JP2006337199A - Signal recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号記録装置に係り、特に、所定の軌跡上を高速で運動するサイクルを繰り返す運動体に取り付けられた状態で該運動体に関する信号を記録する信号記録装置に関する。 The present invention relates to a signal recording apparatus, and more particularly to a signal recording apparatus that records a signal related to a moving body in a state of being attached to the moving body that repeats a cycle that moves at high speed on a predetermined locus.
外部からの電力供給を受けることなくアナログ量を測定・収集し、コンピュータを使用した多様なデータ解析を行なうための小型データ収集装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 There has been disclosed a small data collection device for measuring and collecting an analog amount without receiving external power supply and performing various data analysis using a computer (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された小型データ収集装置は、アナログ/デジタル変換機能、データ記録部へデータを記録する機能、及びデータ記録部に記録されたデータを外部のパーソナルコンピュータに出力する機能を有するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータ及びデータ記録部に電力を供給する電池とを含んで構成されたデータ収集装置本体を備えており、データ収集装置本体には複数のアナログセンサが接続されている。
A small-sized data collection device described in
このような構成の小型データ収集装置は、他からの電源供給を必要とせず、限られた狭い空間に設置できるように小型に成形されている。そして、複数の異なるアナログ量を測定・収集し、かつ汎用のパーソナルコンピュータを用いて複数の異なるアナログ量を多様に解析することができる。 The small-sized data collection device having such a configuration is formed in a small size so that it can be installed in a limited narrow space without requiring power supply from others. A plurality of different analog quantities can be measured and collected, and a plurality of different analog quantities can be analyzed in various ways using a general-purpose personal computer.
また、測定データを無線で送信する装置として、テレメータシステム、無線データ送信機、無線LANなどが、従来から用いられている。
特許文献1に記載されたような、リアルタイム送信機能を持たないデータ収集装置は、測定対象に独立して装着されるため、測定対象物の運動中では、測定データを外部に伝えることができない。このため、測定対象物の状況、測定が正しく実行されているか否かが分からないという問題がある。
Since a data collection device that does not have a real-time transmission function as described in
また、測定データを無線で送信するアナログ型テレメータは、電波状態によってノイズが発生して、良好な状態で測定することが困難である。 In addition, an analog telemeter that transmits measurement data wirelessly generates noise depending on the radio wave condition and is difficult to measure in a good condition.
また、ディジタル型のデータ送信装置は、上述のようなノイズの問題だけでなく、小型化を図ろうとすると、データ転送速度が遅くなってしまう。このため、高速サンプリングを必要とする高周波の測定信号には対応できない問題があった。また、データ転送速度を上げようとすると、複雑な回路が必要になってデータ送信装置が大型になってしまい、高速運動の測定対象物に装着できない問題がある。 In addition, the digital data transmission apparatus not only has the above-described noise problem, but also reduces the data transfer rate when it is attempted to reduce the size. For this reason, there has been a problem that it cannot cope with high-frequency measurement signals that require high-speed sampling. Further, when trying to increase the data transfer speed, there is a problem that a complicated circuit is required and the data transmission apparatus becomes large and cannot be attached to a high-speed motion measuring object.
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、高速運動する運動体を確実に測定しつつリアルタイムで測定状況を確認することができる信号記録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a signal recording apparatus capable of confirming a measurement state in real time while reliably measuring a moving body that moves at high speed. To do.
本発明に係る信号記録装置は、所定の軌跡上を運動するサイクルを繰り返す運動体に取り付けられ、前記運動体と一体に運動しつつ該運動体の状態に応じた信号を記録する信号記録装置であって、前記運動体の状態に応じた信号を入力する信号入力手段と、前記信号入力手段に入力された信号を記憶する記憶手段と、前記信号入力手段に入力された信号を無線又は赤外線で通信する通信手段と、を備えている。 A signal recording apparatus according to the present invention is a signal recording apparatus that is attached to a moving body that repeats a cycle that moves on a predetermined trajectory, and that records a signal according to the state of the moving body while moving integrally with the moving body. A signal input means for inputting a signal corresponding to the state of the moving body; a storage means for storing the signal input to the signal input means; and a signal input to the signal input means by radio or infrared. Communication means for communicating.
