JP2020107214A

JP2020107214A - Sensor terminal, sensor terminal system, and control method of the same

Info

Publication number: JP2020107214A
Application number: JP2018247442A
Authority: JP
Inventors: 秀明友永; Hideaki Tomonaga
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-07-09

Abstract

To synchronize with other sensor terminals along with power generation by illumination light while suppressing an increase in circuit scale and power consumption.SOLUTION: In a sensor terminal 10 according to an embodiment, a control circuit 13 that controls a sensor 14 operates in synchronization with an intensity change of an irradiation light IL which is controlled so as to change in a pulsed manner at prescribed periods on the basis of an output of an optical battery 11 which generates electric power with the irradiation light IL from an external illumination light 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、センサ端末、センサ端末システム及びその制御方法に関し、例えば光電池を備えるセンサ端末、センサ端末システム及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a sensor terminal, a sensor terminal system and a control method thereof, for example, a sensor terminal including a photocell, a sensor terminal system and a control method thereof.

例えば工場内では、製造条件を管理するため、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ等を備えた様々なセンサ端末が使用される。これらセンサ端末のそれぞれが、工場内に設置された照明機器からの照射光によって発電する光電池（太陽電池）で動作することで配線の省略や設置の自由度が得られる。近年、このようなエナジーハーベスティング技術を用いたセンサ端末システムが注目されている。
ところで、特許文献１には、光電池を用いた通信機器が開示されている。 For example, in a factory, various sensor terminals including a temperature sensor, a humidity sensor, a pressure sensor and the like are used to manage manufacturing conditions. Since each of these sensor terminals operates with a photovoltaic cell (solar cell) that generates power by irradiation light from the lighting equipment installed in the factory, wiring can be omitted and installation flexibility can be obtained. In recent years, a sensor terminal system using such energy harvesting technology has been receiving attention.
By the way, Patent Document 1 discloses a communication device using a photovoltaic cell.

国際公開第２０１５／１３３０１３号International Publication No. 2015/133013

発明者は、それぞれが光電池を有する複数のセンサ端末を備えたセンサ端末システムにおいて、以下の課題を見出した。
このようなセンサ端末システムでは、各センサ端末を時刻同期させ、各センサ端末において所定のタイミングでセンサからデータを取得したり、取得したデータを送信したりするなどの処理を行う必要がある。
しかしながら、例えばＬＡＮ（Local Area Network）におけるＩＥＥＥ１５８８規格などの時刻同期手法を用いる場合、専用回路を必要として、電力的にもエナジーハーベスティング機器には適さない。つまり、回路規模及び消費電力が増大してしまうという問題があった。 The inventor has found the following problems in a sensor terminal system including a plurality of sensor terminals each having a photocell.
In such a sensor terminal system, it is necessary to synchronize each sensor terminal with time and perform processing such as acquiring data from the sensor and transmitting the acquired data at each sensor terminal at a predetermined timing.
However, for example, when a time synchronization method such as the IEEE 1588 standard in a LAN (Local Area Network) is used, a dedicated circuit is required and it is not suitable for an energy harvesting device in terms of power. That is, there is a problem that the circuit scale and power consumption increase.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will be apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態に係るセンサ端末では、センサを制御する制御回路が、外部の照明機器からの照射光によって発電する光電池の出力に基づいて、所定の周期でパルス状に変化するように制御された前記照射光の強度変化に同期して処理を行う。 In the sensor terminal according to one embodiment, the control circuit that controls the sensor is controlled so as to change in a pulse shape at a predetermined cycle based on the output of the photocell that generates power by the irradiation light from the external lighting device. The processing is performed in synchronization with the change in the intensity of the irradiation light.

前記一実施の形態によれば、回路規模及び消費電力の増大を抑制しつつ、照明光による発電と共に他のセンサ端末と同期することができる。 According to the one embodiment, it is possible to suppress the increase in the circuit scale and the power consumption, and at the same time, generate electricity by the illumination light and synchronize with other sensor terminals.

第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sensor terminal and sensor terminal system which concern on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram which shows the structure of the sensor terminal and sensor terminal system which concern on 1st Embodiment. 光電池１１の出力電圧と負荷電流との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output voltage of photovoltaic cell 11, and load current. 端末制御回路１３の起動時の動作を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing an operation at the time of starting the terminal control circuit 13. 第２の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram which shows the structure of the sensor terminal and sensor terminal system which concern on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムにおけるタイマ２３６の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the timer 236 in the sensor terminal and the sensor terminal system which concern on 2nd Embodiment. タイマ２３６の動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the operation of the timer 236. 電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジでの割り込み信号に応じたＣＰＵ１３１の割り込み処理動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an interrupt processing operation of the CPU 131 according to an interrupt signal at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. 第２の実施の形態に係るセンサ端末システムにおける照射光ＩＬのパルス波形の一例である。9 is an example of a pulse waveform of irradiation light IL in the sensor terminal system according to the second embodiment. 他の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram which shows the structure of the sensor terminal and sensor terminal system which concern on other embodiment. 他の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。It is a detailed block diagram which shows the structure of the sensor terminal and sensor terminal system which concern on other embodiment.

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。従って、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 For clarity of explanation, the following description and drawings are appropriately omitted and simplified. Further, each element illustrated in the drawings as a functional block that performs various processes can be configured by a CPU, a memory, and other circuits in terms of hardware, and a program loaded in the memory in terms of software. It is realized by. Therefore, it is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by only hardware, only software, or a combination thereof, and the present invention is not limited to either. In each drawing, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as necessary.

（第１の実施の形態）
＜センサ端末及びセンサ端末システムの構成＞
まず、図１を参照して、第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムについて説明する。図１は、第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムは、センサ端末１０と照明機器２０とを備えている。一例として、センサ端末システムは、工場内に設置される。すなわち、センサ端末１０及び照明機器２０は工場内に設置されている。 (First embodiment)
<Configuration of sensor terminal and sensor terminal system>
First, a sensor terminal and a sensor terminal system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configurations of a sensor terminal and a sensor terminal system according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the sensor terminal system according to the first embodiment includes a sensor terminal 10 and a lighting device 20. As an example, the sensor terminal system is installed in a factory. That is, the sensor terminal 10 and the lighting device 20 are installed in the factory.

センサ端末システムにおいて、センサ端末１０は複数設けられているが、図１には１つのセンサ端末１０のみが示されている。センサ端末１０は、例えば、温度、湿度、圧力等の製造条件を管理するために製造装置等に設けられている。図１に示すように、センサ端末１０は、光電池１１、電源回路１２、端末制御回路１３、センサ１４を備え、照明機器２０からの照射光ＩＬを動力源とする。すなわち、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムでは、光電池１１により電力を賄う。 Although a plurality of sensor terminals 10 are provided in the sensor terminal system, only one sensor terminal 10 is shown in FIG. The sensor terminal 10 is provided in a manufacturing apparatus or the like for managing manufacturing conditions such as temperature, humidity and pressure. As shown in FIG. 1, the sensor terminal 10 includes a photocell 11, a power supply circuit 12, a terminal control circuit 13, and a sensor 14, and uses irradiation light IL from the lighting device 20 as a power source. That is, in the sensor terminal system according to the first embodiment, the photovoltaic cell 11 supplies power.

ここで、図１の吹き出し内にタイミングチャートを用いて示すように、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムでは、照明機器２０の照射光ＩＬの強度は、所定の周期でパルス状に変化するように制御されている。図１の例では、人間には感知できない程度のパルス幅で、周期Ｔで照射光ＩＬの強度が高くなっている。後述するように、周期Ｔは、例えばセンサ１４の測定周期すなわちセンサ１４からのデータ取得周期であり、１ｍｓ〜１ｓ程度である。 Here, as shown by using a timing chart in the balloon of FIG. 1, in the sensor terminal system according to the first embodiment, the intensity of the irradiation light IL of the illumination device 20 changes in a pulse shape in a predetermined cycle. Is controlled to. In the example of FIG. 1, the intensity of the irradiation light IL is high in the cycle T with a pulse width that cannot be detected by humans. As will be described later, the cycle T is, for example, a measurement cycle of the sensor 14, that is, a data acquisition cycle from the sensor 14, and is about 1 ms to 1 s.

