JP2010187105A - Transceiver for electric field communication - Google Patents
Transceiver for electric field communication Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010187105A JP2010187105A JP2009028705A JP2009028705A JP2010187105A JP 2010187105 A JP2010187105 A JP 2010187105A JP 2009028705 A JP2009028705 A JP 2009028705A JP 2009028705 A JP2009028705 A JP 2009028705A JP 2010187105 A JP2010187105 A JP 2010187105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- signal
- transmission
- transmission output
- communication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 title claims abstract description 182
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 171
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 163
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 27
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 27
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電界通信システムにて使用する電界通信用トランシーバに関し、特に通信環境に応じて受信感度、送信出力を自動調整する電界通信用トランシーバに関する。 The present invention relates to an electric field communication transceiver used in an electric field communication system, and more particularly to an electric field communication transceiver that automatically adjusts reception sensitivity and transmission output according to a communication environment.
従来、例えば、特開2001-352298号公報(特許文献1)に記載されているような電界通信システムでは、電界通信信号を送受信するトランシーバは、受信回路の感度、送信回路の出力は一定値に固定しており、感度や送信出力をノイズ環境に応じて自動的に変更することができなかった。 Conventionally, in an electric field communication system as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-352298 (Patent Document 1), a transceiver that transmits and receives an electric field communication signal has a sensitivity of a receiving circuit and an output of a transmitting circuit at a constant value It was fixed, and the sensitivity and transmission output could not be changed automatically according to the noise environment.
ところが、実際にトランシーバを使用する現場では、環境により受信感度が高すぎると通信信号と共にノイズも受信してしまって通信エラー率が高くなり、電極に誰も触れていないのに動作するといった誤検出が発生する恐れがあった。また送信出力が高すぎると消費電力が増加する問題や、やはり誤検出が発生する問題があった。 However, at the site where the transceiver is actually used, if the reception sensitivity is too high depending on the environment, noise will be received together with the communication signal, the communication error rate will be high, and false detection such that it operates even when no one touches the electrode There was a risk of occurrence. In addition, when the transmission output is too high, there is a problem that power consumption increases and a problem that erroneous detection occurs.
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、使用場所のノイズ環境に応じて受信感度や送信出力を自動調整できる電界通信用トランシーバを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide an electric field communication transceiver capable of automatically adjusting reception sensitivity and transmission output according to a noise environment at a place of use.
請求項1の発明の電界通信用トランシーバは、電界通信用電極に生じる電界変化を検出し、電気信号に変換し増幅する電界検出部と、前記電界検出部の出力する電気信号に対してノイズから通信信号を峻別するための閾値を設定し、前記閾値を超える電気信号を濾波して受信信号として出力する信号処理回路と、送信信号を電界信号に変換して前記電界通信用電極に出力する送信部と、受信信号のノイズレベルを検出し、前記電界検出部の増幅度と前記信号処理回路の閾値をノイズから通信信号を峻別できる範囲で最小レベルの値に可変調整する受信感度調整回路と、前記送信部の送信出力を、前記ノイズレベルに対して電界伝達媒体での減衰量とS/N比を考慮した大きさになるように可変調整する送信出力調整回路とを備えたことを特徴とするものである。 An electric field communication transceiver according to a first aspect of the invention detects an electric field change generated in an electric field communication electrode, converts it into an electric signal, amplifies the electric field detection unit, and generates noise from the electric signal output from the electric field detection unit. A signal processing circuit for setting a threshold for distinguishing communication signals, filtering an electrical signal exceeding the threshold and outputting the signal as a reception signal, and transmission for converting a transmission signal into an electric field signal and outputting it to the electrode for electric field communication And a reception sensitivity adjustment circuit that detects a noise level of the received signal, and variably adjusts the amplification level of the electric field detection unit and the threshold value of the signal processing circuit to a minimum level value within a range in which the communication signal can be distinguished from noise. And a transmission output adjustment circuit that variably adjusts the transmission output of the transmission unit so that the transmission level of the transmission unit takes into consideration the attenuation amount in the electric field transmission medium and the S / N ratio with respect to the noise level. It is intended to.
請求項2の発明は、請求項1の電界通信用トランシーバにおいて、前記送信出力調整回路が決定した送信出力設定値を、送信出力設定要求信号として前記送信部から送信させ、前記信号処理部が出力する送信出力設定要求信号に対して、当該送信出力設定要求信号にて指定される送信出力設定値に前記送信部の送信出力を調整するように前記送信出力調整回路に指示する制御部を備えたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the electric field communication transceiver of the first aspect, the transmission output setting value determined by the transmission output adjustment circuit is transmitted from the transmission unit as a transmission output setting request signal, and the signal processing unit outputs A control unit that instructs the transmission output adjustment circuit to adjust the transmission output of the transmission unit to the transmission output setting value specified by the transmission output setting request signal in response to the transmission output setting request signal It is characterized by this.
請求項3の発明は、請求項1の電界通信用トランシーバにおいて、前記電界検出部の増幅度を1としたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the electric field communication transceiver according to the first aspect, the amplification factor of the electric field detection unit is set to 1.
