JP2007334465A - 無線測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定データの無線通信に用いる無線測定装置において、平均消費電力を小さく抑え、内蔵電池の寿命を長くする。
【解決手段】 測定部１３は装置本体９外の環境雰囲気の計測対象に係る測定データを第１の周期で測定する。送受信部１５は測定データを乗せた電波を外部機器に送信する。送信モード変更部２１は、第１の周期より長い第２の周期毎に測定データをその送受信部１５から低速送信制御するとともに、測定データが変動するとき、第１の周期より長く第２の周期より短い第３の周期毎に測定データを送受信部１５から高速送信制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は無線測定装置に係り、例えば、温度、圧力又は湿度等の測定データの無線送信に利用して好適する無線測定装置に関する。

温度、圧力又は湿度等が広範囲に変化する密閉された環境下でそれらを測定する場合、測定センサーからのケーブルを外部に引き出すことが困難であるから、送信機を内蔵する無線測定装置をセンサー装置として用いる提案がなされている。

すなわち、図４に示すように、温度槽１内に送信機（図示せず。）を内蔵した無線測定装置３を配置し、温度槽１の外部に配置した受信機５に測定装置７を接続する構成である。

このような構成では、無線測定装置３によって温度槽１内の例えば温度を測定するとともにこの測定データを所定周波数の搬送波に乗せて温度槽１外部に向けて電波を送信し、外部の受信機５でその電波を受信復調して測定装置７にて測定表示することになる。特許文献１（特開平９−２１０７９９号公報）もこれに類似のものである。
特開平９−２１０７９９号公報

しかしながら、図４に示すような無線測定装置３では、バッテリーを内蔵する必要があるが、一般に、電波の送信には大きな消費電力が必要で、長時間のバッテリー使用が困難となったり、内蔵バッテリーの寿命が短くなり易い欠点がある。

そこで、本発明者は、種々の測定データの変化および無線測定装置３の消費電力について、観察検討を行った結果、測定データが必ずしも常に変化状態にはなく、測定データの安定した状態では短いタイミングで送信する必要のない点に着目して本発明を完成させた。

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、平均消費電力を小さく抑えるとともに、外部装置との間で適切な測定データ通信が可能な無線測定装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明に係る無線測定装置は、外部機器との間で測定データを乗せた電波を少なくとも送信する送信手段と、装置本体外の環境雰囲気の計測対象に係る測定データを第１の周期で測定する測定手段と、その第１の周期より長い第２の周期毎に測定データをその送信手段から低速送信制御するとともに、その測定データが変動するとき、それら第１の周期より長く第２の周期より短い第３の周期毎にその測定データを送信手段から高速送信制御する送信モード変更手段とを具備している。

そして、本発明では、その測定データが所定の設定値を超えて変化するとき高速送信制御をするよう上記送信モード変更手段を形成する構成も可能である。

また、本発明では、その第３の周期に変更されて以降到来するその第２の周期までの測定データを、上記高速送信制御への変更後に送信制御するよう上記送信モード変更手段を形成する構成も可能である。

さらに、本発明では、予め設定された時期が到来したとき高速送信制御するよう上記送信モード変更手段を形成する構成も可能である。

このような本発明に係る無線測定装置では、装置本体外の環境雰囲気の計測対象に係る測定データを測定手段で第１の周期で測定し、送信手段で測定データを乗せた電波を外部機器に送信し、送信モード変更手段にて、その第１の周期より長い第２の周期毎に測定データをその送信手段から低速送信制御するとともに、測定データが変動するとき第１の周期より長く第２の周期より短い第３の周期毎にその測定データを送信手段から高速送信制御するから、平均消費電力を小さく抑えるとともに、外部装置との間で適切な測定データ通信が可能となる。

そして、その測定データが所定の設定値を超えて変化するとき、高速送信制御するよう上記送信モード変更手段を形成する構成では、測定データの変化が設定値より大きい場合等において短い周期で送信するから、確実に平均消費電力を小さく抑えることが可能であるし、変化する測定データを適切に通信可能となる。

また、その第３の周期に変更されて以降到来するその第２の周期までの測定データをその変更後に送信制御するよう上記送信モード変更手段を形成する構成では、例えば、上記外部機器側で第２の周期から第３の周期での受信に処理期間が必要となる場合でも、測定データを漏れなく送信することが可能である。

さらに、予め設定された時期が到来したとき前記高速送信制御するよう上記送信モード変更手段を形成する構成では、設定時期が到来したとき、自動的に測定データを高速送信可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る無線測定装置の実施の形態を示すブロック図である。