光電池１１は、照明機器２０からの照射光ＩＬによって発電する。
電源回路１２は、例えば昇圧コンバータであって、光電池１１の出力から端末制御回路１３及びセンサ１４（すなわちセンサ端末１０）に供給する電源電圧を生成する。
端末制御回路１３は、電源回路１２から供給された電源電圧で動作し、センサ１４を制御する。
センサ１４は、例えば温度センサ、湿度センサ、圧力センサ等である。センサ１４は、電源回路１２から供給された電圧で動作する。 The photocell 11 generates power by the irradiation light IL from the lighting device 20.
The power supply circuit 12 is, for example, a boost converter, and generates a power supply voltage to be supplied to the terminal control circuit 13 and the sensor 14 (that is, the sensor terminal 10) from the output of the photovoltaic cell 11.
The terminal control circuit 13 operates with the power supply voltage supplied from the power supply circuit 12, and controls the sensor 14.
The sensor 14 is, for example, a temperature sensor, a humidity sensor, a pressure sensor, or the like. The sensor 14 operates with the voltage supplied from the power supply circuit 12.

ここで、端末制御回路１３は、照明機器２０からの照射光ＩＬによって発電する光電池１１の出力に基づいて、所定の周期Ｔでパルス状に変化するように制御された照射光ＩＬの強度変化に同期して処理を行う。例えば、照射光ＩＬの強度変化に同期して、センサ１４からデータを取得したり、取得したデータを送信する。 Here, the terminal control circuit 13 changes the intensity of the irradiation light IL that is controlled so as to change in a pulse shape at a predetermined cycle T based on the output of the photovoltaic cell 11 that generates power by the irradiation light IL from the lighting device 20. Perform processing synchronously. For example, the data is acquired from the sensor 14 or the acquired data is transmitted in synchronization with the intensity change of the irradiation light IL.

このように、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムでは、各センサ端末１０が照射光ＩＬの強度変化に同期する。そのため、ＩＥＥＥ１５８８規格などの時刻同期手法を用いずに、各センサ端末１０を同期させることができる。すなわち、回路規模及び消費電力の増大を抑制しつつ、照明光による発電と共に各センサ端末１０を同期させることができる。換言すると、第１の実施の形態に係るセンサ端末１０では、回路規模及び消費電力の増大を抑制しつつ、照明光による発電と共に他のセンサ端末１０と同期することができる。 As described above, in the sensor terminal system according to the first embodiment, each sensor terminal 10 synchronizes with the intensity change of the irradiation light IL. Therefore, the sensor terminals 10 can be synchronized without using the time synchronization method such as the IEEE1588 standard. That is, each sensor terminal 10 can be synchronized with the power generation by the illumination light while suppressing an increase in circuit scale and power consumption. In other words, in the sensor terminal 10 according to the first embodiment, it is possible to suppress the increase in circuit size and power consumption, and generate power by illumination light and synchronize with another sensor terminal 10.

＜センサ端末及びセンサ端末システムの詳細な構成＞
次に、図２を参照して、第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムについてより詳細に説明する。図２は、第１の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。 <Detailed configuration of sensor terminal and sensor terminal system>
Next, with reference to FIG. 2, the sensor terminal and the sensor terminal system according to the first embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a detailed block diagram showing the configurations of the sensor terminal and the sensor terminal system according to the first embodiment.

図２に示すように、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムは、図１に示したセンサ端末１０、照明機器２０に加え、サーバ３０、無線受信装置４０を備えている。また、図２に示すように、センサ端末１０は、図１に示した光電池１１、電源回路１２、端末制御回路１３、センサ１４に加え、無線送信回路１５を備えている。 As shown in FIG. 2, the sensor terminal system according to the first embodiment includes a server 30 and a wireless reception device 40 in addition to the sensor terminal 10 and the lighting device 20 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2, the sensor terminal 10 includes a wireless transmission circuit 15 in addition to the photovoltaic cell 11, the power supply circuit 12, the terminal control circuit 13, and the sensor 14 shown in FIG.

サーバ３０は、例えば工場全体を集中管理しており、照明機器２０及び無線受信装置４０にケーブル接続されている。サーバ３０は、照明機器２０を制御すると共に、無線受信装置４０を介してセンサ端末１０から無線送信されたデータを取得する。ここで、照明機器２０は複数設けられていてもよい。その場合、サーバ３０は、全ての照明機器２０の照射光ＩＬの強度変化が同期するように照明機器２０を制御する。
無線受信装置４０は、センサ端末１０から無線送信されたデータを受信する。
なお、サーバ３０は、照明機器２０と無線接続されていてもよい。 The server 30 centrally manages the entire factory, for example, and is cable-connected to the lighting device 20 and the wireless reception device 40. The server 30 controls the lighting device 20 and acquires the data wirelessly transmitted from the sensor terminal 10 via the wireless reception device 40. Here, a plurality of lighting devices 20 may be provided. In that case, the server 30 controls the lighting devices 20 so that the intensity changes of the irradiation light IL of all the lighting devices 20 are synchronized.
The wireless reception device 40 receives the data wirelessly transmitted from the sensor terminal 10.
The server 30 may be wirelessly connected to the lighting device 20.

センサ端末１０において、端末制御回路１３は、所定の周期Ｔで変化するように制御された照射光ＩＬの強度変化に同期して処理を行う。例えば、照射光ＩＬの強度変化に同期して、センサ１４からデータを取得したり、取得したデータを無線送信回路１５に送る。
無線送信回路１５は、端末制御回路１３から受け取ったデータを無線受信装置４０に無線送信する。
なお、無線送信回路１５を設けずに、センサ端末１０が不揮発メモリを有しており、当該不揮発メモリに記録することで、後からデータを取得してもよい。その場合、無線受信装置４０も不要となる。 In the sensor terminal 10, the terminal control circuit 13 performs processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light IL that is controlled so as to change in a predetermined cycle T. For example, data is acquired from the sensor 14 or the acquired data is sent to the wireless transmission circuit 15 in synchronization with the intensity change of the irradiation light IL.
The wireless transmission circuit 15 wirelessly transmits the data received from the terminal control circuit 13 to the wireless reception device 40.
The sensor terminal 10 may have a non-volatile memory without providing the wireless transmission circuit 15, and the data may be acquired later by recording in the non-volatile memory. In that case, the wireless receiver 40 is also unnecessary.

ここで、図２に示すように、端末制御回路１３は、詳細には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１、メモリ１３２、電圧モニタ１３３、発振回路１３４、クロック生成回路１３５、タイマ１３６、入出力ポート１３７及び内部バスＩＢを備えている。白抜き矢印で示すように、発振回路１３４以外のＣＰＵ１３１、メモリ１３２、電圧モニタ１３３、クロック生成回路１３５、タイマ１３６、入出力ポート１３７は、内部バスＩＢに接続されている。図２に実線矢印で示したように、電圧モニタ１３３、タイマ１３６、入出力ポート１３７からＣＰＵ１３１に割り込み信号が入力される。 Here, as shown in FIG. 2, in detail, the terminal control circuit 13 includes a CPU (Central Processing Unit) 131, a memory 132, a voltage monitor 133, an oscillation circuit 134, a clock generation circuit 135, a timer 136, an input/output port. 137 and an internal bus IB. As indicated by the white arrow, the CPU 131 other than the oscillation circuit 134, the memory 132, the voltage monitor 133, the clock generation circuit 135, the timer 136, and the input/output port 137 are connected to the internal bus IB. As indicated by the solid arrow in FIG. 2, an interrupt signal is input to the CPU 131 from the voltage monitor 133, the timer 136, and the input/output port 137.

