JP2014153901A - Wireless tag with sensor and data collection method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、センサ付無線タグに係り、特にレギュレータを介すことなく電池からの電力を受けて動作するセンサ付無線タグおよびこのセンサ付無線タグを用いたデータ収集方法に関する。 The present invention relates to a wireless tag with a sensor, and more particularly to a wireless tag with a sensor that operates by receiving power from a battery without using a regulator, and a data collection method using the wireless tag with a sensor.
電力の供給が困難な環境において、振動や歪等の測定データの収集を行うための手段として、センサ付無線タグが使用される。このセンサ付無線タグは、歪センサ、加速度センサ等の各種のセンサと、このセンサにより得られたアナログ信号のA/D変換を行うA/D変換器と、A/D変換結果であるデジタル値のデータ収集部への無線送信を行う無線通信装置と、これらの各部に電力を供給する電源装置とをモジュール化したものである。 A wireless tag with a sensor is used as a means for collecting measurement data such as vibration and distortion in an environment where it is difficult to supply power. The wireless tag with sensor includes various sensors such as a strain sensor and an acceleration sensor, an A / D converter that performs A / D conversion of an analog signal obtained by the sensor, and a digital value that is an A / D conversion result. A wireless communication device that performs wireless transmission to the data collection unit and a power supply device that supplies power to these units are modularized.
ところで、センサ付無線タグのうち高いA/D変換精度が要求されるものでは、電源装置の内部インピーダンスを低くして電源電圧変動を抑える必要がある。そこで、このようなセンサ付無線タグでは、電池とその出力電圧を安定化してタグ内の各装置に供給するレギュレータとからなるものが電源装置として一般的に採用されている(例えば特許文献1参照)。しかし、このようなレギュレータを備えたセンサ付無線タグには、次の問題がある。まず、センサ付無線タグにレギュレータを設けると、このレギュレータによる電力損失や消費電流が発生するため、その分だけ電池寿命が短くなる問題がある。また、レギュレータを動作させるためには、入力電圧下限値以上の電圧を電池からレギュレータに供給する必要がある。このため、レギュレータを備えたセンサ付無線タグは、電池の出力電圧がこの入力電圧下限値以上である期間しか動作させることができず、電池容量の全てを使い切る長時間の動作をさせることができない。このような問題を回避するためには、センサ付無線タグにレギュレータを設けず、電池とA/D変換器等のモジュール内の装置とを直結した構成にする必要がある。しかし、この構成では、センサ付無線タグ内の電源電圧変動が大きくなり、A/D変換結果の精度が劣化する問題が発生する。そこで、大容量のコンデンサをセンサ付無線タグの電源および接地間に設けることが考えられる。しかし、このような大容量のコンデンサは大型になるため、センサ付無線タグに設けるのは困難である。しかしその一方、センサ付無線タグにレギュレータも設けず、大容量のコンデンサも設けないとなると、電池の内部抵抗が高いため、センサ付無線タグの消費電流の増減によって大きな電源電圧変動が発生し、センサ付無線タグからデータ収集部に送信されるA/D変換結果の誤差が大きくなり、データ収集部におけるA/D変換結果のデータ処理の信頼性が損なわれるという問題がある。 By the way, in a wireless tag with a sensor that requires high A / D conversion accuracy, it is necessary to reduce the power supply voltage fluctuation by reducing the internal impedance of the power supply device. Therefore, in such a wireless tag with a sensor, a power supply device is generally adopted that includes a battery and a regulator that stabilizes the output voltage and supplies the output voltage to each device in the tag (see, for example, Patent Document 1). ). However, the wireless tag with sensor provided with such a regulator has the following problems. First, if a sensor-equipped wireless tag is provided with a regulator, power loss and current consumption are caused by the regulator, and there is a problem that the battery life is shortened accordingly. Further, in order to operate the regulator, it is necessary to supply a voltage equal to or higher than the input voltage lower limit value from the battery to the regulator. For this reason, the sensor-equipped wireless tag provided with the regulator can be operated only during a period when the output voltage of the battery is equal to or higher than the lower limit value of the input voltage, and cannot be operated for a long time using all of the battery capacity. . In order to avoid such a problem, it is necessary to provide a configuration in which a battery is not directly provided with a sensor but a battery and a device in a module such as an A / D converter are directly connected. However, with this configuration, there is a problem that the power supply voltage fluctuation in the sensor-equipped wireless tag becomes large and the accuracy of the A / D conversion result deteriorates. Therefore, it is conceivable to provide a large-capacity capacitor between the power supply and ground of the wireless tag with sensor. However, since such a large-capacity capacitor is large, it is difficult to provide the sensor-equipped radio tag. However, on the other hand, if the wireless tag with sensor is not provided with a regulator and a large-capacity capacitor is not provided, the internal resistance of the battery is high. There is a problem that the error of the A / D conversion result transmitted from the sensor-equipped wireless tag to the data collection unit becomes large, and the data processing reliability of the A / D conversion result in the data collection unit is impaired.
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、誤差の大きなA/D変換結果がセンサ付無線タグからデータ収集部に送信されてデータ収集部の処理に悪影響が与えられるのを防止するための技術的手段を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an A / D conversion result with a large error is transmitted from the wireless tag with sensor to the data collecting unit, and the processing of the data collecting unit is adversely affected. It aims to provide technical means to prevent.
