JP2005086425A

JP2005086425A - データ通信装置及びデータ通信システム

Info

Publication number: JP2005086425A
Application number: JP2003315579A
Authority: JP
Inventors: Narikazu Takagi; 成和高木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】制御ポイントを含めたデータ通信装置で省電力化を図る。
【解決手段】データ送受信部２の発熱量を電力に変換する熱電変換装置７と、この熱電変換装置で変換した電力を蓄積する蓄電ユニット６と、前記データ送受信部２の消費電力が少ない低消費電力状態を検出する低消費電力状態検出手段と、この低消費電力状態検出手段で低消費電力状態を検出したときに蓄電ユニットで蓄積した電力を前記データ送受信部２に供給する低消費電力時電力制御手段とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信ネットワークを構築するデータ通信装置及びデータ通信システムに関する。

従来のデータ通信装置としては、例えば筐体の内部に、１または複数の二次電池と、二次電池により駆動する半導体チップと、半導体チップを搭載するパッケージと、パッケージを搭載するプリント基板と、パッケージとプリント基板の間に、半導体チップによって発生する熱エネルギを電気エネルギに変換する熱電変換装置とを備え、熱電変換装置により変換された電気エネルギを二次電池に充電するようにした電子装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、電力節約モードのＰＳステーションに単一キャスト・メッセージ内のデータを送信したいステーションが、一定間隔でＣＰビーコン（ＣＰＢ）を送信する制御ポイント（ＣＰ）に電力管理サービス要求メッセージを送信し、ＰＳステーションは、定期的に起動してＣＰＢを受信し、ＣＰＢがＰＳステーションの起動フラグを含む場合に電力管理状態メッセージを同報通信し、起動していることを示し、ステーションは電力管理状態メッセージを受信するとＰＳステーションへのデータ送信を開始し、ＰＳステーションは、電力管理タイムアウト期間に単一キャスト・データ・メッセージの受信・送信しなかった、また受信したＣＰＢが起動フラグセットを有しなかった際に待機に戻るようにした無線ネットワーク運転方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１４０２６号公報（第１頁、図１，図２）特開平１１−１７７５５５号公報（第１頁、図２）

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、熱電変換装置で変換された電気エネルギを二次電池に充電し、この二次電池に充電した電力を半導体チップの駆動に使用することにより、二次電池を用いて電子装置を動作させるときの使用時間を長くすることができると共に、半導体パッケージの冷却にも寄与するものであるが、電子装置全体の省電力化に大きく貢献することはできないという未解決の課題がある。

また、上記特許文献２に記載された従来例にあっては、電力節約モードとなっているＰＳステーションに他のステーションから制御ポイントＣＰを介して単一キャスト・データ・メッセージ内のデータを送信する際の手順が開示されているだけであり、制御ポイントは一定間隔でビーコン信号を送信するようにしており、この制御ポイントについては電力節約モードを適用することができないという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、制御ポイントを含めたデータ通信装置で省電力化を図ることができるデータ通信装置及びデータ通信システムを提供することを目的としている。

第１の技術手段は、データ通信装置であって、データ通信部の発熱量を電力に変換する熱電変換手段と、該熱電変換手段で変換した電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出する低消費電力状態検出手段と、該低消費電力状態検出手段で前記データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出したときに前記電力蓄積手段で蓄積した電力を前記データ通信部に供給する低消費電力時電力制御手段とを備えたことを特徴としている。

この第１の技術手段では、データ通信部の発熱量を熱電変換手段で電力に変換し、変換した電力を電力蓄積手段に蓄積し、データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出したときに、低消費電力時電力制御手段で電力蓄積手段に蓄積した電力をデータ通信部に供給することにより、データ通信部での省電力化を図ることができる。
また、第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記低消費電力状態時電力制御手段は、前記電力蓄積手段で蓄積している電力量を予測する蓄積電力予測手段を有し、前記低消費電力状態を検出したときに、前記蓄積電力予測手段で予測した電力量に応じてデータ通信部での消費電力を抑制制御するように構成されていることを特徴としている。