したがって、信号記録装置は、運動体と一体になって運動すると共に、運動体の状態に応じた信号を記憶手段に記憶し、その信号を通信することにより、運動体の状態に応じた信号を確実に記録することができると共に、通信先においてその信号をリアルタイムでモニタすることができる。 Therefore, the signal recording device moves integrally with the moving body, stores a signal corresponding to the state of the moving body in the storage means, and communicates the signal to thereby generate a signal corresponding to the state of the moving body. In addition to being able to record reliably, the signal can be monitored in real time at the communication destination.
上記発明において、通信手段は、前記信号入力手段に入力された信号のすべてを通信し、又は入力された信号から間引かれた信号を通信するものであってもよい。 In the above invention, the communication means may communicate all the signals input to the signal input means, or may communicate a signal thinned out from the input signals.
更に、通信手段は、転送レートが前記信号入力手段に入力される信号のサンプリングレートを超えているときに前記信号入力手段に入力された信号のすべてを通信し、前記転送レートが前記サンプリングレート以下のときに前記入力された信号から間引かれた信号を通信してもよい。これにより、入力された信号のサンプリングレートがどのような値であっても、少なくとも入力された信号の状況をモニタすることができる。 Further, the communication means communicates all the signals input to the signal input means when the transfer rate exceeds the sampling rate of the signal input to the signal input means, and the transfer rate is equal to or lower than the sampling rate. At this time, a signal thinned out from the input signal may be communicated. This makes it possible to monitor at least the status of the input signal regardless of the sampling rate of the input signal.
また、上記信号記録装置は、前記通信手段の通信先に設けられた第1の電磁結合手段と対になる第2の電磁結合手段と、前記第2の電磁結合手段により得られた電力を電源として蓄積する蓄積手段と、を更に備えてもよい。これにより、信号記録装置は、外部から供給される電源を用いて回路を動作させることができる。 The signal recording apparatus is configured to supply power obtained by the second electromagnetic coupling unit paired with the first electromagnetic coupling unit provided at a communication destination of the communication unit, and the power obtained by the second electromagnetic coupling unit. And an accumulating means for accumulating as the above. Thereby, the signal recording apparatus can operate the circuit using the power supplied from the outside.
本発明に係る信号記録装置は、運動体の状態に応じた信号を記憶手段に記憶し、その信号を無線又は赤外線で通信することにより、運動体の状態に応じた信号を確実に記録することができると共に、通信先においてその信号をリアルタイムでモニタすることができる。 The signal recording apparatus according to the present invention stores a signal according to the state of the moving body in the storage means, and reliably records the signal according to the state of the moving body by communicating the signal wirelessly or by infrared. In addition, the signal can be monitored in real time at the communication destination.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る運動体測定システムの構成図である。運動体測定システムは、所定の軌跡上を高速で運動するサイクルを繰り返す運動体5を測定するものである。運動体測定システムは、運動体5に取り付けられたデータ収録装置10と、データ収録装置10との間で無線通信を行う通信端末装置30と、通信端末装置30からのデータを受信するホストコンピュータ40と、を備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram of a moving body measurement system according to the first embodiment of the present invention. The moving body measurement system measures the moving
