JP4211608B2 - Information transmission / reception system and information processing system - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも2機の送受信装置間で情報の送受信を行なう情報送受信システム及び収集した情報の処理を行なう情報処理システムに係わるものである。   The present invention relates to an information transmission / reception system for transmitting / receiving information between at least two transmission / reception apparatuses and an information processing system for processing collected information.

工場内設備(機器)の運転状況の把握については、設備管理担当者が設備を1日数回巡回して点検を行うのが一般的であった。しかし最近では人手不足や人件費削減等のため、人による情報収集ではなく設備にセンサを取り付け、センサで収集する設備の運転情報を設備近傍に設置した端末装置から中央監視装置側に送信する方法がとられている。そのような装置を示すものとして、下記の特許文献がある。   Regarding the understanding of the operating status of equipment (equipment) in the factory, it was common for equipment managers to inspect the equipment several times a day. Recently, however, due to labor shortages and labor cost reduction, instead of collecting information by humans, a sensor is attached to the equipment, and the operation information of the equipment collected by the sensor is sent from the terminal device installed near the equipment to the central monitoring equipment side. Has been taken. There are the following patent documents showing such an apparatus.

特開2001−287645号JP 2001-287645 A

上記従来技術において、送信側である端末装置に外部から電力供給ができない場合には電池で駆動する無線システムとすることになる。電池は消耗によって供給電圧が降下するため、一般的な電池駆動の電源回路は電池電圧を降圧して一定の電圧を供給する電源(降圧電源)回路を使用している。   In the above prior art, when power cannot be supplied from the outside to the terminal device on the transmission side, the wireless system is driven by a battery. Since the supply voltage of a battery drops due to exhaustion, a general battery-driven power supply circuit uses a power supply (step-down power supply) circuit that steps down the battery voltage and supplies a constant voltage.

降圧電源回路は、降圧時に入力電圧と出力電圧の差を熱として電力を無駄に消費してしまう。そして、入出力の電圧差が大きいほど発熱(消費電力)は大きくなるので放熱手段を設ける必要があり、直並列に接続する電池の数が多くなり、装置が大型となる。   The step-down power supply circuit wastes power by using the difference between the input voltage and the output voltage as heat during step-down. Since the heat generation (power consumption) increases as the voltage difference between the input and output increases, it is necessary to provide heat dissipation means, the number of batteries connected in series and parallel increases, and the apparatus becomes large.

また、端末装置に演算手段を搭載させて、収集情報の整理や送信情報の簡素化やデータ圧縮などの各種情報処理を行なわせようとすると、電力消費量は大きいものとなって、電池の寿命は短くなる。   In addition, if a computing device is installed in a terminal device to perform various types of information processing such as organizing collected information, simplifying transmission information, and data compression, the power consumption becomes large and the battery life is increased. Becomes shorter.

電力消費量が大きい無線端末は、電池が早く消耗して情報収集装置として機能しなくなるため、電池交換作業が頻繁に発生し、却って人手を必要とする。   A wireless terminal with a large amount of power consumption consumes battery quickly and does not function as an information collection device. Therefore, battery replacement work frequently occurs, and manpower is required instead.

それゆえ本発明の目的は,電池駆動であっても低消費電力で人手を必要とせず、かつ高い情報処理能力を持つ小型な情報送受信システム及び情報処理システムを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a small information transmission / reception system and an information processing system that have low power consumption and do not require manpower even with battery operation and have high information processing capability.

上記目的を達成するため本発明の特徴とするところは、端末装置を含む少なくとも2機の送受信装置間で無線により情報の送受信を行なう情報送受信システムにおいて、前記端末装置は、この端末装置を駆動する電池と、該電池の電圧を所望の電圧に昇圧する少なくとも2個の電源回路と、発振周波数が低周波数の第1の発振器およびROMとRAMのいずれかの記憶手段を内蔵するタイマと、前記第1の発振器の発振周波数より高い発振周波数を有する第2の発振器およびRAMを内蔵するCPUとを有し、前記タイマは、第1の発振器の動作クロックに基づき、前記CPUでの情報処理の内容に応じて割り込み信号をCPUに供給可能であり、前記タイマが内蔵する記憶手段は、第2の発振器が生成する動作クロックの切り替えおよび電池との接続の切り替え時刻を切り替え内容とともに記載した状態テーブルを有しており、前記CPUは、タイマから送信された状態テーブルをCPUの有するRAMに記憶し、このRAMに記憶された状態テーブルの情報とタイマからの指令とを突き合わせて一致したら稼動するものであり、さらに前記CPUは、前記タイマから割り込み信号が供給されたら稼動し、稼動後は端末装置に接続されるセンサに電力供給するモードとしてCPUに印加される電圧を低い電圧とするとともにタイマから第1の発信器に基づく動作クロックを受け、次いで計測するモードとして自己が有する第2の発信器に基づく動作クロックで稼動し、この計測モードが完了する時間が経過したら演算モードとして自己が有する第2の発信器に基づく動作クロックをさらに高めるとともに印加電圧を高い電圧にして処理時間を短縮し、その後CPUの電圧を低い電圧とするとともに動作クロックをタイマから受ける低速モードに進むようにすることにある。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in an information transmission / reception system that wirelessly transmits and receives information between at least two transmission / reception apparatuses including the terminal apparatus, the terminal apparatus drives the terminal apparatus. A battery, at least two power supply circuits for boosting the voltage of the battery to a desired voltage, a first oscillator having a low oscillation frequency, and a timer incorporating either ROM or RAM storage means; A second oscillator having a higher oscillation frequency than the oscillation frequency of the first oscillator and a CPU having a built-in RAM, and the timer is configured to process information in the CPU based on an operation clock of the first oscillator. In response, an interrupt signal can be supplied to the CPU, and the storage means built in the timer switches the operation clock generated by the second oscillator and supplies power. The CPU stores a state table describing the switching time of connection with the contents of switching, and the CPU stores the state table transmitted from the timer in a RAM of the CPU, and information on the state table stored in the RAM And the command from the timer, the CPU operates when the interrupt signal is supplied from the timer. After that, the CPU operates as a mode for supplying power to the sensor connected to the terminal device. The voltage applied to the CPU is set to a low voltage, the operation clock based on the first oscillator is received from the timer, and then the measurement clock is operated with the operation clock based on the second oscillator that the self has. Operation time based on the second transmitter that the self has as the operation mode when the time to complete the operation has elapsed Further reducing the applied voltage higher the processing time in voltage with increase is to make it subsequently proceeds the operation clock with a CPU voltage and low voltage to the low-speed mode received from the timer.

