JP4238886B2 - 無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置及び無線通信システムに関するもので、無線通信装置間で通信を行うものである。

従来、この種の無線通信装置は携帯電話との間で無線通信を行うことによって、無線通信装置と携帯電話とが一定距離以上離れて受信レベルが低下したときに、携帯電話の機能を使用できなくなるようにロックする（例えば、電源をＯＦＦにした後にボタンからの操作だけでは電源がＯＮできないようにして、携帯電話の持ち主以外の人物が容易に操作できないようにすること）とともに、携帯電話の持ち主に対して一定距離以上離れた旨を報知して、置き忘れや盗難を防止していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−０８８４９９号公報

ところで、前記従来の構成において、無線通信装置は電池を電源とするものであり、携帯電話との間でデータの送受頻度が高くなればなるほど電池寿命が短くなり、電池を頻繁に交換しなければならなくなる。

ここで、電池寿命の延命化という観点では、電池を電源とする無線通信装置（リモコン）と給湯機本体との通信において、リモコンの電池寿命を延命させるためにリモコンの受信を間欠的に行うとともに、リモコンの操作頻度に応じてリモコンの間欠受信周期を調整することが、特開平９−１１６９８０号公報に示されている。

しかしながら、上記のような場合（リモコンの事例）では、給湯機本体側は電源ケーブルにより電源供給されているため、給湯機本体からリモコン側への間欠受信周期を調整する必要はあるものの、リモコンから給湯機本体側への送信タイミングについては特に電池寿命について考慮する必要がなかった。

本発明は、無線通信装置だけでなく当該無線通信装置と通信を行う第２の無線通信装置が電池を電源とする場合、若しくは第２の無線通信装置が外部電源により電源供給されるものの何らかの制約条件により極力電力を消費したくない場合において、電力消費量を抑制しつつ通信効率を向上させる無線通信装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、期間Ｓ中に受信可能とし、その受信可能期間Ｓは周期Ｔ２（Ｓ＜Ｔ２）で繰り返し行われる無線通信装置に対して、周期Ｔ１（Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ２）で信号を送信すると共に、周期Ｔ１で送信される信号と重なり合わないように周期Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２）でも送信を行うものである。

これによれば、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

本発明の無線通信装置及び無線通信システムによれば、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置
に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

第１の発明は、無線通信システムにおいて、周期Ｔ１で信号を送信する第１の無線通信装置と、第１の無線通信装置からの信号を期間Ｓ中に受信可能とし、その受信可能期間Ｓは周期Ｔ２（Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ２）で繰り返し行う第２の無線通信装置と、第１の無線通信装置は周期Ｔ１で送信される信号と重なり合わないように周期Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２）でも送信を行うものである。

これによれば、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

また、第２の発明によれば、周期Ｔ３は周期Ｔ１に（自然数＋１／２）を乗算した値に等しいことを特徴とするものであり、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができるだけでなく、周期Ｔ３により送信される信号は周期Ｔ１により送信される信号と重なり合うことは起こりえないので、新たに特段の制御処理を必要としない。

また、第３の発明によれば、第１の無線通信装置から送信される信号には、第１の無線通信装置が保持する固有のＩＤ情報を含む構成をとるものである。これによれば、信号の認証を行うことが可能となるので確実性の高いデータ通信が可能となる。

また、第４の発明によれば、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置から送信される信号を受信した場合には、第１の無線通信装置に応答信号を送信する構成をとるので、確実にデータ通信を行うことができる。

また、第５の発明によれば、第２の無線通信装置内の不揮発性メモリには、第１の無線通信装置の固有ＩＤ情報を保持し、第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置からの信号を受信した際に、受信信号に含まれる固有ＩＤ情報と、第２の無線通信装置に保持している第１の無線装置の固有ＩＤ情報を照合し、両者が一致した場合にのみ第１の無線通信装置に応答信号を送信する構成をとるものである。

これによれば、信号の認証を行うことが可能となるので確実性の高いデータ通信が可能となる。

また、第６の発明によれば、第１の無線通信装置は、所定時間内に第２の無線通信装置からの応答信号の受信が確認できなければ、周期Ｔ１をその所定時間毎に短くする構成をとるものなので、早期に確実にデータの送受信が確立され無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

