JP2006085225A - Non-contact data carrier with sensor - Google Patents

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Noboru Araki
荒木  登
Reio Toyoshi
令欧 豊吉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-transmission type non-contact data carrier with a sensor for preventing the plane dimension of an antenna for transmission from restricting the plane dimension of a circuit board without increasing any manufacturing process. <P>SOLUTION: Antenna wiring for transmission is formed with predetermined wiring length so as to be shaped like a stereoscopic coil alternately transmitted through the upper surface and lower surface of the circuit board, and extended horizontally to the surface of the circuit board by using a through-hole electrically connecting wiring on the upper surface and wiring on the lower surface of the circuit board. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、非接触データキャリアに関し、詳しくは外部環境を検出し、検出した情報を電磁波で送信するセンサ付非接触データキャリアに関するものである。   The present invention relates to a non-contact data carrier, and more particularly to a non-contact data carrier with a sensor that detects an external environment and transmits detected information by electromagnetic waves.

近年、物品の輸送環境、保管環境のトレーサビリティやモニタリングが消費者に対しての安心と信頼を提供するため、外部環境を定常的に検出して管理する検出システムが様々な分野で利用されている。例えば、物品の保管倉庫ではその物品に適合した厳格で十分な環境の維持管理を行なうシステムがある。このようなシステムでは、出来るだけ物品に近い場所で環境を検出しなければならないため、環境を検出するセンサと検出値に基づく測定結果の情報を電磁波で送信する送信回路とを一体化した非接触データキャリアを、環境の管理すべき箇所それぞれに設置し、それぞれのデータキャリアから断続的に送信される測定結果の情報を一箇所または複数箇所に設置した受信機で受信し、保管場所の環境の維持管理が行なわれている。複数の非接触データキャリアを出来るだけ物品に近い任意の場所に設置するためには、非接触データキャリアの外形を可能なかぎり小さくすることが望ましい。   In recent years, detection systems that regularly detect and manage the external environment have been used in various fields in order for traceability and monitoring of goods transportation and storage environments to provide consumers with peace of mind and trust. . For example, there is a system for maintaining and managing a strict and sufficient environment suitable for an article in an article storage warehouse. In such a system, the environment must be detected as close to the product as possible, so the sensor that detects the environment and the transmission circuit that transmits information on the measurement results based on the detection values using electromagnetic waves are integrated. A data carrier is installed at each location to be managed in the environment, and information on measurement results transmitted intermittently from each data carrier is received by receivers installed at one location or multiple locations. Maintenance is being carried out. In order to install a plurality of non-contact data carriers at any place as close as possible to the article, it is desirable to make the outer shape of the non-contact data carriers as small as possible.

測定結果の情報を送信する手段として電磁波が使われているが、その電磁波に光を利用する方法も考案されているが、光の場合非接触データキャリアと受信機間の障害物の存在が許されず、設置場所が制限される。このため、一般的には電磁波は、いわゆる電波が使用されている。送信手段として電波を使う場合、非接触データキャリアに送信用アンテナを具備する必要があり、送信用アンテナは使用される電磁波の周波数帯域に応じて送信用アンテナの長さが決定される。この送信用アンテナの長さを確保するために、送信用アンテナを回路基板の表面の外周部分に平面コイル状に形成したり、(例えば、特許文献1参照。)あるいは送信用アンテナを回路基板とは別工程で作製し、回路基板に取り付ける方法が用いられている。
特開2003−322569号公報
Although electromagnetic waves are used as a means of transmitting measurement result information, a method of using light for the electromagnetic waves has been devised, but in the case of light, the presence of an obstacle between the non-contact data carrier and the receiver is allowed. The installation location is limited. For this reason, so-called radio waves are generally used as electromagnetic waves. When radio waves are used as the transmission means, it is necessary to provide a transmission antenna on the non-contact data carrier, and the length of the transmission antenna is determined according to the frequency band of the electromagnetic wave used. In order to ensure the length of the transmitting antenna, the transmitting antenna is formed in a planar coil shape on the outer peripheral portion of the surface of the circuit board (see, for example, Patent Document 1) or the transmitting antenna is connected to the circuit board. Is manufactured in a separate process and attached to a circuit board.
JP 2003-322569 A

