(57)【要約】【課題】電池の残量が少なくなってきたときに、電池寿命をさらに延ばす。【解決手段】メモリＭ１に電池電圧Ｖと計測周期Ｔ１との対応（Ｖ低→Ｔ１長）を記した計測実行条件テーブルＴＢ１を設ける。メモリＭ２に電池電圧Ｖと通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗとの対応（Ｖ低→Ｔ２長，Ｒ少，Ｗ小）を記した無線通信実行条件テーブルＴＢ２を設ける。計測実行条件決定部８において、現在の電池電圧Ｖに応じた計測周期Ｔ１を計測実行条件テーブルＴＢ１より読み出し、計測用ＣＰＵ３で使用する実際の計測実行条件とする。無線通信実行条件決定部９において、現在の電池電圧Ｖに応じた通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗを無線通信実行条件テーブルＴＢ２より読み出し、送信用ＣＰＵ４で使用する実際の無線通信実行条件とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、
前記電池の現在の能力を検出する電池能力検出手段と、
前記電池の能力の変動範囲を段階的に区分して定められた各能力範囲と前記計測部が計測データを作成する際に使用する計測実行条件との対応を示す計測実行条件テーブルを記憶する計測実行条件記憶手段と、
前記計測実行条件テーブルより前記電池能力検出手段によって検出された前記電池の現在の能力が属する能力範囲に対応する計測実行条件を読み出し、この読み出した計測実行条件を前記計測部において使用する実際の計測実行条件として決定する計測実行条件決定手段と
を備えることを特徴とする無線センサ。
【請求項２】
センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、
前記電池の現在の能力を検出する電池能力検出手段と、
前記電池の能力の変動範囲を段階的に区分して定められた各能力範囲と前記無線通信部が計測データを無線送信する際に使用する無線通信実行条件との対応を示す無線通信実行条件テーブルを記憶する無線通信実行条件記憶手段と、
前記無線通信実行条件テーブルより前記電池能力検出手段によって検出された前記電池の現在の能力が属する能力範囲に対応する無線通信実行条件を読み出し、この読み出した無線通信実行条件を前記無線通信部において使用する実際の無線通信実行条件として決定する無線通信実行条件決定手段と
を備えることを特徴とする無線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、温度，湿度，圧力，ＣＯ２濃度などの物理情報を計測データとして無線送信する無線センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空調制御用の室内型温度センサなど、計測データを無線送信する無線センサは、電池で動作することが要求される。その際、例えば空調制御領域では、電池交換の手間を少なくするために、単３電池数本程度の電池容量で３年〜５年程度の電池寿命が要求される。そのため、無線センサに設けられている計測回路、送信回路、ＣＰＵを常時スリープモードにしておき、これらを定周期で起動して計測・送信を行うことで、その要求を満たしている。例えば、特定小電力無線システムの温度センサでは、１分間隔の定周期で計測および送信を行うことで、単３電池２本の電池容量で３年の電池寿命を実現している。
【０００３】
これに対して、特許文献１では、さらに電池寿命を延ばすために、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部と、計測部および無線通信部の動作を制御する制御部とを無線センサに設け、制御部からの指令によって計測部において定期的に計測データを作成させ、この計測部において作成された計測データに所定値を超える変化が認められた場合に、制御部からの指令によって無線通信部を起動して、その計測データを無線送信するようにしている。また、計測部において計測データが作成される毎にその計測データの変化の度合いを求め、この求めた計測データの変化の度合いが小さいときは計測周期を長周期とし、変化の度合いが大きいときは計測周期を短周期とするようにしている。
【０００４】
また、特許文献２では、通信装置において、受信状態を検出し、受信状態に応じた通信所要電力と電池残量とから通信可能量を算出し、その算出した通信可能量（例えば、通信可能時間）を表示するようにしている。ユーザは、この通信可能量の表示を見て、電池交換の必要があるか否かを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０５２４１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した定周期で起動して計測および送信を行う方法では、常に定周期で計測および送信が行われるので、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命を更に延ばすということはできない。