この発明によるデータ収集方法では、電池から電力の供給を受け、センサにより得られるアナログ信号のA/D変換およびA/D変換結果であるデジタル値のデータ収集部への無線送信を繰り返すセンサ付無線タグを用いる。そして、同データ収集方法では、前記センサ付無線タグにおいて、前記アナログ信号のA/D変換のタイミングが前記センサ付無線タグ内の特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該A/D変換の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないようにする。 In the data collection method according to the present invention, a sensor-equipped wireless device that repeats wireless transmission to a data collection unit of an A / D conversion of an analog signal obtained by a sensor and a digital value, which is an A / D conversion result, is received from a battery Use tags. In the data collection method, in the wireless tag with sensor, when the timing of A / D conversion of the analog signal overlaps with the start or stop timing of a specific circuit in the wireless tag with sensor, the A The digital value that is the result of the / D conversion is not used in the data collection unit.
かかる発明によれば、A/D変換のタイミングと特定の回路の起動または停止のタイミングとが重なり、誤差の大きなA/D変換結果であるデジタル値が得られた場合に、同デジタル値がデータ収集部の処理対象から外される。従って、データ収集部に悪影響が与えられるのを防止することができる。 According to this invention, when the A / D conversion timing overlaps with the start or stop timing of a specific circuit and a digital value which is an A / D conversion result having a large error is obtained, the digital value is converted into data. Removed from processing by the collection unit. Therefore, it is possible to prevent the data collection unit from being adversely affected.
このようなデータ収集方法を実現するため、この発明は、センサにより得られるアナログ信号をデジタル値に変換するA/D変換部と、前記A/D変換部が出力する前記デジタル値をデータ収集部に与える送信部と、前記A/D変換部および前記送信部に電力を供給する電池と、前記A/D変換部によるA/D変換処理のタイミングが、特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該A/D変換処理の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないように無効化処理する制御部とを具備することを特徴とするセンサ付無線タグを提供する。 In order to realize such a data collection method, the present invention includes an A / D conversion unit that converts an analog signal obtained by a sensor into a digital value, and a data collection unit that outputs the digital value output from the A / D conversion unit. A transmission unit that supplies power, a battery that supplies power to the A / D conversion unit and the transmission unit, and a timing of A / D conversion processing by the A / D conversion unit is a timing of starting or stopping a specific circuit There is provided a wireless tag with a sensor, comprising: a control unit that performs invalidation processing so that a digital value that is a result of the A / D conversion processing is not used by the data collection unit when they overlap.
好ましい態様において、前記送信部は、無線にて前記デジタル値を前記データ収集部に与える無線通信回路を含み、前記特定の回路は、前記無線通信回路である。 In a preferred aspect, the transmission unit includes a wireless communication circuit that wirelessly supplies the digital value to the data collection unit, and the specific circuit is the wireless communication circuit.
また、前記制御部は、例えば当該A/D変換の結果であるデジタル値を破棄することにより前記無効化処理を実行する。 In addition, the control unit executes the invalidation process by discarding a digital value that is a result of the A / D conversion, for example.
好ましい態様において、前記制御部は、A/D変換処理の結果であるデジタル値を破棄する場合に、破棄するデジタル値の代わりにダミーのデジタル値をデータ収集部に与える。ダミーのデジタル値は、例えばA/D変換部が破棄するデジタル値をA/D変換した時点よりも以前にA/D変換したデジタル値である。 In a preferred aspect, when discarding a digital value that is a result of the A / D conversion process, the control unit gives a dummy digital value to the data collection unit instead of the digital value to be discarded. The dummy digital value is, for example, a digital value obtained by A / D conversion before the time when the digital value discarded by the A / D conversion unit is A / D converted.
ここで、破棄するデジタル値の直前のデジタル値は、当該A/D変換において大きな誤差が発生しなかったとしたら得られたであろうデジタル値に近い値になると考えられる。よって、データ収集部のデータ処理に与えられる悪影響を少なくすることができる。 Here, the digital value immediately before the digital value to be discarded is considered to be a value close to a digital value that would have been obtained if a large error did not occur in the A / D conversion. Therefore, adverse effects on the data processing of the data collection unit can be reduced.
好ましい態様において、前記制御部は、特定の回路の起動または停止時から所定期間内に得られた全てのデジタル値を無効化処理する。 In a preferred aspect, the control unit invalidates all digital values obtained within a predetermined period from the start or stop of a specific circuit.
ここで、所定時間とは、例えば特定の回路の起動または停止後、電源雑音が収束して、A/D変換の誤差が十分に小さくなるまでの所要時間である。この態様によれば、誤差の大きなA/D変換結果を漏らさず無効化処理の対象にすることができる。 Here, the predetermined time is, for example, the time required until the power supply noise converges and the error of A / D conversion becomes sufficiently small after starting or stopping a specific circuit. According to this aspect, the A / D conversion result having a large error can be made the object of invalidation processing without leaking.