本発明によれば、使用現場のノイズ環境に応じて、受信感度と送信出力を自動調整することができ、電界通信時に通信エラー率が低く、誤検出も発生しにくい電界通信ができる電界通信用トランシーバを提供することができる。 According to the present invention, the reception sensitivity and the transmission output can be automatically adjusted according to the noise environment at the site of use, and the electric field communication is capable of electric field communication that has a low communication error rate and is less likely to cause erroneous detection during electric field communication. A transceiver can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図1を用いて、電界通信端末A,B間で電界伝達媒体である人体を介して電界通信を行う場合のノイズ環境の影響について説明する。人体と通信端末Aとの間、また人体と通信端末Bとの間には、外部からほぼ等しいノイズレズルVnのノイズが入力される。人体は信号減衰させる。その減衰量αはほぼ一定であるとする。そこで、通信端末A,BそれぞれでノイズレベルVnを検出し、αはあらかじめ一定値に設定しておき、また、S/N比=Xに設定しておく。尚、電界通信の場合、電界伝達媒体が近距離であり共通であるので、ノイズレベルVnは、双方の端末A,Bで同じと見なせる。 First, the influence of a noise environment when electric field communication is performed between electric field communication terminals A and B via a human body that is an electric field transmission medium will be described with reference to FIG. Between the human body and the communication terminal A, and between the human body and the communication terminal B, noise of substantially the same noise resize Vn is input from the outside. The human body attenuates the signal. It is assumed that the attenuation amount α is substantially constant. Therefore, the noise level Vn is detected in each of the communication terminals A and B, α is set to a constant value in advance, and S / N ratio = X. In the case of electric field communication, since the electric field transmission medium is a short distance and is common, the noise level Vn can be regarded as the same for both terminals A and B.
通信端末Aの受信信号は、電界通信信号Vsに対してノイズレベルVnのノイズが重畳された信号となる。そのため、通信端末Aが通信信号Vsを検出するためには、ノイズレベルVnのノイズから通信信号Vsを峻別し、通信信号Vsのみを取り出せるような値に端末A内の電界通信用トランシーバの受信信号の信号処理部の閾値を調整する必要がある。 The received signal of the communication terminal A is a signal in which noise of the noise level Vn is superimposed on the electric field communication signal Vs. Therefore, in order for the communication terminal A to detect the communication signal Vs, the communication signal Vs is distinguished from the noise of the noise level Vn, and the reception signal of the electric field communication transceiver in the terminal A is set to such a value that only the communication signal Vs can be extracted. It is necessary to adjust the threshold value of the signal processing unit.
一方、通信端末Bには、通信端末Aが受信しているノイズレベルVnが分かっているので、通信端末Aの受信感度及び電界伝達媒体での減衰1/αを考慮して、通信信号の強度をα・Vsに決定する。また、通信端末Bは通信端末Aの受信感度をノイズレベルVnよりVs=X・Vnとして求めることができるため、一定のS/N比=Xを確保できる送信出力を通信端末Bの受信感度の調整結果によらずに独立して決定することができる。すなわち、通信端末Bは、必要以上に送信出力を上げることなく、最低限のα・X・Vnの送信出力にて送信することができることになる。
On the other hand, since the communication terminal B knows the noise level Vn received by the communication terminal A, the strength of the communication signal is considered in consideration of the reception sensitivity of the communication terminal A and the
図2は、送信出力のレベルと信号検出の閾値を固定した従来の場合の信号例を示している。図2(a)に示すように、通信端末Bは送信出力を一定にして一定期間のプリアンブル信号とデータ信号Vs1,Vs2を送信している。これに対して、図2(b)に示すように、通信端末AはノイズVn1,Vn2と通信信号Vs1,Vs2とが重畳された信号を受信する。これに対し、従来は固定的な閾値Vthを設定していた。このように閾値Vthを固定すると、図2(c)に示すように、通信端末Aのトランシーバでは、ノイズレベルが低いノイズVn1に対しては電界検出を行わず、通信信号Vs1のみの電界検出を行えるが、閾値Vthを超えるようなノイズレベルが高いノイズVn2に対しては、これが通信信号Vs2に重畳されると、通信信号Vs2と同時にノイズVn2を検出し、通信信号Vs2を峻別できなくなる。 FIG. 2 shows an example of a signal in the conventional case where the transmission output level and the signal detection threshold are fixed. As shown in FIG. 2A, the communication terminal B transmits a preamble signal and data signals Vs1, Vs2 for a certain period with a constant transmission output. On the other hand, as shown in FIG. 2B, the communication terminal A receives a signal in which noises Vn1, Vn2 and communication signals Vs1, Vs2 are superimposed. In contrast, conventionally, a fixed threshold value Vth has been set. When the threshold value Vth is fixed in this manner, as shown in FIG. 2C, the transceiver of the communication terminal A does not detect the electric field for the noise Vn1 having a low noise level, but detects the electric field only for the communication signal Vs1. Although the noise Vn2 having a high noise level exceeding the threshold Vth can be superimposed on the communication signal Vs2, the noise Vn2 is detected simultaneously with the communication signal Vs2, and the communication signal Vs2 cannot be distinguished.
