(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ機器から所定の周期Ｔs で送信されるデータを受信するインタフェース手段と、  前記インタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う制御手段と
を備えた通信端末装置において、
前記制御手段は、前記Ｔs の整数倍の周期ごとに前記データを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後に前記インタフェース手段を起動して前記データを受信し、当該データ受付期間の終了後に前記インタフェース手段を停止する制御を行う構成であり、
さらに、前記データ受付期間として前記Ｔs を超える時間長を有する第１のデータ受付期間を設定して第１のデータを受信し、当該第１のデータの受信および第２以降のデータの受信からそれぞれ前記Ｔs の整数倍の周期ごとに、第２以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第２のデータ受付期間を設定し、前記インタフェース手段の起動／停止を制御する
ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信端末装置において、
前記制御手段は、前記第２のデータ受付期間の開始タイミングを、１つ前のデータの受信タイミングから前記Ｔs の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する
ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項３】
インタフェース手段によりセンサ機器から所定の周期Ｔs で送信されるデータを受信し、制御手段により前記インタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う通信端末装置の動作制御方法において、
前記制御手段は、前記Ｔs の整数倍の周期ごとに前記データを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後に前記インタフェース手段を起動して前記データを受信し、当該データ受付期間の終了後に前記インタフェース手段を停止する制御を行うとともに、前記データ受付期間として前記Ｔs を超える時間長を有する第１のデータ受付期間を設定して第１のデータを受信し、当該第１のデータの受信および第２以降のデータの受信からそれぞれ前記Ｔs の整数倍の周期ごとに、第２以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第２のデータ受付期間を設定し、前記インタフェース手段の起動／停止を制御する
ことを特徴とする通信端末装置の動作制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の通信端末装置の動作制御方法において、
前記制御手段は、前記第２のデータ受付期間の開始タイミングを、１つ前のデータの受信タイミングから前記Ｔs の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する
ことを特徴とする通信端末装置の動作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ機器のデータを通信回線を介して外部装置（例えば遠隔地のセンタサーバ装置）へ転送する通信端末装置およびその動作制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔監視システム（テレメトリーシステム）は、センサ機器で計測される例えばガス・水道・電気等の検針値や、例えば温度・湿度・風量・気圧等の気象データを通信端末装置で収集し、さらに通信端末装置からセンタサーバ装置へ転送して処理するシステムであり、Ｍ２Ｍ通信のアプリケーションの一つとして世の中に広く導入されている。
【０００３】
ここで、多種多様なセンサ機器を汎用的に接続するために、通信端末装置とセンサ機器は一般的なシリアルインタフェース（例えば、ＲＳ２３２Ｃ）を介して接続される（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「FOMA UM02-F 専用アダプタセット」http://www.docomo.biz/html/service/module/um/um02f/adaptor.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通信端末装置とセンサ機器の接続を一般的なシリアルインタフェースを介して行う場合、通信端末装置での電力消費が問題にある。すなわち、センサ機器とケーブルを介して接続される通信端末装置では、非通信時でも常時数ミリから数十ミリアンペアオーダーの電流が流れて消費する。センサ機器と通信端末装置が低消費電力設計であっても、それらの接続に汎用インタフェースを使うことにより、トータルでの消費電流が増大するため、電池駆動が困難となり、電源に制約のある場所での適用が困難であった。
【０００６】
