JP2001229480A - センシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で複数の子機を識別可能なセンシ
ング装置を提供する。 【解決手段】 子機ＢＲ１〜ＢＲｎは、それぞれ被検出
対象を検出するとオン時間Ｔｏｎｋ＝２^k-1×Ｔ０、オ
フ時間Ｔｏｆｆｋ＝２^k-1×Ｔ０×３により規定される
検出パルスを送信する。親機ＭＳはこれら検出パルスの
ＯＲ信号を受信し、オン時間測定回路ＯＮＴはタイマＴ
Ｍの出力ＣＭに基づき決められる所定測定期間において
順次受信する複数の受信パルスのオン時間を順次計測し
ていき、その計測結果を順次記憶回路ＭＥＭに記憶して
いくとともに判断回路ＥＸＭに所定計測期間の終了を伝
える。判断回路ＥＸＭはオン時間測定回路ＯＮＴの出力
や記憶回路ＭＥＭに記憶されたオン時間に基づいて子機
ＢＲ１〜ＢＲｎのうちのどの子機から検出パルスが送信
されたかを認識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、センシング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、監視領域内の複数箇所に人体検出
センサなど備えた子機を配置し、それら子機から無線信
号として送信されるセンサの検出信号を１つの親機で受
信し、親機は受信した無線信号がどの子機から送信され
たか認識し、その認識結果に応じて警告を発するような
センシング装置がある。

【０００３】このようなセンシング装置における子機の
認識方法としては、以下のような方法が採用されてい
る。 （１）子機の送信周波数を所定幅ずつ異なったものと
し、親機は送信周波数の違いから子機を識別する。 （２）子機に受信回路を装備しておき、子機のセンサが
被検出対象を検出した際に他の子機が検出信号を無線送
信しているかどうか確認し、送信していないときにセン
サの検出信号に数ビットから数１０ビットの識別コード
信号（以下「ＩＤコード」という。）を付加した信号を
無線送信し、親機はそのＩＤコードを分析して検出信号
を出力した子機を特定して認識する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者
は、子機の送信周波数を正確に所定の範囲に個別に設定
し、親機ではＰＬＬ（フェイズロックループ）回路など
を用いて受信周波数帯域を子機の数だけ順次切り換えて
いくか、受信周波数帯域を子機の数だけ設けなければな
らず、回路が複雑で高価格なものになっていた。

【０００５】後者は、子機と親機の双方に送信回路と受
信回路が必要であり、やはり回路が複雑で高価となる。
また、ＩＤの設定や認識プログラムが複雑であり、他の
子機が無線信号を送信していないことを複数の子機がほ
ぼ同時に確認した場合、これら複数の子機が同時に検出
信号の送信を開始する可能性があり、この場合、同一周
波数で検出信号を送信すると各子機からの無線信号が混
線してしまい、親機が子機を特定できなくなる可能性が
生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、センサを有
し、そのセンサが被検出対象を検出した際に検出パルス
を無線送信するｎ台（但し、ｎは２以上の整数とす
る。）の子機と、前記子機からの検出パルスを受信し
て、前記ｎ台の子機のうちのどの子機から前記検出パル
スが送信されたかを認識して警告信号を出力する親機と
を含み、前記ｎ台の子機のうちの第ｋの子機（但し、ｋ
は１以上ｎ以下の整数とする。）が送信する検出パルス
のパルス波形は、所定時間Ｔ０に対し第ｋのオン時間
（Ｔｏｎｋ＝２^k-1×Ｔ０）と第ｋのオフ時間（Ｔｏｆ
ｆｋ＝２^k-1×Ｔ０×３）により規定され、前記親機
は、所定測定期間中に受信する複数の受信パルスのオン
時間をそれぞれ測定するオン時間測定回路と、前記オン
時間測定回路の出力に基づきいずれの子機が前記検出パ
ルスを送信しているか識別する判断回路を含んでいる。
よって、子機の送信周波数を所定幅ずつ異なったものと
する必要がないので構成の複雑化や高コスト化を防止で
きる。また、検出パルスに識別コード信号を付加しなく
てもよいため、構成の簡略化が図れる。また、子機に受
信部を設ける必要がなくなるので、構成の小型化、簡略
化、低コスト化が可能となる。

