するため、それぞれの検出領域Ｄのうちの何れか１つ以上に被検出対象物が存在したとき、被検出対象物が検出領域Ｄに存在していることを示す結果を最終段の外部接続端子１９から出力することができる。
また一方、設定手段１３によりユニット１２ｂ〜１２ｚが論理積演算を行うように設定された場合には、ＣＰＵ１２ｂ〜１２ｚが論理積演算を実行するため、それぞれの検出領域Ｄの全てに被検出対象物が存在したときのみ、被検出対象物が検出領域Ｄに存在していることを示す結果を最終段の外部接続端子１９から出力することができる。
隣接配置される全てのユニット１２に外部接続端子１９が設けられているので、何れのユニット１２の外部接続端子１９からも自己のユニットまでの論理演算結果を論理値として結果を得ることができる。
【００３２】
（他の実施形態）
本発明は、上記し且つ図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
論理和演算処理（ＯＲ処理）もしくは論理積演算処理（ＡＮＤ処理）動作する実施形態を示したが、必要に応じて、他の論理演算、例えば排他的論理和演算処理（ＸＯＲ処理）、ＮＯＲ演算処理、ＮＡＮＤ演算処理などの論理演算や、他にも、個々のユニット１２ａ〜１２ｚ内でこれらの論理演算を組み合わせて演算するように構成しても良い。
外部接続端子１９を、初段から最終段までのユニット１２ａ〜１２ｚに設けた実施形態を示したが、最終段以外のユニットには、必要に応じて設ければ良い。
【００３３】
外部出力手段の機能を、２段目から最終段までのユニット１２ｂ〜１２ｚのＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚに設けた実施形態を示したが、最終段以外のユニットのＣＰＵには、必要に応じて設ければ良い。
演算結果送信制御手段の機能を、２段目から最終段までのユニット１２ｂ〜１２ｚのＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚに設けた実施形態を示したが、最終段のユニット１２ｚのＣＰＵ１３ｚには、必要に応じて設ければ良い。
各ユニット１２ａ〜１２ｚにおいて、「論理和演算」もしくは「論理積演算」の設定を、ユーザが手動で各ユニット１２ａ〜１２ｚに個別に設定する実施形態を示したが、初段に配置されるユニット１２ａのＣＰＵ１３ａからの変更指令に基づいて、処理動作変更手段として機能するＣＰＵ１３ａ〜１３ｚが全てのユニット１２ａ〜１２ｚで処理動作を変更するように構成しても良い。すなわち、例えば「論理和演算」に全て変更したい場合、ユーザが初段に配置されるユニット１２ａの設定手段１８により「論理和演算」として設定し、このユニット１２ａのＣＰＵ１３ａは、自己の処理動作を「論理和演算」として変更すると共に隣接配置されたユニット１２ｂ〜１２ｚに対して順次「論理和演算」としての変更指令を送信手段１６および受信手段１７により伝達し、この変更指令を受けて個々のユニット１２ｂ〜１２ｚのＣＰＵ１３ｂ〜１３ｚが自己を「論理和演算」に設定するように構成しても良い。この場合、上述した実施形態に比較して、ユーザは煩雑な設定を行う必要がなくなる。
光信号により伝送信号を隣接配置されるユニット１２ｂ〜１２ｚに送信する実施形態を示したが、ケーブルにより伝送信号を送信するように構成しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は、以上の説明から明らかなように、それぞれのセンサユニットの検出手段が検出領域に被検出対象物が存在しているか否かを論理値として検出し、検出された論理値と前段に隣接配置されたセンサユニットから送信された論理値とを論理演算し、外部出力手段が演算された論理値を外部に出力すると共に、演算結果送信制御手段が後段に隣接配置されたセンサユニットに演算された論理値を送信手段に送信させるため、複数のセンサユニットのみで構成することができ、コントローラを別途設ける必要なく、各センサユニットにおける検出結果を演算して外部に出力することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図
【図２】初段のセンサユニットの動作を示すフローチャート
【図３】２段目以降のセンサユニットの動作を示すフローチャート
【図４】従来例を示す図１相当図
【符号の説明】
１１はファイバセンサシステム（センサシステム）、１２はセンサユニット、１３ａ〜１３ｚはＣＰＵ（検出手段、論理値送信制御手段、論理演算手段、演算結果送信制御手段、外部出力手段）、１４は投光手段、１５は受光手段、１６は送信手段、１７は受信手段、１８は設定手段、１９は外部接続端子である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor system including a plurality of sensor units that can be arranged adjacent to each other and a sensor unit included in the sensor system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a configuration for detecting entry of an object into a detection area such as a dangerous area, for example, a photoelectric switch disclosed in Patent Document 1 is disclosed. In FIG. 4 schematically illustrating this configuration, a plurality of sets of detections are performed in order to perform predetermined calculations on outputs detected by a plurality of sensor units 1... 1 in a calculation unit of a controller 2 and output the calculation results. Even if an output is obtained, there is an advantage that the final output becomes one.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-5-276006 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the controller 2 calculates the detection result of the sensor unit 1, the number of sensor units 1 that can be connected to the controller 2 has an upper limit according to the processing capacity of the controller 2, and the number of sensor units 1 that can be arranged adjacent to each other is limited. However, there has been a problem that the number of pieces is limited. In addition, there is a problem that the controller 2 is separately required for control, and the overall cost increases.