JP2697895B2 - 無線操縦装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、土木建築現場等で使用する機器の遠隔制御
に使用する無線操縦装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の無線操縦装置としては、例えば第14図
のものが知られている。

第14図において、送信側100には、発振器10、変調器1
4、操作スイッチ16、増幅器18、及び送信アンテナ20が
設けられ、第15図に示すように、操作スイッチ16の出力
ａが得られていない時は発振器10からの周波数f1の搬送
波をそのまま送信し、スイッチ出力ａが得られた時には
変調器14により周波数f12の搬送波で変調して送信す
る。

一方、受信側200には、受信アンテナ22、増幅器24、
及び増幅器26が設けられ、第15図に示すように、受信信
号に含まれる周波数f2の搬送波を復調してスイッチ出力
ａに対応する復調出力ｃを得ており、この復調されたス
イッチ信号により機器の制御を行なう。

即ち、スイッチ出力の有無を0,1で現わすと、スイッ
チ出力ａ＝０で周波数f1,スイッチ出力ａ＝１で周波数f
2となるようにFM変調（FSK変調）して送信し、受信側で
復調してスイッチ操作状態を再現するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の無線操縦装置にあっ
ては、一般に特別な取扱い資格を必要としない微弱な送
信電力により運用しているため、周囲の影響を受け易
く、そのため受信側の電界強度が不安定となり、一時的
に受信データが途絶えて制御動作が円滑に行なわれず、
また他の機器からの搬送波を受信復調することで誤動作
を起こす恐れがあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、受信状態を監視して不安定な受信状態における
誤動作を確実に防止する無線操縦装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず本発明は、送信側でスイッチ操作信号を搬送波に
より変調して送信すると共に、該送信信号を受信側で復
調してスイッチ操作信号を出力する無線操縦装置を対象
とする。

このような無線操縦装置について本発明にあっては、
送信側に、所定周期で搬送波を断続して送信する断続送
信手段を設け、一方、受信側には、受信搬送波の断続周
期を検出し、該検出周期が送信側の断続周期に基づく規
定範囲から外れた場合にエラー信号を出力する受信状態
判別手段を設ける。

送信側の断続送信手段は、スイッチ操作信号が得られ
ていない状態で第１の搬送波を断続して送信し、スイッ
チ操作信号が得られた際には第２の搬送波を断続して受
信する。即ち、スイッチ操作信号の有無を周波数f1の第
１の搬送波と周波数f2の第２の搬送波で周波数変調した
状態で断続的に送信する。

このような断続送信手段からの送信信号に対して前記
受信状態判別手段は、第１及び第２の搬送波のスケルチ
出力から受信搬送波の断続周期を検出し、検出周期が例
えば送信側の断続周期Ｔに周期変動±ΔＴを加味した
（Ｔ±ΔＴ）の範囲を外れた時に受信異常としてエラー
信号を出力する。

［作用］ このような構成を備えた本発明の無線操縦装置にあっ
ては、受信電界が低下して正常に受信されない状態にあ
っては、受信搬送波の規定周期の範囲を越えることで受
信状態の異常を示すエラー信号が出され、アラームを出
すと共にこの状態で受信復調されたスイッチ操作信号を
無視する。

また他の機器からの搬送波を受信した場合には、他の
機器からの搬送波は連続していることから、受信搬送波
の検出周期が規定範囲を越えて長くなることで受信異常
を判別できる。

更に、断続送信される搬送波にノイズが混入した際に
は、ノイズにより受信側で検出される受信搬送波の周期
が短くなり、規定範囲を下回ることでノイズによる受信
異常を判別できる。

このため送信電力が微弱なために受信電界強度が低く
なって受信状態が安定しなくとも、正常な受信状態で受
信復調されたスイッチ操作信号のみを有効として信頼性
の高い遠隔制御ができる。

［実施例］ 第１図は本発明の無線操縦装置で用いる送信側の実施
例構成図である。

第１図において、10は周波数f1となる第１の搬送波を
発振する発振器、12は周期Ｔとなるデューティ比50％の
クロック信号を発振するクロック発振器である。クロッ
ク発振器12のクロック出力は発振器10に与えられ、第３
図の送信側信号波形図に示すように、クロック出力ａが
Ｈレベルとなっている間、発振器10より周波数f1の発振
出力を生じ、クロック出力ａがＬレベルとなっている
間、発振器10からの周波数f1の発振出力ｂを停止する。