この第２の技術手段では、蓄積電力予測手段で電力蓄積手段に蓄積している電力量を予測し、予測した電力量に基づいて無線通信部の例えばビーコン送信間隔を長くする等の消費電力抑制制御を行うことにより、データ通信装置の低消費電力状態でのデータ通信を長時間維持することができる。
さらにまた、第３の技術手段は、前記第２の技術手段において、前記蓄積電力予測手段は、前記データ通信部の単位時間当たりの通信履歴に基づいて前記電力蓄積手段で蓄積された電力量を予測するように構成されていることを特徴としている。

この第３の技術手段では、データ通信部の単位時間当たりの通信履歴に基づいて電力蓄積手段に蓄積された電力量を予測するので、特にデータ通信部で大きな電力を必要として発熱量が増加するデータ送信時間を検出することにより、蓄積電力量を正確に予測するとこができる。
なおさらに、第４の技術手段は、前記第２の技術手段において、前記蓄積電力予測手段は、前記熱電変換手段の近傍の温度を検出する温度検出手段を有し、該温度検出手段で検出した温度に基づいて前記電力蓄積手段で蓄積している電力量を予測するように構成されていることを特徴としている。

この第４の技術手段では、熱電変換手段の近傍の温度を温度検出手段で直接検出することで、この検出温度に基づいて変換された電力量を正確に予測することができる。
また、第５の技術手段は、前記第１乃至第４の技術手段の何れか１つにおいて、前記データ通信部は、所要タイミングでビーコン信号を発信するように構成され、前記低消費電力時電力制御手段は、所定範囲の過去の通信履歴からデータ送受信の行われる頻度が少ない時間帯にビーコン発信頻度を低下させるように構成されていることを特徴としている。

この第５の技術手段では、データ通信部で、所要タイミングでビーコン信号を発信する場合に、所定範囲の過去の通信履歴からデータ送受信の行われる頻度が少ない時間帯を検出したときに、ビーコン発信頻度を低下させることにより、データ送受信に影響を与えることなく、低消費電力状態に移行することができる。
さらに、第６の技術手段は、上記第５の技術手段において、前記消費電力モード時電力制御手段は、前記蓄積電力予測手段で予測した蓄積電力量に基づいてビーコン信号発信間隔を調整するように構成されていることを特徴としている。

この第６の技術手段では、蓄積電力予測手段で予測した蓄積電力量に基づいてビーコン発信間隔を調整するので、蓄積電力量が多いときには、ビーコン信号発信間隔を短くして頻繁にビーコン信号を発信し、蓄積電力量が少ないときにはビーコン信号発信間隔を長くして消費電力を抑制する。
さらにまた、第７の技術手段は、所定間隔でビーコン信号を発生するデータ通信部を備えたマスタ通信装置と、該マスタ通信装置からのビーコン信号を受信して、当該マスタ通信装置に対するデータの授受を行うスレーブ通信装置とを備え、前記マスタ通信装置は、データ通信部の発熱量に応じて発電を行う熱電変換手段と、該熱電変換手段で発電した電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出する低消費電力状態検出手段と、該低消費電力状態検出手段で低消費電力状態を検出したときに前記電力蓄積手段で蓄積した電力を前記データ通信部に供給する低消費電力時電力制御手段とを備え、該低消費電力時制御手段は、前記電力蓄積手段の蓄積電力が少ないことを検出したときに、ビーコン信号の発生間隔を増加させると共に、設定したビーコン信号の発生間隔を前記スレーブ通信装置に通知するビーコン信号間隔通知手段を有し、前記スレーブ通信装置は、前記ビーコン信号を受信したときに、送信データの有無を判定し、送信データが無いときに前記ビーコン信号間隔通知手段から通知されたビーコン信号間隔に基づいて次のビーコン信号を受信するまでの間作動休止状態とする作動休止手段を備えていることを特徴としている。

この第７の技術手段では、マスタ通信装置でビーコン信号を送信するが、このビーコン信号の送信間隔を電力蓄積手段で蓄積した電力量に基づいて設定し、設定したビーコン信号の送信間隔をスレーブ無線通信装置に通知することにより、スレーブ通信装置でマスタ通信装置のビーコン信号送信間隔に応じて受信処理を行うことができ、その間を作動休止状態とすることにより、省電力化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すブロック図であり、図中、１はデータ通信システムとしての無線通信システムであって、この無線通信システム１は、マスタ通信装置としてのアクセスポイントＡＰと、このアクセスポイントＡＰに対してアクセスするスレーブ通信装置としての複数例えば３つのステーションＳＴ１〜ＳＴ３とで構成されている。

