JP2005267420A - Data transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はデータ送信装置、特に、データを無線で送信するテレメータ等の装置に関する。 The present invention relates to a data transmission device, and more particularly to a device such as a telemeter that wirelessly transmits data.
従来より、センサで検出した物理量データを無線で送信し、受信側で物理量データについて解析乃至記録を行う計測装置、いわゆるテレメータが知られている。テレメータでは、センサと受信側機器が相対的に移動してもリアルタイムで計測が可能であることから、車両エンジンのピストン部やタイヤにおける各種物理量を計測する等に広く適用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called telemeter is known that transmits physical quantity data detected by a sensor wirelessly and analyzes or records physical quantity data on the receiving side. Telemeters are widely applied to measuring various physical quantities in piston parts and tires of a vehicle engine because they can be measured in real time even if the sensor and the receiving device move relatively.
テレメータを駆動するための電力としては、一般に特許文献1に示すような結合コイルを用いた電磁結合方式や、特許文献2に示すような内部電池方式が用いられている。
As electric power for driving the telemeter, an electromagnetic coupling method using a coupling coil as shown in Patent Document 1 and an internal battery method as shown in
しかしながら、電磁結合方式では、電力送信部と受信部の距離が変動すると供給される電力量が変動するため、安定した電力供給が困難となる。また、内部電池方式では、その消耗時には交換を要するため長期間の使用は不向きであり、かつ、交換時にはセンサの全品交換となるため煩雑である。 However, in the electromagnetic coupling method, when the distance between the power transmission unit and the reception unit varies, the amount of power supplied varies, so that stable power supply becomes difficult. In addition, the internal battery system is not suitable for long-term use because it needs to be replaced when it is consumed, and it is cumbersome because all of the sensors are replaced at the time of replacement.
そこで、相対変位する2つの部材の一方に永久磁石、他方にコイルを設け、電磁誘導により電力を供給する方式も提案されているが、2つの部材が相対的に停止状態にある場合には電力が供給されず、物理量の検出及び検出データの送信ができなくなる。 Therefore, a method has been proposed in which a permanent magnet is provided on one of the two members that are relatively displaced, a coil is provided on the other, and electric power is supplied by electromagnetic induction. Is not supplied, and the physical quantity cannot be detected and the detected data cannot be transmitted.
もちろん、テレメータにて動作中の部材の物理量を検出することが目的であれば停止中に物理量を検出する必要は生じないとも考えられる。しかし、動作、非動作、動作、非動作と動作/非動作を繰り返す部材において動作中のみ物理量を検出したのでは、仮に検出物理量に異常が生じていたとしても、その異常が動作中に生じたのか、あるいは非動作中に生じたのかを判別することができない。また、歪みゲージで歪みを検出する場合等では、被測定対象が実際に変化した量を正確に把握するためには、停止中にキャリブレーションの基準値を検出し、そこからの変化量を検出する必要があり、動作中だけでなく停止中においても物理量の検出及び検出データの送信が必要となる。 Of course, if the purpose is to detect the physical quantity of a member that is operating with a telemeter, it is considered that it is not necessary to detect the physical quantity during stoppage. However, if a physical quantity is detected only during operation in a member that repeats operation, non-operation, operation, non-operation and operation / non-operation, even if an abnormality occurs in the detected physical quantity, the abnormality occurred during operation. Or whether it occurred during non-operation. In addition, when detecting strain with a strain gauge, in order to accurately grasp the amount of actual change in the measurement target, the calibration reference value is detected during stoppage, and the amount of change from there is detected. It is necessary to detect a physical quantity and transmit detection data not only during operation but also during stoppage.
本発明の目的は、電磁誘導等のように、2つの部材間の相対的変位による運動エネルギを電気エネルギに変換して電力を供給する構成を採用しつつ、停止中においても物理量の検出、さらには検出データの送信が可能なデータ送信装置を提供することにある。 The object of the present invention is to detect a physical quantity even during a stop, while adopting a configuration for supplying electric power by converting kinetic energy due to relative displacement between two members into electric energy, such as electromagnetic induction. Is to provide a data transmission device capable of transmitting detection data.
本発明は、2つの部材間の相対的変位を電気エネルギに変換する変換手段と、前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、前記2つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作して所定周期でデータを無線送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記所定周期よりも長い周期でデータを送信する送信手段とを有する。 The present invention provides conversion means for converting relative displacement between two members into electric energy, storage means for storing the electric energy, detection means for detecting an operating state and a stopped state of the two members, When the detection means detects an operating state, it operates with electric energy from the conversion means to wirelessly transmit data at a predetermined cycle, and when the detection means detects a stop state, the electric power stored in the storage means Transmitting means that operates by energy and transmits data in a cycle longer than the predetermined cycle.