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to calculate a detection result in each sensor unit without providing a controller separately and without limiting the number of sensor units that can be arranged adjacently. And a sensor unit constituting the sensor system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a plurality of sensor units configured to be arranged adjacently, and a sensor unit arranged at an initial stage among the plurality of sensor units is transmitted to at least a sensor unit arranged adjacent to a subsequent stage. Transmission means capable of transmitting a signal, detection means for detecting as a logical value whether or not an object to be detected is present in its own detection area, and transmitting the logical value detected by the detection means as a transmission signal Logical value transmission control means for causing the means to transmit,
Among the plurality of sensor units, a sensor unit arranged at a position other than the first stage and other than the last stage is a receiving unit that receives a transmission signal from the transmitting unit, the detecting unit, and the transmitting unit of the sensor unit disposed adjacent to the preceding stage. Means, a logical operation means for performing a logical operation on a logical value of the transmission signal received by the receiving means and a logical value detected by the detecting means of its own sensor unit, and a logical value logically operated by the logical operating means Calculation result transmission control means for transmitting the transmission means as a transmission signal,
The sensor unit arranged at the last stage among the plurality of sensor units outputs at least the detection unit, the reception unit, the logical operation unit, and a logical value logically operated by the logical operation unit to the outside. External output means for
The plurality of sensor units are characterized in that transmission signals are sequentially transmitted from the first stage to the last stage sensor unit by the transmission unit and the reception unit.
[0007]
According to such means, when a plurality of sensor units are arranged adjacent to each other, the following operation is performed. In the first-stage sensor unit, the detecting means detects whether or not the detection target object exists in the detection area as a logical value, and the logical-value transmission control means transmits the logical signal as a transmission signal to the next-stage sensor unit arranged adjacently. Let the means transmit. Then, the sensor unit at the next stage detects, as a logical value, whether or not the detection target is present in its own detection area by the detecting means of its own sensor unit, and the logical operation means The logical value of the transmission signal transmitted by the transmission means of the first-stage sensor unit is logically calculated, and the calculation result transmission control means transmits the calculated logical value as a transmission signal to the next-stage sensor unit. These operations are repeated in the next-stage sensor unit, and in the sensor unit disposed in the last stage, the external output means outputs a logical value obtained by performing a logical operation to the outside. Therefore, since it can be configured only with a plurality of sensor units, it is not necessary to separately provide a controller, and the detection result of each sensor unit can be calculated and output to the outside, and the number of sensor units is limited. They can be arranged adjacent to each other.