アクセスポイントＡＰは、外部のインターネット等のネットワークＮＷに接続されており、このネットワークＮＷとの間でデータの授受を行うことが可能に構成されている。そして、アクセスポイントＡＰは、図２に示すように、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３との間で無線通信を行うデータ通信部としてのデータ送受信部２と、このデータ送受信部２に対して送信データを出力すると共に、データ送受信部２で受信した受信データを入力するデータ処理部３と、データ送受信部２及びデータ処理部３に対する電力供給先を切換える電源切換スイッチ４と、この電源切換スイッチ４の一方の入力側に接続された商用電源等の外部電源５と、電源切換スイッチ４の他方の入力側に接続された二次電池、充電処理部等を含んで構成される電力蓄積手段としての蓄電ユニット６と、発熱源となるデータ送受信部２及びデータ処理部３の近傍に配設された熱エネルギを電気エネルギに変換して蓄電ユニット６に電力を出力する熱電変換装置７と、蓄電ユニット６に蓄積された電力量に応じてデータ送受信部２、データ処理部３、電源切換スイッチ４及び蓄電ユニット６を制御する電源制御処理部８とを備えている。

ここで、データ送受信部２は、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３に対してビーコン信号を所要送信間隔で発信するが、このビーコン信号の送信間隔Ｔｂｘ内に、図３に示すように、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からのデータ送受信要求を待ち受ける受信待ち受け期間Ｔｗ、休止状態期間Ｔｓ及びビーコン信号送信間隔判断期間Ｔｊとが設けられている。
また、熱電変換装置７は、例えばＢｉ−Ｔｅ系のＰ型半導体とＮ型半導体との２種類の半導体を、平行基板間に、正負極を交互に複数個接続した構成を有し、ゼーベック効果によってＰ型あるいはＮ型の半導体素子における両極の温度差に応じた起電力を生じ、この起電力が蓄電ユニット６に供給されて蓄電される。

電源制御処理部８は、データ処理部３での送受信データの処理量に基づいて通信量を判断すると共に、蓄電ユニット６の蓄積電力量を判断し、これに応じて電源切換スイッチ４を切換制御すると共に、データ送受信部２で発信するビーコン信号の送信間隔を設定する。
すなわち、電源制御処理部８では、図４に示す通信制御処理を実行する。この通信制御処理は、先ずステップＳ１で、データ送受信部２でビーコン信号を発信させ、次いでステップＳ２に移行して、予め設定した所定時間内にステーションＳＴ１〜ＳＴ３の何れかからデータ送受信要求を受信したか否かを判定し、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３の何れかからデータ送受信要求を受信していないときにはステップＳ３に移行して、前回の処理時に後述するステップＳ１４で予測された蓄電ユニット６で蓄積されている蓄積電力量を読込み、これがビーコン信号の送信に十分であるか否かを判定し、ビーコン信号の送信に十分であるときにはステップＳ４に移行して、電源切換スイッチ４を蓄積ユニット６側に切換えてからステップＳ８に移行し、ビーコン信号の送信に不足する場合にはステップＳ５に移行して、電源切換スイッチ４を外部電源５側に切換えてからステップＳ８に移行する。
また、前記ステップＳ２の判定結果が、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求を受信したときにはステップＳ６に移行して、電源切換スイッチ４を外部電源５側に切換え、次いでステップＳ７に移行してデータ送受信要求に応じたデータの送受信を行ってからステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、休止状態に移行するか否かを判定する。この判定は、現在設定されているビーコン周期Ｔｂｘが、アクセスポイントＡＰが動作状態から一度休止状態に入り、再起動するのに必要な時間ΔＴｒｓより長いか否かを判定し、Ｔｂｘ≦ΔＴｒｓであるときには休止状態に移行しないものと判断して後述するステップＳ１４に移行し、Ｔｂｘ＞ΔＴｒｓであり、尚且つアクセスポイントＡＰが次にビーコンを発信するまでの時間Ｔｂｘの間、休止状態に移行せずに消費する電力Ｗｂｘが、アクセスポイントＡＰが動作状態から一度休止状態に入り、再起動するまでに消費する電力Ｗｒｓよりも小さいと判断されたときには休止状態に移行するものと判断してステップＳ９に移行する。