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態であるセンサ付無線タグの構成を示す回路図である。図1において、電池1の正負の電極間にはコンデンサ2が接続されている。このコンデンサ2は、急激な電源雑音を吸収するに足る必要最低限の容量を有しており、センサ付無線タグ内に収容可能な小型のコンデンサである。本実施形態では、電池1の出力電圧がタグ内の各回路に直接供給される構成となっている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a sensor-equipped wireless tag according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a capacitor 2 is connected between positive and negative electrodes of a
基準電圧発生回路3は、電池1から供給される電源電圧に基づき、A/D変換器9に与える基準電圧Ref+およびRef−等の各種の基準電圧を発生する回路である。オペアンプにより構成されたボルテージフォロア4は、この基準電圧発生回路3が発生する基準電圧V1=Ref+をゲイン1で増幅し、センサ5に対する電源電圧として出力する。センサ5は例えば歪ゲージである。
The reference
アンプ7はセンサ5が出力するアナログ信号V3を増幅し、センサ値信号V4として出力する。アンプ7は、オペアンプ70と、抵抗71および72とにより構成されている。ここで、オペアンプ70の反転入力端子にはセンサ5が出力するアナログ信号V3が与えられる。また、抵抗71は、オペアンプ70の非反転入力端子と接地との間に介挿され、抵抗72は、オペアンプ70の出力端子と非反転入力端子との間に介挿されている。抵抗71および72の抵抗値をR71およびR72とした場合、アンプ7は、センサ5が出力するアナログ信号V3を(R71+R72)/R71のゲインで増幅し、センサ値信号V4として出力する。
The
A/D変換器9は、基準電圧発生回路3から供給される基準電圧Ref+およびRef−に基づき、アンプ7が出力するセンサ値信号V4をデジタル信号に変換する回路である。本実施形態では、上述したように基準電圧発生回路3が出力する基準電圧V1=Ref+をボルテージフォロア4を介してセンサ5に供給しているので、センサ5が計測した物理量を抵抗値に変換するようなセンサである場合に、基準電圧V1=Ref+の変動によって生じるA/D変換結果の誤差を相殺することができる。
The A / D converter 9 is a circuit that converts the sensor value signal V4 output from the
RF送信IC20は、A/D変換器9から出力されるデジタル信号によってキャリアを変調し、図示しないデータ収集部に無線信号として送信する無線通信回路である。
The
MCU(Micro Controller Unit)10は、センサ付無線タグ内の各回路を制御する制御部である。このMCU10は、各種のプログラムを記憶したROMと、ワークエリアとしてのRAMを内蔵している。MCU10は、ROM内のプログラムに従い、A/D変換器9にA/D変換を実行させ、RF送信IC20にA/D変換結果であるデジタル信号を送信させる制御を繰り返す。そして、RF送信IC20およびこのRF送信IC20にA/D変換結果であるデジタル信号を送信させるMCU10は、A/D変換結果であるデジタル値をデータ収集部に与える送信部として機能する。
The MCU (Micro Controller Unit) 10 is a control unit that controls each circuit in the wireless tag with sensor. The
MCU10として1チップのMCUを用いる場合、上述したA/D変換結果の誤差の相殺を行わせるために、基準電圧発生回路3とA/D変換器9とを同リップ内に設けることが好ましい。
When a one-chip MCU is used as the
本実施形態の特徴は、MCU10によって行われるA/D変換器9およびRF送信IC20の制御にある。この制御を要約すると次の通りである。すなわち、MCU10は、RF送信IC20の起動または停止のタイミングとA/D変換のタイミングとが重なった場合に、当該A/D変換の結果であるデジタル値がデータ収集部に使用されないように無効化処理する。具体的には当該A/D変換の結果であるデジタル値を破棄し、その代わりのダミーのデジタル値として前回のA/D変換の結果であるデジタル値を採用し、送信対象にする。RF送信IC20の起動または停止のタイミングとA/D変換のタイミングとが重なった場合とは、例えばRF送信IC20の起動または停止のタイミングから所定時間が経過するまでの期間内にA/D変換結果が得られた場合である。
The feature of this embodiment is the control of the A / D converter 9 and the
図2はセンサ値信号V4のA/D変換結果であるデジタル値DV4と、電池1の出力電圧VBの時間的変化を例示するタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart illustrating a temporal change in the digital value DV4, which is the A / D conversion result of the sensor value signal V4, and the output voltage VB of the
図2において、IC_ONはMCU10がデジタル信号の送信を行わせるためにRF送信IC20の電源をONにするタイミング、IC_OFFはMCU10がデジタル信号の送信を終えたRF送信IC20の電源をOFFにするタイミングを示している。本実施形態において、MCU10は、一定周期で繰り返されるタイマ割り込みによりA/D変換器9にセンサ値信号V4のA/D変換を行わせる。また、MCU10は、所定回数のA/D変換が完了する都度、それらのA/D変換結果であるデジタル値の無線送信をRF送信IC20に行わせる。このRF送信IC20が送信動作を行うときに最も大きな消費電流が発生する。このため、電池1の出力電圧VBは、IC_ONのタイミングにおいて大きく低下し、IC_OFFのタイミングにおいて大きく上昇する。
In FIG. 2, IC_ON is a timing at which the power of the
このように電源電圧VBが変動すると、この電源電圧VBの変動のタイミングにおいて、A/D変換器9のA/D変換結果であるデジタル値DV4に大きな誤差が発生する。そこで、本実施形態においてMCU10は、IC_ONタイミングまたはIC_OFFタイミングから所定時間が経過するまでの期間内にデジタル値DV4が得られた場合にそのデジタル値DV4を破棄し、その代わりのダミーのデジタル値として前回のA/D変換により得られたデジタル値DV4を採用し、データ収集部への送信対象とする。
When the power supply voltage VB fluctuates in this way, a large error occurs in the digital value DV4 which is the A / D conversion result of the A / D converter 9 at the timing of fluctuation of the power supply voltage VB. Therefore, in this embodiment, the
