(57)【要約】【課題】センサデータ送信先のマイクロコンピュータのデータ処理負荷を軽減することのできるセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置１０は、センサ素子１が、入力された物理量を電気信号に変換し、増幅器２が、センサ素子１から出力される電気信号を増幅し、ＡＤ変換器３が、増幅器２から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換し、ＣＰＵ４が、メインコンピュータ１００からのセンシング指示を解釈し、その指示に適合した処理プログラムをプログラムメモリ６から読み出して、ＡＤ変換器３から出力されたデジタルデータに対するデータ処理を行い、出力部５が、ＣＰＵ４により処理されたデータをメインコンピュータ１００へ送信する。【選択図】図１
2009054033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインコンピュータからの指示を受けてセンシング動作を行い、その結果を前記メインコンピュータへ送信するセンサ装置であって、
入力された物理量を電気信号に変換するセンサ手段と、
前記センサ手段から出力される電気信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換手段と、
前記メインコンピュータからの指示を解釈し、その指示に適合した処理プログラムをプログラムメモリから読み出して、前記ＡＤ変換手段から出力された前記デジタルデータに対するデータ処理を行なうＣＰＵと、
前記ＣＰＵにより処理されたデータを前記メインコンピュータへ送信する出力手段と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記ＣＰＵは、
前記メインコンピュータから指示されたセンサデータ送信の間隔にもとづいて、前記データ処理の実行間隔を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記ＣＰＵが、
前記データ処理の実行間隔の期間に前記ＡＤ変換手段から出力された前記デジタルデータの平均化処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記ＣＰＵは、
前記メインコンピュータからのセンサデータ送信間隔の指示にもとづいて、前記出力手段の送信速度を設定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記出力手段は、前記メインコンピュータとの通信方式に合わせてデータ出力形式を整える
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロコンピュータを用いて各種機器の制御を行うことが一般的に行われている。その１つとして、加速度や圧力、湿度などの物理量をセンサで検出し、その検出量の変化に応じてマイクロコンピュータが機器の動作を制御することが行われている。
【０００３】
そのような制御を行うとき、センサから出力されたアナログ信号をマイクロコンピュータで処理可能なデジタル信号に変換するため、アナログ−デジタル変換(ＡＤ変換)が必要となる。また、一般に、センサは、マイクロコンピュータとは離れた位置に設置されるため、ＡＤ変換したデータをマイクロコンピュータへ送信するための通信回路が必要となる。
【０００４】
そのため、従来、センサと、ＡＤ変換器と、通信回路とを１つの筐体に収めたセンサ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような従来のセンサ装置を用いた場合、センサ装置からのデータを受信したマイクロコンピュータは、受信したセンサデータに何らかのデータ処理（例えば、上述の提案のセンサ装置の例では、センサ特性のバラツキ補正）を行って、制御対象の機器の制御を行う必要がある。
【０００６】
しかし、このようなマイクロコンピュータは、機器制御のために、センサデータの処理以外にも様々な演算処理を行う必要があり、センサデータに関する処理を行うことは、マイクロコンピュータの負荷を増大させる、という問題があった。
【特許文献１】特開平９−１１３３１０号公報  （第５−７ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、センサデータ送信先のマイクロコンピュータのデータ処理負荷を軽減することのできるセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、メインコンピュータからの指示を受けてセンシング動作を行い、その結果を前記メインコンピュータへ送信するセンサ装置であって、入力された物理量を電気信号に変換するセンサ手段と、前記センサ手段から出力される電気信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換手段と、前記メインコンピュータからの指示を解釈し、その指示に適合した処理プログラムをプログラムメモリから読み出して、前記ＡＤ変換手段から出力された前記デジタルデータに対するデータ処理を行なうＣＰＵと、前記ＣＰＵにより処理されたデータを前記メインコンピュータへ送信する出力手段とを有することを特徴とするセンサ装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、センサデータ送信先のマイクロコンピュータのデータ処理負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係るセンサ装置の構成の例を示すブロック図である。