【０００７】前記オン時間測定回路は、前記受信パルス
の立ち上がり時点を測定開始時とし所望測定期間経過後
における前記受信パルスの立ち上がり時点を測定終了時
とする前記所定測定期間内、または前記受信パルスの立
下り時点を測定開始時とし所望測定期間経過後における
前記受信パルスの立下り時点を測定終了時とする前記所
定測定期間内に受信する前記複数の受信パルスのオン時
間をそれぞれ測定するものとすれば、オン時間測定回路
よる測定される受信パルスのオン時間をオン時間の途中
から計測することを禁止でき、受信パルスのオン時間測
定の精度が向上する。

【０００８】上記所定測定期間を、上記第ｎの子機が送
信する検出パルスの周期に応じた時間とすることが望ま
しい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す一実施
例に基づき具体的に説明する。

【００１０】図１において、親機ＭＳは、水晶発振器を
備える基準クロック発生回路ＣＬＫ１、受信回路ＲＥ
ｍ、制御回路ＣＰＵ１およびＡＣ電源から電力を得る電
源回路ＰＷ、出力端子Ｏ１〜Ｏｎ等からなり、ＡＣ電源
からの電力により動作する。ｎ台の子機ＢＲ１〜ＢＲｎ
はそれぞれ同様な構成で、同一周波数で検出パルスを送
信し、各々識別情報としての通し番号（子機Ｎｏ．）１
〜ｎのいずれかが付与されており、本例ではこの通し番
号を子機の符号ＢＲの後ろにそれぞれ示している。

【００１１】図２は子機ＢＲ１〜ＢＲｎの構成を示した
ものである。上述したように子機ＢＲ１〜ＢＲｎはそれ
ぞれ同様な構成なので、図２では１つの子機ＢＲｋの構
成を示してある。なお、本例において各々の符号等に付
与してある添え字「ｋ」は、子機の通し番号１〜ｎに応
じたものであることを示すものとする。

【００１２】同図において、物体検出用のセンサＳＮＳ
は、周期的にスイッチ回路ＳＷＳを介して電池電源Ｅの
電圧が供給され、被検出対象例えば人や物体等（以下、
単に「物体」という。）を検出すると信号線Ｓｂｋに検
出信号Ｓｂｋを出力する。なお、センサＳＮＳとして
は、赤外線センサ、超音波センサや重力センサなどでよ
く、適宜変更可能である。

【００１３】スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、制御回路ＣＰ
Ｕ２内のパルス発生回路ＰＧが出力するパルス信号のオ
ン時間（本例では“Ｈ”の継続期間とする。）Ｔｏｎｋ
およびオフ時間（本例では“Ｌ”の継続期間とする。）
Ｔｏｆｆｋを設定する。本例では、子機ＢＲｋ内のパル
ス発生回路ＰＧが出力するパルス信号を物体検出時の検
出パルスＰｋとして用いる。子機ＢＲｋが物体を検出し
た際に無線送信する検出パルスのオン時間Ｔｏｎｋとオ
フ時間Ｔｏｆｆｋは、所定時間Ｔ０に対し以下の（１）
式および（２）式に基づき定める。なお、所定時間Ｔ０
は親機ＭＳが受信可能な範囲であればよく、適宜設定可
能である。 オン時間Ｔｏｎｋ＝２^k-1×Ｔ０・・・（１） オフ時間Ｔｏｆｆｋ＝２^k-1×Ｔ０×３・・・（２） 本例は、（１）、（２）式のような簡素な式に基づき検
出パルスのオン時間とオフ時間とを定めている。よっ
て、検出パルスのオン時間とオフ時間を複雑な計算を行
うことなく簡単に定めることが可能となる。なお、スイ
ッチＳＷ１〜ＳＷｎによるオン時間Ｔｏｎｋとオフ時間
Ｔｏｆｆｋの設定は、本装置を実際に動作させる前に行
われる。

【００１４】制御回路ＣＰＵ２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等からなるとともにレジスタＲおよびパルス発生回
路ＰＧを含み、水晶発振子を備えた基本クロック発生回
路ＣＬＫ２から入力する基準クロックおよび内部のＲＯ
Ｍに記憶された動作プログラムに基づき種々の動作を制
御する。例えば、センサＳＮＳが検出信号を発生した際
にその出力をレジスタＲに保持するとともに、オン時間
Ｔｏｎｋとオフ時間Ｔｏｆｆｋが設定されたパルス発生
回路ＰＧからのパルスを信号線Ｐｂｋにのせて送信回路
ＴＲｂに出力し、更に信号線Ｄｒｋを介してスイッチ回
路ＳＷＴを動作させ電池電源Ｅの電圧により送信回路Ｔ
Ｒｂを動作させる。

