JP2014068097A - Communication terminal device and operation control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ機器のデータを通信回線を介して外部装置(例えば遠隔地のセンタサーバ装置)へ転送する通信端末装置およびその動作制御方法に関する。 The present invention relates to a communication terminal device that transfers data of a sensor device to an external device (for example, a remote center server device) via a communication line, and an operation control method thereof.
遠隔監視システム(テレメトリーシステム)は、センサ機器で計測される例えばガス・水道・電気等の検針値や、例えば温度・湿度・風量・気圧等の気象データを通信端末装置で収集し、さらに通信端末装置からセンタサーバ装置へ転送して処理するシステムであり、M2M通信のアプリケーションの一つとして世の中に広く導入されている。 The remote monitoring system (telemetry system) collects meter reading values such as gas, water, and electricity measured by sensor devices and meteorological data such as temperature, humidity, air volume, and atmospheric pressure with a communication terminal device. This is a system that transfers data from the device to the center server device for processing, and is widely introduced as one of the applications of M2M communication.
ここで、多種多様なセンサ機器を汎用的に接続するために、通信端末装置とセンサ機器は一般的なシリアルインタフェース(例えば、RS232C)を介して接続される(非特許文献1)。 Here, in order to connect a wide variety of sensor devices to a general purpose, the communication terminal device and the sensor device are connected via a general serial interface (for example, RS232C) (Non-Patent Document 1).
通信端末装置とセンサ機器の接続を一般的なシリアルインタフェースを介して行う場合、通信端末装置での電力消費が問題にある。すなわち、センサ機器とケーブルを介して接続される通信端末装置では、非通信時でも常時数ミリから数十ミリアンペアオーダーの電流が流れて消費する。センサ機器と通信端末装置が低消費電力設計であっても、それらの接続に汎用インタフェースを使うことにより、トータルでの消費電流が増大するため、電池駆動が困難となり、電源に制約のある場所での適用が困難であった。 When the communication terminal device and the sensor device are connected via a general serial interface, power consumption in the communication terminal device is a problem. That is, in a communication terminal device connected to a sensor device via a cable, a current on the order of several millimeters to several tens of milliamperes always flows and is consumed even during non-communication. Even if the sensor device and communication terminal device are designed for low power consumption, using a general-purpose interface to connect them increases the total current consumption, making it difficult to drive the battery and places where power supply is constrained Application of was difficult.
一方、センサ機器と通信端末装置との間で、シリアルインタフェースとは別に設けた信号線を利用し、ハードウェア割り込みで互いにウェイクアップ制御する方法も考えられる。しかし、センサ機器と通信端末装置との間に独自の信号線が必要となるとともに、信号線の配置や制御方法を事前にネゴシエーションする必要があるため、処理が複雑になるとともにインタフェースが特殊なものになり、汎用性が低下してしまう。 On the other hand, a method of using a signal line provided separately from the serial interface between the sensor device and the communication terminal device and performing wake-up control with a hardware interrupt is also conceivable. However, a unique signal line is required between the sensor device and the communication terminal device, and it is necessary to negotiate in advance the arrangement and control method of the signal line. And versatility will be reduced.
本発明は、センサ機器とのインタフェース手段の汎用性を確保しながら、センサ機器と通信時以外の消費電力を低減することができる通信端末装置およびその動作制御方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a communication terminal device and an operation control method thereof that can reduce power consumption when not communicating with the sensor device while ensuring versatility of the interface means with the sensor device.
第1の発明は、センサ機器から所定の周期Ts で送信されるデータを受信するインタフェース手段と、インタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う制御手段とを備えた通信端末装置において、制御手段は、Ts の整数倍の周期ごとにデータを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後にインタフェース手段を起動してデータを受信し、当該データ受付期間の終了後にインタフェース手段を停止する制御を行う構成である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided interface means for receiving data transmitted from the sensor device at a predetermined cycle Ts, and control means for performing control for transferring data received by the interface means to an external device via a communication line. In the communication terminal apparatus, the control means sets a data reception period having a predetermined time length for receiving data every cycle that is an integral multiple of Ts, and activates the interface means after the start of the data reception period. The configuration is such that control is performed to receive the data and stop the interface means after the end of the data reception period.
第1の発明の通信端末装置において、制御手段は、インタフェース手段を停止した後にスリープ状態に設定し、インタフェース手段を起動する前にウェイクアップする。 In the communication terminal apparatus of the first invention, the control means sets the sleep state after stopping the interface means, and wakes up before starting the interface means.
