JP7402328B2 - Wireless sensor device, wireless communication system, and wireless communication method - Google Patents

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Description

本発明は、無線センサ装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless sensor device, a wireless communication system, and a wireless communication method.

従来、駆動電源を必要としない通信装置として、電波による個体識別方式（ＲＦＩＤ：Radio Frequency IDentification）を採用した装置、および振動子式のセンサが知られている。振動子式のセンサは、外部装置から受信した信号によって振動子を励振させた後に、センサの容量に応じて変化した振動子の共振周波数に関する信号を送信することで、外部装置によるセンサのセンサ値の推定を可能にするものである。下記特許文献１には、RFIDと振動子式センサとを組み合わせた構成が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as communication devices that do not require a driving power source, devices that employ radio frequency identification (RFID) and vibrator-type sensors are known. A vibrator-type sensor excites the vibrator with a signal received from an external device, and then transmits a signal related to the resonant frequency of the vibrator that changes depending on the capacitance of the sensor, so that the external device can detect the sensor value. This makes it possible to estimate the Patent Document 1 listed below discloses a configuration that combines RFID and a vibrator type sensor.

特開２０１０－１５４１９５号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-154195

しかしながら、特許文献１の技術は、ＲＦＩＤからの応答信号を振動子が発するサブキャリアで振幅シフトキーイング（ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying）変調するものである。このため、特許文献１の技術は、同じ搬送波のエネルギーを、ＲＦＩＤと振動子とで共有する必要がある。よって、センサが動作するのに十分な電力が供給されなかったり、返信波の信号強度が低下したりする虞がある。よって、特許文献１の技術は、センサの測定値を個別に送信する構成による利点と、記憶部に記憶されている所定の情報を個別に送信する構成による利点との双方を得ることができない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 modulates a response signal from an RFID using a subcarrier emitted by a vibrator using amplitude shift keying (ASK). For this reason, the technique of Patent Document 1 requires that the RFID and the vibrator share the same carrier wave energy. Therefore, there is a possibility that sufficient power for the sensor to operate may not be supplied, or that the signal strength of the return wave may decrease. Therefore, the technique of Patent Document 1 cannot obtain both the advantages of the configuration in which the measured values of the sensors are individually transmitted and the advantages of the configuration in which the predetermined information stored in the storage unit is individually transmitted.

そこで、センサの測定値を個別に送信する構成による利点と、記憶部に記憶されている所定の情報を個別に送信する構成による利点との双方を得ることを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to obtain both the advantages of a configuration in which sensor measured values are individually transmitted and the advantages of a configuration in which predetermined information stored in a storage section is individually transmitted.

一実施形態に係る無線センサ装置は、アンテナと、アンテナによって受信された搬送波を復調する復調部と、センサの測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部と、所定の情報を記憶する記憶部と、搬送波を変調し、変調後の搬送波をアンテナへ供給する変調部と、アンテナによって受信された搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、記憶部に記憶されている所定の情報に基づく信号に基づいて変調部によって変調された搬送波を、アンテナから送信する第１のモードと、センサ部の発する信号の周波数に基づいて変調部によって変調された搬送波を、アンテナから送信する第２のモードと、を切り替える制御部とを備える。 A wireless sensor device according to an embodiment includes an antenna, a demodulator that demodulates a carrier wave received by the antenna, a sensor unit that emits a signal with a frequency that changes depending on a measured value of the sensor, and stores predetermined information. a storage unit, a modulation unit that modulates the carrier wave and supplies the modulated carrier wave to the antenna, and a mode switching command included in the carrier wave received by the antenna, based on predetermined information stored in the storage unit. A first mode in which a carrier wave modulated by a modulator based on a signal is transmitted from an antenna, and a second mode in which a carrier wave modulated by a modulator based on a frequency of a signal emitted by a sensor unit is transmitted from an antenna. and a control unit that switches between.

また、一実施形態に係る無線通信システムは、無線センサ装置と、無線センサ装置に対して搬送波の送受信を行う送受信機とを備える。 Further, a wireless communication system according to an embodiment includes a wireless sensor device and a transceiver that transmits and receives carrier waves to and from the wireless sensor device.

また、一実施形態に係る無線通信方法は、アンテナと、センサの測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部と、所定の情報を記憶する記憶部とを備えた無線センサ装置による無線通信方法であって、アンテナによって受信された搬送波を復調する復調工程と、復調工程において復調された搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、無線センサ装置の動作モードを、第１のモードと第２のモードとの間で切り替える切替工程と、第１のモードにおいて、搬送波を所定の情報に基づく信号に基づいて変調し、変調後の搬送波をアンテナへ供給する第１の変調工程と、第２のモードにおいて、搬送波をセンサ部の発する信号の周波数に基づいて変調し、変調後の搬送波をアンテナへ供給する第２の変調工程とを含む。 Further, a wireless communication method according to an embodiment includes a wireless communication method using a wireless sensor device including an antenna, a sensor unit that emits a signal with a frequency that changes depending on a measured value of the sensor, and a storage unit that stores predetermined information. The communication method includes a demodulation step of demodulating a carrier wave received by an antenna, and a mode switching command included in the demodulated carrier wave in the demodulation step, in which the operation mode of the wireless sensor device is switched between a first mode and a first mode. a first modulation step in which the carrier wave is modulated based on a signal based on predetermined information in the first mode and the modulated carrier wave is supplied to the antenna; mode includes a second modulation step of modulating the carrier wave based on the frequency of the signal emitted by the sensor unit and supplying the modulated carrier wave to the antenna.

一実施形態によれば、センサの測定値を個別に送信する構成による利点と、記憶部に記憶されている所定の情報を個別に送信する構成による利点との双方を得ることができる。 According to one embodiment, it is possible to obtain both the advantages of the configuration in which the measured values of the sensors are individually transmitted and the advantages of the configuration in which the predetermined information stored in the storage unit is individually transmitted.

第１実施形態に係る無線通信システムの構成図Configuration diagram of a wireless communication system according to the first embodiment 第１実施形態に係る無線センサ装置による処理の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of processing by the wireless sensor device according to the first embodiment 第１実施形態に係る無線センサ装置の「第１のモード」の状態を表す図A diagram showing the “first mode” state of the wireless sensor device according to the first embodiment 第１実施形態に係る無線センサ装置の「第２のモード」の状態を表す図A diagram showing the “second mode” state of the wireless sensor device according to the first embodiment 第１実施形態に係る無線センサ装置の「第２のモード」の状態を表す図A diagram showing the “second mode” state of the wireless sensor device according to the first embodiment 第２実施形態に係る無線通信システムの構成図Configuration diagram of a wireless communication system according to the second embodiment 第２実施形態に係る無線センサ装置による処理の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of processing by the wireless sensor device according to the second embodiment 第２実施形態に係る無線センサ装置の「第１のモード」の状態を表す図A diagram showing the “first mode” state of the wireless sensor device according to the second embodiment 第２実施形態に係る無線センサ装置の「第２のモード」の状態を表す図A diagram showing a “second mode” state of the wireless sensor device according to the second embodiment

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０の構成図である。図１に示す無線通信システム１０は、無線センサ装置１００および送受信機２００を備える。無線通信システム１０は、自動車等の車両に設置されることにより、無線センサ装置１００によって車両の状態（例えば、タイヤの空気圧）を計測し、車両の状態の計測結果を、無線センサ装置１００から送受信機２００に無線送信することが可能なシステムである。[First embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system 10 according to the first embodiment. The wireless communication system 10 shown in FIG. 1 includes a wireless sensor device 100 and a transceiver 200. The wireless communication system 10 is installed in a vehicle such as a car, and measures the condition of the vehicle (for example, tire air pressure) using the wireless sensor device 100, and transmits and receives the measurement results of the vehicle condition from the wireless sensor device 100. This is a system that allows wireless transmission to the machine 200.

図１に示すように、無線センサ装置１００は、アンテナ１０１、充電部１０２、回路部１１０、およびセンサ部１２０を備える。 As shown in FIG. 1, wireless sensor device 100 includes antenna 101, charging section 102, circuit section 110, and sensor section 120.