[0008]
In this case, it is preferable that all the logical operation means of the plurality of sensor units are configured so as to be set so as to execute a logical sum operation as the logical operation. According to such means, for example, when all of the logical operation means of the plurality of sensor units are set as the means for executing the logical sum operation as the logical operation, the detected object is detected in at least one of the respective detection areas. When the target is present, a result indicating that the detected target is present in the detection area can be output to the outside.
[0009]
In the above invention, it is preferable that all the logical operation means of the plurality of sensor units are configured to be set so as to execute a logical product operation as the logical operation (claim 3).
[0010]
According to such a means, for example, if all of the logical operation means of a plurality of sensor units are set as the means for executing the logical product operation, only when the object to be detected exists in all of the respective detection areas, the object is detected. A result indicating that the detection target is present in the detection area can be output to the outside.
[0011]
The sensor unit according to the fourth aspect is capable of transmitting a transmission signal to a sensor unit disposed adjacently at a subsequent stage and a detection unit that detects whether a detection target object is present in its own detection area as a logical value. Transmitting means, receiving means for receiving the transmission signal transmitted from the transmitting means of the sensor unit arranged adjacent to the preceding stage, and detecting means of the logical value contained in the transmission signal received by the receiving means and its own sensor unit Logical operation means for performing logical operation on the logical value detected by the logical operation means, and operation result transmission control means for transmitting the logical value logically operated by the logical operation means to the transmission means as a transmission signal. Have.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the sensor unit, wherein the detection unit detects whether or not the detection target object exists in the detection area of the sensor unit as a logical value, and the transmission unit of the sensor unit disposed adjacent to the preceding stage transmits the detection unit. Receiving means for receiving a transmission signal; logical operation means for performing a logical operation on a logical value included in the transmission signal received by the receiving means and a logical value detected by the detecting means of its own sensor unit; External output means for outputting a logical value logically operated by the means to the outside.
[0013]
The sensor unit according to claim 6, wherein a setting means for setting any one of the first state, the second state, and the third state, and whether the object to be detected is present in the detection area of the sensor unit. Detecting means for detecting a value as a value, transmitting means capable of transmitting a transmission signal to a sensor unit disposed adjacent to the subsequent stage, receiving means for receiving a transmission signal from the sensor unit disposed adjacent to the preceding stage, and receiving by the receiving means Logical operation means for performing a logical operation on the logical value included in the transmitted signal and the logical value detected by the detection means of its own sensor unit, and in response to being set to the first state by the setting means, Logic value transmission control means for causing the transmission means to transmit the logic value detected by the detection means as a transmission signal, and the logical operation corresponding to the setting to the second state by the setting means An operation result transmission control unit for causing the transmission unit to transmit a logical value obtained by the logical operation as a transmission signal to the transmission unit, and a logical operation performed by the logical operation unit in response to the setting to the third state by the setting unit An external output means for outputting a logical value to the outside is provided.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a sensor system in which the present invention is applied to a fiber sensor system will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows a functional block diagram of a fiber sensor system. The fiber sensor system 11 includes a plurality of fiber sensor units (sensor units: hereinafter simply referred to as units) 12a... The units 12a to 12z are configured so that other units can be adjacently arranged on both sides thereof, and each has a CPU (detection unit, logical value transmission control unit, logical operation unit, operation result transmission control unit, external output unit) 13a To 13z as main components, a light projecting unit 14, a light receiving unit 15, a transmitting unit 16, a receiving unit 17, a setting unit 18, an external connection terminal 19, which are respectively connected to the CPUs 13a to 13z, not shown. It is composed of a memory and the like.
[0015]
The CPUs 13a to 13z control the respective units 12a to 12z by a program stored in the memory. The light projecting means 14 includes a light projecting drive circuit 14a, a light projecting element 14b composed of an LED or the like connected to the light projecting drive circuit 14a, and a fiber 14c arranged in the light projecting direction of the light projecting element 14b. The light is projected toward the detection area D from the tip of the fiber 14c based on a light projection command from the CPUs 13a to 13z.