一方、センサ機器と通信端末装置との間で、シリアルインタフェースとは別に設けた信号線を利用し、ハードウェア割り込みで互いにウェイクアップ制御する方法も考えられる。しかし、センサ機器と通信端末装置との間に独自の信号線が必要となるとともに、信号線の配置や制御方法を事前にネゴシエーションする必要があるため、処理が複雑になるとともにインタフェースが特殊なものになり、汎用性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、センサ機器とのインタフェース手段の汎用性を確保しながら、センサ機器と通信時以外の消費電力を低減することができる通信端末装置およびその動作制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、センサ機器から所定の周期Ｔs で送信されるデータを受信するインタフェース手段と、インタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う制御手段とを備えた通信端末装置において、制御手段は、Ｔs の整数倍の周期ごとにデータを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後にインタフェース手段を起動してデータを受信し、当該データ受付期間の終了後にインタフェース手段を停止する制御を行う構成であり、さらに、データ受付期間としてＴs を超える時間長を有する第１のデータ受付期間を設定して第１のデータを受信し、当該第１のデータの受信および第２以降のデータの受信からそれぞれＴs の整数倍の周期ごとに、第２以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第２のデータ受付期間を設定し、インタフェース手段の起動／停止を制御する。
【００１０】
第１の発明の通信端末装置において、制御手段は、第２のデータ受付期間の開始タイミングを、１つ前のデータの受信タイミングからＴs の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する。
【００１３】
第２の発明は、インタフェース手段によりセンサ機器から所定の周期Ｔs で送信されるデータを受信し、制御手段によりインタフェース手段で受信したデータを通信回線を介して外部装置へ転送する制御を行う通信端末装置の動作制御方法において、制御手段は、Ｔs の整数倍の周期ごとにデータを受信するための所定の時間長を有するデータ受付期間を設定し、当該データ受付期間の開始後にインタフェース手段を起動してデータを受信し、当該データ受付期間の終了後にインタフェース手段を停止する制御を行うとともに、前記データ受付期間として前記Ｔs を超える時間長を有する第１のデータ受付期間を設定して第１のデータを受信し、当該第１のデータの受信および第２以降のデータの受信からそれぞれ前記Ｔs の整数倍の周期ごとに、第２以降のデータを受信するための所定の時間長を有する第２のデータ受付期間を設定し、前記インタフェース手段の起動／停止を制御する。
【００１４】
第２の発明の通信端末装置の動作制御方法において、制御手段は、第２のデータ受付期間の開始タイミングを、１つ前のデータの受信タイミングからＴs の整数倍後のタイミングの所定時間前に設定する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の通信端末装置は、センサ機器からのデータを受信する汎用のインタフェース手段を用いながら、センサ機器からのデータを受信しない期間にインタフェース手段を自律的に停止する制御を行うことにより、装置全体の消費電流をマイクロアンペアオーダーまで低減でき、電池による駆動期間を大幅にのばすことができる。これにより、電源の確保が困難な場合であっても、電池駆動によるセンサ機器および通信端末装置の設置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の通信端末装置の実施例１の構成を示す図である。
【図２】実施例１における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す図である。
【図３】実施例１における通信端末装置１０の制御部１３の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例２における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す図である。
【図５】実施例３における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す図である。
【図６】実施例４における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の通信端末装置の実施例５の構成を示す図である。
【図８】本発明の通信端末装置の実施例６の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の通信端末装置の実施例１の構成を示す。