本発明において、前記データを記憶する記憶手段をさらに有し、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に前記データを送信せずに前記メモリに順次記憶し、前記停止状態から動作状態に移行した場合に前記記憶手段に記憶されたデータを読み出して送信してもよい。 In the present invention, the apparatus further includes a storage unit that stores the data, and the transmission unit sequentially stores the data in the memory without transmitting the data when the stop state is detected, and changes from the stop state to the operation state. In the case of transition, the data stored in the storage means may be read and transmitted.
また、本発明において、前記データを取得する手段を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期及び送信周期を前記所定周期よりも長くする、あるいは前記データの取得周期を前記所定周期よりも長くしてもよい。 In the present invention, the data acquisition unit may further include a data acquisition cycle and a transmission cycle that are longer than the predetermined cycle when the stop state is detected, or the data acquisition cycle is set to the predetermined cycle. It may be longer than the period.
本発明の1つの実施形態では、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギの残存量が少なくなるほど長い周期でデータを送信する。 In one embodiment of the present invention, when the transmission unit detects the stop state, the transmission unit transmits data with a longer period as the remaining amount of electrical energy stored in the storage unit decreases.
また、本発明の他の実施形態では、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、過去の停止状態の出現パターンから今回の停止状態の継続パターンを推定し、該推定結果に応じた周期でデータを送信する。 In another embodiment of the present invention, when the transmission unit detects the stop state, the transmission unit estimates a continuation pattern of the current stop state from the appearance pattern of the past stop state, and responds to the estimation result. Send data in cycles.
このように、本発明では、2つの部材間に相対的変位のない停止状態においては変換手段で電気エネルギを生成できず、蓄積手段に蓄積された電気エネルギを用いて動作する必要があることを考慮し、停止状態においては動作状態におけるよりも消費電力の少ないモードでデータを送信する。すなわち、停止状態におけるデータ送信周期を動作状態における周期よりも長く設定し、データ送信に伴う電力消費を低減する。なお、周期を長く設定する場合には、周期を十分長く設定することにより、実質的にデータ送信を行わない態様も含まれ得る。この場合、停止状態において取得したデータは記憶手段に記憶しておき、停止状態から動作状態に移行した際に当該データを送信できる。停止状態においてデータ送信周期を増大させる他、送信すべきデータ量を削減して電力消費を抑制してもよい。 As described above, in the present invention, in a stopped state where there is no relative displacement between the two members, the conversion means cannot generate electric energy, and it is necessary to operate using the electric energy stored in the storage means. Considering this, data is transmitted in a mode with less power consumption in the stopped state than in the operating state. That is, the data transmission cycle in the stop state is set longer than the cycle in the operation state, and power consumption associated with data transmission is reduced. In addition, when setting a period long, the aspect which does not transmit data substantially by setting a period long enough may be included. In this case, the data acquired in the stop state is stored in the storage means, and the data can be transmitted when the operation state is changed from the stop state. In addition to increasing the data transmission cycle in the stopped state, the amount of data to be transmitted may be reduced to suppress power consumption.
本発明は、データを無線送信するテレメータ等の装置あるいはシステムに適用することができる。 The present invention can be applied to an apparatus or system such as a telemeter that wirelessly transmits data.
本発明によれば、2つの部材間の相対的変位による運動エネルギを電気エネルギに変換して電力を供給する構成を採用しつつ、停止中においても少ない消費電力で物理量の検出、検出データの送信が可能となる。 According to the present invention, while adopting a configuration in which kinetic energy due to relative displacement between two members is converted into electric energy and electric power is supplied, detection of a physical quantity and transmission of detection data with low power consumption even during stoppage. Is possible.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について、永久磁石とコイルを用いた電磁誘導方式を例にとり説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings by taking an electromagnetic induction system using a permanent magnet and a coil as an example.
まず、車両エンジンのピストン部にテレメータを組み込む場合である。 First, it is a case where a telemeter is incorporated in a piston portion of a vehicle engine.