さらに、本発明の無線通信装置では、期間Ｓ中に受信可能とし、その受信可能期間Ｓは周期Ｔ２（Ｓ＜Ｔ２）で繰り返し行われる無線通信装置に対して、周期Ｔ１（Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ２）で信号を送信すると共に周期Ｔ１で送信される信号と重なり合わないように周期Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２）でも送信を行う構成をとる。

これにより、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の無線通信システムの全体構成図を示すものである。

図１の無線通信システムは、無線通信装置１０と、無線通信装置１０と無線通信を行う無線通信装置２０と、携帯端末３０により構成されており、無線通信装置１０と無線通信装置２０との無線通信が成立しないとき携帯端末３０の使用を制限するので、携帯端末３０の盗難や紛失が生じても第三者に悪用されることがないものである。

無線通信装置１０には演算手段１１と送受信手段１２、記憶手段１３を備えるとともに送受信手段１２はアンテナ１４と備えているので、無線通信装置２０に対して無線信号を送受信できる。また、無線通信装置１０の記憶手段１３は、フラッシュメモリなどからなる不揮発メモリからなり、記憶手段１３には、無線通信装置１０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ１と、無線通信装置２０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ２と、信号送信周期Ｔ１、Ｔ３の情報が記憶されている。無線通信装置１０の演算手段１１は、起動時に記憶手段１３から前記ＩＤ１、ＩＤ２、Ｔ１、Ｔ３の情報を読み込み、読み込んだこれらの情報に基づいて動作を行う。なお、無線通信装置１０は電池などの外部電源（図示せず）を電力源として動作している。

同様に、無線通信装置２０にも演算手段２１、送受信手段２２、記憶手段２３、アンテナ２４が備えられており、無線通信装置２０の記憶手段２３は、フラッシュメモリなどからなる不揮発メモリからなり、記憶手段２３には、無線通信装置２０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ２と、無線通信装置１０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ２１、信号受信周期Ｔ２、受信期間Ｓの情報が記憶されている。無線通信装置２０の演算手段２１は、起動時に記憶手段２３から前記ＩＤ１、ＩＤ２、Ｔ２、Ｓの情報を読み込み、読み込んだこれらの情報に基づいて動作を行う。また、演算手段２１は携帯端末３０に対しても信号のやり取りが可能である。なお、無線通信装置２０、携帯端末３０は電池やバッテリーなどの外部電源（図示せず）を電力源として動作している。

次に、無線通信装置１０及び無線通信装置２０の動作について図２とともに説明する。図２は、無線通信装置１０、無線通信装置２０の起動時初期に行われるサーチモード（無線通信装置が通信可能な圏内に存在する無線通信装置を探査するために、一方的に信号を発信して応答信号を待つモード）時や、認証モード（個々の無線通信装置を特定する固有のＩＤ情報をやり取りすることによって無線通信による送受信可能とするためのモード）時の通信タイミングを示すものである。

図２に示すように、無線通信装置１０の演算手段１１は、消費電流を低減するために、周期Ｔ１とＴ３ごとに、ＩＤ１情報を含んだ無線電文Ｍ１を生成し、送受信手段１２を通じてアンテナ１４から送信する。なお、ここでＴ３はＴ３＝（ｎ＋１／２）×Ｔ１（ｎ：自然数）となるように規定するものとし、説明を簡易にするために、ｎ＝２の場合を例に挙げて説明する。すなわち、Ｔ３＝２．５×Ｔ１となり、Ｔ１の２．５周期ごとにＴ３の送信周期が訪れ、Ｔ３の２周期、すなわちＴ１の５周期ごとにＴ１とＴ３の周期が重なるが、このタイミングでの信号の送信は１回のみとする。

一方、無線通信装置２０の演算手段２１も、消費電流を低減するために、周期Ｔ２ごとに期間Ｓの間送受信手段２２を受信待ち状態にして、期間Ｓ間には、無線通信装置１０か
ら送信される無線電文信号をアンテナ２４経由で受信できるようにする。