図１において、通信端末装置１０は、電源部１１、通信モジュール１２、制御部１３、ドライバ１４、コネクタ１５により構成され、電源部１１から通信モジュール１２、制御部１３、ドライバ１４に給電が行われる。センサ機器２０は、通信端末装置１０のドライバ１４およびコネクタ１５からなるインタフェース手段に接続される。ここで、ドライバ１４およびコネクタ１５は、ＲＳ２３２Ｃ（Ｄ-sub 9ピン），ＵＳＢ，ＲＳ４８５等のシリアルインタフェースに対応する構成であり、制御部１３の制御信号により起動／シャットダウンする機能を有する。
【００１８】
通信モジュール１２は、図示しない無線または有線の通信回線を介してセンタサーバ装置との接続を行う。制御部１３は、ドライバ１４と通信モジュール１２との間でデータ送受信制御を行うとともに、制御信号によってドライバ１４の起動／シャットダウン制御を行う。センサ機器２０から送信されたデータは、ドライバ１４で信号電圧や論理の変換を行って制御部１３へ入力され、通信モジュール１２から通信回線を介してセンタサーバ装置側へアップロードされる。なお、本実施例のセンサ機器２０は、一定の周期Ｔs でデータを送信する構成とする。
【００１９】
図２は、実施例１における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す。図３は、実施例１における通信端末装置１０の制御部１３の処理手順を示す。
【００２０】
以下、図１〜図３を参照してセンサ機器２０から通信端末装置１０を介してセンタサーバ装置へデータが転送される実施例１の動作について説明する。
【００２１】
通信端末装置１０の制御部１３は、待ち受け状態でスリープ状態になり、ドライバ１４をシャットダウン状態にしている。通信端末装置１０は、センタサーバ装置から送信されたデータ受付要求を受信すると、制御部１３が通信モジュール１２からの電気的なトリガによりウェイクアップする。ウェイクアップした制御部１３は、制御信号でドライバ１４を起動させ、センサ機器２０から送信されるデータを受信するための第１のデータ受付期間Ｔa1を設定し、データ受付を開始する。ここで、Ｔa1＞Ｔs とすることにより、第１のデータ受付期間Ｔa1の間にセンサ機器２０から周期Ｔs で送信されるデータ（図２ではデータ１）を受信することができる。
【００２２】
制御部１３は、第１のデータ受付期間Ｔa1中に、センサ機器２０から送信されたデータ１をドライバ１４を介して受信すると、受信開始のタイミングを起点としてデータ受付周期Ｔp タイマを起動させ、受信したデータ１を通信モジュール１２を介してセンタサーバ装置へ送信する。さらに、制御部１３は、第１のデータ受付期間Ｔa1の終了後にドライバ１４をシャットダウンし、自らスリープ状態へ移行する。そして、制御部１３は、データ受付周期Ｔp タイマの終了に合わせてウェイクアップし、次のデータ２を受信するための処理に入る。図２では、通信端末装置１０におけるドライバ１４のシャットダウンの期間および制御部１３のスリープの期間をハッチングで示す。
【００２３】
ここで、Ｔp ＝Ｔs とすると、データ受付周期Ｔp タイマが終了した時点で次のデータ２を受信するタイミングとなる。しかし、センサ機器２０に搭載されているクロックと通信端末装置１０に搭載されているクロックの偏差に応じて、データ受付周期Ｔp タイマの終了前または終了後に次のデータ２が受信される。そこで、制御部１３は、データ受付周期Ｔp タイマが終了する前にウェイクアップし、さらにドライバ１４を起動させ、センサ機器２０からデータ２を受信するための第２のデータ受付期間Ｔa2を設定し、データ受付を開始する。なお、第２のデータ受付期間Ｔa2の開始タイミングは、例えばデータ受付周期Ｔp タイマの終了するＴa2／２前とする。
【００２４】
制御部１３は、第２のデータ受付期間Ｔa2中に、センサ機器２０から送信されたデータ２をドライバ１４を介して受信すると、受信開始のタイミングを起点としてデータ受付周期Ｔp タイマを起動させ、受信したデータ２を通信モジュール１２を介してセンタサーバ装置へ送信する。さらに、制御部１３は、第２のデータ受付期間Ｔa2の終了後にドライバ１４をシャットダウンし、自らスリープ状態へ移行する。それ以降、データ受付周期Ｔp で第２のデータ受付期間Ｔa2を設ける間欠動作となり、センサ機器２０からデータ２以降のデータを順次受信し、センタサーバ装置へアップロードする。
【００２５】
なお、以上示したＴa1，Ｔa2，Ｔp の値およびデータ２以降のデータ受付開始タイミングは適宜設定されるが、通信端末装置１０に対して直接設定してもよいし、センタサーバ装置から送信されるデータ受付要求に重畳して遠隔設定する構成としてもよい。
【実施例２】
【００２６】
図４は、実施例２における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す。
実施例１は、センサ機器２０のデータ送信周期Ｔs と通信端末装置１０のデータ受付周期Ｔp が等しい場合であるが、実施例２のデータ受付周期Ｔp はデータ送信周期Ｔs の整数倍とする。図４では、Ｔp ＝５Ｔs とし、Ｔa2＝Ｔs とすることにより、間欠的にセンサ機器２０のデータ１，６，11，…が通信端末装置１０に受信され、センタサーバ装置へアップロードされる。