そこで、本発明では、1つの対策として、図3に示すように、通信端末A,BでノイズVn1,Vn2のノイズレベルに応じて送信出力を可変調整し、かつ、受信信号に対する増幅度は1に固定し、ノイズと通信信号とを峻別する閾値Vth1,Vth2だけを高低調整することでノイズを排除し、通信信号Vs11,Vs12を正確に検出する。すなわち、図3(b)に示すノイズVn1のようにノイズレベルが低い時には図3(c)に示すように通信信号Vs11の送信出力を低くし、また、閾値Vth1も低く設定しておく。そして、図3(b)に示すノイズVn2のようにノイズレベルが高くなれば、図3(c)に示すように通信信号Vs12の送信出力を高くし、また閾値Vth2も高く設定する。このように、ノイズレベルが低い時には送信出力を低くして信号レベルを低くして通信信号を送信し、またノイズレベルが高くなれば送信出力を上げて信号レベルを高くして通信信号を送信することで、図3(d)に示すようにノイズレベルによらず通信信号だけを正しく検出し、安定した電界通信ができることになる。尚、ノイズレベルと通信信号レベルとの比較は、通信信号のデータ信号の前に一定期間のプリアンブル期間を設け、このプリアンブル期間が検出できるか否かにより行う。 Therefore, in the present invention, as one countermeasure, as shown in FIG. 3, the communication terminals A and B variably adjust the transmission output according to the noise levels of the noises Vn1 and Vn2, and the amplification degree for the received signal is 1 The noise is eliminated by adjusting only the threshold values Vth1 and Vth2 for distinguishing the noise from the communication signal, and the communication signals Vs11 and Vs12 are accurately detected. That is, when the noise level is low like the noise Vn1 shown in FIG. 3B, the transmission output of the communication signal Vs11 is lowered as shown in FIG. 3C, and the threshold value Vth1 is also set low. If the noise level increases as shown by the noise Vn2 shown in FIG. 3B, the transmission output of the communication signal Vs12 is increased as shown in FIG. 3C, and the threshold value Vth2 is also set higher. In this way, when the noise level is low, the transmission output is lowered and the signal level is lowered and the communication signal is transmitted. When the noise level is high, the transmission output is increased and the signal level is increased and the communication signal is transmitted. Thus, as shown in FIG. 3D, only the communication signal is correctly detected regardless of the noise level, and stable electric field communication can be performed. The comparison between the noise level and the communication signal level is performed based on whether or not a preamble period of a predetermined period is provided before the data signal of the communication signal and the preamble period can be detected.
本発明の別の対策としては、図4に示すように、通信端末A,BでノイズVn1,Vn2のノイズレベルに応じて送信出力を可変調整し、かつ、ノイズと通信信号とを峻別する閾値Vth1,Vth2を高低調整すると共に信号増幅度も大小調整することでノイズを排除し、通信信号Vs11,Vs12を正確に検出する。すなわち、図4(b)に示すノイズVn1のようにノイズレベルが低い時には、図4(a)に示すように通信信号Vs11の送信出力を低くし、また、図4(c)に示すように閾値Vth1、増幅度も低く設定しておく。そして、図4(b)に示すノイズVn2のようにノイズレベルが高くなれば、図4(a)に示すように通信信号Vs12の送信出力を高くする。他方、受信側では、図4(c)に示すように増幅度を低め、また閾値Vth2をノイズVn2と通信信号Vs2とを峻別できるレベルになるように少し高める調整をする。このように、ノイズレベルが低い時には送信出力を低くして信号レベルを低くして通信信号を送信し、またノイズレベルが高くなれば送信出力を上げて信号レベルを高くして通信信号を送信し、かつ受信側では信号増幅度と閾値とを同時に調整することで、図4(d)に示すようにノイズレベルによらず通信信号だけを正しく検出し、安定した電界通信ができることになる。加えて、増幅度と閾値とを同時に調整する場合、増幅度を低めに設定できるので、特に携帯端末において電力消費を抑制できる利点がある。 As another countermeasure of the present invention, as shown in FIG. 4, the communication terminals A and B variably adjust the transmission output according to the noise levels of the noises Vn1 and Vn2, and the threshold value for distinguishing the noise from the communication signal. By adjusting the levels of Vth1 and Vth2 and adjusting the signal amplification level, noise is eliminated and the communication signals Vs11 and Vs12 are accurately detected. That is, when the noise level is low like the noise Vn1 shown in FIG. 4B, the transmission output of the communication signal Vs11 is lowered as shown in FIG. 4A, and as shown in FIG. 4C. The threshold value Vth1 and the amplification degree are also set low. If the noise level increases as shown by the noise Vn2 shown in FIG. 4B, the transmission output of the communication signal Vs12 is increased as shown in FIG. 4A. On the other hand, on the receiving side, as shown in FIG. 4C, the amplification degree is lowered, and the threshold value Vth2 is adjusted slightly higher so that the noise Vn2 and the communication signal Vs2 can be distinguished from each other. Thus, when the noise level is low, the transmission output is lowered and the signal level is lowered to transmit the communication signal, and when the noise level is high, the transmission output is increased and the signal level is increased to transmit the communication signal. In addition, by simultaneously adjusting the signal amplification degree and the threshold value on the receiving side, as shown in FIG. 4D, only the communication signal is correctly detected regardless of the noise level, and stable electric field communication can be performed. In addition, when the amplification degree and the threshold value are adjusted at the same time, the amplification degree can be set to be low, so that there is an advantage that power consumption can be suppressed particularly in a portable terminal.