演算手段は、供給するクロックの周波数を高くしただけでは高速な情報処理を実行せず、クロックの周波数を高くすると同時に印加電圧を高くすることにより高速な情報処理をすることが分かった。   It has been found that the arithmetic means does not execute high-speed information processing only by increasing the frequency of the supplied clock, but performs high-speed information processing by increasing the clock frequency and simultaneously increasing the applied voltage.

高速処理では消費電力が大きいが、高速であることによって、情報処理は早急に終了する。高速処理を必要としない情報処理もあるので、演算の内容に応じてタイマにより演算手段に供給する電圧と周波数を切り替える。   Power consumption is high in high-speed processing, but information processing is quickly terminated due to high speed. Since there is information processing that does not require high-speed processing, the voltage and frequency supplied to the calculation means are switched by the timer according to the contents of the calculation.

この切り替えにより演算手段での電力消費を抑え電池の寿命を長くすることができ、電池交換に人手が掛からないだけでなく、高い情報処理能力を得ることができる。   This switching can reduce the power consumption in the computing means and extend the battery life, so that not only the battery replacement is not manual, but also high information processing ability can be obtained.

電池電圧を下げる電源回路を持たないので、無駄な電力消費がなく、昇圧する電源回路を保有しても、放熱手段は不要であり、また直並列に多数の電池を持つ必要が無いので、装置は遥かに小型で済む。   Since there is no power supply circuit that lowers the battery voltage, there is no wasteful power consumption, and even if you have a power supply circuit that boosts voltage, there is no need for heat dissipation means, and there is no need to have many batteries in series and parallel. Is much smaller.

以下、図1乃至図4に示す本発明の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 will be described.

図1は、本発明の一実施形態になる工場内設備用の情報送受信システムの構成を示している。   FIG. 1 shows a configuration of an information transmission / reception system for factory equipment according to an embodiment of the present invention.

10は、無線装置11を介し端末装置20と無線で情報の送受信を行ない、端末装置20から得た情報で端末装置20を取り付けた図示していない工場内設備の稼動状況を監視する中央監視装置である。中央監視装置10と端末装置20は、無線により情報の送受信を行なう2機の送受信装置に相当する。   10 is a central monitoring device that performs wireless transmission / reception of information to / from the terminal device 20 via the wireless device 11 and monitors the operating status of facility in the factory (not shown) to which the terminal device 20 is attached based on information obtained from the terminal device 20. It is. The central monitoring device 10 and the terminal device 20 correspond to two transmission / reception devices that transmit and receive information wirelessly.

図1では1台の端末装置20のみを示してあるが、工場に設置された設備毎に端末装置20と同様な端末装置を取り付けてあり、後述するように中央監視装置10は各端末装置と情報の送受信を行ない、それらの監視も実施できるようになっている。   In FIG. 1, only one terminal device 20 is shown, but a terminal device similar to the terminal device 20 is attached to each facility installed in the factory, and the central monitoring device 10 is connected to each terminal device as described later. Information can be sent and received and monitored.