本実施形態によれば、このような無効化処理が行われるため、電池1がタグ内の各回路に直結された構成においても、誤差の大きなA/D変換結果がデータ収集部に送られてデータ収集部のデータ処理に悪影響が与えられるのを防止することができる。
According to the present embodiment, since such invalidation processing is performed, even in a configuration in which the
次にこのような制御を実現するための具体的なプログラム例を説明する。図3〜図5は本実施形態におけるMCU10が実行する各種のルーチンの処理内容を示すフローチャートである。本実施形態において、MCU10は、初期設定指令が与えられることにより図3に示すメインルーチンの実行を開始する。ここで、初期設定指令は、例えばセンサ付無線タグに設けられた電源スイッチ(図示略)がONになったとき、あるいはセンサ付無線タグに対して外部から何等かの起動指令が与えられた場合に発生される指令である。
Next, a specific program example for realizing such control will be described. 3 to 5 are flowcharts showing the processing contents of various routines executed by the
MCU10は、メインルーチンの実行を開始すると、まず、イニシャル処理を実行する(SA1)。このイニシャル処理では、内蔵のRAM内に設定された制御用のフラグ、カウンタ、レジスタ類の初期設定を行う。次に、無線フレームの送信を要求するRF_TX_Flagが“1”になったか否かを判断し(SA2)、判断結果が「YES」になるまで同判断を繰り返す。
When starting execution of the main routine, the
本実施形態では、図示しないタイマが一定の周期でタイマ割り込み信号を発生させる。MCU10は、このタイマ割り込み信号が発生する都度、図4に示すタイマ割り込みルーチンを実行する。まず、MCU10は、タイマ割り込みルーチンの実行回数を示すA/D_Counterを1だけインクリメントする(SA16)。
In this embodiment, a timer (not shown) generates a timer interrupt signal at a constant cycle. The
次にMCU10は、TX_ON_OFF_Flagが0より大きいか否かを判断する(SA17)。このTX_ON_OFF_Flagは、RF送信IC20のONタイミングまたはOFFタイミングから所定時間が経過するタイミングまでの残り時間を示すフラグである。SA17の判断結果が「YES」である場合、TX_ON_OFF_Flagを1だけデクリメントし(SA18)、SA19に進む。これに対し、SA17の判断結果が「NO」である場合、SA18を実行することなくSA19に進む。従って、RF送信IC20のONタイミングまたはOFFタイミングから所定時間が経過してTX_ON_OFF_Flag=0となった場合には、以後、TX_ON_OFF_Flagは、0を維持することとなる。
Next, the
次にSA19に進むと、A/D_Counterの内容がA/D変換周期(より厳密には、A/D変換周期をタイマ割り込みルーチンの実行回数に換算した数値)に到達したか否かを判断し(SA19)、判断結果が「NO」である場合にはタイマ割り込みルーチンを終了する。これに対し、SA19の判断結果が「YES」である場合、MCU10は、A/D変換器9にアンプ70が出力するセンサ値信号V4のA/D変換を開始させる(SA20)。次にA/D_Counterを0とし(SA21)、A/D_Flagを“1”とし(SA22)、タイマ割り込みルーチンを終了する。従って、A/D_Counterが示すタイマ割り込みルーチンの実行回数がA/D変換周期に相当する実行回数に達する都度、センサ値信号V4のA/D変換が開始されることとなる。
Next, when proceeding to SA19, it is determined whether or not the content of the A / D_Counter has reached the A / D conversion cycle (more precisely, a numerical value obtained by converting the A / D conversion cycle into the number of executions of the timer interrupt routine). (SA19) If the determination result is “NO”, the timer interrupt routine is terminated. On the other hand, if the determination result in SA19 is “YES”, the
タイマ割り込みルーチンが終了すると、MCU10の処理はメインルーチンに復帰する。ここで、復帰先がメインルーチンの例えばSA2である場合、RF_TX_Flagが“1”か否かが判断され、判断結果が「NO」である場合は同判断が繰り返される。
When the timer interrupt routine ends, the processing of the
A/D変換器9は、MCU10から指示されたA/D変換を完了すると、A/D変換完了割り込み信号をMCU10に供給する。これによりMCU10は、図5に示すA/D変換完了割り込みルーチンを実行する。
When completing the A / D conversion instructed by the
まず、MCU10は、A/D変換器9からセンサ値信号V4のA/D変換結果であるデジタル値DV4を取得する(SA23)。次にMCU10は、TX_ON_OFF_Flagが0か否かを判断する(SA24)。RF送信IC20のONタイミングまたはOFFタイミングから所定時間以上が経過しており、TX_ON_OFF_Flagが0になっている場合、MCU10は、SA23においてA/D変換器9から取得したセンサ値信号V4のA/D変換結果であるデジタル値DV4を送信対象として内蔵のRAMに格納し(SA25)、SA26へと進む。これに対し、RF送信IC20のONタイミングまたはOFFタイミングから所定時間が経過しておらず、TX_ON_OFF_Flagが1以上になっている場合、MCU10は、SA23においてA/D変換器9から取得したセンサ値信号V4のA/D変換結果であるデジタル値DV4を破棄する(SA31)。そして、前回取得A/D変換値、すなわち、直前に送信対象としてRAMに格納したデジタル値DV4を読み出し、破棄したデジタル値DV4の代わりのダミーのデジタル値としてRAMに格納し(SA25)、SA26へと進む。
First, the
次にSA26に進むと、A/D変換の回数を示すA/D_Countを1だけインクリメントする。次に、A/D変換が完了したので、開始を指示したA/D変換が未了であることを示すA/D_Flagを“0”とする(SA27)。 Next, in SA26, A / D_Count indicating the number of A / D conversions is incremented by one. Next, since A / D conversion is completed, A / D_Flag indicating that A / D conversion instructed to start is not completed is set to “0” (SA27).
