KR102470392B1 - 수전형 정보 취득 발신 장치, 정보 취득 시스템 - Google Patents

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Abstract

수전형 정보 취득 발신 장치(101)는, 전력을 공급 가능한 전력 공급파를 받는 하나 이상의 수전 수단(110)과, 수전 수단이 얻은 전력을 축적하는 하나 이상의 축전 수단(120)과, 수전 수단(110) 및/또는 축전 수단(120)의 상기 전력의 적어도 일부를 소비하여 정보를 취득하는 하나 이상의 정보 취득 수단(130)과, 축전 수단(120)의 전력을 이용하여 정보를 외부로 발신하는 하나 이상의 정보 발신 수단(140)을 구비한다. 이것에 의해, 정기적 또는 정상적인 정보 수집을 가능하게 하고, 이 정보를 안정되고 항구적으로, 원격 즉 근거리 또는 원거리의 외부로 발신할 수 있도록 한다.

Description

수전형 정보 취득 발신 장치, 정보 취득 시스템
본 발명은, 외부로부터 전력을 얻고, 정보를 취득, 발신하는 수전형 정보 취득 발신 장치 등에 관한 것이다.
종래, 여러 가지 장면에서 정보의 송수신을 한다. 정보의 송수신에 이용되는 전력은, 배터리에 의존하거나, 또는, 유선 또는 무선에 의해서 외부로부터 공급 되거나 한다.
종래의 RFID는, ID정보를 매립한 태그로부터, 외부로부터의 전자 유도나 전파 등을 이용하여 근거리(주파수대에 따라 수mm~수m)의 무선 통신에 의해서 정보를 송수신한다. 이 태그는, 단일 칩의 집적회로로 실현될 수 있고, 이것을 IC 태그라고 부르는 경우도 있다.
태그에는, 패시브형의 IC 태그(수동 태그이며, 이하, 패시브 태그라고 한다.), 액티브형의 IC 태그(능동 태그이며, 이하, 액티브 태그라고 한다.) 등이 존재한다. 패시브 태그는, 리더로부터의 전자 유도를 받고, 태그의 회로 상의 코일로 받아 회로에 유도 기전력을 발생시키고 이것을 에너지원으로서 동작하는 것으로, 그 기전력에 의해서 발생한 전력의 일부를 안테나로 발신함으로써 ID정보를 리더 측에 전달한다.
액티브 태그는, 1차 전지를 내장한다. 통신 시에 스스로의 전력으로 전파를 발생시키기 때문에, 통신 거리가 패시브 태그에 비해 길게 잡힌다(1~100m 이상). 또, 센서와 접속하고, 자발적으로 그 변화를 통지할 수 있으므로, 센서 네트워크로서의 용도도 기대된다. 이 액티브 태그는, 내장하는 전지의 용량에 제약이 있기 때문에, 통신 회수를 가능한 한 삭감할 필요가 있다. 예를 들면, 내장 타이머를 이용하여 정기적으로 자기 발신하여 리더와 통신하는 방식이나, 리더로부터의 송신 지시를 기다리고 나서 통신하는 대수통신(待受通信, standby communication) 방식 등이 있다. 대수통신 방식은, 통신의 기동을 스스로 실시하지 않고 소환을 기다리거나, IC 태그 자신에게 구비된 수동 스위치(버튼) 등으로 통신을 개시한다.
그렇지만, 종래의 패시브 태그에서는, 이 패시브 태그의 읽기를 실시하는 독취장치(讀取裝置, reading device), 소위 리더(reader)로부터의 전자 유도를 받았을 때만 동작하므로, 리더에게 포함되는 전자 유도 방식 급전 장치로부터의 유효 거리가 지극히 짧고, 전자 유도에 의한 기전력을 얻은 타이밍에서만 시스템을 작동시킬 수밖에 없고, 외부 환경을 정기적으로 센싱하는 용도에서는 이용할 수 없는 데다가, 전지를 내장할 필요가 없기는 하지만, 패시브 태그로부터의 발신파의 강도는 매우 작기 때문에, 액티브 태그에 비해 역시 패시브 태그로부터 리더까지의 통신 거리가 짧고, 패시브 태그와 리더를 접근시키지 않으면 안 된다고 하는 문제가 있었다.
액티브 태그는, 1차 전지를 내장하고 있으므로, 외부 환경을 정기적 또는 정상적으로 센싱하는 것이 가능하다. 반면, 1차 전지의 용량이 일정 이하로 감량되면 동작 불능이 된다고 하는 1차 전지 용량에 기인하는 액티브 태그 자체의 수명의 문제가 있다. 또, 전력의 소비를 억제하려고 하면, 통신 빈도를 줄이지 않으면 안되어, 편리성이 저하된다고 하는 문제도 있었다.
본 발명은, 상기 문제점에 귀감 받아 된 것으로, 전지 용량에 기인하는 수명의 제약을 받지 않고 원격지에서의 정기적 또는 정상적이고 항구적인 정보 수집을 가능하게 하고, 이 정보를 안정되게 외부로 발신 가능한 수전형 정보 취득 발신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은, 연속적 또는 단속적으로 급전을 받으면서도, 정보의 취득, 기록, 기억, 발신 등을 자재(freely)로 제어 가능한 수전형 정보 취득 발신 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 수전형 정보 취득 발신 장치는, 측정 대상이 되는 부재에 설치되는 수전형 정보 취득 발신 장치에서, 전력을 공급 가능한 전력 공급파를 받는 수전 수단과, 상기 수전 수단이 얻은 전력을 축적하는 축전 수단과, 상기 수전 수단 및/또는 상기 축전 수단의 상기 전력의 적어도 일부를 소비하여 정보를 취득하는 정보 취득 수단과, 상기 축전 수단의 상기 전력을 이용하고, 상기 정보를 외부로 발신하는 정보 발신 수단을 구비하고, 상기 정보 취득 수단은, 상기 부재의 변화를 계측하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 정보 취득 수단은, 주위의 물리 현상을 검지하여 정보를 취득하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 정보 취득 수단에서의 상기 정보를 취득하는 타이밍이, 수집 타이밍 제어 수단에 의해서 제어되는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 수집 타이밍 제어 수단은, 상기 수전 수단이 상기 전력 공급파를 받았을 때, 및/또는, 미리 설정된 수집 시간을 경과했을 때, 및/또는, 상기 축전 수단의 시정수(時定數, time constant)에 대응하는 시간이 경과했을 때, 및/또는, 상기 축전 수단의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때, 및/또는, 외부로부터 수집 지시 신호를 수신했을 때의 어느 하나 이상의 조건을 만족시키는 경우에 상기 정보를 취득하는 타이밍으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 수집 타이밍 제어 수단은, 상기 수전 수단이 상기 전력 공급파를 받았을 때, 미리 설정된 수집 시간을 경과했을 때, 상기 축전 수단의 시정수에 대응하는 시간을 경과했을 때, 상기 축전 수단의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때, 외부로부터 수집 지시 신호를 수신했을 때로부터 선택된 복수의 임의의 조합의 조건을 동시에 만족시키는 경우에 상기 정보를 취득하는 타이밍으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 정보를 상기 정보 발신 수단에 의해서 발신하는 타이밍을 제어하는 발신 타이밍 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 발신 타이밍 제어 수단은, 미리 설정된 발신 시간을 경과했을 때, 및/또는, 상기 축전 수단의 시정수에 대응하는 시간을 경과했을 때, 및/또는, 상기 축전 수단의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때, 및/또는, 상기 정보 취득 수단이 취득하는 상기 정보가 소정 조건을 만족시켰을 때, 및/또는, 외부로부터 발신 지시 신호를 수신했을 때, 및/또는, 상기 수전 수단이 상기 전력 공급파를 받았을 때의 어느 하나 이상의 조건을 만족시키는 경우에 상기 정보를 발신하는 타이밍으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 발신 타이밍 제어 수단은, 미리 설정된 발신 시간을 경과했을 때, 상기 축전 수단의 시정수에 대응하는 시간을 경과했을 때, 상기 축전 수단의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때, 상기 정보 취득 수단이 취득하는 상기 정보가 소정 조건을 만족시켰을 때, 외부로부터 발신 지시 신호를 수신했을 때, 상기 수전 수단이 상기 전력 공급파를 받았을 때로부터 선택된 복수의 임의의 조합의 조건을 동시에 만족시키는 경우에 상기 정보를 발신하는 타이밍으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 수전 수단이 변환한 상기 전력의 일부를, 상기 정보 취득 수단에 배분하는 분배 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 전력 공급파는, γ선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 레이저광, 마이크로 웨이브를 포함한 전파 등의 전자파, 혹은, 초음파를 포함한 음파나 고체 진동 등의 탄성파를 포함한 파동 에너지의 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 수전 수단이 얻은 전력을 정류 하는 정류 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 관련하여, 상기 정보 취득 수단은, 상기 정보를 기억하는 기억부, 소정의 연산을 실시하는 연산 처리부, 및 소정의 제어를 실시하는 제어부의 어느 하나에 접속되는 것을 특징으로 한다.
