(57)【要約】【課題】無線通信を実施するにあたって面倒な設定を必要とせず、省コスト性に優れ、受信側装置がひとつであっても複数の送信側装置から送信される送信波を効率良く受信することのできる無線型データ伝送装置を提供する。【解決手段】送信部１Ａから１Ｎは、送信部に固有に付与されるＩＤデータを送信波で受信部２に送信する。この送信部１Ａから１Ｎは計時機能を有して互いに時間的相関を持っている。制御部１１は、送信部のＩＤデータをシード値として発生させた乱数とＩＤデータとの乗算に基づいて不規則な送信タイミングを設定する。【選択図】　図１
2004013572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータに基づく不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータを含む送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の前記送信波を受信するひとつの受信部を有することを特徴とする無線型データ伝送装置。
【請求項２】
個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータと乱数との乗算に基づいて設定される不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータを含む送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の前記送信波を受信するひとつの受信部を有することを特徴とする無線型データ伝送装置。
【請求項３】
個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータと乱数との乗算に基づいて設定される不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータと他のデータからなる送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の前記送信波を受信するひとつの受信部を有することを特徴とする無線型データ伝送装置。
【請求項４】
前記送信部は、前記乱数の値に応じて前記送信タイミングに１送信時間の２倍以上の遅延時間を加算することを特徴とする請求項第２項又は第３項記載の無線型データ伝送装置。
【請求項５】
前記送信部は、移動可能な監視対象に設けられており、前記受信部は固定的に設けられていることを特徴とする請求項第１項、第２項、又は第３項記載の無線型データ伝送装置。
【請求項６】
前記送信部は、固定的な監視対象に設けられており、前記受信部は移動可能に設けられていることを特徴とする請求項第１項、第２項、又は第３項記載の無線型データ伝送装置。
【請求項７】
前記送信部は、不特定多数の監視対象に装着されることを特徴とする請求項第１項、第２項、又は第３項記載の無線型データ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線型データ伝送装置に関し、特に、無線通信を実施するにあたって面倒な設定を必要とせず、省コスト性に優れ、受信側装置がひとつであっても複数の送信側装置から送信される送信波を効率良く受信することのできる無線型データ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温度や湿度等のデータを収集して超音波、赤外線、あるいは電波等の送信波で送信し、これを遠隔地に設けられる受信機で受信して監視対象についてのデータ解析を行うテレメータリングシステムが知られている。
【０００３】
このようなテレメータリングシステムとして、送信側装置から受信側装置へ一方向送信を行うようにしたものが特開２０００‐１６３６８３号公報に開示されている。
【０００４】
特開２０００‐１６３６８３号公報において、送信側装置は、センサから入力するセンサ出力をデジタル信号化し、このデジタル信号に固有のＩＤコードを付与して送信波として送信する。受信側装置は、送信波を受信するとＩＤコードを読み取り、このＩＤコードに関連して記憶されている補正用テーブルに基づいてデジタル信号に含まれるセンサ出力を補正している。
【０００５】
上記したテレメータリングシステムによると、送信側装置から受信側装置に対して一方向送信を行うことで、送信側に送信要求を送信しなくても監視対象についてのデータを収集することができ、送信側装置の回路構成および送信制御を簡素化できるとともに送信波にＩＤコードを付与することで受信した送信波の補正を可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のデータ伝送方法によると、複数の監視対象について送信側装置を設けようとしたとき、各送信側装置が送信する複数の送信波が混信あるいは衝突してしまうため、周波数の異なる送信側装置と受信側装置の対を設けなければならず、装置コストの増大や通信設定が煩雑になるといった問題がある。