(57)【要約】【課題】消費電力の小さな無線センサシステムの実現。【解決手段】本発明の無線センサシステムは、無線センサと無線機と磁気発生装置とを備えており、無線センサは、周囲環境状態を検知する周囲環境センサと、磁気を検知する磁気センサと、少なくとも周囲環境センサの検知結果を無線機に無線送信するＲＦ送信機と、周囲環境センサと磁気センサとＲＦ送信機とに接続された第１制御部と、周囲環境センサと磁気センサとＲＦ送信機と第１制御部とに電力を供給する電池とを有する。更に、無線機は、ＲＦ送信機からの無線信号を受信するＲＦ受信機と、ＲＦ受信機に接続された第２制御部とを有し、磁気発生装置は第２制御部に接続されていると共に、第２制御部からの信号を磁気信号へ変換し前記磁気センサへ送信するコイルを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線センサと無線機と磁気発生装置とを備えた無線センサシステムにおいて、
前記無線センサは、周囲環境状態を検知する周囲環境センサと、
磁気を検知する磁気センサと、
少なくとも前記周囲環境センサの検知結果を前記無線機に無線送信するＲＦ送信機と、
前記周囲環境センサと前記磁気センサと前記ＲＦ送信機とに接続された第１制御部と、
前記周囲環境センサと前記磁気センサと前記ＲＦ送信機と前記第１制御部とに電力を供給する電池とを有し、
前記無線機は、
前記ＲＦ送信機からの無線信号を受信するＲＦ受信機と、
前記ＲＦ受信機に接続された第２制御部とを有し、
前記磁気発生装置は前記第２制御部に接続されていると共に、前記第２制御部からの信号を磁気信号へ変換し前記磁気センサへ送信するコイルを有した無線センサシステム。
【請求項２】
前記磁気発生装置は前記第２制御部から分離可能である請求項１に記載の無線センサシステム。
【請求項３】
前記無線機に対し無線送信する複数の前記無線センサを備え、且つ、前記磁気発生装置は複数の前記無線センサに対応して前記コイルを複数有する請求項１に記載の無線センサシステム。
【請求項４】
前記磁気発生装置が所定時間間隔で前記無線センサの駆動信号を送信することを特徴とする請求項３に記載の無線センサシステム。
【請求項５】
前記無線センサに周囲環境センサ補正情報の書き込み、読み込みの少なくともいずれか一方ができることを特徴とする請求項１、３に記載の無線センサシステム。
【請求項６】
前記無線センサに書き込まれている周囲環境センサ補正情報を用いて前記周囲環境センサで取得した情報を補正することを特徴とする請求項１、３に記載の無線センサシステム。
【請求項７】
前記周囲環境センサは少なくとも温度センサを含むことを特徴とする請求項１、３に記載の無線センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、周囲環境の状態を検出するための小型な無線センサと、無線機とを有する無線センサシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線装置について図５に示す。図５に示した無線機本体１１０は、第１の無線通信方式により、他の無線機１００との間で音声信号の送受信を行う。
【０００３】
無線機側送受信部１２０は、第２の無線通信方式で例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、スペクトラム拡散方式により、音声入出力ユニット１３０の音声信号送受信部１３１との間で音声信号を送受信し、制御ユニット１４０との間で制御信号を送受信する。
【０００４】
音声入出力ユニット１３０は、音声信号送受信部１３１と、音声入力手段である咽喉マイク１３２と音声出力手段であるイヤホン１３３とで構成されており、音声信号送受信部１３１は、咽喉マイク１３２から入力された音声信号を、第２の無線通信方式により無線機側送受信部１２０に送信すると共に、無線機側送受信部１２０から受信した音声信号をイヤホン１３３に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３９５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来の無線機本体と音声入出力ユニットは、送受信ともに同じ通信方式を用いており、音声入出力ユニットの消費電力が大きいため、電池を大きくする必要があり、小型化できないという課題を有していた。