상기 수전형 정보 취득 발신 장치는 IC 태그인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 정보 취득 시스템은, 상기의 어느 하나 기재의 수전형 정보 취득 발신 장치와, 상기 수전측 정보 취득 발신 장치의 상기 수전 수단에 대해서, 전력을 공급 가능한 전력 공급파를 발신 가능한 전력 공급 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 수전형 정보 취득 발신 장치에서의 상기 정보 발신 수단이 외부로 발신하는 상기 정보를 수신하는 수신 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 전력 공급 장치 및 상기 수신 장치가 일체화되는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 전력 공급파에 대해서, 상기 정보 취득 수단에서의 상기 정보를 취득하는 타이밍에 관한 지시 정보가 중첩되는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 전력 공급파에 대해서, 상기 정보 발신 수단이 상기 정보를 외부로 발신하는 타이밍에 관한 지시 정보가 중첩되는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 수전측 정보 취득 발신 장치에서의, 자연 방전을 포함한 단위시간 당의 전력 소비량에 대해서, 상기 전력 공급 장치에 의해서 상기 수전측 정보 취득 발신 장치에 공급되는 단위시간 당의 전력 공급량이 큰 것을 특징으로 한다.
상기 정보 취득 시스템에 관련하여, 상기 수전측 정보 취득 발신 장치에서의 상기 정보 발신 수단의 상기 정보의 발신 빈도에 근거하거나 또는 상기 정보 취득 수단의 상기 정보의 취득 빈도에 근거하고, 상기 전력 공급 장치에서의 상기 전력 공급파의 발신량을 가변으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유선 급전에 의한 배선의 처리나 내장 전지 수명을 신경 쓰지 않고, 항상적 및/또는 항구적 혹은 정상적 및/또는 정기적인 정보 수집을 가능하게 하고, 그리고, 이 정보를 안정되게 원격, 즉 근거리 내지 원거리의 외부로 무선 발신하는 것이 가능해진다.
[도 1a] 본 발명의 실시 형태에 관한 수전형 정보 취득 발신 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.
[도 1b] 동(同) 수전형 정보 취득 발신 장치의 전체 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
[도 2] 동 수전형 정보 취득 발신 장치의 전력 공급파의 구성을 나타내는 도이다.
[도 3] (A)는 배터리식의 축전 수단의 축전 상태를 나타내는 도이며, (B)는 콘덴서식의 축전 수단의 축전 상태를 나타내는 도이다.
[도 4] 동 수전형 정보 취득 발신 장치를 이용한 정보 취득 시스템의 적용 사례를 나타내는 도이다.
[도 5] (A)는, 동 정보 취득 시스템에서의 수전형 정보 취득 발신 장치를 통전로 부부재에 설치한 사례를 나타내는 정면도이며, (B)는 동통전로 부부재를 강재 접속에 이용하는 상태를 나타내는 사시도이며, (C)는 동(同) 부재의 단면도이다.
[도 6] 동 수전형 정보 취득 발신 장치의 전체 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
[도 7] (A)는, 동 정보 취득 시스템에서의 수전형 정보 취득 발신 장치를 통전로 부부재에 설치한 사례를 나타내는 평면도이며, (B)는 동 통전로 부부재의 정면도이며, (C)는 동(同) 부재의 단면도이다.
[도 8] 동 통전로 부부재의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1a에, 본 실시 형태에 관한 수전형 정보 취득 발신 장치(101)를 나타낸다. 이 수전형 정보 취득 발신 장치(101)는, 하나 이상의 수전 수단(110)과, 하나 이상의 축전 수단(120)과, 하나 이상의 정보 취득 수단(130)과, 하나 이상의 정보 발신 수단(140)을 갖는다.
수전 수단(110)은, 전력 공급 장치(104)로부터 발생되는 전력 공급파(105)를 받고, 전력으로 변환한다. 전력 공급파(105)는, 무선 상태에서도 에너지를 전달할 수 있는 파(波)이면 좋고, 대표적인 것은, 전자적 에너지가 공간을 전파하는 전자파를 들 수 있다. 전자파는, 파장이 짧은 γ선이나 X선, 광의의 빛인 레이저광선을 포함하고, 자외선·가시선·적외선, 보다 파장이 긴 전파, 마이크로파, 초단파, 단파, 중파, 장파, 초장파, 극초장파 등등을 포함한다. 또, 전력 공급파(105)로서 음파나 고체 내를 전달하는 고체 진동 등의 탄성파를 이용할 수도 있다. 또, 이 전력 공급 장치(104)를 포함한 장치 구성 전체를 정보 취득 시스템(1)으로 정의할 수 있다.
전력 공급 장치(104)는, 전력 공급파(105)를 발생시키기 위해서, 안테나, 레이저 소자, 발광 소자, 스피커, 초음파 발신자, 진동자 등을 갖는다. 전력 공급 장치(104)에 의한 전력 공급파(105)의 발신 타이밍은, 연속적 또는 단속적, 예를 들면 일정 시간마다 주기적으로 실행하는 것이 가능하고, 또 정상적(定常的)으로 발신해도 좋다. 안테나로서는, 지향성 및/또는 무지향성의 하나 이상 안테나를 이용하는 것이 가능하고, 구체적으로는 예를 들면, 자기단극자 안테나(monopole antenna), 다이폴 안테나(dipole antenna), 야기 안테나(Yagi antenna), 판상 안테나(plate antenna), 평면 안테나(planar antenna), 파라볼라 안테나(parabolic antenna) 등을 이용해도 좋다. 전력 공급 장치(104)와 수전 수단(110)의 거리가 가까운 경우는, 서로의 코일, 소위 루프 안테나(loop antenna)를 자속 결합(magnetic coupling)시키고, 전자 유도에 의해서 전력을 전달하는 것도 가능하다.
수전 수단(110)은, 하나 이상의 여러 가지 구조를 채용 가능하고, 복수를 병설하는 것도 가능하지만, 예를 들면, 코일, 안테나, 수광부(포토닉 소자계 부재, 태양 전지판 등), 마이크로폰이나 압전 소자 등과 같이 진동이나 압력 변화 등을 전기 에너지로 변환 가능하게 구성된 진동자 등과 같은 에너지 변환 소자에 의해서, 전력 공급파(105)를 받아 전력으로 변환한다.
또, 이 외의 전력 공급의 수법으로서는, 예를 들면, 전력 공급파(105)로서 음파를 이용하고, 수전 수단(110)으로서, 제베크 효과(Seebeck effect)를 활용하고 기전력을 얻는 소위 제베크 소자(회로)를 이용해도 좋다. 이 경우, 전력 공급파(105)로서 이용하는 적당 주파수의 음파의 음압(音壓, sound pressure)에 의해서 매질 중에 교대로 작출되는 고밀도 매질 영역과 저밀도 매질 영역의 교체(substitution)를 이용하고, 교대로 생성되는 각각의 영역에, 제베크 소자의 제1 접점과 제2 접점을 각각 위치시키고, 고밀도 매질 영역이 제1 접점을 둘러싸는 타이밍에서는 제1 접점은 온접점이 되고, 타방의 순간, 제2 접점은 저밀도 매질 영역에 둘러싸여 냉접점이 되어 소정 방향의 기전력이 생기고, 고밀도 매질 영역과 저밀도 매질 영역이 바뀔 때, 제1 접점과 제2 접점에서 온접점측과 냉접점측이 바뀜으로써, 온도차에 의한 기전력의 전류의 방향이 바뀌는 교번 전류(交番電流)를 얻도록 구성할 수 있다. 또, 공간 내의 다른 2점에 전력 공급 장치(104, 104)로서의 음원을 배치하고, 음파의 중합된 음장을 작출하고, 그 결과, 상기 제베크 소자의 제1 접점과 제2 접점에 정상적인 조밀차(粗密差)를 갖는 상태를 설정함으로써 해당 제베크 소자에 정상적인 기전력을 발생시키도록 구성해도 좋다. 이러한 공간상의 적당한 2점 이상에 전력 공급 장치(104, 104)로서의 음원을 설정하는 방법으로서는, 예를 들면, 두 개의 전력 공급 장치(104, 104)가, 수전 수단(110)을 중간 위치로서, 이들 전력 공급 장치(104, 104)와 수전 수단(110)이 일직선 상에 배치되고, 각각의 전력 공급 장치(104, 104)로부터 전력 공급파(105)가 수전 수단(110)을 향해서 발생되도록 구성해도 좋다. 이러한 구성으로 함으로써, 수전 수단(110)에서의 전력 공급파(105)가 정상파(定常波)가 되어 정상적(定常的)인 온도차를 소정 부위에 작출하는 것이 가능하고, 직류 전류를 발생시킬 수 있다.