輸送や保管で必要な環境条件は、物品によって異なり管理すべき環境も温度、湿度、照度、圧力、衝撃、加速度、位置などさまざまである。例えば、感光材料の場合では、照度と温度と湿度を管理する必要があり、この場合照度センサと温度センサと湿度センサの3種類のセンサを一つの非接触データキャリアに搭載し、照度と温度と湿度を検出し、その検出結果もしくは測定結果を送信回路から電磁波で送信する。このように、物品によって複数種類のセンサを非接触データキャリアに搭載する必要がある。また送信用のアンテナに関しては、回路基板の表面の外周部分に平面コイル状に形成すると送信用アンテナの平面寸法が制約となり回路基板の平面寸法が大きくなってしまう。または、送信用アンテナを回路基板とは別工程で作製し、回路基板に取り付ける方法により回路基板の平面寸法を小さくすることはできるが、非接触データキャリアの回路基板に送信用アンテナ取り付けの工程が発生し、製造工数が増えるという問題がある。さらに非接触データキャリアは、外部からの電源の供給を受けず、長期間自動的に外部環境を検出し、その情報を外部の制御システムなどに送信することが要求される。   The environmental conditions required for transportation and storage vary depending on the goods, and the environment to be managed is various, such as temperature, humidity, illuminance, pressure, impact, acceleration, and position. For example, in the case of a photosensitive material, it is necessary to manage the illuminance, temperature, and humidity. In this case, the illuminance sensor, the temperature sensor, and the humidity sensor are mounted on one non-contact data carrier, and the illuminance, temperature, Humidity is detected, and the detection result or measurement result is transmitted by electromagnetic waves from the transmission circuit. Thus, it is necessary to mount a plurality of types of sensors on the non-contact data carrier depending on the article. Further, regarding the antenna for transmission, if the planar antenna is formed on the outer peripheral portion of the surface of the circuit board, the planar dimension of the transmission antenna is restricted, and the planar dimension of the circuit board becomes large. Alternatively, the transmission antenna can be manufactured in a separate process from the circuit board, and the planar dimensions of the circuit board can be reduced by a method of attaching to the circuit board, but the process of attaching the transmission antenna to the circuit board of the non-contact data carrier There is a problem that the manufacturing man-hour increases. Furthermore, the non-contact data carrier is required to automatically detect the external environment for a long period of time without receiving external power supply and transmit the information to an external control system or the like.

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために、外部環境を検出し、その検出結果の情報を電磁波で送信するセンサ付非接触データキャリアであって、製造工程を増やすことなく送信用アンテナの平面寸法が回路基板の平面寸法の制約にならない、センサ付非接触データキャリアを提供することを第1の目的とする。
また第2の目的として、自己発信が可能なセンサ付非接触データキャリアを提供することにある。
また第3の目的として、1種類または複数種類の外部環境を検出し、それらの検出値に基づく測定結果を送信するセンサ付非接触データキャリアを提供することにある。
Therefore, the present invention is a non-contact data carrier with a sensor that detects an external environment and transmits information of the detection result by electromagnetic waves in order to solve the above-described problems of the prior art, without increasing the number of manufacturing steps. It is a first object of the present invention to provide a non-contact data carrier with a sensor in which the planar dimension of a transmitting antenna does not become a restriction on the planar dimension of a circuit board.
A second object is to provide a non-contact data carrier with a sensor capable of self-transmission.
A third object is to provide a non-contact data carrier with a sensor that detects one or a plurality of types of external environments and transmits measurement results based on the detected values.

