(57)【要約】【課題】カスケードの方式によって接続されたデータ収集端末及び当該データ収集端末を用いたデータ収集システムを提供すること。【解決手段】データ収集端末は、制御ユニットと、記憶ユニットと、データ収集ユニットと、データ交換ユニットと、ループ検出ユニットと、を備え、制御ユニットは、データ収集ユニット、記憶ユニット、データ交換ユニット及びループ検出ユニットにそれぞれ電気的に接続され、データ収集ユニットは、データを収集し且つ記憶ユニットの中に格納し、データ交換ユニットは、他のデータ収集端末或いは１つのコンピュータと接続され、且つデータを他のデータ収集端末或いはコンピュータに伝送し、ループ検出ユニットは、データ収集端末と他のデータ収集端末とが接続された時に、ループが形成されているかどうかを検出し、且つループを検出した場合に警告してユーザに注意する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御ユニットと、記憶ユニットと、データ収集ユニットと、データ交換ユニットと、ループ検出ユニットと、を備えるデータ収集端末であって、
前記制御ユニットは、前記データ収集ユニット、前記記憶ユニット、前記データ交換ユニット及び前記ループ検出ユニットにそれぞれ電気的に接続され、前記データ収集ユニットは、データを収集し且つ当該収集したデータを前記記憶ユニットの中に格納し、前記データ交換ユニットは、他のデータ収集端末或いは１つのコンピュータとカスケードの方式によって接続され、且つ前記データを前記他のデータ収集端末或いは前記コンピュータに伝送し、前記ループ検出ユニットは、前記データ収集端末と他のデータ収集端末とがカスケードの方式によって接続された時にループが形成されているかどうかを検出し、且つループを検出した場合は警告して、ユーザに注意することを特徴とするデータ収集端末。
【請求項２】
前記データ交換ユニットは、少なくとも２つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを備え、前記データ収集端末が他のデータ収集端末及び前記コンピュータとカスケードの方式によって接続された場合、前記少なくとも２つの入力ポートは、下層のデータ収集端末の出力ポートに接続され、前記少なくとも１つの出力ポートは、上層のデータ収集端末の入力ポートに接続されるか又は前記コンピュータに直接に接続されることを特徴とする請求項１に記載のデータ収集端末。
【請求項３】
前記データ交換ユニットは、第一ポート、第二ポート、第三ポート及び第四ポートを備え、前記第一ポート及び前記第二ポートは、入力ポートであり、前記第三ポート及び前記第四ポートは、出力ポートであり、前記第一ポート、前記第二ポート、前記第三ポート及び前記第四ポートは、全てイーサネット(登録商標)給電ポートであり、前記データ収集端末は、前記イーサネット(登録商標)給電ポートを介して他のデータ収集端末に動作電源を供給することを特徴とする請求項２に記載のデータ収集端末。
【請求項４】
前記イーサネット(登録商標)給電ポートが出力した電圧を、前記データ収集端末に必要な定格動作電圧に変換するための電源管理ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のデータ収集端末。
【請求項５】
前記電源管理ユニットは、限流ユニットを備え、前記限流ユニットは、複数の前記データ収集端末が互いにカスケードの方式によって接続された場合、電流が返流して、上層の前記データ収集端末が損傷されるのを防止することを特徴とする請求項４に記載のデータ収集端末。
【請求項６】
前記ループ検出ユニットは、警告ユニットを備え、前記警告ユニットは、１つのＬＥＤランプ及び／或いは１つのブザーを含み、
前記ループ検出ユニットが複数の前記データ収集端末がループを形成したことを検出すると、前記ＬＥＤランプを起動して点滅させる及び／又は前記ブザーを起動してブザーを鳴らすことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集端末。
【請求項７】
コンピュータ及び複数のデータ収集端末を備えるデータ収集システムであって、
複数の前記データ収集端末は、互いにカスケードの方式によって接続され、且つその中の１つのデータ収集端末を介して前記コンピュータに接続され、
複数の前記データ収集端末は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のデータ収集端末であることを特徴とするデータ収集システム。
【請求項８】
互いにカスケードの方式によって接続された複数の前記データ収集端末は、ツリー構造を構成し、前記ツリー構造は、複数の階層を備え、各階層は、少なくとも１つのデータ収集端末を備え、