なお、図1において、運動体5は2つのプーリー間で一定の張力で掛けられたベルト部材であるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、運動体5は、所定の軌跡上を運動するサイクルを繰り返すものであればよい。
In FIG. 1, the moving
図2は、データ収録装置10の詳細な構成を示すブロック図である。データ収録装置10は、運動体と一体になって運動して、運動体の状態に応じた測定信号を記録する。運動体の状態に応じた測定信号とは、例えば、運動体の温度、運動体の速度などを表す信号である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the
データ収録装置10は、アナログ信号である運動体の測定信号をディジタル信号の測定データに変換するA/Dコンバータ11と、測定データの書き込みや読み出しを制御するCPLD(Complex Programmable Logic Device)12と、測定データを記憶するメモリ13と、全体的な制御を行うCPU(Central Processing Unit)14と、ブルートゥース無線通信を行うブルートゥース無線通信モジュール15と、無線アンテナ16と、を備えている。
The
データ収録装置10は、更に、電磁結合コイル21と、電磁誘導を行う電磁誘導回路22と、電磁誘導回路22により得られた電力を電源として後述の充電式電池24に充電する電源・充電回路23と、各回路に供給すべき電源を蓄積する充電式電池24と、を備えている。
The
通信端末装置30は、データ収録装置10に対して給電すると共に、データ収録装置10からのデータを受信する。通信端末装置30は、データ収録装置10からの電波を受信するための無線アンテナ31と、電磁結合コイル21との間で電磁結合を行うための電磁結合コイル32と、を備えている。電磁結合コイル32には通信端末装置30から電流が供給され、電磁結合コイル32から磁界が発生している。また、通信端末装置30は、USBケーブルを介してホストコンピュータ40に接続されている。
The
運動体5の測定時では、データ収録装置10は、運動体5と共に回転して、同じ軌跡をたどるように移動する。そして、データ収録装置10が通信端末装置30の近傍を通過する毎に、電磁結合コイル21と電磁結合コイル32が電磁結合を行う。電磁誘導回路22は、電磁結合により電力を発生し、その電力を、電源・充電回路23を介して充電式電池24に蓄積する。電源・充電回路23は、充電式電池24に蓄積された電力を電源電圧としてCPU14やその他の回路に供給する。
At the time of measurement of the moving
一方、CPLD12は、A/Dコンバータ11を介して供給された運動体5の測定データを、メモリ13に書き込むと共にCPU14に供給する。CPU14は、測定データをブルートゥース無線通信モジュール15に供給すると共に、ブルートゥース無線通信モジュール15に測定データの無線通信を指示する。ブルートゥース無線通信モジュール15は、無線アンテナ16を介して、通信端末装置30に対して測定データを無線通信する。
On the other hand, the
以上のように構成されたデータ収録装置10は、測定対象物である運動体5の状態に応じて以下の2つのモードのいずれかで動作する。
The
図3は、データ収録装置10の動作モードと転送レートとの関係を示す図である。ブルートゥースのデータ転送レートを100kbs(消費電力が少ない低速転送モード)とした場合、1データを64ビット(2バイト4チャンネル)とすると、送信可能データは約1500データ/secとなる。この転送レートを境にして、モードが分かれている。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the operation mode of the
(第1モード:ディジタルテレモード)
第1モードは、温度測定のように、比較的低速な現象を測定するときに最適なモードである。サンプリングレートが転送レート1500データ/sec以下の場合、データ収録装置10のCPU14は、A/Dコンバータ11、CPLD12を介して入力された測定データをすべてブルートゥース無線通信モジュール15に供給する。ブルートゥース無線通信モジュール15は、すべての測定データをリアルタイムで通信端末装置30に送信する。これにより、ホストコンピュータ40は、通信端末装置30を介して、運動体5の測定データをリアルタイムで受信することができる。なお、ホストコンピュータ40がすべての測定データを受信すると、測定が終了する。
(First mode: Digital tele mode)
The first mode is an optimal mode when measuring a relatively slow phenomenon such as temperature measurement. When the sampling rate is equal to or less than the transfer rate 1500 data / sec, the
(第2モード:リアルタイムモニタモード)
第2モードは、高速に変化する現象を測定するに当たり、1500データ/secを超えるサンプリングレートが必要なときに最適なモードである。
(Second mode: Real-time monitor mode)
The second mode is an optimal mode when a sampling rate exceeding 1500 data / sec is required to measure a phenomenon that changes at high speed.
