JP7135467B2 - マスタ装置、システム、及びスレーブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、マスタ装置、システム、及びスレーブ装置に関する。

マスターユニットと２以上の計測ユニットにより構成される連結型計測装置における電源供給に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２００５－１４８８７４号公報

接続されるユニットの数がシステムの電源供給能力を超える場合でも、システムを稼働できることが望ましい。また、システムの消費電力を削減することも望まれる。

第１の態様において、マスタ装置が提供される。マスタ装置は、複数のスレーブ装置に電力を供給する電力供給部を備える。マスタ装置は、複数のスレーブ装置のそれぞれから、それぞれのスレーブ装置の動作時間及びそれぞれのスレーブ装置の動作時の消費電力を示す情報を含む動作情報を取得する取得部を備えてよい。マスタ装置は、動作情報に基づいて、複数のスレーブ装置の合計消費電力が電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する調整部を備えてよい。マスタ装置は、調整部により調整された複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを指示する情報を、それぞれのスレーブ装置に送信する送信部を備えてよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期を示す情報を含んでよい。調整部は、複数のスレーブ装置の合計消費電力が電力供給部から供給可能な電力の上限を超えず、かつ、複数のスレーブ装置のそれぞれがそれぞれの動作周期で周期的に動作できるように、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置がそれぞれ動作する場合にそれぞれのスレーブ装置とマスタ装置との間で伝送されるデータ量を示す情報をさらに含んでよい。調整部は、動作情報に基づいて、複数のスレーブ装置とマスタ装置との間で伝送される合計データ量が、マスタ装置が複数のスレーブ装置と通信可能なデータ量の上限を超えないように、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

マスタ装置は、調整部による調整によって動作タイミングを決定できないスレーブ装置を示す情報を含む警告情報を出力する出力部をさらに備えてよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置のそれぞれの優先度を示す情報をさらに含んでよい。調整部は、動作情報に含まれる優先度を示す情報に基づいて、複数のスレーブ装置のうち、優先度がより高いスレーブ装置の動作タイミングを、優先度がより低いスレーブ装置の動作タイミングより優先的に決定してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期を示す情報をさらに含んでよい。調整部は、調整部による調整によって、動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置が存在する場合、優先度がより低いスレーブ装置の動作周期をより長くすることにより、複数のスレーブ装置の合計消費電力が電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期の許容範囲を示す情報をさらに含んでよい。調整部は、調整部による調整によって、動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置が存在する場合、複数のスレーブ装置のうち優先度が予め定められた優先度より低いスレーブ装置の動作周期を、当該スレーブ装置の動作周期の許容範囲内で調整することにより、複数のスレーブ装置の合計消費電力が電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

複数のスレーブ装置のそれぞれは、それぞれのスレーブ装置が指示された動作タイミングで動作を開始するための時刻を計時するリアルタイムクロックを有してよい。マスタ装置は、複数のスレーブ装置がそれぞれ有するリアルタイムクロックの時刻が同期される時刻を計時するリアルタイムクロックをさらに備えてよい。

マスタ装置は、マスタ装置が備えるリアルタイムクロックの時刻と、複数のスレーブ装置がそれぞれ有するリアルタイムクロックの時刻とを同期するための同期信号を、予め定められた周期で複数のスレーブ装置に送信する同期信号送信部をさらに備えてよい。

取得部が新たなスレーブ装置から動作情報を取得した場合に、調整部は、新たなスレーブ装置から受信した新たなスレーブ装置の動作情報と、送信部から複数のスレーブ装置に送信された複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングと、複数のスレーブ装置のそれぞれの動作情報とに基づいて、新たなスレーブ装置の動作タイミングを決定してよい。

第２の態様において、システムが提供される。システムは、上記のマスタ装置を備えてよい。システムは、上記のスレーブ装置を備えてよい。

第３の態様において、スレーブ装置が提供される。スレーブ装置は、マスタ装置から供給される電力で動作する。スレーブ装置は、スレーブ装置が予め定められた動作を行う動作時間及び前記スレーブ装置が前記予め定められた動作を行う場合の消費電力を示す情報を含む動作情報を送信する送信部を備えてよい。スレーブ装置は、マスタ装置によって決定された動作タイミングを示す情報を、前記マスタ装置から受信する受信部を備えてよい。スレーブ装置は、マスタ装置によって決定された動作タイミングで起動され、前記動作時間の間、前記スレーブ装置に前記予め定められた動作を実行させるスレーブ装置制御部を備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

一実施形態に係るシステム１０の全体構成を概略的に示す。 マスタ装置４０の機能ブロックを概念的に示す。 スレーブ装置３０の機能ブロックを概念的に示す。 スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅのみがマスタ装置４０に接続されている状態での動作タイミングを示す。 スレーブ装置３０ｃがマスタ装置４０に新たに接続された場合を示す。 スレーブ装置３０ｄがマスタ装置４０に新たに接続された場合を示す。 スレーブ装置３０ｄがマスタ装置４０に新たに接続された場合の他の例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係るシステム１０の全体構成を概略的に示す。システム１０は、マスタ装置４０と、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅと、接続ケーブル１００とを備える。マスタ装置４０は、システム１０全体を管理する。スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅは、例えば、いわゆるＩｏＴデバイスである。