図1には、テレメータをピストン−クランク系に組み込んだ状態が示されている。ピストン10は、ピストンピン12を介してコネクティングロッド14の小端部16と連結している。コネクティングロッド14は、ピストンピン12を中心として首振り運動可能であり、コネクティングロッド14のもう一方の端、すなわち大端部18は、クランクシャフトのクランクピン20と相対的に回転可能に連結されている。
FIG. 1 shows a state in which the telemeter is incorporated in the piston-crank system. The
ピストン10には、ピストンに関する所定の物理量を測定するためのセンサ22が設置されている。測定物理量は、温度、シリンダボアとの隙間、ピストンの歪み、変形等であり、検出すべき物理量に応じて適切なセンサの種類及び適切な設置位置が選定される。コネクティングロッドの幹部には、テレメータ送信機24が固定されており、センサ22から送られた信号を処理して当該内燃機関の外部に設置されたテレメータ受信機(不図示)に無線で送信する。テレメータ受信機は、受信した信号に基づき測定値の算出、記録、解析等の処理を行う。
The
テレメータは、テレメータ送信機24とセンサに電力を供給する電源装置を有している。電源装置は、コネクティングロッド大端部18の側面の開口の周囲に複数配置されたコイル26と、クランクシャフトウエブ28のクランクピン20の周囲部分に配置された永久磁石30と、コイル26が接続される電源回路32を含む。コイル26は、その軸がクランクピン20の軸とほぼ平行に、すなわち図1の紙面を貫く方向に位置するように配置される。永久磁石30は、図2に示されるように、コイル26と対向するように、コネクティングロッド14の両側または片側のクランクシャフトウエブ28に埋設されている。図2においては、コネクティングロッド14の側面とウエブ28の間に大きな間隙があるように示されているが、これは永久磁石30を明瞭に示すためであって実際の間隙は非常に狭い。コイル26と永久磁石30をクランクピン20の軸方向にほぼ平行となるように対向配置することにより、永久磁石30をクランクピン20ではなくウエブ部分に配置することができる。これにより、追加工を行う必要がなく、クランクピンの強度低下を防止できる。
The telemeter has a power supply device that supplies power to the
また、コネクティングロッド大端部18の側面の開口の周囲の一部に、停止状態検出コイル27が配置される。この検出コイル27はコイル26と同様に、永久磁石30と対向するように配置されており、コイル26と同様に内燃機関運転中は永久磁石30との相対変位により誘導起電力を生じ、内燃機関停止中は誘導起電力はゼロとなる。
In addition, a stop
図3には、内燃機関の運転中の状態が示されている。ピストン10は上下方向に往復運動し、クランクシャフト43は回転運動を行う。クランクピン20は、クランクジャーナルを中心に回転運動する。これにより、クランクピン20とコネクティングロッド大端部18は相対的に回転運動を行う。この運動に伴い、コイル26と永久磁石30も相対運動を行い、コイル26に鎖交する永久磁石30の磁束が周期的に変化する。これにより、コイル26内に誘導起電力が生じ、この電力が電源回路32に供給されることになる。一方、検出コイル27の電圧に着目すると、内燃機関動作中はコイル26と同様に誘導起電力が生じるが、内燃機関停止中は誘導起電力はゼロとなる。したがって、検出コイル27の電位を監視することで、内燃機関が動作中であるか停止中であるかを検出できる。
FIG. 3 shows the operating state of the internal combustion engine. The
次に、テレメータを車両の車輪に組み付ける場合について説明する。 Next, the case where a telemeter is assembled | attached to the wheel of a vehicle is demonstrated.
図4には、テレメータを車両の車輪に組み付けた状態が示されている。車輪50は、ホイール52とこれに取り付けられたタイヤ54を含む。車輪50は、アップライト、操舵輪に関してはステアリングナックル等と称される支持部材56により軸受けを介して支持されている。支持部材56は、車体に対してロッド等のサスペンション部材により所定の範囲での動きが許容されるように支持されている。しかし、車輪50と共に回転することはなく、その意味では車体側の部品である。
FIG. 4 shows a state in which the telemeter is assembled to the vehicle wheel. The
ホイール52のリム57の車体側の縁近傍に、周方向にコイル58が配置され、これに対向するように支持部材56の所定位置に永久磁石60が配置されている。コイル58は、テレメータ送信側本体62に備えられた電源回路に接続されている。また、コイル58の一部が停止状態検出コイル59として機能する。
A
センサは、車輪に関する所定の物理量を検出し、これを送信部が車体側に備えられた受信部に対し無線で送信する。検出対象の物理量は、例えばタイヤの空気圧である。車両の走行に伴って、車輪50が回転し、コイル58と永久磁石60の相対運動によってコイル58に誘導起電力が生じる。この電力により、センサおよび送信部が駆動される。一方、検出コイル59の電圧に着目すると、走行中はコイル58と同様に誘導起電力が生じるが、停止中は誘導起電力はゼロとなる。したがって、検出コイル59の電位を監視することで、走行中であるか停止中であるかを検出できる。
The sensor detects a predetermined physical quantity related to the wheel, and transmits this wirelessly to a receiving unit provided on the vehicle body side. The physical quantity to be detected is, for example, tire air pressure. As the vehicle travels, the
このように、2つの場合のいずれにおいても、動作中はコイル26、58からの誘導起電力により電力が供給されるため物理量の検出及び検出データの送信が可能であるが、停止中は電力供給が中断するため、検出及び送信が不能となる。上記したように、動作中のみ物理量を検出したのでは、仮に検出物理量に異常が生じていたとしても、その異常が動作中に生じたのか、あるいは非動作中に生じたのかを判別することができない。また、歪みゲージで歪みを検出する場合等では、停止中にキャリブレーションの基準値を検出する必要もある。
As described above, in both cases, the power is supplied by the induced electromotive force from the
そこで、本実施形態では、検出コイル27、59で動作中か停止中かを検出し、動作中であれば誘導起電力の一部をキャパシタ等に蓄積して停止状態に備えるとともに、停止中であることが検出された場合に、蓄積電力を用い、かつ所定の省電力モードで検出及び送信を実行する。 Therefore, in this embodiment, it is detected whether the detection coils 27 and 59 are operating or stopped, and if it is operating, a part of the induced electromotive force is accumulated in a capacitor or the like to prepare for the stopped state, and in the stopped state. When it is detected, the detection and transmission are performed using the stored power and in a predetermined power saving mode.