本発明の請求項1に係るセンサ付非接触データキャリアは、外部環境を検出し、その検出値を出力するセンサと、前記センサからの検出値を記憶するメモリと、前記検出値に基づく測定結果と固有識別番号を電磁波で送信する送信回路および送信用アンテナと、前記メモリに前記センサの検出値を書き込み、読み出し、前記検出値に基づく測定結果を送信回路に出力する制御回路と、から構成されるセンサ付非接触データキャリアにおいて、前記送信用アンテナは、前記センサ付非接触データキャリアを構成する部品を搭載する回路基板の上面の配線と下面の配線を電気的に接続するスルーホールを用い、前記回路基板の上面と下面を交互に経由して回路基板面に対し水平方向に延伸する立体型コイル形状で所定の配線長に形成されていることを特徴とする。
また本発明の請求項2に係るセンサ付非接触データキャリアは、センサ付非接触データキャリアの各部を駆動するための電力源である電池を着脱可能に具備していることを特徴とする。
また本発明の請求項3に係るセンサ付非接触データキャリアは、温度センサ、湿度センサ、照度(光)センサ、圧力センサ、ガスセンサ、衝撃センサ、加速度センサ、位置センサのうち1つ、または複数種類を選択して構成されていることを特徴とする。
A non-contact data carrier with a sensor according to claim 1 of the present invention is a sensor that detects an external environment and outputs the detected value, a memory that stores a detected value from the sensor, and a measurement result based on the detected value. And a transmission circuit for transmitting the unique identification number by electromagnetic waves and a transmission antenna, and a control circuit for writing the detection value of the sensor to the memory, reading it, and outputting the measurement result based on the detection value to the transmission circuit. In the non-contact data carrier with sensor, the transmitting antenna uses a through hole that electrically connects the wiring on the upper surface and the wiring on the lower surface of the circuit board on which the components constituting the sensor non-contact data carrier are mounted, A three-dimensional coil shape extending in the horizontal direction with respect to the circuit board surface via the upper and lower surfaces of the circuit board alternately, and having a predetermined wiring length. The features.
A non-contact data carrier with a sensor according to claim 2 of the present invention is characterized in that a battery as a power source for driving each part of the non-contact data carrier with a sensor is detachably attached.
The non-contact data carrier with a sensor according to claim 3 of the present invention is one or a plurality of types of temperature sensor, humidity sensor, illuminance (light) sensor, pressure sensor, gas sensor, impact sensor, acceleration sensor, and position sensor. It is characterized by being selected.

本発明の請求項1に係るセンサ付非接触データキャリアによれば、外部環境を検出し、その検出値を出力するセンサと、前記センサからの検出値を記憶するメモリと、前記検出値に基づく測定結果と固有識別番号を電磁波で送信する送信回路および送信用アンテナと、前記メモリに前記センサの検出値を書き込み、読み出し、前記検出値に基づく測定結果を送信回路に出力する制御回路と、から構成されるセンサ付非接触データキャリアにおいて、前記送信用アンテナは、前記センサ付非接触データキャリアを構成する部品を搭載する回路基板の上面の配線と下面の配線を電気的に接続するスルーホールを用い、前記回路基板の上面と下面を交互に経由して回路基板面に対し水平方向に延伸する立体型コイル形状で所定の配線長に形成されている。したがって外部環境を検出し、その検出結果の情報を電磁波で送信するセンサ付非接触データキャリアであって、製造工程を増やすことなく送信用アンテナの平面寸法が回路基板の平面寸法の制約にならない、センサ付非接触データキャリアを提供することができる。
本発明の請求項2に係るセンサ付非接触データキャリアによれば、センサ付非接触データキャリアの各部を駆動するための電力源である電池を着脱可能に具備している。したがって、自己発信が可能なセンサ付非接触データキャリアを提供することができる。
本発明の請求項3に係るセンサ付非接触データキャリアによれば、温度センサ、湿度センサ、照度(光)センサ、圧力センサ、ガスセンサ、衝撃センサ、加速度センサ、位置センサのうち1つ、または複数種類を選択して構成されている。したがって、1種類または複数種類の外部環境を検出し、それらの検出値に基づく測定結果を送信するセンサ付非接触データキャリアを提供することができる。
According to the non-contact data carrier with a sensor according to claim 1 of the present invention, a sensor that detects the external environment and outputs the detected value, a memory that stores the detected value from the sensor, and the detected value are used. A transmission circuit and a transmission antenna that transmit the measurement result and the unique identification number by electromagnetic waves, and a control circuit that writes and reads the detection value of the sensor in the memory, and outputs the measurement result based on the detection value to the transmission circuit. In the configured non-contact data carrier with sensor, the transmitting antenna has a through hole that electrically connects the upper surface wiring and the lower surface wiring of the circuit board on which the components constituting the sensor non-contact data carrier are mounted. Used to form a predetermined wiring length in a three-dimensional coil shape that extends in the horizontal direction with respect to the circuit board surface via the upper and lower surfaces of the circuit board alternately. That. Therefore, it is a non-contact data carrier with a sensor that detects the external environment and transmits information of the detection result by electromagnetic waves, and the planar dimension of the transmitting antenna does not become a restriction on the planar dimension of the circuit board without increasing the manufacturing process. A non-contact data carrier with a sensor can be provided.
According to the non-contact data carrier with a sensor according to claim 2 of the present invention, a battery as a power source for driving each part of the non-contact data carrier with a sensor is detachably provided. Therefore, it is possible to provide a non-contact data carrier with a sensor capable of self-transmission.
According to the non-contact data carrier with a sensor according to claim 3 of the present invention, one or more of a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance (light) sensor, a pressure sensor, a gas sensor, an impact sensor, an acceleration sensor, and a position sensor. It is configured by selecting a type. Therefore, it is possible to provide a non-contact data carrier with a sensor that detects one or more types of external environments and transmits measurement results based on the detected values.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
本発明によるセンサ付非接触データキャリアは、環境を検出したい1箇所以上の場所それぞれに設置され、センサ付非接触データキャリアから電磁波で送信される測定結果の情報は受信装置にて受信され、各外部環境の制御装置に送られ、センサ付非接触データキャリアが設置された環境が所定の状態に維持される。あるいは、前記環境の状態が記録として保管される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
The non-contact data carrier with sensor according to the present invention is installed in each of one or more places where it is desired to detect the environment, and information on the measurement result transmitted from the non-contact data carrier with sensor is received by the receiving device. The environment where the non-contact data carrier with sensor is installed is maintained in a predetermined state. Alternatively, the state of the environment is stored as a record.