【００１５】送信回路ＴＲｂは、スイッチ回路ＳＷＴを
介して電池電源Ｅの電圧が供給された際に、制御回路Ｃ
ＰＵ２から信号線Ｐｂｋに出力されるパルス発生回路Ｐ
Ｇからのパルスを検出パルスＰｋとして無線信号で送信
する。

【００１６】図１に戻って、受信回路ＲＥｍは、子機Ｂ
Ｒ１〜ＢＲｎから無線送信される検出パルスＰ１〜Ｐｎ
を受信し信号線ＰＲｍに出力する。なお、受信回路ＲＥ
ｍが実際に受信するパルスは検出パルスＰ１〜Ｐｎのい
ずれかか若しくはこれらのいずれか２つ以上のＯＲ信号
となる。

【００１７】制御回路ＣＰＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ等からなり、ＲＯＭに記憶された動作プログラムお
よび基準クロック発生回路ＣＬＫ１からの基準クロック
に基づき種々の動作を制御する。詳述すると、制御回路
ＣＰＵ１は、タイマＴＭ、オン時間測定回路ＯＮＴ、記
憶回路ＭＥＭ、判断回路ＥＸＭ、出力端子Ｏ１〜Ｏｎ等
を含む。オン時間測定回路ＯＮＴは、タイマＴＭの出力
ＣＭに基づき決められる所定測定期間において受信回路
ＲＥｍが順次受信する複数の受信パルスのオン時間Ｔｊ
ｏｎ（本例では“Ｈ”の継続時間）を順次計測してい
き、その計測結果を順次記憶回路ＭＥＭに記憶していく
とともに判断回路ＥＸＭに上記所定計測期間の終了およ
びその次の所定計測期間の開始を伝える。判断回路ＥＸ
Ｍは子機識別用に後述する表３を記憶しており、この表
３とオン時間測定回路ＯＮＴの出力や記憶回路ＭＥＭに
記憶された測定されたオン時間Ｔｊｏｎに基づいて子機
ＢＲ１〜ＢＲｎのうちのどの子機から検出パルスが送信
されたかを認識する。

【００１８】次に、各子機に設定される検出パルスにつ
いて説明する。表１は４台の子機（ｎ=４）を用いた場
合の子機ＢＲ１〜ＢＲ４が送信する検出パルスＰ１〜Ｐ
４のオン時間Ｔｏｎ１〜Ｔｏｎ４およびオフ時間Ｔｏｆ
ｆ１〜Ｔｏｆｆ４の関係を示している。

【００１９】

【表１】 図３はＰ１〜Ｐ４の波形図であり、図４はＰ２に対して
Ｐ１をずらした場合の合成波形すなわち親機ＭＳが受信
する受信パルスの波形ＰＲを示し、図５はＰ３に対して
Ｐ２、Ｐ１をずらした場合の合成波形すなわち親機ＭＳ
が受信する受信パルスＰＲの波形を示している。

【００２０】（１）式、（２）式、表１および図３〜５
から以下のＡ〜Ｃが分かる。Ａ．ｎ台の子機全てが検出
パルスを送信している際、それらの検出パルスのＯＲ信
号すなわち親機が受信する信号において各子機が送信す
る検出パルスのオン時間Ｔｏｎ１〜Ｔｏｎｎが時間的に
つながった場合、そのつながったオン時間内に同一の子
機ＢＲｋが送信するオン時間Ｔｏｎｋが複数個存在する
ことはない。よって、ｋ台の子機が検出パルスを送信し
ている場合のそのＯＲ信号のオン時間の最長継続時間は
〔Ｔｏｎｋ＋Ｔｏｎ（ｋ−１）＋Ｔｏｎ（ｋ−２）＋・
・・＋Ｔｏｎ１〕となる。Ｂ．子機ＢＲｋのオン時間Ｔ
ｏｎｋは〔Ｔｏｎ（ｋ−１）＋Ｔｏｎ（ｋ−２）＋・・
・＋Ｔｏｎ１〕より長くなる。Ｃ．子機ＢＲｋのオフ時
間Ｔｏｆｆｋは｛〔Ｔｏｎ（ｋ−１）＋Ｔｏｎ（ｋ−
２）＋・・・＋Ｔｏｎ１〕＋Ｔｏｎ（ｋ−１）＋Ｔｏｆ
ｆ（ｋ−１）｝より長くなる。