図5には、本実施形態の電源回路が示されている。電源回路は、コイル26、58、ダイオードブリッジ34、42、蓄積用キャパシタ38、平滑用キャパシタ44、レギュレータ39を有して構成される。
FIG. 5 shows the power supply circuit of the present embodiment. The power supply circuit includes
ダイオードブリッジ34は、コイル26、58に接続され、コイル26、58からの誘導起電力を整流して脈流を生成する。
The
蓄積用キャパシタ38は、ダイオードブリッジ34の両端子間に接続され、誘導起電力を蓄積する。
The
レギュレータ39は、ダイオードブリッジ34からの脈流を調整(脈流成分を除去)して送信機24及びセンサに供給する。
The
送信機24は、無線機能を有する無線回路基板24aと、信号処理回路を有する信号処理基板24bとを有する。無線回路基板24a及び信号処理回路基板24bはともにレギュレータ39からの電力により動作する。信号処理回路基板24bはセンサからの信号を入力し、センサからの検出データを無線回路基板24aに供給する。無線回路基板24aは、検出データを所定のキャリアに重畳して無線送信する。
The
一方、ダイオードブリッジ42は、検出コイル27、59に接続され、検出コイル27、59からの電圧信号を整流する。
On the other hand, the
平滑用キャパシタ44は、ダイオードブリッジ42の両端子間に接続され、電圧信号を平滑化する。
The smoothing
直列接続された抵抗R1及びR2は平滑用キャパシタ44に接続され、電圧を分圧して動作(発電)/停止(非発電)検出信号SIとして送信機24の信号処理回路基板24bに出力する。動作中(発電)であればSIは所定電位のHiレベルとなり、停止中(非発電)であればSIはLowレベルとなる。信号処理回路基板24b内のプロセッサは、このSI信号のレベルにより動作中か停止中かを判断し、動作中であれば所定の周期でセンサにて物理量を検出して無線回路基板24aに供給する。また、停止中であれば蓄積用キャパシタ38からの電力で動作するとともに、センサでの検出周期及び無線回路基板24aからのデータ送信周期を増大させて電力消費を低減する。
The resistors R1 and R2 connected in series are connected to the smoothing
図6には、送信機24の処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板24b内のプロセッサは、検出信号SIのレベルに基づき、現在内燃機関が動作中あるいは走行中であって発電中であるか否かを判定する(S101)。発電中であれば、コイル26、58からの誘導起電力を用いることができるので、無線回路基板24a及び信号処理回路基板24bは通常モードで動作する(S102)。この通常モードでは、信号処理回路基板24bは所定の周期でデータを検出して無線回路基板24aに供給し、無線回路基板24aは所定の周期で受信側にデータを無線送信する。所定の周期は適宜設定され、例えば1secに設定される。
FIG. 6 shows a process flowchart of the
一方、発電中ではないと判定された場合、蓄積用キャパシタ38からの蓄積電力を用いてデータ検出及びデータ送信を行うため、電力消費量を削減する必要がある。そこで、この場合には、無線回路基板24a及び信号処理回路基板24bは省電力モードで動作する(S103)。具体的には、通常モードにおける周期よりも長い周期でデータを検出し、かつ、通常モードにおける周期よりも長い周期でデータを送信する。省電力モードにおけるデータ検出及び送信の周期も適宜設定されるが、例えば通常モードが1secであれば省電力モードでは数十secとする。
On the other hand, when it is determined that the power generation is not in progress, the power consumption is required to be reduced because data detection and data transmission are performed using the stored power from the
図7には、動作中(発電中)におけるデータ検出及び送信タイミングと、停止中(非発電中)におけるデータ検出及び送信タイミングが示されている。発電中ではパルス100で示されるタイミングでデータが検出、送信され、非発電中ではパルス200で示されるタイミングでデータが検出、送信される。非発電中における周期を長くとり、データ検出、送信の回数を低減することで、停止中(非発電中)であってもデータを受信側に送信できるとともに、無線回路基板24a及び信号処理回路基板24bでの電力消費を低減できる。
FIG. 7 shows data detection and transmission timing during operation (power generation) and data detection and transmission timing during stoppage (non-power generation). Data is detected and transmitted at the timing indicated by