[第1の実施の形態]
本発明の電界通信用トランシーバは、電界信号検出技術を利用していて、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うものである。
[First Embodiment]
The transceiver for electric field communication of the present invention uses an electric field signal detection technique, induces an electric field based on information to be transmitted in an electric field transmission medium, and transmits and receives information using the induced electric field.
図5は、本発明の第1の実施の形態の電界通信用トランシーバ1の構成を示している。本実施の形態の電界通信用トランシーバ1は、データを送信するための送信回路11と、データを受信するための受信回路12と、I/O回路13と、制御装置としてのコンピュータ(CPU)14を備えている。
FIG. 5 shows the configuration of the electric
この電界通信用トランシーバ1は、コンピュータ14からの送信データ信号を入出力(I/O)回路13を介して受け取って送信信号に変換し、この送信信号を送信回路11にて電界通信信号に変換して電界通信用電極2に出力し、当該電極2を介して人体その他の電界伝達媒体3に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体3の他の部位に伝達させる。また、電界通信用トランシーバ1は、電界伝達媒体3に誘起されて伝達されてくる電界を電界通信用電極2で検出し、この電界通信信号を受信回路12で受信信号に変換してI/O回路13に出力し、I/O回路13にて受信データ信号にして制御装置14に出力する。
The electric
送信回路11には、I/O回路13からの送信信号を、送信出力を調整して電極2に電界通信信号として出力する送信部111と、本実施の形態の特徴として送信部111の送信出力を調整する送信出力調整回路112を備えている。
The
受信回路12は、電極2にて受信した電界通信信号を電気信号に変換し増幅する電界検出部121、変換された電気信号に対してノイズ除去などの信号処理を施す信号処理回路122を備えており、これらの電界検出部121と信号処理回路122とにて受信部123を構成している。また、受信回路12は、信号処理された電気信号に対して波形整形を行う波形整形回路124を備え、さらに、本実施の形態の特徴として受信感度調整回路125を備えている。この受信感度調整回路125は、電界検出部121の増幅度を調整し、また信号処理回路122の閾値を調整することで受信感度を自動調整する。尚、本実施の形態では、上記図3に示した第1の対策を採用していて、電界検出部121の増幅度は1に固定している。
The
送信出力調整回路112、受信感度調整回路125は、上記の図3に基づいて説明した送信出力調整、受信感度調整を行う回路部分である。
The transmission output adjustment circuit 112 and the reception
本実施の形態の電界通信用トランシーバ1は、セキュリティドアやセキュリティゲートのようにあらかじめIDが与えられた社員、会員、関係者等の資格者だけを自動的に識別して入室あるいは通過を許可するセキュリティシステム、また、プリンタ側に設置されている電界通信電極に電界通信用携帯端末を携帯しているユーザがタッチすれば、その携帯端末に登録されているID番号にて該当ユーザのドキュメントを指定してプリントアウトする文書印刷システム、データ通信システム等に利用するものであるが、ここでは、セキュリティドアシステムに利用した場合について説明する。
The electric
セキュリティドアあるいはセキュリティゲート(以下、セキュリティドアにて総称する)の近くの壁面あるいはドアの前の床面に電界通信用電極2を敷設し、この電界通信用電極2に設置型の上記構成の電界通信用トランシーバ1Bを端末Bとして接続する。他方、有資格者には上記構成の電界通信用トランシーバ1A、電極2を内蔵させた携帯端末Aを携帯させる。
An electric
携帯端末を携帯している人物がセキュリティドアの前の電界通信用電極2の上に立つと、図6に示す状態になり、携帯端末側の電界通信用トランシーバ1Aと設置型の電界通信用トランシーバ1Bとの間に電界伝達媒体3としての人体を介在させた電界通信が開始される。すると、一方のトランシーバ1Bから電界通信信号を送信すると、その電界通信信号が電界伝達媒体3に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体3の他の部位に伝達させる。そしてこの電界伝達媒体3に近接している他方のトランシーバ1Aでは、電界信号が電極2に伝達され、これを受信回路12にて電気信号に変換し、さらにI/O回路13にてデータ信号に変換し、コンピュータ14にて受信し、データ処理する。携帯端末A側のトランシーバ1Aから設置型のトランシーバ1Bにデータ送信する場合には、上とは逆の経路にて電界通信を行う。セキュリティドアシステムの場合、このような電界通信により、携帯端末A側のトランシーバ1Aから設置型のトランシーバ1BにID情報を送信し、設置型トランシーバ1B側のコンピュータ14にてID情報を照合し、照合が成功すればセキュリティドアをロック解除し、ドアオープンさせる制御を行うことになる。
When the person carrying the portable terminal stands on the electric
この電界通信用トランシーバ1A、トランシーバ1B間の電界通信における感度調整、送信出力調整動作を、図7〜図10のシーケンス図、図11の表を用いて説明する。
The sensitivity adjustment and transmission output adjustment operation in the electric field communication between the electric field communication transceiver 1A and the
図7基本処理シーケンスを示している。ここでは、相互通信する電界通信用トランシーバ1Aを搭載した通信端末を端末A、電界通信用トランシーバ1Bを搭載した通信端末を端末Bと称して説明する。電界通信の最初に、感度調整を相互に開始する(ステップS1A,S1B)。次に、一方の端末、ここでは端末Bにて送信出力調整を行う(ステップS2)。次に、端末Bからそこで設定した送信出力を送信出力設定要求値とする送信出力設定要求を端末Aに送信する(ステップS3)。
FIG. 7 shows a basic processing sequence. Here, a communication terminal equipped with an electric field communication transceiver 1A for mutual communication will be referred to as a terminal A, and a communication terminal equipped with an electric