サンプリングレートが1500データ/secを超えると、ブルートゥース無線通信モジュール15はすべての測定データをリアルタイムで送信することができない。そこで、CPU14は、A/Dコンバータ11、CPLD12を介して入力された測定データを間引きして、このデータ(間欠データ)をブルートゥース無線通信モジュール15に供給する。このとき、CPU14は、サンプリングレートとブルートゥース無線通信モジュール15の転送レートとに基づいて、間欠データの時間間隔が等しくなるように演算するとよい。ブルートゥース無線通信モジュール15は、間欠データを、通信端末装置30を介してホストコンピュータ40に送信する。なお、CPU14は測定データのすべてをブルートゥース無線通信モジュール15に供給し、ブルートゥース無線通信モジュール15が測定データを間引いて無線通信してもよい。
When the sampling rate exceeds 1500 data / sec, the Bluetooth
測定データが無線で通信端末装置30に送信される一方で、CPLD12は、A/Dコンバータ11から入力されるすべての測定データをメモリ13に書き込む。
While the measurement data is wirelessly transmitted to the
これにより、ホストコンピュータ40は測定データの状態をリアルタイムでモニタすることができ、必要なデータはすべてデータ収録装置10のメモリ13に記憶される。そして、すべての測定データがメモリ13に記憶され、測定が終了すると、メモリ13に記憶された測定データは、CPLD12、CPU14、無線アンテナ16を介して、通信端末装置30に送信される。よって、ホストコンピュータ40は、測定終了後に、運動体5の測定データをすべて取得することができる。
Thereby, the
以上のように、データ収録装置10は、一定の軌跡を移動する運動体5の測定データを記憶するメモリ13と、その測定データを無線通信によって通信端末装置30及びホストコンピュータ40に送信するするブルートゥース無線通信モジュール15を備えている。これにより、ホストコンピュータ40がリアルタイムで運動体5の現象を確認することができると共に、小型化・軽量化されたデータ収録装置10が運動体5の測定データのすべてを取得することができる。
As described above, the
特に、第1モードでは、ホストコンピュータ40は運動体5の測定データをすべてリアルタイムで取得することができる。第2モードでは、ホストコンピュータ40は運動体5の間欠的な現象をリアルタイムで確認すると共に、データ収録装置10が運動体5のすべての測定データを取得することができる。また、第1及び第2モードでは、測定中であってもデータ収録装置10とホストコンピュータ40との通信が確立されているので、測定中にデータ収録装置10の設定を変更することも可能である。
In particular, in the first mode, the
[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係る運動体測定システムは、運動体5の近くに通信端末装置30を設置することができない場合にデータ収録装置10単独で動作させるものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The moving body measurement system according to the second embodiment operates the
データ収録装置10は、図2に示した回路から、電磁結合コイル21、電磁誘導回路22、電源・充電回路23、充電式電池24を除いた構成となっている。これにより、データ収録装置10は、第1の実施形態に比べて、小型化・軽量化を実現することができる。
The
本実施形態では、データ収録装置10は、測定時においては、通信端末装置30との間で無線通信を行うことができず、更に通信端末装置30から給電されない。そこで、データ収録装置10のCPU14は、ブルートゥース無線通信モジュール15を停止させて、消費電力を抑制している。
In the present embodiment, the
運動体5の測定時では、測定データはすべてメモリ13に記憶される。測定終了後、ユーザは運動体5からデータ収録装置10を取り外して、データ収録装置10を通信端末装置30に近づければよい。このときデータ収録装置10のメモリ13に記憶された測定データは、CPLD12、CPU14、無線アンテナ16を介して、通信端末装置30に送信される。よって、ホストコンピュータ40は、測定終了後に、運動体5の測定データをすべて取得することができる。
During measurement of the moving
以上のように、第2の実施形態に係るデータ収録装置10は、運動体5の運動に与える影響を最小限にするように、小型化・軽量化されている。このため、様々な運動体5にデータ収録装置10を装着することができる。
As described above, the
[第3の実施形態]
図4は、第3の実施形態に係るデータ収録装置10の詳細な構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the
データ収録装置10は、図2に示したCPLD12、CPU14、ブルートゥース無線通信モジュール15の代わりに、これらを一体化したブルートゥース内蔵CPU17を備えている。ブルートゥース内蔵CPU17は、無線アンテナ16を介して、無線通信するためのブルートゥース通信回路17aを備えている。上記データ収録装置10は、1個のICチップ(ブルートゥース内蔵CPU17)で主な機能を実行することができるので、第1の実施形態のデータ収録装置10に比べて、より小型化・軽量化されている。
The
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。例えば、第1乃至第3の実施形態では、測定データの入力チャンネルが1つの場合を例に挙げたが、入力チャンネルは2つ以上であってもよい。また、第1の実施形態において、運動体5が往復運動をする場合、通信端末装置30の設置場所を次のようにするとよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims. For example, in the first to third embodiments, the case where there is one input channel for measurement data has been described as an example, but there may be two or more input channels. In the first embodiment, when the moving