端末装置20は、情報処理を行なう演算手段としての中央処理装置(CPU)21,端末装置20の作動スケジュール(ソフトフロー)を格納するROMや作動スケジュールに使用する情報を一時的に格納しておくRAMや発振手段(発振器)などを内蔵したタイマ22,電源としての電圧が初期には3.6V程度であったものが末期には1.8V程度まで落ちる電池23,電池23の電圧を昇圧し必要に応じては降圧して所望の電圧を供給する電源回路23a〜23c,送信回路(送信部)24,受信回路(受信部)25,スイッチボックス26,外部メモリ27,機番設定器28を有し、図示していない設備に取り付けてその稼動状況を検出する各種のセンサとしてのAセンサ29aとBセンサ29bと接続してある。   The terminal device 20 temporarily stores a central processing unit (CPU) 21 as a computing means for performing information processing, a ROM for storing an operation schedule (soft flow) of the terminal device 20 and information used for the operation schedule. Timer 22 with built-in RAM, oscillation means (oscillator), etc., battery 23 having a voltage as a power source of about 3.6V at the beginning drops to about 1.8V at the end, boosts the voltage of battery 23 If necessary, the power supply circuits 23a to 23c for stepping down and supplying a desired voltage, a transmission circuit (transmission unit) 24, a reception circuit (reception unit) 25, a switch box 26, an external memory 27, and a machine number setting unit 28 are provided. The A sensor 29a and the B sensor 29b are connected as various sensors that are attached to a facility (not shown) and detect the operation status.

電源回路23a〜23cの例としては、リニアテクノロジー株式会社より販売されている高電圧昇降圧レギュレータ(型式:LT3433)やスイッチング・レギュレータ(技術誌:Design Wave Magazine,2002.October 発行、pp96〜97参照)などがある。   Examples of the power supply circuits 23a to 23c include a high voltage buck-boost regulator (model: LT3433) and a switching regulator (Technical Journal: Design Wave Magazine, 2002. October issued, pp 96-97) sold by Linear Technology Corporation. )and so on.

Aセンサ29a,Bセンサ29b以外にも多数の各種センサを設備に取り付けてその設備の稼動状態を計測(検出)しているが、センサは簡略化のために2個のみ示している。なお、以下、センサ29と総称することもある。   In addition to the A sensor 29a and the B sensor 29b, a number of various sensors are attached to the equipment and the operating state of the equipment is measured (detected), but only two sensors are shown for simplicity. Hereinafter, the sensor 29 may be collectively referred to.

外部メモリ27は、フラッシュメモリなどの書換可能で着脱して無電源でも記録が消失しないなメモリを用いている。   As the external memory 27, a rewritable memory such as a flash memory is used so that recording is not lost even when there is no power supply.

機番設定器28は、図1では1機のみ示しているが多数ある端末装置20が中央監視装置10と無線交信をする場合、どの端末装置20が情報を送信しているか送信情報に付加した機番を中央監視装置10側で判読し個々の端末装置20を区別し特定できるようにする号機番号(機番)を個別に設定するものである。但し,機番設定器28はCPU21のメモリもしくは外部メモリ27に記憶データとして持たせても良い。   The machine number setting unit 28 shows only one machine in FIG. 1, but when a large number of terminal apparatuses 20 communicate with the central monitoring apparatus 10, which terminal apparatus 20 is transmitting information is added to the transmission information. The machine number is read on the central monitoring device 10 side, and the machine number (machine number) is set individually so that each terminal device 20 can be distinguished and specified. However, the machine number setting unit 28 may be stored in the memory of the CPU 21 or the external memory 27 as stored data.

電池23は、一次電池や二次電池でもよいが、太陽電池や燃料電池でもよい。さらにはセンサ29を取り付けてある図示していない設備のうち発熱量の大きい設備では、その設備に熱電対やサーモパイルなどの熱電変換手段を設置しここから得られる電力を蓄えた蓄電器でもよい。太陽電池や燃料電池や熱電変換手段を用いても良く、その場合はダイオードなどの整流器とキャパシタを具備させて、電力の安定化を図ると良い。   The battery 23 may be a primary battery or a secondary battery, but may be a solar battery or a fuel cell. Furthermore, in a facility with a large calorific value among facilities (not shown) to which the sensor 29 is attached, a storage device in which thermoelectric conversion means such as a thermocouple or a thermopile is installed in the facility and electric power obtained therefrom is stored may be used. A solar cell, a fuel cell, or thermoelectric conversion means may be used. In that case, a rectifier such as a diode and a capacitor may be provided to stabilize power.

電池23は、スイッチボックス26を介しタイマ22や電源回路23a〜23cと接続してあり、実線で示しているが、これは常時接続状態にあることを示している。   The battery 23 is connected to the timer 22 and the power supply circuits 23a to 23c via the switch box 26 and is indicated by a solid line, which indicates that the battery 23 is always connected.

電源回路23aは3V、電源回路23bは5V、電源回路23cは9Vの定電圧をそれぞれ供給する。従って、電源回路23aは電池23の電圧により昇圧か降圧をするが、電源回路23bと電源回路23cは昇圧を行なう。   The power supply circuit 23a supplies a constant voltage of 3V, the power supply circuit 23b supplies a constant voltage of 5V, and the power supply circuit 23c supplies a constant voltage of 9V. Therefore, the power supply circuit 23a boosts or lowers the voltage according to the voltage of the battery 23, but the power supply circuit 23b and the power supply circuit 23c perform boosting.