또한 수전 수단(110)은, 전력 공급 장치(104)로부터 발생되는 전력 공급파를 수신하는 경우에 한정되지 않고, 주위의 환경 변동에 의해서 자연스럽게 생기는 전력 공급파를 수전 수단(110)이 받아 전력으로 변환해도 좋다. 주위 환경 변동이란, 예를 들면, 진동, 온도 변화, 외광(조명광이나 자연광), 압력 변화(기압 변화), 외력 변화(바람, 부력 변화, 강우) 등을 포함한다. 자연 환경 변동과 전력 공급 장치(104)를 조합하여 이용해도 좋다.
축전 수단(120)은, 수전 수단(110)이 얻은 전력을 축적한다. 이 축전 수단(120)은 여러 가지 구조를 채용할 수 있지만, 예를 들면, 단판형, 선회형, 적층형, 관통형, 전해형, 전기 이중층형 등의 콘덴서(커패시터)나 화학 전지계나 물리 전지계 등 각종의 축전지(2차 전지) 즉 충전 가능한 배터리를 채용할 수 있다.
정보 취득 수단(130)은, 정보를 취득하고, 일시적 또는 장기적으로 취득한 정보를 보관 유지한다. 정보 취득 수단(130)이 동작하기 위한 전력은, 수전 수단(110)으로부터 직접 받는지, 축전 수단(120)으로부터 간접적으로 받는지를 선택할 수 있다. 어느 쪽도, 정보 취득 수단(130)은, 수전 수단(110)이 얻은 전력의 일부를 소비하여 정보를 취득하고, 보관 유지하는 구조가 되고 있다.
정보 취득 수단(130)은, 하나 이상의 소위 센서에 의해서 구성되고, 주위에 생기는 물리 현상을 검지하고, 그 정보를 취득한다. 정보 취득 수단(130)은, 예를 들면, 가속도 센서, 역학적 센서(스트레인 게이지, 압력 센서), 온도 센서, 악취 센서, 특정 입자 관능 센서(specific particle functional sensor,), 방사선 센서, 화상 센서(카메라), 젖음 센서(wetting sensor), 마이크로폰, 위치 센서(GPS), 자이로 센서, 인체 감지 센서, 유전(誘電, dielectric)(정전 용량) 센서 등이다. 이러한 정보 취득 수단(130)은, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 대해서 정보를 입력하는 수단이라고 정의할 수도 있다. 또한, 정보 취득 수단(130)에는, 기억부(134), 연산 처리부(136), 제어부(138) 등을 전기적으로 접속하는 것이 가능하다. 기억부(134)는, 소위 메모리이며, 정보 취득 수단(130)이 취득한 정보를 기억하거나, 소정의 프로그램을 기억하거나, 설정 정보를 기록하거나 한다. 연산 처리부(136)는 소위 CPU이며, 프로그램이 실행되는 것으로 각종 정보처리를 실시한다. 예를 들면, 정보 취득 수단(130)으로부터 입력된 정보를, 기억부(134)에 기록하거나, 기억부(134)의 정보를 꺼내 정보 발신 수단(140)에 송신하거나, 정보의 내용을 판정하거나 한다. 제어부(138)는, 기억부(134)와 연동하고, 정보 취득 수단(130)을 제어하거나, 정보 발신 수단(140)을 제어하거나 하는 제어 회로가 된다. 또, 제어부(138)는, 후술하는 수집 타이밍 제어 수단(160)이나 발신 타이밍 제어 수단(170), 분배 제어 수단(180)으로 실시하는 제어를 실행 가능하도록 구성해도 좋다.
정보 발신 수단(140)은, 축전 수단(120)의 전력을 이용하고, 정보 취득 수단(130)이 보관 유지하는 정보를 외부로 발신한다. 정보 발신 수단(140)은, 여러 가지 구조를 채용할 수 있지만, 안테나, 발광부(발광소자), 스피커 등에 의해서 전파나 빛, 소리 등의 발신파(142)를 발생시킴으로써 정보를 전달한다. 이 발신파(142)는, 수신 수단(190)의 안테나 등에 의해서 수신되고, 정보가 정기적으로 회수된다. 또, 수신 수단(190)과 전력 공급 장치(104)를 일체적으로 구성하는 것도 가능하다. 이 때, 전력 공급파(105)에 리스폰스(response) 신호를 중첩시킴으로써, 이 리스폰스 신호의 지시에 따른 발신을 발신 수단(140)으로 실행시키고, 수신 수단(190)에 정보를 전달할 수도 있다.
또한, 정보 발신 수단(140)에 의해서 발신된 정보는, 기억부(134)로부터 소거함으로써, 기억부(134)의 기억 용량을 확보하는 것이 바람직하다.
또한, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)는, 정류 수단(150), 수집 타이밍 제어 수단(160), 발신 타이밍 제어 수단(170), 분배 제어 수단(180)을 가질 수 있다.
정류 수단(150)은, 소위 정류기 또는 정류 회로며, 수전 수단(110)이 얻은 전력을 정류 한다. 구체적으로는, 전력 공급파(105)를 변환하는 것에 의해서 얻은 교류 전류를 직류 전류로 변환한다. 정류된 직류 전류의 일부는, 정보 취득 수단(130)에 직접적 또는 간접적으로 공급되고, 나머지는 축전 수단(120)에 축적할 수 있다. 정류 회로는, 예를 들면 다이오드 등을 이용한 반파 정류 회로, 전파(全波, all wave)(양파(兩波, both wave)) 정류 회로, 브릿지 회로 등을 채용할 수도 있다.
수집 타이밍 제어 수단(160)은, 정보 취득 수단(130)에 의한 정보의 수집 타이밍을 결정한다. 이 수집 타이밍은, 예를 들면, 이하의 선택사항을 생각할 수 있다.
(1) 수전 수단(110)이 전력 공급파(105)를 받았을 때.
구체적으로는, 수전 수단(110)에 전력이 생기고, 분배 제어 수단(180)에 의해서 전력의 일부가 정보 취득 수단(130)에 공급될 때이며, 정보 취득 수단(130)이 기동하여 정보를 수취 한다. 이 경우는, 전력을 분배하는 분배 제어 수단(180) 및 정보 수집 처리를 실시하는 정보 취득 수단(130)의 쌍방이, 수집 타이밍 제어 수단(160)으로서 기능하고 있게 된다. 또, 정보 취득 수단(130)은, 수전 수단(110)이 전력 공급파(105)를 받은 모든 타이밍에 정보를 수집할 필요는 없고, 예를 들면, 수전 10회 마다 정보를 수집하도록 제어해도 좋다.
(2) 미리 설정된 수집 시간을 경과했을 때.
구체적으로는, 수집 타이밍 제어 수단(160)이 타이머 및/또는 클락을 구비하도록 하고, 미리 설정된 수집 시간에 근거하여, 정보 취득 수단(130)에 대해서 지시를 내리고, 정보 취득 수단(130)이 외부 및/또는 내부로부터 정보를 취득한다. 물론, 이 타이머 및/또는 클락은, 반드시 수집 타이밍 제어 수단(160)의 구성요소가 아니면 안 된다고 하는 것이 아니고, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)의 내부에 배치하고, 이들 타이머 및/또는 클락에서 타이머 정보 및/또는 클락 정보를, 수집 타이밍 제어 수단(160)이 취득하고, 이 시간 정보에 근거하여 수집 시간이나 타이밍을 제어하도록 구성해도 좋다. 이 수집 시간 및/또는 수집 타이밍은, 구체적인 일시 등이 설정되어 있어도 좋고, 또, 수집의 시간 간격(예를 들면 3시간 마다) 등이 설정되어 있어도 좋다. 수집 타이밍 제어 수단(160)을 실현하기 위한 프로그램을, 기억부(134)에 기억해 두고, 이것을 연산 처리부(136)로 실행하는 것에 의해서, 이러한 기능을 실현해도 좋다. 이 외, 예를 들면, 전파 시계를 내장하고, 시계탑으로부터 발생되는 시계 전파를 수신하여 적당 시정(時程, time)에 따라, 샘플링 즉, 정보 취득 수단(130)에 의한 정보의 취득, 수집을 실시하도록 설정해도 좋다.
(3) 축전 수단(120)의 시정수(時定數, time constant)에 근거한 소정 시간을 경과했을 때.
구체적으로, 수집 타이밍 제어 수단(160)은, 축전 수단(120)의 시정수에 근거하여 규정된 시간을 보관 유지해 두고, 타이머에 의해서 그 시간을 경과한 시점에서, 정보 취득 수단(130)에 대해서 지시를 내려 정보를 취득하도록 구성해도 좋다.
(4) 축전 수단(120)의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때.