第1の発明の通信端末装置において、制御手段は、データ受付期間としてTs を超える時間長を有する第1のデータ受付期間を設定して第1のデータを受信し、当該第1のデータの受信および第2以降のデータの受信からそれぞれTs の整数倍の周期ごとに、第2以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第2のデータ受付期間を設定し、インタフェース手段の起動/停止を制御する。さらに、制御手段は、第2のデータ受付期間の開始タイミングを、1つ前のデータの受信タイミングからTs の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する。 In the communication terminal device of the first invention, the control means sets the first data reception period having a time length exceeding Ts as the data reception period, receives the first data, and receives the first data. A second data reception period having a predetermined time length for receiving the second and subsequent data is set for each period that is an integral multiple of Ts from the reception of the second and subsequent data, and the interface unit is activated / Control the stop. Further, the control means sets the start timing of the second data reception period to a predetermined time before the timing that is an integer multiple of Ts from the reception timing of the previous data.
第1の発明の通信端末装置において、制御手段は、データ受付期間中にデータを受信して転送した後に、当該データ受付期間を終了してインタフェース手段を停止する制御を行う。 In the communication terminal device according to the first aspect of the present invention, the control means performs control to terminate the data reception period and stop the interface means after receiving and transferring data during the data reception period.
第1の発明の通信端末装置において、制御手段は、データ受付期間にデータの受信を開始している場合に、当該データの受信終了後にインタフェース手段を停止する制御を行い、当該データの転送後にスリープ状態に設定する。 In the communication terminal device according to the first aspect of the invention, the control means performs control to stop the interface means after completion of data reception when data reception is started during the data reception period, and sleeps after transfer of the data. Set to state.
第2の発明は、インタフェース手段によりセンサ機器から所定の周期Ts で送信されるデータを受信し、制御手段によりインタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う通信端末装置の動作制御方法において、制御手段は、Ts の整数倍の周期ごとにデータを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後にインタフェース手段を起動してデータを受信し、当該データ受付期間の終了後にインタフェース手段を停止する制御を行う。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a communication terminal for receiving data transmitted from a sensor device at a predetermined cycle Ts by an interface unit and performing control for transferring data received by the interface unit to an external device via a communication line by a control unit In the operation control method of the apparatus, the control means sets a data reception period having a predetermined time length for receiving data every cycle which is an integral multiple of Ts, and activates the interface means after the start of the data reception period. Data is received, and control is performed to stop the interface means after the end of the data reception period.
第2の発明の通信端末装置の動作制御方法において、制御手段は、インタフェース手段を停止した後にスリープ状態に設定し、インタフェース手段を起動する前にウェイクアップする。 In the operation control method for the communication terminal device according to the second aspect of the invention, the control means sets the sleep state after stopping the interface means, and wakes up before starting the interface means.
本発明の通信端末装置は、センサ機器からのデータを受信する汎用のインタフェース手段を用いながら、センサ機器からのデータを受信しない期間にインタフェース手段を自律的に停止する制御を行うことにより、装置全体の消費電流をマイクロアンペアオーダーまで低減でき、電池による駆動期間を大幅にのばすことができる。これにより、電源の確保が困難な場合であっても、電池駆動によるセンサ機器および通信端末装置の設置が可能となる。 The communication terminal device according to the present invention performs a control to autonomously stop the interface unit during a period in which data from the sensor device is not received while using a general-purpose interface unit that receives data from the sensor device. Current consumption can be reduced to the order of microamperes, and the battery driving period can be greatly extended. Thereby, even when it is difficult to secure a power source, it is possible to install a battery-driven sensor device and a communication terminal device.