また、監視対象が不特定多数である場合に上記した問題が顕著となる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、無線通信を実施するにあたって面倒な設定を必要とせず、省コスト性に優れ、受信側装置がひとつであっても複数の送信側装置から送信される送信波を効率良く受信することのできる無線型データ伝送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータに基づく不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータを含む送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の前記送信波を受信するひとつの受信部を有する無線型データ伝送装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は上記した目的を達成するため、個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータと乱数との乗算に基づいて設定される不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータを含む送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の前記送信波を受信するひとつの受信部を有する無線型データ伝送装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は上記した目的を達成するため、個体を特定するＩＤデータを有し、前記ＩＤデータと乱数との乗算に基づいて設定される不規則な送信タイミングで前記ＩＤデータと他のデータからなる送信波を同一の周波数で送信するとともに計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部と、
前記複数の送信部から送信された複数の送信波を受信するひとつの受信部を有する無線型データ伝送装置を提供する。
【００１１】
上記した無線型データ伝送装置によると、計時機能を有した送信部に固有のＩＤデータに基づいて送信波の送信タイミングを不規則に設定することにより、同一周波数を使用して複数の送信部から送信した送信波をひとつの受信部で受信することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無線型データ伝送装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る無線型データ伝送装置を概略的に示し、この無線型データ伝送装置は、計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部（１Ａから１Ｎ）から同一周波数を使用して送信される複数の送信波を遠隔地に設けられた受信部２で受信するものであり、送信部１Ａから１Ｎは移動可能な監視対象に設けられている。また、受信部２は固定的に設けられている。送信部１Ａから１Ｎについては同一の構成を有して形成されているので、以下の説明では送信部１Ａに基づいて説明する。
【００１４】
送信部１Ａは、送信部に固有に付与されるＩＤデータを送信波で受信部２に送信するものであり、送信波の送信タイミングを設定する送信タイミング設定部１０と、設定された送信タイミングに基づいてＩＤデータを含む送信波の送信動作を実行させる制御部１１と、送信部のＩＤデータを変調し、増幅することによって送信波を生成する無線送信部１２と、無線送信部１２に接続されて送信波を空中に放射するアンテナ１３を有する。
【００１５】
図２は、送信部１Ａの回路構成を示し、送信タイミング設定部１０は、送信部に固有に付与されるＩＤデータを固定的に格納したＩＤ格納部１０Ａと、送信タイミングの設定に用いる乱数を発生させる乱数発生部１０Ｂを有する。また、送信波の送信動作に必要なプログラム、送信間隔等の制御データを格納するメモリ１４と、送信波として送信する他のデータとしての温度や湿度等の物理量や機械情報の入力、メモリ１４に格納されたプログラム、制御データの読み出しおよび書き込みを行うための信号入出力部１５と、回路に電力を供給する電源部１６と、時刻信号を発生する時計部１７と、前述した制御部１１および無線送信部１２とが内部バス１８によって接続されて送信部本体１９内に収容されている。
【００１６】
ＩＤ格納部１０Ａは、例えば、不揮発性のメモリであり、本実施の形態では制御部１１として用いるＣＰＵに固有に付与されるシリアルナンバーをＩＤデータとして用いる。また、ＣＰＵのシリアルナンバーの他に、送信部を特定することのできる他のデータを用いることも可能である。
【００１７】
乱数発生部１０Ｂは、制御部１１から出力される乱数生成信号に基づいて乱数を発生させる。この乱数は、種値（シード値）に対して乗算合同法等の演算処理を行うことで０から２５５の範囲でランダムに発生する。本実施の形態では、ＩＤデータをシード値として用いており、そのことによって発生する乱数にＩＤデータの値に応じたばらつきが生じる。その発生周期は６１１２４回で１周期を形成する。
【００１８】
無線送信部１２は、ＩＤデータを図示しない信号波発生器で信号波に変換して変調器でＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調し、送信に必要な電力まで増幅してアンテナ１３から３１５ＭＨｚの無線電波として送信する。
【００１９】