各電源回路23a〜23cとスイッチボックス26は実線矢印で接続しているが,これはスイッチボックス26から出力命令信号が出されることを表し、この信号により各電源回路23a〜23cはCPU21,送信回路24,受信回路25,外部メモリ27及びセンサ29にスイッチボックス26を介して電力の供給を適宜に行なうようになっており、これを点線で示している。即ち、スイッチボックス26はCPU21,送信回路24,受信回路25,外部メモリ27及びセンサ29に電力供給するときに、これらと各電源回路23a〜23cを接続し、電力供給が不要なときは各電源回路23a〜23cとの接続を断つ。   The power supply circuits 23a to 23c and the switch box 26 are connected by solid arrows. This indicates that an output command signal is output from the switch box 26, and the power supply circuits 23a to 23c are connected to the CPU 21 and the transmission circuit by this signal. 24, the receiving circuit 25, the external memory 27, and the sensor 29 are appropriately supplied with electric power via the switch box 26, which is indicated by a dotted line. That is, the switch box 26 connects the power supply circuits 23a to 23c to the CPU 21, the transmission circuit 24, the reception circuit 25, the external memory 27, and the sensor 29 when power is supplied. The connection with the circuits 23a to 23c is cut off.

その適宜な電力供給のためのスイッチボックス26の断続はタイマ22に内蔵のROMもしくはRAMに設定してあるスケジュールに従い、タイマ22及びCPU21から出される指令に基づいて行なう。この指令が出されることを、CPU21及びタイマ22からスイッチボックス26に向かう実線矢印で表している。   The switching of the switch box 26 for the appropriate power supply is performed based on a command issued from the timer 22 and the CPU 21 in accordance with a schedule set in a ROM or RAM built in the timer 22. That this command is issued is indicated by a solid line arrow from the CPU 21 and the timer 22 to the switch box 26.

CPU21に供給する電力に電圧は時に応じて切り替えられるので、スイッチボックス26の断続とそのスケジュール、即ち、タイマ22及びCPU21から出される指令は後述する。   Since the voltage supplied to the power supplied to the CPU 21 is switched from time to time, the switching of the switch box 26 and its schedule, that is, the commands issued from the timer 22 and the CPU 21 will be described later.

CPU21とタイマ22とを結ぶ実線矢印は、これは相互に通信することを示している。
またCPU21とタイマ22とを結ぶ一点鎖線は、タイマ22からCPU21を起動するための割り込み信号を出すことを表している。CPU21とタイマ22とを一点鎖線で示す矢印は、タイマ22からCPU21に動作クロックを供給することを表している。
The solid line arrows connecting the CPU 21 and the timer 22 indicate that they communicate with each other.
A one-dot chain line connecting the CPU 21 and the timer 22 indicates that an interrupt signal for starting the CPU 21 is output from the timer 22. An arrow indicating the CPU 21 and the timer 22 by a one-dot chain line indicates that the operation clock is supplied from the timer 22 to the CPU 21.

タイマ22は、現在時刻を通信によりCPU21に伝える機能及びCPU21より変更できる機能を有する。   The timer 22 has a function of transmitting the current time to the CPU 21 by communication and a function that can be changed by the CPU 21.

また、タイマ22は発振器を内蔵し、その発振周波数を逓倍及び分周してCPU21に動作クロックとして供給する機能を有する。   The timer 22 has a built-in oscillator, and has a function of multiplying and dividing the oscillation frequency and supplying it to the CPU 21 as an operation clock.

またタイマ22は、CPU21との通信により内蔵する発振器の発振周波数の逓倍率及び分周率を変更することで動作クロックの供給周波数を変更する機能を有する。   The timer 22 has a function of changing the supply frequency of the operation clock by changing the multiplication rate and the frequency division ratio of the oscillation frequency of the built-in oscillator through communication with the CPU 21.

さらにタイマ22は、タイマ22に内蔵の発振器の発振周波数を基準に設定時間間隔でCPU21を起動するための割り込み信号を生成しCPU21に出す機能を有している。   Further, the timer 22 has a function of generating an interrupt signal for starting the CPU 21 at a set time interval based on the oscillation frequency of the oscillator built in the timer 22 and outputting the interrupt signal to the CPU 21.

この割り込みによるCPU21の起動時間間隔は、CPU21とタイマ22の通信により変更することができる。   The activation time interval of the CPU 21 due to this interruption can be changed by communication between the CPU 21 and the timer 22.

CPU21も発振器を内蔵し、その発振周波数を逓倍または分周して動作クロックを生成し、動作周波数を切り替える機能を有する。そして、CPU21は、後述するように、タイマ22から供給される動作クロックへ切り替えて、動作する機能を有する。   The CPU 21 also has a built-in oscillator, and has a function of generating an operation clock by multiplying or dividing the oscillation frequency and switching the operation frequency. As will be described later, the CPU 21 has a function of switching to the operation clock supplied from the timer 22 and operating.

