(57)【要約】【課題】従来からあるタグシステムでは通常バッテリー等の電力を有しないため、タグ送信機を取り付ける位置が限られていたこと、及び複数のタグが存在した場合、測定データ欠損の問題が生じたこと【解決手段】本発明ではタグ送信機にバッテリーを有し、長波帯のタグ起動信号の受信することを契機に、タグ送信機からＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を送出することにより通信距離の拡大を図ることで取り付ける位置の制限を無くし、一方、送信タイミングをタグ内部に記憶されている変数値と乱数発生部の乱数値とを掛け合わせた時間でランダム的に送信を繰り返す手段で、個々のタグ送信機から送出されるタグ情報のデータ送信のタイミングをずらして送信することにより、測定データ欠損の問題を解決する。【選択図】　　図２
2004125765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長波帯の起動信号を受信することにより微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を発生する手段と、タグ送信機内部の記録素子に記憶されている変数値とタグ送信機内部の乱数発生部とを有し、前記タグ送信機内部の乱数値と内部変数値とを掛け合わせた時間でランダム的に送信を繰り返すことを特徴とするタグ送信機を用い、
前記タグ送信機からのデータを復調する受信機と時計を内蔵した計時ユニットとを複数有し、
前記複数ある個々の計時ユニットと集計部とを電気通信回線で接続して構成していることを特徴とする計測システム。
【請求項２】
長波帯の起動信号を受信することにより微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を発生する手段と、タグ送信機内部の記録素子に記憶されている変数値とタグ送信機内部の乱数発生部とを有し、前記タグ送信機内部の乱数値と内部変数値とを掛け合わせた時間でランダム的に送信を繰り返すことを特徴とするタグ送信機を用い、
前記タグ送信機からのデータを復調する受信機と時計を内蔵した計時ユニットとを複数有し、
前記複数ある個々の計時ユニットと集計部とを電気通信回線で接続して構成していることを特徴とする計測システムにおける計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、タグシステム（データキャリアシステム）をマラソンランナー等に装着して、スタートからゴールまでの経過時間やラップ時間を計る計測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来のデータキャリアシステムを利用したタグ送信機のブロック図で、例えば起動信号受信コイル１、パラレル／シリアル変換部２、データラッチ部３、ＥＥＰＲＯＭ４、及び送信部５から構成されている。
また、一般にデータキャリアシステムを利用した計測システムは、あらかじめ記憶された単一データ（例えば、背番号情報その他のＩＤ情報）を至近距離で送信を行ない、各計時ユニットで受信したＩＤ情報とタイムスタンプ及び計時ユニットの機番番号とを付加したデータ列を集計部である上位システムあてに送出して、各計時ユニット毎の時間差を計測する計測システムに利用されていることはよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記のようなタグ送信機は、通常バッテリー等の電力を有しないためタグ送信機の送信電力が極小であり、そのためタグ情報のデータ送信できる通信距離が数ｃｍ乃至数十ｃｍと限られていたため、起動信号送信コイルアンテナの取り付け位置が限られていたこと
また、一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、複数のタグ送信機がデータ送信するので混信状態になり、個々のタグ情報を処理できないので計時ユニットでは測定出来ず、測定データが欠損するという問題が生じた。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第３０２４１７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の問題点を整理すると、
課題１．従来からあるタグシステムでは通常バッテリー等の電力を有しないためタグ送信機の送信電力が極小であり、そのためタグ情報のデータ送信できる通信距離が数ｃｍ乃至数十ｃｍと限られていたため、起動信号送信コイルアンテナの取り付け位置が限られていたこと
また、前記課題を実現するため常に微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を輻射し距離を拡大する方法では、近傍に設置された他の計時ユニットの受信機のエリアで受信されうる場合があるので、受信機の受信するエリアを限定する必要があること
課題２．従来からあるタグシステムでは一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、複数のタグ送信機がデータ送信するので混信状態になり、個々のタグ情報を処理できないので計時ユニットでは測定出来ず、測定データが欠損するという問題が生じたこと
である。　そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、タグ送信機からのタグ情報のデータ送信の通信距離の拡大を図りつつ、タグ送信機が送信可能な範囲はタグ送信機内部の起動信号受信コイルが受信可能なエリア内に限定することで起動信号送信コイルアンテナの取り付け位置の制約を緩和し、また、一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、複数のタグ情報を処理し計時ユニットでの測定データ欠損の問題を解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はタグ送信機からのタグ情報のデータ送信の通信距離の拡大を図りつつ、タグ送信機が送信可能な範囲はタグ送信機内部の起動信号受信コイルが受信可能なエリア内に限定し、従来方法のバッテリーを有しない方法では通信距離に限界があるため本発明ではバッテリーを有し、受信機側の起動信号送信コイルが送信する１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号をタグ送信機内部が受信することを契機に、タグ送信機からＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を送出することにより、タグ送信機がデータ送信できる通信距離の拡大を図り、