図1は、本発明の通信端末装置の実施例1の構成を示す。
図1において、通信端末装置10は、電源部11、通信モジュール12、制御部13、ドライバ14、コネクタ15により構成され、電源部11から通信モジュール12、制御部13、ドライバ14に給電が行われる。センサ機器20は、通信端末装置10のドライバ14およびコネクタ15からなるインタフェース手段に接続される。ここで、ドライバ14およびコネクタ15は、RS232C(D-sub 9ピン),USB,RS485等のシリアルインタフェースに対応する構成であり、制御部13の制御信号により起動/シャットダウンする機能を有する。
FIG. 1 shows a configuration of Embodiment 1 of a communication terminal apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, the
通信モジュール12は、図示しない無線または有線の通信回線を介してセンタサーバ装置との接続を行う。制御部13は、ドライバ14と通信モジュール12との間でデータ送受信制御を行うとともに、制御信号によってドライバ14の起動/シャットダウン制御を行う。センサ機器20から送信されたデータは、ドライバ14で信号電圧や論理の変換を行って制御部13へ入力され、通信モジュール12から通信回線を介してセンタサーバ装置側へアップロードされる。なお、本実施例のセンサ機器20は、一定の周期Ts でデータを送信する構成とする。
The
図2は、実施例1における通信端末装置10とセンサ機器20との間の通信シーケンスを示す。図3は、実施例1における通信端末装置10の制御部13の処理手順を示す。
FIG. 2 shows a communication sequence between the
以下、図1〜図3を参照してセンサ機器20から通信端末装置10を介してセンタサーバ装置へデータが転送される実施例1の動作について説明する。
The operation of the first embodiment in which data is transferred from the
通信端末装置10の制御部13は、待ち受け状態でスリープ状態になり、ドライバ14をシャットダウン状態にしている。通信端末装置10は、センタサーバ装置から送信されたデータ受付要求を受信すると、制御部13が通信モジュール12からの電気的なトリガによりウェイクアップする。ウェイクアップした制御部13は、制御信号でドライバ14を起動させ、センサ機器20から送信されるデータを受信するための第1のデータ受付期間Ta1を設定し、データ受付を開始する。ここで、Ta1>Ts とすることにより、第1のデータ受付期間Ta1の間にセンサ機器20から周期Ts で送信されるデータ(図2ではデータ1)を受信することができる。
The
制御部13は、第1のデータ受付期間Ta1中に、センサ機器20から送信されたデータ1をドライバ14を介して受信すると、受信開始のタイミングを起点としてデータ受付周期Tp タイマを起動させ、受信したデータ1を通信モジュール12を介してセンタサーバ装置へ送信する。さらに、制御部13は、第1のデータ受付期間Ta1の終了後にドライバ14をシャットダウンし、自らスリープ状態へ移行する。そして、制御部13は、データ受付周期Tp タイマの終了に合わせてウェイクアップし、次のデータ2を受信するための処理に入る。図2では、通信端末装置10におけるドライバ14のシャットダウンの期間および制御部13のスリープの期間をハッチングで示す。
When the
ここで、Tp =Ts とすると、データ受付周期Tp タイマが終了した時点で次のデータ2を受信するタイミングとなる。しかし、センサ機器20に搭載されているクロックと通信端末装置10に搭載されているクロックの偏差に応じて、データ受付周期Tp タイマの終了前または終了後に次のデータ2が受信される。そこで、制御部13は、データ受付周期Tp タイマが終了する前にウェイクアップし、さらにドライバ14を起動させ、センサ機器20からデータ2を受信するための第2のデータ受付期間Ta2を設定し、データ受付を開始する。なお、第2のデータ受付期間Ta2の開始タイミングは、例えばデータ受付周期Tp タイマの終了するTa2/2前とする。
Here, when Tp = Ts, the timing for receiving the
制御部13は、第2のデータ受付期間Ta2中に、センサ機器20から送信されたデータ2をドライバ14を介して受信すると、受信開始のタイミングを起点としてデータ受付周期Tp タイマを起動させ、受信したデータ2を通信モジュール12を介してセンタサーバ装置へ送信する。さらに、制御部13は、第2のデータ受付期間Ta2の終了後にドライバ14をシャットダウンし、自らスリープ状態へ移行する。それ以降、データ受付周期Tp で第2のデータ受付期間Ta2を設ける間欠動作となり、センサ機器20からデータ2以降のデータを順次受信し、センタサーバ装置へアップロードする。
When the
なお、以上示したTa1,Ta2,Tp の値およびデータ2以降のデータ受付開始タイミングは適宜設定されるが、通信端末装置10に対して直接設定してもよいし、センタサーバ装置から送信されるデータ受付要求に重畳して遠隔設定する構成としてもよい。
The values of Ta1, Ta2, and Tp and the data reception start timing after
図4は、実施例2における通信端末装置10とセンサ機器20との間の通信シーケンスを示す。