図１において、無線測定装置９は、制御手段としての制御部１１を中心にしてこれに接続された測定部１３、送受信部１５、内部発振部１７、記憶部１９、送信モード変更部２１を有して形成されており、例えば上述した図４の温度槽１内に配置して使用される。

図１中の符号２３は制御部１１、送受信部１５、内部発振部１７、記憶部１９、送信モード変更部２１その他必要な部分に電源を供給する内蔵電池等の電源部（電源手段）であり、図１中の破線は装置本体を示している。

測定部１３は、当該無線測定装置（装置本体）９の外部に配置され、例えば上述した図４の温度槽１内の温度、圧力又は湿度等の環境雰囲気の計測対象を測定するセンサであり、図２に示すように、所定の短い基本温度測定間隔（固定）すなわち第１の周期（例えば１００ｍｓ）で測定した測定データをデジタル変換して制御部１１に出力するもので、制御部１１の制御の下、測定手段を形成している。

送受信部１５は、図１に示すように、図示しない外部機器（発呼局）からの周波数（例えば４２９ＭＨｚ）の決められた特定の電波をアンテナＡＮＴで受信復調して制御部１１に出力するとともに、受信電波の周波数に合わせた周波数の搬送波を後述する測定データ等で変調した電波をその外部機器に送信するトランシーバ（被呼局）の主要部をなすもので、制御部１１の制御の下、送受信手段を形成している。

内部発振部１７は、例えば水晶振動子（図示せず。）を用い、送受信部１５から発射する電波の搬送波の元になる基準周波数（例えば１４ＭＨｚ）の高周波信号を発振するとともに、これを分周および逓倍して上述した搬送波用の４２９ＭＨｚの高周波信号を作って制御部１１に出力するものであり、制御部１１の制御の下、内部発振手段を形成している。

記憶部１９は、制御部１１の制御の下、読み書き可能な従来公知のメモリーであり、測定データその他、制御部１１他の動作中のデータを記憶している。

送信モード変更部２１は、図２に示すように（図２中の丸数字は、本明細書中で括弧付き数字で示す。図３も同様である。）、測定データの測定タイミング周期である第１の周期より長い第２の周期（例えば１０ｓ）毎に測定データを送受信部１５から間欠的に送信するよう制御部１１を介して送受信部１５を送信制御するとともに、測定データの送信時以外は、電波を送信しないよう送受信部１５を制御する機能を有し、制御部１１の制御の下、送信モード変更手段を形成している。これを低速モードとする。

そのため、第１の周期毎に測定された測定データは第２の周期毎に送信され、その間の測定データが間引かれた状態になる。

送信モード変更部２１は、常時、前後の測定データから例えばその変化率を監視しており、測定データが所定の設定変化率を超えて変動するとき、第１の周期より長く第２の周期より短い第３の周期（例えば１ｓ）毎に、図２中の（１）の時点から、その測定データを間欠的に高速送信するよう制御部１１を介して送受信部１５を送信制御する機能を有している。これを高速モードとする。

送信モード変更部２１は、制御部１１の制御の下で、前後の測定データの変化率を比較算出期間の測定データを常に連続して把握し、第２の周期（低速モード）から第３の周期（高速モード）に変更されたとき、それ以降到来する第２の周期（同図中の（２）の時点）までの測定データを第３の周期に変更後に送信制御する機能も有している。

なお、送信モード変更部２１は、例えば図２中の（３）の時点で、測定データの変化率が設定変化率を下回るとき、再び、高速モードから低速モードに変更する機能も有している。

制御部１１は、上述した制御や送受信部１５の送受信動作制御の他、測定部１３からの測定データを記憶部１９に一時的に格納したり、内部発振部１７からの発振高周波信号を送受信部１５に出力する機能を有している。

制御部１１は、送信モード変更部２１とともに低速モードおよび高速モードの変更情報を送受信部１５を介して上記外部機器に送信制御する機能も有している。

このような本発明に係る無線測定装置では、装置本体９外の環境雰囲気の計測対象に係る測定データを第１の周期で測定する測定部（測定手段）１３と、その測定データを乗せた電波を外部機器に送信するとともに外部機器からの電波を受信する送受信部（送受信手段）１５と、それら第１の周期より長い第２の周期毎に測定データをその送受信部１５から低速送信制御するとともに、測定データが変動するとき、それら第１の周期より長く第２の周期より短い第３の周期毎に測定データをその送受信部１５から高速送信制御する送信モード変更部（送信モード変更手段）２１とを具備している。