【０００７】
また、特許文献１に示された方法では、計測データに所定値を超える変化が認められた場合には常に計測データが無線送信され、また、計測データの変化の度合いが大きい場合には、常に計測周期が短周期となる。このため、特許文献１に示された方法でも、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命を更に延ばすということはできない。
【０００８】
また、特許文献２に示された方法では、受信状態に応じた通信所要電力と電池残量とから通信可能量を算出し、その算出した通信可能量を表示するようにしているのみである。このため、特許文献２に示された方法でも、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命をさらに延ばすということはできない。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命をさらに延ばすことができる無線センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明は、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、電池の現在の能力を検出する電池能力検出手段と、電池の能力の変動範囲を段階的に区分して定められた各能力範囲と計測部が計測データを作成する際に使用する計測実行条件との対応を示す計測実行条件テーブルを記憶する計測実行条件記憶手段と、計測実行条件テーブルより電池能力検出手段によって検出された電池の現在の能力が属する能力範囲に対応する計測実行条件を読み出し、この読み出した計測実行条件を計測部において使用する実際の計測実行条件として決定する計測実行条件決定手段とを設けたものである。
【００１１】
この発明によれば、電池の現在の能力が検出され、この検出された電池の現在の能力が属している能力範囲に対応する計測実行条件が計測実行条件テーブルより読み出され、この読み出された計測実行条件が計測部において使用する実際の計測実行条件として決定される。例えば、計測実行条件を計測周期とし、電池の能力が低くなるほど計測周期が長くなるように、計測実行条件テーブルにおける能力範囲と計測実行条件との対応を定めておく。このようにすると、電池の能力が低下するにつれ、計測周期が長くなり、電池の寿命が延びることになる。
【００１２】
また、本発明は、センサと、このセンサの出力から計測データを作成する計測部と、この計測部が作成した計測データを無線送信する無線通信部とを備え、電池によって駆動される無線センサにおいて、電池の現在の能力を検出する電池能力検出手段と、電池の能力の変動範囲を段階的に区分して定められた各能力範囲と無線通信部が計測データを無線送信する際に使用する無線通信実行条件との対応を示す無線通信実行条件テーブルを記憶する無線通信実行条件記憶手段と、無線通信実行条件テーブルより電池能力検出手段によって検出された電池の現在の能力が属する能力範囲に対応する無線通信実行条件を読み出し、この読み出した無線通信実行条件を無線通信部において使用する実際の無線通信実行条件として決定する無線通信実行条件決定手段とを設けたものである。
【００１３】
この発明によれば、電池の現在の能力が検出され、この検出された電池の現在の能力が属している能力範囲に対応する無線通信実行条件が無線通信実行条件テーブルより読み出され、この読み出された無線通信実行条件が無線通信部において使用する実際の無線通信実行条件として決定される。例えば、無線通信実行条件を通信周期とし、電池の能力が低くなるほど通信周期が長くなるように、無線通信実行条件テーブルにおける能力範囲と無線通信実行条件との対応を定めておく。このようにすると、電池の能力が低下するにつれ、通信周期が長くなり、電池の寿命が延びることになる。
【００１４】
なお、無線通信実行条件としては、通信周期の他、通信失敗時のリトライ回数、送信電力なども考えられる。また、通信周期、リトライ回数、送信電力を組み合わせて無線通信実行条件としてもよい。この場合、電池の能力が低くなるほど、通信周期を長くしたり、リトライ回数を少なくしたり、送信電力を小さくしたりする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電池の現在の能力が検出され、この検出された電池の現在の能力が属している能力範囲に対応する計測実行条件が計測実行条件テーブルより読み出され、この読み出された計測実行条件が計測部において使用する実際の計測実行条件として決定されるものとなり、電池の能力が低くなるほど計測周期を長くするなどして、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命をさらに延ばすことが可能となる。
