JP2014138339A - 送信機と受信機を含むシステム、受信機及び受信方法 - Google Patents

送信機と受信機を含むシステム、受信機及び受信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 信号を間欠的に繰り返して送信する送信機と受信機とを含むシステムにおいて、ノイズによる通信の断絶を防止する。
【解決手段】 送信機10は、使用者の操作によりオンオフされるスイッチ11と、スイッチ11がオンされている間に、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を発信する発信部12とを備え、受信機20は、発信部12が発信した指令信号を受信する受信部21と、受信部21が受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、その受信割合に基づき受信部21が受信する周波数を選択する制御部22と、を備えるシステムを提供する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、送信機と受信機を含むシステム、受信機及び受信方法に関し、特に、間欠的に指令信号を送信する送信機と受信機を含むシステム、その送信機からの指令信号を受信する受信機及び受信方法に関する。
従来から、受信機側の低消費電力化のため、指令信号を所定の送信時間繰り返して送信する送信機と、その繰り返して送信される指令信号を受信するため間欠的に受信動作を行う受信機とを含む遠隔制御システムに関する技術は広く知られている(例えば、特許文献1に開示されたリモートコントロールシステム)。
また、外乱ノイズ電波が存在している環境においても確実に指令信号を送信するために、送信機と受信機の間で複数の周波数を用いて、信号の送受信を行う技術も知られている。
例えば、特許文献2では、妨害電波等の通信を阻害する要素の影響を受け難くすることを目的として車載機器制御システムが開示されている。この車載機器制御システムは、車両に搭載される車両側ユニットが送信するリクエスト信号に応答して携帯機がレスポンス信号を返送する相互通信を行なうことによって携帯機の照合を実施し、その照合の照合結果に応じて車載機器を制御するものである。携帯機の照合においては、前回照合が成立した周波数、照合が成立した回数が多い周波数の順、照合が不成立となった回数が少ない周波数の順のいずれかに基づいて、優先順位が高い一つの周波数が設定される。
また、特許文献3では、公知文献2と同様の目的を有する車載機器制御システムが開示されている。この車載機器制御システムは、車両に搭載される車両側ユニットが送信するリクエスト信号に応答して携帯機がレスポンス信号を返送する相互通信を行なうことによって携帯機の照合を実施し、照合結果に応じて車載機器を制御するものである。照合結果において照合が不成立であった場合には周波数を切り替えて相互通信を行い、再度照合を実施する。
また、特許文献4では、ノイズの影響を受けやすい環境にあっても、無線信号を適切に送受信することを目的として電子キーシステムが開示されている。この電子キーシステムは、携帯機の送信回路と車両側装置の受信回路との間の応答信号の送受信を通じて、車両を制御する。応答信号はその周波数が予め設定された3つの周波数に設定可能であり、直後に応答信号の送受信が開始されると推定される事前操作を検知した際にその3つの周波数についてノイズの影響の少ない周波数を検索する周波数検索処理を実行する。そして、この周波数検索処理を通じて検索された周波数にその応答信号の周波数を設定する。
また、特許文献5では、非常停止信号を成形品取出機に無線送信する機能を備えたコントローラにおいて、成形品取出機での非常停止信号の確実な受信を可能にすることを目的としてコントローラが開示されている。このコントローラにおいては、非常停止信号は、成形品取出機を停止させる為の複数の強制停止信号が多重化されている。そのため、ノイズ等で通信不良状態に陥り、多重化された何れかの非常停止信号が成形品取出機側に届かないことがあっても、残りの非常停止信号が成形品取出機に確実に届く。
特開平2−238794号公報 特開2010−167958号公報 特開2010−168835号公報 特開2009−084954号公報 特開2008−246717号公報
使用者が携帯する携帯機(FOB)の操作ボタンを押し続けた場合、携帯機と車両に搭載された制御装置との間で通信を行い、携帯機の操作ボタンが押されている間連続して制御対象機器を駆動する車両用制御システムにおいては、以下の問題が生じやすい。即ち、かかる連続した信号を受信し続けることが必要な制御システムにおいては、外乱ノイズ電波などにより、正規の携帯機と制御装置との間に継続していた通信が不成立となった場合、制御対象機器の駆動が意図せず停止してしまう場合があり、使用者を驚かせることになる。
そこで本発明は、指令信号を間欠的に繰り返して送信する送信機とその信号を受信するため受信動作を行う受信機とを含むシステムにおいて、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムに係るものである。また、本発明は、間欠的に繰り返して指令信号を送信する送信機からその信号を受信する受信機および受信方法において、ノイズによる通信の断絶を防止する受信機および受信方法に係るものである。