図2は、タイマ22のROMに格納してある端末装置20の作動スケジュール(ソフトフロー)を示している。そして作動スケジュール(ソフトフロー)における各ステップの時間配分は図3に示す通りであり、作動スケジュール(ソフトフロー)における各時間帯において端末装置20の各部がどのように稼動しどのような状態になっているかを図4で示している。なお、以下の作動スケジュール(ソフトフロー)の説明は図2に示した各ステップに沿って進めるが、図4では図2の各ステップをモードとして表している。   FIG. 2 shows an operation schedule (soft flow) of the terminal device 20 stored in the ROM of the timer 22. The time distribution of each step in the operation schedule (soft flow) is as shown in FIG. 3, and how each part of the terminal device 20 operates and in what state in each time zone in the operation schedule (soft flow). This is shown in FIG. The following description of the operation schedule (soft flow) proceeds along the steps shown in FIG. 2, but in FIG. 4, each step of FIG. 2 is represented as a mode.

図3や図4の状況を遂行していく時刻や指令はタイマ22のRAMに格納して、状況に応じて変更できるようになっている。   The time and command for executing the situation of FIGS. 3 and 4 are stored in the RAM of the timer 22 and can be changed according to the situation.

中央監視装置10は、各端末装置20の稼動開始に先んじて稼動を開始していて、各端末装置20毎に付けられる機番を入力してあって、各端末装置20から送信があると、その送信情報に載せられている機番から、どの端末装置20から送信があったのか認識して各端末装置20に対応した情報を返すようになっている。   The central monitoring device 10 starts operating prior to the start of operation of each terminal device 20, inputs a machine number assigned to each terminal device 20, and receives transmission from each terminal device 20. From the device number listed in the transmission information, the terminal device 20 recognizes which terminal device 20 has transmitted, and returns information corresponding to each terminal device 20.

その返信情報の一例は、時刻情報や交信時刻の変更情報などである。図1では図示していないが、端末装置20にアラームを設けてあるものに対しては、無線交信から得た情報に基づいて行なった監視結果から端末装置20に付属するセンサ29が取り付けられた設備が危険な状態にあることや異常作動をしていることを報知するアラーム情報なども返送する。   An example of the reply information is time information, communication time change information, and the like. Although not shown in FIG. 1, a sensor 29 attached to the terminal device 20 is attached to the terminal device 20 provided with an alarm based on the monitoring result based on the information obtained from the wireless communication. Alarm information etc. notifying that the equipment is in a dangerous state or operating abnormally are also returned.

図2に示す起動のステップ(モード)100は、端末装置20に電池23を接続すると、タイマ22と電池23がスイッチボックス26を介して常時接続状態になることをもって、タイマ22によって立ち上がる、直ちに通信・記録ステップ(以下、Sと略記する。)101に移る。
タイマ22は、稼動開始時のS101において、送信回路24と受信回路25にスイッチボックス26を介してそれぞれ5Vの電圧供給をし、電力中央監視装置10と無線交信をして、時刻の確認、交信時刻の確認などを行ない、これによって得た情報を内蔵のRAMに格納するとともに、図2の作動スケジュール(ソフトフロー)と図4の状態テーブルの情報をCPU21の内蔵RAMに送信し、以後、CPU21はタイマ22からの指令と突き合わせて情報が一致したら稼動するようになっている。S101が終了したら、S102に進み、一旦休止する。なお、以下の作動スケジュール(ソフトフロー)の説明は図2に示した各ステップに沿って進めるが、図4では図2の各ステップをモードとして表している。
The startup step (mode) 100 shown in FIG. 2 is a communication immediately started by the timer 22 when the battery 23 is connected to the terminal device 20 and the timer 22 and the battery 23 are always connected via the switch box 26. Move to recording step (hereinafter abbreviated as S) 101.
The timer 22 supplies a voltage of 5 V to the transmission circuit 24 and the reception circuit 25 via the switch box 26 in S101 at the start of operation, and performs wireless communication with the power central monitoring device 10 to confirm and communicate the time. The time is confirmed and the information obtained thereby is stored in the built-in RAM, and the operation schedule (soft flow) in FIG. 2 and the state table information in FIG. 4 are transmitted to the built-in RAM of the CPU 21. Is activated when the information matches the command from the timer 22. When S101 ends, the process proceeds to S102 and pauses. The following description of the operation schedule (soft flow) proceeds along the steps shown in FIG. 2, but in FIG. 4, each step of FIG. 2 is represented as a mode.

図4に示すように、この休止モードでもタイマ202は稼動しており、動作クロックで時刻を確認しているが、動作クロックの出力は停止し、その他の部分は全て停止状態にある。なお、CPU21には電池23から直接電池電圧を印加して内蔵の発振器は稼動して時刻の確認だけを行なっているが、外部との交信はなく、表面的には稼動はしておらず、このモードでの消費電流の一例は、数μA程度である。
所望の休止時間を経ると、タイマ22が図2に示す計測準備S103に進むべくCPU21に割り込み信号を送り、CPU21を稼動させる。
As shown in FIG. 4, the timer 202 is operating even in this pause mode, and the time is confirmed by the operation clock, but the output of the operation clock is stopped, and all other parts are in the stopped state. In addition, although the battery voltage is directly applied to the CPU 21 from the battery 23 and the built-in oscillator is operated and only the time is confirmed, there is no communication with the outside, and it is not operated on the surface. An example of current consumption in this mode is about several μA.
When the desired pause time elapses, the timer 22 sends an interrupt signal to the CPU 21 to proceed to the measurement preparation S103 shown in FIG.