具体的には、発振器10側にANDゲートを設け、このAND
ゲートの一方に周波数f1の発振出力を入力し、他方にク
ロック発振器12からのクロック出力ａを入力すること
で、クロック出力ａに同期して断続される周波数f1でな
る第１の搬送波の発振出力ｂを得ることができる。

発振器10の発振出力ｂは変調器14に与えられる。変調
器14は操作スイッチ16により制御される。

即ち、第３図の送信側信号波形図に示すように、操作
スイッチ16がオフでスイッチ出力ｃがＬレベルとなって
いる間、変調器14は発振器10からの発振出力ｂをそのま
ま通過する。一方、操作スイッチ16をオンしている時に
はスイッチ出力ｃがＨレベルとなって変調器14が動作
し、発振出力ｂに断続的に含まれる周波数f1の搬送波を
周波数f2の搬送波に周波数変調した変調出力ｄを生ず
る。

即ち、変調器14はクロック発振器12のクロック周期に
従った断続周期により操作スイッチ16のオフで周波数f1
の搬送波を出力し、操作スイッチ16のオンで周波数f2の
搬送波を出力する。

変調器14の変調出力ｄは増幅18で増幅され、送信アン
テナ20より送信される。

第２図は本発明の無線操縦装置における受信側の実施
例構成図である。

第２図において、22は受信アンテナであり、受信アン
テナ22からの受信信号を増幅器24で増幅した後、復調器
26に与えている。復調器26は第３図の受信側信号波形図
に示すように、周波数f1の受信搬送波でＬレベル、周波
数f2の受信搬送波でＨレベルとなる復調出力ｅを生ず
る。

一方、増幅器24の受信出力はスケルチ回路30に入力さ
れ、スケルチ回路30より周波数f1及びf2の各受信搬送波
の受信状態でＨレベルとなるスケルチ出力ｆを生ずる。
即ち、スケルチ回路30はFM受信機において、受信入力が
弱くなるかまたは断たれた時に生ずる大きな雑音出力を
除去する低周波回路の閉鎖制御のために使われており、
従って、周波数f1及びf2の搬送波受信時にはＨレベル出
力が得られ、搬送波が断たれている時にはＬレベル出力
となることから、このスケルチ出力から搬送波の断続を
検知することができる。

復調器26の復調出力ｅ及びスケルチ回路30のスケルチ
出力ｆはラッチ回路28に与えられ、ラッチ回路28は復調
出力ｅがＨレベルとなっている状態でスケルチ出力ｆが
Ｈレベルに立ち上がるとセットされてラッチ出力ｇを生
じ、復調出力ｅがＬレベルの状態でスケルチ出力ｆがＨ
レベルに立ち上がるとリセットされてラッチ出力ｇが断
たれる。

更にスケルチ回路30の出力は、リトリガブル単安定マ
ルチバイブレータ（以下「単安定マルチ」という）32に
与えられる。単安定マルチ32には搬送波の断続周期Ｔを
越える設定時間τがその時定数により設定されており、
スケルチ出力ｆのＨレベルの立上がりでトリガされ、設
定時間τ以内に再度スケルチ出力ｆがＨレベルに立ち上
がってリトリガされる限り単安定マルチ出力ｈはＨレベ
ルを保っている。しかし、スケルチ出力ｆが設定時間τ
を越えて得られない場合には、設定時間τの到達で単安
定マルチ出力ｈはＬレベルに立ち下がり、この単安定マ
ルチ出力ｈのＬレベルにより受信異常状態を示すエラー
信号を出力することになる。

次に第1,2図の実施例を用いた本発明の無線操縦装置
の動作を説明する。

まず、正常な受信状態、即ち受信側で充分な受信電界
強度が得られている場合には、第３図に示したように、
送信側からの変調出力ｄに対応した周期Ｔで断続する搬
送波を受信し、操作スイッチ16の操作状態を示す周波数
f2の受信搬送波から復調出力ｅが得られ、また周波数f1
及びf2の各受信搬送波からクロック周期ＴでH,Lを繰り
返すスケルチ出力ｆが得られる。

このため、単安定マルチバイブレータ32はスケルチ出
力ｆのＨレベルへの立上がりで周期Ｔ毎にトリガされ、
設定時間τに到達する前に再トリガされるため、単安定
マリガ出力ｈはＨレベルを保っている。またラッチ回路
28は復調出力ｅ及びスケルチ出力ｆのＨレベルに立ち上
がったタイミングでセットされ、その後、復調出力ｅが
断たれてからスケルチ出力ｆがＨレベルに断ち上がった
タイミングでリセットされ、送信側のスイッチ出力ｃに
対応したラッチ出力ｇを得ることができる。