異なる階層に位置する前記データ収集端末は、ツイストペアを介して互いに接続され、同じ階層に位置する前記データ収集端末は、互いに対して独立していることを特徴とする請求項７に記載のデータ収集システム。
【請求項９】
前記データ収集システムは、複数の補償電源をさらに備え、前記複数の補償電源は、前記複数の階層の中の何れか１つのデータ収集端末の入力ポート又は出力ポートに接続されて、前記データ収集端末に対して電源の補償を行うことを特徴とする請求項８に記載のデータ収集システム。
【請求項１０】
前記コンピュータは、データ収集指令を生成し、前記データ収集指令は、ツイストペアを介して前記ツリー構造の中の各データ収集端末まで伝送され、
各データ収集端末は、前記データ収集指令を受信すると、データを収集し、且つカスケードの方式によって接続されたデータ収集端末を介して、収集したデータを前記コンピュータに伝送することを特徴とする請求項８に記載のデータ収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ伝送技術に関し、特にデータ収集端末及びこれを用いたデータ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波識別（以下、ＲＦＩＤと略称する）技術は、新しい無線通信技術として、無線電気信号を介して特定の目標を識別して関連するデータを読み取る。即ち、ＲＦＩＤ技術は、ＲＦＩＤ装置と特定の目標との間に機械接続関係又は光学接触を確立する必要がない。現在、ＲＦＩＤ技術は、ドアセキュリティシステム、物流管理、駐車場管理等の領域に幅広く用いられている。しかし、従来のＲＦＩＤ装置は、識別距離が有限であり、採用するアンテナのローブの幅も広く、且つ読み取りラベルが全方向における範囲内で識別することはできない。
【０００３】
具体的に説明すると、従来のＲＦＩＤ装置は、一般的に壁掛け式又は机上に放置する等の取り付け方法を採用する。しかし、取り付ける過程において、アンテナが３６０°全方向でラベルを読み取ることができるようその角度を調節することは難しく、並びにアンテナの放射死角が形成され易い。これにより、ＲＦＩＤ装置により不正確なデータが収集されてしまう。また、従来のＲＦＩＤ装置は、シリアルポートを介してデータを伝送するため、大容量のデータ量を収集するシステムに用いる場合、データのパケットロスを招き易い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、カスケード方式によって接続されたデータ収集端末及び当該データ収集端末を用いたデータ収集システム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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るデータ収集端末は、制御ユニットと、記憶ユニットと、データ収集ユニットと、データ交換ユニットと、ループ検出ユニットと、を備え、制御ユニットは、データ収集ユニット、記憶ユニット、データ交換ユニット及びループ検出ユニットにそれぞれ電気的に接続され、データ収集ユニットは、データを収集し且つ当該収集したデータを記憶ユニットの中に格納し、データ交換ユニットは、他のデータ収集端末或いは１つのコンピュータとカスケードの方式によって接続され、且つデータを他のデータ収集端末或いはコンピュータに伝送し、ループ検出ユニットは、データ収集端末と他のデータ収集端末とがカスケードの方式によって接続された時にループが形成されたかどうかを検出し、且つループを検出した場合に警告してユーザに注意する。
【０００６】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係るデータ収集システムは、コンピュータ及び複数のデータ収集端末を備え、複数のデータ収集端末は、互いにカスケードの方式によって接続され、且つその中の１つのデータ収集端末を介してコンピュータに接続され、各データ収集端末は、制御ユニットと、記憶ユニットと、データ収集ユニットと、データ交換ユニットと、ループ検出ユニットと、を備え、制御ユニットは、データ収集ユニット、記憶ユニット、データ交換ユニット及びループ検出ユニットにそれぞれ電気的に接続され、データ収集ユニットは、データを収集し且つ収集したデータを記憶ユニットの中に格納し、データ交換ユニットは、他のデータ収集端末或いは１つのコンピュータとカスケードの方式によって接続され、且つデータを他のデータ収集端末或いはコンピュータに伝送し、ループ検出ユニットは、データ収集端末と他のデータ収集端末とがカスケードの方式によって接続された時に、ループが形成されているかどうかを検出し、且つループを検出した場合に警告してユーザに注意する。
【発明の効果】
【０００７】