したがって、受信側では、送信機24から送信されたデータを解析し、動作中には異常がないものの停止中において異常が生じたと判定することもできる。なお、受信側では、データ送信の周期を検出することで、当該データが動作中のものであるか停止中のものであるかを判定することが可能であるが、送信機24は、動作中であるか停止中であるかを示すデータないしフラグをセンサ検出データに付加して送信してもよい。
Therefore, on the receiving side, data transmitted from the
上記の例では省電力モードの周期を通常モードの周期よりも一律に長く設定しているが、停止中(非発電中)は蓄積用キャパシタ38に蓄積された電力でデータ検出及び送信を実行するため、より直接的に蓄積用キャパシタ38の残存容量あるいは端子間電圧に応じて周期を適応的に変化させてもよい。
In the above example, the cycle of the power saving mode is set to be uniformly longer than the cycle of the normal mode, but data detection and transmission are executed with the power stored in the
図8には、この場合における省電力モード(図6のS103)における処理フローチャートが示されている。 FIG. 8 shows a processing flowchart in the power saving mode (S103 in FIG. 6) in this case.
まず、信号処理回路基板24b内のプロセッサは、蓄積用キャパシタ38の端子間電圧Vを検出する(S201)。そして、端子間電圧Vが所定のしきい電圧V1以上あるか否かを判定する(S202)。蓄積用キャパシタ38に未だ十分に電荷が蓄積されている場合には(S202でYES)、信号処理回路基板24b及び無線回路基板24aは周期t1、すなわち送信レートr1でデータを検出し送信する(S203)。ここで、周期t1は通常モードの周期よりも長い周期である。そして、停止してから一定時間が経過し、端子間電圧VがV1より小さくなると(S202でNO)、信号処理回路基板24b及び無線回路基板24aは周期t2、すなわち送信レートr2でデータを検出し送信する(S204)。ここで、t1<t2であり、r1>r2である。蓄積用キャパシタ38の端子間電圧が低下するほどデータ検出及び送信の周期を長く設定することで、停止期間が長時間に及んでもデータを送信することができる。
First, the processor in the signal
図9には、この場合のデータ検出、送信タイミングが示されている。停止中(非発電中)においても、端子間電圧VがV1以上と高い場合にはパルス200で示されるように通常モードよりは長い周期で送信し、端子間電圧VがV1より小さくなった場合にはパルス300で示されるようにさらに長い周期で送信する。
FIG. 9 shows data detection and transmission timing in this case. Even during stoppage (during non-power generation), when the inter-terminal voltage V is as high as V1 or higher, as shown by the
なお、しきい電圧V1の他にさらに電圧V2、V3(V1>V2>V3・・)を設け、これらと端子間電圧とを順次比較してデータ検出、送信周期を段階的に順次長く設定してもよい。 In addition to the threshold voltage V1, voltages V2 and V3 (V1> V2> V3...) Are provided, and these are sequentially compared with the voltage between the terminals, and the data detection and transmission cycle is set to be gradually increased step by step. May be.
また、内燃機関や車輪のように、動作と停止が繰り返されるような対象物の場合、過去の動作(発電)と停止(非発電)のパターンを学習し、パターンに応じて省電力モードの周期を設定することも好適である。 In addition, in the case of an object such as an internal combustion engine or a wheel that is repeatedly operated and stopped, the past operation (power generation) and stop (non-power generation) patterns are learned, and the cycle of the power saving mode according to the pattern It is also preferable to set.