このステップＳ９では、所定時間の休止状態中に、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求がある可能性があるか否かを判定し、休止状態中にステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求がないときに直接ステップＳ１１に移行し、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求がある可能性があるときにはステップＳ１０に移行して、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３に対してアクセスポイントＡＰが所定時間休止状態となることを通知する休止通知ビーコンを発信してからステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、データ送受信部２及びデータ処理部３を必要最小限の電力として送受信処理を所定時間Ｔ１だけ休止する休止状態としてからステップＳ１２に移行し、所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定し、所定時間Ｔ１が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間Ｔ１が経過したときにはステップＳ１３に移行して、データ送受信部２及びデータ処理部３を再起動してからステップＳ１４に移行する。

このステップＳ１４では、蓄電ユニット６蓄積電力量に基づいて最適なビーコン信号送信間隔を設定する。このビーコン信号送信間隔の設定は、過去所定時間内のデータ処理部３で処理したデータ送受信処理の通信履歴を参照して、データ送受信部２及びデータ処理部３での発熱量を予測し、予測した発熱量から熱電変換装置７での起電力量を予測し、この起電力量と蓄電ユニット６によるデータ送受信部２及びデータ処理部３の駆動時間とに基づいて蓄電ユニット６の蓄積電力量を予測し、この蓄積電力量に基づいてビーコン信号送信間隔を設定する。すなわち、蓄積電力量が充分であるときにはビーコン信号送信間隔Ｔｂｘを最小値に設定し、この状態から蓄積電力量が減少するにつれてビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが長くなるように設定される。

次いで、ステップＳ１５に移行して、設定したビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが経過したか否かを判定し、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが経過していないときにはこれが経過するまで待機し、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが経過したときには前記ステップＳ１に戻る。
この図４の処理において、ステップＳ２及びＳ３の処理がビーコン信号の発信のみを行う低消費電力状態検出手段に対応し、ステップＳ４〜Ｓ１５の処理が低消費電力時電力制御手段に対応している。

また、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３は、図２に示すように、アクセスポイントＡＰに対してデータの送受信を行いたい場合に、ビーコン信号を受信したときに、データ送受信要求をアクセスポイントＡＰに対して送信すると共に、アクセスポイントＡＰから休止通知ビーコン信号を受信したときに、この休止通知ビーコン信号に含まれるアクセスポイントＡＰの休止時間に基づいてアクセスポイントの再起動時刻を予測し、該当時刻となるまで、ステーション自身を休止状態とする作動休止手段１１を備えている。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、前回の処理までに、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３に対するデータの送受信処理を行うことにより、データ送受信部２及びデータ処理部３の発熱によって、熱電変換装置７で発生した起電力が蓄積ユニット６に供給されて、この蓄積ユニット６の蓄積電力量が図５の左側に示すように、十分な蓄積電力量となっているものとする。

この状態で、電源制御処理部８で、図４の通信制御処理を実行することにより、ステップＳ１でビーコン信号を発信する。このビーコン信号の送信により、蓄電ユニット６の蓄積電力が所定量減少する。このビーコン信号の発信に対して各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送信要求が所定時間の間にない場合には、ステップＳ２からステップＳ３に移行して、前回の処理時の蓄電ユニット６の蓄積電力量を読込み、この蓄積電力量がデータ送受信部２及びデータ処理部３を駆動する電力量を賄うに十分であるか否かを判定し、十分賄えるので、ステップＳ４に移行して、電源切換スイッチ４を蓄電ユニット６側に切換えてからステップＳ８に移行して休止状態に移行するか否かを判定する。

このとき、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが、アクセスポイントＡＰが動作状態から休止状態に切換わるまでに必要な時間ΔＴｒｓより短いものとすると、ステップＳ８からステップＳ１４に移行し、このときの蓄電ユニット６の蓄積電力量を予測し、この蓄積電力量に基づいてビーコン送信間隔Ｔｂｘが設定される。このとき、蓄電ユニット６の蓄積電力量が図５の左側に示すように比較的多いので、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが図５に示すようにＴ２に設定される。そして、ステップＳ１５で前回のビーコン信号の発信時からの経過時間が設定されたビーコン送信間隔Ｔｂｘ（＝Ｔ２）に達したか否かを判定し、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘに達していないときにはこれに達するまで待機し、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘに達したときには前記ステップＳ１に戻ってビーコン信号を発信し、ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からのデータ送受信要求がないときにはステップＳ３に移行し、蓄積電力量が多いので、電源切換スイッチ４を蓄電ユニット６側に切換えた状態を維持する。