【０００７】
そこで、本発明の無線センサシステムは、特に消費電力の大きな受信時の電力を小さくすることで電池を小型化する構成を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の無線センサシステムは、無線センサと無線機と磁気発生装置とを備えており、無線センサは、周囲環境状態を検知する周囲環境センサと、磁気を検知する磁気センサと、少なくとも周囲環境センサの検知結果を無線機に無線送信するＲＦ送信機と、周囲環境センサと磁気センサとＲＦ送信機とに接続された第１制御部と、周囲環境センサと磁気センサとＲＦ送信機と第１制御部とに電力を供給する電池とを有する。更に、無線機は、ＲＦ送信機からの無線信号を受信するＲＦ受信機と、ＲＦ受信機に接続された第２制御部とを有し、磁気発生装置は第２制御部に接続されていると共に、第２制御部からの信号を磁気信号へ変換し前記磁気センサへ送信するコイルを有している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線センサシステムは、従来の無線通信のように、無線センサ側で消費電力が大きくなるＲＦ無線信号の受信を行わない。無線機からの信号は磁気発生装置より送信し、無線センサは消費電力の少ない磁気センサでこの信号を受信することにより、電池の消費量を低減できるため、電池の小型化が可能となり、結果、無線センサを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る無線センサが１台の無線センサシステムのブロック図
【図２】本発明に係る無線センサが１台の無線センサシステムの斜視図
【図３】本発明に係る無線センサが複数台の無線センサシステムのブロック図
【図４】本発明に係る無線センサが複数台の無線センサシステムの斜視図
【図５】従来の無線システムのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る本発明の無線センサシステムについて、図１のブロック図および図２の斜視図を参照しながら説明する。図１、図２に示すごとく、実施の形態１に係る無線センサシステムは、無線センサ１と無線機２と磁気発生装置３とを備え、無線センサ１は、周囲環境状態を検知する周囲環境センサ４と、磁気を検知する磁気センサ５と、少なくとも周囲環境センサ４の検知結果を無線機２に無線送信するＲＦ送信機６と、周囲環境センサ４と磁気センサ５とＲＦ送信機６とに接続された第１制御部７と、周囲環境センサ４と磁気センサ５とＲＦ送信機６と第１制御部７とに電力を供給する電池８とを有する。
【００１２】
無線機２は、ＲＦ送信機６からの無線信号を受信するＲＦ受信機９と、ＲＦ受信機９に接続された第２制御部１０と、第２制御部１０に接続された通信部１１を有し、通信部１１はＰＣ１２と送受信の通信を行う。
【００１３】
磁気発生装置３は第２制御部１０に接続されていると共に、第２制御部１０からの信号を磁気信号へ変換し磁気センサ５へ送信するコイル１３を有する。
【００１４】
周囲環境センサ４は、例えば、熱センサ、接触式や非接触式等の温度センサ、光センサ、磁気センサ、音声センサ、イオン濃度やガス濃度等の濃度センサ、変位センサ、回転数センサ、位置センサ、速度センサ、角速度センサ、加速度センサ、湿度センサ、においセンサ等の各種センサである。
【００１５】
磁気センサ５は、例えば、特別な磁界の中で動作するリードスイッチ、磁界を検出するホールＩＣである。
【００１６】
ＲＦ送信機６は、例えば、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の無線デバイスである。
【００１７】
第１制御部７は、例えば動作周波数を低く設定する低消費電力モードと動作周波数を高く設定する通常消費電力モードの機能を搭載した１チップのマイクロコンピュータにより実現される。この第１制御部７には、無線センサ１を動作させるプログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず）、プログラムを実行する際に使用するＲＡＭ（図示せず）やフラッシュ記憶部（図示せず）などの記憶部、プログラムに従って制御するＣＰＵ（図示せず）等を含んでいてもよい。
【００１８】
電池８は、例えばボタン型電池、コイン型電池である。
【００１９】