ＣＰＵ１３１は、制御プログラムに基づいて、各種処理を行う。例えば、電圧モニタ１３３の出力信号（すなわち割り込み信号）の立ち上がりもしくは立ち下がりに応じて、ＣＰＵ１３１は入出力ポート１３７を介してセンサ１４からデータを取得する。あるいは、取得したデータを、入出力ポート１３７を介して無線送信回路１５に送る。ＣＰＵ１３１の処理の詳細については、後述する。 The CPU 131 performs various processes based on the control program. For example, the CPU 131 acquires data from the sensor 14 via the input/output port 137 in response to rising or falling of the output signal (that is, the interrupt signal) of the voltage monitor 133. Alternatively, the acquired data is sent to the wireless transmission circuit 15 via the input/output port 137. Details of the processing of the CPU 131 will be described later.

メモリ１３２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む。ＲＯＭとしては、フラッシュメモリやマスクＲＯＭ等を挙げることができる。例えば、メモリ１３２のＲＯＭには、制御プログラムの他、「センサ端末１０の電力情報」、「光電池１１の特性情報」などが格納されている。 The memory 132 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The ROM may be a flash memory or a mask ROM. For example, the ROM of the memory 132 stores “electric power information of the sensor terminal 10 ”, “characteristic information of the photocell 11 ”, and the like in addition to the control program.

「センサ端末１０の電力情報」には、端末制御回路１３におけるクロックがオンの場合及びオフの場合の消費電力、各クロック周波数での消費電力、センサ１４及び無線送信回路１５の消費電力などの情報が含まれる。また、「光電池１１の特性情報」には、光電池１１の発電電力を推定するための情報（負荷電流と出力電圧との関係など）が含まれる。 The "power information of the sensor terminal 10" includes information such as power consumption when the clock in the terminal control circuit 13 is on and off, power consumption at each clock frequency, power consumption of the sensor 14 and the wireless transmission circuit 15. Is included. The “characteristic information of the photovoltaic cell 11” includes information for estimating the power generated by the photovoltaic cell 11 (relationship between load current and output voltage, etc.).

電圧モニタ１３３は、入力される光電池１１の出力電圧に応じて、Ｈｉｇｈ又はＬｏｗのいずれかを出力する回路である。例えば、電圧モニタ１３３は、図１に示した光強度が低い区間では、Ｌｏｗを出力し、図１に示した光強度が高い区間では、Ｈｉｇｈを出力する。そのため、電圧モニタ１３３の出力信号は、図１に示した照明機器２０の光強度のパルス波形に同期したパルス波形を有している。上述の通り、電圧モニタ１３３の出力信号が割り込み信号としてＣＰＵ１３１に入力される。 The voltage monitor 133 is a circuit that outputs either High or Low depending on the input output voltage of the photovoltaic cell 11. For example, the voltage monitor 133 outputs Low in the low light intensity section shown in FIG. 1, and outputs High in the high light intensity section shown in FIG. Therefore, the output signal of the voltage monitor 133 has a pulse waveform synchronized with the pulse waveform of the light intensity of the lighting device 20 shown in FIG. As described above, the output signal of the voltage monitor 133 is input to the CPU 131 as an interrupt signal.

発振回路１３４は、例えば内蔵オシレータや水晶発振回路等である。
クロック生成回路１３５は、例えばＰＬＬ（Phase-locked loop）回路などであって、発振回路１３４が発振する基準クロックを逓倍した所定周波数のクロックを生成する。クロック生成回路１３５において、クロックのオン・オフや、クロック周波数の設定も行われる。クロック生成回路１３５によって生成されたクロックは、端末制御回路１３内の各ブロックに供給される。 The oscillator circuit 134 is, for example, a built-in oscillator, a crystal oscillator circuit, or the like.
The clock generation circuit 135 is, for example, a PLL (Phase-locked loop) circuit, and generates a clock of a predetermined frequency obtained by multiplying the reference clock oscillated by the oscillation circuit 134. The clock generation circuit 135 also turns on/off the clock and sets the clock frequency. The clock generated by the clock generation circuit 135 is supplied to each block in the terminal control circuit 13.

タイマ１３６は、例えばクロックをカウントすることにより時間を計測し、ＣＰＵ１３１に対して割り込み信号を出力する。タイマ１３６は、例えば、ＣＰＵ１３１による定期的な処理に用いられる。割り込み信号に応じて、ＣＰＵ１３１は各種処理を行う。
入出力ポート１３７は、端末制御回路１３をセンサ１４や無線送信回路１５などの周辺機器と接続するためのインタフェースである。 The timer 136 measures time by counting a clock, for example, and outputs an interrupt signal to the CPU 131. The timer 136 is used, for example, for regular processing by the CPU 131. The CPU 131 performs various processes according to the interrupt signal.
The input/output port 137 is an interface for connecting the terminal control circuit 13 to peripheral devices such as the sensor 14 and the wireless transmission circuit 15.

例えば、ＣＰＵ１３１は、電圧モニタ１３３からの割り込み信号に応じて、入出力ポート１３７を介してセンサ１４からデータを取得する。そして、センサ１４から取得したデータを、入出力ポート１３７を介して無線送信回路１５に送る。
ここで、各センサ端末１０における発振回路１３４の特性ばらつき、温度や供給電圧の違い等によって、センサ端末１０毎のタイマ１３６のカウント値にずれが生じ得る。 For example, the CPU 131 acquires data from the sensor 14 via the input/output port 137 according to the interrupt signal from the voltage monitor 133. Then, the data acquired from the sensor 14 is sent to the wireless transmission circuit 15 via the input/output port 137.
Here, the count value of the timer 136 for each sensor terminal 10 may deviate due to variations in the characteristics of the oscillation circuit 134 in each sensor terminal 10, differences in temperature and supply voltage, and the like.

しかしながら、第１の実施の形態に係るセンサ端末システムでは、全てのセンサ端末１０において、光電池１１の出力に基づいて、所定の周期Ｔ毎に照明機器２０の照射光ＩＬの強度変化に時刻同期させる。そのため、全てのセンサ端末１０において、タイマ１３６のカウント値のずれを解消し、センサ１４からのデータ取得や無線送信回路１５へのデータ送信のタイミングを同期させることができる。 However, in the sensor terminal system according to the first embodiment, all the sensor terminals 10 are time-synchronized with the intensity change of the irradiation light IL of the lighting device 20 at predetermined intervals T based on the output of the photocell 11. .. Therefore, in all the sensor terminals 10, the deviation of the count value of the timer 136 can be eliminated, and the timings of data acquisition from the sensor 14 and data transmission to the wireless transmission circuit 15 can be synchronized.

各センサ端末１０において、タイマ１３６のカウント値のずれを解消するためには、例えば、電圧モニタ１３３からの割り込み信号に応じて、ＣＰＵ１３１が周期Ｔ毎にタイマ１３６のカウント値をリセットすればよい。あるいは、電圧モニタ１３３の出力信号をタイマ１３６に入力し、周期Ｔ毎にタイマ１３６のカウント値をリセットしてもよい。 In each sensor terminal 10, in order to eliminate the deviation of the count value of the timer 136, for example, the CPU 131 may reset the count value of the timer 136 in every cycle T according to the interrupt signal from the voltage monitor 133. Alternatively, the output signal of the voltage monitor 133 may be input to the timer 136 and the count value of the timer 136 may be reset every cycle T.