本発明のセンサ付非接触データキャリアは、エポキシ樹脂など表面に導電性の配線が形成された回路基板と、この回路基板には複数の種類の外部環境を検出するためのセンサと、前記センサの信号を適宜選択する信号選択回路とA/D変換器(アナログ・デジタル変換器)とメモリと制御回路をもつ演算制御回路としてのマイクロコンピュータを集積した半導体集積回路と、電磁波を送信するための送信用アンテナを含めた送信回路と本装置を駆動するための電力源となる電池が搭載され筐体に組み込まれている。   A non-contact data carrier with a sensor according to the present invention includes a circuit board having conductive wiring formed on its surface such as an epoxy resin, a sensor for detecting a plurality of types of external environments on the circuit board, A semiconductor integrated circuit in which a signal selection circuit for appropriately selecting a signal, an A / D converter (analog / digital converter), a microcomputer as an operation control circuit having a memory and a control circuit are integrated, and a transmission for transmitting electromagnetic waves A transmission circuit including a trusted antenna and a battery serving as a power source for driving the apparatus are mounted and incorporated in a housing.

本発明によるセンサ付非接触データキャリアの一実施例の概略外形図を図1に示す。図1(a)は上面図であり、図1(b)は図1(a)A−Aの断面図である。本例では、回路基板10の上面には、外部環境検出のために温度センサ11と湿度センサ12と照度センサ13が取り付けられている。また、信号選択回路とA/D変換器(アナログ・デジタル変換器)とメモリと制御回路をもつ演算制御回路としてのマイクロコンピュータを集積した半導体集積回路14と、演算制御回路で編集された送信データを高周波に変調して電波として送信する送信回路15と、電磁波で送信するための送信用アンテナ16が取り付けられている。ここで前記送信用アンテナ16の配線はスルーホールを介して回路基板10の下面にも配線されている。回路基板の下面には、電力源となる電池20が電池ホルダー21に着脱可能となるように収納され、取り付けられている。前記回路基板が、図示されない筐体に組み込まれている。図1において、回路基板上の配線は、図示していない。   A schematic external view of one embodiment of a non-contact data carrier with a sensor according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. In this example, a temperature sensor 11, a humidity sensor 12, and an illuminance sensor 13 are attached to the upper surface of the circuit board 10 for detecting the external environment. Further, a semiconductor integrated circuit 14 in which a microcomputer as an arithmetic control circuit having a signal selection circuit, an A / D converter (analog / digital converter), a memory and a control circuit is integrated, and transmission data edited by the arithmetic control circuit. A transmission circuit 15 that modulates the signal to a high frequency and transmits it as a radio wave, and a transmission antenna 16 for transmitting by electromagnetic waves are attached. Here, the wiring of the transmitting antenna 16 is also wired on the lower surface of the circuit board 10 through a through hole. On the lower surface of the circuit board, a battery 20 serving as a power source is housed and attached so as to be detachable from the battery holder 21. The circuit board is incorporated in a housing (not shown). In FIG. 1, the wiring on the circuit board is not shown.