アンテナ１０１は、送受信機２００から送信された所定の周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯）の搬送波を受信する。また、アンテナ１０１は、回路部１１０の変調部１１７によって変調された搬送波を送受信機２００へ送信する。 Antenna 101 receives a carrier wave in a predetermined frequency band (for example, 2.4 GHz band) transmitted from transceiver 200. Further, the antenna 101 transmits a carrier wave modulated by the modulation section 117 of the circuit section 110 to the transceiver 200.

センサ部１２０は、センサ１２１および振動子１２２を備える。センサ１２１は、振動子１２２に並列に接続され、測定値に応じて容量が変化する。センサ１２１としては、例えば、車両のタイヤの空気圧を測定する圧力センサ等が用いられる。振動子１２２は、アンテナ１０１によって受信された搬送波に含まれる励振信号が加えられることによって励振する。このため、励振信号の周波数は、振動子１２２の固有振動数と略等しい。振動子１２２は、初めに、励振信号を含む搬送波が受信されたときに、励振信号に基づき、振動子１２２とセンサ１２１とで構成される回路の共振周波数付近で励振する。その後、振動子１２２は、搬送波による励振が停止すると、例えば１ｍｓｅｃ程度の短時間のエコーイック期間において振動子１２２とセンサ１２１とで構成される回路の共振周波数で減衰振動する。振動子１２２が減衰振動する共振周波数は、センサ１２１の容量に応じて変化する。すなわち、振動子１２２が減衰振動する共振周波数は、センサ１２１の測定値に応じて変化する。これにより、センサ部１２０は、センサ１２１の測定値に応じた周波数の信号を発する。センサ部１２０から発せられた信号は、回路部１１０の変調部１１７へ供給される。 The sensor section 120 includes a sensor 121 and a vibrator 122. The sensor 121 is connected in parallel to the vibrator 122, and its capacitance changes depending on the measured value. As the sensor 121, for example, a pressure sensor that measures the air pressure of a vehicle tire or the like is used. The vibrator 122 is excited by the application of an excitation signal included in the carrier wave received by the antenna 101. Therefore, the frequency of the excitation signal is approximately equal to the natural frequency of the vibrator 122. When a carrier wave including an excitation signal is first received, the vibrator 122 is excited near the resonant frequency of the circuit including the vibrator 122 and the sensor 121 based on the excitation signal. Thereafter, when the excitation by the carrier wave is stopped, the vibrator 122 performs damped vibration at the resonant frequency of the circuit constituted by the vibrator 122 and the sensor 121 during a short echo period of about 1 msec, for example. The resonant frequency at which the vibrator 122 damps and oscillates changes depending on the capacitance of the sensor 121. That is, the resonant frequency at which the vibrator 122 damps and oscillates changes according to the measured value of the sensor 121. Thereby, the sensor section 120 emits a signal with a frequency corresponding to the measured value of the sensor 121. The signal emitted from the sensor section 120 is supplied to the modulation section 117 of the circuit section 110.

回路部１１０は、記憶部１１１、復調部１１２、起電部１１３、電圧制御部１１４、制御部１１６、タイマ１１５、および変調部１１７を備える。 The circuit section 110 includes a storage section 111 , a demodulation section 112 , an electromotive section 113 , a voltage control section 114 , a control section 116 , a timer 115 , and a modulation section 117 .

記憶部１１１は、所定の情報を記憶する。例えば、記憶部１１１は、所定の情報として、無線センサ装置１００に固有の、ＩＤ情報、センサ１２１の校正情報等を記憶する。センサ１２１の校正情報は、センサ１２１の測定値のばらつきを校正するための情報であり、例えば、参照テーブルの情報、または校正用の式で用いる係数の情報等が挙げられる。記憶部１１１は、例えば不揮発性メモリを含んで構成される。 The storage unit 111 stores predetermined information. For example, the storage unit 111 stores ID information unique to the wireless sensor device 100, calibration information for the sensor 121, etc. as predetermined information. The calibration information of the sensor 121 is information for calibrating variations in the measured values of the sensor 121, and includes, for example, information on a reference table, information on coefficients used in a calibration formula, and the like. The storage unit 111 includes, for example, nonvolatile memory.

復調部１１２は、アンテナ１０１によって受信された搬送波を復調する。これにより、復調部１１２は、搬送波から、変調前の元の信号を取り出す。 The demodulator 112 demodulates the carrier wave received by the antenna 101. Thereby, the demodulator 112 extracts the original signal before modulation from the carrier wave.

起電部１１３は、アンテナ１０１によって受信された搬送波のエネルギーを用いて、直流電力を生成する。起電部１１３は、例えばＲＦ－ＤＣ変換回路を含んで構成される。 The electromotive unit 113 generates DC power using the energy of the carrier wave received by the antenna 101. The electromotive unit 113 is configured to include, for example, an RF-DC conversion circuit.

電圧制御部１１４は、起電部１１３によって生成された直流電力を、充電部１０２に充電する。また、電圧制御部１１４は、充電部１０２に充電された電力を、制御部１１６等へ供給する。充電部１０２は、例えばコンデンサを含んで構成される。 Voltage control section 114 charges charging section 102 with DC power generated by electromotive section 113 . Further, the voltage control unit 114 supplies the power charged in the charging unit 102 to the control unit 116 and the like. The charging unit 102 includes, for example, a capacitor.

タイマ１１５は、制御部１１６が「第２のモード」において待機する一定時間を計測する。 The timer 115 measures a certain period of time during which the control unit 116 waits in the "second mode".

制御部１１６は、無線センサ装置１００の全体を制御する。例えば、制御部１１６は、復調部１１２によって搬送波から取り出された信号にモード切り替えコマンドが含まれている場合、当該モード切り替えコマンドに基づいて、無線センサ装置１００の動作モードを、「第１のモード」から「第２のモード」に切り替える。「第１のモード」は、搬送波を記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号で変調し、当該変調後の搬送波を、アンテナ１０１を介して送受信機２００へ送信する動作モードである。すなわち、「第１のモード」は、所定の情報を搬送波に含めて送受信機２００へ送信する動作モードである。「第２のモード」は、搬送波をセンサ部１２０の発する信号の周波数で変調し、当該変調後の搬送波を、アンテナ１０１を介して送受信機２００へ送信する動作モードである。すなわち、「第２のモード」は、センサ１２１の測定値を搬送波に含めて送受信機２００へ送信する動作モードである。 The control unit 116 controls the entire wireless sensor device 100. For example, if the signal extracted from the carrier wave by the demodulator 112 includes a mode switching command, the control unit 116 changes the operating mode of the wireless sensor device 100 to the “first mode” based on the mode switching command. ” to switch to the “second mode.” The “first mode” is an operation mode in which a carrier wave is modulated with a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111, and the modulated carrier wave is transmitted to the transceiver 200 via the antenna 101. . That is, the “first mode” is an operation mode in which predetermined information is included in a carrier wave and transmitted to the transceiver 200. The “second mode” is an operation mode in which a carrier wave is modulated with the frequency of a signal emitted by the sensor unit 120, and the modulated carrier wave is transmitted to the transceiver 200 via the antenna 101. That is, the "second mode" is an operation mode in which the measured value of the sensor 121 is included in a carrier wave and transmitted to the transceiver 200.

変調部１１７は、アンテナ１０１によって受信された搬送波を変調し、変調後の搬送波をアンテナ１０１へ供給する。「第１のモード」において、変調部１１７は、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号に基づいて、搬送波を変調する。これにより、変調後の搬送波は、所定の情報を含んだものとなる。「第２のモード」において、変調部１１７は、センサ部１２０の発する信号の周波数に基づいて、搬送波を変調する。これにより、変調後の搬送波は、センサ１２１の測定値を含んだものとなる。変調部１１７は、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）等のスイッチング素子を含んで構成される。 The modulator 117 modulates the carrier wave received by the antenna 101 and supplies the modulated carrier wave to the antenna 101. In the “first mode”, the modulation unit 117 modulates the carrier wave based on a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111. As a result, the modulated carrier wave contains predetermined information. In the “second mode”, the modulation unit 117 modulates the carrier wave based on the frequency of the signal emitted by the sensor unit 120. As a result, the modulated carrier wave includes the measured value of the sensor 121. The modulation section 117 is configured to include a switching element such as a field effect transistor (FET).

