JP2000339575A - 無線式センサ装置およびセンサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無線の送出に用いる回路部分を複数のセンサで
共用可能とし、かつセンサの種類が増加しても対応可能
な拡張性の高い無線式センサ装置を提供する。 【解決手段】センサユニット１０はセンサ１１により検
出される情報に応じた出力を出力端子１３から発生させ
る。センサユニット１０には無線送信ユニット２０が着
脱自在に装着され、無線送信ユニット２０はセンサユニ
ット１０への装着時に出力端子１３に電気的に接続され
る入力端子２１を備える。センサ１１の検出情報に応じ
たセンサユニット１０からの出力は、無線送信ユニット
２０から無線信号として外部に送出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センサにより検出
される情報を無線により伝送する無線式センサ装置およ
びセンサシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種情報をセンサにより検出し、
検出した情報をセンサの配置場所とは異なる場所に無線
（電波）を用いて伝送するようにしたセンサシステムが
用いられるようになってきている。この種のセンサシス
テムでは、センサで検出した情報は無線式センサ装置か
ら無線を用いて伝送され、センサの情報を管理する装置
と無線式センサ装置との間の配線が不要であるから、施
工が容易になるという利点を有している。この種のセン
サシステムで用いられるセンサとしては、赤外線セン
サ、音声センサ、温度センサ、導通センサなどがあり、
これらのセンサを用いることによって、来客、幼児の泣
き声、気温、降雨、風呂の水位、あるいは防犯や防災の
ための各種情報などが検出可能になっている。

【０００３】この種のセンサシステムとしては、特開平
６−１４０９９号公報に記載されているように、無線信
号を送出する送信器にセンサを接続し、送信器からの無
線信号を受信機が受信するとコンピュータを介してセキ
ュリティ機器を作動させるものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線式セン
サ装置に用いるセンサや、センサにより検出した情報を
所望の形式に加工する回路は比較的安価に構成すること
ができるが、無線の送出に用いる回路部分は、法規によ
り定められた特性を満足させなければならないから、他
の部分に比較すると高コストになる傾向がある。

【０００５】また、上記公報に記載された技術では送信
器に複数のセンサが接続されているから、センサの個数
に対して送信器の台数を少なくすることができるもの
の、センサと送信器との接続関係が固定的であるから、
センサの種類に関する拡張性が低いものになっている。

【０００６】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、無線の送出に用いる回路部分を複数
のセンサで共用可能とすることによって複数のセンサを
用いる場合におけるコストの低減を図り、しかもセンサ
の種類が増加しても容易に対応することができる拡張性
の高い無線式センサ装置およびセンサシステムを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、セン
サにより検出される情報に応じた出力を発生する出力端
子を有したセンサユニットと、センサユニットに着脱可
能に装着され装着時に前記出力端子に電気的に接続され
る入力端子を有するとともにセンサユニットからの出力
を無線信号を用いて伝送する無線送信ユニットとを備え
るものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無線送信ユニットがデジタル携帯電話端末であ
って、前記センサユニットが、電話番号を入力可能な入
力手段と、入力手段を用いて入力された電話番号を記憶
するメモリと、前記センサにより検出される情報に所定
の変化が生じたときに前記メモリに格納された電話番号
を用いてデジタル携帯電話端末を発呼させる制御手段と
を備えるものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無線送信ユニットが自営用親機との間で内線通
話が可能な子機として用いられるＰＨＳ端末であって、
前記センサユニットが、前記センサにより検出される情
報に所定の変化が生じたときにＰＨＳ端末から自営用親
機を呼び出させる制御手段を備えるものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項２または請求項
３記載の無線式センサ装置と、発番号識別機能を有し前
記デジタル携帯電話端末の電話番号が発番号として登録
される電話機とから成るものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の無
線式センサ装置は、基本的には図１（ａ）のように、セ
ンサ１１を備えたセンサユニット１０と、センサユニッ
ト１０に着脱自在に装着される無線送信ユニット２０と
により構成される。