【００１２】
本実施例のセンサ装置１０は、メインコンピュータ１００からの指示を受けてセンシング動作を行い、センシングした結果をセンシングデータとしてメインコンピュータ１００へ送信するセンサ装置であって、入力された物理量を電気信号に変換するセンサ素子１と、センサ素子１から出力される電気信号を増幅する増幅器２と、増幅器２から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＤ変換器３と、メインコンピュータ１００からのセンシング指示を解釈し、その指示に適合した処理プログラムをプログラムメモリ６から読み出して、ＡＤ変換器３から出力されたデジタルデータに対するデータ処理を行なうＣＰＵ４と、ＣＰＵ４により処理されたデータをメインコンピュータ１００へ送信する出力部５と、を有する。
【００１３】
ここで、メインコンピュータ１００は、例えば、メインコンピュータ１００が制御している機器の制御の必要に応じて、センサ装置１０へセンシングデータを送信する間隔を指示する。
【００１４】
図２に、この送信間隔の指示の例を示す。この例では、送信間隔の指定が３通りあり、ここでは、それぞれを、高速モード、通常モード、間欠モード、と称することとする。
【００１５】
高速モードが最も送信間隔が短く、以下、通常モード、間欠モードの順に送信間隔が長くなる。
【００１６】
ＣＰＵ４は、このメインコンピュータ１００からの送信間隔の指定を受けて、それぞれのモードに適合した処理プログラムを選択する。
【００１７】
このとき、処理プログラムには、それぞれのモードにおけるセンシングデータの送信間隔に応じて、その送信間隔中のＡＤ変換実行回数、ＡＤ変換出力の処理方法、センサデータの送信方法の設定が記述されているものとする。
【００１８】
例えば、上述の、高速モード、通常モード、間欠モードの各モードに対しては、次のような処理内容が記述されている。  
＜高速モード＞
（１）ＡＤ変換実行回数：２回
（２）ＡＤ変換出力の処理方法：２回の実行結果の平均化
（３）センサデータの送信方法、送信速度：シリアル通信、高速度
＜通常モード＞
（１）ＡＤ変換実行回数：８回
（２）ＡＤ変換出力の処理方法：８回の実行結果の平均化
（３）センサデータの送信方法、送信速度：シリアル通信、中速度
＜間欠モード＞
（１）ＡＤ変換実行回数：１回
（２）ＡＤ変換出力の処理方法：そのまま出力
（３）センサデータの送信方法、送信速度：シリアル通信、低速度
ここで、高速モード、通常モードにおいて、ＡＤ変換を複数回実行し、その実行結果の平均化を行うのは、指定された送信間隔中の物理量入力の変動による測定誤差を少なくするためである。
【００１９】
ＣＰＵ４は、このプログラムの設定に応じて、ＡＤ変換器３へＡＤ変換の実行を指示する変換指示信号の出力タイミングを調節し、ＡＤ変換器３から出力されたデジタルデータに対するデータ処理を行ない、また、出力部５へ送信速度の指定を行う出力制御信号を出力する。
【００２０】
図３に、メインコンピュータ１００からの送信間隔の指定の違いによる処理の違いをフロー図で示す。
【００２１】
本実施例のセンサ装置１０は、メインコンピュータ１００からのセンサデータ送信間隔の指示を受けると（ステップＳ０１）、ＣＰＵ４が、その指示に適合した処理プログラムを選択し（ステップＳ０２）、データ処理モード、送信速度の設定を行う（ステップＳ０３）。
【００２２】
ここで、メインコンピュータ１００からの送信間隔の指定が＜高速モード＞であるときは、ＡＤ変換器３がＡＤ変換を２回実行し（ステップＳ１１）、ＣＰＵ４が、そのＡＤ変換結果の平均化を行い（ステップＳ１２）、出力部５が、ＣＰＵ４により処理されたデータをシリアルデータに変換し、センサデータとして高速度でメインコンピュータ１００へ送信する（ステップＳ１３）。
【００２３】
その後、メインコンピュータ１００からセンサデータ送信間隔の新規の指示があるかどうか確認し（ステップＳ１４）、新規の指示がなければ（Ｎ）、ステップＳ１１の処理へ戻り、新規の指示があれば（Ｙ）、ステップＳ０２の処理へ戻って、以降の処理を繰り返す。
【００２４】
一方、メインコンピュータ１００からの送信間隔の指定が＜通常モード＞であるときは、ＡＤ変換器３がＡＤ変換を８回実行し（ステップＳ２１）、ＣＰＵ４が、そのＡＤ変換結果の平均化を行い（ステップＳ２２）、出力部５が、ＣＰＵ４により処理されたデータをシリアルデータに変換し、センサデータとして中速度でメインコンピュータ１００へ送信する（ステップＳ２３）。
【００２５】