＜光電池１１の負荷電流と出力電圧との関係＞
次に、図３を参照して、光電池１１の負荷電流と出力電圧との関係について説明する。図３は光電池１１の出力電圧と負荷電流との関係を示すグラフである。横軸は出力電圧（Ｖ）、縦軸は負荷電流（ｍＡ）を示している。図３には、異なる３つの照度（光強度）Ａ、Ｂ、Ｃについての曲線が示されている。照度Ａ、Ｂ、Ｃの大きさの関係は、照度Ａ＜照度Ｂ＜照度Ｃである。図３に示すように、照度Ａ、Ｂ、Ｃのいずれにおいても、負荷電流が大きくなるにつれて、徐々に光電池１１の出力電圧が下がる。そして、負荷電流がある程度大きくなると、光電池１１の出力電圧が急激に低下する。 <Relationship between load current of photovoltaic cell 11 and output voltage>
Next, with reference to FIG. 3, the relationship between the load current and the output voltage of the photovoltaic cell 11 will be described. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the output voltage of the photovoltaic cell 11 and the load current. The horizontal axis represents the output voltage (V) and the vertical axis represents the load current (mA). FIG. 3 shows curves for three different illuminances (light intensities) A, B, and C. The relationship between the sizes of the illuminances A, B, and C is illuminance A<illuminance B<illuminance C. As shown in FIG. 3, in any of illuminances A, B, and C, the output voltage of the photovoltaic cell 11 gradually decreases as the load current increases. Then, when the load current increases to some extent, the output voltage of the photovoltaic cell 11 sharply decreases.

ここで、図３に示すように、照度が大きくなる程、光電池１１から取り出せる電流も大きくなる。図３の例では、照度Ａにおいて負荷電流がＩ１よりも大きくなると、出力電圧が急激に低下し、回路動作に悪影響を及ぼす虞がある。そのため、例えば、照度Ａでは負荷電流がＩ１以下になるように制御する。 Here, as shown in FIG. 3, the larger the illuminance, the larger the current that can be extracted from the photovoltaic cell 11. In the example of FIG. 3, when the load current becomes larger than I1 at the illuminance A, the output voltage sharply decreases, which may adversely affect the circuit operation. Therefore, for example, at illuminance A, the load current is controlled to be I1 or less.

他方、図３に示すように、負荷電流がＩ０のように小さい場合には、照度Ａ、Ｂ、Ｃによる光電池１１の出力電圧差は小さい。そのため、電圧モニタ１３３によって光強度の変化を検出することが難しい。これに対し、負荷電流がＩ１の場合、照度による光電池１１の出力電圧差がある程度大きくなる。例えば、照明光ＩＬの光強度が低い場合が照度Ａ、高い場合が照度Ｃとすると、負荷電流Ｉ０よりもＩ１の方が、出力電圧差が大きくなり、電圧モニタ１３３によって光強度の変化を検出し易くなる。 On the other hand, as shown in FIG. 3, when the load current is as small as I0, the output voltage difference of the photocell 11 due to the illuminances A, B, and C is small. Therefore, it is difficult for the voltage monitor 133 to detect a change in light intensity. On the other hand, when the load current is I1, the output voltage difference of the photocell 11 due to the illuminance becomes large to some extent. For example, when the illumination light IL has a low light intensity and the illumination light has a high illumination intensity C, the output voltage difference of the load current I0 is larger than that of the load current I0, and the voltage monitor 133 detects a change in the light intensity. Easier to do.

そのため、ＣＰＵ１３１は、回路動作に悪影響を及ぼさない所定の出力電圧を維持しつつ、照度による光電池１１の出力電圧差が大きくなるように、負荷電流すなわちセンサ端末１０における消費電力を制御する。図３の例では、照度Ａにおいて負荷電流がＩ１となるようにセンサ端末１０における消費電力を制御することによって、回路動作に悪影響を及ぼさない所定の出力電圧を維持しつつ、照度による出力電圧差を大きくすることができる。 Therefore, the CPU 131 controls the load current, that is, the power consumption of the sensor terminal 10 so that the output voltage difference of the photocell 11 depending on the illuminance increases while maintaining a predetermined output voltage that does not adversely affect the circuit operation. In the example of FIG. 3, by controlling the power consumption in the sensor terminal 10 so that the load current becomes I1 at the illuminance A, the output voltage difference due to the illuminance is maintained while maintaining a predetermined output voltage that does not adversely affect the circuit operation. Can be increased.

＜端末制御回路１３の動作＞
次に、図４を参照して、端末制御回路１３の動作について説明する。図４は、端末制御回路１３の起動時の動作を示すタイミングチャートである。
時刻ｔ１において、電源オンもしくはリセット解除により、端末制御回路１３が起動する。時刻ｔ２までの間に、センサ端末１０全体の初期設定を行う。 <Operation of terminal control circuit 13>
Next, the operation of the terminal control circuit 13 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing the operation at the time of starting the terminal control circuit 13.
At time t1, the terminal control circuit 13 is activated by turning on the power or releasing the reset. By the time t2, the initial setting of the entire sensor terminal 10 is performed.

この初期設定において、ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に格納された「センサ端末１０の電力情報」及び「光電池１１の特性情報」を参照しながら、光電池１１の出力（すなわち電圧モニタ１３３の出力）に基づいて、センサ端末１０における照度を推定する。ここで、センサ端末１０における照度は、センサ端末１０と照明機器２０との位置関係などによって変化し得る。 In this initial setting, the CPU 131 refers to the “power information of the sensor terminal 10” and the “characteristic information of the photocell 11” stored in the memory 132, and based on the output of the photocell 11 (that is, the output of the voltage monitor 133). Estimate the illuminance at the sensor terminal 10. Here, the illuminance at the sensor terminal 10 may change depending on the positional relationship between the sensor terminal 10 and the lighting device 20, or the like.

続けて、ＣＰＵ１３１は、推定した照度に応じて、図３に示したように、光電池１１の負荷電流（すなわちセンサ端末１０の消費電力）を決定する。そして、ＣＰＵ１３１は、電圧モニタ１３３が照射光ＩＬの強度変化を検出できるように、決定した光電池１１の負荷電流に基づいて、電圧モニタ１３３の閾値電圧を設定する。 Subsequently, the CPU 131 determines the load current of the photovoltaic cell 11 (that is, the power consumption of the sensor terminal 10) according to the estimated illuminance, as shown in FIG. Then, the CPU 131 sets the threshold voltage of the voltage monitor 133 based on the determined load current of the photocell 11 so that the voltage monitor 133 can detect the intensity change of the irradiation light IL.

時刻ｔ２において、端末制御回路１３は通常動作を開始する。
照射光ＩＬのパルスの立ち上がりにおいて、電圧モニタ１３３はＣＰＵ１３１に割り込み信号を出力する。すなわち、図４における時刻ｔ３、ｔ４、ｔ５において、ＣＰＵ１３１は、照射光ＩＬの強度変化に同期して処理を行う。 At time t2, the terminal control circuit 13 starts normal operation.
At the rising edge of the pulse of the irradiation light IL, the voltage monitor 133 outputs an interrupt signal to the CPU 131. That is, at times t3, t4, and t5 in FIG. 4, the CPU 131 performs processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light IL.

例えば、ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ３において、入出力ポート１３７を介してセンサ１４からデータを取得する。そして、時刻ｔ４までに、ＣＰＵ１３１は、取得したデータを、入出力ポート１３７を介して無線送信回路１５から無線受信装置４０に送信する。ＣＰＵ１３１は、時刻ｔ４、ｔ５においても同様の処理を行う。
サーバ３０は、所定の周期Ｔ毎に無線受信装置４０を介して各センサ端末１０からデータを取得するため、各センサ端末１０のデータと時刻とを関連付けることができる。 For example, the CPU 131 acquires data from the sensor 14 via the input/output port 137 at time t3. Then, by time t4, the CPU 131 transmits the acquired data from the wireless transmission circuit 15 to the wireless reception device 40 via the input/output port 137. The CPU 131 performs the same processing at times t4 and t5.
Since the server 30 acquires data from each sensor terminal 10 via the wireless reception device 40 at every predetermined cycle T, the data of each sensor terminal 10 can be associated with the time.