計測準備(モード)S103は、CPU21がスイッチボックス26を動作させセンサ29に電力を供給し、安定に計測するようにアイドリングを行なうものである。この場合、Aセンサ29aには5V、Bセンサ29bには9Vを各センサの定格に応じて印加する。このモードでは、CPU21での消費電力を抑えるために電源23aから3Vの電圧が印加され、タイマ22から32kHzの動作クロックを受けて稼動している。   In the measurement preparation (mode) S103, the CPU 21 operates the switch box 26 to supply electric power to the sensor 29, and performs idling so as to stably measure. In this case, 5V is applied to the A sensor 29a and 9V is applied to the B sensor 29b according to the rating of each sensor. In this mode, a voltage of 3V is applied from the power source 23a in order to suppress the power consumption in the CPU 21, and the system operates by receiving an operation clock of 32kHz from the timer 22.

なお、図4では、各電源23a〜23cからスイッチボックス26を介しての電圧の印加をON,OFFで表示している。   In FIG. 4, voltage application from the power sources 23 a to 23 c via the switch box 26 is displayed as ON and OFF.

センサ29の立ち上がり後、計測(モード)S104に進む。ここでは、CPU21が10MHzの動作クロックで稼動し、各センサ29には引き続きそれぞれの電圧が印加されている(図4参照)。各センサ29での計測結果はCPU21の内蔵RAMに格納する。
なお、計測は演算処理の内容によって、500〜5000回のサンプリングを行なう。
After the sensor 29 rises, the process proceeds to measurement (mode) S104. Here, the CPU 21 operates with an operation clock of 10 MHz, and the respective voltages are continuously applied to the sensors 29 (see FIG. 4). The measurement result of each sensor 29 is stored in the built-in RAM of the CPU 21.
Measurement is performed 500 to 5000 times depending on the contents of the arithmetic processing.

所望の計測が完了する時刻を過ぎたら、結果演算(モード)S105に進む。
この処理モードでは、CPU21の内蔵発振器が作る動作クロックは逓倍化によって40MHzに上げられ、印加電圧はスイッチボックス26の切り替えにより5Vに引き上げられる。この措置により、CPU21は計測モードS104で得た情報の処理を高速で実行する。
When the time for completing the desired measurement has passed, the process proceeds to result calculation (mode) S105.
In this processing mode, the operation clock generated by the internal oscillator of the CPU 21 is raised to 40 MHz by multiplication, and the applied voltage is raised to 5 V by switching the switch box 26. With this measure, the CPU 21 executes processing of information obtained in the measurement mode S104 at high speed.

ここで行なう高速演算処理の例としては、実数演算や繰り返し演算による計測結果の実効値演算や計測結果のFFT演算による周波数分析などがある。   Examples of high-speed calculation processing performed here include effective value calculation of measurement results by real number calculation and repetitive calculation, and frequency analysis by FFT calculation of measurement results.

従って、図3に示すように、消費電力は増大するが、処理時間は短縮されるので、全体的にみた消費電力量は減少する。情報処理の結果はCPU21の内蔵RAMに格納しておく。   Therefore, as shown in FIG. 3, the power consumption increases, but the processing time is shortened, so the overall power consumption is reduced. The result of the information processing is stored in the internal RAM of the CPU 21.

また送信回路24,受信回路25,外部メモリ27及びセンサ29には電源23a〜23cから電力が供給されない。   In addition, power is not supplied from the power supplies 23 a to 23 c to the transmission circuit 24, the reception circuit 25, the external memory 27, and the sensor 29.

結果演算(モード)S105の終了後は電池電圧の判定(モード)S106に進み、電池23の電圧を確認する。3V以上の電圧があれば、低速(モード)S107に進み、電源回路23aは降圧回路をそのまま動作させることとして、次に通信・記録(モード)S109になる時刻を待つ。電池23の電圧が3V以下であれば、低速(モード)S108に進み、昇圧回路に切り替えて、3Vを出力できるようにして、通信・記録(モード)S109になる時刻を待つ。   After completion of the result calculation (mode) S105, the process proceeds to battery voltage determination (mode) S106 to check the voltage of the battery 23. If there is a voltage of 3V or more, the process proceeds to a low speed (mode) S107, and the power supply circuit 23a operates the step-down circuit as it is, and waits for the next time to become the communication / recording (mode) S109. If the voltage of the battery 23 is 3V or less, the process proceeds to a low speed (mode) S108 to switch to a booster circuit so that 3V can be output, and waits for a time when the communication / recording (mode) S109 is entered.