次に周囲の影響により受信側の電界強度が低下して搬
送波を正常に受信できなくなった場合の動作を説明す
る。

第４図は途中で搬送波が受信不能となった状態を示し
ている。即ち、時刻t1に至るまでは正常に搬送波が受信
されることからスケルチ出力ｆが得られていたものが、
時刻t1以降、搬送波が受信できないためにスケルチ出力
ｆはＬレベルに固定される。

この時、最後のスケルチ出力ｆのＨレベルへの立上が
りでトリガされた単安定マルチ32は時刻t1以降スケルチ
出力ｆが得られないために設定時間τ経過時点で単安定
マルチ出力ｈをＨレベルからＬレベルに反転し、この単
安定マルチ出力ｈのＬレベル出力により受信エラー状態
にあることを知り、受信側でアラーム出力を行なうと共
にアラーム出力状態でラッチ回路28より得られるラッチ
出力ｇは無視するようになる。

第５図は、受信電界強度は充分に得られているが他の
機器からの搬送波による混信を受けた場合の動作状態を
示す。

即ち、通常の無線装置における搬送波は連続波である
ことから、第５図の時刻t1で他の搬送波の混信を受ける
とスケルチ出力ｆはＨレベルに固定されたままとなる。
そのため時刻t1のスケルチ出力ｆのＨレベルへの立上が
りでトリガされた単安定マルチ32に対しては、それ以降
スケルチ出力ｆのＨレベルへの立上がりによるトリガが
掛からないため、時刻t1から設定時間τを経過すると単
安定マルチ出力ｈがＬレベルに立ち下がり、受信状態が
異常である旨を示すアラーム出力及び時刻t1以降のラッ
チ回路28のラッチ出力ｇを無効とする処理を行なうよう
になる。

第６図は本発明の無線操縦装置における受信側の他の
実施例を示した実施例構成図であり、この実施例にあっ
てはCPUによるプログラム制御により受信異常状態を判
別できるようにしたことを特徴とする。

第６図において、受信アンテナ22,増幅器24,復調器26
及びスケルチ回路30は第２図の実施例と同じである。

一方、復調器26の復調出力は入力ポート34を介してCP
U36に与えられ、CPU36に対しては本発明による受信状態
判別のためのプログラムを格納したROM40及び本発明の
受信状態判別の監視に用いるタイマ38が接続され、更に
出力ポート42を介して受信したスイッチ操作信号の受信
出力及び異常受信状態におけるエラー信号を出力する出
力ポート42が設けられる。

更にCPU36に対してはスケルチ回路30のスケルチ出力
ｆが与えられ、スケルチ出力ｆのＨレベルへの立上がり
で第７図に示すプログラムＡが起動され、このプログラ
ムＡの起動により受信異常状態の有無を判別すると共に
タイマ38をリセット後に再起動するようになる。

タイマ38の起動後の経過時間を示す値τはCPU36側で
読み取ることができる。また、タイマ38は送信側の断続
周期Ｔにおける変動周期を±ΔＴとすると、（Ｔ＋Δ
Ｔ）に経過時間を示す値τ′が一致したときにタイムア
ップ出力ｉをCPU36に与え、このタイムアップ出力ｉを
受けてCPU36は第８図に示すプログラムＢを実行する。

次に第６図の実施例の動作を説明する。

今、第６図の受信側の受信強度が充分に得られ、正常
に送信信号を受信できたとすると、第９図に示すように
送信側の断続周期Ｔ毎にＨレベルに立ち上がるスケルチ
出力ｆが得られる。CPU36はスケルチ出力ｆの立上がり
で第７図に示すプログラムＡを実行する。