[0016]
The light receiving means 15 includes a light receiving circuit 15a, a light receiving element 15b such as a photodiode connected to the light receiving circuit 15a, and a fiber 15c. The light receiving means 15 receives the light projected toward the detection area D by the light projecting means 14 at a light receiving element 15b via a fiber 15c, performs photoelectric conversion, and amplifies and A / D converts the light at a light receiving circuit 15a. And outputs this signal to the CPUs 13a to 13z.
[0017]
The CPUs 13a to 13z compare the signal output from the light receiving circuit 15a with a predetermined threshold value at a predetermined detection timing, and if the signal exceeds the threshold value, an object to be detected exists in the detection area D. It is determined that there is no object, and the logical value of the low-level “L” logic signal is detected. Conversely, if the value is below the threshold value, it is determined that the detection target is present in the detection area D, and the high-level “H” The logic value of the logic signal is detected.
[0018]
The transmission unit 16 is configured by a general optical modulation circuit, optically modulates a data signal output from the CPUs 13a to 13z by a predetermined modulation method, and performs optical modulation based on the control of the CPUs 13a to 13z. The optical signal (airborne signal) can be transmitted as a transmission signal to the units 12b to 12z arranged adjacent to the next stage.
[0019]
The receiving means 17 is composed of a general optical demodulation circuit having a light receiving element (not shown), for example, by a photodiode. A transmission signal of the optical signal transmitted from the transmission means 16 of the left unit (1) is received (received), optically demodulated, and the demodulated signal is transmitted to the CPUs 13b to 13z.
[0020]
Each of the units 12a... 12z is provided with a connector (not shown), and the respective units are mechanically connected by the connectors, so that the transmitting means 16 and the receiving means 16 of the adjacent units 12a to 12z are connected. Optical communication is possible with the means 17. The CPUs 13b to 13z perform a logical operation on the logical value of the demodulated signal transmitted from the receiving unit 17 and the detected logical value, which will be described later in detail.
[0021]
The setting means 18 includes an operation switch. When the operation switch is operated by a user, various modes (for example, a setting mode, a detection operation mode, a threshold setting mode, and a threshold fine adjustment mode) are set. ), And various setting values and the like are set in these modes. The external connection terminal 19 is provided for outputting a logical value output from the CPUs 13a to 13z to the outside.
[0022]
The above operation will be described with reference to FIGS.
The presence or absence of the detection target arranged in the detection area D is detected as described above. Prior to this detection operation, various settings are performed by the setting unit 18. A summary of the setting operation according to the present invention will be described.
First, the user operates the operation switch of the setting unit 18 to switch the unit 12 to the setting mode. This setting mode is provided for the user to set in advance whether to be arranged at the first stage, at the last stage, at other than the first stage, and at other than the last stage. The setting mode is provided for the user to set in advance whether the CPUs 13a to 13z perform a logical operation. The setting mode is a mode provided for setting an expression for performing a logical operation when performing a logical operation. In this case, specifically, any of "logical operation", "logical operation", and "non-operation" can be set.
[0023]
In this setting mode, when the user operates the operation switch to set the location, whether to perform the logical operation, and the logical operation expression, the setting unit 18 outputs this setting command to the CPUs 13a to 13z. By doing so, this result is set in the CPUs 13a to 13z. This setting is performed for each of the units 12a to 12z. Hereinafter, as an example of the logical operation, the first unit 12a (the leftmost unit in FIG. 1) disposed at the end is set as “non-operation”, and the other units 12b to 12z are set as “logical operation”, for example. An embodiment set as (OR) will be described. Note that the setting unit 18 sets which of the units 12a to 12z in the sensor system 11 is set. This is because in the present invention, the first unit 12a is set to the first state, and the last unit 12a is set to the first state. The unit 12z is set to the third state, and the other units correspond to the second state.