예를 들면, 정보 취득 수단(130)이 정보를 수집할 때에 필요한 전력량을 넘는 값을 반응을 일으키는 최소의 물리량으로 설정해 두고, 수집 타이밍 제어 수단(160) 또는 분배 제어 수단(180)의 감시에 의해, 축전 수단(120)의 충전량이 해당 반응을 일으키는 최소의 물리량을 넘었다고 판정했을 때에, 정보 취득 수단(130)에 대해서 지시를 내려 정보를 취득한다. 이 조건을 이용하면, 축전 수단(120)의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르지 않은 경우는, 정보 취득 수단(130)에 의한 전력 소비량을 억제하여, 축전 우선 모드가 되는 것을 의미한다.
(5) 외부로부터 수집 지시 신호를 수신했을 때.
구체적으로는, 수집 타이밍 제어 수단(160)이, 외부로부터의 무선 또는 유선을 경유하여 수집 지시 신호를 수신했을 때에, 정보 취득 수단(130)에 지시를 내리고, 정보 취득 수단(130)이 정보를 취득한다. 이 수집 지시 신호는, 전력 공급 장치(104)의 전력 공급파(105)에 포함해도 좋다.
또한, 상기 (1)~(5)의 어느 하나를 수집 타이밍으로 설정해도 좋고, 이러한 복수를 수집 타이밍으로 설정해도 좋고, 또 상기 (1)~(5)로부터 선택된 복수의 조건을 동시에 만족시켰을 때를 수집 타이밍으로 설정해도 좋다. 또, 상기 (1)~(5)의 조건에 근거하여 수집 빈도를 변경하는 것도 가능하다. 물론, 상기 (1)~(5) 이외의 조건을 설정할 수도 있다.
예를 들면, 축전 수단(120)의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르지 아니하면, 정보 발신 수단(140)에 의한 정보 발신을 하지 않는 경우, 정보 취득 수단(130)에 의한 정보 취득을 일시중지 하거나, 또는 수집 빈도를 저하시키는 모드로 이행해도 좋다. 이와 같이 하면, 기억부(134)의 여유 용량 부족이 생기기 어렵다. 또, 축전 수단(120)의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르지 않는 경우, 혹은, 기억부(134)의 여유 용량이 부족한 경우는, 소정의 판정 조건에 근거하여, 중요도의 낮은 정보를 기억부(134)로부터 삭제(혹은 덧쓰기를 허가)할 수도 있다. 예를 들면, 정상치 또는 정상치의 정보를 기억부(134)로부터 삭제(혹은 덧쓰기를 허가)하고, 이상치(異常値, abnormal value)를 우선적으로 보관 유지하는 것이 바람직하다.
또, 수집 타이밍 제어 수단(160)은, 전술의 제어부(138) 혹은 후술하는 발신 타이밍 제어 수단(170)이나 분배 제어 수단(180)으로 실시하는 제어를 실행 가능하게 구성해도 좋고, 또, 반대로, 수집 타이밍 제어 수단(160)으로 실시하는 제어를, 다른 제어 수단인, 제어부(138)나 발신 타이밍 제어 수단(180)이나 분배 제어 수단(180)에서 실행 가능하게 구성해도 좋다.
발신 타이밍 제어 수단(170)은, 정보 취득 수단(130)에 의한 취득 정보를 정보 발신 수단(140)에 의해서 발신하는 타이밍을 결정한다. 이 발신 타이밍은, 예를 들면, 이하의 선택사항을 생각할 수 있다.
(1) 미리 설정된 발신 시간을 경과했을 때.
구체적으로는, 발신 타이밍 제어 수단(170)이 타이머 및/또는 클락을 구비하도록 하고, 미리 설정된 발신 시간에 근거하여 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내려 정보를 발신시킨다. 물론, 이 타이머/및 또는 클락은, 반드시 발신 타이밍 제어 수단(170)의 구성요소가 아니면 안 된다고 하는 것이 아니고, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)의 내부에 배치하고, 이들 타이머 및/또는 클락에서 타이머 정보 및/또는 클락 정보를, 발신 타이밍 제어 수단(170)이 취득하고, 이 시간 정보에 근거하여 발신 시간이나 타이밍을 제어하도록 구성해도 좋다. 이 발신 시간은, 구체적인 일시 등이 설정되어 있어도 좋고, 또, 발신의 시간 간격(예를 들면 1일 마다) 등이 설정되어 있어도 좋다. 이 때는, 발신 타이밍 제어 수단(170)을 실현하기 위한 프로그램을, 기억부(134)에 기억해 두고, 이것을 연산 처리부(136)로 실행하는 것에 의해서 실현되어도 좋다. 이 외에, 예를 들면, 전파 시계를 내장하고, 시계탑으로부터 발생되는 시계 전파를 수신하여 적당 시정(時程, time)에 따라, 정보 발신 수단(140)에 의한 정보의 발신을 실시하도록 설정해도 좋다.
(2) 축전 수단(120)의 시정수(時定數, time constant)에 대응한 소정 시간을 경과했을 때.
구체적으로는, 축전 수단(120)에 충전을 실시하고 있는 시간대에서, 충전 개시부터 그 시정수에 대응하는 소정 시간을 경과했다고 판단했을 때에, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내려 정보를 발신시킨다. 이와 같이 하면, 축전 수단(120)에 충분히 충전된 상태를 가늠하고, 정보 발신 수단(140)을 작동시켜 정보 발신을 할 수 있다.
(3) 축전 수단(120)의 충전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르렀을 때.
예를 들면, 정보 발신 수단(140)이 정보를 발신할 때에 필요한 전력량을 넘는 값을 반응을 일으키는 최소의 물리량으로 설정하고, 발신 타이밍 제어 수단(170) 또는 분배 제어 수단(180)의 감시에 의해, 축전 수단(120)의 충전량이 해당 반응을 일으키는 최소의 물리량을 넘었다고 판정했을 때에, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내리고, 정보 발신 수단(140)이 정보를 발신한다.
(4) 정보 취득 수단(130)이 취득하는 정보가 소정 조건을 만족시켰을 때.
구체적으로는, 수집된 정보가 이상치(異常値, abnormal value)인지 아닌지를 판정하고, 이상치의 경우는, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내려 정보 발신 수단(140)이 정보를 발신한다. 이것에 의해, 이상 시에 재빠르게 정보를 발신하는 것이 가능해진다. 혹은, 수집된 정보가, 미리 설정한 반응을 일으키는 최소의 물리량의 범위를 일탈했을 경우에, 정보 발신하도록 설정해도 좋다.
(5) 외부로부터의 발신 지시 신호를 수신했을 때.
구체적으로는, 발신 타이밍 제어 수단(170)이, 외부로부터의 무선 또는 유선을 경유하여 발신 지시 신호를 수신했을 때에, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내리고, 정보 발신 수단(140)에 정보를 발신시킨다. 이 발신 지시 신호는, 전력 공급 장치(104)의 전력 공급파(105)에 포함해도 좋다. 또, 수신 수단(190)으로부터 발신 지시 신호를 송신하고, 정보 발신 수단(140)을 개입시켜 발신 타이밍 제어 수단(170)이 이것을 수신해도 좋다.
(6) 수전 수단(110)이 전력 공급파(105)를 받았을 때.
또, 수전 수단(110)이 전력 공급파(105)를 받은 모든 타이밍에 정보를 발신할 필요는 없고, 예를 들면, 수전 10회 마다 정보를 발신하도록 제어해도 좋다. 혹은, 소정량 이상의 전력 공급(105)을, 수전 수단(110)이 받은 결과, 축전 수단(120)이 소정량 이상의 축전량을 넘은 타이밍에 정보를 발신하도록 설정해도 좋다.
또한, 상기 (1)~(6)의 어느 하나를 발신 타이밍으로 설정해도 좋고, 이러한 복수를 발신 타이밍으로 설정해도 좋고, 또, 상기 (1)~(6)로부터 선택된 복수의 조건을 동시에 만족시켰을 때를 발신 타이밍으로 설정해도 좋다.
또, 발신 타이밍 제어 수단(170)은, 전술의 제어부(138)나 수집 타이밍 제어 수단(160) 혹은 후술하는 분배 제어 수단(180)으로 실시하는 제어를 실행 가능하게 구성해도 좋고, 또, 반대로, 발신 타이밍 제어 수단(170)으로 실시하는 제어를, 다른 제어 수단인, 제어부(138)나 수집 타이밍 제어 수단(160)이나 분배 제어 수단(180)에서 실행 가능하게 구성해도 좋다.