【００２１】上記Ａ〜Ｃの特性から親機ＭＳが受信する
信号において次のことが言える。

【００２２】親機ＭＳが受信する信号において子機ＢＲ
ｋの検出パルスのオフ時間Ｔｏｆｆｋの間に子機ＢＲｋ
の検出パルスのオン時間とつながらない子機ＢＲ（ｋ−
１）の検出パルスのオン時間Ｔｏｎ（ｋ−１）が存在
し、このオフ時間Ｔｏｆｆｋ内において親機ＭＳが受信
する信号のオン時間の継続時間ＴｊｏｎはＴｏｎ（ｋ−
１）以上〔Ｔｏｎ（ｋ−１）＋Ｔｏｎ（ｋ−２）＋・・
・＋Ｔｏｎ１〕以下となる。この関係を示した例を表２
に示す。なお、表２では子機を３台とした場合を示して
いる。

【００２３】

【表２】 したがって、所定測定期間中に親機ＭＳが受信する検出
信号のＯＲ信号における複数の受信パルスのオン時間Ｔ
ｊｏｎをそれぞれ測定し、この測定したオン時間Ｔｊｏ
ｎに基づきいずれの子機が検出パルスを送信しているか
が検出可能となる。

【００２４】次に、子機の識別方法を説明する。本例で
は、測定した各々のオン時間Ｔｊｏｎがそれぞれ含まれ
るＴｏｎ（ｍ−１）以上Ｔｏｎｍ未満（但し、ｍは１〜
ｎまでの整数とする。）の領域をそれぞれ探し出し、各
々探し出したＴｏｎ（ｍ−１）以上Ｔｏｎｍ未満の領域
に基づき検出パルスを送信している子機を検出する。

【００２５】上記動作を表３を用いて説明すると、測定
したオン時間Ｔｊｏｎが表３に示した判定領域のいずれ
に属するかを求め、その属した領域に応じた子機を検出
パルスを送信している子機として認識する。このよう
に、判定領域の閾値と検出パルスのオン時間を同じ式か
ら求めるので、設定の簡略化が図れる。

【００２６】

【表３】 次に、図６を参照して動作を説明する。なお、同図にお
いて、Ｐ３〜Ｐ１は検出パルスＰ３〜Ｐ１の波形図を示
し、ＰＲ１は検出パルスＰ３〜Ｐ１のＯＲ信号（合成波
形）を示し、ＣＭ、ＣＭ‘はタイマＴＭの出力である測
定タイミング信号を示し、Ｔｍｅｓ１、Ｔｍｅｓ２・・
・、およびＴｍｅｓ１’、Ｔｍｅｓ２‘・・・はオン時
間測定回路ＯＮＴの測定期間を示している。

【００２７】子機が検出パルスを送信し、親機ＭＳがこ
の信号を受信すると（このとき、どの子機からの検出パ
ルスであろうと検出パルスを受信した時点で親機ＭＳが
警告信号を出力するようにしてもよい。）、制御回路Ｃ
ＰＵ１はタイマＴＭを動作させ、測定タイミング信号Ｃ
Ｍを所定周期で出力させる。なお、測定タイミング信号
ＣＭの周期は子機ＢＲｎが出力する検出パルスの周期の
整数倍としている。こうすると、検出パルスＰ１〜Ｐｎ
のＯＲ信号（合成波形）に現れるオン時間の異なる受信
パルスをもれなく検出可能になり、子機識別精度の低下
を抑制できる。

【００２８】オン時間測定回路ＯＮＴは、測定タイミン
グ信号ＣＭが入力すると次の受信パルスの立ち下がりか
ら受信パルスのオン時間の測定を開始し、次の測定タイ
ミング信号ＣＭが入力するとその直後の受信パルスの立
ち下がりで受信パルスのオン時間の測定を終了する。こ
の期間を測定時間Ｔｍｅｓとする（図６のＣＭ、Ｔｍｅ
ｓ１、Ｔｍｅｓ２、Ｔｍｅｓ３参照）。なお、オン時間
測定回路ＯＮＴによる測定期間は上記に限らず測定タイ
ミング信号ＣＭの入力直後の受信パルスの立ち上がりか
ら受信パルスのオン時間の測定を開始し、次の測定タイ
ミング信号ＣＭの入力直後の受信パルスの立ち上がりで
受信パルスのオン時間の測定を終了するようにしてもよ
い（図４のＣＭ′、Ｔｍｅｓ１′、Ｔｍｅｓ２′、Ｔｍ
ｅｓ３′参照）。このように、オン時間測定回路ＯＮＴ
による測定時間を受信パルスのオン状態の途中から計測
することを禁止しているので、受信パルスのオン時間の
誤検出を低減でき、それに伴い子機識別精度の低減を防
止できる。