他方の端末Aでは、端末Bからの送信出力設定要求を受信すれば、送信出力設定要求の値に自端末の送信出力を設定する(ステップS4)。そしてこの送信出力の設定の後、端末Aから端末Bに、所定の送信出力に設定したことを知らせる送信出力設定応答を送信して1度の自動調整処理を完了する(ステップS5)。以降は、周期的に上の処理を繰り返す。 When the other terminal A receives the transmission output setting request from the terminal B, it sets the transmission output of its own terminal to the value of the transmission output setting request (step S4). After the transmission output is set, the terminal A sends a transmission output setting response informing the terminal B that the predetermined transmission output is set, thereby completing one automatic adjustment process (step S5). Thereafter, the above process is repeated periodically.
ステップS1A,S1Bでの感度調整処理は、図8のシーケンスによる。最初に感度を最大とするために、増幅度を1にし、閾値Vthを図11の表に示す基底レベルV1に設定する(ステップS101,S102)。これにより電界の変化が検出されるか否かを判断する(ステップS103)。そして、電界が変化する間は閾値レベルVthを1段階ずつ上げて電界変化が検出できなくなるレベルをサーチする。閾値レベルが許容範囲まで上げても電界の変化がある場合には、許容最大レベルVmに設定する(ステップS103〜S106)。そして電界の変化が検出できなくなる最低レベルViを閾値Vthに設定し、それよりも1段階低い閾値レベルVi−1をノイズレベルVnに設定する(ステップS107)。こうして、通信信号とノイズとを峻別するための閾値Vthをノイズが検出されなくなる最低のレベルに設定する。 The sensitivity adjustment processing in steps S1A and S1B is based on the sequence shown in FIG. To maximize first sensitivity, the amplification degree to 1, sets the threshold value Vth to basal levels V 1 shown in the table of FIG. 11 (step S101, S102). Thereby, it is determined whether or not a change in the electric field is detected (step S103). While the electric field changes, the threshold level Vth is increased step by step to search for a level at which the electric field change cannot be detected. If there is a change in the electric field even when the threshold level is increased to the allowable range, the maximum allowable level Vm is set (steps S103 to S106). Then, the lowest level V i at which the change in the electric field cannot be detected is set as the threshold value Vth, and the threshold level V i−1 one level lower than that is set as the noise level Vn (step S107). In this way, the threshold value Vth for distinguishing communication signals from noise is set to the lowest level at which noise is not detected.
ステップS2での送信出力調整処理は、図9のシーケンスによる。閾値レベルVthとノイズレベルVnを決定すると、そのノイズレベルVnを読み出し(ステップS201)、電界伝達媒体3での減衰率1/αとS/N比=Xを考慮し、送信出力をα・X・Vnに設定する(ステップS202)。ただし、αとXはあらかじめ設定した固定値である。
The transmission output adjustment process in step S2 is based on the sequence of FIG. When the threshold level Vth and the noise level Vn are determined, the noise level Vn is read (step S201), and the transmission output is set to α · X in consideration of the
こうして、自端末Bの送信出力を決定すると、通信相手の端末Aに対して送信出力設定要求を行う。これを受けて相手の端末Aが行う送信出力設定要求受信処理は、図10に示すシーケンスによる。端末Bから送信出力設定値を指定した送信出力設定要求を受信すると、自端末Aの送信出力をこの送信出力設定値に設定する(ステップS401)。そして、送信出力の設定後、送信出力設定応答を要求元の端末Bに送信する(ステップS402)。 Thus, when the transmission output of the own terminal B is determined, a transmission output setting request is made to the communication partner terminal A. In response to this, the transmission output setting request reception process performed by the partner terminal A follows the sequence shown in FIG. When a transmission output setting request specifying a transmission output setting value is received from terminal B, the transmission output of own terminal A is set to this transmission output setting value (step S401). Then, after setting the transmission output, a transmission output setting response is transmitted to the requesting terminal B (step S402).