図10には、動作及び停止の繰り返しパターンの一例が示されている。図10(a)は動作期間が停止期間に比べて長い場合、図10(b)はその逆に停止期間が動作期間に比べて長い場合である。信号処理回路基板24b内のプロセッサは、内蔵タイマにより停止期間をカウントし、その繰り返しパターンを取得する。図10(a)の場合、停止期間のパターンはt1であり、図10(b)の場合、停止期間のパターンはt2(t2>t1)であると判定される。このようにパターンを学習することで、次に動作状態から停止状態に移行した場合でも、過去のパターンと同様に停止期間が継続するものと推定されるから、その推定停止期間に応じて周期を変化させる。
FIG. 10 shows an example of a repeating pattern of operation and stop. FIG. 10A shows a case where the operation period is longer than the stop period, and FIG. 10B shows a case where the stop period is longer than the operation period. The processor in the signal
図11には、この場合の省電力モードの処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板24b内のプロセッサは、過去のパターンを読み出し、今回の停止状態の継続時間を推定する。推定の一つの方法は、過去の停止期間の加算平均を算出することである。加算平均をもって、今回の停止状態の継続時間と推定する。そして、推定継続時間Tが所定のしきい時間t以上か否かを判定する(S301)。例えば、図10の場合では、パターンがt1であればT=t1<tと判定され、パターンがt2であればT=t2>tと判定される。推定継続時間Tがしきい時間tより小さければ(S301にてNO)、通常モードの送信レートよりも低い送信レートr1でデータ送信を行う(S302)。一方、推定継続時間Tがしきい時間t以上であれば(S301にてYES)、通常モードの送信レート及び送信レートr1よりもさらに低い送信レートr2でデータ送信を行う(S303)。
FIG. 11 shows a processing flowchart of the power saving mode in this case. First, the processor in the signal
また、上記の例では省電力モードにおいて通常モードよりも長い周期でデータの検出及び送信を行っているが、長い周期でデータ検出のみを行ってメモリに記憶しておき、その間はデータ送信を行わずに無線回路基板24aでの電力消費を削減し、次の動作期間中にメモリからデータを読み出して送信する構成としてもよい。
In the above example, in the power saving mode, data is detected and transmitted in a longer cycle than in the normal mode, but only data is detected and stored in the memory in a longer cycle, and data is transmitted during that period. Alternatively, the power consumption in the
図12には、この場合の電源回路の構成が示されている。図5と異なる点は、送信機24が無線回路基板24a及び信号処理回路基板24bに加え、メモリ24cを有する点である。メモリ24cは揮発性あるいは不揮発性のいずれでもよいが、データ消失を確実に防ぐためにはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとする。
FIG. 12 shows the configuration of the power supply circuit in this case. The difference from FIG. 5 is that the
信号処理回路基板24bは、図5の場合と同様に検出信号SIのレベルにより動作か停止かを判定する。そして、停止中であると判定した場合には、センサで検出されたデータを無線回路基板24aには供給せず、メモリ24cに順次格納する。この場合のデータ検出周期は、通常モードと同一の周期でもよいが、通常モードよりも長い周期とするのが好適である。そして、検出信号SIのレベルにより停止状態から動作状態に移行したと判定した場合、信号処理回路基板24b内のプロセッサは、メモリ24cに記憶されているデータ群を読み出して無線回路基板24aに供給して無線送信する。以後は、通常モードで動作し、所定の周期でデータを検出し送信する。
The signal
図13には、この場合の全体処理フローチャートが示されている。まず、信号処理回路基板24b内のプロセッサは、動作中(発電中)か否かを判定する(S401)。停止中である場合には(S401でNO)、通常モードの周期Tよりも長い周期でデータを検出する(S402)。そして、検出データをメモリ24cに格納する(S403)。停止期間中はS402及びS403の処理が繰り返し実行され、複数のデータがメモリ24cに記憶されていく。
FIG. 13 shows an overall processing flowchart in this case. First, the processor in the signal
次に、停止状態から動作状態に移行すると(S401でYES)、プロセッサは次にメモリ24cに未送信のデータが存在するか否かを判定する(S404)。未送信のデータ、すなわちS403でメモリ24cに格納されたデータが存在する場合、プロセッサはメモリ24cからのこれらのデータ群を読み出して無線回路基板24aに供給し無線送信する(S405)。全てのデータをメモリ24cから読み出した後、通常モードでデータ検出及び送信を行う(S406)。
Next, when shifting from the stopped state to the operating state (YES in S401), the processor next determines whether or not untransmitted data exists in the
このように、停止状態(非発電中)はデータ検出の周期を長くするとともにデータ送信を停止し、動作状態(発電中)において停止期間中に検出したデータをまとめて送信することで、消費電力をより低減できる。 Thus, in the stop state (during non-power generation), the data detection cycle is lengthened and the data transmission is stopped, and the data detected during the stop period in the operation state (during power generation) is collectively transmitted, thereby reducing the power consumption. Can be further reduced.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible.
例えば、上記の例では運動エネルギを電気エネルギに変換する手段としてコイル及び永久磁石を用いているが、バイモルフ等の圧電素子を用いてもよい。 For example, in the above example, a coil and a permanent magnet are used as means for converting kinetic energy into electrical energy, but a piezoelectric element such as a bimorph may be used.
また、電力を蓄積する手段としてキャパシタを用いているが、2次電池を用いてもよい。 Further, although a capacitor is used as means for storing electric power, a secondary battery may be used.