ここで、複数のセンサ端末１０から一斉に無線受信装置４０（すなわちサーバ３０）にデータを送信すると、通信競合が発生する虞がある。そのため、センサ端末１０毎に異なる待機時間を割り振り、各センサ端末１０において、時刻ｔ３から待機時間が経過したタイミングでデータを送信するようにしてもよい。 Here, if data is transmitted from the plurality of sensor terminals 10 to the wireless reception device 40 (that is, the server 30) all at once, communication competition may occur. Therefore, a different waiting time may be assigned to each sensor terminal 10 and each sensor terminal 10 may transmit data at the timing when the waiting time has elapsed from time t3.

ＣＰＵ１３１は、センサ１４からのデータ取得、無線送信回路１５からのデータ送信などの一連の処理中（すなわち通常動作中）、光電池１１の負荷電流が一定の範囲に収まるようにセンサ端末１０における消費電力を制御する。
なお、ＣＰＵ１３１は、取得したデータを無線送信する代わりにメモリ１３２に格納してもよい。 During a series of processes such as data acquisition from the sensor 14 and data transmission from the wireless transmission circuit 15 (that is, during normal operation), the CPU 131 consumes power in the sensor terminal 10 so that the load current of the photocell 11 falls within a certain range. To control.
The CPU 131 may store the acquired data in the memory 132 instead of wirelessly transmitting it.

（第２の実施の形態）
＜センサ端末及びセンサ端末システムの詳細な構成＞
次に、図５、図６を参照して、第２の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムについて説明する。図５は、第２の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。図６は、第２の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムにおけるタイマ２３６の構成を示すブロック図である。 (Second embodiment)
<Detailed configuration of sensor terminal and sensor terminal system>
Next, a sensor terminal and a sensor terminal system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a detailed block diagram showing the configurations of the sensor terminal and the sensor terminal system according to the second embodiment. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the timer 236 in the sensor terminal and the sensor terminal system according to the second embodiment.

図２に示した第１の実施の形態に係るセンサ端末では、電圧モニタ１３３の出力信号が、電圧モニタ１３３の出力信号が割り込み信号としてＣＰＵ１３１に入力される。これに対して、図５に示した第２の実施の形態に係るセンサ端末では、電圧モニタ１３３の出力信号が、ＣＰＵ１３１ではなくタイマ２３６に入力される。 In the sensor terminal according to the first embodiment shown in FIG. 2, the output signal of the voltage monitor 133 and the output signal of the voltage monitor 133 are input to the CPU 131 as interrupt signals. On the other hand, in the sensor terminal according to the second embodiment shown in FIG. 5, the output signal of the voltage monitor 133 is input to the timer 236 instead of the CPU 131.

また、第２の実施の形態に係るセンサ端末システムでは、照射光ＩＬのパルス幅を変化させる。例えば２つのパルス幅を用い、例えば定期的にパルス幅を大きくする。そのため、第２の実施の形態に係るセンサ端末１０では、タイマ２３６の値に基づいて、ＣＰＵ１３１が電圧モニタ１３３の出力信号におけるパルス幅を判定する。第１の実施の形態に係るタイマ１３６は、例えばクロックをカウントするカウンタのみから構成される。これに対し、第２の実施の形態に係るタイマ２３６は、より複雑な構成を有している。 Further, in the sensor terminal system according to the second embodiment, the pulse width of the irradiation light IL is changed. For example, two pulse widths are used, and the pulse width is periodically increased, for example. Therefore, in the sensor terminal 10 according to the second embodiment, the CPU 131 determines the pulse width of the output signal of the voltage monitor 133 based on the value of the timer 236. The timer 136 according to the first embodiment includes only a counter that counts a clock, for example. On the other hand, the timer 236 according to the second embodiment has a more complicated structure.

＜タイマ２３６の構成＞
ここで、図６を参照して、第２の実施の形態に係るタイマ２３６の構成について説明する。図６に示すように、第２の実施の形態に係るタイマ２３６は、エッジ検出回路３６１、主カウンタ３６２、副カウンタ３６３、第１カウントキャプチャ３６４、第２カウントキャプチャ３６５、割り込み生成回路３６６を備えている。 <Configuration of timer 236>
Here, the configuration of the timer 236 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the timer 236 according to the second embodiment includes an edge detection circuit 361, a main counter 362, a sub counter 363, a first count capture 364, a second count capture 365, and an interrupt generation circuit 366. ing.

電圧モニタ１３３の出力信号が、エッジ検出回路３６１に入力される。
また、クロック生成回路１３５が生成したクロックが、主カウンタ３６２、副カウンタ３６３、第１カウントキャプチャ３６４、第２カウントキャプチャ３６５に入力される。すなわち、主カウンタ３６２、副カウンタ３６３、第１カウントキャプチャ３６４、第２カウントキャプチャ３６５は同じクロックで動作する。 The output signal of the voltage monitor 133 is input to the edge detection circuit 361.
In addition, the clock generated by the clock generation circuit 135 is input to the main counter 362, the sub counter 363, the first count capture 364, and the second count capture 365. That is, the main counter 362, the sub counter 363, the first count capture 364, and the second count capture 365 operate with the same clock.

エッジ検出回路３６１には、照射光ＩＬに同期して変化する電圧モニタ１３３の出力信号が入力される。エッジ検出回路３６１は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち上がりエッジにおいて検出信号ｒｅを出力する。検出信号ｒｅは、イネーブル信号ＥＮとして第１カウントキャプチャ３６４に入力される。また、エッジ検出回路３６１は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジにおいて検出信号ｆｅを出力する。検出信号ｆｅは、イネーブル信号ＥＮとして主カウンタ３６２及び第２カウントキャプチャ３６５に入力されると共に、リセット信号ＲＳＴとして副カウンタ３６３に入力される。 The output signal of the voltage monitor 133 that changes in synchronization with the irradiation light IL is input to the edge detection circuit 361. The edge detection circuit 361 outputs the detection signal re at the rising edge of the output signal of the voltage monitor 133. The detection signal re is input to the first count capture 364 as the enable signal EN. Further, the edge detection circuit 361 outputs the detection signal fe at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. The detection signal fe is input to the main counter 362 and the second count capture 365 as an enable signal EN, and is input to the sub counter 363 as a reset signal RST.

主カウンタ３６２は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジが検出される毎、すなわち検出信号ｆｅが入力される毎にカウントする。主カウンタ３６２のカウント値は、ＣＰＵ１３１の出力信号によってリセットされる。
副カウンタ３６３は、クロックをカウントする。副カウンタ３６３のカウント値は、検出信号ｆｅによってリセットされる。 The main counter 362 counts each time the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133 is detected, that is, each time the detection signal fe is input. The count value of the main counter 362 is reset by the output signal of the CPU 131.
The sub counter 363 counts clocks. The count value of the sub counter 363 is reset by the detection signal fe.

第１カウントキャプチャ３６４は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち上がりエッジすなわち検出信号ｒｅが入力されるタイミングで、副カウンタ３６３のカウント値を取得し、保持する。
第２カウントキャプチャ３６５は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジすなわち検出信号ｆｅが入力されるタイミングで、副カウンタ３６３のカウント値を取得し、保持する。 The first count capture 364 acquires and holds the count value of the sub counter 363 at the rising edge of the output signal of the voltage monitor 133, that is, at the timing when the detection signal re is input.
The second count capture 365 acquires and holds the count value of the sub counter 363 at the timing when the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133, that is, the detection signal fe is input.