【００１２】センサユニット１０は、図１（ｂ）に示す
ように、センサ１１により検出される情報をマイコンよ
りなる制御部（制御手段）１２により監視し、制御部１
２ではセンサ１１の出力を、たとえばシリアルデータで
あるデジタル値に変換したり２値情報に変換したりす
る。この種の変換はセンサ１１の種類に応じて行われる
が、本実施形態では、制御部１２ではセンサ１１の出力
値が設定された閾値を超えるとセンサ１１により検出さ
れた情報に変化が生じたと判断して２値情報（つまり、
オンオフの情報）を発生するものとする。また、制御部
１２にはセンサ１１の種類が番号によって登録されてお
り、上述した２値情報に伴ってセンサ１１の種別に関す
る情報と、無線信号を送出することを指示するコマンド
も併せて制御部１２から送出する。これらの情報ないし
コマンドはシリアルデータの形で制御部１２から送出さ
れる。制御部１２には出力端子１３が接続されており、
制御部１２から送出される情報ないしコマンドは出力端
子１３からセンサユニット１０の外部に取り出される。
出力端子１３は、電源用（Ｖｃｃ）の接触部１３ａと、
送信すべき信号用（ＴＸ）の接触部１３ｂと、接地用
（ＧＮＤ）の接触部１３ｃとの３個の接触部１３ａ〜１
３ｃを備える。センサユニット１０は内部回路に定電圧
を供給する電源回路１４を備え、電源回路１４の電源と
しては電池と商用電源とのどちらも利用できるようにし
てある。

【００１３】ところで、図１（ａ）のように、センサユ
ニット１０の器体３１には無線送信ユニット２０が着脱
自在に装着可能なスロット３２が形成されており、スロ
ット２０の内周面にはマイクロスイッチ１５のアクチュ
エータが突出する。このマイクロスイッチ１５は無線送
信ユニット２０がスロット３２に装着されているか否か
を検出するために設けられており、スロット３２に無線
送信ユニット２０が装着されている期間に、電源回路１
４から接触部１３ａに電圧を印加するようになってい
る。

【００１４】一方、無線送信ユニット２０は、センサユ
ニット１０の出力端子１３に電気的に接続される入力端
子２１を備え、入力端子２１も出力端子１３と同様に、
電源用と信号用と接地用との３個の接触部２１ａ〜２１
ｃを備える。つまり、無線送信ユニット２０には接触部
２１ａ，２１ｃを介してセンサユニット１０から電源が
供給される。無線送信ユニット２０にはマイコンからな
る制御部２２が設けられており、制御部２２ではセンサ
ユニット１０が接続されて電源が供給されると、無線送
信ユニット２０の内部回路に電源を供給する。センサユ
ニット１０においてセンサ１１の出力に変化が生じて２
値信号が制御部２２に入力されると、制御部２２ではセ
ンサユニット１０から無線信号を送出することを指示す
るコマンドに基づいて送信周波数のチャンネル（周波数
帯）を選択し、センサ１１の出力変化やセンサ１１の種
別に応じた送信データを生成する。

【００１５】選択したチャンネルはＰＬＬ回路２３に与
えられ、ＰＬＬ回路２３では基準発振回路２４から出力
される一定周波数と制御部２２からのチャンネルの指示
とに基づいてＶＣＯ回路２５の出力周波数がチャンネル
に対応した所定周波数になるようにＶＣＯ回路２５を制
御する。制御部２２からの送信データはＶＣＯ回路２５
に入力されてＶＣＯ回路２５の出力を搬送波として周波
数変調され、増幅回路２６により増幅後にアンテナ２７
から無線信号として空間に送出される。

【００１６】ところで、出力端子１３の各接触部１３ａ
〜１３ｃは、図２に示すように、センサユニット１０の
器体３１から進退自在に突出する接触子３３と、接触子
３３を付勢する接圧ばね３４とにより構成される。つま
り、センサユニット１０の器体３１には印刷配線基板よ
りなる回路基板３５が収納され、回路基板３５には各接
触子３３に対応した電極３６がそれぞれ形成されてお
り、各電極３６に接圧ばね３４を介して接触子３３が配
置されている。各接触子３３は図の上端部が半球状に形
成され、下端部に鍔部３３ａを有する形状に形成されて
いる。器体３１には接触子３３が挿通される挿通孔３７
が形成され、挿通孔３７の周縁に鍔部３３ａが係止され
ることによって、接圧ばね３４によりばね付勢された接
触子３３の器体１０からの抜け止めがなされている。し
たがって、無線送信ユニット２０をセンサユニット１０
のスロット３２に装着すると、無線送信ユニット２０の
入力端子２１が接触子３３の先端部に当接し、接圧ばね
３４のばね力に抗して接触子３３が器体３１に押し込ま
れることになる。このようにして、出力端子１３と入力
端子２１との電気的接続の信頼性が確保される。