분배 제어 수단(180)은, 수전 수단(110)이 급전을 받으면, 그 전력의 일부를 정보 취득 수단(130)에 배분함과 동시에, 다른 전력의 일부 또는 나머지를 축전 수단(120)에 배분한다. 이 배분의 비율이나 타이밍 등의 배분 방법은 적당 설정 가능하다. 소정의 전류 비율 또는 전압 비율에 의해서, 정보 취득 수단(130)과 축전 수단(120)에 배분해도 좋고, 시간 분할에 의해서 배분해도 좋다. 혹은, 축전 수단(120)의 충전율이 소정치 이상, 예를 들면, 발신 수단(140)에 의한 정보 발신이 가능한 충전량에 이른다고 정보 취득 수단(130)에 배분하도록 설정할 수도 있다. 또, 분배 제어 수단(180)은, 축전 수단(120) 상태(축전 정보)를 감시하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 분배 제어 수단(180)은, 정보 취득 수단(130)의 센서의 하나에 포함하는 것이 가능하고, 이 축전 정보는 정보 취득 수단(130)에 의해서 보관 유지된다. 또, 분배 제어 수단(180)은, 정보 취득 수단(130)으로부터 독립하여 축전 정보를 취득 및/또는 보관 유지해도 좋다. 또, 분배 제어 수단(180)은, 전술의 제어부(138)나 수집 타이밍 제어 수단(160)이나 발신 타이밍 제어 수단(170)으로 실시하는 제어를 실행 가능하게 구성해도 좋고, 또, 반대로, 분배 제어 수단(180)으로 실시하는 제어를, 다른 제어 수단인, 제어부(138)나 수집 타이밍 제어 수단(160)이나 발신 타이밍 제어 수단(170)에서 실행 가능하게 구성해도 좋다.
또한, 도 1a에서는, 정보 취득 수단(130)이, 외부의 기억부(134), 연산 처리부(136), 제어부(138)와 접속되는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 도 1b에 나타내듯이, 정보 취득 수단(130)이, 내부에 기억부(134), 연산 처리부(136), 제어부(138)를 일체적으로 구비하는 것도 가능하다. 또한 정보 취득 수단(130)이, 수집 타이밍 제어 수단(160)이나 발신 타이밍 제어 수단(170), 분배 제어 수단(180) 등을 일체적으로 구비해도 좋다.
다음으로, 이 수전형 정보 취득 발신 장치(101)의 동작에 대해 설명한다.
전력 공급 장치(104)로부터 발생되는 전력 공급파(105)는, 예를 들면 도 2에 나타내듯이, 단수 또는 복수의 무변조파 영역과, 단수 또는 복수의 변조파 영역을 갖는다. 무변조파 영역은, 전력을 수전 수단(110)에 전송하는 목적, 및/또는, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에서의 정보 발신 수단(140)으로부터 발생되는 정보 발신 신호(리스폰스 신호)를 수신하는 목적으로 이용된다. 변조파 영역은, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 대해서 신호(커멘드)를 송신하는 목적으로 이용된다. 구체적으로 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 시간 순서로, 제1 무변조파 영역(105A), 제1 변조파 영역(105X), 제2 무변조파 영역(105B), 제2 변조파 영역(105Y), 제3 무변조파 영역(105C)을 갖는다. 또, 정보 발신 수단(140)으로부터 발생되는 정보 발신 신호 영역도 복수 갖고, 제1 송신 신호 영역(142A), 제2 송신 신호 영역(142B)이 되고 있다. 제1 송신 신호 영역(142A)은, 반사파로서 제2 무변조파 영역(105B)에 중첩되고, 제2 송신 신호 영역(142B)은, 반사파로서 제3 무변조파 영역(105C)에 중첩된다.
수전 수단(110)에서, 예를 들면 제1 무변조파 영역(105A)을 변환하여 얻는 전력은, 분배 제어 수단(180)에 의해서, 정보 취득 수단(130)의 전원에 이용한다. 따라서, 제1 무변조파 영역(105A)에 의해서 전달되는 전력량은, 정보 취득 수단(130)이 기동하고, 내부 및/또는 외부로부터 정보를 취득하거나, 연산 처리부(136)에 의해서 각종 연산을 실행하거나, 제어부(138)에 의해서 각종 제어를 실행하기에 충분한 것으로 하는 것이 바람직하다.
또 예를 들면, 제1 변조파 영역(105X) 또는 제2 변조파 영역(105Y)dl 포함되는 신호(커멘드)에는, 이하의 사항을 포함할 수 있다.
(1) 축전 전환 신호···분배 제어 수단(180)에 대해서, 정보 취득 수단(130)에 공급하고 있는 전력을 축전 수단(120)에 분배하도록 지시하는 신호, 또는, 축전 수단(120)에 공급하고 있는 전력을 정보 취득 수단(130)에 분배하도록 지시하는 신호를 말한다.
(2) 수집 시간 신호···정보 취득 수단(130)에 의한 정보의 수집 타이밍을 설정하는 신호를 말한다.
(3) 수집 지시 신호···정보 취득 수단(130)에 대해서 정보의 수집을 지시하는 신호를 말한다.
(4) 발신 시간 신호···정보 발신 수단(140)에 의한 정보의 발신 타이밍을 설정하는 신호를 말한다.
(5) 발신 지시 신호···정보 발신 수단(140)에 대해서 정보의 발신을 지시하는 신호를 말한다.
예를 들면, 제1 변조파 영역(105X)에, 상기 (1)의 축전 변환 신호가 포함되는 경우, 제2 무변조파 영역(105B)의 전력을, 분배 제어 수단(180)에 의해서, 축전 수단(120)의 충전 측에 분배한다. 또, 여기에서는 제1 무변조파 영역(105A)의 전력을 정보 취득 수단(130)의 기동에 우선적으로 배분하는 경우를 예시하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제1 무변조파 영역(105A) 및 제2 무변조파 영역(105B)의 전력을 축전 수단(120)의 충전에 이용하여, 축전 수단(120)의 충전이 완료하면, 그것과 동시에 잉여의 전력을 정보 취득 수단(130)의 기동에 배분하도록 해도 좋다. 또, 제3 무변조파 영역(105C)은, 축전 수단(120)의 충전 또는 정보 취득 수단(130)의 기동에 이용하면 좋지만, 주로, 제2 송신 신호 영역(142B)의 수신 목적으로 이용된다.
제1 송신 신호 영역(142A) 또는 제2 송신 신호 영역(142B)에 포함되는 신호에는, 이하의 사항을 포함할 수 있다.
(1) 식별 정보···수전형 정보 취득 발신 장치(101)나 정보 취득 수단(130)(센서)을 식별하기 위한 개체 식별 정보.
(2) 취득 정보···정보 취득 수단(130)에 의해서 수집된 정보.
(3) 축전 정보···축전 수단(120)의 축전량을 나타내는 정보.
예를 들면, 제1 송신 신호 영역(142A) 또는 제2 송신 신호 영역(142B)에 포함되는 축전 정보에 의해서, 축전 수단(120)의 축전량이 적다고 판단했을 경우는, 전력 공급 장치(104)가, 제2 무변조파 영역(105B) 또는 제3 무변조파 영역(105C)의 송신 시간을 길게 하거나, 출력을 증대시키도록 해도 좋다. 또, 동(同) 축전 정보에 의해서, 축전 수단(120)의 축전이 완료하고 있다(대략 완료하고 있다)고 판단했을 경우는, 전력 공급 장치(104)가, 제2 무변조파 영역(105B) 또는 제3 무변조파 영역(105C)의 송신 시간을 짧게 하거나, 출력을 감소시켜도 좋다.
도 3에, 축전 수단(120)에서의 축전 상태를 나타낸다. 예를 들면, 축전 수단(120)이 배터리의 경우, 도 3 (A)에 나타내듯이, 전력 공급파(105)를 수전 수단(110)이 받을 때마다, 축전 수단(120)의 축전량이 단계적으로 증대한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 한 번의 전력 공급파(105)만으로 축전 수단(120)의 축전이 완료하지 않게 설정된다. 한 번의 전력 공급파(105)로 축전을 완료시켜 버리면, 그 후에, 전력 공급파(105)를 이용하여, 정보 취득 수단(130) 등에 대해서 여러 가지 커멘드를 고빈도(高頻度)로 송신할 때에, 그 전파의 에너지가 낭비되어 버려지기 때문이다.
덧붙여서, 정보 취득 시스템(1)에서는, 수전측 정보 취득 발신 장치(101)에서의, 자연 방전을 포함한 단위시간 당의 전력 소비량에 대해서, 전력 공급 장치(104)에 의해서 수전측 정보 취득 발신 장치(101)에 공급되는(수전 수단(110)에 의해서 전력으로 변환되는) 단위시간 당의 전력 공급량이 크다. 이 단위시간 당이란, 예를 들면, 소정 시간(1일이나 1주간, 1개월) 등의 총전력량에 근거하여 단위시간 상당히 평준화한 값을 말한다. 구체적으로, 수전측 정보 취득 발신 장치(101)의 전력 소비량에는, 축전 수단(120) 등에서의 자연 방전, 정보 취득 수단(130)에서의 정보 취득시의 전력 소비, 정보 발신 수단(140)에 의한 정보 발신시의 전력 소비, 기억부(134)나 연산 처리부(136) 등의 제어 관계의 전력 소비를 포함한다.