この第７図のプログラムＡにあっては、まずステップ
S1でタイマ38の値τ′を読み込み、次のステップS2でタ
イマ値τ′と設定値（Ｔ−ΔＴ）とを比較する。

即ち、第９図のタイマ動作に示すように、スケルチ出
力ｆの立上がり毎にプログラムＡが起動され、このプロ
グラムＡによりタイマ38がリセットされて再起動される
ことから、次のスケルチ出力の立上がりでプログラムＡ
が起動されるまでにタイマ値τ′は所定の傾きで直線的
に増加し、リセット直前のτ′の値は送信側の間欠周期
Ｔに等しくなる。そこで、第７図のステップS2にあって
は、間欠周期Ｔから周期変動分ΔＴを差し引いたレベル
をタイマ値τ′が越えるか否か判別しており、タイマ値
τ′が設定値（Ｔ−ΔＴ）を越えていれば正常な受信状
態、（Ｔ−ΔＴ）に到達しなければ受信異常状態と判別
する。

即ち、ステップS2でタイマ値τ′が設定値（Ｔ−Δ
Ｔ）より大きければステップS3に進んでアナログ信号を
リセットし、次のステップS4で入力ポート34からの復調
出力ｅを読み込んで出力ポート42より受信出力として取
り出し、最終的にタイマ38をリセット後に起動してプロ
グラムＡを終了する。

一方、ステップS2でタイマ値τ′が設定値（Ｔ−Δ
Ｔ）より小さかった場合には、受信異常状態にあること
を判別してステップS6に進み、出力ポート42よりエラー
信号を出力させた後、ステップS5でタイマ38をリセット
後に起動してプログラムＡを終了する。

このステップS2で受信異常状態と判別されるのは、第
10図に示すように受信搬送波にノイズが含まれた場合で
ある。

第10図にあっては、スケルチ出力ｆのＬレベル期間に
ノイズが混入した状態を示しており、ノイズの混入によ
りスケルチ出力ｆが立ち上がることから、このときにも
プログラムＡが起動され、プログラムＡの起動によりタ
イマ38のリセット後の再起動が行なわれることから、こ
のときタイマ値τ′は設定値（Ｔ−ΔＴ）に達すること
ができず、ステップS6でアラーム信号のセットが行なわ
れる。

勿論、ノイズが得られた後に正常なスケルチ出力のＨ
レベルによりプログラムＡが起動し、次に正常なスケル
チ出力が得られると、ステップS3に進んでアラーム信号
リセットにより正常な受信状態に回復するようになる。

次に、第８図のプログラムＢによる異常受信状態の判
別処理を説明する。

第11図は充分な受信電界強度が得られている状態で他
の機器からの搬送波の混信を受けた状態を示しており、
時刻t1からの混信によりスケルチ出力ｆはＨレベルに固
定されてしまう。このため、時刻t1における第７図のプ
ログラムＡの実行によりタイマ38のリセット後の起動が
行なわれても、時刻t1以降スケルチ出力ｆはＨレベルに
固定されるためタイマリセットによる再起動は行なわれ
ず、タイマ値τがタイマ38に設定した所定値（Ｔ＋Δ
Ｔ）に達するとタイムアップ出力ｉがCPU36に与えられ
る。このタイムアップ出力ｉを受けて、第８図に示すプ
ログラムＢが起動される。

第８図のプログラムＢにあっては、まずステップS1で
アラーム信号をセットし、出力ポート42よりエラー信号
が出力される。続いてステップS2でタイマ38をリセット
後に起動して処理を終了する。

従って、第11図に示すように時刻t1から始まった混信
からタイムアップ出力ｉを得るための設定時間（Ｔ＋Δ
Ｔ）経過した時点でプログラムＢの起動によりアラーム
信号がセットされ、外部に受信異常状態を示すエラー信
号を送出し、且つこのときの受信出力を無効とする処理
を行なうようになる。

第12図は受信電界が低下して搬送波が正常に受信でき
なくなったときの動作説明図であり、この場合にも第８
図に示すプログラムＢが起動される。

第12図において、時刻t1以降、受信電界強度の低下で
搬送波が正常に受信できなくなると、スケルチ出力ｆは
Ｌレベルに固定され、時刻t1の直前のスケルチ出力ｆの
立上がりで起動したプログラムＡによるタイマリセット
起動により時刻t1より（ΔＴ）を経過したタイミングで
タイマ38よりタイムアップ出力ｉが得られ、このタイム
アップ出力を受けてCPU36は第８図のプログラムＢを起
動する。プログラムＢを起動すれば、第11の場合と同
様、ステップS1のアラーム信号のセットにより出力ポー
ト42よりエラー信号が出され、続いてステップS2でタイ
マをリセット後に起動して次のタイムアップ出力Ｉを待
つようになる。