次に送信用アンテナに関してさらに詳しく説明する。図2は図1の送信用アンテナ16の部分拡大図であり図2(a)は上面図であり、(b)は下面図であり、(c)は図2(a)B−Bの断面図である。回路基板に設けられた送信用アンテナの上面の配線16aと下面の配線16bは、スルーホール17により電気的に接続されており、これにより送信用アンテナの配線は回路基板の上面と下面を交互に経由して、図2(a)のXの方向に延伸し、回路基板の厚さを持った立体型のコイル形状で、所定の送信用アンテナの長さを確保している。図2(a)と(b)において、送信用アンテナの配線の回路基板に対して反対の面の配線を破線にて示している。送信用アンテナをこのように回路基板に形成していることにより、回路基板製造工程で送信用アンテナも同時に組み込まれ、製造工程を増やすことなく送信用アンテナの平面寸法が回路基板の平面寸法の制約にならず回路基板の平面寸法を小さくすることができる。   Next, the transmitting antenna will be described in more detail. 2 is a partially enlarged view of the transmitting antenna 16 of FIG. 1, FIG. 2 (a) is a top view, (b) is a bottom view, and (c) is a cross section of FIG. 2 (a) BB. FIG. The wiring 16a on the upper surface of the transmitting antenna and the wiring 16b on the lower surface of the transmitting antenna provided on the circuit board are electrically connected through the through holes 17, whereby the wiring of the transmitting antenna is alternately arranged on the upper and lower surfaces of the circuit board. A predetermined length of the transmitting antenna is secured by a three-dimensional coil shape extending in the direction X in FIG. 2A and having a thickness of the circuit board. In FIGS. 2A and 2B, the wiring on the opposite side to the circuit board of the wiring of the transmitting antenna is indicated by a broken line. By forming the transmitting antenna on the circuit board in this way, the transmitting antenna is also incorporated at the same time in the circuit board manufacturing process, and the plane dimensions of the transmitting antenna are limited to the plane dimensions of the circuit board without increasing the manufacturing process. Therefore, the planar dimension of the circuit board can be reduced.

次にセンサ付非接触データキャリアの回路の動作に関して説明する。図4は、本発明による一実施例のセンサ付データキャリアの信号処理構成図である。センサ付非接触データキャリア全体を制御する制御回路39は、動作を開始すると、最初にメモリ40に格納されている制御用パラメータと固有識別番号とを読み出す。制御用パラメータには、本装置に搭載されているセンサの種類と接続されている回路番号(チャネル番号)とそれぞれのセンサの検出する時間の間隔(サンプリング周期)と外部にデータを送信する時間の間隔(送信周期)の指示が含まれており、制御用パラメータの情報に基づきセンサ付非接触データキャリアの制御が行なわれる。前記メモリ40は、不揮発性メモリで外部から書換え可能となっている。   Next, the operation of the circuit of the non-contact data carrier with sensor will be described. FIG. 4 is a signal processing configuration diagram of a sensor-equipped data carrier according to an embodiment of the present invention. When the control circuit 39 that controls the entire non-contact data carrier with sensor starts its operation, it first reads out the control parameter and the unique identification number stored in the memory 40. The control parameters include the type of sensor installed in the device, the circuit number (channel number) connected to it, the time interval (sampling period) detected by each sensor, and the time for transmitting data to the outside. An instruction for an interval (transmission cycle) is included, and the non-contact data carrier with sensor is controlled based on the information of the control parameter. The memory 40 is a non-volatile memory and can be rewritten from the outside.