【００１６】
また、電池の現在の能力が検出され、この検出された電池の現在の能力が属している能力範囲に対応する無線通信実行条件が無線通信実行条件テーブルより読み出され、この読み出された無線通信実行条件が無線通信部において使用する実際の無線通信実行条件として決定されるものとなり、電池の能力が低くなるほど通信周期を長くするなどして、電池の残量が少なくなってきたときに電池寿命をさらに延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る無線センサの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】この無線センサにおいて使用する計測実行条件テーブルを例示する図である。
【図３】この無線センサにおいて使用する無線通信実行条件テーブルを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１において、１は温度などの物理量を電気信号に変換する計測素子（センサ）、２は計測素子１からの出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２を介する計測素子１の出力から計測データを作成する計測用ＣＰＵ、４は計測用ＣＰＵ３が作成した計測データを送信元のアドレスなどを加えた送信データに変換する送信用ＣＰＵ、５は送信用ＣＰＵ４からの送信データを無線送信するＲＦ回路、６は電池、７は電池６の電池電圧Ｖを電池能力として検出する電池能力検出部である。
【００１９】
この無線センサ１００において、計測用ＣＰＵ３に対してはメモリＭ１と計測実行条件決定部８が設けられており、メモリＭ１には計測実行条件テーブルＴＢ１が格納されている。計測実行条件テーブルＴＢ１には、図２に示すように、電池７の電池電圧Ｖの変動範囲を段階的に区分して定められた能力範囲Ｓ１〜Ｓ５と計測用ＣＰＵ３が計測データを作成する際に使用する計測周期Ｔ１との対応が記されている。
【００２０】
本実施の形態において、能力範囲Ｓ１はＶ＞Ｖ１、能力範囲Ｓ２はＶ１≧Ｖ＞Ｖ２、能力範囲Ｓ３はＶ２≧Ｖ＞Ｖ３、能力範囲Ｓ４はＶ３≧Ｖ＞Ｖ４、能力範囲Ｓ５はＶ４≧Ｖとされている。但し、この能力範囲Ｓ１〜Ｓ５において、電池電圧Ｖの変動範囲を段階的に区分する電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４として定められている。すなわち、電池７の能力範囲Ｓ１〜Ｓ５は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の順でその能力レベルが小さくなるものとして定められている。
【００２１】
また、能力範囲Ｓ１に対して計測周期Ｔ１が１分、能力範囲Ｓ２に対して計測周期Ｔ１が２分、能力範囲Ｓ３に対して計測周期Ｔ１が３分、能力範囲Ｓ４に対して計測周期Ｔ１が４分として定められ、能力範囲Ｓ５に対しては計測を禁止することを示す情報が記されている。
【００２２】
また、この無線センサ１００において、送信用ＣＰＵ４に対してはメモリＭ２と無線通信実行条件決定部９が設けられており、メモリＭ２には無線通信実行条件テーブルＴＢ２が格納されている。無線通信実行条件テーブルＴＢ２には、図３に示すように、電池７の電池電圧Ｖの変動範囲を段階的に区分して定められた能力範囲Ｓ１〜Ｓ５と送信用ＣＰＵ４が計測データを無線送信する際に使用する通信周期Ｔ２、通信失敗時のリトライ回数Ｒ、送信電力Ｗとの対応が記されている。
【００２３】
なお、この無線通信実行条件テーブルＴＢ２での能力範囲Ｓ１〜Ｓ５は、計測実行条件テーブルＴＢ１での能力範囲Ｓ１〜Ｓ５と同じとされており、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の順でその能力レベルが小さくなるものとして定められている。
【００２４】
また、能力範囲Ｓ１に対して通信周期Ｔ２が１分，リトライ回数Ｒが６回，送信電力Ｗがレベル１、能力範囲Ｓ２に対して通信周期Ｔ２が２分，リトライ回数Ｒが４回，送信電力Ｗがレベル２、能力範囲Ｓ３に対して通信周期Ｔ２が３分，リトライ回数Ｒが２回，送信電力Ｗがレベル３、能力範囲Ｓ４に対して通信周期Ｔ２が４分，リトライ回数Ｒが０回，送信電力Ｗがレベル４として定められ、能力範囲Ｓ５に対しては無線通信を禁止することを示す情報が記されている。なお、送信電力Ｗのレベル１，２，３，４は、レベル１，２，３，４の順でその送信電力Ｗが小さくなって行くことを示す。