しかも、その送信モード変更部２１は、測定データが所定の変化率を超えて変化するとき高速送信制御するよう形成されている。

そのため、装置本体９が第２および第３の周期で間欠的に測定データを自動送信するので、送受信部１５から常に電波が送信されず、平均消費電力を小さく抑えることが可能で、内蔵電池（内蔵バッテリー）等の電源部２３が長時間使用可能であるし、その寿命を長くすることが可能である。

しかも、外部装置との間で測定データが所定の周期で送信されるから、測定データをリアルタイムで通信可能となる。

なお、測定データの変化をリアルタイムで送信することがあまり重要でなければ第２の周期で間欠的に測定データを送信する場合、当該周期間の複数の測定データを１度にまとめて送信することも可能である。

さらに、送信モード変更部２１は、その第３の周期に変更されて以降到来する第２の周期までの測定データをその第３の周期に変更後に送信制御するから、例えば、装置本体９と上記外部機器との間でタイミング（同期）をとって送受信するような無線測定システムにおいて、装置本体９側で第２の周期から第３の周期に変更しても外部機器側で若干の変更処理期間が必要となる場合でも、その間の測定データを漏らすことなく送信することが可能で、この点からも適切な測定データ通信が可能である。

そして、上述した本発明の実施の形態では、低速モードから高速モードへ変更は、前後の測定データの変化率が所定の設定値を超えて変化するときとしたが、変化率に限らず所定の絶対値等であっても良く、所定の設定値を超えて測定データが変化するときであれば本発明の目的達成が可能である。

また、本発明における送受信部１５は、必ずしも受信機能を具備しなくても本発明の目的達成が可能であり、少なくとも送信機能を有する送信手段であれば良い。

ところで、本発明の無線測定装置は、測定データの変化率が所定の設定値を超えて変化するとき、低速モードと高速モード間で変更する構成に限定されない。

すなわち、本発明では、予め設定された時期が到来したとき、低速モードと高速モード間で変更するよう上述した送信モード変更部２１を形成する構成も可能である。

例えば、送信モード変更部２１は、タイマー機能を有し、装置起動時から所定の期間タイマーで第１のカウントをし、予め設定されたカウント時期が到来してカウントアップしたとき、図３に示すように、同図中の（１）の時点から（２）の時点まで第２のカウントをし、その測定データを送受信部１５から間欠的に高速モードで送信するよう制御部１１を介して送受信部１５を送信制御する構成であり、これに合わせて制御部１１、送信モード変更部２１等を形成すれば良い。

このような構成では、例えば温度変動が起きる時間や期間が分かっている場合に有用であり、上述した効果をシーケンシャルに得ることが可能である。

なお、本発明の実施の形態では、外部機器からの受信電波に基づき送信する無線測定装置としたが、本発明の無線測定装置９を外部機器として使用することも可能である。

本発明に係る無線測定装置を示すブロック図である。 図１の無線測定装置の動作を説明する図である。 図１の無線測定装置の動作を説明する図である。 従来の無線測定装置の使用の概略を示す図である。

符号の説明

１ 温度槽
３、９ 無線測定装置（装置本体）
５ 受信機
７ 測定装置
１１ 制御部（制御手段）
１３ 測定部（測定手段）
１５ 送受信部（送受信手段、送信手段）
１７ 内部発振部（内部発振手段）
１９ 記憶部
２１ 送信モード変更部（送信モード変更手段）
２３ 電源部（電源手段）
ＡＮＴ アンテナ

Claims (4)

1. 外部機器との間で測定データを乗せた電波を少なくとも送信する送信手段と、
   装置本体外の環境雰囲気の計測対象に係る測定データを第１の周期で測定する測定手段と、
   前記第１の周期より長い第２の周期毎に前記測定データを前記送信手段から低速送信制御するとともに、前記測定データが変動するとき、前記第１の周期より長く前記第２の周期より短い第３の周期毎に前記測定データを前記送信手段から高速送信制御する送信モード変更手段と、
   を具備する無線測定装置。
2. 前記送信モード変更手段は、前記測定データが所定の設定値を超えて変化するとき前記高速送信制御をする請求項１記載の無線測定装置。
3. 前記送信モード変更手段は、前記第３の周期に変更されて以降前記第２の周期までの前記測定データを前記高速送信制御への変更後に送信制御する請求項２記載の無線測定装置。
4. 前記送信モード変更手段は、予め設定された時期が到来したとき前記高速送信制御する請求項１記載の無線測定装置。

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