また、回路部１１０は、スイッチＳＷ１（第１スイッチ）、スイッチＳＷ２（第２スイッチ）、スイッチＳＷ３（第３スイッチ）、およびスイッチＳＷ４（第４スイッチ）を備える。スイッチＳＷ１は、復調部１１２と制御部１１６との間に設けられている。スイッチＳＷ２は、復調部１１２とセンサ部１２０との間に設けられている。スイッチＳＷ３は、センサ部１２０と変調部１１７との間に設けられている。スイッチＳＷ４は、アンテナ１０１と起電部１１３との間に設けられている。スイッチＳＷ１～ＳＷ４の各々の「ＯＮ」と「ＯＦＦ」との間の切り替え動作は、制御部１１６によって制御される。スイッチＳＷ１～ＳＷ４の各々としては、例えば、ＦＥＴ（Field effect transistor）が用いられる。なお、以下では、スイッチＳＷ１，ＳＷ４として、非駆動時に「ＯＮ」となる、いわゆるノーマリーオンスイッチを用いる例で説明する。また、スイッチＳＷ２，ＳＷ３として、非駆動時に「ＯＦＦ」となる、いわゆるノーマリーオフスイッチを用いる例で説明する。スイッチＳＷ１は、ノーマリーオンスイッチには限定されず、スイッチＳＷ２，ＳＷ３は、ノーマリーオフスイッチには限定されない。また、スイッチＳＷ４は、後述のステップＳ２０１を実行するためにノーマリーオンスイッチであることが必要だが、スイッチＳＷ４を備えずに、アンテナ１０１と起電部１１３との間が常に通電されていてもよい。 Further, the circuit section 110 includes a switch SW1 (first switch), a switch SW2 (second switch), a switch SW3 (third switch), and a switch SW4 (fourth switch). Switch SW1 is provided between demodulator 112 and controller 116. Switch SW2 is provided between demodulating section 112 and sensor section 120. Switch SW3 is provided between sensor section 120 and modulation section 117. Switch SW4 is provided between antenna 101 and electromotive section 113. The switching operation between “ON” and “OFF” of each of the switches SW1 to SW4 is controlled by the control unit 116. For example, a FET (Field Effect Transistor) is used as each of the switches SW1 to SW4. In the following, an example will be described in which so-called normally-on switches, which are turned "ON" when not driven, are used as the switches SW1 and SW4. Further, an example will be described in which so-called normally-off switches, which are turned off when not driven, are used as the switches SW2 and SW3. Switch SW1 is not limited to a normally-on switch, and switches SW2 and SW3 are not limited to normally-off switches. Although the switch SW4 needs to be a normally-on switch in order to execute step S201, which will be described later, even if the antenna 101 and the electromotive unit 113 are constantly energized without the switch SW4, good.

図２は、第１実施形態に係る無線センサ装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of processing by the wireless sensor device 100 according to the first embodiment.

まず、起電部１１３が、アンテナ１０１から受信した搬送波から電力を生成し、電圧制御部１１４が、生成された電力を充電部１０２に充電する（ステップＳ２０１）。次に、電圧制御部１１４が、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になったか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になっていないと判断された場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、電圧制御部１１４が、ステップＳ２０２を再度実行する。 First, the electromotive unit 113 generates electric power from a carrier wave received from the antenna 101, and the voltage control unit 114 charges the charging unit 102 with the generated electric power (step S201). Next, the voltage control unit 114 determines whether the voltage of the power charged in the charging unit 102 has reached an appropriate value (step S202). If it is determined in step S202 that the voltage of the power charged in the charging unit 102 is not at an appropriate value (step S202: No), the voltage control unit 114 executes step S202 again.

一方、ステップＳ２０２において、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になったと判断された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、制御部１１６が、スイッチＳＷ１をＯＮに切り替え、スイッチＳＷ２をＯＦＦに切り替え、スイッチＳＷ３をＯＦＦに切り替える（ステップＳ２０３（切替工程））。但し、スイッチＳＷ１がノーマリーオンスイッチであり、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がノーマリーオフスイッチである場合、これらのスイッチの初回の切り替えは不要である。 On the other hand, if it is determined in step S202 that the voltage of the electric power charged in the charging unit 102 has reached an appropriate value (step S202: Yes), the control unit 116 turns on the switch SW1 and turns off the switch SW2. The switch SW3 is turned off (step S203 (switching process)). However, if the switch SW1 is a normally-on switch and the switches SW2 and SW3 are normally-off switches, it is not necessary to switch these switches for the first time.

次に、復調部１１２が、アンテナ１０１によって受信された搬送波を復調する（ステップＳ２０４（復調工程））。これにより、搬送波から取り出された元の命令を含む信号が、制御部１１６Ａへ供給される。 Next, the demodulation unit 112 demodulates the carrier wave received by the antenna 101 (step S204 (demodulation step)). As a result, a signal containing the original command extracted from the carrier wave is supplied to the control unit 116A.

次に、制御部１１６が、復調部１１２によって搬送波から取り出された信号にモード切り替えコマンドが含まれているか否かを判断する（ステップＳ２０５）。 Next, the control unit 116 determines whether the signal extracted from the carrier wave by the demodulation unit 112 includes a mode switching command (step S205).

ステップＳ２０５において、モード切り替えコマンドが含まれていないと判断された場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、無線センサ装置１００は、「第１のモード」で動作し、ステップＳ２０６～Ｓ２０９の処理を実行する。 If it is determined in step S205 that a mode switching command is not included (step S205: No), the wireless sensor device 100 operates in the "first mode" and executes the processes in steps S206 to S209.

「第１のモード」では、まず、制御部１１６が、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号を、変調部１１７へ供給する（ステップＳ２０６）。 In the "first mode", first, the control unit 116 supplies a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111 to the modulation unit 117 (step S206).

そして、変調部１１７が、供給された所定の情報に基づく信号に基づいて、アンテナ１０１によって送信される搬送波を変調する（ステップＳ２０７（第１の変調工程））。 Then, the modulating unit 117 modulates the carrier wave transmitted by the antenna 101 based on a signal based on the supplied predetermined information (step S207 (first modulation step)).

また、変調部１１７が、変調後の搬送波を、アンテナ１０１へ供給する（ステップＳ２０８）。これにより、アンテナ１０１が、変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する（ステップＳ２０９）。その後、無線センサ装置１００は、ステップＳ２０１へ処理を戻す。 Furthermore, the modulator 117 supplies the modulated carrier wave to the antenna 101 (step S208). Thereby, the antenna 101 transmits the modulated carrier wave to the transceiver 200 (step S209). After that, the wireless sensor device 100 returns the process to step S201.

一方、ステップＳ２０５において、モード切り替えコマンドが含まれていると判断された場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、無線センサ装置１００は、「第２のモード」で動作し、ステップＳ２１０～Ｓ２１７の処理を実行する。 On the other hand, if it is determined in step S205 that a mode switching command is included (step S205: Yes), the wireless sensor device 100 operates in the "second mode" and executes the processes in steps S210 to S217. do.

「第２のモード」では、まず、制御部１１６が、スイッチＳＷ１をＯＦＦに切り替え、スイッチＳＷ２をＯＮに切り替える（ステップＳ２１０（切替工程））。これにより、復調部１１２とセンサ部１２０とが接続され、復調部１１２から出力される信号が、センサ部１２０へ供給される。これにより、センサ部１２０が備える振動子１２２の励振が開始される（ステップＳ２１１）。 In the "second mode", first, the control unit 116 turns off the switch SW1 and turns on the switch SW2 (step S210 (switching step)). As a result, the demodulating section 112 and the sensor section 120 are connected, and the signal output from the demodulating section 112 is supplied to the sensor section 120. Thereby, excitation of the vibrator 122 included in the sensor section 120 is started (step S211).

そして、制御部１１６が、一定時間（第１の所定時間）待機する（ステップＳ２１２）。第１の所定時間は、復調部１１２からセンサ部１２０に供給される励振信号によって振動子１２２が励振するのに十分な時間である。第１の所定時間は、タイマ１１５によって計測される。 Then, the control unit 116 waits for a certain period of time (first predetermined period) (step S212). The first predetermined time is a sufficient time for the vibrator 122 to be excited by the excitation signal supplied from the demodulation section 112 to the sensor section 120. The first predetermined time is measured by timer 115.