上記課題を解決するために、指令信号を無線送信する送信機と、その送信機が送信した指令信号を受信する受信機と、を備えるシステムであって、その送信機は、使用者の操作によりオンオフされるスイッチと、そのスイッチがオンされている間に、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を発信する発信部と、を備え、その受信機は、発信部が発信した指令信号を受信する受信部と、その受信部が受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、その受信割合に基づき受信部が受信する周波数を選択する制御部と、を備えるシステムが提供される。
これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能なシステムを提供することができる。
さらに、制御部は、2以上の周波数の中から最も低い受信割合の周波数を除き、その他の周波数を選択することを特徴としてもよい。
これによれば、受信割合の高い周波数に絞って受信することで、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。
さらに、制御部は、その他の周波数を選択することを繰り返し、1の周波数を選択することを特徴としてもよい。
これによれば、受信割合の最も高い周波数に絞り込んで指令信号を受信することで、ノイズによる通信の断絶を確実に防止するシステムを提供することができる。
さらに、制御部は、受信部が1の周波数の指令信号を受信している時であって、1の周波数の受信割合が減少した場合、選択していない周波数の中からも選択することを特徴としてもよい。
これによれば、1つに絞り込んだ周波数の指令信号の受信割合が低下した場合に、受信する指令信号の周波数を増加させることで、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。
別の観点によれば、上記課題を解決するために、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を無線送信する送信機から指令信号を受信する受信機であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信機が提供される。
これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能な受信機を提供することができる。
別の観点によれば、上記課題を解決するために、2以上の周波数で同時に間欠的に無線送信される指令信号を受信する受信方法であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信方法が提供される。
これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能な受信方法を提供することができる。
以上説明したように、本発明によれば、指令信号を間欠的に繰り返して送信する送信機とその信号を受信するため受信動作を行う受信機とを含むシステムにおいて、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。また、本発明によれば、間欠的に繰り返して指令信号を送信する送信機からその信号を受信する受信機および受信方法において、ノイズによる通信の断絶を防止する受信機および受信方法を提供することができる。
本発明に係る第一実施例のシステムを示すブロック図。 本発明に係る第一実施例のシステムにおける周波数を選択するステップを示す説明図。 本発明に係る第一実施例のシステムにおける周波数を選択するステップを示すフローチャート。 本発明に係る第二実施例のシステムにおける周波数を選択するステップを示す説明図。 本発明に係る第二実施例のシステムにおける周波数を選択するステップを示すフローチャート。 従来技術における間欠送受信の模式図(A)と、FOBのノイズが存在した場合の間欠送受信の模式図(B)。
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る各実施例について説明する。
<第一実施例>
まず、図6を参照し、信号を間欠的に繰り返して送信する送信機とその信号を受信するため受信動作を行う受信機とを含むシステムにおける従来技術を説明する。(A)は、携帯機(FOB)と車両に搭載された車載機の間で間欠送受信の模式図を示す。このシステムでは、携帯機である送信機側が、送信開始の信号を送信し、車載機である受信機側と同期を取った後、間欠送受信を行う。
間欠送受信とは、携帯機の操作スイッチがオンになっている間携帯機が車載機に対して信号送信する際、送信機側が連続的に信号を送信し続けるのではなく、図に示すように間欠的に(断続的に)信号を送信する。また、車載機の受信機側は、送信機側と同様に、間欠的に受信可能期間を設け、間欠的に受信する。これは、低消費電力化のためである。このような間欠送受信は、例えば、福祉用車両でウィンチにより車椅子を車両内に持ち上げる車両に対して、携帯機でウィンチ駆動を操作する場合に好適に用いられる。この場合、携帯機のスイッチを指で押している(オンしている)間だけウィンチを駆動させ、車椅子を車両内に持ち上げる。逆に、携帯機のスイッチから指を離せば(スイッチをオフすれば)ウィンチの駆動は停止する。
(B)は、別携帯機(FOB)のノイズが存在する場合の間欠送受信の模式図を示す。このようなノイズがある場合、車載機の受信機が、受信可能期間にその別の携帯機の信号やノイズ電波を受信してしまうと、その信号(ノイズ)の受信処理を始めてしまい、正規の携帯機からの信号を受信できなくなってしまう。その結果、間欠送受信が成立せず、車載機は制御対象の機器、例えば、ウィンチの駆動を意図せず停止させることとなる。外乱ノイズがある場合も同様なことが生ずる。本発明は、間欠送受信において、ノイズによる通信の断絶を防止することを課題とするものである。