【００２９】オン時間測定回路ＯＮＴは、上記測定期間
において順次受信する複数の受信パルスのオン時間を順
次計測していき、その計測結果を順次記憶回路ＭＥＭに
記憶していくとともに判断回路ＥＸＭに所定計測期間の
開始タイミングおよび終了タイミングを伝える。なお、
本例では所定計測期間の終了とともに次の所定計測期間
が開始するので、所定計測期間の終了タイミングと次の
所定計測期間の開始タイミングとが同一となる。

【００３０】判断回路ＥＸＭはオン時間測定回路ＯＮＴ
から所定計測期間の終了が伝えられると、その期間にお
いて記憶回路ＭＥＭに記憶された複数の受信パルスのオ
ン時間と表３とから上述したように検出パルスを送信し
ている子機を識別し、その識別結果に基づき出力端子Ｏ
１〜Ｏ２に警告信号を出力する。

【００３１】図７はオン時間測定回路ＯＮＴが計測をし
ている間にある子機ＢＲｋ（この場合ＢＲ３）が物体を
検出して検出パルスＰ３を発生する場合を示し、図８は
オン時間測定回路ＯＮＴが計測をしている間にある子機
ＢＲｋ（この場合ＢＲ３）からの検出パルスＰ３がなく
なった場合を示している。図７、８の場合も、上記と同
様の動作により検出パルスを送信している子機を特定す
ることができる。

【００３２】なお、子機ＢＲｋは検出パルスを発生する
場合も停止する場合も必ずオフ時間状態から行うように
しているので中途半端なオン時間が計測されることはな
い。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、子機、親機の送信・受
信周波数を変えることなく、子機には受信回路が不要で
低価格に構成できる。

【００３４】子機においては、送信のためのキャリアと
してラフな精度の１種類の周波数で所定のオン時間とオ
フ時間のパルスを送信するのみでよく、親機においても
子機からのキャリア周波数を受信できるラフな精度の受
信が可能であれば良いので、簡単で安価な構成により複
数の子機のうちのどの子機から検出パルスが送信された
かを識別可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したブロック回路図。

【図２】図１の子機を示したブロック回路図。

【図３】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図４】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図５】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図６】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図７】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【図８】図１および図２の動作説明のためのタイミング
チャート。

【符号の説明】

ＳＮＳ センサ ＢＲ１〜ＢＲｎ 子機 ＭＳ 親機 ＯＮＴ オン時間測定回路 ＥＸＭ 判断回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサを有し、そのセンサが被検出対象
   を検出した際に検出パルスを無線送信するｎ台（但し、
   ｎは２以上の整数とする。）の子機と、 前記子機からの検出パルスを受信して、前記ｎ台の子機
   のうちのどの子機から前記検出パルスが送信されたかを
   認識して警告信号を出力する親機とを含み、 前記ｎ台の子機のうちの第ｋの子機（但し、ｋは１以上
   ｎ以下の整数とする。）が送信する検出パルスのパルス
   波形は、所定時間Ｔ０に対し下記１に示す第ｋのオン時
   間（Ｔｏｎｋ）と下記２に示す第ｋのオフ時間（Ｔｏｆ
   ｆｋ）により規定され、 前記親機は、所定測定期間中に受信する複数の受信パル
   スのオン時間をそれぞれ測定するオン時間測定回路と、
   前記オン時間測定回路の出力に基づき前記ｎ台の子機の
   うちのいずれの子機が前記検出パルスを送信しているか
   識別する判断回路を含むことを特徴とするセンシング装
   置。 記 １．Ｔｏｎｋ＝２^k-1×Ｔ０ ２．Ｔｏｆｆｋ＝２^k-1×Ｔ０×３
2. 【請求項２】 請求項１において、前記オン時間測定回
   路は、前記受信パルスの立ち上がり時点を測定開始時と
   し所望測定期間経過後における前記受信パルスの立ち上
   がり時点を測定終了時とする前記所定測定期間内、また
   は前記受信パルスの立下り時点を測定開始時とし所望測
   定期間経過後における前記受信パルスの立下り時点を測
   定終了時とする前記所定測定期間内に受信する前記複数
   の受信パルスのオン時間をそれぞれ測定するものである
   ことを特徴とするセンシング装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記所定測
   定期間は、上記第ｎの子機が送信する検出パルスの周期
   に応じた時間であることを特徴とするセンシング装置。