スレーブ装置３０ａは、マスタ装置４０から供給される電力で動作する。具体的には、スレーブ装置３０ａは、接続ケーブル１００内の電源ラインを通じてスレーブ装置３０から供給される電力で動作する。スレーブ装置３０ａは、自己電源を有しない。スレーブ装置３０ａは、マスタ装置４０から指示された動作タイミングで起動し、予め定められた動作時間にわたって動作した後、動作を停止する。

一例として、スレーブ装置３０ａは、カメラである。スレーブ装置３０ａは、マスタ装置４０から指示される動作タイミングで起動し、予め定められた撮影時間にわたって撮影動作を行い、撮影データをマスタ装置４０に送信した後、動作を停止する。

スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、及びスレーブ装置３０ｄは、例えばセンサである。スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、及びスレーブ装置３０ｄは、例えば温度センサ、湿度センサ、照度センサ等のセンサである。スレーブ装置３０ｅは、データの記憶機能を有するストレージ装置である。

スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅは、スレーブ装置３０ａと同様に、接続ケーブル１００の電源ラインを通じてスレーブ装置３０から供給される電力で動作する。スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅは、スレーブ装置３０ａと同様に、自己電源を有しない。また、スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅは、スレーブ装置３０ａと同様に、マスタ装置４０から指示される動作タイミングで起動し、予め定められた動作時間の動作を行って、動作を停止する。このように、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅは、動作の内容が異なる点を除いて、マスタ装置４０に対するスレーブ装置としては同じ機能を有する。そのため、特に区別する必要がある場合を除いて、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、スレーブ装置３０ｄ、及びスレーブ装置３０ｅを、スレーブ装置３０と総称する場合がある。

スレーブ装置３０は、マスタ装置４０に対して着脱可能である。例えば、スレーブ装置３０は、接続ケーブル１００の挿抜に応じてマスタ装置４０に着脱可能である。

スレーブ装置３０はそれぞれ、予め定められた動作周期で、予め定められた動作時間にわたって予め定められた動作を行う。例えば、スレーブ装置３０ｂは、予め定められた測定時間にわたって温度等を測定し、温度データをマスタ装置４０に送信した後、動作を停止する。スレーブ装置３０ｂは、予め定められた動作時間にわたって行う温度等の測定を、予め定められた動作周期で繰り返す。

スレーブ装置３０は、接続ケーブル１００を通じてマスタ装置４０に接続されると、動作周期、動作時間及びスレーブ装置３０の消費電力を示す情報を、接続ケーブル１００内のデータ通信バスを通じてマスタ装置４０に送信する。マスタ装置４０は、スレーブ装置３０から受信した動作周期、動作時間、及び消費電力に基づいて、同じタイミングで動作するスレーブ装置３０の合計消費電力がマスタ装置４０から供給可能な電力の上限を超えないように、スレーブ装置３０の動作タイミングを調整して、動作タイミングを指示する情報をスレーブ装置３０に送信する。スレーブ装置３０は、マスタ装置４０から指示された動作タイミングが示す時刻になった場合に起動し、予め定められた動作時間にわたって予め定められた動作を行った後、動作を停止する。これにより、スレーブ装置３０の合計消費電力がマスタ装置４０から電力供給可能な電力の上限を超えないようにすることができる。そのため、電力不足によりシステム全体が停止することを抑制することができる。

図２は、マスタ装置４０の機能ブロックを概念的に示す。マスタ装置４０は、リアルタイムクロック２７０と、バッテリ２７２と、マスタ装置制御部２００と、電力供給部２８０と、出力部２９０とを備える。マスタ装置制御部２００は、取得部２１０と、通信部２２０と、同期信号送信部２３０と、調整部２４０とを備える。

通信部２２０は、接続ケーブル１００のデータ通信バス１１０に接続される。同期信号送信部２３０は、接続ケーブル１００の同期信号伝送ライン１２０に接続される。電力供給部２８０は、接続ケーブル１００の電源ライン１３０に接続される。

電力供給部２８０は、複数のスレーブ装置３０に電力を供給する。電力供給部２８０は、商用電源から供給される電力を用いて複数のスレーブ装置３０に供給される電力を生成する。電力供給部２８０がスレーブ装置３０に供給可能な電力には上限がある。

通信部２２０は、データ通信バス１１０を通じてスレーブ装置３０と通信する。通信部２２０は、データ通信バス１１０を通じて、スレーブ装置３０から送信される動作情報を受信する。動作情報には、スレーブ装置３０の動作時間及びスレーブ装置３０の動作時の消費電力を示す情報が含まれる。通信部２２０が受信した動作情報は、取得部２１０に供給される。

取得部２１０は、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作情報を取得する。このように、取得部２１０は、通信部２２０を通じて、複数のスレーブ装置３０のそれぞれから、それぞれのスレーブ装置３０の動作情報を取得する。調整部２４０は、取得部２１０が取得した動作情報に基づいて、複数のスレーブ装置３０の合計消費電力が電力供給部２８０から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを調整する。通信部２２０は、調整部２４０により調整された複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを指示する情報を、それぞれのスレーブ装置３０に送信する。動作タイミングは、例えば、スレーブ装置３０が起動するタイミングを示す通信部２２０は、動作タイミングを指示する情報をスレーブ装置３０に送信する送信部の一例である。

動作情報は、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作周期を示す情報を含んでよい。調整部２４０は、複数のスレーブ装置３０の合計消費電力が電力供給部２８０から供給可能な電力の上限を超えず、かつ、複数のスレーブ装置３０のそれぞれがそれぞれの動作周期で周期的に動作できるように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置３０がそれぞれ動作する場合にそれぞれのスレーブ装置３０からマスタ装置４０に送信されるデータ量を示す情報をさらに含んでよい。調整部２４０は、動作情報に基づいて、複数のスレーブ装置３０とマスタ装置４０との間で伝送される合計データ量が、マスタ装置４０が複数のスレーブ装置３０と通信可能なデータ量の上限を超えないように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

出力部２９０は、調整部２４０による調整によって動作タイミングを決定できないスレーブ装置３０を示す情報を含む警告情報を出力する。例えば、出力部２９０は、マスタ装置４０に設けられた小型モニタであってよい。出力部２９０は、動作タイミングを決定できなかったスレーブ装置３０を示す文字を表示してよい。スレーブ装置３０を示す文字は、動作情報に含めてスレーブ装置３０からマスタ装置４０に送信されてよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの優先度を示す情報を含んでよい。調整部２４０は、動作情報に含まれる優先度を示す情報に基づいて、複数のスレーブ装置３０のうち、優先度がより高いスレーブ装置３０の動作タイミングを、優先度がより低いスレーブ装置３０の動作タイミングより優先的に決定してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作周期を示す情報を含んでよい。調整部２４０は、調整部２４０による調整によって、動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置３０が存在する場合、優先度がより低いスレーブ装置３０の動作周期をより低くすることにより、複数のスレーブ装置３０の合計消費電力が電力供給部２８０から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

動作情報は、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作周期の許容範囲を示す情報を含んでよい。調整部２４０は、調整部２４０による調整によって、動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置３０が存在する場合、複数のスレーブ装置３０のうち優先度が予め定められた優先度より低いスレーブ装置３０の動作周期を、当該スレーブ装置３０の動作周期の許容範囲内で調整することにより、複数のスレーブ装置３０の合計消費電力が電力供給部２８０から供給可能な電力の上限を超えないように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングを調整してよい。

リアルタイムクロック２７０は、マスタ装置４０における時刻を計時する。リアルタイムクロック２７０は、バッテリ２７２によって駆動される。リアルタイムクロック２７０は、マスタ装置４０の電源がオフされても、バッテリ２７２から供給される電力で駆動されて時刻情報を保持する。

後述するように、複数のスレーブ装置３０のそれぞれは、それぞれのスレーブ装置３０が指示された動作タイミングで動作を開始するための時刻を計時するリアルタイムクロック３７０を有する。スレーブ装置３０のリアルタイムクロック３７０の時刻は、リアルタイムクロック２７０の時刻に同期される。すなわち、マスタ装置４０が備えるリアルタイムクロック２７０は、複数のスレーブ装置３０のリアルタイムクロック３７０の時刻が同期される時刻を計時する。

同期信号送信部２３０は、マスタ装置４０が備えるリアルタイムクロック２７０の時刻と、複数のスレーブ装置３０がそれぞれ有するリアルタイムクロック３７０の時刻とを同期するための同期信号を、予め定められた周期で複数のスレーブ装置３０に出力する。リアルタイムクロックにおいては、水晶振動子の個体誤差等によって時刻のズレが発生し得る。時刻のズレを補正するために、同期信号送信部２３０は、スレーブ装置３０に対して、予め定められた周期で同期信号を出力する。

同期信号は、同期信号伝送ライン１２０を通じてスレーブ装置３０に伝送される。同期信号は、例えば、マスタ装置４０により計時される特定日時を示す。スレーブ装置３０は、同期信号伝送ライン１２０を通じて同期信号を検出した場合に、リアルタイムクロック３７０の時刻情報を特定日時にセットする。これにより、リアルタイムクロック２７０の時刻に複数のスレーブ装置３０のリアルタイムクロック３７０の時刻を同期させることができる。そのため、スレーブ装置３０は、マスタ装置４０が決定した正しい動作タイミングで起動することができる。

取得部２１０が新たなスレーブ装置３０から動作情報を取得した場合に、調整部２４０は、新たなスレーブ装置３０から受信した新たなスレーブ装置３０の動作情報と、通信部２２０から複数のスレーブ装置３０に送信された複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作タイミングと、複数のスレーブ装置３０のそれぞれの動作情報とに基づいて、新たなスレーブ装置３０の動作タイミングを決定する。これにより、新しいスレーブ装置３０がシステムに追加された場合でも、スレーブ装置３０の合計消費電力が電力供給部２８０から供給可能な電力の上限を超えないように動作タイミングを調整することができる。

図３は、スレーブ装置３０の機能ブロックを概念的に示す。スレーブ装置３０は、スレーブ装置制御部３００と、通信制御部３２０と、リアルタイムクロック３７０と、電源制御部３３０と、電源回路３８０と、動作部３９０と、通信用電力供給路３２２と、バッテリ３７２とを備える。

動作部３９０は、スレーブ装置３０が有する固有の動作を行う機能ブロックである。例えば、スレーブ装置３０ａにおいて、動作部３９０は撮影機能に関する動作を行う。スレーブ装置３０ｂ、スレーブ装置３０ｃ、及びスレーブ装置３０ｄにおいて、動作部３９０は測定機能に関する動作を行う。スレーブ装置３０ｅにおいて、動作部３９０はデータ記憶機能に関する動作を行う。ここでは、動作部３９０の動作についての詳細については説明を省略し、各スレーブ装置３０の共通機能であるスレーブ装置としての機能を説明する。

リアルタイムクロック３７０は、スレーブ装置３０が指示された動作タイミングで動作を開始するための時刻を計時する。リアルタイムクロック３７０は、バッテリ３７２によって駆動され得る。リアルタイムクロック３７０は、スレーブ装置３０の電源がオフ、すなわち、電源回路３８０から電力が供給されていない場合であっても、バッテリ３７２から供給される電力で駆動されて時刻情報を保持する。

上述したように、マスタ装置４０は、同期信号伝送ライン１２０に同期信号を出力する。通信制御部３２０は、同期信号伝送ライン１２０上で同期信号を検出すると、リアルタイムクロック２７０の時刻を特定日時にセットする。これにより、マスタ装置４０とスレーブ装置３０との間で時刻を同期することができる。

通信制御部３２０は、比較的に低い電力で動作することができる。例えば、通信制御部３２０の消費電力は、スレーブ装置制御部３００の消費電力より低い。

スレーブ装置３０に接続ケーブル１００が接続された場合、電源回路３８０は電源ライン１３０に接続される。電源回路３８０は、電源ライン１３０から供給される電力を用いて、スレーブ装置３０の各部に供給される電力を生成する。電源回路３８０は、電源ライン１３０に接続されると、少なくとも通信制御部３２０を動作させることができる電力を生成する。電源回路３８０により生成された電力は、通信用電力供給路３２２を通じて通信制御部３２０に供給される。これにより、スレーブ装置３０において通信制御部３２０のみが起動し、通信制御部３２０がデータ通信バス１１０を通じてマスタ装置４０と通信可能となる。

通信制御部３２０は、マスタ装置４０と通信可能になると、スレーブ装置３０の動作情報を送信する。動作情報は、通信制御部３２０が有する不揮発性メモリに記憶されてよい。動作情報は、スレーブ装置３０が予め定められた動作を行う動作時間、予め定められた動作を行う動作周期、スレーブ装置３０が予め定められた動作を行う場合の消費電力、スレーブ装置３０が動作する場合にスレーブ装置３０とマスタ装置４０にとの間で伝送されるデータ量、スレーブ装置３０の優先度、スレーブ装置３０の識別情報、スレーブ装置３０を示す文字情報等を含む。上述したように、動作情報には、スレーブ装置３０の動作周期の許容範囲を示す情報を含んでよい。

上述したように、マスタ装置４０は、スレーブ装置３０から受信した動作情報に基づいて決定した動作タイミングを示す情報を、スレーブ装置３０に送信する。また、マスタ装置４０は、リアルタイムクロック２７０で計時している時刻情報をスレーブ装置３０に送信する。

これにより、通信制御部３２０は、マスタ装置４０によって決定された動作タイミングを示す情報を、マスタ装置４０から受信する。また、通信制御部３２０は、マスタ装置４０のリアルタイムクロック２７０で計時されている時刻情報を受信する。

通信制御部３２０は、マスタ装置４０から受信した時刻情報に、リアルタイムクロック３７０の時刻情報をセットする。また、通信制御部３２０は、マスタ装置４０から受信した動作タイミングから定まる動作開始時刻にリアルタイムクロック３７０からトリガ信号が生成されるよう、リアルタイムクロック３７０のアラーム時刻を、当該動作開始時刻にセットする。通信制御部３２０は、アラーム時刻をセットすると、動作を停止する。これにより、スレーブ装置３０は、電源回路３８０が電源ライン１３０から実質的に電力を取得しない状態となる。

リアルタイムクロック３７０は、リアルタイムクロック３７０が計時する時刻がアラーム時刻になると、電源制御部３３０、スレーブ装置制御部３００及び通信制御部３２０にトリガ信号を出力する。電源制御部３３０は、電源制御部３３０にリアルタイムクロック３７０からのトリガ信号が入力すると、電源回路３８０を制御して、電源回路３８０を含むスレーブ装置３０の各部が動作する電力を生成可能にする。これにより、スレーブ装置制御部３００が動作可能となり、スレーブ装置制御部３００はトリガ信号に応じて起動して、動作状態となる。また、通信制御部３２０もリアルタイムクロック３７０からのトリガ信号に応じて起動して、動作状態となる。

スレーブ装置制御部３００は、起動すると、動作部３９０を制御して、スレーブ装置３０の固有の動作を実行させる。スレーブ装置制御部３００は、起動後、動作情報で定められた動作時間が経過すると、動作部３９０の動作を停止させ、自身も動作を停止する。同様に、通信制御部３２０は、起動後、動作情報で定められた動作時間が経過すると、動作を停止する。これにより、スレーブ装置３０は、実質的に電力を消費しない停止状態になる。

このように、スレーブ装置制御部３００は、マスタ装置４０によって決定された動作タイミングを示す情報及び動作時間に従って、予め定められた動作を実行させる。スレーブ装置制御部３００は、動作タイミングによって示される動作開始時刻において電力が供給されて起動され、起動してから動作時間が経過した場合に動作を停止する。

以上に説明したように、マスタ装置４０は、マスタ装置４０がスレーブ装置３０に供給することができる電力の供給能力の範囲内でスレーブ装置３０が動作出来るように、スレーブ装置３０の動作タイミングを調整する。これにより、同時に動作するスレーブ装置３０の数が増えてマスタ装置４０の電力供給能力を超えること抑制することができる。そのため、システムが停止する可能性を抑制することができる。また、スレーブ装置３０は、停止状態においては、実質的に電源ライン１３０から電力を取得しないので、システム全体の消費電力を削減することができる。

図４は、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅのみがマスタ装置４０に接続されている状態での動作タイミングを示す。ここでは、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅは、いずれも周期Ｔで間欠的に動作するものとする。

スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅが接続ケーブル１００を通じてマスタ装置４０に接続されると、調整部２４０は、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅのそれぞれの動作情報に基づいて、スレーブ装置３０ａが時刻ｔ０から時刻ｔ２ａまで動作し、スレーブ装置３０ｂが時刻ｔ２ａから時刻ｔ２ｂまで動作し、スレーブ装置３０ｅが時刻ｔ０ｅから時刻ｔ２ｅまで動作するよう動作タイミングを調整する。例えば、時刻ｔ２ａは、時刻ｔ０からスレーブ装置３０ａの動作時間だけ後の時刻である。時刻ｔ２ｂは、時刻ｔ２ａからスレーブ装置３０ｂの動作時間だけ後の時刻である。時刻ｔ２ｅは、時刻ｔ０ｅからスレーブ装置３０ｅの動作時間だけ後の時刻である。

通信部２２０は、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅに、それぞれ時刻ｔ０、時刻ｔ２ａ、及び時刻ｔ０ｅを、動作タイミングとして送信する。これにより、上述したように、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅにおいて、それぞれ時刻ｔ０、時刻ｔ２ａ、及び時刻ｔ０ｅにリアルタイムクロック３７０からトリガが出力されて、スレーブ装置制御部３００が起動して、スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅが動作する。

なお、図４において、マスタ装置４０がスレーブ装置３０に供給可能な電力の上限はＰｍｘで示される。スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅの動作タイミングを分散させることで、周期Ｔの期間全体にわたって、スレーブ装置３０の合計消費電力がＰｍｘを超えることを回避することができる。

図４において、マスタ装置４０とスレーブ装置３０との間で伝送可能なデータ量の上限はＤｍｘで示される。スレーブ装置３０ａ、スレーブ装置３０ｂ、及びスレーブ装置３０ｅの動作タイミングを分散させることで、周期Ｔの期間全体にわたって、マスタ装置４０とスレーブ装置３０との間で伝送される合計データ量がＤｍｘを超えることを回避することができる。

なお、スレーブ装置３０ａからの動作情報には、スレーブ装置３０ａの消費電力、スレーブ装置３０ａの動作時間、当該動作時間内におけるスレーブ装置３０ａからマスタ装置４０へのデータ送信期間、スレーブ装置３０ａから送信されるデータ量Ｄａ、及び動作周期Ｔを示す情報が含まれる。図４において時刻ｔ１ａと時刻ｔ２ａとの間の期間は、スレーブ装置３０ａがマスタ装置４０にデータ送信を行う期間を示す。

同様に、スレーブ装置３０ｂからの動作情報には、スレーブ装置３０ｂの消費電力、スレーブ装置３０ｂから送信されるデータ量Ｄｂ、スレーブ装置３０ｂの動作時間、当該動作時間内におけるスレーブ装置３０ｂからマスタ装置４０へのデータ送信期間、スレーブ装置３０ａから送信されるデータ量Ｄｂ、および動作周期Ｔを示す情報が含まれる。図４において時刻ｔ１ｂと時刻ｔ２ｂとの間の期間は、スレーブ装置３０ｂがマスタ装置４０にデータ送信を行う期間を示す。

同様に、スレーブ装置３０ｅからの動作情報には、スレーブ装置３０ｅの消費電力、スレーブ装置３０ｅの動作時間、当該動作時間内におけるスレーブ装置３０ｅへのデータ送信期間、スレーブ装置３０ｅに送信可能なデータ量Ｄｅ、及び動作周期Ｔを示す情報が含まれる。図４において時刻ｔ０ｅと時刻ｔ２ｅとの間の期間は、スレーブ装置３０ｅがマスタ装置４０からデータ受信を行う期間を示す。

調整部２４０は、Ｄｍｘ及びデータ通信バス１１０のバス数に基づいて、スレーブ装置３０とマスタ装置４０との間で伝送されるデータ量がデータ容量を超えないようにスレーブ装置３０の動作タイミングを調整する。なお、データ通信バス１１０のバス数が１である場合、同時に複数のスレーブ装置３０がマスタ装置４０と通信することはできない。そのため、データ通信バス１１０のバス数が１の場合、調整部２４０は、動作情報に基づいて、各スレーブ装置３０がデータを送信又は受信する期間が重複しないように、スレーブ装置３０の動作タイミングを調整する。

なお、マスタ装置４０において、マスタ装置制御部２００は、期間Ｔの間にマスタ装置４０ａ、マスタ装置４０ｂ、及びマスタ装置４０ｃから送信されたデータを処理して、スレーブ装置３０ｅに送信する。例えば、マスタ装置制御部２００は、スレーブ装置３０ａから送信されるＲＡＷ画像データを圧縮して保持し、スレーブ装置３０ｅの動作タイミングにおいてスレーブ装置３０ｅに送信する。同様に、マスタ装置制御部２００は、スレーブ装置３０ｂから送信される測定データに対して、間引き処理や補正処理等の予め定められたデータ処理を施して保持し、スレーブ装置３０ｅの動作タイミングにおいて、データ処理済みのデータをスレーブ装置３０ｅに送信する。

図５は、スレーブ装置３０ｃがマスタ装置４０に新たに接続された場合を示す。スレーブ装置３０ｃがマスタ装置４０に接続されると、スレーブ装置３０ｃの動作情報がマスタ装置４０に送信される。調整部２４０は、スレーブ装置３０ｃの動作情報に基づいて、マスタ装置４０ｃの動作タイミングを決定する。動作情報は、スレーブ装置３０ｃの消費電力、スレーブ装置３０ｃの動作時間、当該動作時間内におけるマスタ装置４０へのデータ送信期間（ｔ１ｃ～ｔ２ｃ）、マスタ装置４０に送信されるデータ量Ｄｃ、及び動作周期Ｔを含む。

調整部２４０は、スレーブ装置３０ｃの動作時間が、いずれのスレーブ装置３０も動作しない時刻ｔ２ｂと時刻ｔ１ｅとの期間より短いため、時刻ｔ２ｂと時刻ｔ１ｅとの間でスレーブ装置３０ｃを動作させることができると判断する。これにより、調整部２４０は、スレーブ装置３０ｃを時刻ｔ２ｂから動作させるよう決定する。そして、通信部２２０は、スレーブ装置３０ｃの動作タイミングとして時刻ｔ２ｂをスレーブ装置３０ｃに送信する。他のスレーブ装置３０の動作タイミングは変更されないため、通信部２２０は動作タイミングをスレーブ装置３０ｃのみに送信する。このように、調整部２４０は、複数のスレーブ装置３０の動作時間が重複しないよう、スレーブ装置３０の動作終了時刻に続いてスレーブ装置３０ｃの動作が開始するようにスレーブ装置３０の動作タイミングを決定してよい。

図６は、スレーブ装置３０ｄがマスタ装置４０に新たに接続された場合を示す。スレーブ装置３０ｄがマスタ装置４０に接続されると、スレーブ装置３０ｄの動作情報がマスタ装置４０に送信される。調整部２４０は、スレーブ装置３０ｄの動作情報に基づいて、マスタ装置４０ｄの動作タイミングを決定する。動作情報は、スレーブ装置３０ｄの消費電力、スレーブ装置３０ｄの動作時間、当該動作時間内におけるマスタ装置４０へのデータ送信期間（ｔ１ｄ～ｔ２ｄ）、マスタ装置４０に送信されるデータ量Ｄｄ、及び動作周期Ｔを示す情報を含む。

調整部２４０は、スレーブ装置３０ｄの動作時間が、いずれのスレーブ装置３０も動作しない時刻ｔ２ｃと時刻ｔ１ｅとの期間より長いため、いずれかのスレーブ装置３０の動作期間と重複させる旨を決定する。調整部２４０は、消費電力の合計値がＰｍｘを超えないように、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングを決定する。また、調整部２４０は、スレーブ装置３０との間で伝送されるデータ量の合計値がＤｍｘを超えないように、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングを決定する。また、調整部２４０は、マスタ装置４０との間で同時にデータ伝送を行うスレーブ装置３０の数が、伝送データ通信バス１１０のバス数を超えないように、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングを決定する。

図６の網掛け領域は、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングをスレーブ装置３０ａの動作タイミングと重複させた場合の合計消費電力を示す。このように、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングをスレーブ装置３０ａの動作タイミングと重複させても、合計消費電力がＰｍｘを超えない。マスタ装置４０に送信される合計データ量もＤｍｘを超えない。また、スレーブ装置３０ｄのデータ送信期間と、スレーブ装置３０ａのデータ送信期間が重複しない。そのため、調整部２４０は、スレーブ装置３０ａの動作開始時刻である時刻ｔ０からスレーブ装置３０ｄを動作させることができると判断して、スレーブ装置３０ｄを時刻ｔ０から動作させるよう決定する。そして、通信部２２０は、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングとして時刻ｔ０をスレーブ装置３０ｄに送信する。他のスレーブ装置３０の動作タイミングは変更されないため、通信部２２０は動作タイミングをスレーブ装置３０ｄのみに送信する。

図７は、スレーブ装置３０ｄがマスタ装置４０に新たに接続された場合の他の例を示す。図４から図６に示したケースとは異なり、スレーブ装置３０ａは、撮影動作に並行して撮影データをマスタ装置４０に送信する。データ通信バス１１０のバス数が１であるとすると、図６に示したようにスレーブ装置３０ａとスレーブ装置３０ｄとを重複させて動作させることができない。そのため、調整部２４０は、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングを周期Ｔ内で時間的にシフトさせて、データ送信期間が重複しない動作タイミングを探索する。

図７の網掛け領域は、スレーブ装置３０ｄのデータ送信期間がスレーブ装置３０ａのデータ送信期間に引き続いて開始するようにスレーブ装置３０ｄの動作タイミングをシフトさせた状態を示す。このように、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングをシフトさせることで、合計消費電力がＰｍｘを超えず、合計データ量がＤｍｘを超えず、かつ、スレーブ装置３０ｄのデータ送信期間とスレーブ装置３０ａのデータ送信期間とが重複しないようにすることができる。そのため、調整部２４０は、図７の時刻ｔ０ｄからスレーブ装置３０ｄを動作させることができると判断して、スレーブ装置３０ｄを時刻ｔｄ０から動作させるよう決定する。これにより、そして、通信部２２０は、スレーブ装置３０ｄの動作タイミングとして時刻ｔｄ０をスレーブ装置３０ｄに送信する。他のスレーブ装置３０の動作タイミングは変更されないため、通信部２２０は動作タイミングをスレーブ装置３０ｄのみに送信する。

図４から図７に関連して、スレーブ装置３０の動作タイミングの調整例を、比較的に調整が容易な例を用いて説明した。しかし、例えば、新たなスレーブ装置３０が接続されたことにより、既に動作タイミングが決められているスレーブ装置３０についても、動作タイミングの再調整が必要な場合がある。このような場合には、調整部２４０は、適切なアルゴリズムを適宜採用して、全スレーブ装置３０の動作タイミングを決定し直してよい。そして、通信部２２０は、動作タイミングが変わったスレーブ装置３０に、変更後の動作タイミングを送信してよい。

上述したように、動作情報にはスレーブ装置３０の優先度が含まれてよい。調整部２４０は、優先度が高い順にスレーブ装置３０の動作タイミングを周期内に分散するように配置してよい。動作タイミングを周期内に配置できないスレーブ装置３０が生じた場合は、動作情報に含まれるスレーブ装置３０の文字情報を出力部２９０に出力してよい。動作情報に動作周期の許容範囲が含まれている場合には、動作タイミングを周期内に配置できないスレーブ装置３０の動作周期を許容範囲内で長くしてよい。また、通信部２２０は、動作タイミングを周期内に配置できなかったスレーブ装置３０には、動作しないよう指示する情報を送信してよい。

以上に説明に説明したように、マスタ装置４０とマスタ装置４０に着脱可能な複数台のスレーブ装置３０から構成されるシステムにおいて、スレーブ装置３０は、マスタ装置４０によって許可され動作期間のみ動作し、他の期間においては停止状態となり、実質的にマスタ装置４０からの電力を消費しない状態となる。したがって、マスタ装置４０は、マスタ装置４０がスレーブ装置３０に供給することができる電力の中でスレーブ装置３０を動作させることができる。これにより、スレーブ装置３０の数が増えてもマスタ装置４０の電力供給能力を超えることがないようにすることができる。例えば、スレーブ装置３０が同時に動作した場合の合計消費電力が電力供給部２８０の電力供給能力を超える場合でも、動作タイミングを分散させることで、マスタ装置４０の電力供給能力を超えないようにすることができる。これにより、マスタ装置４０における電力供給部２８０の電力供給能力を大きくしないで済むため、マスタ装置４０のコストアップを抑制することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ システム
３０ スレーブ装置
４０ マスタ装置
１００ 接続ケーブル
１１０ データ通信バス
１２０ 同期信号伝送ライン
１３０ 電源ライン
２００ マスタ装置制御部
２１０ 取得部
２２０ 通信部
２３０ 同期信号送信部
２４０ 調整部
２７０ リアルタイムクロック
２７２ バッテリ
２８０ 電力供給部
２９０ 出力部
３００ スレーブ装置制御部
３２０ 通信制御部
３２２ 通信用電力供給路
３３０ 電源制御部
３７０ リアルタイムクロック
３７２ バッテリ
３８０ 電源回路
３９０ 動作部

Claims (10)

1. 複数のスレーブ装置に電力を供給する電力供給部と、
   前記複数のスレーブ装置のそれぞれから、それぞれのスレーブ装置の動作時間及びそれぞれのスレーブ装置の動作時の消費電力を示す情報を含む動作情報を取得する取得部と、
   前記動作情報に基づいて、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する調整部と、
   前記調整部により調整された前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを指示する情報を、それぞれのスレーブ装置に送信する送信部と
   を備え、
   前記動作情報は、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期を示す情報を含み、
   前記調整部は、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えず、かつ、前記複数のスレーブ装置のそれぞれがそれぞれの前記動作周期で周期的に動作できるように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する
   マスタ装置。
2. マスタ装置であって、
   複数のスレーブ装置に電力を供給する電力供給部と、
   前記複数のスレーブ装置のそれぞれから、それぞれのスレーブ装置の動作時間及びそれぞれのスレーブ装置の動作時の消費電力を示す情報を含む動作情報を取得する取得部と、
   前記動作情報に基づいて、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する調整部と、
   前記調整部により調整された前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを指示する情報を、それぞれのスレーブ装置に送信する送信部と
   を備え、
   前記動作情報は、前記複数のスレーブ装置がそれぞれ動作する場合にそれぞれのスレーブ装置と前記マスタ装置との間で伝送されるデータ量を示す情報をさらに含み、
   前記調整部は、前記動作情報に基づいて、前記複数のスレーブ装置と前記マスタ装置との間で伝送される合計データ量が、前記マスタ装置が前記複数のスレーブ装置と通信可能なデータ量の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する
   マスタ装置。
3. 複数のスレーブ装置に電力を供給する電力供給部と、
   前記複数のスレーブ装置のそれぞれから、それぞれのスレーブ装置の動作時間及びそれぞれのスレーブ装置の動作時の消費電力を示す情報を含む動作情報を取得する取得部と、
   前記動作情報に基づいて、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する調整部と、
   前記調整部により調整された前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを指示する情報を、それぞれのスレーブ装置に送信する送信部と、
   前記調整部による調整によって動作タイミングを決定できないスレーブ装置を示す情報を含む警告情報を出力する出力部と
   を備えるマスタ装置。
4. 前記動作情報は、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの優先度を示す情報をさらに含み、
   前記調整部は、前記動作情報に含まれる前記優先度を示す情報に基づいて、前記複数のスレーブ装置のうち、優先度がより高いスレーブ装置の動作タイミングを、優先度がより低いスレーブ装置の動作タイミングより優先的に決定する
   請求項３に記載のマスタ装置。
5. 前記動作情報は、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期を示す情報をさらに含み、
   前記調整部は、前記調整部による調整によって、前記動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置が存在する場合、前記優先度がより低いスレーブ装置の動作周期をより長くすることにより、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する
   請求項４に記載のマスタ装置。
6. 前記動作情報は、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作周期の許容範囲を示す情報をさらに含み、
   前記調整部は、前記調整部による調整によって、前記動作情報で示される動作周期に適合する動作周期の動作タイミングを決定できないスレーブ装置が存在する場合、前記複数のスレーブ装置のうち前記優先度が予め定められた優先度より低いスレーブ装置の動作周期を、当該スレーブ装置の動作周期の許容範囲内で調整することにより、前記複数のスレーブ装置の合計消費電力が前記電力供給部から供給可能な電力の上限を超えないように、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングを調整する
   請求項４に記載のマスタ装置。
7. 前記複数のスレーブ装置のそれぞれは、それぞれのスレーブ装置が前記指示された動作タイミングで動作を開始するための時刻を計時するリアルタイムクロックを有し、
   前記マスタ装置は、
   前記複数のスレーブ装置がそれぞれ有する前記リアルタイムクロックの時刻が同期される時刻を計時するリアルタイムクロック
   をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載のマスタ装置。
8. 前記マスタ装置が備える前記リアルタイムクロックの時刻と、前記複数のスレーブ装置がそれぞれ有するリアルタイムクロックの時刻とを同期するための同期信号を、予め定められた周期で前記複数のスレーブ装置に送信する同期信号送信部
   をさらに備える請求項７に記載のマスタ装置。
9. 前記取得部が新たなスレーブ装置から前記動作情報を取得した場合に、前記調整部は、前記新たなスレーブ装置から受信した前記新たなスレーブ装置の動作情報と、前記送信部から前記複数のスレーブ装置に送信された前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作タイミングと、前記複数のスレーブ装置のそれぞれの動作情報とに基づいて、前記新たなスレーブ装置の動作タイミングを決定する
   請求項１から８のいずれか一項に記載のマスタ装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のマスタ装置と、
    前記スレーブ装置と
    を備えるシステム。

Images