そして、第１の所定時間が経過すると、制御部１１６が、スイッチＳＷ２をＯＦＦに切り替え、スイッチＳＷ３をＯＮに切り替える（ステップＳ２１３）。これにより、センサ部１２０と変調部１１７とが接続され、センサ部１２０から発せられる信号が、変調部１１７へ供給される。 Then, when the first predetermined time period has elapsed, the control unit 116 turns off the switch SW2 and turns on the switch SW3 (step S213). Thereby, the sensor section 120 and the modulation section 117 are connected, and the signal emitted from the sensor section 120 is supplied to the modulation section 117.

そして、変調部１１７が、供給された信号の周波数に基づいて、アンテナ１０１によって送信される搬送波を変調する（ステップＳ２１４（第２の変調工程））。 Then, the modulator 117 modulates the carrier wave transmitted by the antenna 101 based on the frequency of the supplied signal (step S214 (second modulation step)).

また、変調部１１７が、変調後の搬送波を、アンテナ１０１へ供給する（ステップＳ２１５）。これにより、アンテナ１０１が、変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する（ステップＳ２１６）。その後、無線センサ装置１００は、一定時間（第２の所定時間）待機後（ステップＳ２１７）、ステップＳ２０１へ処理を戻す。 Further, the modulation unit 117 supplies the modulated carrier wave to the antenna 101 (step S215). Thereby, the antenna 101 transmits the modulated carrier wave to the transceiver 200 (step S216). After that, the wireless sensor device 100 waits for a certain period of time (second predetermined period) (step S217), and then returns the process to step S201.

図３は、第１実施形態に係る無線センサ装置１００の「第１のモード」の状態を表す図である。図３に示すように、無線センサ装置１００は、「第１のモード」において、スイッチＳＷ１～ＳＷ４の各々が非駆動状態となる。すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ４が「ＯＮ」となり、スイッチＳＷ２，ＳＷ３が「ＯＦＦ」となる。 FIG. 3 is a diagram showing a "first mode" state of the wireless sensor device 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the "first mode" of the wireless sensor device 100, each of the switches SW1 to SW4 is in a non-driven state. That is, the switches SW1 and SW4 are turned "ON", and the switches SW2 and SW3 are turned "OFF".

これにより、無線センサ装置１００は、「第１のモード」において、図３に示すように、アンテナ１０１と起電部１１３とが接続され、アンテナ１０１によって受信された搬送波が、起電部１１３に供給される（図中矢印Ａ１）。そして、起電部１１３によって生成された直流電力が、電圧制御部１１４を介して充電部１０２に充電される。 As a result, in the "first mode" of the wireless sensor device 100, the antenna 101 and the electromotive unit 113 are connected, and the carrier wave received by the antenna 101 is transmitted to the electromotive unit 113, as shown in FIG. (arrow A1 in the figure). Then, the DC power generated by the electromotive unit 113 is charged to the charging unit 102 via the voltage control unit 114.

また、無線センサ装置１００は、「第１のモード」において、図３に示すように、復調部１１２と制御部１１６とが接続され、復調部１１２から出力される信号（搬送波から取り出された変調前の元の信号）が、制御部１１６へ供給される（図中矢印Ａ２）。 In addition, in the "first mode", the wireless sensor device 100 connects the demodulator 112 and the controller 116, as shown in FIG. The previous original signal) is supplied to the control unit 116 (arrow A2 in the figure).

制御部１１６は、信号を受信したことに応じて、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号を、変調部１１７へ供給する（図中矢印Ａ３）。その結果、変調部１１７から、所定の情報に基づく変調後の搬送波（すなわち、所定の情報を含む搬送波）が、アンテナ１０１へ供給される（図中矢印Ａ４）。アンテナ１０１は、変調部１１７から供給された変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する。なお、所定の情報に基づく信号とは、所定の情報そのものであってもよく、所定の情報に何らかの加工を施すことによって生成される信号（例えば、暗号化のための乱数等）であってもよい。 In response to receiving the signal, the control unit 116 supplies a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111 to the modulation unit 117 (arrow A3 in the figure). As a result, a modulated carrier wave based on predetermined information (that is, a carrier wave including the predetermined information) is supplied from the modulation unit 117 to the antenna 101 (arrow A4 in the figure). Antenna 101 transmits the modulated carrier wave supplied from modulation section 117 to transceiver 200 . Note that the signal based on predetermined information may be the predetermined information itself, or may be a signal generated by performing some processing on the predetermined information (for example, a random number for encryption, etc.). good.

図４および図５は、第１実施形態に係る無線センサ装置１００の「第２のモード」の状態を表す図である。無線センサ装置１００の制御部１１６は、「第１のモード」において受信した信号に「第２のモード」へのモード切り替えコマンドが含まれている場合、無線センサ装置１００の動作モードを、「第２のモード」に切り替える。 FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating the “second mode” state of the wireless sensor device 100 according to the first embodiment. If the signal received in the “first mode” includes a mode switching command to the “second mode”, the control unit 116 of the wireless sensor device 100 changes the operation mode of the wireless sensor device 100 to the “second mode”. Switch to mode 2.

具体的には、制御部１１６は、図４に示すように、スイッチＳＷ１をＯＦＦに切り替え、スイッチＳＷ２をＯＮに切り替える。これにより、図４に示すように、復調部１１２とセンサ部１２０とが接続され、復調部１１２から出力される信号が、センサ部１２０へ供給される（図中矢印Ｂ１）。センサ部１２０においては、振動子１２２に信号が供給されることによって、振動子１２２が、初めに、振動子１２２とセンサ１２１とで構成される回路の共振周波数付近で励振し、その後、信号の供給が遮断されることで振動子１２２とセンサ１２１とで構成される回路の共振周波数で減衰振動することにより、振動子１２２とセンサ１２１とで構成される回路の共振周波数と同じ周波数の信号を発する。振動子１２２は、センサ１２１の測定値に応じた周波数の信号を発する。 Specifically, as shown in FIG. 4, the control unit 116 turns off the switch SW1 and turns on the switch SW2. As a result, as shown in FIG. 4, the demodulating section 112 and the sensor section 120 are connected, and the signal output from the demodulating section 112 is supplied to the sensor section 120 (arrow B1 in the figure). In the sensor section 120, when a signal is supplied to the vibrator 122, the vibrator 122 is first excited near the resonant frequency of the circuit composed of the vibrator 122 and the sensor 121, and then the signal is excited. When the supply is cut off, the circuit consisting of the vibrator 122 and the sensor 121 undergoes damped oscillation at the resonant frequency, thereby generating a signal with the same frequency as the resonant frequency of the circuit consisting of the vibrator 122 and the sensor 121. emanate. The vibrator 122 emits a signal with a frequency corresponding to the measured value of the sensor 121.

制御部１１６は、「第２のモード」において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替えを行ってから、第１の所定時間が経過すると、図５に示すように、スイッチＳＷ２をＯＦＦに切り替え、スイッチＳＷ３をＯＮに切り替える。これにより、図５に示すように、センサ部１２０と変調部１１７とが接続され、センサ部１２０から発せられる信号が、変調部１１７へ供給される（図中矢印Ｂ２）。 In the "second mode", when a first predetermined period of time has elapsed after switching the switches SW1 and SW2, the control unit 116 switches the switch SW2 to OFF and turns the switch SW3 off, as shown in FIG. Switch to ON. As a result, as shown in FIG. 5, the sensor section 120 and the modulation section 117 are connected, and the signal emitted from the sensor section 120 is supplied to the modulation section 117 (arrow B2 in the figure).

その結果、変調部１１７から、センサ部１２０から発せられる信号の周波数に基づく変調後の搬送波（すなわち、センサ１２１の測定値を含む搬送波）が、アンテナ１０１へ供給される（図中矢印Ｂ３）。アンテナ１０１は、変調部１１７から供給された変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する。 As a result, a modulated carrier wave based on the frequency of the signal emitted from the sensor unit 120 (that is, a carrier wave including the measured value of the sensor 121) is supplied from the modulation unit 117 to the antenna 101 (arrow B3 in the figure). Antenna 101 transmits the modulated carrier wave supplied from modulation section 117 to transceiver 200 .