図３は、受信部２の回路構成を示し、送信波を受信するアンテナ２０が接続された無線受信部２１と、受信した送信波に含まれるＩＤデータを解析するＩＤ解析部２２と、送信波の受信動作に必要なプログラム、制御データを格納するメモリ２３と、送信波に含まれるＩＤデータ以外の他のデータを格納するデータ格納部２４と、前述の他のデータの読み出しやメモリ２３に格納されたプログラム、制御データの読み出しおよび書き込みを行うための信号入出力部２５と、回路に電力を供給する電源部２６と、受信部２の各部を制御する制御部２７とが内部バス２８によって接続されて受信部本体２９内に収容されている。
【００２０】
ＩＤ解析部２２は、無線受信部２１で受信された送信波を復調して得られる復調信号を入力してＩＤデータを抽出する。抽出されたＩＤデータはメモリ２３にＩＤ毎に格納される。送信波にＩＤデータ以外の他のデータが付加されている場合には、対応するＩＤデータとともに他のデータをメモリ２３に格納する。
【００２１】
以下に、本発明の無線型データ伝送装置の動作について、図４から図６を参照しながら説明する。
【００２２】
（１）送信波の送信
図４は、送信部の動作フローチャートを示し、時計部１７は、図示しない基準クロック発生部のクロックパルスをカウントし、送信波の送信間隔に応じて定まる値となったときに制御部１１にトリガ信号を出力する。制御部１１は、トリガ信号の入力に基づいて起動して（ステップ１）、乱数発生部１０Ｂに乱数生成信号を出力する（ステップ２）。乱数発生部１０Ｂは、乱数生成信号を入力すると、ＩＤ格納部１０Ａに格納されているＩＤデータを読み込み、これをシード値として乱数Ｒを発生させる（ステップ３）。乱数発生部１０Ｂは、発生した乱数Ｒを制御部１１に出力する（ステップ４）。制御部１１は、ＩＤデータと乱数Ｒとを乗算することによって制御部１１の起動時を基準とする送信波の送信タイミングｘを求める（ステップ５）。制御部１１は、制御部１１の起動時からクロックパルスをカウントして送信波の送信タイミングｘとなったときに無線送信部１２に送信開始信号を出力する。無線送信部１２は、送信開始信号に基づいて送信波の送信を行う（ステップ６）。
【００２３】
図５は、制御部１１の起動から送信タイミングｘで送信波を送信するまでのタイミングチャートを示し、同図（ａ）では時刻ｔ１で制御部１１が起動してからｔＡ秒後の送信タイミングｘにおいて送信波が送信されている。同図（ｂ）は、同図（ａ）の送信から送信間隔をおいて実行された送信動作における送信波の送信タイミングを示し、時刻ｔ１で制御部１１が起動してからｔＢ秒後の送信タイミングｘにおいて送信波が送信されている。同図（ｃ）は、同図（ｂ）の送信から送信間隔をおいて実行された送信動作における送信波の送信タイミングを示し、時刻ｔ１で制御部１１が起動してからｔＣ秒後の送信タイミングｘにおいて送信波が送信されている。このように、ＩＤデータに乗算される乱数がその発生時に異なることによって各送信動作における送信タイミングｘが不規則に変化する
。上記した送信タイミングの演算動作が送信部１Ａから１Ｎについて同様に実行される。
【００２４】
（２）送信波の受信
図６は、受信部の動作フローチャートを示し、無線受信部２１は、アンテナ２０を介して受信した送信波（ステップ１）を復調することにより得られる復調信号をＩＤ解析部２２に出力する（ステップ２）。ＩＤ解析部２２は、復調信号に含まれるＩＤデータを抽出してＩＤデータ抽出信号として制御部２７に出力する（ステップ３）。制御部２７は、ＩＤデータ抽出信号に応じたアドレスを指定してＩＤデータ抽出信号をメモリ２３に格納する（ステップ４）。
【００２５】
図７は、メモリ２３に格納されたＩＤデータ抽出信号に基づいて、信号入出力部２５を介して接続されたコンピュータ（図示せず）のディスプレイに表示させた表示画面を示し、表示画面３０には、送信部１Ａから１Ｎを示す旗の絵柄４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、および４０Ｎと、各絵柄に近接して表示される送信部のＩＤデータ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、および４０ｎと、受信部２を示す旗の絵柄４１と、受信部２の識別データ４１ａとを体系的に示す画像４２が表示される。このようにしてＩＤデータ抽出信号に基づく画像を表示させることによって、受信部２の受信エリアに存在する監視対象（送信部１Ａから１Ｎ）を速やかに把握することができる。
【００２６】
送信波にＩＤデータ以外の他のデータが付加されている場合、例えば、該当する旗の絵柄を点滅させることによって他のデータが付加されていることを表示するようにしても良い。この場合には、点滅している旗の絵柄をマウス等のポインティングデバイスで選択することにより、他のデータの内容を示す他の画像を表示画面に表示させるようにしても良い。
【００２７】
上記した実施の形態によると、送信部１Ａから１Ｎに固有に付与されたＩＤデータと乱数発生部１０Ｂで発生させた乱数に基づいて送信波の不規則な送信タイミングを設定するので、同一周波数を使用して複数の送信部から各々の送信タイミングで送信波を送信させることができ、かつ、ひとつの受信部２で送信波を効率良く受信して管理することができる。また、送信波は上記した無線電波に限らず、超音波等の無線送信が可能な他の電磁波であっても良い。
【００２８】