ＲＦ受信機９は、例えば、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の無線デバイスである。
【００２０】
第２制御部１０は、例えば１チップのマイクロコンピュータにより実現される。この第２制御部１０には、無線センサ１を動作させるプログラムが格納されたＲＯＭ（図示せず）、プログラムを実行する際に使用するＲＡＭ（図示せず）やフラッシュ記憶部（図示せず）などの記憶部、プログラムに従った制御するＣＰＵ（図示せず）等を含んでいてもよい。
【００２１】
通信部１１は、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の有線通信デバイスや、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の無線デバイスであってもよい。
【００２２】
ＰＣ１２は、例えば、ディスプレイを持つＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＰＣや、ＬｉｎｕｘＰＣ、携帯電話や携帯端末であってもよい。
【００２３】
コイル１３は、例えば、空芯コイル、コアコイル、トロイダルコイルである。
【００２４】
図１においては、磁気発生装置３が第２制御部１０に接続された状態で示したが、第２制御部１０と分離可能である構成としてもよい。これにより、無線センサ１から無線機２への単方向通信で使用する際に、無線センサシステムを小型化することが出来る。
【００２５】
上記において説明した無線センサシステムの動作内容について、図１、図２を用いて説明する。理解が容易となるように、周囲環境センサは温度センサで構成されたとして以下説明する。
【００２６】
無線センサ１は、電池８を封入後、電池の消耗を少なくするため、第１制御部７を低消費電力モードで動作させる。第１制御部７の低消費電力モードとは、第１制御部７の動作周波数を低く設定することで消費電力を抑える動作を行うといったものである。第１制御部７は低消費電力モードで、所定時間毎に磁気センサ５を起動させ、磁気があるかを確認する動作をするが、周囲環境センサ４およびＲＦ送信機６は駆動させない。その結果、周囲環境センサ４およびＲＦ送信機６が動作していないため、無線センサ１の消費電力が極めて小さくなる。
【００２７】
本発明の無線センサシステムを使用するユーザが、ＰＣ１２に無線センサ１を起動するための「起動要求」を実行すると、第２制御部１０は通信部１１を介して、「起動要求」を受け付け、磁気発生装置３のコイル１３を駆動し、「起動要求」信号を送信する。
【００２８】
無線センサ１は、磁気センサ５の駆動により、磁気を確認すると、信号を受信できるか確認する。受信した磁気信号が「起動要求」信号であれば、第１制御部７は通常消費電力モードに遷移し、「起動要求」信号を受け付けたことを示す信号をＲＦ送信機６より無線機２へ送信する。
【００２９】
ここで第１制御部７の通常消費電力モードとは、低消費電力モードで設定する動作周波数よりも高く設定することで、処理速度を速くするといったものである。
【００３０】
無線機２は、ＲＦ受信機９より無線センサ１からの要求を受け付けたことを示す信号を受信し、第２制御部１０は、通信部１１を介して、要求を受け付けたことを示す信号をＰＣ１２に送信する。
【００３１】
ＰＣ１２は、要求を受け付けたことを確認すると、ＰＣのディスプレイ上にその旨を表示する。
【００３２】
本発明の無線センサシステムを使用するユーザが、無線機２へ無線センサ１から定期的な温度情報の送信を開始するための「開始要求」をＰＣ１２を用いて実行すると、第２制御部１０は通信部１１を介して「開始要求」を受け付け、磁気発生装置３のコイル１３を駆動し、「開始要求」信号を磁気センサ５へ送信する。
【００３３】
磁気センサ５の駆動により受信した磁気信号が「開始要求」信号であることが認知されれば、無線センサ１は定期的に温度情報を無線機２へ送信するために、第１制御部７の動作モードを通常消費電力モードに遷移させ、周囲環境センサ４を駆動し、温度情報を取得する。次に、第１制御部７はＲＦ送信機６を駆動し、温度情報を無線機２に送信する。温度情報を送信後、第１制御部７は低消費電力モードに遷移し、次の温度情報を取得するまで低消費電力モードで動作する。
【００３４】