なお、制御部１１６は、「第１のモード」において、第４スイッチＳＷ４をＯＮにすることによって、起電部１１３に前記電力を生成させ、「第２のモード」において、起電部１１３によって生成された電力が所定値以上となった場合、第４スイッチをＯＦＦにしてもよい。これにより、第１実施形態に係る無線センサ装置１００は、制御部１１６への供給に十分な電力が確保できた場合に、アンテナ１０１によって受信された搬送波のエネルギーの殆どを、復調部１１２を介してセンサ部１２０に供給させることができる。制御部１１６は、例えば充電部１０２に充電された電圧が所定以上となった場合に、起電部１１３によって生成された電力が所定値以上となったと判定することができる。 Note that the control unit 116 causes the electromotive unit 113 to generate the electric power by turning on the fourth switch SW4 in the “first mode”, and causes the electromotive unit 113 to generate the electric power in the “second mode”. When the generated power exceeds a predetermined value, the fourth switch may be turned off. As a result, the wireless sensor device 100 according to the first embodiment transmits most of the energy of the carrier wave received by the antenna 101 via the demodulator 112 when sufficient power is secured to be supplied to the controller 116. can be supplied to the sensor section 120. For example, when the voltage charged in the charging unit 102 exceeds a predetermined value, the control unit 116 can determine that the electric power generated by the electromotive unit 113 has exceeded a predetermined value.

以上説明したように、第１実施形態に係る無線センサ装置１００は、アンテナ１０１と、アンテナ１０１によって受信された搬送波を復調する復調部１１２と、センサ１２１の測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部１２０と、所定の情報を記憶する記憶部１１１と、搬送波を変調し、変調後の搬送波をアンテナ１０１へ供給する変調部１１７と、アンテナ１０１によって受信された搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号に基づいて変調部１１７によって変調された搬送波を、アンテナ１０１から送信する第１のモードと、センサ部１２０の発する信号の周波数に基づいて変調部１１７によって変調された搬送波を、アンテナ１０１から送信する第２のモードと、を切り替える制御部１１６とを備える。 As described above, the wireless sensor device 100 according to the first embodiment includes the antenna 101, the demodulator 112 that demodulates a carrier wave received by the antenna 101, and a signal whose frequency changes according to the measured value of the sensor 121. a sensor unit 120 that emits a signal, a storage unit 111 that stores predetermined information, a modulation unit 117 that modulates a carrier wave and supplies the modulated carrier wave to the antenna 101, and a mode switch included in the carrier wave received by the antenna 101. The first mode transmits a carrier wave modulated by the modulation unit 117 based on a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111 from the antenna 101 based on a command, and the first mode transmits a carrier wave modulated by the modulation unit 117 based on a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111. A second mode in which the carrier wave modulated by the modulator 117 based on the frequency is transmitted from the antenna 101, and a controller 116 that switches between the two modes.

これにより、第１実施形態に係る無線センサ装置１００は、送受信機２００からのモード切り替えコマンドに応じて、センサ１２１の測定値の搬送波による送信と、記憶部１１１に記憶されている所定の情報の搬送波による送信とを、選択的に切り替えて行うことができる。したがって、第１実施形態に係る無線センサ装置１００によれば、センサ１２１の測定値を個別に送信する構成による利点と、記憶部１１１に記憶されている所定の情報を個別に送信する構成による利点との双方を得ることができる。 As a result, the wireless sensor device 100 according to the first embodiment transmits the measured value of the sensor 121 using the carrier wave and transmits the predetermined information stored in the storage unit 111 in response to the mode switching command from the transceiver 200. Transmission using a carrier wave can be selectively switched. Therefore, according to the wireless sensor device 100 according to the first embodiment, there are advantages due to the configuration in which the measured values of the sensor 121 are individually transmitted, and advantages due to the configuration in which the predetermined information stored in the storage unit 111 is individually transmitted. You can get both.

なお、送受信機２００は、無線センサ装置１００に対応している。例えば、送受信機２００は、無線センサ装置１００へ、搬送波を送信する。この際、送受信機２００は、無線センサ装置１００から所定の情報を取得する場合には、搬送波にモード切り替えコマンドを含めない。この場合、送受信機２００は、所定の情報を含む搬送波を、無線センサ装置１００から受信する。したがって、送受信機２００は、受信した搬送波を復調することにより、所定の情報を得ることができる。一方、送受信機２００は、無線センサ装置１００からセンサ１２１の計測値を取得する場合には、搬送波にモード切り替えコマンドを含める。この場合、送受信機２００は、センサ１２１の計測値を含む搬送波を、無線センサ装置１００から受信する。したがって、送受信機２００は、受信した搬送波を復調してその周波数を計測することにより、センサ１２１の計測値を得ることができる。なお、例えば、送受信機２００は、所定の情報として無線センサ装置１００の識別情報を取得した後、当該識別情報に対応する無線センサ装置１００に対して、モード切り替えコマンドを含む搬送波を送信することにより、当該識別情報に対応する無線センサ装置１００のみから、センサ１２１の計測値を含む搬送波を受信することができる。 Note that the transceiver 200 corresponds to the wireless sensor device 100. For example, the transceiver 200 transmits a carrier wave to the wireless sensor device 100. At this time, when acquiring predetermined information from the wireless sensor device 100, the transceiver 200 does not include the mode switching command in the carrier wave. In this case, the transceiver 200 receives a carrier wave containing predetermined information from the wireless sensor device 100. Therefore, the transceiver 200 can obtain predetermined information by demodulating the received carrier wave. On the other hand, when acquiring the measured value of the sensor 121 from the wireless sensor device 100, the transceiver 200 includes a mode switching command in the carrier wave. In this case, the transceiver 200 receives a carrier wave containing the measured value of the sensor 121 from the wireless sensor device 100. Therefore, the transceiver 200 can obtain the measured value of the sensor 121 by demodulating the received carrier wave and measuring its frequency. Note that, for example, after acquiring the identification information of the wireless sensor device 100 as predetermined information, the transceiver 200 transmits a carrier wave including a mode switching command to the wireless sensor device 100 corresponding to the identification information. , it is possible to receive the carrier wave containing the measured value of the sensor 121 only from the wireless sensor device 100 corresponding to the identification information.

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。以下、第２実施形態に係る無線通信システム１０Ａに関し、第１実施形態からの変更点について説明する。[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. Hereinafter, regarding the wireless communication system 10A according to the second embodiment, changes from the first embodiment will be described.

図６は、第２実施形態に係る無線通信システム１０Ａの構成図である。図６に示すように、第２実施形態に係る無線通信システム１０Ａは、無線センサ装置１００の代わりに、無線センサ装置１００Ａを備える。無線センサ装置１００Ａは、センサ部１２０の代わりに、センサ部１５０を備える。また、無線センサ装置１００Ａは、制御部１１６の代わりに、制御部１１６Ａを備える。また、無線センサ装置１００Ａは、スイッチＳＷ２を有しなくてよい。 FIG. 6 is a configuration diagram of a wireless communication system 10A according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, a wireless communication system 10A according to the second embodiment includes a wireless sensor device 100A instead of the wireless sensor device 100. The wireless sensor device 100A includes a sensor section 150 instead of the sensor section 120. Furthermore, the wireless sensor device 100A includes a control section 116A instead of the control section 116. Furthermore, the wireless sensor device 100A does not need to include the switch SW2.

センサ部１５０は、センサ１５１および発振器１５２を備える。センサ１５１は、発振器１５２に接続される。センサ１５１としては、例えば、車両のタイヤの空気圧を測定する圧力センサ等が用いられる。発振器１５２は、制御部１１６Ａから電源電圧Ｖｃｃが供給されることにより、センサ１５１の測定値に応じた周波数で、自励発振する。これにより、センサ部１５０は、センサ１５１の測定値に応じた周波数の信号を発する。センサ部１５０から発せられた信号は、回路部１１０の変調部１１７へ供給される。 The sensor section 150 includes a sensor 151 and an oscillator 152. Sensor 151 is connected to oscillator 152. As the sensor 151, for example, a pressure sensor that measures the air pressure of a vehicle tire or the like is used. The oscillator 152 self-oscillates at a frequency according to the measured value of the sensor 151 by being supplied with the power supply voltage Vcc from the control unit 116A. Thereby, the sensor section 150 emits a signal with a frequency corresponding to the measured value of the sensor 151. The signal emitted from the sensor section 150 is supplied to the modulation section 117 of the circuit section 110.