割り込み生成回路３６６は、例えば、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジが検出される毎、すなわち検出信号ｆｅが入力される毎に、ＣＰＵ１３１に対して割り込み信号を出力する。さらに、割り込み生成回路３６６は、主カウンタ３６２及び副カウンタ３６３のカウント値が所定の値になった場合に、ＣＰＵ１３１に対して割り込み信号を出力してもよい。 The interrupt generation circuit 366 outputs an interrupt signal to the CPU 131, for example, each time the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133 is detected, that is, each time the detection signal fe is input. Furthermore, the interrupt generation circuit 366 may output an interrupt signal to the CPU 131 when the count values of the main counter 362 and the sub counter 363 reach a predetermined value.

ＣＰＵ１３１は、割り込み生成回路３６６が電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで出力した割り込み信号に応じて、第１カウントキャプチャ３６４が保持する値と第２カウントキャプチャ３６５が保持する値とを取得する。そして、両者の差から電圧モニタ１３３の出力信号（すなわち照射光ＩＬ）のパルス幅を算出する。算出したパルス幅が基準値よりも大きければ、ＣＰＵ１３１は主カウンタ３６２のカウント値をリセットする。すなわち、ＣＰＵ１３１の出力信号は、リセット信号ＲＳＴとして主カウンタ３６２に入力される。 The CPU 131 acquires the value held by the first count capture 364 and the value held by the second count capture 365 in accordance with the interrupt signal output by the interrupt generation circuit 366 at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. .. Then, the pulse width of the output signal of the voltage monitor 133 (that is, the irradiation light IL) is calculated from the difference between the two. If the calculated pulse width is larger than the reference value, the CPU 131 resets the count value of the main counter 362. That is, the output signal of the CPU 131 is input to the main counter 362 as the reset signal RST.

＜タイマ２３６の動作＞
次に、図７を参照して、タイマ２３６の動作について説明する。図７は、タイマ２３６の動作を示すタイミングチャートである。図７の上から順に、主カウンタ３６２のカウント値、副カウンタ３６３のカウント値、第１カウントキャプチャ３６４が保持する値、第２カウントキャプチャ３６５が保持する値、電圧モニタ１３３の出力信号、割り込み生成回路３６６の出力信号（割り込み信号）を示している。 <Operation of timer 236>
Next, the operation of the timer 236 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the timer 236. From the top of FIG. 7, the count value of the main counter 362, the count value of the sub counter 363, the value held by the first count capture 364, the value held by the second count capture 365, the output signal of the voltage monitor 133, and the interrupt generation. The output signal (interrupt signal) of the circuit 366 is shown.

図７に示すように、主カウンタ３６２のカウント値は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジ毎にカウントされる。図７では、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジにおいて、ＮからＮ＋１にカウントアップされている。
副カウンタ３６３のカウント値は、クロック毎にカウントされ、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジにおいて、リセットされる。図７では、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジにおいて、Ｌから０にリセットされている。 As shown in FIG. 7, the count value of the main counter 362 is counted at each falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. In FIG. 7, the output signal of the voltage monitor 133 is counted up from N to N+1 at the falling edge.
The count value of the sub-counter 363 is counted every clock and reset at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. In FIG. 7, L is reset to 0 at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133.

第１カウントキャプチャ３６４は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち上がりエッジで、副カウンタ３６３のカウント値を取得し、保持する。図７では、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち上がりエッジで、副カウンタ３６３のカウント値Ｍを取得し、保持する。なお、図７では、第１カウントキャプチャ３６４は、カウント値Ｍを取得するまで、カウント値Ｍ’を保持していたものとする。 The first count capture 364 acquires and holds the count value of the sub counter 363 at the rising edge of the output signal of the voltage monitor 133. In FIG. 7, the count value M of the sub counter 363 is acquired and held at the rising edge of the output signal of the voltage monitor 133. Note that, in FIG. 7, the first count capture 364 is assumed to hold the count value M′ until the count value M is acquired.

第２カウントキャプチャ３６５は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで、副カウンタ３６３のカウント値を取得し、保持する。図７では、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで、副カウンタ３６３のカウント値Ｌを取得し、保持する。なお、図７では、第２カウントキャプチャ３６５は、カウント値Ｌを取得するまで、カウント値Ｌ’を保持していたものとする。 The second count capture 365 acquires and holds the count value of the sub counter 363 at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. In FIG. 7, the count value L of the sub counter 363 is acquired and held at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. Note that, in FIG. 7, the second count capture 365 is assumed to hold the count value L′ until the count value L is acquired.

割り込み生成回路３６６は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで、割り込み信号を出力する。
電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで、第１カウントキャプチャ３６４が保持する値Ｍと第２カウントキャプチャ３６５が取得する値Ｌとの差（Ｌ−Ｍ）が電圧モニタ１３３の出力信号（すなわち照射光ＩＬ）のパルス幅に相当する。 The interrupt generation circuit 366 outputs an interrupt signal at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133.
At the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133, the difference (LM) between the value M held by the first count capture 364 and the value L acquired by the second count capture 365 is the output signal of the voltage monitor 133 (that is, It corresponds to the pulse width of the irradiation light IL).

＜ＣＰＵ１３１の割り込み処理動作＞
次に、図８を参照して、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジでの割り込み信号に応じたＣＰＵ１３１の割り込み処理動作について説明する。図８は、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジでの割り込み信号に応じたＣＰＵ１３１の割り込み処理動作を示すフローチャートである。図８の説明においては、図５〜図７も適宜参照する。 <Interrupt processing operation of CPU 131>
Next, the interrupt processing operation of the CPU 131 according to the interrupt signal at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the interrupt processing operation of the CPU 131 in response to the interrupt signal at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133. In the description of FIG. 8, FIGS. 5 to 7 are also referred to as appropriate.

まず、電圧モニタ１３３の出力信号の立ち下がりエッジで割り込み生成回路３６６が出力した割り込み信号を受信すると（ステップＳＴ１）、ＣＰＵ１３１は割り込み処理を行う。何ら限定されないが、例えば、図５に示すように、ＣＰＵ１３１はタイマ２３６から時刻を取得すると共に、入出力ポート１３７を介してセンサ１４からデータを取得してもよい。すなわち、ＣＰＵ１３１は、センサ１４のデータと時刻とを関連付けてセットで取得し、例えばメモリ１３２に記録してもよい。ここで、タイマ２３６の時刻とは、図６に示した主カウンタ３６２及び副カウンタ３６３の値である。
なお、センサ１４から取得したデータと、主カウンタ、副カウンタの値で示される時刻とをセットにしておけば、ＣＰＵ１３１は定期的でなく任意の時刻にランダムにセンサ１４からデータを取得してもよい。
同時に、図６に示すように、ＣＰＵ１３１は第１カウントキャプチャ３６４が保持する値Ａと第２カウントキャプチャ３６５が保持する値Ｂとを取得する（ステップＳＴ２）。 First, when the interrupt signal output from the interrupt generation circuit 366 is received at the falling edge of the output signal of the voltage monitor 133 (step ST1), the CPU 131 performs interrupt processing. Although not limited in any way, for example, as shown in FIG. 5, the CPU 131 may acquire the time from the timer 236 and the data from the sensor 14 via the input/output port 137. That is, the CPU 131 may acquire the data of the sensor 14 and the time in association with each other, and record them in the memory 132, for example. Here, the time of the timer 236 is the value of the main counter 362 and the sub counter 363 shown in FIG.
In addition, if the data acquired from the sensor 14 and the time indicated by the values of the main counter and the sub-counter are set as a set, the CPU 131 may acquire the data from the sensor 14 randomly at an arbitrary time instead of periodically. Good.
At the same time, as shown in FIG. 6, the CPU 131 acquires the value A held by the first count capture 364 and the value B held by the second count capture 365 (step ST2).