従来の技術と異なり、本発明において、複数のデータ収集端末は互いにカスケードの方式によって接続されて、データ収集システムを形成する。これにより、本発明は、単一のデータ収集端末の読み書き範囲が有限である問題を克服して、ＲＦＩＤ装置の読み書き範囲を大きく拡大すると共に、データ交換ユニットを介してネットワークデータを伝送して、データの伝送速度を高め、データが大容量の際に、データパケットがロスすることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るデータ収集端末の原理を示すブロック図である。
【図２】図２は本発明の第一実施形態に係るデータ収集システムのトポロジーマップである。
【図３】図３は本発明の第二実施形態に係るデータ収集システムのトポロジーマップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る直列接続可能なデータ収集端末１００は、イーサネット(登録商標)（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標)）を介して互いにカスケード方式によって接続されて、ツリー構造のデータ収集システム２００（図２を参照）を形成して、遠距離からでも大容量のデータを収集できる。
【００１０】
データ収集端末１００は、制御ユニット１０と、データ収集ユニット２０と、記憶ユニット３０と、データ交換ユニット４０と、ループ検出ユニット５０と、電源管理ユニット６０と、を備える。データ収集ユニット２０は、データを収集するために用いられる。記憶ユニット３０は、データ収集ユニット２０が収集したデータを格納する。複数のデータ収集端末１００は、データ交換ユニット４０を介して互いにカスケード方式によって接続され、且つイーサネット(登録商標)を介してコンピュータ（図示せず）に接続されて、収集したデータをコンピュータに伝送する。ループ検出ユニット５０は、複数のデータ収集端末１００が互いにカスケード方式によって接続された場合、複数のデータ収集端末１００がループを形成しているかどうかを検出し、且つループを検出した場合、警告する。所謂ループとは、少なくとも２つのデータ収集端末１００が直列接続された際に、後ろの１つのデータ収集端末１００の出力端子が、前の１つのデータ収集端末１００の入力端子に接続されていることである。このようにして、カスケード方式によって接続されているあらゆるデータ収集端末１００の入力端子と出力端子とは互いに直列接続されて、閉鎖ループを形成する。これにより、データは、正常的に出力することができず、複数のデータ収集端末１００の間で循環する。電源管理ユニット６０は、各データ収集端末１００内の各機能ユニットに電力を供給する。
【００１１】
制御ユニット１０は、データ収集ユニット２０、記憶ユニット３０、データ交換ユニット４０、ループ検出ユニット５０及び電源管理ユニット６０にそれぞれ電気的に接続されている。制御ユニット１０は、データ収集ユニット２０を制御して、データ収集ユニット２０によりデータを収集し、且つ該収集したデータを記憶ユニット３０内に格納する。複数のデータ収集端末１００がデータ交換ユニット４０を介して互いにカスケード方式によって接続された場合、制御ユニット１０は、ループ検出ユニット５０を制御して、ループ検出ユニット５０により複数のデータ収集端末１００の間にループが形成されているかどうかを検出し、ループを検出すると、警告する。これと同時に、制御ユニット１０は、電源管理ユニット６０を制御して、電源管理ユニット６０にてデータ収集端末１００に電力を供給する。本実施形態において、制御ユニット１０は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）である。
【００１２】
データ収集ユニット２０は、ある特定の範囲内でデータを収集するために用いられる。本実施形態において、データ収集ユニット２０は、アクティブ式２．４Ｇの無線周波識別読み書き器であり、前記特定の範囲内に位置する無線周波タグを読み取って、該無線周波タグの中に予め格納されているデータを取得する。データ収集ユニット２０の放射電力を変えることによって、前記特定の範囲の大きさを調節することができる。
【００１３】
また、記憶ユニット３０は、データ収集端末１００の媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＡＣ）アドレス及びＩＰアドレスを格納するために用いられる。本実施形態において、各データ収集端末１００は、一つのＭＡＣアドレスを備える。データ収集端末１００がイーサネット(登録商標)を介してコンピュータに接続されると、コンピュータは、当該データ収集端末１００のＭＡＣアドレスに基づいて、当該データ収集端末１００に一つのＩＰアドレスを割り当てる。
【００１４】