図1は、本実施例における送受信を行うシステム1のブロック図である。システム1は、指令信号を無線送信する送信機10と、送信機10が送信した指令信号を受信する受信機20とを含む。送信機10は、典型的には、受信機を備える車両に対して指令信号を送信するため、車両の使用者により保持される携帯機である。
送信機10が車両用の携帯機であり、受信機20が車両に搭載されている場合、送信機10が送信する指令信号は、車両に搭載された機器などを制御するための信号である。送信機10は、使用者の操作によりオンオフされるスイッチ11と、スイッチ11がオンされている間に、間欠的に指令信号を発信する発信部12とを備える。例えば、携帯機である送信機10のスイッチ11を指で押し続けている間だけ、受信機が指令信号を受信し、機器を駆動する場合などである。逆に、送信機10のスイッチ11がオフされれば、機器は駆動を停止する。無線送信に使用される帯域は、一般的には、携帯機である場合送信機10から受信機20へはUHF帯の電波を送信するが、これに限定されない。
また、発信部12は、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を発信する。発信部12は、例えば、UHF帯のうち312〜315.25MHz帯の範囲内の電波が設定されており、この範囲内において複数の周波数(例えば、周波数A、周波数B、・・・)で、指令信号を発信する。複数の周波数の送信方法は特に限定されるものではなく、例えば、発信部12にPLL(Phase Locked Loop)機能を持たせて、送信周波数を変化させて送信させる。
受信機20は、送信機10の発信部12が2以上の周波数で発信した指令信号を受信する受信部21と、受信部21が受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、受信割合に基づき受信部が受信する周波数を選択する制御部22とを備える。複数の周波数の受信方法は特に限定されるものではない。例えば、受信部21にPLL機能を持たせて、送信機10の送信周波数と一致する受信周波数に変化させて受信させる。制御部22は、ある一定時間内に受信すべき指令信号の所定の回数に対する、その一定時間内に実際に受信した指令信号の回数の割合を、周波数毎に受信割合として算出する。そして、制御部22は、その受信割合に基づいて、受信部21が受信する周波数を選択する。
図2を参照し、制御部22の周波数の選択について詳述する。本図の上段に示す状態では、送信機10と受信機20は、3つの周波数の周波数A、周波数B、及び周波数Cで送受信を行っている。そこで、受信機20の制御部22は、一定時間の後それぞれの周波数毎に受信割合を算出すると、周波数Aの受信割合は100%、周波数Bの受信割合は93%、周波数Cの受信割合は65%であった。そこで、制御部22は、この結果に基づいて、最も受信割合の低い周波数Cを除いて残りの周波数Aと周波数Bを選択する。
この選択方法は、これに限定されるものではなく、いろいろ考えられる。上記のように相対的に高い受信割合の周波数を選択してもよいし、例えば、ある閾値を設けてそれより高い受信割合の周波数を選択してもよい。除外する周波数の数も、複数であってもよいし、1つであってもよい。
また、本図の中段に示す状態では、受信機20は、前の状態で絞り込まれた周波数Aと周波数Bだけを受信する。なお、送信機10は、周波数Cを送信し続けている。受信機20は、さらに一定時間受信し、それぞれの周波数毎に受信割合を算出した。この場合、周波数Aの受信割合は100%、周波数Bの受信割合は95%であった。そこで、制御部22は、この結果に基づいて、受信割合の低い周波数Bを除いて残りの周波数Aを選択する。ここでは、制御部22は、2以上の周波数の中から最も低い受信割合の周波数を除き、その他の周波数を選択する。
なお、上記の選択方法は、例示であり特に限定されない。第1の閾値とまず比較して受信割合が高い周波数を選び、一定期間経過後に第2の閾値と比較して受信割合が高い周波数を選んでもよい。また、閾値とまず比較して受信割合が高い周波数を選び、一定期間経過後に相対的に受信割合が高い周波数を選んでもよい。また、相対的に受信割合の高い周波数を複数選び、一定期間経過後に閾値と比較してそれ以上の受信割合の周波数を選んでもよい。また、相対的に受信割合の高い周波数を複数選び、一定期間経過後にさらに相対的に受信割合が高い1つの周波数を選んでもよい。いずれにしても、受信割合の高い周波数が徐々に絞り込まれていく。
これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能なシステムを提供することができる。また、受信割合の高い周波数に絞って受信することで、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。さらに、制御部22は、受信割合が相対的に高いその他の周波数を選択することを繰り返し、最後に1つの周波数を選択することで、受信割合の最も高い周波数を選択することができ、ノイズによる通信の断絶を確実に防止するシステムを提供することができる。
なお、周波数を絞り込む場合、受信割合の算出は、前述の一定時間内に受信すべき回数に対する実際の受信回数に限られない。例えば、最も受信回数の多い周波数で指令信号を所定回数受信するまでの時間を計測し、その時間内に受信すべき回数と実際の各周波数での受信回数とから受信割合を算出しても良い。また、一定時間内で最も受信回数の多い周波数を基準にし、その他の周波数の受信割合を算出しても良い。