図２のように、周期Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が周期Ｔ１に近い値の場合において、無線通信装置１０から信号を送信する周期がＴ１のみの場合には、無線通信装置２０の受信待受期間Ｓと無線通信装置１０から無線信号を送信されるタイミングが一致して、無線通信装置２０が無線電文Ｍ１受信するまでにかなりの時間が必要となり、このような場合には無線通信装置１０、２０の消費電流が増大する。それに対し、無線通信装置１０から、周期Ｔ１ごとの無線電文Ｍ１送信とは別に、周期Ｔ３ごとに無線電文Ｍ１を送信することにより、無線通信装置２０は送信周期がＴ１のみの場合と比べて早いタイミングで無線電文Ｍ１を受信することが可能であり、結果的に無線通信装置１０、２０の消費電流を低減することが可能となる。

図３は、無線通信装置２０の動作フローを示す。起動後のステップＳ２１では、演算手段２１は記憶手段２３から前述のように無線通信装置２０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ２と、無線通信装置１０が有する固有のＩＤ情報ＩＤ２１、信号受信周期Ｔ２、受信期間Ｓの情報を読込み、ステップＳ２２では演算手段２１が周期Ｔ２ごとに受信期間Ｓの間無線通信装置１０からの電文の受信待ちを行い、ステップＳ２３で演算手段２１が有効な無線電文Ｍ１の受信を行ったかどうかの確認を行う。

そして、ステップＳ２３において、有効な無線電文Ｍ１を受信した場合には次のステップＳ２４に遷移し、有効な無線電文Ｍ１を受信しない場合には、再びステップＳ２２に戻り、無線電文Ｍ１の受信待ちモードに戻る。

ステップＳ２４では、演算手段２１が受信した無線電文Ｍ１からＩＤ１を読み出し、次のステップＳ２５では、このＩＤ１がステップＳ２１で記憶手段２３から読み出したＩＤ１と一致するかどうかの確認を行う。ＩＤ１が一致すると演算手段２１が判断した場合には、次のステップＳ２６に遷移し、一致しないと演算手段２１が判断した場合には、再びステップＳ２２に戻り、無線電文Ｍ１の受信待ち状態になる。

ステップＳ２６では、無線通信装置２０に接続された携帯端末３０に対して制御信号を入力して携帯端末３０の制御を行い、次のステップＳ２７では、無線通信装置１０に対してＩＤ２情報を含む無線電文Ｍ２を送信する。

ここで、Ｓ２６について詳細を説明すると、無線通信装置２０は別の無線通信装置１０との間で無線通信を行い、無線通信装置１０が送信するＩＤ１情報を含んだ無線電文Ｍ１を受信できる場合には携帯電話の機能を有効にし、無線電文Ｍ１を受信できない場合には、演算手段２１から携帯端末３０に対してロック信号を送信し、そのロック信号を受信した携帯端末３０は外部操作者からの操作が不能となるように入力を受け付けないようにする。これによって、携帯端末３０の盗難や紛失が行われても、第三者に悪用されることがない。なお、入力を受け付けない以外に、携帯端末３０の機能自体を停止してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、無線通信装置１０から、周期Ｔ１ごとの無線電文Ｍ１送信とは別に、周期Ｔ３ごとに無線電文Ｍ１を送信することにより、無線通信装置２０は送信周期がＴ１のみの場合と比べて早いタイミングで無線電文Ｍ１を受信することが可能となるから、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮でき、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、上述のようにｎ＝２の場合の例を記載しているが、ｎの値が２以上であったとしても、本発明が有する本質的な効果は変わらない。また、Ｔ３はＴ３
＝（ｎ＋１／２）×Ｔ１（ｎ：自然数）としたが、ｎには１／２以外の値を加算してもよい。また、本実施の形態では、無線通信装置１０と無線通信装置２０とが数日の間、無線通信できない場合も想定していることから、Ｔ２＞１００×Ｔ１、Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２のような場合であれば、その効果はさらに顕著なものとなる。