次に、電圧モニタ１３３の出力信号（すなわち照射光ＩＬ）のパルス幅に相当する両者の差（Ｂ−Ａ）を算出し、所定の基準値Ｃよりも大きいか否か判定する（ステップＳＴ３）。差（Ｂ−Ａ）が所定の基準値Ｃよりも大きい場合（ステップＳＴ３ＹＥＳ）、ＣＰＵ１３１は主カウンタ３６２のカウント値をリセットする（ステップＳＴ４）。その後、割り込みをクリアする（ステップＳＴ５）。 Next, the difference (B-A) between the two, which corresponds to the pulse width of the output signal of the voltage monitor 133 (that is, the irradiation light IL), is calculated, and it is determined whether or not it is larger than a predetermined reference value C (step ST3). .. When the difference (BA) is larger than the predetermined reference value C (YES in step ST3), the CPU 131 resets the count value of the main counter 362 (step ST4). After that, the interrupt is cleared (step ST5).

他方、差（Ｂ−Ａ）が所定の基準値Ｃ以下である場合（ステップＳＴ３ＮＯ）、ＣＰＵ１３１は主カウンタ３６２のカウント値をリセットすることなく、割り込みをクリアする（ステップＳＴ５）。そのため、主カウンタ３６２のカウント値は、カウントアップされる。 On the other hand, when the difference (BA) is less than or equal to the predetermined reference value C (NO in step ST3), the CPU 131 clears the interrupt without resetting the count value of the main counter 362 (step ST5). Therefore, the count value of the main counter 362 is incremented.

なお、記録されたセンサ１４のデータと時刻は、主カウンタ、副カウンタの値で示される時間に、入出力ポート１３７及び無線送信回路１５を介して無線受信装置４０に送信される。所定の時間は、センサ端末１０毎に割り振られている。 The recorded data of the sensor 14 and the time are transmitted to the wireless reception device 40 via the input/output port 137 and the wireless transmission circuit 15 at the times indicated by the values of the main counter and the sub counter. The predetermined time is assigned to each sensor terminal 10.

図９は、第２の実施の形態に係るセンサ端末システムにおける照射光ＩＬのパルス波形の一例である。上述の通り、幅が大きいパルスの立ち下がりエッジで、主カウンタ３６２のカウント値がリセットされる。また、図９には示していないが、上述の通り、全てのパルスの立ち下がりエッジで、副カウンタ３６３のカウント値がリセットされる。 FIG. 9 is an example of a pulse waveform of irradiation light IL in the sensor terminal system according to the second embodiment. As described above, the count value of the main counter 362 is reset at the falling edge of the pulse having a large width. Although not shown in FIG. 9, as described above, the count value of the sub-counter 363 is reset at the falling edges of all the pulses.

例えば、センサ端末システムにおけるセンサ端末１０の数が多い場合、周期Ｔ毎にセンサ１４からデータを取得してサーバ３０へ送信すると、データが通信競合する虞がある。その場合、周期２Ｔや周期３Ｔなどの周期でパルス幅を大きくし、その周期毎にセンサ端末１０からサーバ３０へデータをまとめて送信することによって通信競合を抑制することができる。 For example, when the number of sensor terminals 10 in the sensor terminal system is large, if data is acquired from the sensor 14 and transmitted to the server 30 in each cycle T, there is a risk of data communication competition. In that case, it is possible to suppress the communication conflict by increasing the pulse width in a cycle such as the cycle 2T or the cycle 3T and collectively transmitting the data from the sensor terminal 10 to the server 30 in each cycle.

図９に示した例では、パルス幅が周期２Ｔ毎に大きくなっている。この場合、センサ１４から取得したデータを一度に２つ送信することになるが、それぞれのデータが時刻とセットになっているため、両者を区別することができる。 In the example shown in FIG. 9, the pulse width is increased every 2T. In this case, two pieces of data acquired from the sensor 14 are transmitted at one time, but since the respective data are set together with the time, it is possible to distinguish between the two.

（その他の実施の形態）
次に、図１０、図１１を参照して、他の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムについて説明する。図１０、図１１は、それぞれ異なる他の実施の形態に係るセンサ端末及びセンサ端末システムの構成を示す詳細なブロック図である。 (Other embodiments)
Next, a sensor terminal and a sensor terminal system according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. 10 and 11 are detailed block diagrams showing configurations of a sensor terminal and a sensor terminal system according to other different embodiments, respectively.

図１０に示したセンサ端末１０では、図２に示したセンサ端末１０に対して、電源回路１２の出力に、ダイオード素子１６を介して、一次電池１７が接続されている。詳細には、電源回路１２の出力に、ダイオード素子１６のカソードが接続されている。ダイオード素子１６のアノードに、一次電池１７の正極が接続されており、一次電池１７の負極は接地されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。 In the sensor terminal 10 shown in FIG. 10, the primary battery 17 is connected to the output of the power supply circuit 12 via the diode element 16 with respect to the sensor terminal 10 shown in FIG. Specifically, the cathode of the diode element 16 is connected to the output of the power supply circuit 12. The positive electrode of the primary battery 17 is connected to the anode of the diode element 16, and the negative electrode of the primary battery 17 is grounded. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

通常、光電池１１による発電が充分であり、ダイオード素子１６のカソード側の電圧の方がダイオード素子１６のアノード側の電圧（すなわち一次電池１７の電圧）よりも高くなる。そのため、センサ端末１０が動作するための電力は、電源回路１２を介して光電池１１から供給される。他方、何らかの原因によって、光電池１１による発電が不足した場合、図１０に示したセンサ端末１０では、ダイオード素子１６を介して一次電池１７からも電力を補うことができる。 Usually, the photovoltaic cell 11 produces sufficient power, and the voltage on the cathode side of the diode element 16 is higher than the voltage on the anode side of the diode element 16 (that is, the voltage of the primary battery 17). Therefore, the electric power for operating the sensor terminal 10 is supplied from the photovoltaic cell 11 via the power supply circuit 12. On the other hand, when the power generation by the photovoltaic cell 11 is insufficient for some reason, the sensor terminal 10 shown in FIG. 10 can supplement the power from the primary battery 17 via the diode element 16.

また、図２に示したセンサ端末１０では、周期的かつ所定のパルス幅で強度が高くなる照射光ＩＬが照射されている。これに対し、図１０に示したセンサ端末１０では、周期的かつ所定のパルス幅で強度が低くなる照射光ＩＬを照射することができる。光強度が低くなる区間（パルス幅に相当する区間）において、一次電池１７から電力を補うことができる。
なお、図１０に示したセンサ端末１０を第２の実施の形態と組み合わせてもよい。 Further, the sensor terminal 10 shown in FIG. 2 is irradiated with the irradiation light IL whose intensity increases periodically and with a predetermined pulse width. On the other hand, in the sensor terminal 10 shown in FIG. 10, it is possible to irradiate the irradiation light IL whose intensity decreases periodically and with a predetermined pulse width. In the section where the light intensity is low (section corresponding to the pulse width), the power can be supplemented from the primary battery 17.
The sensor terminal 10 shown in FIG. 10 may be combined with the second embodiment.