さらに、上記の例ではテレメータについて説明しているが、本発明はテレメータに限らず、運動する部材に設けられ、データを固定側の受信部に無線あるいは有線送信する任意の装置あるいはシステムに適用することが可能である。 Furthermore, although the telemeter has been described in the above example, the present invention is not limited to the telemeter, and is applied to any device or system that is provided on a moving member and transmits data to a fixed-side receiving unit wirelessly or by wire. It is possible.
例えば、いわゆる回転寿司においては、移動するベルトコンベヤ上に寿司皿が載置され、ベルトコンベヤに沿って着座した客は自己の前に到達した所望の寿司皿を取り上げることができる。このような回転寿司では、客が取り上げた寿司皿の分だけ空きができ、短時間にこの空きを他の寿司皿で補充することが必要になる。 For example, in so-called rotating sushi, a sushi plate is placed on a moving belt conveyor, and a customer seated along the belt conveyor can pick up a desired sushi plate that has arrived before him. In this type of sushi, there is room for the sushi plate taken up by the customer, and it is necessary to replenish this space with another sushi plate in a short time.
そこで、寿司皿の所定位置にRFIDタグを設け、ベルトコンベヤの近傍に配置された固定受信部でRFIDタグからの無線データを受信するシステムとする。寿司皿がベルトコンベヤに載置されている状態では、寿司皿はベルトコンベヤにより搬送されるため、寿司皿と受信部との相対的位置は変化する。一方、寿司皿が客により取り上げられると、客のテーブル上に固定的に置かれることにあるから、寿司皿と受信部との相対位置は固定となる。そこで、寿司皿がベルトコンベヤ上に載置され移動中である場合には、RFIDタグからのデータ送信の周期を短くして受信部との通信を確実に確保しつつ寿司ネタや経過時間等のデータを送信し、一方、寿司皿がベルトコンベヤから取り上げられ固定された場合には、RFIDタグからのデータ送信の周期を長くしてデータを送信し電力消費を低減する。受信側では、RFIDタグからのデータを受信することで、経過時間の長い寿司皿や、客に取り上げられた寿司皿を検出して店員に寿司皿を追加すべき旨を報知等することができる。 Therefore, an RFID tag is provided at a predetermined position of the sushi plate, and a system is provided in which wireless data from the RFID tag is received by a fixed receiving unit disposed in the vicinity of the belt conveyor. In a state where the sushi plate is placed on the belt conveyor, the sushi plate is conveyed by the belt conveyor, so the relative position between the sushi plate and the receiving unit changes. On the other hand, when the sushi plate is picked up by the customer, the sushi plate and the receiving unit are fixed relative to each other because the sushi plate is fixedly placed on the customer's table. Therefore, when the sushi plate is placed on the belt conveyor and moving, the data transmission period from the RFID tag is shortened to ensure communication with the receiving unit and the sushi material, elapsed time, etc. On the other hand, when the sushi plate is picked up from the belt conveyor and fixed, the data transmission period from the RFID tag is lengthened to transmit the data to reduce power consumption. On the receiving side, by receiving data from the RFID tag, it is possible to detect a sushi plate having a long elapsed time or a sushi plate picked up by a customer and notify the store clerk that a sushi plate should be added. .
上記した実施形態では、停止状態においてデータの送信周期を増大させることで電力消費を抑制しているが、送信周期はそのままで、送信すべきデータ量自体を削減することで電力消費を抑制してもよい。例えば、動作状態において検出データ量を8ビットデータとして送信する場合に、停止状態においては4ビットデータとして送信する、あるいは8ビットデータの上位3ビットだけ送信する、等である。送信すべきデータ量を削減することで、データの精度自体は低下するものの、停止状態における異常の有無を検出できる程度の精度であれば問題はない。停止状態において削減すべきデータ量は、データ送信装置が組み込まれる対象に応じて設定され得る。もちろん、停止状態においてデータ送信周期を増大させるとともに送信データ量を削減してもよく、これにより一層の電力消費抑制効果が得られる。 In the above-described embodiment, power consumption is suppressed by increasing the data transmission cycle in the stopped state, but the power consumption is suppressed by reducing the data amount itself to be transmitted without changing the transmission cycle. Also good. For example, when the detected data amount is transmitted as 8-bit data in the operating state, it is transmitted as 4-bit data in the stopped state, or only the upper 3 bits of the 8-bit data are transmitted. Although the accuracy of data itself is reduced by reducing the amount of data to be transmitted, there is no problem as long as the accuracy is such that the presence or absence of an abnormality in the stopped state can be detected. The amount of data to be reduced in the stop state can be set according to the target in which the data transmission device is incorporated. Of course, the data transmission cycle may be increased and the amount of transmission data may be reduced in the stopped state, and thereby a further effect of suppressing power consumption can be obtained.