制御回路39は、指示された各センサのサンプリング周期の時間になるとセンサの電源を入れ、センサの検出信号を切り替える信号選択回路37により検出するセンサを選択し、制御回路39によりセンサに外部環境の検出を開始させ検出値を受け取る。A/D変換器38はアナログ信号である前記検出値をデジタル信号に変換する。制御回路39は、デジタル信号に変換された前記検出値をチャネル番号とを一対にしてメモリ40に一時保存し、引続き、必要に応じて検出するセンサを切り替えて新たな検出値を得、A/D変換器38によりデジタル信号に変換してメモリ40の対応する新しい領域に一時保存する。制御回路39は所定の種類の前記の検出値が全て一時保存されるとセンサの電源を切る。制御回路39は、指示された送信周期の時間になると、固有識別番号と前記メモリ40に一時保存した検出結果をメモリ40から読み出し、必要に応じ前記検出結果を基に測定結果を算出し(例えば温度と湿度を基に不快指数を算出)、前記固有識別番号、検出結果、測定結果を編集して送信するデータを作成する。次に、送信回路35の電源を入れ、作成した前記する送信データを送信回路35に送り、送信が完了したら送信回路35の電源をきる。このように、回路動作が必要な時のみ、必要な回路部分の電源を入れ、不必要な時は電源を切る。また、送信周期はセンサのサンプリング周期と同じでも良いが、センサのサンプリング周波数の整数倍とすることにより送信回数を減らすことも可能である。このようにしてセンサ付非接触データキャリアの消費電力を削減し、電池の寿命を延ばすことができる。   The control circuit 39 turns on the power of the sensor at the time of the designated sampling period of each sensor, selects the sensor to be detected by the signal selection circuit 37 that switches the detection signal of the sensor, and controls the sensor to the external environment. Detection is started and a detection value is received. The A / D converter 38 converts the detected value, which is an analog signal, into a digital signal. The control circuit 39 temporarily stores the detected value converted into the digital signal in the memory 40 as a pair with the channel number, and subsequently switches the sensor to be detected as necessary to obtain a new detected value. It is converted into a digital signal by the D converter 38 and temporarily stored in a corresponding new area of the memory 40. The control circuit 39 turns off the sensor when all of the predetermined types of detection values are temporarily stored. The control circuit 39 reads the unique identification number and the detection result temporarily stored in the memory 40 from the memory 40 at the time of the instructed transmission cycle, and calculates the measurement result based on the detection result as necessary (for example, The discomfort index is calculated based on temperature and humidity), the unique identification number, the detection result, and the measurement result are edited and transmitted. Next, the transmission circuit 35 is turned on, the created transmission data is sent to the transmission circuit 35, and when the transmission is completed, the transmission circuit 35 is turned off. In this way, the power of the necessary circuit portion is turned on only when circuit operation is necessary, and the power is turned off when unnecessary. The transmission cycle may be the same as the sampling cycle of the sensor, but the number of transmissions can be reduced by setting an integer multiple of the sampling frequency of the sensor. In this way, the power consumption of the sensorless contactless data carrier can be reduced and the battery life can be extended.

さらに本発明によるセンサ付非接触データキャリには、電力源となる電池が電池ホルダーに着脱可能となるように収納され、回路基板の下面に取り付けられていることにより、自己発信が可能である。また電池の交換が可能なことにより、センサ付非接触データキャリア本体も再利用可能であり、センサ付非接触データキャリア本体の寿命も延ばすことができる。   Furthermore, in the non-contact data carrier with sensor according to the present invention, a battery as a power source is housed so as to be detachable from the battery holder, and is attached to the lower surface of the circuit board, so that self-transmission is possible. Moreover, since the battery can be replaced, the non-contact data carrier body with sensor can be reused, and the life of the non-contact data carrier body with sensor can be extended.

本実施例では、温度センサと湿度センサと照度センサとが取り付けられている例を示したが、本実施例のセンサ付非接触データキャリアが部屋の環境管理に使用される場合、部屋の温度と湿度の変動は照度の変動と比較して小さい。部屋の温度と湿度の急激に変化する可能性は低いが、照度は照明器具のON/OFFあるいは障害物により急激に変化する可能性が高い。このため温度センサと湿度センサのサンプリング周期は照度センサのサンプリング周期に比べ長く設定することが考えられる。この場合、制御用パラメータの設定においてそれぞれのセンサに対するサンプリング周期の設定を適切な値に指示するのみで容易に対応できる。   In the present embodiment, an example in which a temperature sensor, a humidity sensor, and an illuminance sensor are attached is shown, but when the non-contact data carrier with a sensor of the present embodiment is used for environmental management of a room, the temperature of the room The variation in humidity is small compared to the variation in illuminance. Although the room temperature and humidity are unlikely to change abruptly, the illuminance is likely to change abruptly due to ON / OFF of lighting fixtures or obstacles. For this reason, it can be considered that the sampling cycle of the temperature sensor and the humidity sensor is set longer than the sampling cycle of the illuminance sensor. In this case, it is possible to easily cope with the setting of the control parameters by simply instructing the setting of the sampling period for each sensor to an appropriate value.