図5は、運動体5が往復運動をする場合の通信端末装置30の設置場所を示す図である。同図に示すように、データ収録装置10が運動体5と共に往復運動の端点に達したときに、データ収録装置10の電磁結合コイル21と通信端末装置30の電磁結合コイル32が近接するように、通信端末装置30が配置されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an installation location of the
これにより、データ収録装置10が運動体5と共に往復運動の端点に達したときに、データ収録装置10の電磁結合コイル21と通信端末装置30の電磁結合コイル32が近接する時間が長くなり、通信端末装置30からデータ収録装置10への電力供給量を増加させることができる。
Thereby, when the
また、第1乃至第3の実施形態において、データ収録装置は、ブルートゥース無線通信モジュール15の代わりに、通信端末装置30との間で赤外線通信を行うための赤外線通信モジュールを設けてもよい。
In the first to third embodiments, the data recording device may be provided with an infrared communication module for performing infrared communication with the
10 データ収録装置
11 A/Dコンバータ
12 CPLD
13 メモリ
14 CPU
15 ブルートゥース無線通信モジュール
16 無線アンテナ
21 電磁結合コイル
22 電磁誘導回路
23 電源・充電回路
24 充電式電池
30 通信端末装置
40 ホストコンピュータ
10 Data Recording Device 11 A /
13
15 Bluetooth
Claims (4)
前記運動体の状態に応じた信号を入力する信号入力手段と、
前記信号入力手段に入力された信号を記憶する記憶手段と、
前記信号入力手段に入力された信号を無線又は赤外線で通信する通信手段と、
を備えた信号記録装置。 A signal recording device that is attached to a moving body that repeats a cycle that moves on a predetermined locus, and that records a signal according to the state of the moving body while moving integrally with the moving body,
Signal input means for inputting a signal according to the state of the moving body;
Storage means for storing a signal input to the signal input means;
A communication means for communicating a signal input to the signal input means by radio or infrared;
A signal recording apparatus comprising:
請求項1に記載の信号記録装置。 The signal recording apparatus according to claim 1, wherein the communication unit communicates all the signals input to the signal input unit, or communicates a signal thinned out from the input signal.
請求項2に記載の信号記録装置。 The communication means communicates all of the signals input to the signal input means when the transfer rate exceeds the sampling rate of the signal input to the signal input means, and the transfer rate is equal to or lower than the sampling rate. The signal recording apparatus according to claim 2, wherein a signal thinned out from the input signal is sometimes communicated.
前記第2の電磁結合手段により得られた電力を電源として蓄積する蓄積手段と、
を更に備えた請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の信号記録装置。 Second electromagnetic coupling means paired with first electromagnetic coupling means provided at a communication destination of the communication means;
Storage means for storing the power obtained by the second electromagnetic coupling means as a power source;
The signal recording apparatus according to claim 1, further comprising:
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