無線機２は、定期的に無線センサ１より送信される温度情報信号をＲＦ受信機９で受信し、第２制御部１０は、通信部１１を介して温度情報をＰＣ１２に送信する。
【００３５】
ＰＣ１２は、定期的に無線機２より送信される温度情報をＰＣ１２のディスプレイ上に温度を受信するたびに更新表示する。
【００３６】
上記のように無線機２から無線センサ１への信号送信は、消費電力が大きくなるＲＦを用いるよりも磁気センサ５を用いることで消費電力が少なくなり、無線センサ１の小型化が図れる。
【００３７】
ＲＦ送信機６は、周囲環境センサ４の検出結果を含むデータを無線で使用可能な周波数に周波数変換しているが、コイル１３から送信する信号は周波数変換を行っていないデジタル信号であるため、磁気センサ５側には周波数変換を行う為の回路が不要となる。これにより無線センサ１を小型化することができる。
【００３８】
また、コイル１３と磁気センサ５との間の無線通信は近傍界通信（例えば、電磁誘導を用いた通信）を用いており、距離の２乗、３乗に反比例する項が主体的な領域での通信である。その結果、遠方への信号の漏れ出しが少なく、デジタル信号を送信しても、外部の機器のノイズとなりにくい。
【００３９】
無線センサ１の周囲環境センサ４の検出動作またはＲＦ送信機の無線送信動作を定期的に行う場合、この定期的な時間を変更する「定期的時間変更要求」信号を第２制御部１０からコイル１３を介して無線センサ１に送信してもよい。このような制御信号により、定期的な時間を遅くすれば、電池の消耗を少なくすることができ、また、定期的な時間を速くすれば、時間当たりに温度変化が大きい場合に高い精度で変化を捉えることができる。
【００４０】
また、無線センサ１に温度補正情報を書き込みする「温度補正情報書込要求」信号を第２制御部１０からコイル１３を介して無線センサ１に送信してもよい。このような制御信号により、第１制御部７に搭載されているＲＡＭに温度補正情報を書き込むことができる。ＲＡＭの代わりに、フラッシュメモリや外付けのＥＥＰＲＯＭを使用してもよい。無線センサ１に書き込まれた温度補正情報を使用して、周囲環境センサ４から取得した温度情報を第１制御部７が補正し、ＲＦ送信機６から送信する。これにより、ＰＣ１２で温度補正を行わなくても精度の高い温度情報を表示できるようになる効果を有する。
【００４１】
更に、無線センサ１から温度補正情報を読み出す「温度補正情報読み出し要求」信号を第２制御部１０からコイル１３を介して無線センサ１に送信してもよい。無線センサ１は温度補正情報を受信すると、第１制御部７に書き込まれている温度補正情報を、ＲＦ送信機６から、無線機２に送信する。このような制御信号により、無線機２は第１制御部７に搭載されているＲＡＭから温度補正情報を読み込むことができる。ＲＡＭの代わりに、フラッシュメモリや外付けのＥＥＰＲＯＭを使用してもよい。
【００４２】
無線センサ１のＲＦ送信機６が温度に応じて送信周波数が変化するとき、ＲＦ受信機９が受信した温度に応じて、第２制御部１０があらかじめフラッシュメモリに書き込まれているＲＦ送信機６の温度に対する周波数変化情報により、ＲＦ受信機９の受信周波数を変更してもよい。これにより、ＲＦ送信機６の送信周波数が変化しても、ＲＦ受信機９で温度情報が受信できる効果を有する。
【００４３】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る本発明の無線センサシステムについて、図３のブロック図、図４の斜視図を参照しながら説明する。
【００４４】
実施の形態２に係る無線センサシステムは実施の形態１に係る無線センサシステムに対して１つの無線機２に対して無線センサ１が複数存在する点と、コイル１３も複数存在する点が異なっており、それ以外の点は、実施の形態１に係る無線センサシステムと同様であるため、説明は割愛する。
【００４５】
図３、図４において、例えば、４台の無線センサ２１，２２，２３，２４が存在する無線センサシステムについて図示している。４台の無線センサは定期的な送信時間を１秒とし、４台の無線センサ２１，２２，２３，２４が同時に温度情報を送信しないように、例えば、無線センサ２１が温度情報を送信開始してから２５０ｍｓ後に無線センサ２２が温度情報を送信開始し、無線センサ２２が温度情報を送信開始してから２５０ｍｓ後に無線センサ２３が温度情報を送信開始し、無線センサ２３が温度情報を送信開始してから２５０ｍｓ後に無線センサ２４が温度情報を送信開始し、無線センサ２４が温度情報を送信開始してから２５０ｍｓ後に無線センサ２１が温度情報を送信開始する構成を実現したとする。