図１１に示したセンサ端末１０では、図２に示したセンサ端末１０に対して、電源回路１２とグランドとの間に、大容量のコンデンサ１８が接続されている。電源回路１２は、コンデンサ１８に余剰の電力を充電することができる。電圧モニタ１３３は、コンデンサ１８の電圧も監視する。端末制御回路１３は、コンデンサ１８の電圧に基づいて、コンデンサ１８の充電量が飽和しているか否か判断することができる。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。 In the sensor terminal 10 shown in FIG. 11, a large-capacity capacitor 18 is connected between the power supply circuit 12 and the ground in the sensor terminal 10 shown in FIG. The power supply circuit 12 can charge the capacitor 18 with excess power. The voltage monitor 133 also monitors the voltage of the capacitor 18. The terminal control circuit 13 can determine whether the charge amount of the capacitor 18 is saturated based on the voltage of the capacitor 18. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

端末制御回路１３は、コンデンサ１８の電圧が飽和していない場合、センサ端末１０での消費電力を、光電池１１による発電電力よりも小さくすることによって、余剰電力をコンデンサ１８に充電する。充電中にコンデンサ１８に流れる電流も、光電池１１の負荷電流となる。そのため、端末制御回路１３は、端末制御回路１３の消費電力とコンデンサ１８の充電電流とを制御し、光電池１１の負荷電流を一定範囲にすることで、照度による電圧変化を検出できるようにする。 When the voltage of the capacitor 18 is not saturated, the terminal control circuit 13 charges the capacitor 18 with surplus power by making the power consumption of the sensor terminal 10 smaller than the power generated by the photovoltaic cell 11. The current flowing through the capacitor 18 during charging also becomes the load current of the photovoltaic cell 11. Therefore, the terminal control circuit 13 controls the power consumption of the terminal control circuit 13 and the charging current of the capacitor 18 to keep the load current of the photocell 11 within a certain range so that the voltage change due to the illuminance can be detected.

他方、コンデンサ１８の電圧が飽和している場合、コンデンサ１８の充電電流がないため、端末制御回路１３は、第１の実施の形態と同様に光電池１１の負荷電流を制御する。そのため、詳細な説明は省略する。 On the other hand, when the voltage of the capacitor 18 is saturated, there is no charging current for the capacitor 18, so the terminal control circuit 13 controls the load current of the photovoltaic cell 11 as in the first embodiment. Therefore, detailed description is omitted.

また、図２に示したセンサ端末１０では、周期的かつ所定のパルス幅で強度が高くなる照射光ＩＬが照射されている。これに対し、図１１に示したセンサ端末１０では、周期的かつ所定のパルス幅で強度が低くなる照射光ＩＬを照射することができる。光強度が低くなる区間（パルス幅に相当する区間）では、不足する電力をコンデンサ１８に充電された電力によって補うことができる。
なお、図１１に示したセンサ端末１０を第２の実施の形態と組み合わせてもよい。 Further, the sensor terminal 10 shown in FIG. 2 is irradiated with the irradiation light IL whose intensity increases periodically and with a predetermined pulse width. On the other hand, in the sensor terminal 10 shown in FIG. 11, it is possible to irradiate the irradiation light IL whose intensity decreases periodically and with a predetermined pulse width. In the section where the light intensity is low (the section corresponding to the pulse width), the insufficient power can be supplemented by the power charged in the capacitor 18.
The sensor terminal 10 shown in FIG. 11 may be combined with the second embodiment.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

１０センサ端末
１１光電池
１２電源回路
１３端末制御回路
１４センサ
１５無線送信回路
１６ダイオード素子
１７一次電池
１８コンデンサ
２０照明機器
３０サーバ
４０無線受信装置
１３１ＣＰＵ
１３２メモリ
１３３電圧モニタ
１３４発振回路
１３５クロック生成回路
１３６、２３６タイマ
１３７入出力ポート
３６１エッジ検出回路
３６２主カウンタ
３６３副カウンタ
３６４第１カウントキャプチャ
３６５第２カウントキャプチャ
３６６割り込み生成回路
ＩＢ内部バス
ＩＬ照射光 10 Sensor Terminal 11 Photovoltaic 12 Power Supply Circuit 13 Terminal Control Circuit 14 Sensor 15 Wireless Transmission Circuit 16 Diode Element 17 Primary Battery 18 Capacitor 20 Lighting Equipment 30 Server 40 Wireless Reception Device 131 CPU
132 memory 133 voltage monitor 134 oscillator circuit 135 clock generation circuit 136, 236 timer 137 input/output port 361 edge detection circuit 362 main counter 363 sub-counter 364 first count capture 365 second count capture 366 interrupt generation circuit IB internal bus IL irradiation light

Claims

A sensor,
A control circuit for controlling the sensor,
A photocell that generates power by irradiation light from an external lighting device;
The control circuit performs processing in synchronization with a change in intensity of the irradiation light that is controlled so as to change in a pulse shape at a predetermined cycle based on the output of the photovoltaic cell,
Sensor terminal.

The control circuit is
After starting, before performing the processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
Estimating the intensity of the irradiation light based on the output of the photocell, adjusting the load current of the photocell according to the estimated intensity of the irradiation light,
The sensor terminal according to claim 1.

The control circuit is
Data is acquired from the sensor in synchronization with a change in the intensity of the irradiation light.
The sensor terminal according to claim 1.

Further comprising a wireless transmission circuit for transmitting data acquired from the sensor,
The sensor terminal according to claim 3.

The control circuit is
The data acquired from the sensor is transmitted from the wireless transmission circuit at a predetermined timing,
The sensor terminal according to claim 4.

The control circuit is
A timer for measuring the time is provided in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
When acquiring data from the sensor, acquire time from the timer, and associate the data with the time,
The sensor terminal according to claim 1.

A power supply circuit that generates a power supply voltage of the sensor terminal based on the output of the photovoltaic cell;
A diode element whose cathode is connected to the output of the power supply circuit,
Further comprising a primary battery connected to the anode of the diode element,
The sensor terminal according to claim 1.

A power supply circuit that generates a power supply voltage of the sensor terminal based on the output of the photovoltaic cell;
Further comprising a capacitor connected to the power supply circuit,
The control circuit is
Charging the capacitor by reducing the power consumption of the sensor terminal below the power generated by the photovoltaic cell,
The sensor terminal according to claim 1.

An illumination device controlled so that the intensity of irradiation light changes in a pulse shape at a predetermined cycle,
A plurality of sensor terminals using the irradiation light from the lighting device as a power source,
Each of the plurality of sensor terminals,
A sensor,
A control circuit for controlling the sensor,
A photocell that generates power by the irradiation light from the lighting device,
The control circuit performs processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light based on the output of the photovoltaic cell,
Sensor terminal system.

The control circuit is
After starting, before performing the processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
Estimating the intensity of the irradiation light based on the output of the photocell, adjusting the load current of the photocell according to the estimated intensity of the irradiation light,
The sensor terminal system according to claim 9.

The control circuit is
Data is acquired from the sensor in synchronization with a change in the intensity of the irradiation light.
The sensor terminal system according to claim 9.

Further comprising a wireless transmission circuit for transmitting data acquired from the sensor,
The sensor terminal system according to claim 11.

The control circuit is
The data acquired from the sensor is transmitted from the wireless transmission circuit at a predetermined timing,
The sensor terminal system according to claim 12.

The control circuit is
A timer for measuring the time is provided in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
When acquiring data from the sensor, acquire time from the timer, and associate the data with the time,
The sensor terminal system according to claim 9.

A power supply circuit that generates a power supply voltage of the sensor terminal based on the output of the photovoltaic cell;
A diode element whose cathode is connected to the output of the power supply circuit,
Further comprising a primary battery connected to the anode of the diode element,
The sensor terminal system according to claim 9.

A power supply circuit that generates a power supply voltage of the sensor terminal based on the output of the photovoltaic cell;
Further comprising a capacitor connected to the power supply circuit,
The control circuit is
Charging the capacitor by reducing the power consumption of the sensor terminal below the power generated by the photovoltaic cell,
The sensor terminal system according to claim 9.

The lighting equipment is controlled so that the intensity of the irradiation light changes in a pulse shape at a predetermined cycle,
In each of a plurality of sensor terminals including a sensor and a photocell that generates electricity by the irradiation light, based on the output of the photocell, perform processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
Control method of sensor terminal system.

In each of the plurality of sensor terminals,
After starting, before performing the processing in synchronization with the intensity change of the irradiation light,
Estimating the intensity of the irradiation light based on the output of the photocell, adjusting the load current of the photocell according to the estimated intensity of the irradiation light,
The control method of the sensor terminal system according to claim 17.