また、照度の環境管理が不要で温度と湿度のみの環境管理の場合は、本実施例の照度センサの取り付け工程を省略し、制御用パラメータの設定において搭載されているセンサの種類を温度センサと湿度センサの記述のみとする。これにより、本実施例の3種類のセンサを搭載した回路基板とマイクロコンピュータのプログラムは、そのまま流用できる。特に回路基板の製造に関しては少量多品種になることを回避できるので、回路基板の製造コストを低減することができる。   In addition, when the environmental management of the illuminance is unnecessary and the environmental management of only the temperature and humidity is omitted, the mounting process of the illuminance sensor of this embodiment is omitted, and the type of sensor mounted in the setting of the control parameter is the temperature sensor. Only the description of the humidity sensor. As a result, the circuit board on which the three types of sensors of this embodiment are mounted and the microcomputer program can be used as they are. In particular, with respect to the manufacture of circuit boards, it is possible to avoid a small amount and a wide variety of products, and thus the manufacturing cost of circuit boards can be reduced.

本実施例では、外部環境を検出するセンサとして、温度センサと湿度センサと照度センサを挙げたが、本発明によるセンサ付非接触データキャリアに搭載するセンサは、外部環境を検出して電気信号として出力できるものであればよい。前記センサ以外に例えば、圧力、ガス、衝撃、加速度、位置センサなどがある。   In the present embodiment, the temperature sensor, the humidity sensor, and the illuminance sensor are cited as sensors for detecting the external environment. However, the sensor mounted on the non-contact data carrier with sensor according to the present invention detects the external environment as an electrical signal. Anything can be output. In addition to the sensors, there are, for example, pressure, gas, impact, acceleration, position sensor, and the like.

次に送信用アンテナに関して本実施例の変形例を説明する。図3は図2の本実施例の変形された送信用アンテナの部分拡大図であり図3(a)は上面図であり、(b)は下面図であり、(c)は図3(a)C−Cの断面図である。回路基板に設けられた送信用アンテナの上面の配線26aと下面の配線26bは、スルーホール27により電気的に接続されており、これにより送信用アンテナの配線は回路基板の上面と下面を交互に経由して、図3(a)のYの方向に延伸し、回路基板の厚さを持った立体型のコイル形状で、所定の送信用アンテナの長さを確保している。図3(a)と(b)において、送信用アンテナの配線の回路基板に対して反対の面の配線を破線にて示している。送信用アンテナをこのように回路基板に形成していることにより、回路基板製造工程で送信用アンテナも同時に組み込まれ、製造工程を増やすことなく送信用アンテナの平面寸法が回路基板の平面寸法の制約にならず回路基板の平面寸法を小さくすることができる。   Next, a modification of the present embodiment with respect to the transmitting antenna will be described. FIG. 3 is a partially enlarged view of the modified transmitting antenna of the present embodiment of FIG. 2, FIG. 3 (a) is a top view, (b) is a bottom view, and (c) is FIG. 3 (a). ) CC sectional view. The wiring 26a on the upper surface of the transmitting antenna provided on the circuit board and the wiring 26b on the lower surface are electrically connected by a through hole 27, whereby the wiring of the transmitting antenna is alternately arranged on the upper and lower surfaces of the circuit board. A predetermined length of the transmitting antenna is ensured by a three-dimensional coil shape extending in the Y direction in FIG. 3A and having the thickness of the circuit board. In FIGS. 3A and 3B, the wiring on the surface opposite to the circuit board of the wiring of the transmitting antenna is indicated by a broken line. By forming the transmitting antenna on the circuit board in this way, the transmitting antenna is also incorporated at the same time in the circuit board manufacturing process, and the plane dimensions of the transmitting antenna are limited to the plane dimensions of the circuit board without increasing the manufacturing process. Therefore, the planar dimension of the circuit board can be reduced.

本実施例では、送信周波数315MHzを使用し、送信用アンテナの長さを電磁波の1/4波長の約240mmに設定したアンテナを含むセンサ付非接触データキャリアの回路基板の平面寸法は20mmX20mmで高さ11mmに収まり、通信距離は10mを達成した。本実施例の回路基板の平面寸法は、電池の平面寸法からの制約によるものであり、送信用アンテナの平面寸法が回路基板の平面寸法の制約にならない、小型で薄型でかつ汎用性のある自己発信型のセンサ付非接触データキャリアが実現できた。   In the present embodiment, the plane size of the circuit board of the non-contact data carrier with sensor including the antenna using the transmission frequency of 315 MHz and the length of the transmitting antenna set to about 240 mm of a quarter wavelength of the electromagnetic wave is 20 mm × 20 mm and high. The communication distance was 10 m. The planar dimensions of the circuit board of this embodiment are due to restrictions from the planar dimensions of the battery, and the planar dimensions of the transmitting antenna are not limited by the planar dimensions of the circuit board, and are small, thin, and versatile. A transmission-type non-contact data carrier with a sensor was realized.