次にA/D_Countが所定のA/D変換回数に達したか否かを判断し、判断結果が「NO」である場合はA/D変換完了割り込みルーチンを終了する。これに対し、A/D_Countが所定のA/D変換回数に達している場合(SA28;YES)、無線フレームの送信を要求するRF_TX_Flagを“1”とし(SA29)、A/D_Countを0に初期化し(SA30)、A/D変換完了割り込みルーチンを終了する。 Next, it is determined whether A / D_Count has reached a predetermined number of A / D conversions. If the determination result is “NO”, the A / D conversion completion interrupt routine is terminated. On the other hand, when A / D_Count has reached the predetermined number of A / D conversions (SA28; YES), RF_TX_Flag for requesting transmission of a radio frame is set to “1” (SA29), and A / D_Count is initialized to 0. (SA30), and the A / D conversion completion interrupt routine is terminated.
従って、所定のA/D変換回数に相当する回数だけA/D変換完了割り込みルーチンが起動され、同A/D変換回数分のデジタル値が内蔵のRAMに格納され(SA25またはSA32)、A/D_Countが同A/D変換回数となる毎に、RF_TX_Flagが“1”とされる。A/D変換完了割り込みルーチンが終了すると、MCU10の処理はメインルーチンに復帰する。
Accordingly, the A / D conversion completion interrupt routine is started a number of times corresponding to a predetermined number of A / D conversions, and digital values corresponding to the number of A / D conversions are stored in the built-in RAM (SA25 or SA32). Each time D_Count becomes the same A / D conversion count, RF_TX_Flag is set to “1”. When the A / D conversion completion interrupt routine ends, the processing of the
ここで、復帰先がメインルーチンの例えばSA2である場合、RF_TX_Flagが“1”か否かが判断され、判断結果が「NO」である場合は同判断が繰り返される。そして、RF_TX_Flagが“1”となり、SA2の判断結果が「YES」になると、SA3に進む。 Here, when the return destination is, for example, SA2 of the main routine, it is determined whether or not RF_TX_Flag is “1”. When the determination result is “NO”, the same determination is repeated. When RF_TX_Flag becomes “1” and the determination result of SA2 becomes “YES”, the process proceeds to SA3.
次にSA3に進むと、RF_TX_Flagを“0”とする。次にRAM内の格納された所定のA/D変換回数分のデジタル値DV4を含む無線送信フレームを作成する(SA4)。 Next, when proceeding to SA3, RF_TX_Flag is set to “0”. Next, a radio transmission frame including digital values DV4 corresponding to the predetermined number of times of A / D conversion stored in the RAM is created (SA4).
次にA/D_Flagが“0”か否か判断し(SA5)、判断結果が「YES」の場合はSA6に進む。これに対し、SA5の判断結果が「NO」である場合はSA5の判断を繰り返す。 Next, it is determined whether A / D_Flag is “0” (SA5). If the determination result is “YES”, the process proceeds to SA6. On the other hand, if the determination result of SA5 is “NO”, the determination of SA5 is repeated.
このSA5の判断結果が「NO」になる場合として、次のような場合が考えられる。すなわち、A/D変換完了割り込みルーチンにおいてRF_TX_Flag=“1”、A/D_Count=0となった後、メインルーチンに復帰してSA2の判断結果が「YES」になった後、タイマ割り込みルーチンが起動されてA/D_Flagが“1”とされ(SA22)、その後、A/D変換完了割り込み信号が発生する前にSA5に進んだような場合である。 As a case where the determination result of SA5 is “NO”, the following cases are conceivable. That is, after RF_TX_Flag = “1” and A / D_Count = 0 in the A / D conversion completion interrupt routine, the routine returns to the main routine and the determination result of SA2 becomes “YES”, and then the timer interrupt routine starts. In this case, A / D_Flag is set to “1” (SA22), and then the process proceeds to SA5 before the A / D conversion completion interrupt signal is generated.