実施例1は、センサ機器20のデータ送信周期Ts と通信端末装置10のデータ受付周期Tp が等しい場合であるが、実施例2のデータ受付周期Tp はデータ送信周期Ts の整数倍とする。図4では、Tp =5Ts とし、Ta2=Ts とすることにより、間欠的にセンサ機器20のデータ1,6,11,…が通信端末装置10に受信され、センタサーバ装置へアップロードされる。
FIG. 4 shows a communication sequence between the
In the first embodiment, the data transmission cycle Ts of the
なお、実施例2では、センサ機器20から送信されるデータを間引いてセンタサーバ装置へアップロードすることになるが、データの間引きがあっても影響のないデータとしている。これにより通信頻度を低減できるので、ナローバンドの通信端末装置や電池容量の関係で通信回数に制約のある通信端末装置との親和性もよい。
In the second embodiment, the data transmitted from the
図5は、実施例3における通信端末装置10とセンサ機器20との間の通信シーケンスを示す。
実施例1および実施例2の制御部13は、データ受付期間Ta1,Ta2の開始時にウェイクアップしてドライバ14を起動させ、データ受付期間Ta1,Ta2の終了後にドライバ14をシャットダウンして自らスリープ状態へ移行していた。
FIG. 5 illustrates a communication sequence between the
The
実施例3の制御部13は、図5に示すように、センサ機器20から受信したデータをセンタサーバ装置へ送信完了後にデータ受付期間Ta1,Ta2を打ち切り、ドライバ14をシャットダウンして自らスリープ状態へ移行することを特徴とする。図5では、データ受付期間Ta1,Ta2の終了を待たずに、データ送信後にドライバ14がシャットダウンし制御部13がスリープする様子を、データ受付期間Ta1,Ta2を示す矢印にハッチングを重ねて示す。これにより、データ受付期間Ta1,Ta2を実効的に短くすることができ、制御部13およびドライバ14の起動時間を短くして高い省電力効果が得られる。
As shown in FIG. 5, the
図6は、実施例4における通信端末装置10とセンサ機器20との間の通信シーケンスを示す。
実施例1〜3の制御部13では、データ受付期間Ta1,Ta2の終了前に、センサ機器20からデータを受信し、センタサーバ装置へ送信することを想定していた。
FIG. 6 illustrates a communication sequence between the
The
実施例4は、図6に示すように、データ受付期間Ta1,Ta2にセンサ機器20からデータの受信を開始するものの、データの受信終了前にデータ受付期間Ta1,Ta2が終了するケースを想定する。この場合、データ受付期間Ta1,Ta2が終了時点でドライバ14をシャットダウンし、制御部13がスリープ状態へ移行すると、データ受信およびデータ送信ができなくなる。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, it is assumed that data reception starts from the
実施例4の制御部13は、データ受付期間Ta1,Ta2の終了時点でデータ受信を終えていない場合、データの受信終了後にドライバ14をシャットダウンする。さらに、制御部13は、センタサーバ装置へのデータ送信の終了後にスリープ状態へ移行する。すなわち、データ受信の開始タイミングがデータ受付期間Ta1,Ta2に重なっていれば、継続してデータ受信が可能となるため、データ受付期間Ta1,Ta2を短くすることができる。したがって、制御部13およびドライバ14の起動時間を短くでき、高い省電力効果が得られる。
When the data reception is not completed at the end of the data reception periods Ta1 and Ta2, the
図7は、本発明の通信端末装置の実施例5の構成を示す。
図7において、本実施例の通信端末装置10は実施例1と同様の構成であるが、制御部13から制御できる半導体スイッチ16でドライバ14への給電をON/OFFする構成とする。この構成では、シャットダウン機能を持たないドライバ14を使うことができる。また、半導体スイッチ16をGND側に設けることにより、センサ機器20側のドライバを無負荷にすることができるため、センサ機器20側の消費電力を低減できる。
FIG. 7 shows the configuration of a fifth embodiment of the communication terminal apparatus according to the present invention.
In FIG. 7, the
図8は、本発明の通信端末装置の実施例6の構成を示す。
図8において、本実施例の通信端末装置10は、実施例1における通信モジュール12を外付けとした構成である。すなわち、制御部13と通信モジュール12は、通信IF(インタフェース)部17およびコネクタ18を介して接続される。これにより、通信モジュール12−通信端末装置10−センサ機器20の構成となり、通信回線の変更にも柔軟な対応が可能となる。
FIG. 8 shows the configuration of Embodiment 6 of the communication terminal apparatus of the present invention.