図3を参照し、より詳細に、制御部22が周波数を絞り込む過程を説明する。なお、フローチャートにおけるステップはSと省略して記載する。まず、受信機20は、S100において、送信開始の信号を受信する。即ち、受信機20は間欠受信を開始する。制御部22は、S102において、一定時間内の正規信号の受信が完了するまで周波数毎にモニターする。制御部22は、一定時間内の正規信号の受信が完了したと判断した場合、S104において、各周波数それぞれの受信割合を算出する。
次に、制御部22は、S106において、算出した受信割合の中で規定した閾値以上のものがあるか否かを判断する。もし、閾値以上の受信割合の周波数がない場合、制御部22は、S108において、その閾値のレベルを下げるなどの調整を行い、S104において再度受信割合を算出する。閾値以上の受信割合の周波数があった場合、制御部22は、S110において、受信割合が閾値レベル以上の周波数の信号のみ受信するよう受信側設定変更し、新規設定で受信動作継続する。
さらに、制御部22は、S112において、一定時間内の正規信号の受信が完了するまで、S110で設定した周波数毎にモニターする。制御部22は、一定時間内の正規信号の受信が完了したと判断した場合、S114において、各周波数それぞれの受信割合を算出する。制御部22が一定時間内の正規信号の受信が完了していないと判断した場合、S113において、制御部22は、間欠受信が終了したか否か、即ち、いずれの周波数においても受信すべき指令信号が一定時間内で受信したか否かを判断する。制御部22は、間欠受信が終了していないと判断した場合はS112の処理を繰り返し、終了したと判断した場合は処理を終了する。
次に、制御部22は、S116において、S114において算出した受信割合の中で規定した閾値以上のものがあるか否かを判断する。もし、閾値以上の受信割合の周波数がない場合、制御部22は、S120において、全周波数で受信するよう受信設定変更し、新規設定で受信動作継続する。また、閾値以上の受信割合の周波数があった場合、制御部22は、S118において、受信割合が閾値以上の周波数の信号のみ受信するよう受信側設定変更し、新規設定で受信動作継続する。
さらに、制御部22は、S122において、一定時間内の正規信号の受信が完了するまで、S118またはS120で設定した周波数毎にモニターする。制御部22は、一定時間内の正規信号の受信が完了したと判断した場合、S114にもどり、S114からS122までを繰り返す。制御部22が一定時間内の正規信号の受信が完了していないと判断した場合、S124において、制御部22は、間欠受信が終了したか否か、即ち、いずれの周波数においても受信すべき指令信号が一定時間内で受信したか否かを判断する。制御部22は、間欠受信が終了していないと判断した場合はS122の処理を繰り返し、終了したと判断した場合は処理を終了する。
これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能なシステムを提供することができる。また、所定の閾値より高い受信割合の周波数に絞って受信することで、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。さらに、制御部22は、所定の閾値より高い受信割合の周波数を選択することを繰り返し、最後に1つの周波数を選択することで、受信割合の最も高い周波数を選択することができ、ノイズによる通信の断絶を確実に防止するシステムを提供することができる。
また、上述の受信機20は、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を無線送信する送信機10から指令信号を受信する受信機であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、その受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信機である。これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能な受信機を提供することができる。
また、上述した受信方法は、2以上の周波数で同時に間欠的に無線送信される指令信号を受信する受信方法であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、その受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信方法である。これによれば、周波数毎の受信割合に基づいて受信する周波数を選択することで絞り込み、ノイズによる通信の断絶を防止可能な受信方法を提供することができる。
<第二実施例>
図4は、本実施例における受信機20aの制御部22a(図示せず)の周波数の選択について、図5は、本実施例のシステムにおける周波数を選択し増加させるステップについて説明するものである。図4と図5を参照し、制御部22aが受信する周波数を増加させる過程を説明する。なお、重複記載を避けるため第一実施例と異なる部分を中心に記載する。図5と図3における違いはS220のみであり、その他は同じである。
第一実施例では、閾値以上の受信割合の周波数がない場合、制御部22は、一度に全周波数で受信するよう受信設定変更した。本実施例では、受信部21a(図示せず)が1の周波数の指令信号を受信している時であって、1の周波数の受信割合が減少した場合、制御部22aは、選択していない周波数の中から1つ1つ選択し、受信部21aが受信する周波数の数を徐々に増加させていく。