図７は、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａによる処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of processing by the wireless sensor device 100A according to the second embodiment.

まず、起電部１１３が、アンテナ１０１から受信した搬送波から電力を生成し、電圧制御部１１４が、生成された電力を充電部１０２に充電する（ステップＳ７０１）。次に、電圧制御部１１４が、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になったか否かを判断する（ステップＳ７０２）。ステップＳ７０２において、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になっていないと判断された場合（ステップＳ７０２：Ｎｏ）、電圧制御部１１４が、ステップＳ７０２を再度実行する。 First, the electromotive unit 113 generates electric power from a carrier wave received from the antenna 101, and the voltage control unit 114 charges the charging unit 102 with the generated electric power (step S701). Next, the voltage control unit 114 determines whether the voltage of the power charged in the charging unit 102 has reached an appropriate value (step S702). If it is determined in step S702 that the voltage of the power charged in the charging unit 102 is not at an appropriate value (step S702: No), the voltage control unit 114 executes step S702 again.

一方、ステップＳ７０２において、充電部１０２に充電された電力の電圧が適正値になったと判断された場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、制御部１１６Ａが、スイッチＳＷ１をＯＮに切り替え、スイッチＳＷ３をＯＦＦに切り替える（ステップＳ７０３（切替工程））。但し、スイッチＳＷ１がノーマリーオンスイッチであり、スイッチＳＷ３がノーマリーオフスイッチである場合、これらのスイッチの初回の切り替えは不要である。 On the other hand, if it is determined in step S702 that the voltage of the power charged in the charging unit 102 has reached an appropriate value (step S702: Yes), the control unit 116A turns on the switch SW1 and turns off the switch SW3. switching (step S703 (switching process)). However, if the switch SW1 is a normally-on switch and the switch SW3 is a normally-off switch, it is not necessary to switch these switches for the first time.

次に、復調部１１２が、アンテナ１０１によって受信された搬送波を復調する（ステップＳ７０４（復調工程））。これにより、搬送波から取り出された元の信号が、制御部１１６Ａへ供給される。 Next, the demodulation unit 112 demodulates the carrier wave received by the antenna 101 (step S704 (demodulation step)). As a result, the original signal extracted from the carrier wave is supplied to the control unit 116A.

次に、制御部１１６Ａが、復調部１１２によって搬送波から取り出された信号にモード切り替えコマンドが含まれているか否かを判断する（ステップＳ７０５）。 Next, the control unit 116A determines whether the signal extracted from the carrier wave by the demodulation unit 112 includes a mode switching command (step S705).

ステップＳ７０５において、モード切り替えコマンドが含まれていないと判断された場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、無線センサ装置１００Ａは、「第１のモード」で動作し、ステップＳ７０６～Ｓ７０９の処理を実行する。 If it is determined in step S705 that a mode switching command is not included (step S705: No), the wireless sensor device 100A operates in the "first mode" and executes the processes of steps S706 to S709.

「第１のモード」では、まず、制御部１１６Ａが、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号を、変調部１１７へ供給する（ステップＳ７０６）。 In the "first mode", first, the control unit 116A supplies a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111 to the modulation unit 117 (step S706).

そして、変調部１１７が、供給された所定の情報に基づく信号に基づいて、アンテナ１０１によって送信される搬送波を変調する（ステップＳ７０７（第１の変調工程））。 Then, the modulating unit 117 modulates the carrier wave transmitted by the antenna 101 based on a signal based on the supplied predetermined information (step S707 (first modulation step)).

また、変調部１１７が、変調後の搬送波を、アンテナ１０１へ供給する（ステップＳ７０８）。これにより、アンテナ１０１が、変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する（ステップＳ７０９）。その後、無線センサ装置１００Ａは、ステップＳ７０１へ処理を戻す。 Further, the modulation unit 117 supplies the modulated carrier wave to the antenna 101 (step S708). Thereby, the antenna 101 transmits the modulated carrier wave to the transceiver 200 (step S709). After that, the wireless sensor device 100A returns the process to step S701.

一方、ステップＳ７０５において、モード切り替えコマンドが含まれていると判断された場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、無線センサ装置１００Ａは、「第２のモード」で動作し、ステップＳ７１０～Ｓ７１６の処理を実行する。 On the other hand, if it is determined in step S705 that a mode switching command is included (step S705: Yes), the wireless sensor device 100A operates in the "second mode" and executes the processes in steps S710 to S716. do.

「第２のモード」では、まず、制御部１１６Ａが、センサ部１５０の発振器１５２に、電源電圧Ｖｃｃを供給する（ステップＳ７１０）。そして、一定時間待機後（ステップＳ７１１）、制御部１１６Ａが、スイッチＳＷ３をＯＮに切り替える（ステップＳ７１２）。これにより、センサ部１５０と変調部１１７とが接続され、センサ部１５０から発せられる信号が、変調部１１７へ供給される。 In the "second mode", the control unit 116A first supplies the power supply voltage Vcc to the oscillator 152 of the sensor unit 150 (step S710). After waiting for a certain period of time (step S711), the control unit 116A turns on the switch SW3 (step S712). Thereby, the sensor section 150 and the modulation section 117 are connected, and the signal emitted from the sensor section 150 is supplied to the modulation section 117.

そして、変調部１１７が、供給された信号の周波数に基づいて、アンテナ１０１によって送信される搬送波を変調する（ステップＳ７１３（第２の変調工程））。 Then, the modulator 117 modulates the carrier wave transmitted by the antenna 101 based on the frequency of the supplied signal (step S713 (second modulation step)).

また、変調部１１７が、変調後の搬送波を、アンテナ１０１へ供給する（ステップＳ７１４）。これにより、アンテナ１０１が、変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する（ステップＳ７１５）。その後、無線センサ装置１００Ａは、一定時間（第２の所定時間）待機後（ステップＳ７１６）、ステップＳ７０１へ処理を戻す。 Furthermore, the modulator 117 supplies the modulated carrier wave to the antenna 101 (step S714). Thereby, the antenna 101 transmits the modulated carrier wave to the transceiver 200 (step S715). Thereafter, the wireless sensor device 100A waits for a certain period of time (second predetermined period) (step S716), and then returns the process to step S701.

図８は、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａの「第１のモード」の状態を表す図である。図８に示すように、無線センサ装置１００Ａは、「第１のモード」において、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４の各々が非駆動状態となる。すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ４が「ＯＮ」となり、スイッチＳＷ３が「ＯＦＦ」となる。 FIG. 8 is a diagram showing a "first mode" state of the wireless sensor device 100A according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the "first mode" of the wireless sensor device 100A, each of the switches SW1, SW3, and SW4 is in a non-driven state. That is, the switches SW1 and SW4 are turned "ON", and the switch SW3 is turned "OFF".

これにより、無線センサ装置１００Ａは、「第１のモード」において、図８に示すように、アンテナ１０１と起電部１１３とが接続され、アンテナ１０１によって受信された搬送波が、起電部１１３に供給される（図中矢印Ｃ１）。そして、起電部１１３によって生成された直流電力が、電圧制御部１１４を介して充電部１０２に充電される。 As a result, in the "first mode" of the wireless sensor device 100A, as shown in FIG. (arrow C1 in the figure). Then, the DC power generated by the electromotive unit 113 is charged to the charging unit 102 via the voltage control unit 114.

また、無線センサ装置１００Ａは、「第１のモード」において、図８に示すように、復調部１１２と制御部１１６Ａとが接続され、復調部１１２から出力される信号（搬送波から取り出された変調前の元の信号）が、制御部１１６Ａへ供給される（図中矢印Ｃ２）。 In addition, in the "first mode", the wireless sensor device 100A connects the demodulating section 112 and the control section 116A as shown in FIG. The previous original signal) is supplied to the control unit 116A (arrow C2 in the figure).