また、無線通信装置１０からの送信信号に対して無線通信装置２０がより早いタイミングで受信可能とする構成として、図４のような形態であってもよい。図４に示すように、無線通信装置１０の演算手段１１は、消費電流を低減するために、周期Ｔ１とＴ３ごとに、ＩＤ１情報を含んだ無線電文Ｍ１を生成し、送受信手段１２を通じてアンテナ１４から送信する。図４に示すように、所定のタイムアウト時間Ｔａ以内に、無線通信装置２０から送信される応答電文Ｍ２を受信しない場合には、Ｔ１ごとの送信周期をＴ１‘＝１／２×Ｔ１に変更して無線電文Ｍ１を送信するように変更する。さらに送信周期をＴ１‘としてから所定のタイムアウト時間Ｔａ以内に、無線通信装置２０から送信される応答電文Ｍ２を受信しない場合には、さらにこの半分の周期１／４×Ｔ１の周期に変えて無線電文Ｍ１を送信する。

このように、無線通信装置１０は無線電文Ｍ１を送信する周期を段階的に短く変更することにより、無線通信装置２０は無線電文Ｍ１を受信することができるようになる。すなわち、無線通信装置１０の演算手段１１は、通信相手である無線通信装置２０の受信間隔が不明な場合でも無線通信装置２０に対して適切な送信周期で無線電文Ｍ１を送信することができる。

なお、上記実施の形態における携帯端末３０は、携帯電話のような携帯端末に限らず、パソコンなど様々な機器であってもよい。

以上のように、本発明にかかる無線通信装置及び無線通信システムは、信号の送信頻度を極力抑制させつつ、無線通信装置が送信信号を受信できるまでの時間を短縮できるので、無線通信装置に内蔵される電池の消費を抑制することができ、特に送信側と受信側が電池により駆動することが予測される無線通信装置（携帯電話やバッテリー搭載のパソコンなど）に対して適用できる。

本発明の無線通信システムの全体構成図 本発明の無線通信装置の送受信タイミング図 本発明の無線通信装置２０の動作フロー図 本発明の別の実施の形態の無線通信装置の送受信タイミング図

符号の説明

１０、２０ 無線通信装置
１１、２１ 演算手段
１２、２２ 送受信手段
１３、２３ 記憶手段
１４、２４ アンテナ
３０ 携帯端末

Claims (7)

1. 周期Ｔ１で信号を送信する第１の無線通信装置と、前記第１の無線通信装置からの信号を期間Ｓ中に受信可能とし該受信可能期間Ｓは周期Ｔ２（Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ２）で繰り返し行う第２の無線通信装置からなる無線通信システムにおいて、前記第１の無線通信装置は、周期Ｔ１で送信する信号と重なり合わないようなタイミングで周期Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２）でも信号の送信を行う無線通信システム。
2. 周期Ｔ３は、周期Ｔ１に（自然数＋１／２）を乗算した値に等しいことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 第１の無線通信装置から送信される信号には、前記第１の無線通信装置が保持する固有のＩＤ情報を含むことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
4. 第２の無線通信装置は、第１の無線通信装置から送信される信号を受信した場合、前記第１の無線通信装置に応答信号を送信することを特徴とする請求項１から３記載のいずれか１項に記載の無線通信システム。
5. 第２の無線通信装置内の不揮発性メモリには、第１の無線通信装置の固有ＩＤ情報を保持し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置からの信号を受信した際に、受信信号に含まれる固有ＩＤ情報と、前記第２の無線通信装置に保持している前期第１の無線装置の固有ＩＤ情報を照合し、両者が一致した場合にのみ前記第１の無線通信装置に応答信号を送信することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
6. 第１の無線通信装置は、所定時間内に第２の無線通信装置からの応答信号の受信が確認できなければ、周期Ｔ１を前記所定時間毎に短くする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
7. 期間Ｓ中に受信可能とし該受信可能期間Ｓは周期Ｔ２（Ｓ＜Ｔ２）で繰り返し行われる無線通信装置に対して、周期Ｔ１（Ｓ＜Ｔ１＜Ｔ２）で信号を送信すると共に該周期Ｔ１で送信される信号と重なり合わないように周期Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２）でも送信を行う無線通信装置。

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