JP4958256B2 - 信号受信装置および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、信号受信装置および通信システムに関する。

従来のワイヤレス伝送システムにおけるワイヤレス受信器は、ワイヤレス送信器からの信号を受信しなくても、復調部が動作している（たとえば、特許文献１参照）。

図５は、従来の無線信号受信装置１００ａを示すブロック図である。

従来の無線信号受信装置１００ａにおいて、アンテナ１が受信した受信信号のうちで、所定の周波数の信号のみが、フィルタ２から出力され、増幅回路３で増幅される。そして、この増幅された信号が復調回路７ａで復調され、この復調された信号がＣＰＵ９ａで信号解析される。
特許第３６３３３７５号

上記従来の受信装置では、いつでも送信装置からの信号を受信できるように復調回路７ａが常時ＯＮしているので、復調回路７ａにおいて、省電力の効果が十分ではないという問題がある。

また、従来の受信装置１００ａに設けられているＣＰＵ９ａは、常時動作している。したがって、ＣＰＵ９ａにおいて、省電力の効果が充分ではないという問題がある。

また、上記従来例は無線で信号を受信する装置であるが、上記問題は、有線で信号を受信する場合でも、共通して生じる問題である。

本発明は、信号受信装置の消費電流を低減することができる受信装置および受信システムを提供することを目的とするものである。

本発明の信号受信装置は、特定の周波数の信号を通過させるフィルタと、上記フィルタを通過した信号を復調する復調回路と、上記復調回路の信号を解析し、かつ、信号受信装置の全体を制御するＣＰＵを具備する解析手段と、上記フィルタを通過した信号を平滑する平滑回路と、上記平滑回路の出力信号と基準電圧とを比較する比較手段と、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧以上であれば、上記ＣＰＵを動作モードに移行させ、また、上記ＣＰＵを介して、上記復調回路へ電源を供給する電源回路をＯＮし、受信した無線信号を解析し、一方、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧未満であれば、上記ＣＰＵをスリープモードに移行させる制御手段とを有する。

本発明の通信システムは、センサ部と、このセンサ部が検出した検出信号を所定周波数の無線信号に変調して送信する送信部とを具備する送信装置と、特定の周波数の信号を通過させるフィルタと、上記フィルタを通過した信号を復調する復調回路と、上記復調回路の信号を解析し、かつ、信号受信装置の全体を制御するＣＰＵを具備する解析手段と、上記フィルタを通過した信号を平滑する平滑回路と、上記平滑回路の出力信号と基準電圧とを比較する比較手段と、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧以上であれば、上記ＣＰＵを動作モードに移行させ、また、上記ＣＰＵを介して、上記復調回路へ電源を供給する電源回路をＯＮし、受信した無線信号を解析し、一方、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧未満であれば、上記ＣＰＵをスリープモードに移行させる制御手段とを具備する信号受信装置とを有する。

請求項１、２に記載の発明によれば、信号の解析をするとき以外は、ＣＰＵをスリープモードにするので、信号受信装置の消費電流を低減することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である無線信号受信装置１００の例を示す回路図である。

無線信号受信装置１００は、アンテナ１と、フィルタ２と、増幅回路３と、平滑回路４と、基準電圧発生回路５と、比較手段の一例であるコンパレータ６と、復調回路７と、電源回路８と、解析手段の一例であるＣＰＵ９とを有する。

アンテナ１は、送信装置２００（図３に示す）が送信した信号を受信するアンテナである。フィルタ２は、アンテナ１が受信した信号のうちで、特定の周波数を有する信号を通過させる。ここでは、圧電体の表面を伝わる弾性表面波を利用するバンドパスフィルタのＳＡＷフィルタを使用する。なお、狭帯域を通過させる信号であれば、他のフィルタを使用するようにしてもよい。

増幅回路３は、フィルタ２を通過した信号を増幅する回路である。平滑回路４は、増幅器３が増幅した信号を整流し、また、平滑し、これによって得た直流信号を出力する回路である。また、無線信号の強さが十分である場合は、増幅回路を省くようにしてもよい。この場合は、低消費電力の効果が大きくなる。

基準電圧発生回路５は、所定の基準電圧を発生する回路であり、この基準電圧の値を調整することができる。コンパレータ６は、平滑回路４の出力電圧と、基準電圧発生回路５が出力した基準電圧とを比較する回路である。