データ交換ユニット４０は、少なくとも２つの入力ポート及び少なくとも１つの出力ポートを備える。複数のデータ収集端末１００が互いにカスケード方式によって接続されている場合、前記少なくとも２つの入力ポートは、下層のデータ収集端末１００の出力ポートに接続され、前記少なくとも１つの出力ポートは、上層のデータ収集端末１００の入力ポートに接続されるか又はコンピュータに直接接続される。これにより、各データ収集端末１００により収集されたデータは、カスケード方式によって接続されている各層のデータ収集端末１００を介して、コンピュータまで伝送される。前記少なくとも１つの出力ポートは、同じデータを同期に出力する。
【００１５】
本実施形態において、データ交換ユニット４０は、第一ポート４１、第二ポート４３、第三ポート４５及び第四ポート４７を備える。第一ポート４１、第二ポート４３、第三ポート４５及び第四ポート４７は、全てパワーオーバーイーサネット(登録商標)ポート（Ｐｏｗｅｒ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標)  Ｐｏｒｔ，以下ＰｏＥポートと称する）であり、双方向データ通信をサポートし、且つＰｏＥポートに接続されている他のデータ収集端末１００に動作電源を供給する。本実施形態において、ＰｏＥポートは、１２Ｖの直流電圧を出力する。また、異なる給電標準によって、ＰｏＥポートは、２４Ｖ、３６Ｖ或いは４８Ｖ等の直流電圧を出力することができる。本実施形態において、第一ポート４１及び第二ポート４３は、入力ポートとして機能する。第三ポート４５及び第四ポート４７は、出力ポートとして機能する。また、変形例として、第一ポート４１、第二ポート４３及び第三ポート４５を入力ポートとし、第四ポート４７を出力ポートとにすることもできる。
【００１６】
ループ検出ユニット５０は、警告ユニット５１を備える。複数のデータ収集端末１００が互いにカスケード方式によって接続された場合、ループ検出ユニット５０は、複数のデータ収集端末１００の間にループが形成されているかどうかを検出する。ループ検出ユニット５０は、互いにカスケード方式によって接続されている複数のデータ収集端末１００の間にループが形成されていることを検出すると、警告ユニット５１を起動して警告させる。本実施形態において、警告ユニット５１は、１つのＬＥＤランプ及び／或いは１つのブザーを含む。ループ検出ユニット５０は、ループを検出すると、ＬＥＤランプを起動して点滅させる又はブザーを起動させてブザーを鳴らす。
【００１７】
電源管理ユニット６０は、直流−直流変換ユニットであり、ＰｏＥポートが出力した電圧をデータ収集端末１００の定格動作電圧に変換して、データ収集端末１００内の各機能ユニットに動作電圧を提供する。電源管理ユニット６０は、限流ユニット６１を含む。限流ユニット６１は、複数のデータ収集端末１００が互いにカスケード方式によって接続された場合、電流が返流して、上層のデータ収集端末１００を損傷させることを防止する。本実施形態において、限流ユニット６１は、逆阻止限流ダイオードである。
【００１８】
図２は、本発明の第一実施形態に係るデータ収集システム２００を示している。データ収集システム２００は、コンピュータ２１０と、複数の補償電源２２０と、複数のデータ収集端末１００と、を備える。複数のデータ収集端末１００は、互いにカスケード方式によって接続されてツリー構造を形成する。当該ツリー構造は、複数の階層を含む。各階層は、少なくとも１つのデータ収集端末１００を備える。異なる階層に位置するデータ収集端末１００は、ツイストペアを介して互いにカスケード方式によって接続されている。同じ階層に位置する異なるデータ収集端末１００は、互いに対して独立している。また、ツリー構造の最上階に位置するデータ収集端末１００の１つの出力ポート（例えば、第三ポート４５及び第四ポート４７の中の１つ）は、ツイストペアを介してコンピュータ２１０のＬＡＮカードに電気的に接続されて、収集したデータをコンピュータ２１０に伝送し、且つコンピュータ２１０からの制御指令を受信すると共に、コンピュータ２１０から電力を取得する。また、ツリー構造の最上階に位置するデータ収集端末１００の入力ポート（例えば、第一ポート４１及び第二ポート４３）は、それぞれツイストペアを介して、ツリー構造の第二層に位置するデータ収集端末１００の出力ポートに電気的に接続されて、ツリー構造の第二層のデータ収集端末１００が収集したデータを受信し、且つコンピュータ２１０が生成した制御指令を、ツリー構造の第二層に位置するデータ収集端末１００まで伝送する。これと同時に、各層のデータ収集端末１００は、入力ポート（ＰｏＥポート）を介して、下層のデータ収集端末１００に動作電力を供給する。ＰｏＥポートが供給する電圧及び電流は、ツリー構造の中に直列接続されるデータ収集端末１００の数の増加に伴って弱くなるため、ツリー構造の何れか一層の１つのデータ収集端末１００の入力ポート又は出力ポートに補償電源２２０を接続して、該補償電源２２０によりデータ収集端末１００に電力を供給する。本実施形態において、補償電源２２０は、交流―直流電源アダプタであり、交流電源（例えば、２２０Ｖ）に接続されて、当該交流電源をデータ収集端末１００のＰｏＥポートが出力した電圧と同じ直流電圧（例えば、１２Ｖ）に変換する。