このように本実施形態では、送信対象である所定個数のデジタル値DV4がRAM内に用意され、RF_TX_Flagが“1”になったとしても、その時点においてA/D変換器9がA/D変換を実行中であり、A/D_Flagが“1”になっている場合には、A/D変換が完了してA/D_Flag=“0”となるまでの間、SA6以降の処理の開始が待たされる。本実施形態において、A/D変換の所要時間は数μSであるので、S5に進んだ後、S6以降の処理が開始されるまでの待機時間は最大で数μSである。 As described above, in this embodiment, a predetermined number of digital values DV4 to be transmitted are prepared in the RAM, and even if RF_TX_Flag becomes “1”, the A / D converter 9 performs A / D conversion at that time. When A / D_Flag is “1”, the start of processing after SA6 is waited until A / D conversion is completed and A / D_Flag = “0”. It is. In this embodiment, since the time required for A / D conversion is several μS, the waiting time until the processing after S6 is started after proceeding to S5 is several μS at the maximum.
次にSA6に進むと、TX_ON_OFF_Flagに所定時間(より厳密には所定時間をタイマ割り込み周期で割り算した数値)を設定する。このSA6において設定される所定時間は、RF送信IC20の電源ONまたは電源OFFがあってからタグ内の電源電圧が安定してA/D変換結果の誤差が許容範囲内に収まるまでの所要時間である。SA6が終了すると、MCU10は、RF送信IC20の電源をONにする(SA7)。
Next, when proceeding to SA6, TX_ON_OFF_Flag is set to a predetermined time (more precisely, a numerical value obtained by dividing the predetermined time by the timer interrupt cycle). The predetermined time set in SA6 is a time required until the power supply voltage in the tag is stabilized and the error of the A / D conversion result is within an allowable range after the
RF送信IC20の電源投入(SA7)を行うと、MCU10は、無線送信フレームの内容を何回かに分けてRF送信IC20の送信レジスタに書き込む制御を行う。具体的には、まず、送信レジスタへの書き込み回数が規定値に達したか否かを判断する(SA8)。この判断結果が「NO」である場合、RF送信IC20の送信レジスタが書き込み可能な状態であるか否かを判断し(SA13)、判断結果が「NO」である間は同判断を繰り返す。SA13の判断結果が「YES」になると、無線送信フレームの内容を一定量だけ送信レジスタに書き込む(SA14)。次に送信レジスタへの書き込み回数を1だけインクリメントし(SA15)、SA8に戻る。以下、同様にSA8、SA13、SA14、SA15を繰り返す。そして、送信レジスタへの書き込み回数が規定値となってSA8の判断結果が「YES」になると、送信レジスタへの書き込み回数を0に初期化する(SA9)。この時点において、RF送信IC20は無線送信フレームの送信を終えている。
When the power of the
次にA/D_Flagが“0”か否かを判断し(SA10)、判断結果が「YES」の場合はSA11に進む。これに対し、SA10の判断結果が「NO」である間はSA10判断を繰り返す。 Next, it is determined whether A / D_Flag is “0” (SA10). If the determination result is “YES”, the process proceeds to SA11. On the other hand, while the determination result of SA10 is “NO”, the SA10 determination is repeated.
このSA10の判断結果が「NO」になる場合として、次のような場合が考えられる。すなわち、A/D変換完了割り込みルーチンにおいてRF_TX_Flag=“1”、A/D_Count=0となった後、メインルーチンに復帰してSA5の判断結果が「YES」になった後、タイマ割り込みルーチンが起動されてA/D_Flagが“1”とされ(SA22)、その後、A/D変換完了割り込み信号が発生する前にSA10に進んだような場合である。 As a case where the determination result of SA10 is “NO”, the following cases are conceivable. That is, after RF_TX_Flag = “1” and A / D_Count = 0 in the A / D conversion completion interrupt routine, the routine returns to the main routine, and after the determination result of SA5 becomes “YES”, the timer interrupt routine starts. In this case, A / D_Flag is set to “1” (SA22), and then the process proceeds to SA10 before the A / D conversion completion interrupt signal is generated.
