JP2004312509A

JP2004312509A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2004312509A
Application number: JP2003105085A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuda; 明松田; Goji Honda; 剛司本田; Hirosumi Nakamura; 廣純中村; Kazunori Kamiyama; 和則上山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】電池を電源とする無線通信装置が無駄な電池容量を消耗すること課題とするものである。
【解決手段】電池１と、外部からの信号により起電力を発生する電力発生素子２と、該電力発生素子２の発生電力により導通して電池１からの電力をマイコン４へ供給するスイッチ素子３と、マイコン４の制御により動作する無線通信回路５からなり、無線通信時以外はスイッチ素子３により電池１の消費容量をゼロとし、無線通信時は電力発生素子２によりスイッチ素子３をオンさせて電池１の電流をマイコン４へ供給する手段を有するものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信装置の特に電源の省エネに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の無線通信装置は無線通信装置の電源装置は待機時には主電源を切り省エネを図るものが一般的であった（例えば特許文献１、２参照）。その主電源の入り切りはマイコンで行い、マイコンの電源には太陽電池で構成される。そして上記マイコンが無線通信装置の不要時には主電源を切り、節電するようにようになっていた。
【０００３】
また、図３に示すように外部からの光起動信号により無線通信装置５の電源を入れるものもある（例えば特許文献３参照）。これは、無線通信装置５に電源からバイアスのための常時電力が供給されているＣｄＳ等の受光素子９で構成される。そして受光素子９は入力された光信号の大きさにより電流または電圧をマイコン４に出力して通信を開始するため、常時通信用の回路に電源を供給する必要が無く省エネとなる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−９５４９６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３４１７０３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１０１４７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の場合、マイコンは常時太陽電池からの電力を必要とし、天候に左右されるため動作が不安定となっていた。また、後者にあっては無線通信装置の待機時には常時受光素子９に電力を必要とし、わずかな電力であっても長期間では大きいものとなり、電池エネルギーの損失となっていた。例えば、ガスメータや水道メータのような機器では電池は１０年間の寿命を有する必要がある。このような機器に無線通信装置を搭載する場合、待機時だけでもマイコンや受光素子９は最低でも１０μＡは消費するので１０年間では約１０００ｍＡｈもの電池容量を損失する。そのため、電池は大型の筒型電池で構成されるので従来の機器のスペースに内蔵できず外付けに新たにケースを設ける必要があった。そして、これらの電池は塩化チオニール等有害物質を含んでいるものもあるので、電池は無駄に消費された後も永遠に廃棄物として社会に悪影響を及ぼす。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために無線通信時以外は電池を消費せず、無駄なエネルギーの損失をなくす。そのため、外部からの信号により起電力を発生する電力発生素子と、この発生電力によりスイッチング素子を導通させてマイコンへの電源を供給する手段を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる無線通信装置は電池と、外部からの信号により起電力を発生する電力発生素子と、該電力発生素子の発生電力により導通して前記電池からの電力をマイコンへ供給するスイッチ素子と、該マイコンの制御により動作する無線通信回路を有する。そして、電力発生素子はバイアス電流は不要であると同時に、起電力を発生していない時は、スイッチ素子が完全にオフ状態で作動しないので、通信時以外は電池が全く消費されないため電池容量を省資源化する。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる無線通信装置は電力発生素子に太陽電池を有する。そして太陽電池は外部からの光信号を受けて電圧を発生して電池からの電力をマイコンへ供給するスイッチ素子を導通させる。太陽電池は従来ＣｄＳのように待機時電力を消費せずかつその起電力も大きくスイッチ素子のオフ動作も確実に行えるので、通信待機時の電池容量を省資源化する。
【０００９】
本発明の請求項３にかかる無線通信装置は電力発生素子に圧電素子を有する。そして、圧電素子は外部からの音圧信号などを受けて電圧を発生して同様にスイッチ素子を導通させる。圧電素子はセラミック等で構成されその絶縁抵抗が高いので、待機時の電池容量をさらに省資源化する。
【００１０】
本発明の請求項４にかかる無線通信装置は電力発生素子に熱電素子を有する。そして、熱電素子は外部からの温度信号などを受けて電圧を発生して同様にスイッチ素子を導通させる。熱電素子は光や電波や音波の影響を受け難くかつ発生起電力も高いので安定してスイッチ素子を動作させ電池容量を省資源化する。
【００１１】
本発明の請求項５にかかる無線通信装置は電力発生素子に電磁コイルを有する。そして、電磁コイルは外部からの励磁信号などを受けて電圧を発生して同様にスイッチ素子を導通させる。無線通信装置の周囲が樹脂等で密閉されていても無線装置内の電磁コイルは外部からの励磁信号を受けることが可能でると同時に、待機時はバイアス電流を必要としないので通信時以外は電池を消費せず電池容量を省資源化する。
【００１２】