受信部２で管理する送信部が多数（１２以上）ある場合には、受信部２における送信波の受信間隔が短くなり、送信部がそれぞれ内部に独自の（互いに非同期の）時計部を有しているので、複数の送信部が同時に使用されるような環境では送信部が互いに時間的相関を有することになる。例えば、初期に相互に排他的タイミングで送信するように設定しても、時間経過とともに送信タイミングが重なって受信不良が生じる恐れがあることから、これを回避するものとして乱数Ｒの閾値を設け、発生した乱数Ｒが閾値を超えているときは送信タイミングｘに遅延時間を加算するようにすることが好ましい。本実施の形態では、８ビットのＩＤデータを送信波として送信する１送信時間として約２４００μｓｅｃを要することから、遅延時間を１送信時間の２倍以上に設定することで受信不良の発生を防げる。
【００２９】
また、上記した実施の形態で説明した送信タイミングの可変制御による無線型データ伝送装置では、データ伝送を行うにあたっての面倒な送受信設定が不要であるので、送信部を増設する必要性が生じたときに速やかに対応することができる。また、監視対象が状況によって変化するもの、また、不特定多数であっても監視が可能になる。
【００３０】
例えば、宅配業者で複数の配送車両（トラック）を保有している場合、トラック毎に送信部を搭載するとともにトラックターミナルを受信エリアとしてカバーする受信部を設ける。受信部は、トラックから送信される複数の送信波を受信する。このことにより、トラックターミナルに所属するトラックの情報（在、不在、帰還車両のナンバープレート、帰還時刻等）を同一周波数で収集することができる。また、トラックターミナル間の荷物輸送を行う大型トラックに送信部を搭載し、この大型トラックから送信される送信波を受信部で受信することにより、トラックターミナルに到着した大型トラックの情報（ナンバープレート、業者名、出発地等）を把握することができる。
【００３１】
また、送信部を固定とし、受信部が移動することによって情報を収集する構成とすることも可能である。
【００３２】
例えば、工場に設置される工作機械（旋盤、ボール盤、フライス盤、プレス機等）に送信部を装着し、ＩＤデータとともに総運転時間を他のデータとして送信させる。また、工場の構内を巡回する構内作業車に受信部を搭載して送信波の受信が可能な距離まで接近する。収集された総運転時間は保守点検の管理データとして使用する。このことにより、工作機械に容易に近寄れない設置環境であっても総運転時間に関するデータを容易に効率良く収集することができる。工作機械を増設した場合には、送信部を装着するだけで受信部によるデータ収集が可能になる。
【００３３】
また、指定された場所や位置にあるべき監視対象が除去されたとき、除去された監視対象を検出する用途に用いることもできる。
【００３４】
例えば、展示会等の催しにおいて展示される展示物に送信部を装着し、展示物が受信部の受信エリアにあるように配置する。オペレータは、受信部に接続されたコンピュータの表示画面に表示される画像（図７参照）を監視する。このことにより、展示物の盗難を監視することができる。この場合には送信部からＩＤデータ送信し、これを受信部で受信するだけで監視が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の無線型データ伝送装置によると、計時機能を有して互いに時間的相関を持つ複数の送信部でＩＤデータをシード値として発生させた乱数とＩＤデータとの乗算に基づいて不規則な送信タイミングを設定するようにしたため、無線通信を実施するにあたって面倒な設定を必要とせず、省コスト性に優れ、受信側装置がひとつであっても複数の送信側装置から送信される送信波を効率良く受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線型データ伝送装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る送信部の回路構成図
【図３】本発明の実施の形態に係る受信部の回路構成図
【図４】送信部の送信動作を説明するフローチャート
【図５】（ａ）から（ｃ）は、送信部で発生する不規則な送信タイミングを示すタイミングチャート
【図６】受信部の受信動作を説明するフローチャート
【図７】受信部で受信した送信波に基づく画像をコンピュータのディスプレイに表示させた状態図
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｎ、送信部　２、受信部　１０、送信タイミング設定部
１０Ａ、ＩＤ格納部　１０Ｂ、乱数発生部　１１、制御部　１２、無線送信部
１３、アンテナ　１４、メモリ　１５、信号入出力部　１６、電源部
１７、時計部　１８、内部バス　１９、送信部本体　２０、アンテナ
２１、無線受信部　２２、ＩＤ解析部　２３、メモリ　２４、データ格納部
２５、信号入出力部　２６、電源部　２７、制御部　２８、内部バス
２９、受信部本体　３０、表示画面　４０ａ〜４０ｎ、ＩＤデータ
４０Ａ〜４０Ｎ、絵柄　４１、絵柄　４１ａ、識別データ　４２、画像
【図１】
2004013572.tif 000003
【図２】
2004013572.tif 000004
【図３】
2004013572.tif 000005
【図４】
2004013572.tif 000006
【図５】
2004013572.tif 000007
【図６】
2004013572.tif 000008
【図７】
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