このように本実施形態では、送信レジスタへの書き込み回数が規定値に達し、RF送信IC20の電源をOFFしてよいタイミングになったとしても(SA8;YES)、その時点においてA/D変換器9がA/D変換を実行中であり、A/D_Flagが“1”になっている場合には、A/D変換が完了してA/D_Flag=“0”となるまでの間、SA11以降の処理の開始が待たされる。
As described above, in this embodiment, even when the number of times of writing to the transmission register reaches the specified value and the timing at which the power of the
次にSA11に進むと、上述したSA6と同様、所定時間をTX_ON_OFF_Flagに設定する。次にRF送信IC20の電源をOFFとする(SA12)。
Next, when proceeding to SA11, the predetermined time is set to TX_ON_OFF_Flag as in SA6 described above. Next, the power of the
RF送信IC20の電源をOFFにすると(SA12)、MCU10の処理は、SA2に戻り、再び送信対象である所定個数のデジタル値DV4がRAMに格納され、RF_TX_Flagが“1”になるまで待機する。そして、RF_TX_Flagが“1”になると、以上説明したSA3以降の処理が繰り返される。
When the power of the
以上のように、本実施形態によれば、RF送信IC20の電源ONまたは電源OFFのタイミングから所定時間が経過するまでの間に得られたA/D変換結果は破棄され(SA31)、その代わりに前回のA/D変換結果が採用される。従って、RF送信IC20の電源ON、OFFによって発生する電源雑音の影響の高いA/D変換結果が除かれ、電源雑音の影響の少ないA/D変換結果のみが無線送信される。従って、無線送信されるA/D変換結果の信頼性を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the A / D conversion result obtained before the predetermined time elapses from the timing of power-on or power-off of the
また、本実施形態によれば、所定個数のA/D変換結果が得られて無線フレームの送信が可能になっても、その時点においてA/D変換器9がA/D変換を実行中である場合には、そのA/D変換が完了するまでの間、RF送信IC20の電源ONが待たされる。また、本実施形態によれば、無線フレームの送信が完了しても、その時点においてA/D変換器9がA/D変換を実行中である場合には、そのA/D変換が完了するまでの間、RF送信IC20の電源OFFが待たされる。従って、本実施形態によれば、RF送信IC20の電源のON、OFFがA/D変換に悪影響を及ぼす回数を減らすことができる。
Further, according to the present embodiment, even when a predetermined number of A / D conversion results are obtained and transmission of a radio frame becomes possible, the A / D converter 9 is currently executing A / D conversion at that time. In some cases, power-on of the
<第2実施形態>
次にこの発明の第2実施形態であるセンサ付無線タグについて説明する。本実施形態によるセンサ付無線タグは、上記第1実施形態によるセンサ付無線タグのMCU10が実行する各ルーチンに変更を加えたものである。図6〜図9は、本実施形態におけるMCU10が実行する各種のルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図6に示すメインルーチンは上記第1実施形態のメインルーチン(図3)に、図7に示すタイマA割り込みルーチンは上記第1実施形態のタイマ割り込みルーチン(図4)に、図9に示すA/D変換完了割り込みルーチンは上記第1実施形態のA/D変換完了割り込みルーチン(図5)に各々対応している。そして、本実施形態では、図8に示すタイマB割り込みルーチンが追加されている。
Second Embodiment
Next, a sensor-equipped wireless tag according to a second embodiment of the present invention will be described. The wireless tag with sensor according to the present embodiment is a modification of each routine executed by the
上記第1実施形態では、タイマ割り込みルーチン(図4)においてTX_ON_OFF_Flagの判定およびデクリメント(SA17、SA18)を行うことにより、RF送信IC20の電源ONタイミングおよび電源OFFタイミングからの所定時間の計時を行っていた。本実施形態において、タイマA割り込みルーチン(図7)には、この第1実施形態のSA17、SA18がない。本実施形態では、TX_ON_OFF_Flagを使わず、タイマB割り込みルーチン(図8)によりこのRF送信IC20の電源ONタイミングおよび電源OFFタイミングからの所定時間の計時を行う。
In the first embodiment, the determination of TX_ON_OFF_Flag and the decrement (SA17, SA18) are performed in the timer interrupt routine (FIG. 4), thereby measuring the predetermined time from the power ON timing and the power OFF timing of the
図6に示すメインルーチンでは、第1実施形態においてRF送信IC20の電源をON(SA7)にする前に実行するSA6がSB6aおよびSB6bに置き換えられている。また、同メインルーチンでは、第1実施形態においてRF送信IC20の電源をOFF(SA12)にする前に実行するSA11がSB11aおよびSB11bに置き換えられている。
In the main routine shown in FIG. 6, SA6 executed before the power of the
ここで、SB6aおよびSB11aでは、RF送信IC20の電源ONまたは電源OFFのタイミングから所定時間が経過していないことを示すRF_ON_OFF_Flagを“1”とする。また、SB6bおよびSB11bでは、タイマBのコンペア値(計時値)を設定して、タイマB割り込みを許可する。これによりタイマBは、コンペア値の計時を開始する。そして、タイマBが計時を終了すると、タイマB割り込み信号が発生し、MCU10は、図8に示すタイマB割り込みルーチンを実行する。そして、MCU10は、RF_ON_OFF_Flagを“0”とし(SB33)、タイマB割り込みを禁止する(SB34)。
Here, in SB6a and SB11a, RF_ON_OFF_Flag indicating that a predetermined time has not elapsed since the power ON or power OFF timing of the
従って、本実施形態において、RF_ON_OFF_Flagは、RF送信IC20の電源ONまたは電源OFFのタイミングからコンペア値相当の時間が経過してタイマB割り込みルーチンが起動されるまでの間は“1”を維持し、それ以外の期間は“0”を維持する。
Therefore, in this embodiment, RF_ON_OFF_Flag maintains “1” until the timer B interrupt routine is started after the time corresponding to the compare value has elapsed from the timing of power ON or power OFF of the
そして、A/D変換完了割り込みルーチン(図9)では、上記第1実施形態(図5)のSA24がSB24に置き換えられている。そして、本実施形態におけるA/D変換完了割り込みルーチンでは、RF_ON_OFF_Flagが“0”である場合(SB24;YES)はSA23において取得したA/D変換結果をRAMに格納し(SA25)、“0”でない場合(SB24;NO)は、)取得したA/D変換結果を破棄し(SA31)、前回のA/D変換結果をRAMに格納する。 In the A / D conversion completion interrupt routine (FIG. 9), SA24 in the first embodiment (FIG. 5) is replaced with SB24. In the A / D conversion completion interrupt routine in the present embodiment, when RF_ON_OFF_Flag is “0” (SB24; YES), the A / D conversion result acquired in SA23 is stored in the RAM (SA25), and “0”. If not (SB24; NO)), the acquired A / D conversion result is discarded (SA31), and the previous A / D conversion result is stored in the RAM.