[0024]
When this setting process is completed, each of the units 12a to 12z is set to the detection mode by the setting unit 18 and performs a detection operation individually. FIG. 2 and FIG. 3 are flowcharts showing the operation in the detection mode.
<About the first stage fiber sensor unit>
The first-stage unit 12a performs a process as shown in FIG. 2 when the setting unit 18 sets “non-operation” in the setting mode. That is, the CPU 13a as the logical value transmission control means outputs a light emission pulse to the light emission drive circuit 14a to cause the light emission means 14 to emit light (S1). The light receiving means 15 receives this light via the detection area D (S2), performs the various processes described above, and outputs the processed data to the CPU 13a. The CPU 13a compares the output signal with a threshold value, determines whether or not the detection target object exists in the detection area D, and detects it as a logical value (S3). In this case, the CPU 13a detects the object to be detected by the logical value of the high level “H” if it exists in the detection area D, and detects the logical object of the low level “L” if it does not exist in the detection area D. To detect.
[0025]
The CPU 13a causes the transmission means 16 to transmit the logical value data as a transmission signal (S4). In this case, the transmitting means 16 optically modulates the logical value data together with the synchronization signal, continuously transmits the optical signal as a transmission signal to the adjacent unit 12 at the second stage, returns to S1, and repeats the processing. .
[0026]
<About the fiber sensor unit from the second stage to the last stage>
On the other hand, the units 12b to 12z of the second and subsequent stages other than the first stage perform the processing shown in FIG. 3 when set by the setting means 18 as “OR” (OR) in the setting mode. That is, similarly to S1 to S3 of the first unit 12a, the other units 12b to 12z also perform the light projecting operation, the light receiving operation, and the detecting operation by the CPUs 13b to 13z (T1 to T3). Then, the CPUs (logical operation means, operation result transmission control means) 13b to 13z store the data signal of the logical value detected by the detection operation in the memory (T4), and wait for the synchronization signal from the preceding unit (T4). T5: NO).
[0027]
At this time, the receiving units 17 of the units 12b to 12z receive the transmission signal transmitted from the transmitting unit 16 of the preceding unit (T5: YES), and after optical demodulation, the CPUs 13b to 13z transmit the synchronization signal included in the transmission signal. Upon reception, the CPUs 13b to 13z read the data signal of the logical value included in the transmission signal (T6). Then, the CPUs 13b to 13z perform a logical operation on the read logical value and the logical value detected at T3 (T7). That is, the CPUs 13b to 13z output the logical value of the high level “H” if the detection target object exists in the detection area D of any of the units from the first unit 12a to the own unit 12b to 12z. Is obtained.
[0028]
Then, the CPUs 13b to 13z output the calculated logical values to the external connection terminal 19 as detection results (T8). Further, the CPU 13 causes the transmitting means 16 to transmit this logical value as a transmission signal. Then, the process is repeated from T1. In this way, the units 12a to 12z transmit the transmission signals in order from the first stage to the last units 12a to 12z by the transmission means 16 and the reception means 17.
[0029]
Further, such processing is performed in the same manner even when all the units 12 in the second and subsequent stages are set to “logical AND operation” in the setting mode. In this case, in all the units 12a to 12z, if all the detection target objects exist in the detection areas D of the units 12b to 12z from the first unit 12a to the own unit 12b to 12z, the CPU 13 sets the logical value of the high level “H”. Get.
[0030]
According to such an embodiment, the CPUs 13a to 13z of the units 12a to 12z determine whether or not the detection target object exists in the detection area D, detect the detection target as a logical value, and detect the second and subsequent units 12b to 12z. In 12z, the CPUs 13b to 13z perform a logical operation on the detected logical value and the logical value output from the transmitting unit 16 of the unit arranged adjacent to the preceding stage, and output the calculated logical value to the external connection terminal 19, Since the CPUs 12b to 12z transmit the calculated logical values to the units adjacently arranged in the subsequent stage to the transmitting unit 16, the logical values can be constituted only by the plurality of units 12a to 12z, and there is no need to separately provide a controller. Performs a logical operation on the detection results of the units 12a to 12z and outputs the result from the external connection terminal 19 of the last unit 12z. Rukoto it is, it is possible to configure the fiber sensor system 11 only in units 12a~12z substantially the same configuration, can be disposed adjacent without the number of units is limited.