両低速(モード)S107,S108は続く通信・記録(モード)S109の時刻まで
消費電力を抑えるものであり、CPU21の駆動電圧は3Vと低く、動作クロックも32kHzと低くしている。
Both low speeds (modes) S107 and S108 suppress power consumption until the time of the subsequent communication / recording (mode) S109. The drive voltage of the CPU 21 is as low as 3 V and the operation clock is also as low as 32 kHz.

低速(モード)S107,S108のいずれかの時間が過ぎたら、通信・記録(モード)S109に進み、送信回路24,受信回路25に電圧5Vの電力を供給し、両回路24,25を稼動させて、中央監視装置10との無線交信で結果演算(モード)S105での情報処理結果を中央監視装置10に送信できるようにする。このモードでは、センサ29は電力が供給されない。   When either time of the low speed (mode) S107 or S108 has passed, the process proceeds to the communication / recording (mode) S109, supplying power of 5V to the transmission circuit 24 and the reception circuit 25, and operating both circuits 24 and 25. Thus, the information processing result in the result calculation (mode) S105 can be transmitted to the central monitoring apparatus 10 by wireless communication with the central monitoring apparatus 10. In this mode, the sensor 29 is not supplied with power.

CPU21は受信回路25で送信タイミングを確認すると、内蔵RAMに格納した計測結果を送信回路25から中央監視装置10に送信し、送信の事実と時刻と内容は外部メモリ27に記録しておく。時刻については,タイマ22の時刻を通信により呼出したものを用いる。   When the CPU 21 confirms the transmission timing with the reception circuit 25, the measurement result stored in the built-in RAM is transmitted from the transmission circuit 25 to the central monitoring device 10, and the transmission fact, time and contents are recorded in the external memory 27. As for the time, the time obtained by calling the time of the timer 22 by communication is used.

計測結果送信後、休止(モード)S110になり、次の交信期間(第n+1回交信期間)が来る時刻まで電力の消費を抑える。この休止(モード)S110では端末装置20は休止(モード)S102と同様な状態になっている。   After the measurement result is transmitted, it becomes a suspension (mode) S110, and the power consumption is suppressed until the next communication period (the (n + 1) th communication period) comes. In the pause (mode) S110, the terminal device 20 is in the same state as the pause (mode) S102.

次の交信期間(第n+1回交信期間)が来ると、タイマ22はCPU21に割り込み信号を送り、通信・記録(モード)S101に戻って、時刻の確認や計測条件の変更があるかどうかの確認の交信を行ない、以下、以上説明した動作モードを電圧がすっかり低下し交換のために電池23が外されるまで繰り返す。   When the next communication period (the (n + 1) th communication period) comes, the timer 22 sends an interrupt signal to the CPU 21 and returns to the communication / recording (mode) S101 to confirm the time and whether there is a change in measurement conditions. Thereafter, the operation mode described above is repeated until the voltage drops completely and the battery 23 is removed for replacement.

なお、休止(モード)S110になって、次の交信期間(第n+1回交信期間)が来るまでの間に、他の端末装置が中央監視装置10と同様な無線交信を順次実行している。   Note that the other terminal devices sequentially perform wireless communication similar to that of the central monitoring device 10 until the next communication period (the (n + 1) th communication period) comes after the suspension (mode) S110.

これらの動作モードにおける消費電力変化をグラフ化し表したものが図3で、図3に表示した周波数はCPU21が稼動に使用している動作クロックである。   FIG. 3 is a graph showing changes in power consumption in these operation modes, and the frequency displayed in FIG. 3 is an operation clock used by the CPU 21 for operation.

以上のように,CPU21の動作クロック,電圧の制御だけでなく,センサ,送信部,受信部,外部メモリまで含めた電力制御を行うことで,図3に示すように省電力化と処理能力の向上を実現する。特に、CPU21での結果演算(モード)S105の時間を短縮できることで、電力消費が極めて少ない休止(モード)S110を長くすることができ、
この面でも電池23の消耗阻止の役に立っている
As described above, not only the operation clock and voltage of the CPU 21 but also the power control including the sensor, the transmission unit, the reception unit, and the external memory, as shown in FIG. Achieve improvements. In particular, the time of the result calculation (mode) S105 in the CPU 21 can be shortened, so that the pause (mode) S110 with extremely low power consumption can be lengthened.
This aspect also helps to prevent the battery 23 from being consumed

本発明は、その適用範囲が少なくとも2機の送受信装置間で情報の送受信を行なう情報送受信システムに限定されるものではなく、電池駆動になっていて演算手段を備えた情報処理システムであれば、いかなるシステムであっても、電池の電圧を所望の電圧に昇圧する少なくとも2個の電源回路と、少なくとも2個の異なる周波数を発振する発振器と、演算手段での情報処理の内容に応じて発振器から演算手段に供給する周波数の切り替えおよび各電源回路や電池との接続の切り替えにより演算手段への電力供給のための電圧印加の切り替えを行なう状態テーブルを備えた図1に示したタイマに相当する手段を設けることにより、消費電力量を抑え電池の寿命を延ばすことができる。   The present invention is not limited to an information transmission / reception system that transmits and receives information between at least two transmission / reception devices, but is an information processing system that is battery-powered and includes arithmetic means. In any system, at least two power supply circuits that boost the voltage of the battery to a desired voltage, an oscillator that oscillates at least two different frequencies, and an oscillator according to the contents of information processing in the arithmetic means Means corresponding to the timer shown in FIG. 1 provided with a state table for switching the frequency supplied to the computing means and switching the application of voltage for power supply to the computing means by switching the connection with each power supply circuit and battery. By providing this, the amount of power consumption can be reduced and the life of the battery can be extended.