【００２７】
なお、実施例２では、センサ機器２０から送信されるデータを間引いてセンタサーバ装置へアップロードすることになるが、データの間引きがあっても影響のないデータとしている。これにより通信頻度を低減できるので、ナローバンドの通信端末装置や電池容量の関係で通信回数に制約のある通信端末装置との親和性もよい。
【実施例３】
【００２８】
図５は、実施例３における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す。
実施例１および実施例２の制御部１３は、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2の開始時にウェイクアップしてドライバ１４を起動させ、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2の終了後にドライバ１４をシャットダウンして自らスリープ状態へ移行していた。
【００２９】
実施例３の制御部１３は、図５に示すように、センサ機器２０から受信したデータをセンタサーバ装置へ送信完了後にデータ受付期間Ｔa1，Ｔa2を打ち切り、ドライバ１４をシャットダウンして自らスリープ状態へ移行することを特徴とする。図５では、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2の終了を待たずに、データ送信後にドライバ１４がシャットダウンし制御部１３がスリープする様子を、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2を示す矢印にハッチングを重ねて示す。これにより、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2を実効的に短くすることができ、制御部１３およびドライバ１４の起動時間を短くして高い省電力効果が得られる。
【実施例４】
【００３０】
図６は、実施例４における通信端末装置１０とセンサ機器２０との間の通信シーケンスを示す。
実施例１〜３の制御部１３では、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2の終了前に、センサ機器２０からデータを受信し、センタサーバ装置へ送信することを想定していた。
【００３１】
実施例４は、図６に示すように、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2にセンサ機器２０からデータの受信を開始するものの、データの受信終了前にデータ受付期間Ｔa1，Ｔa2が終了するケースを想定する。この場合、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2が終了時点でドライバ１４をシャットダウンし、制御部１３がスリープ状態へ移行すると、データ受信およびデータ送信ができなくなる。
【００３２】
実施例４の制御部１３は、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2の終了時点でデータ受信を終えていない場合、データの受信終了後にドライバ１４をシャットダウンする。さらに、制御部１３は、センタサーバ装置へのデータ送信の終了後にスリープ状態へ移行する。すなわち、データ受信の開始タイミングがデータ受付期間Ｔa1，Ｔa2に重なっていれば、継続してデータ受信が可能となるため、データ受付期間Ｔa1，Ｔa2を短くすることができる。したがって、制御部１３およびドライバ１４の起動時間を短くでき、高い省電力効果が得られる。
【実施例５】
【００３３】
図７は、本発明の通信端末装置の実施例５の構成を示す。
図７において、本実施例の通信端末装置１０は実施例１と同様の構成であるが、制御部１３から制御できる半導体スイッチ１６でドライバ１４への給電をＯＮ／ＯＦＦする構成とする。この構成では、シャットダウン機能を持たないドライバ１４を使うことができる。また、半導体スイッチ１６をＧＮＤ側に設けることにより、センサ機器２０側のドライバを無負荷にすることができるため、センサ機器２０側の消費電力を低減できる。
【実施例６】
【００３４】
図８は、本発明の通信端末装置の実施例６の構成を示す。
図８において、本実施例の通信端末装置１０は、実施例１における通信モジュール１２を外付けとした構成である。すなわち、制御部１３と通信モジュール１２は、通信ＩＦ（インタフェース）部１７およびコネクタ１８を介して接続される。これにより、通信モジュール１２−通信端末装置１０−センサ機器２０の構成となり、通信回線の変更にも柔軟な対応が可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  通信端末装置
１１  電源部
１２  通信モジュール
１３  制御部
１４  ドライバ
１５  コネクタ
１６  半導体スイッチ
１７  通信ＩＦ部
１８  コネクタ
２０  センサ機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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