또 본 실시 형태에서는, 축전 수단(120)의 축전량이, 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량 Va에 이르렀을 때, 발신 타이밍 제어 수단(170)이, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내리고, 정보 발신 수단(140)에 정보를 발신시키도록 구성하는 것이 가능하다. 이 정보 발신에 의해서, 축전 수단(120)의 전력이 소비되어 축전량이 큰 폭으로 감소하지만, 정기적인 전력 공급파(105)의 수신에 의해서, 다시, 단계적으로 축전된다. 이 동작을 반복함으로써, 전력 소비량이 크고, 종래, 실현될 수 없었던 먼 곳까지의 정기적으로 장기간에 걸쳐 정보 발신, 혹은, 항구적인 정보 발신을 실현할 수 있다. 또, 정보 취득 수단(130)에 의한 정보 취득은, 전력 공급파(105)를 수전 수단(110)이 수신할 때마다 실시하는 것도 가능하고, 따라서, 이 경우, 복수회분의 정보를, 정보 발신 수단(140)이 정리하여 발신할 수 있으므로, 효율을 높일 수 있다.
또 예를 들면, 축전 수단(120)이 콘덴서의 경우, 도 3 (B)에 나타내는 전압 파형이 된다. 즉, 복수회의 전력 공급파(105)를 수전 수단(110)이 받을 때마다, 콘덴서의 축전량이 서서히 증대한다. 콘덴서의 경우는, 축전량이 증가하는 만큼, 시정수에 관계하고, 축전 하기 어려워진다. 즉, 콘덴서의 축전 용량은, 정보 발신 수단(140)에 의한 1회의 정보 발신에 필요로 하는 소비 전력 상당한 전기량을 충분히 웃돌도록 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 축전 수단(120)의 축전량이, 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량 Va에 이르렀을 때, 발신 타이밍 제어 수단(170)이, 정보 발신 수단(140)에 대해서 지시를 내리고, 정보 발신 수단(140)에 정보를 발신시킨다. 이 정보 발신에 의해서, 축전 수단(120)의 전력이 소비되어 축전량이 큰 폭으로 감소하지만, 전력 공급파(105)의 수신에 의해서, 다시, 축전된다. 이 동작을 반복함으로써, 정보 발신 수단(140)이 정기적이고 항구적으로 정보를 발신할 수 있다.
또한, 여기에서는 특히 도시하지 않지만, 수전측 정보 취득 발신 장치(101)에서의 정보 발신 수단(140)의 정보의 발신 빈도에 근거하여, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량을 가변으로 할 수 있다. 예를 들면, 정보 발신 수단(140)의 정보의 발신 빈도가 저하했을 경우, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량(1회의 발신량 또는 발신 빈도)을 증대시킨다. 발신 빈도가 저하하는 경우는, 예를 들면, 축전 수단(120)이 열화하여 축전 효율이 저하함으로써, 축전량이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량 Va에 이를 때까지의 시간이 길어지는 것을 의미한다. 이 때에, 전력 공급파의 발신량을 증대시킴으로써, 정보 발신 수단(140)의 발신 빈도를 일정하게 유지한다. 또, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량을 증대시켜도, 정보 발신 수단(140)의 발신 빈도가 증대하지 않는 경우는, 축전 수단(120)의 열화 이외에 어떠한 문제가 생겼다고 수신 수단(190) 측에서 판정할 수도 있다.
이와 같이, 수전측 정보 취득 발신 장치(101)에서의 정보 취득 수단(143)에 의한 정보의 취득 빈도에 근거하여, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량을 가변으로 할 수 있다. 예를 들면, 정보 취득 수단(130)의 정보의 취득 빈도가 저하했을 경우, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량(1회의 발신량 또는 발신 빈도)을 증대시킨다. 정보 취득 빈도가 저하하는 경우는, 예를 들면, 축전 수단(120)이 열화하여 축전 효율이 저하함으로써, 축전량이, 정보 취득용의 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이를 때까지의 시간이 길어지는 것을 의미한다. 이 때에, 전력 공급파의 발신량을 증대시킴으로써, 정보 취득 수단(130)의 취득 빈도를 일정하게 유지한다. 또, 전력 공급 장치(104)에서의 전력 공급파의 발신량을 증대시켜도, 정보 취득 수단(130)의 취득 빈도가 증대하지 않는 경우는, 축전 수단(120)의 열화 이외에 어떠한 문제가 생겼다고 수신 수단(190) 측에서 판정할 수도 있다.
또한, 여기에서는 복수회의 충전에 의해서, 축전 수단(120)의 축전이 소정치를 넘도록 설정하는 경우를 예시했지만, 한 번의 충전으로 축전을 완료시키는 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 축전 수단(120)의 축전이 완료할 때까지, 또는, 축전율이 소정 반응을 일으키는 최소의 물리량에 이르기까지의 시간(즉, 시정수에 근거하는 시간 T)을 단축할 수 있다.
이상, 본 실시 형태의 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 의하면, 예를 들면, 공간에 방사되는 전력 공급파(105)에 의해서 급전 된다. 즉, 급전에 관해서는 패시브가 된다. 이 때, 정보 취득 수단(130)은, 전력 공급파(105)의 에너지를 전력으로 변환하는 수전 수단(110)으로부터, 직접 또는 간접적으로 전력 공급을 받아 센서 등에서 정보를 취득할 수 있다.
전력 공급파(105)에 의한 전력 공급은, 비교적 미약하다. 특히, 전력 공급 장치(104)와 수전 수단(110)의 거리가 멀어지면, 에너지 전달 효율이 저하된다. 거기서 본 실시 형태에서는, 정보 취득 수단(130)에서 소비되지 않은 미소한 잉여 전력, 혹은, 정보 취득 수단(130)에서 소비되는 전력을 웃도는 에너지의 전력 공급파(105)로 공급하고, 잉여 전력을, 축전 수단(120)에 계시적으로 조금씩 축적한다. 또, 예를 들면, 정보 취득 수단(130)의 정보 수집 빈도보다, 정보 발신 빈도를 줄인다. 결과, 축전 수단(120)에 충분히 전력을 축적할 수 있으므로, 정보 발신 수단(140)은, 축전 수단(120)에 축적된 풍부한 전력을 이용하여, 복수회에 걸쳐서 수집된 정보를 비교적 대전력으로 소망한 타이밍에 무선 발신할 수 있다. 즉, 정보 발신에 관해서는 액티브가 된다. 이것에 의해, 예를 들면, 수센티미터 혹은 수미터로부터 수십 미터, 혹은 수백 미터, 수킬로미터 떨어진 수신 수단(190)에 대해서 정보를 전달하는 것도 가능해진다.
또한, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)은, 수집 타이밍 제어 수단(160)에 의해서, 정보 취득 수단(130)에서의 정보의 수집 타이밍을 자재로 설정할 수 있으므로, 목적에 맞는 정보 수집이 가능해진다. 동일하게, 발신 타이밍 제어 수단(170)에 의해서, 정보 발신 수단(140)에 의한 발신 타이밍을 자재로 설정할 수 있으므로, 목적에 맞는 정보 발신이 가능해진다. 특히, 본 실시 형태와 같이, 전력 공급파(105)로 설정용 신호를 포함하도록 하면, 도중에 타이밍을 변경하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 분배 제어 수단(180), 수집 타이밍 제어 수단(160), 제어부(138), 발신 타이밍 제어 수단(170) 등이 다른 블록이 되는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 이러한 기능의 전부 또는 일부를, 하나의 IC나 마이크로컴퓨터 등의 칩에서 함께 처리하도록 해도 좋다. 즉, 상술의 구성은, 기능면에서의 구성이며, 하드웨어의 구성은 적당 선택하는 것이 가능하고, 예를 들면 IC 태그, RF 태그 등으로서 구성할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서, 수전측 정보 취득 발신 장치(101)에 자기 진단 기능을 부가하는 것도 바람직하다. 예를 들면 도 6에 나타내듯이, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에서, 다른 회로로부터 독립하여 자기 진단 수단(자기 진단 회로)(185)을 설치하는 것이 바람직하다. 이 자기 진단 수단(185)은, 타이머 수단을 내장하고, 정기적(예를 들면, 하루 1회)으로, 정보 발신 수단(140)을 개입시켜 진단 결과를 발신한다. 자기 진단의 내용에는, 축전 수단(120)의 축전량(축전 장해), 수전 수단(110)에서의 수전 장해(예를 들면, 수전 수단(110)으로부터 축전 수단(120)으로의 전류의 흐름 상황을 체크함), 정보 취득 수단(130)의 동작 장해(신호의 교환을 할 수 있는지 아닌지), 기억부(134)나 연산 처리부(136)의 동작 장해(적절히 응답 동작하고 있는지 아닌지를 체크함) 등을 포함한다. 축전 수단(120)이 열화 했다고 해도, 자기 진단 수단(185)은 동작할 수 있도록, 자기 진단 수단(185)의 전력은, 분배 제어 수단(180)으로부터 직접적으로 취득하는 것이 바람직하다. 이러한 진단 결과를 정기적으로 외부로 발신함으로써, 수신 수단(190) 측에서 고장이나 메인터넌스 시기를 파악할 수 있게 된다. 이 자기 진단 수단(180)을, 다른 회로(본체 회로)로부터 독립시킴으로써, 본체 회로의 고장인지, 자기 진단 수단(180) 자체의 고장인지를 구분하는 것이 가능해진다. 또, 이 자기 진단 수단(185)으로부터, 타이머에 근거하여 정기적인 타이밍으로 진단 정보를 발신시킴으로써, 이 진단 정보가 끊어졌을 때에 본체에 고장이 생겼다는 것을 재빠르게 인식할 수 있다.