10 ピストン、14 コネクティングロッド、18 大端部、20 クランクピン、22 センサ、24 送信機、26 コイル、27 検出コイル、30 永久磁石、32 電源回路、43 クランクシャフト、50 車輪、52 ホイール、58 コイル、59 検出コイル、60 永久磁石。 10 piston, 14 connecting rod, 18 large end, 20 crankpin, 22 sensor, 24 transmitter, 26 coil, 27 detection coil, 30 permanent magnet, 32 power supply circuit, 43 crankshaft, 50 wheels, 52 wheels, 58 coils 59, detection coil, 60 permanent magnet.
Claims (9)
前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、
前記2つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、
前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作して所定周期でデータを送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記所定周期よりも長い周期でデータを送信する送信手段と、
を有することを特徴とするデータ送信装置。 Conversion means for converting relative displacement between the two members into electrical energy;
Storage means for storing the electrical energy;
Detecting means for detecting an operating state and a stopped state of the two members;
When the detecting means detects an operating state, it operates with electric energy from the converting means to transmit data in a predetermined cycle, and when the detecting means detects a stop state, the electric energy accumulated in the accumulating means Transmitting means for operating and transmitting data at a cycle longer than the predetermined cycle;
A data transmission device comprising:
前記データを記憶する記憶手段と、
を有し、前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に前記データを送信せずに前記記憶手段に順次記憶し、前記停止状態から動作状態に移行した場合に前記記憶手段に記憶されたデータを読み出して送信する
ことを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 1, further comprising:
Storage means for storing the data;
The transmission means sequentially stores the data in the storage means without transmitting the data when the stop state is detected, and is stored in the storage means when the operation state is shifted from the stop state. A data transmitting apparatus characterized by reading and transmitting data.
前記データを取得する手段と、
を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期及び送信周期を前記所定周期よりも長くすることを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 1.
Means for obtaining the data;
And a data transmission device characterized in that when the stop state is detected, the data acquisition cycle and transmission cycle are made longer than the predetermined cycle.
前記データを取得する手段と、
を有し、前記停止状態を検出した場合に前記データの取得周期を前記所定周期よりも長くすることを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 2.
Means for obtaining the data;
And a data transmission device characterized in that when the stop state is detected, the data acquisition cycle is made longer than the predetermined cycle.
前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギの残存量が少なくなるほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 1.
The data transmission apparatus according to claim 1, wherein when the stop state is detected, the transmission means transmits data in a longer cycle as the remaining amount of electric energy stored in the storage means decreases.
前記蓄積手段はキャパシタであり、
前記送信手段は、前記キャパシタの端子電圧が小さくなるほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 5.
The storage means is a capacitor;
The data transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission means transmits data at a longer cycle as the terminal voltage of the capacitor decreases.
前記停止状態の出現パターンを記憶する手段と、
を有し、
前記送信手段は、前記停止状態を検出した場合に、過去の停止状態の出現パターンから今回の停止状態の継続パターンを推定し、該推定結果に応じた周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 1, further comprising:
Means for storing an appearance pattern of the stop state;
Have
When the stop state is detected, the transmission unit estimates a continuation pattern of the current stop state from a past stop state appearance pattern, and transmits data in a cycle according to the estimation result. Data transmission device.
前記停止状態の出現パターンは、停止状態の継続時間であり、
前記送信手段は、過去の停止状態の継続時間から今回の停止状態の継続時間を推定し、推定して得られた継続時間が長いほど長い周期でデータを送信することを特徴とするデータ送信装置。 The apparatus of claim 7.
The appearance pattern of the stop state is a duration of the stop state,
The transmission means estimates the duration of the current stop state from the duration of the past stop state, and transmits data with a longer period as the duration obtained by the estimation is longer .
前記電気エネルギを蓄積する蓄積手段と、
前記2つの部材の動作状態と停止状態とを検出する検出手段と、
前記検出手段で動作状態を検出した場合に前記変換手段からの電気エネルギにより動作してデータを送信し、前記検出手段で停止状態を検出した場合に前記蓄積手段に蓄積された電気エネルギにより動作して前記動作状態における送信データ量よりも少ないデータ量でデータを送信する送信手段と、
を有することを特徴とするデータ送信装置。
Conversion means for converting relative displacement between the two members into electrical energy;
Storage means for storing the electrical energy;
Detecting means for detecting an operating state and a stopped state of the two members;
When the detecting means detects an operating state, it operates with electric energy from the converting means to transmit data, and when the detecting means detects a stop state, it operates with the electric energy stored in the accumulating means. Transmitting means for transmitting data with a data amount smaller than the transmission data amount in the operating state;
A data transmission device comprising:
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