また、前記１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号をタグ送信機内部が受信している時間のみタグ送信機がデータ送信することにより、起動信号送信コイルアンテナを介して電波として空間に輻射される１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号の電力及び輻射パターンを適切に設定することにより、一の計時ユニットの受信機のエリアを限定することで上記課題１を解決し、
一方、タグ送信機からの送信タイミングは、タグ起動信号をクロックとしてタグ送信機信内部のＥＥＰＲＯＭに記憶されている変数値とタグ送信機内部の乱数発生部の乱数値とを掛け合せた時間でランダム的に送信を繰り返す手段で、個々のタグ送信機から送出されるタグ情報のデータ送信のタイミングをずらして送信することにより、一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、複数のタグ情報を処理し計時ユニットでの測定データ欠損を無くすことで上記課題２を解決する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図２は本発明のタグ送信機と計時ユニットのブロック図で、本発明のタグ送信機１０、起動信号送信コイルアンテナ１１、１００ＫＨｚ帯起動信号送信部１２、ＵＨＦ帯受信アンテナ１３、ＵＨＦ帯受信機／データ処理部１４、ＲＴＣ部／ＧＰＳ受信機１５、及びＧＰＳアンテナ１６から構成されている。
図３は本発明のタグ送信機１０のブロック図で、起動信号受信コイル２０、クロック発生部２１、Ｍ系列乱数発生部２２、パラレル／シリアル変換部２３、ＵＨＦ帯送信部２４、起動パルス発生及び各種タイミング発生部２５、データラッチ部２６、バッテリー２７、及びＥＥＰＲＯＭ２８から構成されている。
図５は本発明の計測システムの構成図で、本発明のタグ送信機４１、計時ユニットＡ４２、計時ユニットＢ４３、計時ユニットＣ４４、集計部４５、及び電気通信回線４６から構成されている。
【０００８】
次に、本発明のタグ送信機を用いた計測システムの動作について説明する。　１００ＫＨｚ帯起動信号送信部１２で発生させた１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号は起動信号送信コイルアンテナ１１を介して電波として空間に輻射される。　この空間に本発明のタグ送信機１０が存在すると、空間に輻射された電波は本発明のタグ送信機１０内にある起動信号受信コイル２０に入り、クロック発生部２１にて約１００ＫＨｚのクロックを作成する。　このクロックが安定すると起動パルス発生及び各種タイミング発生部２５は内部ゲート信号３０をセットし、この内部ゲート信号３０の立上りを契機に起動パルス３１を発生する。
【０００９】
次に起動パルス発生及び各種タイミング発生部２５が作成する起動パルス３１が発生すると、ＥＥＰＲＯＭ２８にあらかじめ記憶されたタグ送信機１０からＩＤ情報として送信すべきデータ値をデータラッチ部２６にストアする。その後、データラッチ部２６にストアされたデータ値はパラレル／シリアル変換部２３に入り、パラレル／シリアル変換部２３内にあるシフトレジスタにより順次ＵＨＦ帯送信部２４によりＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波として空間に輻射される。
【００１０】
次にタグ送信機１０から送信されたＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波は、一の計時ユニット内にあるＵＨＦ帯受信アンテナ１３に入りＵＨＦ帯受信機／データ処理部１４にて受信データとして復調される。
【００１１】
一方、各計時ユニットはＧＰＳアンテナ１６とＲＴＣ部／ＧＰＳ受信機１７とで、計時ユニット始動時にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１７から得られた正確な時間をＲＴＣ（Ｒｅａｌ　ＴｉｍｅＣｌｏｃｋ）部にストアしてタイムスタンプ値として利用する。　なお、ＧＰＳ受信機１７を用いる理由は、各計時ユニット毎の絶対時間の差を無くすことが目的である。
【００１２】
一の計時ユニットは、復調された受信データ（即ち、ＩＤ情報）とＲＴＣ部１７から得られるタイムスタンプ値と計時ユニットの機番情報（例えば、計時ユニットＡ　４２なら”Ａ”という具合に）とを一連のデータ列にまとめる。　当該計時ユニットは、前記データ列を電気通信回線４６を介して集計部４５あてにデータ列を転送する。なお、電気通信回線４６は、本発明の実施例ではＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）を使用しているが、無線による通信手段を用いてもよい。
【００１３】
一方、タグ送信機１０はデータ送信開始後（もしくはデータ送信終了後でもよい）に、Ｍ系列乱数発生部２２で作成された乱数値とＥＥＰＲＯＭ２８に記憶されている変数値とを掛け合わせた時間（送信データ送出間隔ＴＰ　３５）後になるとデータラッチ部２６にストアされたデータ値はパラレル／シリアル変換部２３に入り、パラレル／シリアル変換部２３内にあるシフトレジスタにより順次ＵＨＦ帯送信部２４によりＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波として再び空間に輻射される。　これらの一連の動作は内部ゲート信号３０がセットされている間繰り返される。