In FIG. 8, the
10 通信端末装置
11 電源部
12 通信モジュール
13 制御部
14 ドライバ
15 コネクタ
16 半導体スイッチ
17 通信IF部
18 コネクタ
20 センサ機器
DESCRIPTION OF
Claims (8)
を備えた通信端末装置において、
前記制御手段は、前記Ts の整数倍の周期ごとに前記データを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後に前記インタフェース手段を起動して前記データを受信し、当該データ受付期間の終了後に前記インタフェース手段を停止する制御を行う構成である
ことを特徴とする通信端末装置。 In a communication terminal device comprising: interface means for receiving data transmitted at a predetermined cycle Ts from a sensor device; and control means for controlling transfer of data received by the interface means to an external device via a communication line ,
The control means sets a data reception period having a predetermined time length for receiving the data every cycle which is an integral multiple of Ts, and activates the interface means after the start of the data reception period to The communication terminal device is configured to perform control to stop the interface unit after the data reception period ends.
前記制御手段は、前記インタフェース手段を停止した後にスリープ状態に設定し、前記インタフェース手段を起動する前にウェイクアップする
ことを特徴とする通信端末装置。 The communication terminal device according to claim 1,
The communication terminal device is characterized in that the control means sets the sleep state after stopping the interface means and wakes up before starting the interface means.
前記制御手段は、前記データ受付期間として前記Ts を超える時間長を有する第1のデータ受付期間を設定して第1のデータを受信し、当該第1のデータの受信および第2以降のデータの受信からそれぞれ前記Ts の整数倍の周期ごとに、第2以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第2のデータ受付期間を設定し、前記インタフェース手段の起動/停止を制御する
ことを特徴とする通信端末装置。 The communication terminal device according to claim 1,
The control means receives the first data by setting a first data reception period having a time length exceeding Ts as the data reception period, and receives the first data and the second and subsequent data. A second data reception period having a predetermined time length for receiving the second and subsequent data is set for each period that is an integral multiple of Ts from the reception, and the start / stop of the interface means is controlled. A communication terminal device.
前記制御手段は、前記第2のデータ受付期間の開始タイミングを、1つ前のデータの受信タイミングから前記Ts の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する
ことを特徴とする通信端末装置。 The communication terminal device according to claim 3.
The control means sets the start timing of the second data reception period to a predetermined time before a timing that is an integer multiple of Ts from the reception timing of the previous data.
前記制御手段は、前記データ受付期間中に前記データを受信して転送した後に、当該データ受付期間を終了して前記インタフェース手段を停止する制御を行う
ことを特徴とする通信端末装置。 The communication terminal device according to claim 1,
The said control means performs control which stops the said interface means by ending the said data reception period, after receiving and transferring the said data during the said data reception period.
前記制御手段は、前記データ受付期間に前記データの受信を開始している場合に、当該データの受信終了後に前記インタフェース手段を停止する制御を行い、当該データの転送後にスリープ状態に設定する
ことを特徴とする通信端末装置。 The communication terminal device according to claim 1,
The control means performs control to stop the interface means after completion of reception of the data when reception of the data is started during the data reception period, and sets the sleep state after transfer of the data. A characteristic communication terminal device.
前記制御手段は、前記Ts の整数倍の周期ごとに前記データを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後に前記インタフェース手段を起動して前記データを受信し、当該データ受付期間の終了後に前記インタフェース手段を停止する制御を行う
ことを特徴とする通信端末装置の動作制御方法。 An operation control method for a communication terminal apparatus, wherein the interface means receives data transmitted from the sensor device at a predetermined cycle Ts, and the control means controls to transfer the data received by the interface means to an external device via a communication line. In
The control means sets a data reception period having a predetermined time length for receiving the data every cycle which is an integral multiple of Ts, and activates the interface means after the start of the data reception period to And controlling the interface unit to stop after the end of the data reception period.
前記制御手段は、前記インタフェース手段を停止した後にスリープ状態に設定し、前記インタフェース手段を起動する前にウェイクアップする
ことを特徴とする通信端末装置の動作制御方法。 In the operation control method of the communication terminal device according to claim 7,
The operation control method for a communication terminal apparatus, wherein the control means sets the sleep state after stopping the interface means and wakes up before starting the interface means.
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