このビーコン信号の発信により、蓄電ユニット６の蓄積電力量がさらに減少し、この状態でも所定時間以内に各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求がないものとすると、ステップＳ５からステップＳ８を経てステップＳ１４に移行して、さらに長いビーコン送信間隔Ｔ３が設定され、このビーコン送信間隔Ｔ３が経過した時点でビーコン信号が発信される。

このビーコン信号の発信によって、蓄電ユニット６の蓄積電力が半分程度まで減少することになるが、このビーコン信号の発信によって、所定時間以内にステーションＳＴ１〜ＳＴ３のうちの何れかのステーションＳＴｉ（ｉ＝１〜３）からデータ送受信要求が送信されると、これをアクセスポイントＡＰのデータ送受信部２で受信すると、図４の処理において、ステップＳ２からステップＳ６に移行して、電源切換スイッチ４が外部電源５側に切換えられ、次いでステップＳ７に移行して、データ処理部３から送信データがデータ送受信部２に送られ、このデータ送受信部２からステーションＳＴｉに対して送信データが送信される。

このとき、データ送受信部２及びデータ処理部３で比較的大きなデータ送信電力及びデータ処理電力を消費することにより、データ送受信部２及びデータ処理部３で発熱を生じ、この発熱が熱電変換装置７に伝達されることにより、この熱電変換装置７で発熱量に応じた起電力を生じ、この起電力が蓄電ユニット６に供給されることにより、この蓄電ユニット６を構成する二次電池が起電力によって充電されることにより、蓄積電力量が増加する。

そして、ステーションＳＴｉに対するデータ送信が終了すると、ステップＳ８を経てステップＳ１４に移行し、蓄積電力量に応じた短いビーコン信号送信間隔Ｔｂｘ（＝Ｔ１）が設定され、このビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが経過した時点でステップＳ１に戻り、データ送受信部２からビーコン信号が発信される。
その後、ビーコン信号に対して所定時間以内に各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求がないものとすると、ビーコン信号の送信を繰り返し、これを繰り返す毎に蓄電ユニット６の蓄積電力量が減少することにより、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが蓄積電力量に応じて長くなる。

このように、アクセスポイントＡＰからビーコン信号の送信のみを繰り返す状態となると、ビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが順次長くなり、このビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが、アクセスポイントＡＰが動作状態から休止状態に切換わるのに必要な時間ΔＴｒｓより長くなり、尚且つアクセスポイントＡＰが次にビーコンを発信するまでの時間Ｔｂｘの間、休止状態に移行せずに消費する電力Ｗｂｘが、アクセスポイントＡＰが動作状態から一度休止状態に入り、再起動するまでに消費する電力Ｗｒｓよりも小さいと判断されると、図４の処理で、ステップＳ８からステップＳ９に移行する。このとき、過去の通信履歴から比較的近い過去に通信履歴があって、最後の通信履歴から最初に休止状態に移行するものと判断され、休止状態中にステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求が送信される可能性があるものと判定されることにより、ステップＳ１０に移行して、所定時間休止状態に移行することを通知する休止通知ビーコンを各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３に発信してからステップＳ１１に移行して、データ送受信部２及びデータ処理部３を必要最小限の電力で駆動する休止状態に移行する。このように、休止状態中にステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求が送信される可能性があるときに、所定時間休止状態に移行することを通知する休止通知ビーコンをステーションＳＴ１〜ＳＴ３に送信することにより、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３では、休止通知ビーコンを受信することにより、次にアクセスポイントＡＰが作動状態に復帰する時刻を把握することができ、この間にステーションＳＴ１〜ＳＴ３自身も休止状態に移行することが可能となり、省電力化を図ることができる。

その後、所定時間が経過すると、ステップＳ１３に移行して、データ送受信部２及びデータ処理部３を再起動してからステップＳ１４に移行して、そのとの蓄電ユニット６の蓄積電力量に基づいてビーコン信号送信間隔Ｔｂｘを設定し、設定されたビーコン信号送信間隔Ｔｂｘが経過した時点でビーコン信号が送信される。
その後、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送信要求が送信されない状態が継続し、過去の通信履歴から所定時間の休止状態中に各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送受信要求が送信されないものと判断されると、ステップＳ９から直接ステップＳ１１に移行し、休止通知ビーコン信号を発信することなく休止状態に移行する。