復調回路７は、フィルタ２を通過した信号を復調する回路であり、つまり、増幅回路３で増幅された受信信号を復調する回路である。

電源回路８は、復調回路７に電源を供給する回路である。また、無線信号受信装置１００の全体に、電源回路８が電源を供給するようにしてもよい。

ＣＰＵ９は、無線信号受信装置１００の全体を制御するともに、復調回路７の信号を解析する解析手段である。また、ＣＰＵ９は、電源回路８を制御するものである。つまり、ＣＰＵ９は、平滑回路４の出力信号が上記基準電圧以上であれば、電源回路８を介して、復調回路７への電源供給を開始し、平滑回路４の出力信号が上記基準電圧未満であれば、電源回路８を介して、復調回路７への電源供給を停止する電源供給制御手段の例である。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、送信装置２００は、その正常時に、約３〜４時間に１回のタイミングで、図示しないセンサ部が検出した信号を、所定周波数の無線信号に変調し、送信する。また、送信装置２００は、火災または異常時に、約３〜６秒間に１回のタイミングで、センサ部の検出信号について、所定の周波数の信号を変調し、送信する。

また、送信装置２００から基準電圧以上の信号出力を受信した場合、ＣＰＵ９は、復調回路７へ電源を供給する電源回路８をＯＮし、信号を解析する。

図２は、上記実施例における無線信号受信装置１００およびＣＰＵ９の動作を示すフローチャートである。

まず、無線信号受信装置１００の電源を最初に立ち上げたときには、復調回路７の電源がＯＦＦされているとする。そして、Ｓ１で、該当周波数の無線信号を、アンテナ１を介してフィルタ２が検出し、Ｓ２で、増幅回路３と平滑回路４とが、フィルタ２を通過した受信信号を、増幅および整流し、平滑する。

そして、Ｓ３で、平滑回路４が出力した信号の電圧と、基準電圧発生回路５が出力した基準電圧とを比較する。Ｓ４で、平滑回路４が出力した信号（受信信号）の電圧が、基準電圧よりも高いと、コンパレータ６が判断すれば、受信信号を復調する必要があるので、Ｓ５で、ＣＰＵ９に割り込み信号を送り、ＣＰＵ９を動作モードに移行させ、Ｓ６で、ＣＰＵ９が電源回路８を制御し、復調回路７の電源をＯＮし、Ｓ７で、ＣＰＵ９が、受信した無線信号を解析する。この信号解析が終了すると、Ｓ８で、復調回路７の電源をＯＦＦし、Ｓ９で，ＣＰＵ９をスリープモードへ移行し、処理を終了する。

このように、Ｓ４において、コンパレータ６が、無線信号の受信であると判断してから、復調回路７に電源が供給され、無線信号が受信されるまでは、復調回路７における電流消費を停止することができる。

これと同様に、コンパレータ６が、無線信号の受信であると判断し、ＣＰＵ９がスリープモードから動作モードに移行され、無線信号を受信するまでは、ＣＰＵ９の電源消費を低減することができる。

特に、無線信号を利用する場合、無線信号受信装置１００には信号線を接続する必要がなく、同時に、施工性の点から、装置全体の動作電源として蓄電池等の内部電源を使用する場合が多く、このことから、消費電流を低減することは、無線信号受信装置１００の動作期間を長期化することである。

図３は、上記実施例において、送信装置２００が無線信号受信装置１００に送信した場合における無線信号受信装置１００の動作説明図である。

図３（１）は、送信装置２００から無線信号受信装置１００に無線信号が送信されている状態を簡略的に示す図である。

送信装置２００から送信された無線信号は、アンテナ１を介してフィルタ２を通過し（図２のＳ１）、この周波数が所定の周波数であれば、所定の強度となってコンパレータ６に入力され、基準信号の電圧を超えると（図２のＳ４）、コンパレータ６からＣＰＵ９へ割り込み信号（Ｈｉ信号）が出力される（図２のＳ５）。

ここで、フィルタ２は、アンテナ１が受信する信号のうちで、所定の周波数の無線信号のみを通過させ、ノイズや無関係の無線信号を排除し、常時は、コンパレータ６からＣＰＵ９への割り込み信号の出力はない（Ｌｏ出力）。

図３（２）は、無線信号受信装置１００が受信する必要のない送信装置２００からの所定の周波数でない無線信号を受信する状態を簡略的に示している。

送信装置２００から送信された所定の周波数ではない無線信号は、図３（１）の場合と同様、アンテナ１を介して、フィルタ２に入力される（図２のＳ１）が、その周波数が所定の周波数でないので、フィルタ２の出力信号は低い強度になり、これがコンパレータ６に入力され、したがって、基準信号の電圧値を超えることができない（図２のＳ４）。このために、コンパレータ６からＣＰＵ９への割り込み信号は出力されない（Ｌｏ出力の維持）。