【００２５】
なお、この構成において、計測用ＣＰＵ３が本発明でいう計測部に対応し、送信用ＣＰＵ４とＲＦ回路５との組合せが無線通信部に対応する。また、電池能力検出部７が電池能力検出手段、メモリＭ１が計測実行条件記憶手段、メモリＭ２が無線通信実行条件記憶手段、計測実行条件決定部６が計測実行条件決定手段、無線通信実行条件決定部９が無線通信実行条件決定手段に対応する。
【００２６】
〔計測実行条件の決定〕
計測実行条件決定部８は、電池能力検出部７によって検出される電池６の現在の電池電圧Ｖを監視し、この電池電圧Ｖに応じた計測周期Ｔ１をメモリＭ１中の計測実行条件テーブルＴＢ１より読み出し、その読み出した計測周期Ｔ１を計測用ＣＰＵ３が計測データを作成する際に使用する実際の計測周期Ｔ１として決定し、この決定した計測周期Ｔ１をメモリＭ１中の条件設定部Ｊ１に計測実行条件として設定する。
【００２７】
例えば、電池６の現在の電池電圧ＶがＶ＞Ｖ１であった場合、計測実行条件決定部８は、メモリＭ１中の計測実行条件テーブルＴＢ１より能力範囲Ｓ１に対応する計測周期Ｔ１＝１分を読み出し、この読み出した計測周期Ｔ１＝１分を計測用ＣＰＵ３が計測データを作成する際に使用する実際の計測周期Ｔ１として決定し、メモリＭ１中の条件設定部Ｊ１に設定する。これにより、計測用ＣＰＵ３は、条件設定部Ｊ１に設定されている計測周期Ｔ１（Ｔ１＝１分）で、計測素子１の出力から計測データを作成し、送信用ＣＰＵ４へ送る。
【００２８】
電池６の電池電圧Ｖが低下し、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２となると、計測実行条件決定部８は、メモリＭ１中の計測実行条件テーブルＴＢ１より能力範囲Ｓ２に対応する計測周期Ｔ１＝２分を読み出し、この読み出した計測周期Ｔ１＝２分を計測用ＣＰＵ３が計測データを作成する際に使用する実際の計測周期Ｔ１として決定し、メモリＭ１中の条件設定部Ｊ１に設定する。これにより、計測用ＣＰＵ３は、条件設定部Ｊ１に設定されている計測周期Ｔ１（Ｔ１＝２分）で、計測素子１の出力から計測データを作成し、送信用ＣＰＵ４へ送る。
【００２９】
以下、同様にして、計測実行条件決定部８は、電池６の電池電圧Ｖを監視し、Ｖ２≧Ｖ＞Ｖ３となると能力範囲Ｓ４に対応する計測周期Ｔ１＝３分を計測実行条件テーブルＴＢ１より読み出して条件設定部Ｊ１に設定し、Ｖ３≧Ｖ＞Ｖ４となると能力範囲Ｓ３に対応する計測周期Ｔ１＝４分を計測実行条件テーブルＴＢ１より読み出して条件設定部Ｊ１に設定する。これにより、電池６の電池電圧Ｖが低下するにつれ、計測用ＣＰＵ３で計測データを作成する際の計測周期Ｔ１が長くなり、電池６の寿命が延びるものとなる。
【００３０】
そして、電池６の電池電圧Ｖが低下し、Ｖ４≧Ｖとなると、計測実行条件決定部８は、メモリＭ１中の計測実行条件テーブルＴＢ１より計測を禁止することを示す情報を読み出し、その情報をメモリＭ１中の条件設定部Ｊ１に設定する。これにより、ＣＰＵ３は、以降の計測データの作成を停止する。
【００３１】
〔無線通信実行条件の決定〕
無線通信実行条件決定部９は、電池能力検出部７によって検出される電池６の現在の電池電圧Ｖを監視し、この電池電圧Ｖに応じた通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力ＷをメモリＭ１中の無線通信実行条件テーブルＴＢ２より読み出し、その読み出した通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗを送信用ＣＰＵ４が計測データを無線送信する際に使用する実際の通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗとして決定し、この決定した通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力ＷをメモリＭ２中の条件設定部Ｊ２に無線通信実行条件として設定する。
【００３２】
例えば、電池６の現在の電池電圧ＶがＶ＞Ｖ１であった場合、無線通信実行条件決定部９は、メモリＭ２中の無線通信実行条件テーブルＴＢ２より能力範囲Ｓ１に対応する通信周期Ｔ２＝１分，リトライ回数Ｒ＝６回，送信電力＝レベル１を読み出し、この読み出した通信周期Ｔ２＝１分，リトライ回数Ｒ＝６回，送信電力Ｗ＝レベル１を送信用ＣＰＵ４が計測データを無線送信する際に使用する実際の通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗとして決定し、メモリＭ２中の条件設定部Ｊ２に設定する。これにより、送信用ＣＰＵ４は、条件設定部Ｊ２に設定されている通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗ（Ｔ２＝１分、Ｒ＝６回、Ｗ＝レベル１）で、計測用ＣＰＵ３からの計測データを無線送信する。