その後、ビーコン信号の発信後にステーションＳＴｉからデータ送受信要求が送信されて、データ送受信部２でデータの送受信が行われると、これによる発熱によって熱電変換装置７で起電力が発生して、これが蓄電ユニット６に蓄積される。
なお、ビーコン信号の送信のみが繰り返されることにより、蓄電ユニット６の蓄積電力量が所定値以下に低下すると、ステップＳ３からステップＳ５に移行して、電源切換スイッチ４が外部電源５側に切換えられて、外部電源５からの電力がデータ送受信部２及びデータ処理部３に供給されることにより、ビーコン信号の発信処理が継続される。

このように、上記実施形態によると、データ送受信時にデータ送受信部２及びデータ処理部３で主に発生する発熱量を熱電変換装置７で電力に変換し、変換した電力を蓄電ユニット６に供給して、この蓄電ユニット６を構成する二次電池を充電することにより蓄積し、この蓄電ユニット６の蓄積電力をアクセスポイントＡＰでの消費電力が少ないビーコン信号を送信する低消費電力モード時にデータ送受信部２及びデータ処理部３に供給するようにしたので、データ送受信部２及びデータ処理部３で発生する発熱量を電力として帰還することができ、アクセスポイントＡＰの消費電力量を減少させて省電力化を図ることかできる。しかも、蓄電ユニット６の蓄積電力量に応じてビーコン信号の送信間隔を設定することにより、蓄積電力量が減少するにつれてビーコン信号の送信間隔が長くなり、これによっても消費電力量を減少させて省電力化を図ることができる。さらに、ビーコン信号の送信間隔が長くなると、アクセスポイントＡＰがビーコン信号送信後にステーションからのデータ送受信要求がないときに休止状態に移行するので、さらに消費電力を減少させて省電力化を図ることができる。

また、熱電変換装置７で発熱量を電力に変換する際に、データ送受信部２及びデータ処理部３を冷却する冷却効果を発揮することができる。
さらに、アクセスポイントＡＰの通信履歴に基づいてデータ送受信部２及びデータ処理部３の発熱量を予測し、予測した発熱量から熱電変換装置７で生じる起電力を予測することにより、蓄電ユニット６の蓄積電力量を予測するようにしているので、蓄電ユニット６の蓄積電力量の予測に特別なセンサを設ける必要がなく、アクセスポイントＡＰの部品点数が増加したり、製造コストが増加したりすることを防止することができる。

なお、上記実施形態においては、ビーコン信号発信した後に所定時間以内にステーションＳＴ１〜ＳＴ３からデータ送信要求がないときに、ビーコン信号のみを発信する低消費電力状態であることを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、過去の所定時間内の通信履歴に基づいてデータ送受信の頻度から低消費電力状態を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ビーコン信号の送信間隔Ｔｂｘを蓄電ユニット６の蓄積電力量に基づいて設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、過去の通信履歴からステーションＳＴ１〜ＳＴ３との間でデータ送受信の行われる頻度が少ない時間帯にビーコン発信頻度を低下させるようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、低消費電力時にデータ送受信部２及びデータ処理部３の電力を蓄電ユニット６の蓄積電力量で賄う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、データ送受信部２又はデータ処理部３の何れかあるいは他の電力消費回路の電力を蓄電ユニット６の蓄積電力で賄うようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態においては、アクセスポイントＡＰでの通信履歴に基づいて蓄電ユニット６の蓄積電力量を予測する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、データ送受信部２及びデータ処理部３の近傍に温度センサを設け、この温度センサで検出した温度に基づいて熱電変換装置７で生じる起電力を予測して、これに基づいて蓄電ユニット６の蓄積電力量を予測するようにしてもよく、さらには蓄電ユニット６の蓄積電力量を電圧計で直接検出するようにしてもよい。

なおさらに、上記実施形態においては、アクセスポイントＡＰの電源として外部電源５と蓄電ユニット６とを適用した場合について説明したが、外部電源５に代えて、蓄電池、乾電池等の電源を適用するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、ステーション台数が３台である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、任意台数に設定することができる。