その後、メインコンピュータ１００からセンサデータ送信間隔の新規の指示があるかどうか確認し（ステップＳ２４）、新規の指示がなければ（Ｎ）、ステップＳ２１の処理へ戻り、新規の指示があれば（Ｙ）、ステップＳ０２の処理へ戻って、以降の処理を繰り返す。
【００２６】
また、メインコンピュータ１００からの送信間隔の指定が＜間欠モード＞であるときは、ＡＤ変換器３がＡＤ変換を１回実行し（ステップＳ３１）、出力部５が、その変換結果をシリアルデータに変換し、センサデータとして低速度でメインコンピュータ１００へ送信し（ステップＳ３２）、指定された送信間隔期間の間、待機状態となる（ステップＳ３３）。
【００２７】
その後、メインコンピュータ１００からセンサデータ送信間隔の新規の指示があるかどうか確認し（ステップＳ３４）、新規の指示がなければ（Ｎ）、ステップＳ３１の処理へ戻り、新規の指示があれば（Ｙ）、ステップＳ０２の処理へ戻って、以降の処理を繰り返す。
【００２８】
図４は、上述の各モードにおけるセンサ装置１０の動作の様子を模式的波形図で示したものである。
【００２９】
図４（ａ）は、＜高速モード＞のときの各部の動作の様子を示す。
【００３０】
＜高速モード＞のときは、メインコンピュータ１００から指示されたセンサデータ送信間隔に対して、ＣＰＵ４が２回の変換指示信号を出力し、ＡＤ変換器３は、２回のＡＤ変換を実行する。ＣＰＵ４は、ＡＤ変換器３から出力された２つのＡＤ変換結果の平均化処理を行う。出力部５は、ＣＰＵ４により処理されたデータをシリアルデータに変換し、センサデータとして高速度でメインコンピュータ１００へ送信する。
【００３１】
図４（ｂ）は、＜通常モード＞のときの各部の動作の様子を示す。
【００３２】
＜通常モード＞のときは、メインコンピュータ１００から指示されたセンサデータ送信間隔に対して、ＣＰＵ４が８回の変換指示信号を出力し、ＡＤ変換器３は、８回のＡＤ変換を実行する。ＣＰＵ４は、ＡＤ変換器３から出力された８つのＡＤ変換結果の平均化処理を行う。出力部５は、ＣＰＵ４により処理されたデータをシリアルデータに変換し、センサデータとして中速度でメインコンピュータ１００へ送信する。
【００３３】
図４（ｃ）は、＜間欠モード＞のときの各部の動作の様子を示す。
【００３４】
＜間欠モード＞のときは、メインコンピュータ１００から指示されたセンサデータ送信間隔に対して、ＣＰＵ４が１回の変換指示信号を出力し、ＡＤ変換器３は、１回のＡＤ変換を実行する。出力部５は、その変換結果をシリアルデータに変換し、センサデータとして低速度でメインコンピュータ１００へ送信する。
【００３５】
このように、上述の例では、出力部５はセンサデータをシリアルデータとしてメインコンピュータ１００へ送信している。
【００３６】
そこで、図５に、センサデータをシリアルデータとして送信する出力部５の構成の例を示す。
【００３７】
図５に示す例では、出力部５は、ＣＰＵ４から出力されるパラレルデータをシリアルデータに変換し、センサデータとして出力するパラレル／シリアル変換シフトレジスタ５１と、このパラレル／シリアル変換シフトレジスタ５１のシフトクロックとなる送信クロックを出力する送信クロック周波数切り替え部５２と、を有する。
【００３８】
送信クロック周波数切り替え部５２は、ＣＰＵ４から出力される出力制御信号の指示に従って、出力する送信クロックの周波数を切り替える。
【００３９】
すなわち、高速モード、通常モード、間欠モードに対応して、送信クロックの周波数を高、中、低、と切り替える。
【００４０】
この切り替えにより、パラレル／シリアル変換シフトレジスタ５１のデータシフトの速度が変化し、センサデータの送信速度が変化する。
【００４１】
このような本実施例によれば、センサデータ送信先のマイクロコンピュータからの指示に応じて、内部で行うデータ処理の内容や送信速度の変更を行うことができる。これにより、送信先のマイクロコンピュータが必要とするデータを送信先のマイクロコンピュータが必要とする時期に送信することができ、送信先のマイクロコンピュータのデータ処理の負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例に係るセンサ装置の構成の例を示すブロック図。
【図２】メインコンピュータから出力されるセンシング要求間隔の例を示す波形図。
【図３】本発明の実施例に係るセンサ装置の処理の流れの例を示すフロー図。
【図４】本発明の実施例に係るセンサ装置の動作の様子を示す模式的波形図。
【図５】本発明の実施例に係るセンサ装置の出力部の構成の例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１  センス素子
２  増幅器
３  ＡＤ変換器
４  ＣＰＵ
５  出力部
５１  パラレル／シリアル変換シフトレジスタ
５２  送信クロック周波数切り替え部
６  プログラムメモリ
１０  センサ装置
【図１】
2009054033.tif 000003
【図２】
2009054033.tif 000004
【図３】
2009054033.tif 000005
【図４】
2009054033.tif 000006
【図５】
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