本発明の請求項６にかかる無線通信装置はスイッチ素子のドライブに電力発生素子と磁力で閉じられるリードスイッチが併用される。そして、外部からの磁力信号からでも同様にスイッチ素子を導通させる。
【００１３】
本発明の請求項７にかかる無線通信装置はスイッチ素子が無線通信回路の通信動作後マイコンによりオフされる。そして、自動的に通信時以外は電池を消費させないため電池容量を省資源化する。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例である回路図を示す。
【００１６】
１から５は無線通信装置を構成する各部を示す。１は電池、２は電力発生素子、３はスイッチ素子、４はマイコン、５は無線通信回路を示す。６は外部の無線通信装置、７はガスメータ等の本体機器の制御回路を示す。
【００１７】
図２は本発明の請求項６の実施例である回路図を示す。８は外部の磁気により閉じられるリードスイッチを示す。
【００１８】
図３は従来例の回路図を示す。９は受光素子を示す。受光素子はＣｄＳ等で常に僅かではあるが電池の電流をトランジスタＱ１及び抵抗を通して流す。この僅かな電流が長期に渡ると大きな電力を消費する。
【００１９】
次に図１により動作を説明する。本発明をマイコンメータに実施した場合、７はマイコンメータの制御回路でガスの検針値やセキュリティの情報を有する。これらの情報を検針員がマイコンメータの近くで自動的に読取るために６のＰＤＡやＨＨＴの情報端末機器をマイコンメータに向けそのスイッチを押す。これらの情報端末機器には光発生器が組みこまれており、この光により無線通信装置の電力発生素子である太陽電池２に起電圧が発生する。太陽電池の起電圧は通常１素子１平方ｃｍで０．６Ｖ３０ｍＡである。本実施例では数素子が直列に配置されたものである。この電圧によりトランジスタＱ１のベースからエミッタに僅かな電流が流れる。電池１からの電流は増幅されてトランジスタＱ２のベースに電流を流す。トランジスタＱ２はオンし、マイコン４に電力を供給する。電力が供給されるとマイコン４は作動し、トランジスタＱ２のベース電流を引き込み、そのままトランジスタＱ２のオンは続行される。
【００２０】
次に情報端末機器６からの要求情報は無線通信回路５をとおしてマイコン４が受け取り、その要求情報をメータのプロトコルへ変換してメータの制御回路７に伝える。そして、メータが保有する情報は反対に無線通信回路５を通して情報端末機器６に返される。無線通信回路５と情報端末機器６のプロトコルは赤外線通信の場合ＩｒＤＡ、無線電波通信の場合、ＩＥＥＥ８０２．１１などが一般的である。通信が終了すると、マイコン４はトランジスタＱ２のベース電流の引き込みを止める。するとトランジスタＱ２はオフして電池の電流消耗は無くなる。この間の通信時間は約５秒である。
【００２１】
また、この太陽電池に代えて圧電素子、熱電素子、電磁コイルを用いても同様の動作となる。更に、図示していないが、これらの素子はその特性を生かし各々別の用途にも用いることができる。
【００２２】
圧電素子はドアセンサーや重量検出センサーとして用い、ドアが開けられた場合や人が重量センサーの上に乗った場合、一瞬起電力を発生しスイッチング素子３を導通させてマイコン４を作動させ無線通信回路５により外部の無線通信装置に通報する。
【００２３】
熱電素子はその素子を加熱部に置くことにより、異常加熱や発火した場合に同様に外部の無線通信装置に通報する。
【００２４】
電磁コイルは無線タグとして利用できる。現状の無線タグは電池を有さず誘導電力のみでマイコン等を作動するため比較的に近距離で高出力の誘導起電力を有していたが、本発明によると、スイッチング素子３を作動する起電力で良いので現状のものより長距離で低出力の誘導起電力で作動する。
【００２５】
また、本発明を図２により説明すると磁力で閉じられるリードスイッチ８を有する。検針員はテスト遮断や容器交換リセットのため常に磁石を持っており、外部からこの磁石をリードスイッチ８に近づけることによりリードスイッチ８はオンして前記同様マイコン４に通電され、通信が開始される。通信終了後マイコン４により同様に通電は解除される。
【００２６】
この間の通信時間はいずれも約５秒である。毎月一回検針するとして一年間で１２回、１０年間で１２０回であり、１０年間の通信時間の合計は１０分である。電池の消費容量としては１８０ｍＡ消費するので１０年間では３０ｍＡｈである。
【００２７】
尚、本実施例はスイッチ素子としてトランジスタＱ１で説明したが、サイリスタ等のゲート素子でも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、無線通信時以外電池１の電池容量を消費しない。従って、電池は従来のように１０００ｍＡｈ以上の大きな筒型電池を搭載する必要がなく、小さなボタン電池で可能である。そのため、マイコンメータなど従来機器に内臓できるので外付けのケースが不要となる。更に、無駄なエネルギーを消費せず省エネになるばかりでなく、電池の廃棄による環境への悪影響を必要最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である回路図
【図２】本発明の実施例の他の回路図
【図３】従来例である回路図
【符号の説明】
１電池
２電力発生素子
３スイッチ素子
４マイコン
５無線通信回路

Claims

電池と、外部からの信号により起電力を発生する電力発生素子と、該電力発生素子の発生電力により導通して前記電池からの電力をマイクロコンピュータ（以下マイコンと表記する）へ供給するスイッチ素子と、該マイコンの制御により動作する無線通信回路からなる無線通信装置。
電力発生素子が太陽電池である請求項１記載の無線通信装置。
電力発生素子が圧電素子による請求項１記載または２記載の無線通信装置。
電力発生素子が熱電素子による請求項１ないし３のいずれか１項記載の無線通信装置。
電力発生素子が電磁コイルによる請求項１ないし４のいずれか１項記載の無線通信装置。
スイッチ素子が磁力で閉じられるリードスイッチと前記電力発生素子のいずれかで導通する請求項１ないし５のいずれか１項記載の無線通信装置。
スイッチ素子は、無線通信回路の通信動作後、前記マイコンによりオフされる請求項１ないし６のいずれか１項記載の無線通信装置。