本発明によるセンサ付非接触データキャリアの一実施形態の概略外形図。1 is a schematic outline view of an embodiment of a non-contact data carrier with a sensor according to the present invention. FIG. 本発明による送信用アンテナ配線部の部分拡大図。The elements on larger scale of the antenna wiring part for transmission by this invention. 本発明による送信用アンテナ配線の変形例の部分拡大図。The elements on larger scale of the modification of the antenna wiring for transmission by this invention. 本発明によるセンサ付非接触データキャリアの一実施形態の信号処理構成図。The signal processing block diagram of one Embodiment of the non-contact data carrier with a sensor by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、30 回路基板
11、31 温度センサ
12、32 湿度センサ
13、33 照度センサ
14、34 半導体集積回路
15、35 送信回路
16、36 送信用アンテナ
16a、26a 回路基板上面の送信用アンテナ配線
16b、26b 回路基板下面の送信用アンテナ配線
17、27 スルーホール
20 電池
21 電池ホルダー
37 信号選択回路
38 A/D変換器
39 制御回路
40 メモリ

10, 30 Circuit board 11, 31 Temperature sensor 12, 32 Humidity sensor 13, 33 Illuminance sensor 14, 34 Semiconductor integrated circuit 15, 35 Transmission circuit 16, 36 Transmission antenna 16a, 26a Transmission antenna wiring 16b on the upper surface of the circuit board, 26b Transmitting antenna wiring 17 and 27 on the lower surface of the circuit board Through hole 20 Battery 21 Battery holder 37 Signal selection circuit 38 A / D converter 39 Control circuit 40 Memory

Claims (3)

外部環境を検出し、その検出値を出力するセンサと、
前記センサからの検出値を記憶するメモリと、
前記検出値に基づく測定結果と固有識別番号を電磁波で送信する送信回路および送信用アンテナと、
前記メモリに前記センサの検出値を書き込み、読み出し、前記検出値に基づく測定結果を送信回路に出力する制御回路と、
から構成されるセンサ付非接触データキャリアにおいて、
前記送信用アンテナは、前記センサ付非接触データキャリアを構成する部品を搭載する回路基板の上面の配線と下面の配線を電気的に接続するスルーホールを用い、前記回路基板の上面と下面を交互に経由して回路基板面に対し水平方向に延伸する立体型コイル形状で所定の配線長に形成されていることを特徴とするセンサ付非接触データキャリア。
A sensor that detects the external environment and outputs the detected value;
A memory for storing a detection value from the sensor;
A transmission circuit and a transmission antenna for transmitting the measurement result based on the detection value and the unique identification number by electromagnetic waves;
A control circuit that writes and reads the detection value of the sensor in the memory, and outputs a measurement result based on the detection value to a transmission circuit;
In a non-contact data carrier with a sensor composed of
The transmitting antenna uses through holes that electrically connect the wiring on the upper surface and the lower surface of the circuit board on which the components constituting the non-contact data carrier with sensor are mounted, and the upper and lower surfaces of the circuit board are alternately arranged. A non-contact data carrier with a sensor having a predetermined wiring length in a three-dimensional coil shape extending in a horizontal direction with respect to a circuit board surface.
センサ付非接触データキャリアの各部を駆動するための電力源である電池を着脱可能に具備していることを特徴とする請求項1に記載のセンサ付非接触データキャリア。   The non-contact data carrier with a sensor according to claim 1, further comprising a battery which is a power source for driving each part of the non-contact data carrier with a sensor. センサは、温度センサ、湿度センサ、照度(光)センサ、圧力センサ、ガスセンサ、衝撃センサ、加速度センサ、位置センサのうち1つ、または複数種類を選択して構成されていることを特徴とする請求項1もしくは2に記載のセンサ付非接触データキャリア。

The sensor is configured by selecting one or a plurality of types from among a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance (light) sensor, a pressure sensor, a gas sensor, an impact sensor, an acceleration sensor, and a position sensor. Item 3. A contactless data carrier with a sensor according to item 1 or 2.

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