【００１９】
以下、本発明のデータ収集システム２００の動作原理について詳細に説明する。
【００２０】
複数のデータ収集端末１００は、ツイストペアを介して、カスケードの方式によって互いに接続されてツリー構造を形成する。ツリー構造の最上階のデータ収集端末１００は、コンピュータ２１０にアクセスされている。ツリー構造の適当な階層には、補償電源２２０が設置されている。
【００２１】
データ収集システム２００に通電すると、各データ収集端末１００のループ検出ユニット５０は、ツリー構造の全体の中にループが形成されているかどうかを検出する。ループ検出ユニット５０は、ループを検出すると、対応する警告ユニット５１を起動して警告させて、ツリー構造を変更して前記ループを除去するようユーザに注意する。これにより、データが複数のデータ収集端末１００の間で循環することに起因して、収集されたデータがコンピュータ２１０まで伝送できないことを防止することができる。
【００２２】
コンピュータ２１０がデータ収集指令を生成すると、当該データ収集指令は、ツイストペアを介してツリー構造の中に位置する各データ収集端末１００の出力ポートに伝送される。各データ収集端末１００は、データ収集指令を受信すると、データを収集する。各データ収集端末１００は、ツイストペアを介して収集したデータを上層のデータ収集端末１００にリターンする。上層のデータ収集端末１００は、受信したデータと上層のデータ収集端末１００自身が収集したデータとをパックして、引き続きパックされたデータを上層のデータ収集端末１００にリターンする。このようにして、全てのデータ収集端末１００により収集されたデータは、全てコンピュータ２１０まで伝送される。
【００２３】
図３に示すように、本発明の第二実施形態に係るデータ収集システム３００のツリー構造において、全てのデータ収集端末１００の出力ポートは、それに隣接する上層のデータ収集端末１００の入力ポートに接続されず、ツリー構造の中の一層又は多層を越えた、コンピュータ２１０にさらに近いデータ収集端末１００の入力ポートに直接接続される。
【００２４】
データが上層へリターンされる過程において、各データ収集端末１００の少なくとも１つの出力ポートは、自身が収集したデータ及び前記各データ収集端末１００に隣接する下層のデータ収集端末１００から送信されてきたデータを、前記各データ収集端末１００に隣接する上層の少なくとも１つのデータ収集端末１００の入力ポートに同時に伝送する。これと同時に、各データ収集端末１００は、自身のＭＡＣアドレスと、選択可能なリターンパスに位置する他のデータ収集端末１００のＭＡＣアドレスと、コンピュータ２１０のＭＡＣアドレスとを対比することによって、最適なリターンパスを計算して、前記各データ収集端末１００自身が収集したデータとこれに隣接する下層のデータ収集端末１００によりフィードバックされたデータを、前記最適なリターンパスを介してコンピュータ２１０に伝送して、データ収集のクイックリターンを実現する。
【００２５】
上記の記載から分かるように、データ収集端末１００は、ツイストペアを介してデータ交換ユニット４０に接続されて、互いにカスケード方式によって接続されて、ループを形成しないようツリー構造のデータ収集システム２００を構成する。これにより、本発明のデータ収集システム２００は、ＲＦＩＤ装置の読み書き範囲を大きく拡大することができる。また、全てのデータ収集端末１００が収集したデータは、全てネットワークを介して伝送され、データの伝送速度を高め、データが大容量の際に、データパケットがロスすることを効果的に防止することができる。また、複数のデータ収集端末１００は、ＰｏＥポートを介して互いに給電し、データ収集システム全体の複雑度及びコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００  データ収集端末
１０  制御ユニット
２０  データ収集ユニット
３０  記憶ユニット
４０  データ交換ユニット
４１  第一ポート
４３  第二ポート
４５  第三ポート
４７  第四ポート
５０  ループ検出ユニット
５１  警告ユニット
６０  電源管理ユニット
６１  限流ユニット
２００  データ収集システム
２１０  コンピュータ
２２０  補償電源
３００  データ収集システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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