図４は、送信装置２００からの送信信号と無線信号受信装置１００の動作との関係を示す図である。

無線信号受信装置１００が受信する受信タイミングは、受信機能を完全に立ち上げるための信号領域と、同期を取るための信号領域と、端末情報領域とに分けられる。

受信機能を完全に立ち上げるための信号領域は、無線信号受信装置１００において、送信装置２００からの無線信号を解析する準備が整うまでの期間を確保する領域である。すなわち、受信機能を完全に立ち上げるための信号領域は、アンテナ１を介してフィルタ２を通過した無線信号が、コンパレータ６からＣＰＵ９へ割り込み信号を出力させ、この割り込み信号によって動作モードに移行したＣＰＵ９が、復調回路７へ電源供給を開始し（矢印Ａのタイミング）、安定するまで（矢印Ｂのタイミング）の時間である。

また、同期を取るための信号領域は、無線信号を解析するときのタイミングをＣＰＵ９に示すものである。さらに、端末情報領域において、送信装置２００から受信した無線データに関する具体的な情報を解析する。

なお、送信装置２００は、センサ部と、このセンサ部が検出した検出信号を送信する送信部とを具備する装置である。

また、上記実施例において、送信装置２００から受信した信号のうちで、特定の周波数のレベルが、基準電圧の値未満である場合には、所望の信号を受信していないので、復調回路７を起動させる必要がない。したがって、この場合、復調回路７への電源が遮断されるので、復調回路７における消費電力が小さくなる。

また、上記実施例において、送信装置２００から受信した信号のうちで、特定の周波数のレベルが、基準電圧の値未満である場合には、所望の信号を受信していないので、ＣＰＵ９を通常モードにしておく必要がない。したがって、この場合、ＣＰＵ９を、スリープモードにするので、ＣＰＵ９における消費電力が小さい。

なお、上記実施例において、無線信号受信装置１００の代わりに、有線信号受信装置を使用するようにしてもよい。

また、上記実施例を火災報知設備に応用するようにしてもよい。この場合、送信装置２００における上記センサ部は、火災感知器、ガス検知器等であり、無線信号受信装置１００は、火災受信機等において、センサ部からの信号を処理する部分である。

さらに、上記実施例を防犯設備に応用するようにしてもよい。この場合、送信装置２００における上記センサ部は、人感センサ、赤外線センサ等であり、無線信号受信装置１００は、防犯設備において、センサ部からの信号を処理する部分である。

本発明の実施例である無線信号受信装置１００の例を示す回路図である。 上記実施例における無線信号受信装置１００およびＣＰＵ９の動作を示すフローチャートである。 上記実施例において、送信装置２００が無線信号受信装置１００に送信した場合における無線信号受信装置１００の動作説明図である。 送信装置２００からの送信信号と無線信号受信装置１００の動作との関係を示す図である。 従来の無線信号受信装置１００ａを示すブロック図である。

符号の説明

１００…無線信号受信装置、
２…フィルタ、
３…増幅回路、
４…平滑回路、
５…基準電圧発生回路、
６…コンパレータ、
７…復調回路、
８…電源回路、
９…ＣＰＵ。

Claims (2)

1. 特定の周波数の信号を通過させるフィルタと；
   上記フィルタを通過した信号を復調する復調回路と；
   上記復調回路の信号を解析し、かつ、信号受信装置の全体を制御するＣＰＵを具備する解析手段と；
   上記フィルタを通過した信号を平滑する平滑回路と；
   上記平滑回路の出力信号と基準電圧とを比較する比較手段と；
   上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧以上であれば、上記ＣＰＵを動作モードに移行させ、また、上記ＣＰＵを介して、上記復調回路へ電源を供給する電源回路をＯＮし、受信した無線信号を解析し、一方、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧未満であれば、上記ＣＰＵをスリープモードに移行させる制御手段と；
   を有することを特徴とする信号受信装置。
2. センサ部と、このセンサ部が検出した検出信号を所定周波数の無線信号に変調して送信する送信部とを具備する送信装置と；
   特定の周波数の信号を通過させるフィルタと、上記フィルタを通過した信号を復調する復調回路と、上記復調回路の信号を解析し、かつ、信号受信装置の全体を制御するＣＰＵを具備する解析手段と、上記フィルタを通過した信号を平滑する平滑回路と、上記平滑回路の出力信号と基準電圧とを比較する比較手段と、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧以上であれば、上記ＣＰＵを動作モードに移行させ、また、上記ＣＰＵを介して、上記復調回路へ電源を供給する電源回路をＯＮし、受信した無線信号を解析し、一方、上記平滑回路の出力信号が上記基準電圧未満であれば、上記ＣＰＵをスリープモードに移行させる制御手段とを具備する信号受信装置と；
   を有することを特徴とする通信システム。

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