このように本実施形態においても、上記第1実施形態と同様な動作が行われる。従って、本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様な効果が得られる。 As described above, also in this embodiment, the same operation as in the first embodiment is performed. Therefore, according to the present embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
<他の実施形態>
以上、この発明の第1および第2実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
Although the first and second embodiments of the present invention have been described above, other embodiments are conceivable for the present invention. For example:
(1)上記各実施形態では、RF送信IC20の起動または停止のタイミングから所定時間以内にA/D変換結果であるデジタル値DV4が得られた場合、このデジタル値DV4を破棄する無効化処理を行うことにより、このデジタル値DV4がデータ収集部のデータ処理に使用されるのを防止した。しかし、無効化処理の態様はこれに限定されるものではない。例えばRF送信IC20の起動または停止のタイミングから所定時間以内にA/D変換結果であるデジタル値DV4が得られた場合、そのデジタル値DV4に無効であることを示す情報を付加してデータ収集部に送信し、データ収集部側で無効であるデジタル値DV4の破棄、直前のデジタル値DV4の代用といった対処を行うようにしてもよい。A/D変換の都度、シリアル番号を発生し、破棄しないデジタル値DV4にシリアル番号を付加してデータ収集部に送信するようにしてもよい。この場合、データ収集部側では、デジタル値DV4に付加されているシリアル番号に不連続があることに基づいて、デジタル値の破棄が行われた箇所を検知することができる。
(1) In each of the above embodiments, when the digital value DV4 which is the A / D conversion result is obtained within a predetermined time from the timing of starting or stopping the
(2)上記各実施形態では、破棄したデジタル値の代わりのデジタル値として、その直前のデジタル値を採用したが、代わりのデジタル値の生成方法はこれに限定されるものではない。例えば破棄しないデジタル値の移動平均を常時算出し、デジタル値を破棄することになった場合、その時点における移動平均を破棄するデジタル値の代わりに送信対象にしてもよい。あるいは破棄するデジタル値の前後所定個数のデジタル値を用いた補間演算を実行して、破棄するデジタル値の代わりのデジタル値を算出してもよい。なお、破棄するデジタル値の代わりのデジタル値を生成するための演算処理は、MCU10に実行させてもよいし、データ収集部に実行させてもよい。
(2) In each of the above embodiments, the immediately preceding digital value is adopted as the digital value instead of the discarded digital value, but the method of generating the alternative digital value is not limited to this. For example, when a moving average of digital values that are not discarded is always calculated and the digital values are to be discarded, the moving average at that time may be sent instead of the digital value that is discarded. Alternatively, an interpolation operation using a predetermined number of digital values before and after the digital value to be discarded may be executed to calculate a digital value instead of the digital value to be discarded. Note that arithmetic processing for generating a digital value instead of a digital value to be discarded may be executed by the
(3)上記各実施形態では、この発明をレギュレータを有しないセンサ付無線タグに適用したが、この発明はレギュレータを有するセンサ付無線タグに適用することも勿論可能である。 (3) In the above embodiments, the present invention is applied to a wireless tag with a sensor having no regulator. However, the present invention can of course be applied to a wireless tag with a sensor having a regulator.
1…電池、2…コンデンサ、3…基準電圧発生回路、4…ボルテージフォロア、5…センサ、7…アンプ、9…A/D変換器、10…MCU、20…RF送信IC。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記A/D変換部が出力する前記デジタル値をデータ収集部に与える送信部と、
前記A/D変換部および前記送信部に電力を供給する電池と、
前記A/D変換部によるA/D変換処理のタイミングが、特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該A/D変換処理の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないように無効化処理する制御部と
を具備することを特徴とするセンサ付無線タグ。 An A / D converter that converts an analog signal obtained by the sensor into a digital value;
A transmission unit that gives the digital value output by the A / D conversion unit to a data collection unit;
A battery for supplying power to the A / D converter and the transmitter;
When the timing of A / D conversion processing by the A / D conversion unit overlaps with the timing of starting or stopping a specific circuit, a digital value as a result of the A / D conversion processing is used for the data collection unit A wireless tag with a sensor, comprising: a control unit that performs invalidation processing so as not to be performed.
前記特定の回路は、前記無線通信回路であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ付無線タグ。 The transmission unit includes a wireless communication circuit that wirelessly provides the digital value to the data collection unit,
The wireless tag with sensor according to claim 1, wherein the specific circuit is the wireless communication circuit.
前記アナログ信号のA/D変換のタイミングが特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該A/D変換の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないようにすることを特徴とするデータ収集方法。 In a data collection method using a sensor-equipped radio tag that receives power supplied from a battery and repeats A / D conversion of an analog signal obtained by a sensor and wireless transmission of a digital value that is an A / D conversion result to a data collection unit ,
When the timing of A / D conversion of the analog signal overlaps with the timing of starting or stopping a specific circuit, the digital value resulting from the A / D conversion is not used in the data collection unit. Characteristic data collection method.
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