このように第６図の実施例にあっては、第９図に示し
た正常な受信状態に対し第10図のノイズ混入による異常
受信状態、第11図に示す他の機器からの混信による異常
受信状態、更に第12図に示す受信電界強度の低下により
正常受信できなくなったときの受信異常状態の３つを確
実に判別し、受信異常状態のアラーム信号セットにより
警報すると共にアラーム信号セット状態での復調された
スイッチ操作信号を無視して誤動作を防ぐようになる。

第13図は本発明の送信側の他の実施例を示した実施例
構成図である。

第13図において、発振器10,変調器14,増幅器18,送信
アンテナ20,操作スイッチ16は第１図と同じであるが、
増幅器18に対し動作電源を供給する電源44からの電源ラ
インに切替スイッチ46を設け、この切替スイッチ46をク
ロック発振器12のクロック出力ａでオン，オフ制御する
ようにしたことを特徴とする。

即ち、第13図の実施例にあっては、搬送波の断続送信
を増幅器18に対する電源供給の断続により行なうように
したことを特徴とする。

更に詳細に説明するならば、発振器10は周波数f1の搬
送波で成る発振出力ｂを連続出力しており、変調器14は
操作スイッチ16のオフで発振出力ｂをそのまま増幅器18
に出力し、一方、操作スイッチ16のオンで周波数f2の搬
送波で成る変調出力を増幅器18に出力する。変調器14の
変調出力ｂは周波数f1または周波数f2が連続したもので
あるが、クロック発振器12より断続周期Ｔをもって電源
44から電源供給を切替スイッチ46により断接すること
で、増幅器18はクロック出力ａのオン，オフ周期に応じ
た断続周期で搬送波の送信を行なうようになる。

この第13図の実施例にあっては、最も消費電力が大き
い増幅器18を断続周期に応じて間欠動作させていること
から、消費電力が節減でき、電池電源を使用した携帯送
信器とした場合に消費電力を節減できる点で望ましい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、微弱な送信
電力により受信動作が不安定になり易い無線操縦装置で
あっても、受信側で受信電界強度の低下、ノイズ混入、
他の機器からの混信等の受信異常状態を判別して異常受
信状態における復調出力による機器の制御を禁止すると
共に、警報出力を行なってオペレータに知らせることが
でき、常に正常な受信状態においてのみ得られた復調出
力、即ち送信側のスイッチ操作信号に対応する信号を使
用した機器の遠隔制御を行なうことができ、土木，建築
現場等における遠隔無線制御、即ちテレコントロールの
信頼性と安全性を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の送信側の実施例構成図； 第２図は本発明の受信側の実施例構成図； 第３図は第1,2図の動作を示した信号波形図； 第４図は受信電界強度が低下した際の動作信号波形図； 第５図は混信時の動作信号波形図； 第６図は本発明の受信側の他の実施例構成図； 第７図は第６図のCPUで実行されるプログラムＡのフロ
ーチャート； 第８図は第６図のCPUで実行されるプログラムＢのフロ
チャート； 第９図はプログラムＡによる正常受信時の動作を示した
動作説明図； 第10図はノイズ混入時のプログラムＡの実行による処理
動作を示した説明図； 第11図はプログラムＢの実行による混信時の処理動作説
明図； 第12図はプログラムＢによる受信電界強度低下時の処理
動作説明図； 第13図は本発明の送信側の他の実施例構成図； 第14図は従来装置の構成図； 第15図は従来装置の動作を示した信号波形図である。 10:発振器 12:クロック発振器 14:変調器 16:操作スイッチ 18,24:増幅器 20:送信アンテナ 22:受信アンテナ 26:復調器 28:ラッチ回路 30:スケルチ回路 32:リトリガブル単安定マルチバイブレータ 34:入力ポート 36:CPU 38:タイマ 40:ROM 42:出力ポート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側でスイッチ操作信号を搬送波により
   変調して送信すると共に、該送信信号を受信側で復調し
   て出力する無線操縦装置に於いて、 スイッチ操作信号が得られていない状態で第１の搬送波
   を断続して送信し、スイッチ操作信号が得られた際には
   第２の搬送波を断続して送信する断続送信手段を送信側
   に設け、 前記第１及び第２の搬送波によるスケルチ出力から受信
   搬送波の断続周期を検出し、受信搬送波の断続周期が前
   記送信側の断続周期に基づく規定範囲から外れた場合に
   エラー信号を出力する受信状態判別手段を受信側に設け
   たことを特徴とする無線操縦装置。