【００３３】
電池６の電池電圧Ｖが低下し、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２となると、無線通信実行条件決定部９は、メモリＭ２中の無線通信実行条件テーブルＴＢ２より能力範囲Ｓ２に対応する通信周期Ｔ２＝２分，リトライ回数Ｒ＝４回，送信電力＝レベル２を読み出し、この読み出した通信周期Ｔ２＝２分，リトライ回数Ｒ＝４回，送信電力＝レベル２を送信用ＣＰＵ４が計測データを無線送信する際に使用する実際の通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗとして決定し、メモリＭ２中の条件設定部Ｊ２に設定する。これにより、送信用ＣＰＵ４は、条件設定部Ｊ２に設定されている通信周期Ｔ２，リトライ回数Ｒ，送信電力Ｗ（Ｔ２＝１分、Ｒ＝４回、Ｗ＝レベル２）で、計測用ＣＰＵ３からの計測データを無線送信する。
【００３４】
以下、同様にして、無線通信実行条件決定部９は、電池６の電池電圧Ｖを監視し、Ｖ２≧Ｖ＞Ｖ３となると能力範囲Ｓ３に対応する通信周期Ｔ２＝３分，リトライ回数Ｒ＝２回，送信電力＝レベル３を無線通信実行条件テーブルＴＢ２より読み出して条件設定部Ｊ２に設定し、Ｖ３≧Ｖ＞Ｖ４となると能力範囲Ｓ４に対応する通信周期Ｔ２＝４分，リトライ回数Ｒ＝０回，送信電力＝レベル４を無線通信実行条件テーブルＴＢ２より読み出して条件設定部Ｊ２に設定する。これにより、電池６の電池電圧Ｖが低下するにつれ、送信用ＣＰＵ４から計測データを無線送信する際の通信周期Ｔ２が長くなり、リトライ回数Ｒが少なくなり、送信電力Ｗが小さくなり、電池６の寿命が延びるものとなる。
【００３５】
そして、電池６の電池電圧Ｖが低下し、Ｖ４≧Ｖとなると、無線通信実行条件決定部９は、メモリＭ２中の無線通信実行条件テーブルＴＢ２よりを無線通信を禁止することを示す情報を読み出し、その情報をメモリＭ２中の条件設定部Ｊ２に設定する。これにより、ＣＰＵ３は、以降の計測データの無線送信を停止する。
【００３６】
なお、上述した実施の形態では、現在の電池電圧Ｖに応じて計測実行条件と無線通信実行条件との両方を変化させるようにしたが、計測実行条件は変化させずに、無線通信実行条件のみを変化させるようにしてもよい。この場合、計測周期Ｔ１で作成される計測データを蓄積しておき、その蓄積された計測データを次回の通信周期Ｔ２でまとめて送信するようにすれば、送信される計測データの欠落がなくなる。
【００３７】
また、現在の電池電圧Ｖに応じて無線通信実行条件を先に変化させ、無線通信実行条件だけでは対処できないと判断した時点から計測実行条件を変化させるようにしてもよい。また、無線通信実行条件は変化させずに、計測実行条件のみを変化させるようにしてもよい。また、無線通信実行条件として、必ずしも通信周期Ｔ２とリトライ回数Ｒと送信電力Ｗとを組合せなくてもよく、通信周期Ｔ２、リトライ回数Ｒ、送信電力Ｗを単独で変化させるようにしてもよい。また、計測実行条件テーブルＴＢ１と無線通信実行条件テーブルＴＢ２において、その能力範囲Ｓ１〜Ｓ５は必ずしも同じとしなくてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、ＣＰＵを計測用ＣＰＵ３と送信用ＣＰＵ４とに分けたが、計測用ＣＰＵ３と送信用ＣＰＵ４とを１つのＣＰＵとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、空調制御用の室内型温度センサや室内型湿度センサ、配管挿入型温度センサや配管挿入型湿度センサ、ダクト挿入型温度センサやダクト挿入型湿度センサなど、計測データを無線で送信する電池を内蔵したあらゆる無線センサに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…計測素子（センサ）、２…Ａ／Ｄ変換器、３…計測用ＣＰＵ、４…送信用ＣＰＵ、５…ＲＦ回路、６…電池、７…電池能力検出部、８…計測実行条件決定部、９…無線通信条件決定部、ＴＢ１…計測実行条件テーブル、ＴＢ２…無線通信条件テーブル、Ｊ１，Ｊ２…条件設定部、Ｍ１，Ｍ２…メモリ、１００…無線センサ。
【図１】
2010239517.tif 000003
【図２】
2010239517.tif 000004
【図３】
2010239517.tif 000005