JP4976726B2 - センサシステム及びセンサユニット - Google Patents

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Description

本発明は、センサシステム及びセンサユニットに関する。
従来から、複数台のセンサユニットが予め順番で隣接配置され、各センサユニットは、上位のセンサユニットからの伝送信号を受信し、下位のセンサユニットに伝送信号を送信する、いわゆるバケツリレー方式でデータ伝送を行うセンサシステムがある。
特開2003−223694公報
ところで、上記のようなセンサシステムでは、各センサユニットごとに各種設定を行うことが可能とされているが、例えば全てのセンサユニットについて一括設定したい場合にセンサユニットごと個別に設定する構成であると、設定作業が煩わしくなる。また、各センサユニットの設定を一括して行うような専用のコントローラを設けると、装置構成が複雑化するとともにコスト的にも不利となる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、装置構成を複雑化することなく各センサユニットの設定を簡易に行いうる構成を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、
複数のセンサユニットが隣接配置されたセンサシステムであって、
各センサユニットは、
被検出物の検出を行う検出手段と、
設定された処理内容に従って前記被検出物の検出に関する処理を実行する処理手段と、
前記処理手段にて実行する前記処理内容の設定が可能とされる設定手段と、
一方に隣接配置される他のセンサユニットからの伝送信号を受信可能な受信手段と、
前記受信手段にて前記伝送信号が受信された場合に、他方に隣接される他のセンサユニットへ前記伝送信号を送信する送信手段と、
前記設定手段によって設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を前記処理手段に実行させるとともに、前記処理内容を前記伝送信号として前記送信手段から送信させる制御手段と、
を備え
前記設定手段は、前記処理内容とともに、設定対象が自己のセンサユニットのみか、他のセンサユニットを含むかを切替可能とされており、
前記制御手段は、前記設定手段にて前記設定対象が自己のセンサユニットのみとされた場合、前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させ、前記設定対象が、他のセンサユニットを含むとされた場合、前記処理内容に基づく前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させると共に、前記処理内容を処理させる命令を前記伝送信号として前記送信手段に送信させ、
更に、自己の前記処理手段に対し、前記受信手段にて受信された命令に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、自己の前記設定手段にて設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、を切換可能な切換手段を備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のセンサシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記受信手段にて隣接配置される他のセンサユニットから処理内容に関する伝送信号が受信されると、その処理内容に基づいて前記設定手段で設定される処理内容を設定変更する構成をなすことを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1又は請求項に記載のセンサシステムにおいて、
前記設定手段は、前記処理内容をあらかじめ用意された複数の処理内容の中から選択的に設定可能とされていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項に記載のセンサシステムにおいて、
前記処理手段は、前記被検出物の前記検出に関する処理として、投光停止処理及び閾値設定処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載のセンサシステムにおいて、
外部よりトリガ信号を入力可能な入力手段を備え、
前記処理手段は、前記入力手段により前記トリガ信号が入力された場合に前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行することを特徴とする。
請求項の発明は、
複数のセンサユニットが隣接配置されたセンサシステムに用いられるセンサユニットであって、
被検出物の検出を行う検出手段と、
設定された処理内容に従って前記被検出物の検出に関する処理を実行する処理手段と、
前記処理手段にて実行する前記処理内容の設定が可能とされると共に、他のセンサユニットに対する前記処理内容の設定が可能とされた設定手段と、
一方に隣接配置される他のセンサユニットからの伝送信号を受信可能な受信手段と、
前記受信手段にて前記伝送信号が受信された場合に、他方に隣接される他のセンサユニットへ前記伝送信号を送信する送信手段と、
前記設定手段又は他のセンサユニットによって設定された前記処理内容を前記処理手段に実行させるとともに、他のセンサユニットに対する前記処理内容を前記伝送信号として前記送信手段から送信させる制御手段と、
を備え
前記設定手段は、前記処理内容とともに、設定対象が自己のセンサユニットのみか、他のセンサユニットを含むかを切替可能とされており、
前記制御手段は、前記設定手段にて前記設定対象が自己のセンサユニットのみとされた場合、前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させ、前記設定対象が、他のセンサユニットを含むとされた場合、前記処理内容に基づく前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させると共に、前記処理内容を処理させる命令を前記伝送信号として前記送信手段に送信させ、
更に、自己の前記処理手段に対し、前記受信手段にて受信された命令に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、自己の前記設定手段にて設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、を切換可能な切換手段を備えることを特徴とする。
<請求項1、の発明>
請求項1、の構成によれば、1つのセンサユニットの設定を行うと、その設定を他のセンサユニットにおいて利用できるようになる。従って、装置構成を複雑化することなく各センサユニットの設定を簡易に行うことができる。また、請求項1、6の構成によれば、設定手段にて設定される処理内容を自己のみの設定にするのか、他のセンサユニットにも利用するのかを切り替えることができる。よって、状況に応じた適切な設定が可能となる。また、請求項1、6の構成によれば、設定手段の設定によって処理を実施させるか、通信によって処理を実施させるかを選択的に切り替えることができる
<請求項2の発明>
請求項2の構成によれば、他のセンサユニットからの伝送信号に応じてセンサユニットの設定変更を行う好適例となる。
<請求項の発明>
請求項の構成によれば、設定変更を容易に行うための好適構成となる。
<請求項の発明>
請求項の構成によれば、一括設定の要請の大きい投光停止設定や閾値設定を一括設定できることとなる。
<請求項の発明>
請求項の構成によれば、処理手段によって処理するタイミングを外部から設定できるようになる。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図8によって説明する。
1.全体構成
まず、本発明に係るセンサシステムの全体構成について図1及び図2を参照して説明する。
図1のセンサシステム100は同一構造の複数台(図1では4台)の光ファイバセンサユニット1(請求項に記載のセンサユニットに相当)を備え、夫々の光ファイバセンサユニット1から導出されている光ファイバFの先端を検出領域に向かって配置し、被検出物を検出するものであって、各センサユニットの受光量モニタリング及び感度調整を制御ユニット2にて行なうようにしたものである。なお、光ファイバセンサユニット1は、以下において単にセンサユニット1とも称する。
尚、以下の説明において、光ファイバセンサユニット1全体を指す場合にはセンサユニット1と称し、個々の光ファイバセンサユニット1を指す場合には、左方の光ファイバセンサユニット1から第1のセンサユニット1、第2のセンサユニット1、第3のセンサユニット1、第4のセンサユニット1と称する。
各センサユニット1は箱状をなし、所定位置に形成されたファイバ挿入孔に光ファイバFの先端が挿入されている。また、センサユニット1の一方の側面(ここでは右側面)には投光素子12が設けられ、他方の側面(ここでは左側面)には受光素子11が設けられている。
センサユニット1は夫々が密接して相隣接するセンサユニット1の投光素子12及び受光素子11が対向した状態となっている。
次に、センサシステム100を構成するセンサユニット1の電気的構成を説明する。
(送信のための構成)
図1、図2に示すように、センサユニット1のハウジングには操作部19が設けられており、そこに設けた設定スイッチを操作することによって通信相手のセンサユニットを特定するアドレスの入力と、そのセンサユニットが実行すべきコマンドを入力することができる。この設定スイッチのスイッチ状態はCPU15に取込まれ、ここで制御信号(伝送信号)を生成して、投光回路16に与える。投光回路16はその伝送信号に基づいて投光素子12に駆動電流を供給して伝送信号を光として隣接する他のセンサユニット1に送信する。なお、投光素子12及び投光回路16は、特許請求の範囲でいう送信手段に相当し、隣接する他のセンサユニットに対して伝送信号を送信する構成をなしている。また、CPU15は、検出手段、処理手段、設定手段、制御手段、切換手段に相当する。
(受信のための構成)
各センサユニット1では、受光素子11で光として受けた伝送信号がアナログ信号に変換され、受光回路14にてディジタル信号に変換されてCPU15に与えられる。この受光素子11と受光回路14は、特許請求の範囲でいう受信手段に相当し、隣接する他のセンサユニットから伝送信号を受信する構成をなしている。
(コマンド処理)
CPU15では、伝送信号に含まれているアドレスと自己に設定されているアドレスとを照合し、同一であれば、同時に送出されてきたコマンドに対する処理を行なう。伝送信号に含まれているアドレスが自己に設定されているアドレスと異なっているときにはコマンドに対する処理を行なわず、その伝送信号をそのまま投光回路16に送出し、投光回路16から駆動電流を投光素子12に供給して投光させる。
(検出処理)
尚、各センサユニット1は、投光部17から光を投光して光ファイバを介して検出領域に光を照射し、検出領域からの光を受光部18にてディジタル信号に変換して取り込み、この受光量データと内部に設置されている閾値とを比較して検出物体の有無を判断する検出動作を行なう。投光部17は投光手段に相当するものであり、設定された投光周期で被検出対象に対して投光を行うように構成されている。受光部18は受光手段に相当する。
図1の構成はあくまで一例であり、センサユニット1の数は様々とすることができる。図3は、センサユニット1の数を8とした例を示している。なお、図3と図1及び図2とはセンサユニット1の数が異なるが、センサユニット1の構成は同一である。
図3に示すように、本実施形態では、終端のセンサユニット1から図示しないコネクタ及びケーブルを介して先端のセンサユニット1に対して信号を返送できるように構成されており、各センサユニット1によりリング状の伝送路が形成されるようになっている。
上記構成に係るセンサシステム100では、例えば第3のセンサユニット1の受光量を確認したい場合には、次のように行われる。まず、いずれかのセンサユニット1の操作部19の設定スイッチから第3のセンサユニット1のアドレスと、受光量データ送信コマンドとを入力し、実行させる。すると、CPU15から隣接するセンサユニット1に第3のセンサユニット1のアドレスと、受光量データ送信コマンドとが含まれた伝送信号が送出される。その伝送信号は、第3のセンサユニット1以外では処理されずそのまま送信される。
第3のセンサユニット1では、伝送信号に含まれるアドレスが自己に設定されたアドレスと一致するから、伝送信号に含まれる受光量データ送信コマンドを実行して受光量のデータをデータ格納領域に付加する。そして、この伝送信号はリング状の伝送路によって操作を行ったセンサユニット1に伝送される。操作を行ったセンサユニット1では、伝送信号から受光量データを取りだすことができる。なお、CPU15は、検出手段に相当するものであり、上述のように受光手段の受光量に応じて被検出対象の検出動作を行うように機能する。
また、全てのセンサユニット1の受光量を確認したい場合には、いずれかのセンサユニット1の操作部19の設定スイッチから全てのセンサユニット1のアドレスと、受光量データ送信コマンドとを入力すればよい。上記例は、伝送信号を送信する一例であり、伝送信号の種類は様々なものとすることができる。このようにして、コマンドとそれに応じたデータが伝送信号として送信されることとなる。
次に、本発明の特徴的処理について説明する。
上述したように、センサシステム100は、複数のセンサユニット1が隣接配置されてなり、各センサユニット1は、被検出物の検出を行う検出手段、設定された処理内容に従って被検出物の検出に関する処理を実行する処理手段、処理手段にて実行する処理内容の設定が可能とされる設定手段として機能するCPU15を有している。また、上述のように、一方に隣接配置される他のセンサユニット1からの伝送信号を受信可能な受信手段としての受光素子11及び受光回路14と、伝送信号が受信された場合に、他方に隣接される他のセンサユニットへ伝送信号を送信する送信手段としての投光素子12及び投光回路16を備えている。
このような構成をなすセンサユニット1では、制御手段に相当するCPU15の処理により、設定された処理内容に基づいて検出に関する処理を実行するとともに(CPU15は処理手段に相当)、処理内容を伝送信号として送信手段から送信させることができるようになっている。CPU15は、隣接配置される他のセンサユニット1から処理内容に関する伝送信号(具体的には他のセンサユニットにて設定された処理内容を処理させる命令を含む伝送信号)が受信されると、その処理内容に基づいて当該センサユニット1にて設定される処理内容を設定変更する構成をなしている。
図4は設定処理の一例を概略的に示すフローチャートである。この処理は、センサユニット1が設定モードに設定された場合に実行されるものであり、具体的には、自己による設定が開始された場合、或いは外部から設定信号が送られてきた場合に開始される。即ち、センサユニット1は、設定モードに設定されると、操作部19による設定及び外部からの設定を受け付けるようになっており、S10以下の処理が実行される。まず、S10にて設定が外部からの設定であるか否かを判断する。
外部からの設定ではない場合(即ち、自己による設定の場合)、S10にてNoに進み、S20にて設定内容を選択する。図5のように、操作部の19の操作によって表示が切り替わるように構成されており、設定モードに設定された場合に、さらに所定操作を行うことにより自己による設定処理が行われることとなる。本実施形態では、あらかじめ用意された複数の処理内容の中から、設定対象となる処理内容を選択的に設定可能とされている。この予め用意された複数の処理内容の中には投光停止処理及び閾値設定処理が含まれている。S20にて設定対象となる処理内容が選択されると、S30にて具体的な設定処理がなされる。例えば、S20にて閾値設定処理が選択されると、S30では、その閾値を設定することとなる。S30が終了すると、S40にて他の内容も設定するかを判断し、設定する場合にはS40にてYesに進む。設定しない場合には、S40にてNoに進む。
そして、設定は自己のみかを判断する。ユーザにより他のセンサユニットの設定も指示される場合には、S50にてNoに進み、自己のセンサユニット1の設定を更新するとともに、S80にて他のセンサユニットを設定するコマンド及びアドレス情報を生成し、それらを含んだ伝送信号を送信する。例えば、自己の閾値が設定された場合に、S50にてNoに進む場合には、その設定された閾値を全てのセンサユニット或いは特定のセンサユニットに反映するコマンド及びアドレスが生成され、伝送信号として送られる。また、自己において投光停止設定がなされた場合、全てのセンサユニット或いは特定のセンサユニットについても投光停止設定を行うコマンド及びアドレスが生成され、伝送信号として送られる。S50にて設定が自己のみと指示された場合はS50にてYesに進み、自己の設定を更新する。
一方、S10にて外部からの設定と判断された場合、即ち、当該センサユニット1に対して他のセンサユニット1から処理内容を処理させる命令(例えば、他のセンサユニットにて設定された閾値を反映させる命令、或いは他のセンサユニットにてなされた投光停止設定を行う命令など)を含んだ伝送信号が送られてきた場合、S10にてYesに進む。そして、外部からの設定を許可するか否かを判断する。本実施形態では、各センサユニット1において、外部からの設定を許可するか否かを切換可能に構成されており、外部からの設定を許可する許可モードとされている場合にはS90にてYesに進み、S100にて自己の設定の更新処理を行う。一方、許可しない不許可モードとされている場合にはS90にてNoに進む。S90にてNoの場合、或いはS100の処理が終了した場合には外部からの伝送信号を他のセンサユニット1に対しても送信する。(S110)
このように、設定手段に相当するCPU15は、処理内容の設定が可能とされるとともに、設定対象が自己のセンサユニットのみか、他のセンサユニットを含むかを切替可能とされており、設定対象が自己のセンサユニットのみとされた場合、処理内容に基づいて検出に関する処理を自己のセンサユニットの処理手段に実行させるようにしている。また、設定対象が、他のセンサユニットを含むとされた場合、処理内容に基づく検出に関する処理を自己のセンサユニットの処理手段に実行させると共に、自己に対して設定した処理内容を処理させる命令を伝送信号として送信手段に送信させるようにしている。
また、各センサユニットは、S90において、外部からの設定を許可するか否かを判断しており、自己の処理手段(即ちCPU15)に対し、受信された命令(即ち、他のセンサユニットにて設定された処理内容を処理させる命令)に基づいて検出に関する処理を実行させるか、自己にて設定された処理内容に基づいて検出に関する処理を実行させるか(換言すれば、他のセンサユニットからの処理内容を処理させる命令を無視するか)を切換可能とされている。
また、センサユニット1では、図2に示すように、外部接続ラインLにより外部からトリガ信号を入力可能に構成されており、処理手段に相当するCPU15は、トリガ信号が入力された場合に設定された処理内容に基づいて検出に関する処理(投光停止処理、閾値設定処理など)を実行する構成となっている。例えば、外部からのトリガ信号が入力された場合にその入力されるセンサユニット1についての投光停止処理を行い、その内容を他のセンサッユニットに送ることにより他のセンサユニットの投光停止処理を一括して設定するようなことも可能である。なお、外部接続ラインL及びCPU15は入力手段に相当する。
以上のように、上記実施形態によれば、1つのセンサユニットの設定を行うと、その設定を他のセンサユニットにおいて利用できるようになる。従って、装置構成を複雑化することなく各センサユニットの設定を簡易に行うことができる。
また、設定手段にて設定される処理内容を自己のみの設定にするのか、他のセンサユニットにも利用するのかを切り替えることができるため、状況に応じた適切な設定が可能となる。
さらに、処理内容をあらかじめ用意された複数の処理内容の中から選択的に設定可能とされているため、設定を容易に行うことができる。
外部よりトリガ信号を入力可能な入力手段を備え、入力手段によりトリガ信号が入力された場合に処理内容に基づいて検出に関する処理を実行する構成となっているため、処理手段によって処理するタイミングを外部から設定できるようになる。
さらに、各センサユニットは、自己の処理手段に対し、受信手段にて受信された命令に基づいて検出に関する処理を実行させるか、自己の設定手段にて設定された処理内容に基づいて検出に関する処理を実行させるかを切換可能な切換手段を備えているため、設定手段の設定によって処理を実施させるか、通信によって処理を実施させるかを選択的に切り替えることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、各センサユニットにおいてデータ受信用の受光素子、データ送信用の投光素子を設け、一方向にデータ送信を行える例を示したが、各センサユニットにおいてデータ受信用の受光素子とデータ送信用の投光素子をもう一組設け、双方向にデータ送信ができるようにしてもよい。この場合、制御ユニット2においては、データ受信用の受光素子が必要となり、終端ユニット4においてはデータ送信用の投光素子が必要になる。
(2)上記実施形態では、被検出物の検出に関する処理として、投光停止処理及び閾値設定処理を例示したが、検出に関する処理として「外部からの信号を受け付けない処理」であってもよい。即ち、センサユニット1の設定手段(CPU15)の設定により、当該センサユニット1に対して「外部からの信号を受け付けない設定」を行えるように構成し、かつ、他のセンサユニット1に対して「外部からの信号を受け付けない設定」を行う命令を送信できるようにしてもよい。このようにすれば、「外部からの信号を受け付けない設定」を一括して行うことができる。
本発明の実施形態1に係るセンサシステムの構成を例示するブロック図 実施形態1のセンサシステムの要部の外観を概略的に例示する概略図 センサユニット数を8としたセンサシステムにおけるデータの伝送について概念的に説明する説明図 設定処理の流れを例示するフローチャート 設定処理の表示例を示す図
符号の説明
1…光ファイバセンサユニット(センサユニット)
11…受光素子(受信手段)
12…投光素子(送信手段)
14…受光回路(受信手段)
15…CPU(検出手段、処理手段、設定手段、制御手段、切換手段、入力手段)
16…投光回路(送信手段)
19…操作部
100…センサシステム

Claims (6)

  1. 複数のセンサユニットが隣接配置されたセンサシステムであって、
    各センサユニットは、
    被検出物の検出を行う検出手段と、
    設定された処理内容に従って前記被検出物の検出に関する処理を実行する処理手段と、
    前記処理手段にて実行する前記処理内容の設定が可能とされる設定手段と、
    一方に隣接配置される他のセンサユニットからの伝送信号を受信可能な受信手段と、
    前記受信手段にて前記伝送信号が受信された場合に、他方に隣接される他のセンサユニットへ前記伝送信号を送信する送信手段と、
    前記設定手段によって設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を前記処理手段に実行させるとともに、前記処理内容を前記伝送信号として前記送信手段から送信させる制御手段と、
    を備え
    前記設定手段は、前記処理内容とともに、設定対象が自己のセンサユニットのみか、他のセンサユニットを含むかを切替可能とされており、
    前記制御手段は、前記設定手段にて前記設定対象が自己のセンサユニットのみとされた場合、前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させ、前記設定対象が、他のセンサユニットを含むとされた場合、前記処理内容に基づく前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させると共に、前記処理内容を処理させる命令を前記伝送信号として前記送信手段に送信させ、
    更に、自己の前記処理手段に対し、前記受信手段にて受信された命令に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、自己の前記設定手段にて設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、を切換可能な切換手段を備えることを特徴とするセンサシステム。
  2. 前記制御手段は、
    前記受信手段にて隣接配置される他のセンサユニットから処理内容に関する伝送信号が受信されると、その処理内容に基づいて前記設定手段で設定される処理内容を設定変更する構成をなすことを特徴とする請求項1に記載のセンサシステム。
  3. 前記設定手段は、前記処理内容をあらかじめ用意された複数の処理内容の中から選択的に設定可能とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のセンサシステム。
  4. 前記処理手段は、前記被検出物の前記検出に関する処理として、投光停止処理及び閾値設定処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項に記載のセンサシステム。
  5. 外部よりトリガ信号を入力可能な入力手段を備え、
    前記処理手段は、前記入力手段により前記トリガ信号が入力された場合に前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のセンサシステム。
  6. 複数のセンサユニットが隣接配置されたセンサシステムに用いられるセンサユニットであって、
    被検出物の検出を行う検出手段と、
    設定された処理内容に従って前記被検出物の検出に関する処理を実行する処理手段と、
    前記処理手段にて実行する前記処理内容の設定が可能とされると共に、他のセンサユニットに対する前記処理内容の設定が可能とされた設定手段と、
    一方に隣接配置される他のセンサユニットからの伝送信号を受信可能な受信手段と、
    前記受信手段にて前記伝送信号が受信された場合に、他方に隣接される他のセンサユニットへ前記伝送信号を送信する送信手段と、
    前記設定手段又は他のセンサユニットによって設定された前記処理内容を前記処理手段に実行させるとともに、他のセンサユニットに対する前記処理内容を前記伝送信号として前記送信手段から送信させる制御手段と、
    を備え
    前記設定手段は、前記処理内容とともに、設定対象が自己のセンサユニットのみか、他のセンサユニットを含むかを切替可能とされており、
    前記制御手段は、前記設定手段にて前記設定対象が自己のセンサユニットのみとされた場合、前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させ、前記設定対象が、他のセンサユニットを含むとされた場合、前記処理内容に基づく前記検出に関する処理を自己のセンサユニットの前記処理手段に実行させると共に、前記処理内容を処理させる命令を前記伝送信号として前記送信手段に送信させ、
    更に、自己の前記処理手段に対し、前記受信手段にて受信された命令に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、自己の前記設定手段にて設定された前記処理内容に基づいて前記検出に関する処理を実行させるか、を切換可能な切換手段を備えることを特徴とするセンサユニット。
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