[0031]
When the units 12b to 12z are set to perform a logical sum operation by the setting unit 13, all the CPUs 12b to 12z execute the logical sum operation as a logical operation. When there is more than one object to be detected, a result indicating that the object to be detected exists in the detection area D can be output from the external connection terminal 19 at the final stage.
On the other hand, when the units 12b to 12z are set to perform the logical product operation by the setting unit 13, the CPUs 12b to 12z perform the logical product operation, so that the detection target object is included in all of the respective detection areas D. Only when is present, a result indicating that the detection target is present in the detection area D can be output from the external connection terminal 19 at the final stage.
Since the external connection terminals 19 are provided in all the units 12 arranged adjacent to each other, the result of the logical operation from the external connection terminal 19 of any unit 12 to the own unit can be obtained as a logical value.
[0032]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications or extensions are possible.
Although the embodiment in which the logical sum operation processing (OR processing) or the logical product operation processing (AND processing) operates has been described, other logical operations such as an exclusive logical sum operation processing (XOR processing) and a NOR operation may be performed as necessary. Processing, NAND operation processing, and other logical operations, and in addition, the individual units 12a to 12z may be configured to combine and operate these logical operations.
Although the embodiment in which the external connection terminals 19 are provided in the units 12a to 12z from the first stage to the last stage is shown, the units other than the last stage may be provided as necessary.
[0033]
Although the embodiment in which the function of the external output means is provided in the CPUs 13b to 13z of the units 12b to 12z from the second stage to the final stage, the CPUs of the units other than the final stage may be provided as necessary. good.
The embodiment in which the function of the calculation result transmission control means is provided in the CPUs 13b to 13z of the units 12b to 12z from the second stage to the last stage is provided, but the CPU 13z of the last unit 12z is provided as necessary. Just do it.
In each of the units 12a to 12z, the embodiment in which the user manually sets the “logical sum operation” or “logical AND operation” individually to each of the units 12a to 12z has been described. The CPUs 13a to 13z functioning as processing operation changing means may change the processing operation in all the units 12a to 12z based on the change command from the CPU 13a. That is, for example, when the user wants to change all the operations to “OR operation”, the user sets “OR operation” by the setting unit 18 of the unit 12a arranged at the first stage, and the CPU 13a of this unit 12a sets its own processing operation to “OR operation”. The instruction is changed as "OR operation" and a change instruction as "OR operation" is sequentially transmitted to the adjacent units 12b to 12z by the transmitting means 16 and the receiving means 17. The CPUs 13b to 13z of the 12b to 12z may be configured to set themselves to “logical sum operation”. In this case, the user does not need to perform complicated settings as compared with the above-described embodiment.
Although the embodiment in which the transmission signal is transmitted to the adjacent units 12b to 12z by the optical signal has been described, the transmission signal may be transmitted by a cable.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, as is apparent from the above description, the detection means of each sensor unit detects whether or not the detection target object is present in the detection area as a logical value, and adds the detected logical value to the preceding stage. A logical operation is performed on the logical value transmitted from the adjacently disposed sensor unit, and the external output means outputs the calculated logical value to the outside, and the operation result transmission control means performs an operation on the sensor unit disposed adjacent to the subsequent stage. Since the transmitted logical value is transmitted to the transmitting means, it can be constituted only by a plurality of sensor units, and the detection result in each sensor unit can be calculated and output to the outside without the need to separately provide a controller. Has the effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a first-stage sensor unit; FIG. 3 is a flowchart showing the operation of a second-stage and subsequent sensor units; FIG. Figure corresponding to Fig. 1
11 is a fiber sensor system (sensor system), 12 is a sensor unit, 13a to 13z are CPUs (detection means, logical value transmission control means, logical operation means, operation result transmission control means, external output means), and 14 is light emitting means , 15 are light receiving means, 16 is transmitting means, 17 is receiving means, 18 is setting means, and 19 is an external connection terminal.