以上により、本実施の形態によれば、端末A、端末B間では、ノイズレベルVnに対してそれよりも1段階高い閾値レベルVthにてノイズと信号を峻別することができる。また、一方の端末Bにて設定した送信出力、つまり、ノイズレベルVnに対して信号レベルをそのX倍とし、さらに、電界伝達媒体3での減衰分αをも考慮した送信出力を端末A、端末Bの双方に設定することで、S/N比=Xの通信信号を受信することができることになり、常に安定した電界通信が実現できることになる。 As described above, according to the present embodiment, between the terminal A and the terminal B, it is possible to distinguish the noise and the signal at the threshold level Vth that is one step higher than the noise level Vn. Further, the transmission output set in one terminal B, that is, the transmission output in which the signal level is set to X times the noise level Vn and the attenuation α in the electric field transmission medium 3 is also taken into consideration for the terminal A, By setting both of the terminals B, it is possible to receive a communication signal with an S / N ratio = X and always realize stable electric field communication.
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態の電界通信用トランシーバについて説明する。以下、第1の実施の形態と同様あるいは類似の構成要素については、同様あるいは類似の符号を用いて説明する。
[Second Embodiment]
An electric field communication transceiver according to a second embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the same or similar components as those in the first embodiment will be described using the same or similar reference numerals.
第2の実施の形態の電界通信用トランシーバは、上記図4に示した第2の対策を採用していて、送信出力調整回路112、受信感度調整回路125が、上記の図4に基づいて説明した送信出力調整、受信感度調整を行う点に特徴を有している。
The transceiver for electric field communication according to the second embodiment employs the second countermeasure shown in FIG. 4, and the transmission output adjustment circuit 112 and the reception
本実施の形態の電界通信用トランシーバ1の構成は、第1の実施の形態と同様に図5に示したものである。ただし、本実施の形態では、受信感度調整回路125が電界検出部121の増幅度を1に固定せずに、増減調整する点が第1の実施の形態とは異なる。
The configuration of the electric
本実施の形態の電界通信用トランシーバ1も、第1の実施の形態と同様に、セキュリティドアシステム、文書印刷システム、データ通信システム等に利用するが、ここでは、セキュリティドアシステムに利用した場合について説明する。
The electric
携帯端末Aを携帯している人物がセキュリティドアの前の電界通信用電極2の上に立つと、図6に示す状態になり、携帯端末A側の電界通信用トランシーバ1Aと設置型の電界通信用トランシーバ1Bとの間に電界伝達媒体3としての人体を介在させた電界通信が開始される。一方のトランシーバ1Bから電界通信信号を送信すると、その電界通信信号が電界伝達媒体3に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体3の他の部位に伝達させる。そしてこの電界伝達媒体3に近接している他方のトランシーバ1Aでは、電界信号が電極2に伝達され、これを受信回路12にて電気信号に変換し、さらにI/O回路13にてデータ信号に変換し、コンピュータ14にて受信し、データ処理する。携帯端末A側のトランシーバ1Aから設置型のトランシーバ1Bにデータ送信する場合には、上とは逆の経路にて電界通信を行う。セキュリティドアシステムの場合、このような電界通信により、携帯端末A側のトランシーバ1Aから設置型のトランシーバ1BにID情報を送信し、設置型トランシーバ1B側のコンピュータ14にてID情報を照合し、照合が成功すればセキュリティドアをロック解除し、ドアオープンさせる制御を行う。
When the person carrying the portable terminal A stands on the electric
この電界通信用トランシーバ1A、トランシーバ1B間の電界通信における増幅度と閾値調整による感度調整、送信出力調整動作を、図7、図12のシーケンス図、図13の表を用いて説明する。
The sensitivity adjustment and the transmission output adjustment operation by amplification and threshold adjustment in the electric field communication between the electric field communication transceiver 1A and the
図7は基本処理シーケンスに示すように、電界通信の最初に、感度調整を相互に開始する(ステップS1A,S1B)。次に、一方の端末Bにて送信出力調整を行う(ステップS2)。次に、端末Bからそこで設定した送信出力を送信出力設定要求値とする送信出力設定要求を端末Aに送信する(ステップS3)。 In FIG. 7, as shown in the basic processing sequence, sensitivity adjustment is started at the beginning of electric field communication (steps S1A and S1B). Next, transmission output adjustment is performed at one terminal B (step S2). Next, the terminal B transmits a transmission output setting request with the transmission output set there as a transmission output setting request value to the terminal A (step S3).
他方の端末Aでは、端末Bからの送信出力設定要求を受信すれば、送信出力設定要求の値に自端末の送信出力を設定する(ステップS4)。そしてこの送信出力の設定の後、端末Aから端末Bに、所定の送信出力に設定したことを知らせる送信出力設定応答を送信して1度の自動調整処理を完了する(ステップS5)。以降は、周期的に上の処理を繰り返す。 When the other terminal A receives the transmission output setting request from the terminal B, it sets the transmission output of its own terminal to the value of the transmission output setting request (step S4). After the transmission output is set, the terminal A sends a transmission output setting response informing the terminal B that the predetermined transmission output is set, thereby completing one automatic adjustment process (step S5). Thereafter, the above process is repeated periodically.