さらに、上記実施形態においては、通信システムがアクセスポイントＡＰに対して各ステーションＳＴ１〜ＳＴ３がアクセスしてアクセスポイントＡＰとステーションＳＴ１〜ＳＴ３との間でデータ通信を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、アクセスポイントＡＰを介してこれにネットワーク接続された各ステーションとの間でデータの送受信を行う場合にも本発明を適用できるものである。

さらにまた、上記実施形態においては、無線通信システムに本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、有線のＬＡＮシステム等にも本発明を適用し得るものである。
なおさらに、上記実施形態においては、ビーコン信号送信間隔設定の処理を毎回行っていたが、これに限るものではなく、一度設定したビーコン間隔で複数回のビーコン信号を発信した後にビーコン信号間隔設定処理を行うようにしても良い。

本発明の一実施形態を示すブロック図である。アクセスポイントの具体的構成を示すブロック図である。データ送受信部の動作状態を示す図である。アクセスポイントの電源制御処理部で実行する通信制御処理手順の一例を示すフローチャートである。アクセスポイントとステーションとの間の信号伝達プロトコルを示す図である。本発明の変形例を示すブロック図である。

符号の説明

１…無線通信システム、ＡＰ…アクセスポイント、ＳＴ１〜ＳＴ３…ステーション、２…データ送受信部、３…データ処理部、４…電源切換スイッチ、５…外部電源、６…蓄電ユニット、７…熱電変換装置、８…電源制御処理部、１１…作動休止手段

Claims

データ通信部の発熱量を電力に変換する熱電変換手段と、該熱電変換手段で変換した電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出する低消費電力状態検出手段と、該低消費電力状態検出手段で前記データ通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出したときに前記電力蓄積手段で蓄積した電力を前記データ通信部に供給する低消費電力時電力制御手段とを備えたことを特徴とするデータ通信装置。
前記低消費電力時電力制御手段は、前記電力蓄積手段で蓄積している電力量を予測する蓄積電力予測手段を有し、前記低消費電力状態を検出したときに、前記蓄積電力予測手段で予測した電力量に応じてデータ通信部での消費電力を抑制制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
前記蓄積電力予測手段は、前記データ通信部の単位時間当たりの通信履歴に基づいて前記電力蓄積手段で蓄積された電力量を予測するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のデータ通信装置。
前記蓄積電力予測手段は、前記熱電変換手段の近傍の温度を検出する温度検出手段を有し、該温度検出手段で検出した温度に基づいて前記電力蓄積手段で蓄積している電力量を予測するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のデータ通信装置。
前記データ通信部は、所要タイミングでビーコン信号を発信するように構成され、前記低消費電力モード時電力制御手段は、所定範囲の過去の通信履歴からデータ送受信の行われる頻度が少ない時間帯にビーコン発信頻度を低下させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載のデータ通信装置。
前記消費電力モード時電力制御手段は、前記蓄積電力予測手段で予測した蓄積電力量に基づいてビーコン信号発信間隔を調整するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のデータ通信装置。
所定間隔でビーコン信号を発生するデータ通信部を備えたマスタ通信装置と、該マスタ通信装置からのビーコン信号を受信して、当該マスタ通信装置に対するデータの授受を行うスレーブ通信装置とを備え、前記マスタ通信装置は、データ通信部の発熱量に応じて発電を行う熱電変換手段と、該熱電変換手段で発電した電力を蓄積する電力蓄積手段と、前記無線通信部の消費電力が少ない低消費電力状態を検出する低消費電力状態検出手段と、該低消費電力状態検出手段で低消費電力状態を検出したときに前記電力蓄積手段で蓄積した電力を前記データ通信部に供給する低消費電力時電力制御手段とを備え、該低消費電力時制御手段は、前記電力蓄積手段の蓄積電力が少ないことを検出したときに、ビーコン信号の発生間隔を増加させると共に、設定したビーコン信号の発生間隔を前記スレーブ通信装置に通知するビーコン信号間隔通知手段を有し、前記スレーブ通信装置は、前記ビーコン信号を受信したときに、送信データの有無を判定し、送信データが無いときに前記ビーコン信号間隔通知手段から通知されたビーコン信号間隔に基づいて次のビーコン信号を受信するまでの間作動休止状態とする作動休止手段を備えていることを特徴とするデータ通信システム。