【００１４】
一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、個々のタグ送信機１０内にあるＭ系列乱数発生部２２で作成された乱数値とＥＥＰＲＯＭ２８に記憶されている変数値とを掛け合わせた時間（送信データ送出間隔ＴＰ　３５）が異なるため個々のタグ送信機１０から送出されるタグ情報のデータ送信のタイミングがずれて送信することになり、ＵＨＦ帯受信機／データ処理部１４は複数のタグ情報（即ち、ＩＤ情報）のデータがずれて受信することにより順次処理できるので、計時ユニットでの測定データ欠損の問題を解消することができる。
【００１５】
タグ送信機１０の内部ゲート信号３０は、タグ送信機が移動することにより起動信号送信コイルアンテナ１１から輻射された１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号が受信できなくなったらタグ送信機１０はタグ情報のデータ送信を停止する。　前記動作により、１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号を受信しているときのみ、タグ送信機１０はタグ情報のデータを送出するので、起動信号送信コイルアンテナ１１を介して電波として空間に輻射される１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号の電力及び輻射パターンを適切に設定することにより、受信機のエリアを限定することが可能である。　なお、バッテリー２７は、タグ送信機１０内部にある各素子に内部ゲート信号３０がセットされている間に消費される仕組みになっていてバッテリー２７の消耗を抑制している。
また、本発明の実施例では長波帯の起動信号は約１００ＫＨｚを使用しているが、その他の長波帯の周波数を起動信号として用いてもよい。
図４はタグ送信機１０の動作を示したタイムチャート図である。
【００１６】
集計部４５は、電気通信回線４６を接続することが出来るパソコン等で構成されており、各計時ユニット４２〜４３から送出されたデータを集計し、各ＩＤ情報ごとの時間差を計算することにより、スタートからゴールまでの経過時間やラップ時間を計測することができる。　なお、計時ユニットは、図中には３台の計時ユニットしか記載されていないが、計時ユニットの台数には制限はされない。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、受信機側の起動信号送信コイルから送信される１００ＫＨｚ帯のタグ起動信号をタグ送信機内部が受信することを契機に、タグ送信機からＵＨＦ帯の微弱無線電波若しくは特定小電力無線電波を送出することにより、タグ送信機が送信できる通信距離の拡大を図りつつ、タグ送信機が送信可能な範囲を運用上必要とする受信機のエリア内に限定することができる。
しかし、従来の方式では起動信号送信コイルアンテナとの距離が数ｃｍ乃至数十ｃｍと制限されていたので、起動信号送信コイルアンテナの設置の際、コンクリート路面、鉄橋その他の路面直下に鉄筋等があり起動信号送信コイルアンテナからの電波の輻射パターンを乱す路面において、起動信号送信コイルアンテナからの電波の輻射に影響をあたえるので、起動信号送信コイルアンテナの取り付け位置に制約があった。
本発明では、タグ送信機が送信できる通信距離の拡大を図りつつ、タグ送信機が送信可能な範囲を運用上必要とする受信機のエリア内に限定することが可能であるので、起動信号送信コイルアンテナを天井から吊り下げる等の取り付け位置の制約を緩和することができるという利点がある。
一方、タグ送信機からの送信タイミングは、タグ起動信号をクロックとしてタグ送信機内部のＥＥＰＲＯＭに記憶されている変数値とタグ送信機内部の乱数発生部とを掛け合わせた時間でランダム的に送信を繰り返す手段で、個々のタグ送信機から送出されるタグ情報のデータ送信のタイミングをずらして送信することで、一の計時ユニットの受信機のエリア内に複数のタグ送信機が存在する場合において、計時ユニット内の受信機及びデータ処理部は個々のタグ送信機からのデータがずれて受信することにより順次処理できることにより、複数のタグ情報をほぼ同時に処理できるので、計時ユニットでの測定データ欠損の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のタグ送信機のブロック図
【図２】本発明のタグ送信機と計時ユニットのブロック図
【図３】本発明のタグ送信機のブロック図
【図４】本発明のタグ送信機の動作タイムチャート図
【図５】本発明の計測システムの構成図
【符号の説明】
１は起動信号受信コイル、
２はパラレル／シリアル変換部、
３はデータラッチ部、
４はＥＥＰＲＯＭ、
５は送信部、
１０は本発明のタグ送信機、
１１は起動信号送信コイルアンテナ、
１２は１００ＫＨｚ帯起動信号送信部、
１３はＵＨＦ帯受信アンテナ、
１４はＵＨＦ帯受信機／データ処理部、
１５はＲＴＣ部／ＧＰＳ受信機、
１６はＧＰＳアンテナ、
２０は起動信号受信コイル、
２１はクロック発生部、
２２はＭ系列乱数発生部、
２３はパラレル／シリアル変換部、
２４はＵＨＦ帯送信部、
２５は起動パルス発生及び各種タイミング発生部、
２６はデータラッチ部、
２７はバッテリー、
２８はＥＥＰＲＯＭ、
３０は内部ゲート信号、
３１は起動パルス、
３２は送信ゲート信号、
３３はデータ読込み時間ＴＬ、
３４はデータ送信中、
３５は送信データ送出間隔ＴＰ、
４１は本発明のタグ送信機、
４２は計時ユニットＡ、
４３は計時ユニットＢ、
４４は計時ユニットＣ、
４５は集計部、
４６は電気通信回線。
【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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