ステップS1A,S1Bでの感度調整処理は、図12のシーケンスによる。最初に感度を最大とするために、増幅度Aと閾値Vthを図13の表に示す基底レベルA1,V1に設定する(ステップS201)。これにより電界の変化が検出されるか否かを判断する(ステップS202)。そして、電界が変化する間は増幅度Aと閾値レベルVthを1段階ずつ上げて電界変化が検出できなくなるレベルをサーチする。増幅度と閾値レベルを許容範囲まで上げても電界の変化がある場合には、増幅度と閾値レベルを許容最大レベルAm,Vmに設定する(ステップS203〜S205)。そして電界の変化が検出できなくなる最低レベルAi,Viを増幅度A、閾値Vthに設定し、その閾値Vthよりも1段階低い閾値Vi−1をノイズレベルVnに設定する(ステップS205)。こうして、通信信号とノイズとを峻別するための閾値Vthをノイズが検出されなくなる最低のレベルに設定する。また、増幅度もノイズが検出されなくなる最低のレベルに設定し、電力消費を抑制する。 The sensitivity adjustment process in steps S1A and S1B is based on the sequence shown in FIG. First, in order to maximize the sensitivity, the amplification degree A and the threshold value Vth are set to the base levels A 1 and V 1 shown in the table of FIG. 13 (step S201). Thereby, it is determined whether or not a change in the electric field is detected (step S202). While the electric field changes, the amplification level A and the threshold level Vth are increased one step at a time to search for a level at which the electric field change cannot be detected. If there is a change in the electric field even if the amplification level and the threshold level are raised to the allowable range, the amplification level and the threshold level are set to the allowable maximum levels A m and V m (steps S203 to S205). Then, the lowest levels A i and V i at which the change of the electric field cannot be detected are set to the amplification degree A and the threshold value Vth, and the threshold value V i−1 that is one step lower than the threshold value Vth is set to the noise level Vn (step S205). . In this way, the threshold value Vth for distinguishing communication signals from noise is set to the lowest level at which noise is not detected. Also, the amplification level is set to the lowest level at which noise is not detected, thereby suppressing power consumption.
ステップS2での送信出力調整処理は、第1の実施の形態と同様に図9のシーケンスによる。そして、自端末Bの送信出力を決定すると、通信相手の端末Aに対して送信出力設定要求を行い、これを受けて相手の端末Aが送信出力設定要求受信処理を行うが、これも、第1の実施の形態と同様に図10のシーケンスによる。 The transmission output adjustment process in step S2 is based on the sequence shown in FIG. 9 as in the first embodiment. Then, when the transmission output of the own terminal B is determined, a transmission output setting request is made to the communication partner terminal A, and in response to this, the partner terminal A performs a transmission output setting request reception process. Similar to the first embodiment, the sequence shown in FIG.
以上により、本実施の形態によれば、端末A、端末B間では、ノイズレベルVnに対してそれよりも1段階高い閾値レベルVthにてノイズと信号を峻別することができる。また、一方の端末Bにて設定した送信出力、つまり、ノイズレベルVnに対して信号レベルをそのX倍とし、さらに、電界伝達媒体3での減衰分αをも考慮した送信出力を端末A、端末Bの双方に設定することで、S/N比=Xの通信信号を受信することができることになり、常に安定した電界通信が実現できることになる。加えて、本実施の形態の場合、受信信号に対して増幅度と閾値レベルとを同時に調整することで、増幅度をノイズが検出されなくなる最低のレベルに設定することができ、電力消費を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, between the terminal A and the terminal B, it is possible to distinguish the noise and the signal at the threshold level Vth that is one step higher than the noise level Vn. Further, the transmission output set in one terminal B, that is, the transmission output in which the signal level is set to X times the noise level Vn and the attenuation α in the electric field transmission medium 3 is also taken into consideration for the terminal A, By setting both of the terminals B, it is possible to receive a communication signal with an S / N ratio = X and always realize stable electric field communication. In addition, in the case of the present embodiment, by simultaneously adjusting the amplification level and the threshold level with respect to the received signal, the amplification level can be set to the lowest level at which noise is not detected, thereby suppressing power consumption. can do.
[他の実施の形態]
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。また、電界通信方式は光学式、電気式のいずれでもよく、特定されるものではない。
[Other embodiments]
While the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and changes can be made to the embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention. The electric field communication method may be either optical or electrical, and is not specified.
また、上記の実施の形態では、自動ドアやオートロックドアの開閉にID番号を利用するセキュリティドアシステムの技術について例示したが、これに限らず、例えば、プリンタ側に設置されている電界通信電極に携帯端末を携帯しているユーザがタッチすれば、その携帯端末に登録されているID番号にて該当ユーザのドキュメントを指定してプリントアウトする文書印刷システムに適用することもできる。また、例えば、正規IDの携帯端末にだけアプリケーションをダウンロードしたり、その携帯端末からのデータのみを受信するデータ通信システムに適用することもできる。 In the above embodiment, the technology of the security door system that uses the ID number for opening and closing the automatic door and the automatic lock door is illustrated. However, the present invention is not limited to this, for example, the electric field communication electrode installed on the printer side. If the user who carries the portable terminal touches, it can be applied to a document printing system that designates and prints out the document of the corresponding user with the ID number registered in the portable terminal. Further, for example, the present invention can be applied to a data communication system that downloads an application only to a mobile terminal with a regular ID or receives only data from the mobile terminal.