【００１７】ところで、センサユニット１０としては、
センサ１１の種類によって図３に示すような各種の使用
形態が考えられる。図３（ａ）は風呂に給水する際にセ
ンサ１１を用いて所定水量になったことをセンサユニッ
ト１０により検出する例を示している。この目的には水
による導通状態を検出するセンサ１１ａや水圧を検出す
る圧力センサをセンサ１１として用いることができる。
図３（ｂ）は幼児や老人に異常がないかを検出する例で
あって、この目的にはマイクロホン１１ｂや人感センサ
をセンサ１１として用いることができる。つまり、幼児
であれば泣き声が大きいときに異常として検出し、老人
であれば人感センサによる動きが検出されないときに異
常として検出すればよい。図３（ｃ）は燃料ガスのガス
漏れや一酸化炭素を検出するガスセンサ１１ｃをセンサ
１１としてセンサユニット１０に設けた例を示す。ま
た、図３（ｄ）は窓からの侵入者を検出する例であっ
て、振動センサ１１ｄをセンサ１１として窓ガラスに取
り付けることによって、窓ガラスが割れたことを検出す
るようにセンサユニット１０を構成してある。さらに、
図３（ｅ）のように店舗において来客を検出するために
センサユニット１０にセンサ１１としての人感センサ１
１ｅを設けたり、図３（ｆ）のように屋外の気温を測定
する温度センサ１１ｆをセンサ１１として設けることに
よって植物の霜害を警告するような用途に用いることも
できる。その他、センサ１１の種類によって各種の用途
に用いることが可能である。

【００１８】このような各種の目的に用いるに際して
は、各センサ１１ごとに無線送信の機能を設けるとチャ
ンネル数が多く必要になり、また、高コストである無線
用の回路が多く必要になってコスト高になる。ここに、
センサユニット１０は一般に同時に多数台を使用するこ
とは少なく、ほとんどの場合にはいずれか１つのセンサ
ユニット１０を用いるのが普通である。そこで、本実施
形態では、上述のように無線送信ユニット２０をセンサ
ユニット１０に対して着脱自在に装着可能としているの
であって、本実施形態の構成を採用すれば、センサユニ
ット１０が多数台存在するときでも、所要のセンサユニ
ット１０にのみ無線送信ユニット２０を取り付ければよ
く、結果的に全体として低コスト化を図ることができる
のである。しかも、無線送信ユニット２０を各種センサ
ユニット１０に組み合わせて用いることができるから、
拡張性の高いセンサシステムを構築することができる。

【００１９】（第２の実施の形態）本実施形態は、広く
普及してきているデジタル携帯電話端末を無線送信ユニ
ット２０として用いるものである。図４のように、デジ
タル携帯電話端末２０’を用いる際には、センサユニッ
ト１０において既存のデジタル携帯電話端末２０’との
電気的接続が可能でなければならない。デジタル携帯電
話端末２０’は外部装置と接続するためのインタフェー
スを備えており、この種のインタフェースは各事業者ご
とに統一化か進んできている。たとえば、ＮＴＴドコモ
社ではＤＨ０１またはＭＱ１３８−Ｍ１６（１３）Ｓ相
当のコネクタを使用しており、全１６ピンのうち、１２
番ピンと１３番ピンとを携帯機操作部制御信号に割り当
てている。これらのピンを用いると外部装置からの指示
によってデジタル携帯電話端末２０’に発信先の電話番
号を設定して発呼させることができるのである。

【００２０】そこで、本実施形態では、センサユニット
１０におけるスロット３２をデジタル携帯電話端末２
０’が装着可能となる形状に形成しておき、かつ出力端
子１３としてデジタル携帯電話端末２０’のインタフェ
ース（つまり入力端子）２１に接続可能となる形状のコ
ネクタを用いている。また、センサユニット１０にはデ
ジタル携帯電話端末２０’に発信先電話番号を入力する
ために、テンキーよりなる入力手段１６を設けてあり、
入力手段１６を用いて入力した電話番号は制御部１２に
設けたメモリに格納される。