制御部１１６Ａは、信号を受信したことに応じて、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づく信号を、変調部１１７へ供給する（図中矢印Ｃ３）。その結果、変調部１１７から、所定の情報に基づく変調後の搬送波（すなわち、所定の情報を含む搬送波）が、アンテナ１０１へ供給される（図中矢印Ｃ４）。アンテナ１０１は、変調部１１７から供給された変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する。 In response to receiving the signal, the control unit 116A supplies a signal based on predetermined information stored in the storage unit 111 to the modulation unit 117 (arrow C3 in the figure). As a result, a modulated carrier wave based on predetermined information (that is, a carrier wave including the predetermined information) is supplied from the modulation unit 117 to the antenna 101 (arrow C4 in the figure). Antenna 101 transmits the modulated carrier wave supplied from modulation section 117 to transceiver 200 .

図９は、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａの「第２のモード」の状態を表す図である。無線センサ装置１００Ａの制御部１１６Ａは、「第１のモード」において受信した信号に「第２のモード」へのモード切り替えコマンドが含まれている場合、無線センサ装置１００Ａの動作モードを、「第２のモード」に切り替える。 FIG. 9 is a diagram showing a "second mode" state of the wireless sensor device 100A according to the second embodiment. If the signal received in the "first mode" includes a mode switching command to the "second mode", the control unit 116A of the wireless sensor device 100A changes the operation mode of the wireless sensor device 100A to the "second mode". Switch to mode 2.

具体的には、制御部１１６Ａは、図９に示すように、センサ部１５０の発振器１５２に、電源電圧Ｖｃｃを供給する（図中矢印Ｄ１）。このとき、制御部１１６Ａは、スイッチＳＷ１を一定時間ＯＦＦに切り替え、起電部１１３により電力を供給することも可能である。これにより、発振器１５２は、センサ１５１の測定値に応じた周波数で、自励発振する。 Specifically, as shown in FIG. 9, the control unit 116A supplies the power supply voltage Vcc to the oscillator 152 of the sensor unit 150 (arrow D1 in the figure). At this time, the control unit 116A can also turn off the switch SW1 for a certain period of time and cause the electromotive unit 113 to supply power. Thereby, the oscillator 152 self-oscillates at a frequency according to the measured value of the sensor 151.

そして、制御部１１６Ａは、図９に示すように、スイッチＳＷ３をＯＮに切り替える。これにより、図９に示すように、センサ部１５０と変調部１１７とが接続され、センサ部１５０から発せられる信号が、変調部１１７へ供給される（図中矢印Ｄ２）。 Then, the control unit 116A turns on the switch SW3, as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9, the sensor section 150 and the modulation section 117 are connected, and the signal emitted from the sensor section 150 is supplied to the modulation section 117 (arrow D2 in the figure).

その結果、変調部１１７から、センサ部１５０から発せられる信号の周波数に基づく変調後の搬送波（すなわち、センサ１５１の測定値を含む搬送波）が、アンテナ１０１へ供給される（図中矢印Ｄ３）。アンテナ１０１は、変調部１１７から供給された変調後の搬送波を、送受信機２００へ送信する。 As a result, a modulated carrier wave based on the frequency of the signal emitted from the sensor unit 150 (that is, a carrier wave including the measured value of the sensor 151) is supplied from the modulation unit 117 to the antenna 101 (arrow D3 in the figure). Antenna 101 transmits the modulated carrier wave supplied from modulation section 117 to transceiver 200 .

以上説明したように、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａは、アンテナ１０１と、アンテナ１０１によって受信された搬送波を復調する復調部１１２と、センサ１５１の測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部１５０と、所定の情報を記憶する記憶部１１１と、搬送波を変調し、変調後の搬送波をアンテナ１０１へ供給する変調部１１７と、アンテナ１０１によって受信された搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、記憶部１１１に記憶されている所定の情報に基づいて変調部１１７によって変調された搬送波を、アンテナ１０１から送信する第１のモードと、センサ部１５０の発する信号の周波数に基づいて変調部１１７によって変調された搬送波を、アンテナ１０１から送信する第２のモードと、を切り替える制御部１１６Ａとを備える。 As described above, the wireless sensor device 100A according to the second embodiment includes the antenna 101, the demodulator 112 that demodulates the carrier wave received by the antenna 101, and a signal whose frequency changes according to the measured value of the sensor 151. a sensor unit 150 that emits a signal, a storage unit 111 that stores predetermined information, a modulation unit 117 that modulates a carrier wave and supplies the modulated carrier wave to the antenna 101, and a mode switch included in the carrier wave received by the antenna 101. The first mode transmits a carrier wave modulated by the modulation unit 117 based on a command based on predetermined information stored in the storage unit 111 from the antenna 101 and the frequency of the signal emitted by the sensor unit 150. and a second mode in which the carrier wave modulated by the modulation unit 117 is transmitted from the antenna 101.

これにより、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａは、送受信機２００からのモード切り替えコマンドに応じて、センサ１５１の測定値の搬送波による送信と、記憶部１１１に記憶されている所定の情報の搬送波による送信とを、選択的に切り替えて行うことができる。したがって、第２実施形態に係る無線センサ装置１００Ａによれば、センサ１５１の測定値を個別に送信する構成による利点と、記憶部１１１に記憶されている所定の情報を個別に送信する構成による利点との双方を得ることができる。 Thereby, the wireless sensor device 100A according to the second embodiment transmits the measured value of the sensor 151 using the carrier wave and the predetermined information stored in the storage unit 111 in response to the mode switching command from the transceiver 200. Transmission using a carrier wave can be selectively switched. Therefore, according to the wireless sensor device 100A according to the second embodiment, there are advantages due to the configuration in which the measured values of the sensor 151 are individually transmitted, and advantages due to the configuration in which the predetermined information stored in the storage unit 111 is individually transmitted. You can get both.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or variations can be made within the scope of the gist of the present invention as described in the claims. Changes are possible.

本国際出願は、２０２０年５月２５日に出願した日本国特許出願第２０２０－０９０７１３号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。 This international application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-090713 filed on May 25, 2020, and the entire contents of that application are incorporated into this international application.

１０，１０Ａ 無線通信システム
１００，１００Ａ 無線センサ装置
１０１ アンテナ
１０２ 充電部
１１０ 回路部
１１１ 記憶部
１１２ 復調部
１１３ 起電部
１１４ 電圧制御部
１１５ タイマ
１１６，１１６Ａ 制御部
１１７ 変調部
１２０ センサ部
１２１ センサ
１２２ 振動子
１５０ センサ部
１５１ センサ
１５２ 発振器
２００ 送受信機
ＳＷ１～ＳＷ４ スイッチ10, 10A Wireless communication system 100, 100A Wireless sensor device 101 Antenna 102 Charging section 110 Circuit section 111 Storage section 112 Demodulation section 113 Electromotive section 114 Voltage control section 115 Timer 116, 116A Control section 117 Modulation section 120 Sensor section 121 Sensor 122 Vibrator 150 Sensor part 151 Sensor 152 Oscillator 200 Transmitter/receiver SW1 to SW4 Switch

Claims (11)