1 電界通信用トランシーバ
1A,1B 通信端末
2 電極
3 電界伝達媒体
11 送信回路
12 受信回路
13 I/O回路
14 コンピュータ
111 送信部
112 送信出力調整回路
121 電界検出部
122 信号処理回路
123 受信部
124 波形整形回路
125 受信感度調整回路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電界検出部の出力する電気信号に対してノイズから通信信号を峻別するための閾値を設定し、前記閾値を超える電気信号を濾波して受信信号として出力する信号処理回路と、
送信信号を電界信号に変換して前記電界通信用電極に出力する送信部と、
受信信号のノイズレベルを検出し、前記電界検出部の増幅度と前記信号処理回路の閾値をノイズから通信信号を峻別できる範囲で最小レベルの値に可変調整する受信感度調整回路と、
前記送信部の送信出力を、前記ノイズレベルに対して電界伝達媒体での減衰量とS/N比を考慮した大きさになるように可変調整する送信出力調整回路とを備えたことを特徴とする電界通信用トランシーバ。 An electric field detector that detects an electric field change that occurs in the electric field communication electrode, converts the electric signal into an electric signal, and
A signal processing circuit that sets a threshold for distinguishing communication signals from noise with respect to the electrical signal output from the electric field detection unit, filters the electrical signal exceeding the threshold, and outputs the received signal as a received signal;
A transmission unit that converts a transmission signal into an electric field signal and outputs the electric field signal to the electric field communication electrode;
A reception sensitivity adjustment circuit that detects a noise level of a reception signal and variably adjusts the amplification level of the electric field detection unit and the threshold value of the signal processing circuit to a value of a minimum level within a range in which a communication signal can be distinguished from noise;
And a transmission output adjustment circuit that variably adjusts the transmission output of the transmission unit so that the transmission level of the transmission unit is set in consideration of an attenuation amount in an electric field transmission medium and an S / N ratio with respect to the noise level. A transceiver for electric field communication.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009028705A JP4785939B2 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Electric field communication transceiver and electric field communication method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009028705A JP4785939B2 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Electric field communication transceiver and electric field communication method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010187105A true JP2010187105A (en) | 2010-08-26 |
JP4785939B2 JP4785939B2 (en) | 2011-10-05 |
Family
ID=42767501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009028705A Expired - Fee Related JP4785939B2 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Electric field communication transceiver and electric field communication method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4785939B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015129048A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 共栄エンジニアリング株式会社 | Human-body communication system, electrode for human-body communication system, and material for said electrode |
US10608702B2 (en) | 2017-11-02 | 2020-03-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Near field communication device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103207717B (en) * | 2013-02-28 | 2016-02-24 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | Touch screen terminal, based on the communication system of human body electric field conduction and communication means |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001352298A (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transceiver |
-
2009
- 2009-02-10 JP JP2009028705A patent/JP4785939B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001352298A (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Transceiver |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015129048A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 共栄エンジニアリング株式会社 | Human-body communication system, electrode for human-body communication system, and material for said electrode |
US10608702B2 (en) | 2017-11-02 | 2020-03-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Near field communication device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4785939B2 (en) | 2011-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102050495B1 (en) | Method and system for controlling door lock, and Door lock apparatus therefor | |
US9258026B2 (en) | Mobile communication device with human body recognition function | |
JP2012511274A (en) | User identification based on body-coupled communication | |
US20110233407A1 (en) | Electronic device with lock function and method for locking electronic device | |
MXPA02005405A (en) | Radio based proximity token with multiple antennas. | |
JP4785939B2 (en) | Electric field communication transceiver and electric field communication method | |
JP2019523478A5 (en) | ||
WO2004054105A3 (en) | Capacitive proximity sensor | |
EP1361444A3 (en) | Variable attenuation circuit for a differential variable reluctance sensor with temperature compensation for an initial threshold and passive RC filter | |
US20090210924A1 (en) | Method and apparatus for adapting a challenge for system access | |
KR101475354B1 (en) | Portable terminal having pressure sensor and method for measuring pressure thereof | |
JP2009015422A (en) | Use permission/prohibition control device and method | |
KR20160131070A (en) | Hotknot based proximity detection method, apparatus and touch screen terminal | |
US7281069B2 (en) | Method and system for extending the functionality of an embedded USB transceiver interface to handle threshold shift of a USB 2.0 bus during high-speed chirp | |
WO2004072923A3 (en) | Electronic intermediate module | |
JP2010191552A (en) | Authentication object device and key, and wireless authentication system | |
US10833776B2 (en) | Communication system and communication method, and receiver | |
JP4413950B2 (en) | Electric field communication system and electric field communication method | |
JP5332748B2 (en) | Entrance / exit management system | |
KR20230070216A (en) | Relay attack detection on interfaces using command-response pairs | |
WO2003021840A3 (en) | Broadcast arbitration in a multi-domain device | |
US5687321A (en) | Method and apparatus for transmitting signals over a wire pair having activity detection capability | |
JP2014013493A (en) | Personal authentication device, portable terminal and personal authentication method | |
JP2011120145A (en) | Control system, control apparatus and control method | |
WO2018230086A1 (en) | In-vehicle authentication device and mobile device authentication method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110616 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110705 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |