JP6079282B2 - センサ付無線タグおよびデータ収集方法 - Google Patents

Description

この発明は、センサ付無線タグに係り、特にレギュレータを介すことなく電池からの電力を受けて動作するセンサ付無線タグおよびこのセンサ付無線タグを用いたデータ収集方法に関する。

電力の供給が困難な環境において、振動や歪等の測定データの収集を行うための手段として、センサ付無線タグが使用される。このセンサ付無線タグは、歪センサ、加速度センサ等の各種のセンサと、このセンサにより得られたアナログ信号のＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換結果であるデジタル値のデータ収集部への無線送信を行う無線通信装置と、これらの各部に電力を供給する電源装置とをモジュール化したものである。

特開２０１０−２６８３８号公報

ところで、センサ付無線タグのうち高いＡ／Ｄ変換精度が要求されるものでは、電源装置の内部インピーダンスを低くして電源電圧変動を抑える必要がある。そこで、このようなセンサ付無線タグでは、電池とその出力電圧を安定化してタグ内の各装置に供給するレギュレータとからなるものが電源装置として一般的に採用されている（例えば特許文献１参照）。しかし、このようなレギュレータを備えたセンサ付無線タグには、次の問題がある。まず、センサ付無線タグにレギュレータを設けると、このレギュレータによる電力損失や消費電流が発生するため、その分だけ電池寿命が短くなる問題がある。また、レギュレータを動作させるためには、入力電圧下限値以上の電圧を電池からレギュレータに供給する必要がある。このため、レギュレータを備えたセンサ付無線タグは、電池の出力電圧がこの入力電圧下限値以上である期間しか動作させることができず、電池容量の全てを使い切る長時間の動作をさせることができない。このような問題を回避するためには、センサ付無線タグにレギュレータを設けず、電池とＡ／Ｄ変換器等のモジュール内の装置とを直結した構成にする必要がある。しかし、この構成では、センサ付無線タグ内の電源電圧変動が大きくなり、Ａ／Ｄ変換結果の精度が劣化する問題が発生する。そこで、大容量のコンデンサをセンサ付無線タグの電源および接地間に設けることが考えられる。しかし、このような大容量のコンデンサは大型になるため、センサ付無線タグに設けるのは困難である。しかしその一方、センサ付無線タグにレギュレータも設けず、大容量のコンデンサも設けないとなると、電池の内部抵抗が高いため、センサ付無線タグの消費電流の増減によって大きな電源電圧変動が発生し、センサ付無線タグからデータ収集部に送信されるＡ／Ｄ変換結果の誤差が大きくなり、データ収集部におけるＡ／Ｄ変換結果のデータ処理の信頼性が損なわれるという問題がある。

この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、誤差の大きなＡ／Ｄ変換結果がセンサ付無線タグからデータ収集部に送信されてデータ収集部の処理に悪影響が与えられるのを防止するための技術的手段を提供することを目的としている。

この発明によるデータ収集方法では、電池から電力の供給を受け、センサにより得られるアナログ信号のＡ／Ｄ変換およびＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値のデータ収集部への無線送信を繰り返すセンサ付無線タグを用いる。そして、同データ収集方法では、前記センサ付無線タグにおいて、前記アナログ信号のＡ／Ｄ変換のタイミングが前記センサ付無線タグ内の特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該Ａ／Ｄ変換の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないようにする。

かかる発明によれば、Ａ／Ｄ変換のタイミングと特定の回路の起動または停止のタイミングとが重なり、誤差の大きなＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値が得られた場合に、同デジタル値がデータ収集部の処理対象から外される。従って、データ収集部に悪影響が与えられるのを防止することができる。

このようなデータ収集方法を実現するため、この発明は、センサにより得られるアナログ信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記Ａ／Ｄ変換部が出力する前記デジタル値をデータ収集部に与える送信部と、前記Ａ／Ｄ変換部および前記送信部に電力を供給する電池と、前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換処理のタイミングが、特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該Ａ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないように無効化処理する制御部とを具備することを特徴とするセンサ付無線タグを提供する。

好ましい態様において、前記送信部は、無線にて前記デジタル値を前記データ収集部に与える無線通信回路を含み、前記特定の回路は、前記無線通信回路である。

また、前記制御部は、例えば当該Ａ／Ｄ変換の結果であるデジタル値を破棄することにより前記無効化処理を実行する。

好ましい態様において、前記制御部は、Ａ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル値を破棄する場合に、破棄するデジタル値の代わりにダミーのデジタル値をデータ収集部に与える。ダミーのデジタル値は、例えばＡ／Ｄ変換部が破棄するデジタル値をＡ／Ｄ変換した時点よりも以前にＡ／Ｄ変換したデジタル値である。

ここで、破棄するデジタル値の直前のデジタル値は、当該Ａ／Ｄ変換において大きな誤差が発生しなかったとしたら得られたであろうデジタル値に近い値になると考えられる。よって、データ収集部のデータ処理に与えられる悪影響を少なくすることができる。

好ましい態様において、前記制御部は、特定の回路の起動または停止時から所定期間内に得られた全てのデジタル値を無効化処理する。

ここで、所定時間とは、例えば特定の回路の起動または停止後、電源雑音が収束して、Ａ／Ｄ変換の誤差が十分に小さくなるまでの所要時間である。この態様によれば、誤差の大きなＡ／Ｄ変換結果を漏らさず無効化処理の対象にすることができる。

この発明の第１実施形態であるセンサ付無線タグの構成を示す回路図である。 同実施形態の動作を示すタイムチャートである。 同実施形態におけるＭＣＵが実行するメインルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 同実施形態におけるＭＣＵが実行するタイマ割り込みルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 同実施形態におけるＭＣＵが実行するＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 この発明の第２実施形態であるセンサ付無線タグのＭＣＵ１０が実行するメインルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 同ＭＣＵ１０が実行するタイマＡ割り込みルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 同ＭＣＵ１０が実行するタイマＢ割り込みルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 同ＭＣＵ１０が実行するＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態であるセンサ付無線タグの構成を示す回路図である。図１において、電池１の正負の電極間にはコンデンサ２が接続されている。このコンデンサ２は、急激な電源雑音を吸収するに足る必要最低限の容量を有しており、センサ付無線タグ内に収容可能な小型のコンデンサである。本実施形態では、電池１の出力電圧がタグ内の各回路に直接供給される構成となっている。

基準電圧発生回路３は、電池１から供給される電源電圧に基づき、Ａ／Ｄ変換器９に与える基準電圧Ｒｅｆ＋およびＲｅｆ−等の各種の基準電圧を発生する回路である。オペアンプにより構成されたボルテージフォロア４は、この基準電圧発生回路３が発生する基準電圧Ｖ１＝Ｒｅｆ＋をゲイン１で増幅し、センサ５に対する電源電圧として出力する。センサ５は例えば歪ゲージである。

アンプ７はセンサ５が出力するアナログ信号Ｖ３を増幅し、センサ値信号Ｖ４として出力する。アンプ７は、オペアンプ７０と、抵抗７１および７２とにより構成されている。ここで、オペアンプ７０の反転入力端子にはセンサ５が出力するアナログ信号Ｖ３が与えられる。また、抵抗７１は、オペアンプ７０の非反転入力端子と接地との間に介挿され、抵抗７２は、オペアンプ７０の出力端子と非反転入力端子との間に介挿されている。抵抗７１および７２の抵抗値をＲ７１およびＲ７２とした場合、アンプ７は、センサ５が出力するアナログ信号Ｖ３を（Ｒ７１＋Ｒ７２）／Ｒ７１のゲインで増幅し、センサ値信号Ｖ４として出力する。

Ａ／Ｄ変換器９は、基準電圧発生回路３から供給される基準電圧Ｒｅｆ＋およびＲｅｆ−に基づき、アンプ７が出力するセンサ値信号Ｖ４をデジタル信号に変換する回路である。本実施形態では、上述したように基準電圧発生回路３が出力する基準電圧Ｖ１＝Ｒｅｆ＋をボルテージフォロア４を介してセンサ５に供給しているので、センサ５が計測した物理量を抵抗値に変換するようなセンサである場合に、基準電圧Ｖ１＝Ｒｅｆ＋の変動によって生じるＡ／Ｄ変換結果の誤差を相殺することができる。

ＲＦ送信ＩＣ２０は、Ａ／Ｄ変換器９から出力されるデジタル信号によってキャリアを変調し、図示しないデータ収集部に無線信号として送信する無線通信回路である。

ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）１０は、センサ付無線タグ内の各回路を制御する制御部である。このＭＣＵ１０は、各種のプログラムを記憶したＲＯＭと、ワークエリアとしてのＲＡＭを内蔵している。ＭＣＵ１０は、ＲＯＭ内のプログラムに従い、Ａ／Ｄ変換器９にＡ／Ｄ変換を実行させ、ＲＦ送信ＩＣ２０にＡ／Ｄ変換結果であるデジタル信号を送信させる制御を繰り返す。そして、ＲＦ送信ＩＣ２０およびこのＲＦ送信ＩＣ２０にＡ／Ｄ変換結果であるデジタル信号を送信させるＭＣＵ１０は、Ａ／Ｄ変換結果であるデジタル値をデータ収集部に与える送信部として機能する。

ＭＣＵ１０として１チップのＭＣＵを用いる場合、上述したＡ／Ｄ変換結果の誤差の相殺を行わせるために、基準電圧発生回路３とＡ／Ｄ変換器９とを同リップ内に設けることが好ましい。

本実施形態の特徴は、ＭＣＵ１０によって行われるＡ／Ｄ変換器９およびＲＦ送信ＩＣ２０の制御にある。この制御を要約すると次の通りである。すなわち、ＭＣＵ１０は、ＲＦ送信ＩＣ２０の起動または停止のタイミングとＡ／Ｄ変換のタイミングとが重なった場合に、当該Ａ／Ｄ変換の結果であるデジタル値がデータ収集部に使用されないように無効化処理する。具体的には当該Ａ／Ｄ変換の結果であるデジタル値を破棄し、その代わりのダミーのデジタル値として前回のＡ／Ｄ変換の結果であるデジタル値を採用し、送信対象にする。ＲＦ送信ＩＣ２０の起動または停止のタイミングとＡ／Ｄ変換のタイミングとが重なった場合とは、例えばＲＦ送信ＩＣ２０の起動または停止のタイミングから所定時間が経過するまでの期間内にＡ／Ｄ変換結果が得られた場合である。

図２はセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４と、電池１の出力電圧ＶＢの時間的変化を例示するタイムチャートである。

図２において、ＩＣ＿ＯＮはＭＣＵ１０がデジタル信号の送信を行わせるためにＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＮにするタイミング、ＩＣ＿ＯＦＦはＭＣＵ１０がデジタル信号の送信を終えたＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＦＦにするタイミングを示している。本実施形態において、ＭＣＵ１０は、一定周期で繰り返されるタイマ割り込みによりＡ／Ｄ変換器９にセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換を行わせる。また、ＭＣＵ１０は、所定回数のＡ／Ｄ変換が完了する都度、それらのＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値の無線送信をＲＦ送信ＩＣ２０に行わせる。このＲＦ送信ＩＣ２０が送信動作を行うときに最も大きな消費電流が発生する。このため、電池１の出力電圧ＶＢは、ＩＣ＿ＯＮのタイミングにおいて大きく低下し、ＩＣ＿ＯＦＦのタイミングにおいて大きく上昇する。

このように電源電圧VＢが変動すると、この電源電圧VＢの変動のタイミングにおいて、Ａ／Ｄ変換器９のＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４に大きな誤差が発生する。そこで、本実施形態においてＭＣＵ１０は、ＩＣ＿ＯＮタイミングまたはＩＣ＿ＯＦＦタイミングから所定時間が経過するまでの期間内にデジタル値ＤＶ４が得られた場合にそのデジタル値ＤＶ４を破棄し、その代わりのダミーのデジタル値として前回のＡ／Ｄ変換により得られたデジタル値ＤＶ４を採用し、データ収集部への送信対象とする。

本実施形態によれば、このような無効化処理が行われるため、電池１がタグ内の各回路に直結された構成においても、誤差の大きなＡ／Ｄ変換結果がデータ収集部に送られてデータ収集部のデータ処理に悪影響が与えられるのを防止することができる。

次にこのような制御を実現するための具体的なプログラム例を説明する。図３〜図５は本実施形態におけるＭＣＵ１０が実行する各種のルーチンの処理内容を示すフローチャートである。本実施形態において、ＭＣＵ１０は、初期設定指令が与えられることにより図３に示すメインルーチンの実行を開始する。ここで、初期設定指令は、例えばセンサ付無線タグに設けられた電源スイッチ（図示略）がＯＮになったとき、あるいはセンサ付無線タグに対して外部から何等かの起動指令が与えられた場合に発生される指令である。

ＭＣＵ１０は、メインルーチンの実行を開始すると、まず、イニシャル処理を実行する（ＳＡ１）。このイニシャル処理では、内蔵のＲＡＭ内に設定された制御用のフラグ、カウンタ、レジスタ類の初期設定を行う。次に、無線フレームの送信を要求するＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”になったか否かを判断し（ＳＡ２）、判断結果が「ＹＥＳ」になるまで同判断を繰り返す。

本実施形態では、図示しないタイマが一定の周期でタイマ割り込み信号を発生させる。ＭＣＵ１０は、このタイマ割り込み信号が発生する都度、図４に示すタイマ割り込みルーチンを実行する。まず、ＭＣＵ１０は、タイマ割り込みルーチンの実行回数を示すＡ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔｅｒを１だけインクリメントする（ＳＡ１６）。

次にＭＣＵ１０は、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇが０より大きいか否かを判断する（ＳＡ１７）。このＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇは、ＲＦ送信ＩＣ２０のＯＮタイミングまたはＯＦＦタイミングから所定時間が経過するタイミングまでの残り時間を示すフラグである。ＳＡ１７の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇを１だけデクリメントし（ＳＡ１８）、ＳＡ１９に進む。これに対し、ＳＡ１７の判断結果が「ＮＯ」である場合、ＳＡ１８を実行することなくＳＡ１９に進む。従って、ＲＦ送信ＩＣ２０のＯＮタイミングまたはＯＦＦタイミングから所定時間が経過してＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇ＝０となった場合には、以後、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇは、０を維持することとなる。

次にＳＡ１９に進むと、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔｅｒの内容がＡ／Ｄ変換周期（より厳密には、Ａ／Ｄ変換周期をタイマ割り込みルーチンの実行回数に換算した数値）に到達したか否かを判断し（ＳＡ１９）、判断結果が「ＮＯ」である場合にはタイマ割り込みルーチンを終了する。これに対し、ＳＡ１９の判断結果が「ＹＥＳ」である場合、ＭＣＵ１０は、Ａ／Ｄ変換器９にアンプ７０が出力するセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換を開始させる（ＳＡ２０）。次にＡ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔｅｒを０とし（ＳＡ２１）、Ａ／Ｄ＿Ｆｌａｇを“１”とし（ＳＡ２２）、タイマ割り込みルーチンを終了する。従って、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔｅｒが示すタイマ割り込みルーチンの実行回数がＡ／Ｄ変換周期に相当する実行回数に達する都度、センサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換が開始されることとなる。

タイマ割り込みルーチンが終了すると、ＭＣＵ１０の処理はメインルーチンに復帰する。ここで、復帰先がメインルーチンの例えばＳＡ２である場合、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”か否かが判断され、判断結果が「ＮＯ」である場合は同判断が繰り返される。

Ａ／Ｄ変換器９は、ＭＣＵ１０から指示されたＡ／Ｄ変換を完了すると、Ａ／Ｄ変換完了割り込み信号をＭＣＵ１０に供給する。これによりＭＣＵ１０は、図５に示すＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンを実行する。

まず、ＭＣＵ１０は、Ａ／Ｄ変換器９からセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４を取得する（ＳＡ２３）。次にＭＣＵ１０は、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇが０か否かを判断する（ＳＡ２４）。ＲＦ送信ＩＣ２０のＯＮタイミングまたはＯＦＦタイミングから所定時間以上が経過しており、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇが０になっている場合、ＭＣＵ１０は、ＳＡ２３においてＡ／Ｄ変換器９から取得したセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４を送信対象として内蔵のＲＡＭに格納し（ＳＡ２５）、ＳＡ２６へと進む。これに対し、ＲＦ送信ＩＣ２０のＯＮタイミングまたはＯＦＦタイミングから所定時間が経過しておらず、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇが１以上になっている場合、ＭＣＵ１０は、ＳＡ２３においてＡ／Ｄ変換器９から取得したセンサ値信号Ｖ４のＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４を破棄する（ＳＡ３１）。そして、前回取得Ａ／Ｄ変換値、すなわち、直前に送信対象としてＲＡＭに格納したデジタル値ＤＶ４を読み出し、破棄したデジタル値ＤＶ４の代わりのダミーのデジタル値としてＲＡＭに格納し（ＳＡ２５）、ＳＡ２６へと進む。

次にＳＡ２６に進むと、Ａ／Ｄ変換の回数を示すＡ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔを１だけインクリメントする。次に、Ａ／Ｄ変換が完了したので、開始を指示したＡ／Ｄ変換が未了であることを示すＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇを“０”とする（ＳＡ２７）。

次にＡ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔが所定のＡ／Ｄ変換回数に達したか否かを判断し、判断結果が「ＮＯ」である場合はＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンを終了する。これに対し、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔが所定のＡ／Ｄ変換回数に達している場合（ＳＡ２８；ＹＥＳ）、無線フレームの送信を要求するＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇを“１”とし（ＳＡ２９）、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔを０に初期化し（ＳＡ３０）、Ａ／Ｄ変換完了割り込みルーチンを終了する。

従って、所定のＡ／Ｄ変換回数に相当する回数だけＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンが起動され、同Ａ／Ｄ変換回数分のデジタル値が内蔵のＲＡＭに格納され（ＳＡ２５またはＳＡ３２）、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔが同Ａ／Ｄ変換回数となる毎に、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”とされる。Ａ／Ｄ変換完了割り込みルーチンが終了すると、ＭＣＵ１０の処理はメインルーチンに復帰する。

ここで、復帰先がメインルーチンの例えばＳＡ２である場合、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”か否かが判断され、判断結果が「ＮＯ」である場合は同判断が繰り返される。そして、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”となり、ＳＡ２の判断結果が「ＹＥＳ」になると、ＳＡ３に進む。

次にＳＡ３に進むと、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇを“０”とする。次にＲＡＭ内の格納された所定のＡ／Ｄ変換回数分のデジタル値ＤＶ４を含む無線送信フレームを作成する（ＳＡ４）。

次にＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“０”か否か判断し（ＳＡ５）、判断結果が「ＹＥＳ」の場合はＳＡ６に進む。これに対し、ＳＡ５の判断結果が「ＮＯ」である場合はＳＡ５の判断を繰り返す。

このＳＡ５の判断結果が「ＮＯ」になる場合として、次のような場合が考えられる。すなわち、Ａ／Ｄ変換完了割り込みルーチンにおいてＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇ＝“１”、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔ＝０となった後、メインルーチンに復帰してＳＡ２の判断結果が「ＹＥＳ」になった後、タイマ割り込みルーチンが起動されてＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“１”とされ（ＳＡ２２）、その後、Ａ／Ｄ変換完了割り込み信号が発生する前にＳＡ５に進んだような場合である。

このように本実施形態では、送信対象である所定個数のデジタル値ＤＶ４がＲＡＭ内に用意され、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”になったとしても、その時点においてＡ／Ｄ変換器９がＡ／Ｄ変換を実行中であり、Ａ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“１”になっている場合には、Ａ／Ｄ変換が完了してＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇ＝“０”となるまでの間、ＳＡ６以降の処理の開始が待たされる。本実施形態において、Ａ／Ｄ変換の所要時間は数μＳであるので、Ｓ５に進んだ後、Ｓ６以降の処理が開始されるまでの待機時間は最大で数μＳである。

次にＳＡ６に進むと、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇに所定時間（より厳密には所定時間をタイマ割り込み周期で割り算した数値）を設定する。このＳＡ６において設定される所定時間は、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮまたは電源ＯＦＦがあってからタグ内の電源電圧が安定してＡ／Ｄ変換結果の誤差が許容範囲内に収まるまでの所要時間である。ＳＡ６が終了すると、ＭＣＵ１０は、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＮにする（ＳＡ７）。

ＲＦ送信ＩＣ２０の電源投入（ＳＡ７）を行うと、ＭＣＵ１０は、無線送信フレームの内容を何回かに分けてＲＦ送信ＩＣ２０の送信レジスタに書き込む制御を行う。具体的には、まず、送信レジスタへの書き込み回数が規定値に達したか否かを判断する（ＳＡ８）。この判断結果が「ＮＯ」である場合、ＲＦ送信ＩＣ２０の送信レジスタが書き込み可能な状態であるか否かを判断し（ＳＡ１３）、判断結果が「ＮＯ」である間は同判断を繰り返す。ＳＡ１３の判断結果が「ＹＥＳ」になると、無線送信フレームの内容を一定量だけ送信レジスタに書き込む（ＳＡ１４）。次に送信レジスタへの書き込み回数を１だけインクリメントし（ＳＡ１５）、ＳＡ８に戻る。以下、同様にＳＡ８、ＳＡ１３、ＳＡ１４、ＳＡ１５を繰り返す。そして、送信レジスタへの書き込み回数が規定値となってＳＡ８の判断結果が「ＹＥＳ」になると、送信レジスタへの書き込み回数を０に初期化する（ＳＡ９）。この時点において、ＲＦ送信ＩＣ２０は無線送信フレームの送信を終えている。

次にＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“０”か否かを判断し（ＳＡ１０）、判断結果が「ＹＥＳ」の場合はＳＡ１１に進む。これに対し、ＳＡ１０の判断結果が「ＮＯ」である間はＳＡ１０判断を繰り返す。

このＳＡ１０の判断結果が「ＮＯ」になる場合として、次のような場合が考えられる。すなわち、Ａ／Ｄ変換完了割り込みルーチンにおいてＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇ＝“１”、Ａ／Ｄ＿Ｃｏｕｎｔ＝０となった後、メインルーチンに復帰してＳＡ５の判断結果が「ＹＥＳ」になった後、タイマ割り込みルーチンが起動されてＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“１”とされ（ＳＡ２２）、その後、Ａ／Ｄ変換完了割り込み信号が発生する前にＳＡ１０に進んだような場合である。

このように本実施形態では、送信レジスタへの書き込み回数が規定値に達し、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＦＦしてよいタイミングになったとしても（ＳＡ８；ＹＥＳ）、その時点においてＡ／Ｄ変換器９がＡ／Ｄ変換を実行中であり、Ａ／Ｄ＿Ｆｌａｇが“１”になっている場合には、Ａ／Ｄ変換が完了してＡ／Ｄ＿Ｆｌａｇ＝“０”となるまでの間、ＳＡ１１以降の処理の開始が待たされる。

次にＳＡ１１に進むと、上述したＳＡ６と同様、所定時間をＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇに設定する。次にＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＦＦとする（ＳＡ１２）。

ＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＦＦにすると（ＳＡ１２）、ＭＣＵ１０の処理は、ＳＡ２に戻り、再び送信対象である所定個数のデジタル値ＤＶ４がＲＡＭに格納され、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”になるまで待機する。そして、ＲＦ＿ＴＸ＿Ｆｌａｇが“１”になると、以上説明したＳＡ３以降の処理が繰り返される。

以上のように、本実施形態によれば、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮまたは電源ＯＦＦのタイミングから所定時間が経過するまでの間に得られたＡ／Ｄ変換結果は破棄され（ＳＡ３１）、その代わりに前回のＡ／Ｄ変換結果が採用される。従って、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮ、ＯＦＦによって発生する電源雑音の影響の高いＡ／Ｄ変換結果が除かれ、電源雑音の影響の少ないＡ／Ｄ変換結果のみが無線送信される。従って、無線送信されるＡ／Ｄ変換結果の信頼性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、所定個数のＡ／Ｄ変換結果が得られて無線フレームの送信が可能になっても、その時点においてＡ／Ｄ変換器９がＡ／Ｄ変換を実行中である場合には、そのＡ／Ｄ変換が完了するまでの間、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮが待たされる。また、本実施形態によれば、無線フレームの送信が完了しても、その時点においてＡ／Ｄ変換器９がＡ／Ｄ変換を実行中である場合には、そのＡ／Ｄ変換が完了するまでの間、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＦＦが待たされる。従って、本実施形態によれば、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源のＯＮ、ＯＦＦがＡ／Ｄ変換に悪影響を及ぼす回数を減らすことができる。

＜第２実施形態＞
次にこの発明の第２実施形態であるセンサ付無線タグについて説明する。本実施形態によるセンサ付無線タグは、上記第１実施形態によるセンサ付無線タグのＭＣＵ１０が実行する各ルーチンに変更を加えたものである。図６〜図９は、本実施形態におけるＭＣＵ１０が実行する各種のルーチンの処理内容を示すフローチャートである。図６に示すメインルーチンは上記第１実施形態のメインルーチン（図３）に、図７に示すタイマＡ割り込みルーチンは上記第１実施形態のタイマ割り込みルーチン（図４）に、図９に示すＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンは上記第１実施形態のＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチン（図５）に各々対応している。そして、本実施形態では、図８に示すタイマＢ割り込みルーチンが追加されている。

上記第１実施形態では、タイマ割り込みルーチン（図４）においてＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇの判定およびデクリメント（ＳＡ１７、ＳＡ１８）を行うことにより、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮタイミングおよび電源ＯＦＦタイミングからの所定時間の計時を行っていた。本実施形態において、タイマＡ割り込みルーチン（図７）には、この第１実施形態のＳＡ１７、ＳＡ１８がない。本実施形態では、ＴＸ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇを使わず、タイマＢ割り込みルーチン（図８）によりこのＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮタイミングおよび電源ＯＦＦタイミングからの所定時間の計時を行う。

図６に示すメインルーチンでは、第１実施形態においてＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＮ（ＳＡ７）にする前に実行するＳＡ６がＳＢ６ａおよびＳＢ６ｂに置き換えられている。また、同メインルーチンでは、第１実施形態においてＲＦ送信ＩＣ２０の電源をＯＦＦ（ＳＡ１２）にする前に実行するＳＡ１１がＳＢ１１ａおよびＳＢ１１ｂに置き換えられている。

ここで、ＳＢ６ａおよびＳＢ１１ａでは、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮまたは電源ＯＦＦのタイミングから所定時間が経過していないことを示すＲＦ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇを“１”とする。また、ＳＢ６ｂおよびＳＢ１１ｂでは、タイマＢのコンペア値（計時値）を設定して、タイマＢ割り込みを許可する。これによりタイマＢは、コンペア値の計時を開始する。そして、タイマＢが計時を終了すると、タイマＢ割り込み信号が発生し、ＭＣＵ１０は、図８に示すタイマＢ割り込みルーチンを実行する。そして、ＭＣＵ１０は、ＲＦ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇを“０”とし（ＳＢ３３）、タイマＢ割り込みを禁止する（ＳＢ３４）。

従って、本実施形態において、ＲＦ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇは、ＲＦ送信ＩＣ２０の電源ＯＮまたは電源ＯＦＦのタイミングからコンペア値相当の時間が経過してタイマＢ割り込みルーチンが起動されるまでの間は“１”を維持し、それ以外の期間は“０”を維持する。

そして、Ａ／Ｄ変換完了割り込みルーチン（図９）では、上記第１実施形態（図５）のＳＡ２４がＳＢ２４に置き換えられている。そして、本実施形態におけるＡ／Ｄ変換完了割り込みルーチンでは、ＲＦ＿ＯＮ＿ＯＦＦ＿Ｆｌａｇが“０”である場合（ＳＢ２４；ＹＥＳ）はＳＡ２３において取得したＡ／Ｄ変換結果をＲＡＭに格納し（ＳＡ２５）、“０”でない場合（ＳＢ２４；ＮＯ）は、）取得したＡ／Ｄ変換結果を破棄し（ＳＡ３１）、前回のＡ／Ｄ変換結果をＲＡＭに格納する。

このように本実施形態においても、上記第１実施形態と同様な動作が行われる。従って、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様な効果が得られる。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１および第２実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。

（１）上記各実施形態では、ＲＦ送信ＩＣ２０の起動または停止のタイミングから所定時間以内にＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４が得られた場合、このデジタル値ＤＶ４を破棄する無効化処理を行うことにより、このデジタル値ＤＶ４がデータ収集部のデータ処理に使用されるのを防止した。しかし、無効化処理の態様はこれに限定されるものではない。例えばＲＦ送信ＩＣ２０の起動または停止のタイミングから所定時間以内にＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ＤＶ４が得られた場合、そのデジタル値ＤＶ４に無効であることを示す情報を付加してデータ収集部に送信し、データ収集部側で無効であるデジタル値ＤＶ４の破棄、直前のデジタル値ＤＶ４の代用といった対処を行うようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換の都度、シリアル番号を発生し、破棄しないデジタル値ＤＶ４にシリアル番号を付加してデータ収集部に送信するようにしてもよい。この場合、データ収集部側では、デジタル値ＤＶ４に付加されているシリアル番号に不連続があることに基づいて、デジタル値の破棄が行われた箇所を検知することができる。

（２）上記各実施形態では、破棄したデジタル値の代わりのデジタル値として、その直前のデジタル値を採用したが、代わりのデジタル値の生成方法はこれに限定されるものではない。例えば破棄しないデジタル値の移動平均を常時算出し、デジタル値を破棄することになった場合、その時点における移動平均を破棄するデジタル値の代わりに送信対象にしてもよい。あるいは破棄するデジタル値の前後所定個数のデジタル値を用いた補間演算を実行して、破棄するデジタル値の代わりのデジタル値を算出してもよい。なお、破棄するデジタル値の代わりのデジタル値を生成するための演算処理は、ＭＣＵ１０に実行させてもよいし、データ収集部に実行させてもよい。

（３）上記各実施形態では、この発明をレギュレータを有しないセンサ付無線タグに適用したが、この発明はレギュレータを有するセンサ付無線タグに適用することも勿論可能である。

１…電池、２…コンデンサ、３…基準電圧発生回路、４…ボルテージフォロア、５…センサ、７…アンプ、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…ＭＣＵ、２０…ＲＦ送信ＩＣ。

Claims (7)

1. センサにより得られるアナログ信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記Ａ／Ｄ変換部が出力する前記デジタル値をデータ収集部に与える送信部と、
   前記Ａ／Ｄ変換部および前記送信部に電力を供給する電池と、
   前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換処理のタイミングが、特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該Ａ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないように無効化処理する制御部であって、前記特定の回路の起動または停止が可能になったタイミングにおいて、前記Ａ／Ｄ変換が行われている場合には、当該Ａ／Ｄ変換が終了するまで前記起動または停止を待たせる制御部と
   を具備することを特徴とするセンサ付無線タグ。
2. 前記送信部は、無線にて前記デジタル値を前記データ収集部に与える無線通信回路を含み、
   前記特定の回路は、前記無線通信回路であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付無線タグ。
3. 前記制御部は、前記Ａ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル値を破棄することにより前記無効化処理を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ付無線タグ。
4. 前記制御部は、前記Ａ／Ｄ変換処理の結果であるデジタル値を破棄する場合に、破棄するデジタル値の代わりにダミーのデジタル値を前記データ収集部に与えることを特徴とする請求項３に記載のセンサ付無線タグ。
5. 前記ダミーのデジタル値は、前記Ａ／Ｄ変換部が前記破棄するデジタル値をＡ／Ｄ変換した時点よりも以前にＡ／Ｄ変換したデジタル値であることを特徴とする請求項４に記載のセンサ付無線タグ。
6. 前記制御部は、前記特定の回路の起動または停止時から所定期間内に得られた全てのデジタル値を無効化処理することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のセンサ付無線タグ。
7. 電池から電力の供給を受け、センサにより得られるアナログ信号のＡ／Ｄ変換およびＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値のデータ収集部への無線送信を繰り返すセンサ付無線タグを用いたデータ収集方法において、
   前記アナログ信号のＡ／Ｄ変換のタイミングが特定の回路の起動または停止のタイミングと重なった場合に、当該Ａ／Ｄ変換の結果であるデジタル値が前記データ収集部に使用されないようにし、前記特定の回路の起動または停止が可能になったタイミングにおいて、前記Ａ／Ｄ変換が行われている場合には、当該Ａ／Ｄ変換が終了するまで前記起動または停止を待たせることを特徴とするデータ収集方法。

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