より具体的には、図5に示すように、制御部22aは、S216において、S214において算出した受信割合の中で規定した閾値以上のものがあるか否かを判断する。そして、閾値以上の受信割合の周波数がない場合、制御部22は、S220において、受信周波数を追加設定し、その追加した周波数の信号を含めて、その新規設定で受信動作を継続する。また、閾値以上の受信割合の周波数があった場合、制御部22は、S218において、受信割合が閾値以上の周波数の信号のみ受信するよう受信側の設定を変更し、その新規設定で受信動作継続する。
図4の上段が示す状態では、送信機10aと受信機20aは、1つの周波数の周波数Aで送受信を行っている。そこで、制御部22aは、その周波数に受信割合を算出したところ、周波数Aの受信割合は、以前は100%であったが、今回の算出では88%であった。そこで、制御部22aは、この結果に基づいて、直前には受信していなかった周波数Bを選択し、受信し始める。
また、図4の中段に示す状態では、制御部22aは、周波数Bを受信し始め一定時間経過後、周波数Aと周波数Bの受信割合を算出したところ、周波数Aの受信割合はやはり88%で、周波数Bの受信割合は67%であった。そこで、受信機20aは、直前には受信していなかった周波数Cをさらに選択し、受信し始める。
また、図4の下段に示す状態では、制御部22aは、周波数Cを受信し始め一定時間経過後、周波数A、周波数Bおよび周波数Cの受信割合を算出したところ、周波数Aの受信割合は88%、周波数Bの受信割合は67%、周波数Cの受信割合は95%であった。この場合、周波数Cの受信割合が最も高いこととなり、以前受信していた周波数Aよりも受信割合の高い周波数で受信することが可能となった。このように、制御部22は、受信部21が1の周波数の指令信号を受信している時であって、1の周波数の受信割合が減少した場合、選択していない周波数の中からも選択する。これにより、1つに絞り込んだ周波数の指令信号の受信割合が低下した場合に、受信する指令信号の周波数を増加させることで、ノイズによる通信の断絶を防止するシステムを提供することができる。
なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用環境、構成要素、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した使用環境などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの使用環境などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、送信機と受信機のシステムは、車両に使用される携帯機と車載機を例に記載したが、これに限定されるものではなく、家庭用や産業機械用に使用できることは言うまでもない。例えば、ガレージのシャッターの開け閉めする遠隔制御装置に、また、工作機械を遠隔制御するコントローラに、このシステムを使用することができる。
1 システム
10 送信機
11 スイッチ
12 発信部
20 受信機
21 受信部
22 制御部

Claims (6)

  1. 指令信号を無線送信する送信機と、前記送信機が送信した指令信号を受信する受信機と、を備えるシステムであって、
    前記送信機は、
    使用者の操作によりオンオフされるスイッチと、
    前記スイッチがオンされている間に、2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を発信する発信部と、
    を備え、
    前記受信機は、
    前記発信部が発信した指令信号を受信する受信部と、
    前記受信部が受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、前記受信割合に基づき前記受信部が受信する周波数を選択する制御部と、
    を備える、
    システム。
  2. 前記制御部は、2以上の周波数の中から最も低い受信割合の周波数を除き、その他の周波数を選択することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. 前記制御部は、前記その他の周波数を選択することを繰り返し、1の周波数を選択することを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  4. 前記制御部は、前記受信部が前記1の周波数の指令信号を受信している時であって、前記1の周波数の受信割合が減少した場合、選択していない周波数の中からも選択することを特徴とする請求項3に記載のシステム。
  5. 2以上の周波数で同時に間欠的に指令信号を無線送信する送信機から指令信号を受信する受信機であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、前記受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信機。
  6. 2以上の周波数で同時に間欠的に無線送信される指令信号を受信する受信方法であって、受信した指令信号の周波数毎の受信割合を算出し、前記受信割合に基づき受信する周波数を選択する受信方法。
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KR101935351B1 (ko) * 2018-03-22 2019-01-04 주식회사 벤플 스위치를 포함하는 비콘 장치와 이를 이용한 서비스 제공 방법

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