Claims

Consists of a plurality of sensor units that can be arranged adjacently,
The sensor unit arranged at the first stage of the plurality of sensor units is at least
Transmission means capable of transmitting a transmission signal to a sensor unit arranged adjacent to the subsequent stage,
Detection means for detecting whether or not the detection target object exists in its own detection area as a logical value,
Logical value transmission control means for causing the transmission means to transmit the logical value detected by the detection means as a transmission signal,
Among the plurality of sensor units, the sensor units arranged at positions other than the first stage and at positions other than the last stage are:
Said transmitting means,
Said detection means,
Receiving means for receiving a transmission signal from the transmitting means of the sensor unit arranged adjacent to the preceding stage,
Logic operation means for performing a logical operation on the logical value of the transmission signal received by the receiving means and the logical value detected by the detecting means of its own sensor unit;
Operation result transmission control means for causing the transmission means to transmit a logical value logically operated by the logical operation means as a transmission signal,
The sensor unit arranged at the last stage of the plurality of sensor units is at least
Said detection means,
Said receiving means,
Said logical operation means,
External output means for outputting a logical value logically operated by the logical operation means to the outside,
The sensor system according to claim 1, wherein the plurality of sensor units sequentially transmit transmission signals from the first stage to the last stage sensor unit by the transmission unit and the reception unit.

The sensor system according to claim 1, wherein all of the logical operation units of the plurality of sensor units are configured to execute a logical sum operation as a logical operation.

3. The sensor system according to claim 1, wherein all of the logical operation units of the plurality of sensor units are configured to be set to execute a logical product operation as a logical operation. 4.

Detection means for detecting whether or not the detection target object exists in its own detection area as a logical value,
Transmission means capable of transmitting a transmission signal to a sensor unit arranged adjacent to the subsequent stage,
Receiving means for receiving a transmission signal transmitted from the transmitting means of the sensor unit disposed adjacent to the previous stage,
Logical operation means for performing a logical operation on a logical value included in the transmission signal received by the receiving means and a logical value detected by the detecting means of its own sensor unit;
A sensor unit comprising: a calculation result transmission control means for causing the transmission means to transmit a logical value calculated by the logical operation means as a transmission signal to the transmission means.

Detection means for detecting whether or not the detection target object exists in its own detection area as a logical value,
Receiving means for receiving a transmission signal transmitted from the transmitting means of the sensor unit disposed adjacent to the previous stage,
Logical operation means for performing a logical operation on a logical value included in the transmission signal received by the receiving means and a logical value detected by the detecting means of its own sensor unit;
An external output means for outputting a logical value calculated by the logical operation means to the outside.

Setting means for setting the first state, the second state, any of the third state,
Detection means for detecting whether or not the detection target object exists in its own detection area as a logical value,
Transmission means capable of transmitting a transmission signal to a sensor unit arranged adjacent to the subsequent stage,
Receiving means for receiving a transmission signal from a sensor unit arranged adjacent to the preceding stage,
Logical operation means for performing a logical operation on a logical value included in the transmission signal received by the receiving means and a logical value detected by the detecting means of its own sensor unit;
A logic value transmission control means for causing the transmission means to transmit a logic value detected by the detection means as a transmission signal in response to being set to the first state by the setting means,
An operation result transmission control unit that causes the transmission unit to transmit a logical value logically operated by the logical operation unit as a transmission signal in response to being set to the second state by the setting unit,
An external output unit for outputting a logical value logically operated by the logical operation unit to the outside in response to the setting to the third state by the setting unit.