【００２１】上述のように発信先電話番号がメモリに格
納された状態において、センサ１１により検出される情
報に変化が生じて制御部１２から２値情報が発生する
と、出力端子１３を通してデジタル携帯電話端末２０’
に対し、メモリに格納された発信先電話番号を伝送し発
信先に発呼させる。このとき、デジタル携帯電話端末２
０’としての通常の動作によって、図５に示すように、
デジタル携帯電話端末２０’から携帯電話基地局４１、
携帯電話事業者交換局４２、加入者電話事業者交換局４
３を経由して発信先の電話機４４が被呼される（図では
ターミナルアダプタ４５を介して電話機４４を接続して
いる例を示してある）。この動作に続いてセンサ１１で
検出された情報がデジタル携帯電話端末２０’が伝送さ
れるのである。つまり、デジタル携帯電話端末２０’を
無線送信ユニット２０として用いることによって、セン
サユニット１０に格納した所望の発信先にセンサ１１で
検出された情報に変化が生じたことを伝達することがで
きる。たとえば、宅内や事業所内の電話機の電話番号を
発信先電話番号として登録しておけば、センサ１１での
検出情報を宅内や事業所内で知ることができる。また、
発信先電話番号として他の携帯電話端末を指定しておけ
ば、居場所を問わずにセンサ１１の検出情報を受けとる
ことができるから、利便性の高いセンサシステムを構築
することができる。

【００２２】ところで、電話機として発番号識別機能を
持つものを発信先電話機として用いるとともに、発番号
としてデジタル携帯電話端末２０’の電話番号を登録し
ておけば、センサユニット１０に接続されたデジタル携
帯電話端末２０’からの着信と他の電話機からの着信と
を識別することができるから、センサユニット１０に接
続されているデジタル携帯電話端末２０’からの着信時
には応答しないようにすることが可能である。つまり、
センサユニット１０はセンサ１１で検出した情報を伝送
しなくても、発信先電話機ではセンサ１１での検出情報
に変化が生じたことを知ることになるから、発信先電話
機において直流閉結することなくセンサユニット１０に
設けたセンサ１１の検出結果を知ることが可能になる。
他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。

【００２３】（第３の実施の形態）本実施形態は、ＰＨ
Ｓ端末を無線送信ユニット２０として用いるものであ
る。図６のようにＰＨＳ端末２０”を用いる際には、セ
ンサユニット１０において既存のＰＨＳ端末２０”との
電気的接続が可能でなければならない。ＰＨＳ端末２
０”はデジタル携帯電話端末２０’と同様に外部装置と
接続するためのインタフェースを備えており、第二世代
コードレス電話システム（すなわちＰＨＳ）の標準規格
である「ＲＣＲ ＳＴＤ−２８」において、付属資料Ａ
Ｇには１２芯専用インタフェースおよび１６芯専用イン
タフェースのコネクタの形状が記載されている。この種
のインタフェースは各事業者ごとに統一化か進んできて
いる。しかして、このインタフェースを用いる外部装置
からの指示によってＰＨＳ端末２０”に発呼させること
ができる。本実施形態においては、ＰＨＳ端末２０”を
自営用親機２８に対する子機として用いており、自営用
親機２８では子機番号によってどのＰＨＳ端末２０”か
らの呼び出しかを識別できるようにしてある。要する
に、ＰＨＳ端末２０”を内線通話用に用いている。

【００２４】本実施形態においても第２の実施の形態と
同様に、センサユニット１０におけるスロット３２をＰ
ＨＳ端末２０”が装着可能となる形状に形成しておき、
かつ出力端子１３としてＰＨＳ端末２０”のインタフェ
ース（つまり入力端子）２１に接続可能となる形状のコ
ネクタを用いている。しかるに、センサ１１により検出
される情報に変化が生じて制御部１２から２値情報が発
生すると、出力端子１３を通してＰＨＳ端末２０”に対
して自営用親機２８を呼び出すように指示が与えられ
る。ここにおいて、センサユニット１０に接続されたＰ
ＨＳ端末２０”からの呼び出しに対する着信音を他の着
信音とは異ならせておけば、着信音の相違によってセン
サ１１での検出情報に変化が生じたことを知ることがで
きるのである。他の構成および動作は第１の実施の形態
と同様である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明は、センサにより検出さ
れる情報に応じた出力を発生する出力端子を有したセン
サユニットと、センサユニットに着脱可能に装着され装
着時に出力端子に電気的に接続される入力端子を有する
とともにセンサユニットからの出力を無線信号を用いて
伝送する無線送信ユニットとを備えるものであり、セン
サを備えるセンサユニットに対して無線送信ユニットが
着脱可能になっているから、無線の送出に用いる回路部
分を無線送信ユニットに設けていることによって、複数
個のセンサユニットで無線送信ユニットを共用すること
が可能になり、複数のセンサを用いる場合におけるコス
トの低減が可能になるという利点を有する。しかも、無
線送信ユニットはセンサユニットに着脱自在であるから
センサの種類が増加しても無線送信ユニットを共用する
ことができ、高い拡張性が得られることになる。