アンテナと、
前記アンテナによって受信された搬送波を復調する復調部と、
センサの測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部と、
所定の情報を記憶する記憶部と、
前記搬送波を変調し、変調後の前記搬送波を前記アンテナへ供給する変調部と、
前記アンテナによって受信された前記搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、前記記憶部に記憶されている前記所定の情報に基づく信号に基づいて前記変調部によって変調された前記搬送波を前記アンテナから送信する第１のモードと、前記センサ部の発する前記信号の周波数に基づいて前記変調部によって変調された前記搬送波を前記アンテナから送信する第２のモードと、を切り替える制御部と、
前記復調部と前記制御部との間に接続された第１スイッチと、
前記復調部と前記センサ部との間に接続された第２スイッチと、
前記センサ部と前記変調部との間に接続された第３スイッチと
を備え、
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記第１スイッチをＯＮにし、前記第２スイッチをＯＦＦにすることによって、前記復調部から出力される信号が前記制御部に供給されるようにし、
前記第２のモードにおいて、前記第１スイッチをＯＦＦにし、前記第２スイッチをＯＮにし、前記第３スイッチをＯＦＦにすることによって、前記復調部から出力される信号が前記センサ部に供給されるようにし、その後、前記第２スイッチをＯＦＦにし、前記第３スイッチをＯＮにすることによって、前記センサ部から発せられる前記信号が前記変調部に供給されるようにする
ことを特徴とする無線センサ装置。 antenna and
a demodulator that demodulates a carrier wave received by the antenna;
a sensor unit that emits a signal with a frequency that changes depending on the measured value of the sensor;
a storage unit that stores predetermined information;
a modulation unit that modulates the carrier wave and supplies the modulated carrier wave to the antenna;
Based on a mode switching command included in the carrier wave received by the antenna, the carrier wave modulated by the modulation unit based on a signal based on the predetermined information stored in the storage unit is transmitted from the antenna. a control unit that switches between a first mode in which the carrier wave is modulated by the modulation unit based on the frequency of the signal emitted by the sensor unit and a second mode in which the carrier wave is transmitted from the antenna ;
a first switch connected between the demodulator and the controller;
a second switch connected between the demodulator and the sensor;
a third switch connected between the sensor section and the modulation section;
Equipped with
The control unit includes:
In the first mode, by turning on the first switch and turning off the second switch, the signal output from the demodulation section is supplied to the control section;
In the second mode, by turning off the first switch, turning on the second switch, and turning off the third switch, the signal output from the demodulation section is supplied to the sensor section. Then, by turning off the second switch and turning on the third switch, the signal emitted from the sensor section is supplied to the modulation section.
A wireless sensor device characterized by: 前記センサ部は、
測定値に応じて容量が変化するセンサと、
前記センサの容量に応じて共振周波数が変化する振動子と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。 The sensor section is
A sensor whose capacitance changes depending on the measured value,
The wireless sensor device according to claim 1, further comprising: a vibrator whose resonance frequency changes depending on the capacitance of the sensor. 前記アンテナによって受信された前記搬送波に含まれる励振信号が、前記振動子に供給される
ことを特徴とする請求項２に記載の無線センサ装置。 The wireless sensor device according to claim 2, wherein an excitation signal included in the carrier wave received by the antenna is supplied to the vibrator. 前記センサ部は、
測定値に応じて容量または抵抗値が変化するセンサと、
前記センサの容量または抵抗値に応じて発振周波数が変化する発振器と
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。 The sensor section is
A sensor whose capacitance or resistance changes depending on the measured value,
The wireless sensor device according to claim 1, further comprising: an oscillator whose oscillation frequency changes depending on the capacitance or resistance value of the sensor. 前記アンテナによって受信された前記搬送波のエネルギーを用いて電力を生成する起電部と、
前記アンテナと前記起電部との間に接続された第４スイッチと
をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１のモードにおいて、前記第４スイッチをＯＮにすることによって、前記起電部に前記電力を生成させ、
前記第２のモードにおいて、前記起電部によって生成された電力が所定値以上となった場合、前記第４スイッチをＯＦＦにする
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の無線センサ装置。 an electromotive unit that generates electric power using the energy of the carrier wave received by the antenna;
further comprising a fourth switch connected between the antenna and the electromotive section,
The control unit includes:
in the first mode, by turning on the fourth switch, causing the electromotive unit to generate the electric power;
5. The fourth switch is turned off when the electric power generated by the electromotive unit exceeds a predetermined value in the second mode. wireless sensor device. 前記第１スイッチは、非駆動状態においてＯＮとなり、
前記第２スイッチは、非駆動状態においてＯＦＦとなる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の無線センサ装置。 The first switch is turned on in a non-driving state,
The wireless sensor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second switch is turned off in a non-driven state. 前記所定の情報は、前記無線センサ装置の識別情報を含む
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の無線センサ装置。 The wireless sensor device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the predetermined information includes identification information of the wireless sensor device. 前記所定の情報は、前記センサの校正情報を含む
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の無線センサ装置。 The wireless sensor device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the predetermined information includes calibration information of the sensor. 請求項１から８のいずれか一項に記載の無線センサ装置と、
前記無線センサ装置に対して前記搬送波の送受信を行う送受信機と
を備えることを特徴とする無線通信システム。 The wireless sensor device according to any one of claims 1 to 8 ,
A wireless communication system comprising: a transceiver that transmits and receives the carrier wave to and from the wireless sensor device. 前記送受信機は、
前記所定の情報である前記無線センサ装置の識別情報に基づく信号に基づいて変調された前記搬送波を、前記無線センサ装置から受信した後、前記識別情報に対応する前記無線センサ装置に対して、前記モード切り替えコマンドを含む前記搬送波を送信することにより、前記識別情報に対応する前記無線センサ装置から、前記センサ部の発する前記信号の周波数に基づいて変調された前記搬送波を受信する
を備えることを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。 The transceiver is
After receiving the carrier wave modulated based on a signal based on the identification information of the wireless sensor device, which is the predetermined information, from the wireless sensor device, the carrier wave is transmitted to the wireless sensor device corresponding to the identification information. The carrier wave modulated based on the frequency of the signal emitted by the sensor section is received from the wireless sensor device corresponding to the identification information by transmitting the carrier wave including a mode switching command. The wireless communication system according to claim 9 . アンテナと、センサの測定値に応じて変化する周波数の信号を発するセンサ部と、所定の情報を記憶する記憶部とを備えた無線センサ装置による無線通信方法であって、
前記アンテナによって受信された搬送波を復調する復調工程と、
前記復調工程において復調された前記搬送波に含まれるモード切り替えコマンドに基づいて、前記無線センサ装置の動作モードを、第１のモードと第２のモードとの間で切り替える切替工程と、
前記第１のモードにおいて、前記搬送波を前記所定の情報に基づく信号に基づいて変調し、変調後の前記搬送波を前記アンテナへ供給する第１の変調工程と、
前記第２のモードにおいて、前記搬送波を前記センサ部の発する前記信号の周波数に基づいて変調し、変調後の前記搬送波を前記アンテナへ供給する第２の変調工程と
を含み、
前記無線センサ装置は、
前記復調を行う復調部と前記切り替えを行う制御部との間に接続された第１スイッチと、
前記復調部と前記センサ部との間に接続された第２スイッチと、
前記センサ部と前記変調を行う変調部との間に接続された第３スイッチと
を備え、
前記制御部が、
前記第１のモードにおいて、前記第１スイッチをＯＮにし、前記第２スイッチをＯＦＦにすることによって、前記復調部から出力される信号が前記制御部に供給されるようにし、
前記第２のモードにおいて、前記第１スイッチをＯＦＦにし、前記第２スイッチをＯＮにし、前記第３スイッチをＯＦＦにすることによって、前記復調部から出力される信号が前記センサ部に供給されるようにし、その後、前記第２スイッチをＯＦＦにし、前記第３スイッチをＯＮにすることによって、前記センサ部から発せられる前記信号が前記変調部に供給されるようにする
ことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method using a wireless sensor device comprising an antenna, a sensor unit that emits a signal with a frequency that changes depending on a measured value of the sensor, and a storage unit that stores predetermined information, the method comprising:
a demodulation step of demodulating the carrier wave received by the antenna;
a switching step of switching the operating mode of the wireless sensor device between a first mode and a second mode based on a mode switching command included in the carrier wave demodulated in the demodulating step;
In the first mode, a first modulation step of modulating the carrier wave based on a signal based on the predetermined information and supplying the modulated carrier wave to the antenna;
in the second mode, a second modulation step of modulating the carrier wave based on the frequency of the signal emitted by the sensor unit and supplying the modulated carrier wave to the antenna ;
The wireless sensor device includes:
a first switch connected between a demodulation section that performs the demodulation and a control section that performs the switching;
a second switch connected between the demodulator and the sensor;
a third switch connected between the sensor section and the modulation section that performs the modulation;
Equipped with
The control section,
In the first mode, by turning on the first switch and turning off the second switch, the signal output from the demodulation section is supplied to the control section;
In the second mode, by turning off the first switch, turning on the second switch, and turning off the third switch, the signal output from the demodulation section is supplied to the sensor section. Then, by turning off the second switch and turning on the third switch, the signal emitted from the sensor section is supplied to the modulation section.
A wireless communication method characterized by:
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