本発明の一実施形態である工場内設備用の情報送受信システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the information transmission / reception system for the plant equipment which is one Embodiment of this invention. 図1に示す情報送受信システムにおける作動スケジュールのソフトフロー図である。It is a soft flow figure of the operation schedule in the information transmission / reception system shown in FIG. 図1に示した情報送受信システムにおける消費電力の変化をグラフとして示したものである。2 is a graph showing changes in power consumption in the information transmission / reception system shown in FIG. 1. 図1に示した情報送受信システムの有する各動作モードと各動作モードにおける端末内部の状態を示した状態テーブルである。2 is a state table showing each operation mode of the information transmission / reception system shown in FIG. 1 and a state inside the terminal in each operation mode.

符号の説明Explanation of symbols

10…中央監視装置
20…端末装置
21…CPU
22…タイマ
23…電池
23a〜23c…電源回路
24…送信回路
25…受信回路
26…スイッチボックス
27…外部メモリ
28…機番設定器
29a…Aセンサ
29b…Bセンサ
10. Central monitoring device
20 ... Terminal device
21 ... CPU
22 ... Timer
23 ... Battery
23a to 23c ... power supply circuit
24 ... Transmission circuit
25. Receiving circuit
26 ... Switch box
27 ... External memory
28 ... Machine number setting device
29a ... A sensor
29b ... B sensor

Claims (1)

端末装置を含む少なくとも2機の送受信装置間で無線により情報の送受信を行なう情報送受信システムにおいて、
前記端末装置は、この端末装置を駆動する電池と、該電池の電圧を所望の電圧に昇圧する少なくとも2個の電源回路と、発振周波数が低周波数の第1の発振器およびROMとRAMのいずれかの記憶手段を内蔵するタイマと、前記第1の発振器の発振周波数より高い発振周波数を有する第2の発振器およびRAMを内蔵するCPUとを有し、
前記タイマは、第1の発振器の動作クロックに基づき、前記CPUでの情報処理の内容に応じて割り込み信号をCPUに供給可能であり、前記タイマが内蔵する記憶手段は、第2の発振器が生成する動作クロックの切り替えおよび電池との接続の切り替え時刻を切り替え内容とともに記載した状態テーブルを有しており、
前記CPUは、タイマから送信された状態テーブルをCPUの有するRAMに記憶し、このRAMに記憶された状態テーブルの情報とタイマからの指令とを突き合わせて一致したら稼動するものであり、
さらに前記CPUは、前記タイマから割り込み信号が供給されたら稼動し、稼動後は端末装置に接続されるセンサに電力供給するモードとしてCPUに印加される電圧を低い電圧とするとともにタイマから第1の発信器に基づく動作クロックを受け、次いで計測するモードとして自己が有する第2の発信器に基づく動作クロックで稼動し、この計測モードが完了する時間が経過したら演算モードとして自己が有する第2の発信器に基づく動作クロックをさらに高めるとともに印加電圧を高い電圧にして処理時間を短縮し、その後CPUの電圧を低い電圧とするとともに動作クロックをタイマから受ける低速モードに進むようにすることを特徴とする情報送受信システム。
In an information transmission / reception system that wirelessly transmits and receives information between at least two transmission / reception devices including a terminal device,
The terminal device includes any one of a battery that drives the terminal device, at least two power supply circuits that boost the voltage of the battery to a desired voltage, a first oscillator having a low oscillation frequency, and a ROM and a RAM. A timer incorporating the storage means, a second oscillator having an oscillation frequency higher than the oscillation frequency of the first oscillator, and a CPU incorporating the RAM ,
The timer can supply an interrupt signal to the CPU according to the contents of information processing in the CPU based on the operation clock of the first oscillator , and the storage means built in the timer is generated by the second oscillator And a state table that describes the switching time of the operation clock and the connection time with the battery together with the switching content,
The CPU stores the state table transmitted from the timer in the RAM of the CPU, and operates when the information of the state table stored in the RAM matches the instruction from the timer,
Further, the CPU operates when an interrupt signal is supplied from the timer, and after the operation, a voltage applied to the CPU is set to a low voltage as a mode for supplying power to a sensor connected to the terminal device. Second operation that the self has as an operation mode when an operation clock based on the transmitter is received and then operates with the operation clock based on the second transmitter that the self has as a mode for measurement The operation clock based on the device is further increased and the applied voltage is increased to shorten the processing time, and then the CPU voltage is lowered and the operation clock is advanced to the low-speed mode that receives the operation clock from the timer. Information transmission / reception system.
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