【００４６】
ユーザがＰＣ２７からコイル２８の起動要求をすると、図４にあるように、コイル２８の近傍にある無線センサ２１が起動要求を受け付ける。ＰＣからコイル２９の起動要求をすると、コイル２９の近傍にある無線センサ２２が起動要求を受け付ける。同様に、コイル３０、コイル３１を介して、無線センサ２３、無線センサ２４が起動要求を受け付ける。
【００４７】
次に、ユーザーがＰＣ２７から開始要求をすると、コイル２８から開始要求を送信する。コイル２８の近傍にある無線センサ２１が開始要求を受け付け、温度情報を１秒毎に送信を開始する。コイル２８から開始要求を送信開始してから２５０ｍｓ後に、コイル２９から開始要求を送信する。コイル２９の近傍にある無線センサ２２が開始要求を受け付け、温度情報を１秒毎に送信を開始する。同様に、コイル３０、コイル３１から開始要求を送信する。上記動作により、１秒間を４つの無線センサで等間隔の２５０ｍｓずつずれて、温度情報がＰＣに送信されるようになり、無線送信が重ならないため、再送信が不要で省電力化が可能となる。
【００４８】
実施の形態２に係る無線センサシステムにおいても、無線センサ２１，２２，２３，２４が有するＲＦ送信機は、それぞれ周波数変換を行う為の回路を有しているが、コイル２８，２９，３０，３１から送信する信号は、周波数変換を行っていないデジタル信号であるため、無線センサ２１，２２，２３，２４の磁気センサは周波数変換を行うための回路が不要となる。これにより無線センサ２１，２２，２３，２４を小型化することが出来る。
【００４９】
また、図４に示したように、コイル２８と無線センサ２１と、コイル２９と無線センサ２２と、コイル３０と無線センサ２３と、コイル３１と無線センサ２４との間の無線通信は近傍界通信を用いており、距離の２乗、３乗に反比例する項が主体的な領域での通信である。その結果、隣接機器へのデジタル信号の漏れ出しを低減する事が出来る為、デジタル信号を送信しても、外部の機器のノイズにならない。故に、コイル２８の磁気信号が隣接して配置された無線センサ２２で大きな信号強度で受信されることはないため、磁気発生装置２６を小型化することも可能となる。
【００５０】
尚、実施の形態１と同様に、磁気発生装置２６が無線機２５から分離可能な構成であってもよい。本実施形態のように複数台の無線センサを使用するときは、磁気発生装置２６に複数のコイルが必要になり、実施の形態１に係る磁気発生装置３と比較して磁気発生装置２６が大型化するため、分離したときの無線機の小型化効果が大きくなる。
【００５１】
尚、本発明において「接続」とは、電気的に接続されている事を指しており、直流的に接続された状態だけでなく、電磁的に接続された状態をも含んでいる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明の無線センサシステムは、低消費電力である構成を有しているため、電池の消耗を防止することができ、小型の無線温度センサシステムや生体センサシステム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  無線センサ
２  無線機
３  磁気発生装置
４  周囲環境センサ
５  磁気センサ
６  ＲＦ送信機
７  第１制御部
８  電池
９  ＲＦ受信機
１０  第２制御部
１１  通信部
１２  ＰＣ
１３  コイル
２１  第１無線センサ
２２  第２無線センサ
２３  第３無線センサ
２４  第４無線センサ
２５  無線機
２６  磁気発生装置
２７  ＰＣ
２８  第１コイル
２９  第２コイル
３０  第３コイル
３１  第４コイル
【図１】
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【図３】
2011253341.tif 000004
【図５】
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【図２】
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【図４】
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