다음으로, 본 실시의 형태의 수전형 정보 취득 발신 장치(101)를 포함하는 정보 취득 시스템(1)의 적용 사례에 대해 설명한다.
도 4에는, 정보 취득 시스템(1)이 건조물에 적용에 설치되는 경우를 나타낸다. 이 계측 시스템(1)은, 빌딩이나 교량 등의 복수의 건조물(10)과, 이 건조물(10)에 건설시의 구조를 확정하는 통전로 부부재(30)와, 이 부재(30)에 설치되는 수전형 정보 취득 발신 장치(101)와, 이 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 대해서 전력을 공급하는 전력 공급 장치(104)를 구비하여 구성된다. 전력 공급 장치(104)는, 수신 수단(190)을 겸하고, 건조물 단위, 또는 그것보다 작은 단위로, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 대응하여 설치된다. 전력 공급 장치(104)는, 유선 또는 무선 통신 회선을 개입시켜 서버(100)에 접속된다.
통전로 부부재(30)는, 도 5 (A)에 나타내듯이, 금속 등의 플레이트재(300)에 대해서, 통전로(92)가 형성된 구조가 되고 있다. 또, 플레이트재(300)에는, 적어도 2개소에, 볼트 등에 의해서 상대 부재에 체결하기 위한 계합부(302)가 형성된다. 도 5 (B)에 나타내듯이, 통전로 부부재(30)(플레이트재(300))는, 볼트에 의해서 강재 등에 체결할 때에, 접속 플레이트로서 활용할 수 있다. 이러한 복수의 플레이트재(300)를, 여러 가지 방향을 따라서 배치함으로써, 보다 다양한 응력 계측을 실현할 수 있다.
도 5 (A)로 돌아와서, 이 플레이트재(300)는, 상대 부재의 변형에 연동하여, 신장, 수축, 뒤틀림 등이 생긴다. 이 플레이트재(300)에는, 제1 방향(X)으로 왕복하는 제1 통전로(93)가 복수(4개), 매트릭스상(matrices 狀)으로 배치된다.
도 5 (C)에 나타내듯이, 플레이트재(300)의 외주면에는, 통전로(92)를 화성(畵成, definition)하는 홈(요부)(90A)이 형성된다. 홈(90A)의 내주면에는, 기초층이 되는 전기 절연층(91)이 형성되고, 전기 절연층(91) 상에 통전로(92)가 직접적으로 형성된다. 결과, 통전로(92)가, 외부 부재와 접촉하지 않고 끝나므로, 통전로(92)의 단선이나 박리 등을 억제할 수 있다. 이 통전로(92)는, 금속재료에 의해서 구성되고, 통전로 부부재(30)가 변형함에 따라 자신도 변형하고, 그것에 의해 저항치 등의 전기적 특성이 변화함으로써, 통전로 부부재(30)에 생기는 응력 상태를 출력한다. 즉, 이 통전로(92)가, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에서의 정보 취득 수단(130)의 전부 또는 일부를 구성한다.
전기 절연층(91)은, 예를 들면, 적층 인쇄, 퍼트 인쇄, 도장, 도금, 잉크젯 인쇄 등을 채용할 수 있다. 또 예를 들면, 소정의 마스크를 배치한 상태로, 절연 재료를 스패터링에 의해서 피막 형성하거나, 실리카 재료를 도포해 가열 처리하거나, 폴리이미드계의 유기 절연재를 도포하는 등의 여러 가지 수법을 채용할 수 있다.
이 정보 취득 시스템(1)에 의하면, 통전로 부부재(30)에 설치되는 수전형 정보 취득 발신 장치(101)에 대해서, 전력 공급 장치(104)가 전력을 항상 공급할 수 있다. 동시에, 수전형 정보 취득 발신 장치(101)가, 통전로 부부재(30)에 작용하는 응력을 정기적으로 검출하는 것이 가능하고, 그 정보를, 전력 공급 장치(104)를 개입시켜 서버(100)로 회수할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 금속 등의 플레이트재(300)에 정보 취득 수단(130)의 전부 또는 일부가 설치되는 경우를 예시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 도 7 및 도 8에, 통전로 부부재(30)로서 수나사체(40)를 채용했을 경우의 기본 구조를 나타낸다. 수나사체(40)는 소위 볼트이며, 두부(頭部)(42)와 축부(44)를 갖는다. 축부(44)에는, 원통부(44a)와 나사부(44b)가 형성된다. 물론, 원통부(44a)는 필수는 아니다.
두부(42) 내에는, 두부 수용 공간(48)이 형성되고, 축부(44) 내에는, 축 방향으로 연장되는 축부 수용 공간(46)이 형성된다. 두부 수용 공간(48)과 축부 수용 공간(46)은 연통하고, 두부 수용 공간(48)이 축부 수용 공간(46)보다 지름 방향으로 확장된 구조가 되고 있다. 여기에서는, 이러한 두부 수용 공간(48) 및 축부 수용 공간(46)을 총칭하여 내부 공간(49)이라고 부른다.
원통부(44a)는, 외주면에 요부(90)가 형성되고, 요부(90)에서의 원통형의 저면에, 응력 계측용의 통전로(92)가 형성된다. 이 통전로(92)는, 금속재료에 의해서 구성되고, 통전로 부부재(30)가 변형함에 따라 자신도 변형하고, 그것에 의해 저항치 등의 전기적 특성이 변화함으로써, 통전로 부부재(30)에 생기는 응력 상태를 출력한다. 요부(90)의 저면에는, 전기 절연층(91)이 직접 형성되고, 이 전기 절연층(91) 상에, 통전로(92)가 직접 형성된다.
전기 절연층(91)은, 예를 들면, 적층 인쇄, 퍼트 인쇄, 도장, 도금, 잉크젯 인쇄 등을 채용할 수 있다. 또 예를 들면, 소정의 마스크를 배치한 상태로, 절연 재료를 스퍼터링에 의해서 피막 형성하거나, 실리카 재료를 도포하여 가열 처리하거나, 폴리이미드계의 유기 절연재를 도포하는 등의 여러 가지 수법을 채용할 수 있다.
통전로(92)는, 서로 독립하여 병설(竝設, parallel establishment)되는 제1 통전로(93)와 제2 통전로(94)를 갖는다. 제1 통전로(93)는, 제1 방향이 되는 축 방향 J를 따라서, 왕복하도록 연장되고, 통전로 부부재(30)의 표면이 제1 방향을 따라서 변형하는 상태를 검출한다. 제2 통전로(94)는, 제1 방향에 대해서 직각의 제2 방향이 되는 주(周) 방향 S를 따라서, 왕복하도록 연장되고, 통전로 부부재(30)의 표면이 제2 방향을 따라서 변형하는 상태를 검출한다. 또, 여기에서는 제1 통전로(93)를 하나만 배치하는 경우를 예시했지만, 주(周) 방향으로 일정한 위상차(예를 들면 90°, 180°)를 갖는 장소에 복수 배치하는 것도 바람직하고, 축 방향으로 간격을 비워 복수 배치해도 좋다. 제2 통전로(94)에 관해서도 마찬가지이다. 통전로(92)는, 도전성 페이스트를 이용한 적층 인쇄, 퍼트 인쇄, 도장, 도금, 잉크젯 인쇄, 스퍼터링 등에 의해서 요부(90) 또는 전기 절연층(91)에 직접 형성된다. 통전로(92)의 형상에 맞게 마스킹을 설치하여 에칭함으로써, 배선의 형상을 설정해도 좋다. 이와 같이 통전로(92)를 직접 형성함으로써, 장기간에 걸쳐, 통전로(92)가 박리 하지 않게 되어 있다. 덧붙여서, 접착재에 의해서 구성되는 접착층 등에 의해서 통전로(92)를 설치하면, 접착제의 시간 경과 열화에 의해서 정확한 응력을 계측할 수 없게 되므로, 본 실시 형태에서는 채용할 수 없다.
제1 통전로(93) 및 제2 통전로(94)의 외표면은, 요부(90)로부터 돌출되지 않게 설정된다. 즉, 제1 통전로(93) 및 제2 통전로(94)의 배선의 두께에 대해서, 요부(90)의 깊이가 크다. 이와 같이 함으로써, 제1 통전로(93) 및 제2 통전로(94)가, 다른 부재와 접촉하여 손상하는 것을 회피한다. 또, 제1 통전로(93) 및 제2 통전로(94)의 외표면에 커버층을 형성하여 보호하는 것도 바람직하다. 커버층도 절연 재료를 이용하도록 한다.