【００２６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、無線送信ユニットとしてデジタル携帯電話端末を用
い、センサユニットに、電話番号を入力可能な入力手段
と、入力手段を用いて入力された電話番号を記憶するメ
モリと、センサにより検出される情報に所定の変化が生
じたときにメモリに格納された電話番号を用いてデジタ
ル携帯電話端末を発呼させる制御手段とを設けたもので
あり、既製のデジタル携帯電話端末を無線送信ユニット
に用いるからデジタル携帯電話の電話網を利用してセン
サでの検出情報を伝送することができる。つまり、セン
サユニットのみを設計すればよく、設計費用を大幅に低
減することができる。

【００２７】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、無線送信ユニットが自営用親機との間で内線通話が
可能な子機として用いられるＰＨＳ端末であって、セン
サユニットが、センサにより検出される情報に所定の変
化が生じたときにＰＨＳ端末から自営用親機を呼び出さ
せる制御手段を備えるものであり、既製のＰＨＳ端末を
無線送信ユニットに用いるから無線送信ユニットの設計
が不要であってセンサユニットのみを設計すればよく、
設計費用が大幅に低減される。しかも、自営用親機との
間で内線通話を行うからセンサでの検出情報の授受に際
して電話料金が不要であり、デジタル携帯電話端末を用
いるよりも通信費用が低減される。

【００２８】請求項４の発明は、請求項２または請求項
３記載の無線式センサ装置と、発番号識別機能を有しデ
ジタル携帯電話端末の電話番号が発番号として登録され
る電話機とから成るものであり、センサユニットに接続
するデジタル携帯電話端末の電話番号を発番号として電
話機に登録しておけば、電話機において他の着信とは区
別することができ、センサユニットに接続されたデジタ
ル携帯電話端末からの呼出時には着信処理を行わないこ
とによって電話料金の課金が行われず、センサでの検出
情報を低コストで伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、（ａ）は全
体構成図、（ｂ）はブロック図である。

【図２】同上に用いる出力端子を示す断面図である。

【図３】同上の使用例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【図５】同上のシステムを示す概略構成図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１０ センサユニット １１ センサ １２ 制御部 １３ 出力端子 １６ 入力手段 ２０ 無線送信ユニット ２０’ デジタル携帯電話端末 ２０” ＰＨＳ端末 ２１ 入力端子 ２８ 自営用親機 ４４ 電話機

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F073 AA01 AA22 AB02 AB11 AB12 BB01 BC02 CC01 CC11 DE12 GG01 GG04 5K048 BA21 DB01 DC01 DC07 EB10 HA04 5K101 KK12 LL01 LL11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサにより検出される情報に応じた出
   力を発生する出力端子を有したセンサユニットと、セン
   サユニットに着脱可能に装着され装着時に前記出力端子
   に電気的に接続される入力端子を有するとともにセンサ
   ユニットからの出力を無線信号を用いて伝送する無線送
   信ユニットとを備えることを特徴とする無線式センサ装
   置。
2. 【請求項２】 前記無線送信ユニットがデジタル携帯電
   話端末であって、前記センサユニットが、電話番号を入
   力可能な入力手段と、入力手段を用いて入力された電話
   番号を記憶するメモリと、前記センサにより検出される
   情報に所定の変化が生じたときに前記メモリに格納され
   た電話番号を用いてデジタル携帯電話端末を発呼させる
   制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の無
   線式センサ装置。
3. 【請求項３】 前記無線送信ユニットが自営用親機との
   間で内線通話が可能な子機として用いられるＰＨＳ端末
   であって、前記センサユニットが、前記センサにより検
   出される情報に所定の変化が生じたときにＰＨＳ端末か
   ら自営用親機を呼び出させる制御手段を備えることを特
   徴とする請求項１記載の無線式センサ装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の無線式セ
   ンサ装置と、発番号識別機能を有し前記デジタル携帯電
   話端末の電話番号が発番号として登録される電話機とか
   ら成ることを特徴とするセンサシステム。