두부(42)의 좌면(座面, seat surface)(42A) 및 주면(周面, peripheral surface)(42B)에도, 요부(96)가 형성된다. 이 요부(46) 내에, 후술하는 축전 수단(배터리)(120)으로부터 통전로(92)까지 전기를 공급하는 배선(97)이 형성된다. 따라서, 좌면(42A)에 의해서, 피체결 부재를 체결해도, 배선(97)은, 피체결 부재에 접촉하는 것을 회피할 수 있다. 또, 스패너 등의 공구에 의해서 두부(42)를 회전시켜도, 공구와 배선(97)이 접촉하는 것을 회피할 수 있다.
내부 공간(49) 내에는, 배선(97)이 접속되는 기판(54)과, 기판(54)에 전력을 공급하는 축전 수단(배터리)(120)이 수용된다. 기판(54)에는, 수전 수단(110)이나 정보 발신 수단(140) 등이 형성된다. 또, 본 실시 형태에서는 축전 수단(120)이나 기판(54) 등을 내장하는 경우를 예시하지만, 외부에 배치하여도 좋다.
또한 내부 공간(49)에 이물이나 수분이 진입하는 것을 방지하기 위해서, 내부 공간(49)의 개구 부분에는 캡(50)이 설치된다. 두부 수용 공간(48) 측의 캡(50)을 떼어내면, 건조물(10)로부터 수나사체(40)을 떼어내지 않고, 축전 수단(배터리)(120)의 교환이나, 기판(54) 등의 메인터넌스가 가능해지고 있다.
본 발명의 실시예는, 상기 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.
1 정보 취득 시스템
101 수전형 정보 취득 발신 장치
104 전력 공급 장치
105 전력 공급파
105A 제1 무변조파 영역
105B 제2 무변조파 영역
105C 제3 무변조파 영역
105X 제1 변조파 영역
105Y 제2 변조파 영역
110 수전 수단
120 축전 수단
130 정보 취득 수단
134 기억부
136 연산 처리부
138 제어부
140 정보 발신 수단
142 발신파
142A 제1 송신 신호 영역
142B 제2 송신 신호 영역
150 정류 수단
160 수집 타이밍 제어 수단
170 발신 타이밍 제어 수단
180 분배 제어 수단
190 수신 수단

Claims (20)

  1. 전력을 공급 가능한 전력 공급파를 받는 수전 수단과,
    상기 수전 수단이 상기 전력 공급파로부터 얻은 전력을 축적하는 축전 수단과,
    상기 수전 수단 또는 상기 축전 수단의 상기 전력의 적어도 일부를 소비하여 정보를 취득하는 정보 취득 수단과,
    상기 축전 수단의 상기 전력을 이용하여, 상기 정보를 외부로 발신하는 정보 발신 수단,
    을 구비하는 수전형 정보 취득 발신 장치와,
    상기 수전형 정보 취득 발신 장치의 상기 수전 수단에 대해서, 전력을 공급 가능한 전력 공급파를 발신 가능한 전력 공급 장치와,
    상기 수전형 정보 취득 발신 장치에서의 상기 정보 발신 수단의 상기 정보의 발신 빈도에 근거하거나 또는 상기 정보 취득 수단의 상기 정보의 취득 빈도에 근거하여, 상기 전력 공급 장치에서의 상기 전력 공급파의 발신량을 가변하는 것을 특징으로 하는 정보 취득 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수전형 정보 취득 발신 장치에서의 상기 정보 발신 수단이 외부로 발신하는 상기 정보를 수신하는 수신 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    정보 취득 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치 및 상기 수신 수단이 일체화되는 것을 특징으로 하는,
    정보 취득 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급파에 대해서, 상기 정보 취득 수단에서의 상기 정보를 취득하는 타이밍에 관한 지시 정보가 중첩되는 것을 특징으로 하는,
    정보 취득 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급파에 대해서, 상기 정보 발신 수단이 상기 정보를 외부로 발신하는 타이밍에 관한 지시 정보가 중첩되는 것을 특징으로 하는,
    정보 취득 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수전형 정보 취득 발신 장치에서의, 자연 방전을 포함한 단위시간 당의 전력 소비량에 대해서, 상기 전력 공급 장치에 의해서 상기 수전형 정보 취득 발신 장치에 공급되는 단위시간 당의 전력 공급량이 큰 것을 특징으로 하는,
    정보 취득 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018183892A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 Energous Corporation Flat antennas having two or more resonant frequencies for use in wireless power transmission systems
US11894699B2 (en) 2018-01-12 2024-02-06 NejiLaw inc. Power receiving-type information transmission device and information transmission system
WO2019168905A1 (en) 2018-03-02 2019-09-06 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Earth-boring tools having pockets trailing rotationally leading faces of blades and having cutting elements disposed therein and related methods
CN108448749A (zh) * 2018-03-29 2018-08-24 武汉大学 一种基于红外线的无线电能传输装置及方法
WO2019200067A1 (en) 2018-04-11 2019-10-17 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Earth boring tools with pockets having cutting elements disposed therein trailing rotationally leading faces of blades and related methods
CN108983851A (zh) * 2018-07-30 2018-12-11 佛山市顺德区中山大学研究院 一种无线能量传输的wifi温湿度监控系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040000713A1 (en) 2002-06-26 2004-01-01 Shunzo Yamashita Semiconductor device for sensor system
JP2012523206A (ja) * 2009-04-06 2012-09-27 クゥアルコム・インコーポレイテッド 複数の逆方向リンク・データ・ストリームをサポートするためのシステムおよび方法
JP2013219968A (ja) 2012-04-11 2013-10-24 Denso Corp 非接触給電パッド及び非接触給電装置
JP2014033520A (ja) 2012-08-02 2014-02-20 Sony Corp 給電制御装置、管理装置、給電制御方法、および電力制御システム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4192981B2 (ja) * 2006-02-23 2008-12-10 ソニー株式会社 記録メディア保持装置
JP5052079B2 (ja) 2006-09-08 2012-10-17 株式会社半導体エネルギー研究所 センサ装置及びそれを有する容器類
JP2008074591A (ja) 2006-09-25 2008-04-03 Dainippon Printing Co Ltd センサ装置
JP4908146B2 (ja) 2006-10-12 2012-04-04 株式会社東芝 センサ付きｉｃタグ適用高電圧機器
JP2008204234A (ja) 2007-02-21 2008-09-04 Teruya:Kk Ｒｆｉｄタグ内蔵型ｓａｗセンサ及び計測システム
JP4835534B2 (ja) * 2007-08-07 2011-12-14 株式会社デンソーウェーブ Ｒｆタグシステム，ｒｆタグ，タグリーダ
JP5566035B2 (ja) 2009-01-29 2014-08-06 キヤノン株式会社 充電装置及び方法
JP5445335B2 (ja) * 2010-05-31 2014-03-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置のデータ取得方法及び基板処理システム
KR101937732B1 (ko) * 2010-07-28 2019-01-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법
JP5126324B2 (ja) * 2010-09-10 2013-01-23 トヨタ自動車株式会社 給電装置、および給電システムの制御方法
JP5452648B2 (ja) * 2012-03-22 2014-03-26 公益財団法人鉄道総合技術研究所 鉄筋かご
KR102007226B1 (ko) 2013-01-08 2019-08-06 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10161838B2 (en) * 2013-02-13 2018-12-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Sensor assembly, method, and device for monitoring shear force and pressure on a structure
KR102015496B1 (ko) 2013-03-04 2019-08-28 엘지전자 주식회사 전자 기기, 전기 차량 및 무선 전력 전송장치
JP2014193086A (ja) 2013-03-28 2014-10-06 Panasonic Corp ワイヤレスグリッド及びそれを用いた無線センサネットワークシステム
JP2014195514A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 ソニー株式会社 生体情報取得装置及び生体情報通信システム
TWI502819B (zh) * 2013-11-12 2015-10-01 D Link Corp Automatically switch the power use mode of the smart socket
US11589758B2 (en) * 2016-01-25 2023-02-28 Fitbit, Inc. Calibration of pulse-transit-time to blood pressure model using multiple physiological sensors and various methods for blood pressure variation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040000713A1 (en) 2002-06-26 2004-01-01 Shunzo Yamashita Semiconductor device for sensor system
JP2004024551A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Renesas Technology Corp センサシステム用半導体装置
JP2012523206A (ja) * 2009-04-06 2012-09-27 クゥアルコム・インコーポレイテッド 複数の逆方向リンク・データ・ストリームをサポートするためのシステムおよび方法
JP2013219968A (ja) 2012-04-11 2013-10-24 Denso Corp 非接触給電パッド及び非接触給電装置
JP2014033520A (ja) 2012-08-02 2014-02-20 Sony Corp 給電制御装置、管理装置、給電制御方法、および電力制御システム

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