JP2009111460A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力化を図ることができる通信装置を得る。
【解決手段】受信制御回路１２は、受信回路１１に対して、起動信号ｗａｋｅｕｐが受信されるまでは低消費電流動作モードで作動させ、起動信号ｗａｋｅｕｐが受信されると通常動作モードで作動させ、データ保持回路５は、タイマ判定回路８の判定結果から、送信回路３による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、センサ２０から得られたデータを保持する動作を開始し、センサ制御回路６は、タイマ判定回路８の判定結果から、送信回路３による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、センサ２０の動作を開始させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサネットワークシステム等の通信装置に関し、特に低消費電力化を図る必要があるバッテリ駆動の無線通信装置に関する。

図２は、従来の通信装置の例を示した概略のブロック図である。
図２において、通信装置１００は、センサ等のような所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを無線送信するものであり、例えばセンサから得られたデータがデータ保持回路１０１に書き込まれ、データ保持回路１０１に書き込まれたデータは送信回路１０２によってアンテナ１０３から送信される。また、受信回路１０４は、アンテナ１０３を使用してデータの受信を行う。

なお、本発明と異なるが、間欠受信待ち受け機器において、電文を送信したときにある時間まで待ち受け時間の周期を短くするように切り替えることで通信効率を向上させるようにしたもの（例えば、特許文献１参照。）や、電源が起動してからキャリアセンスするまでの時間を、周波数判定の基準を緩くすることによって短縮し、データ復調時には正確に復調できるように周波数判定の基準を厳しくして平均消費電流を削減するようにしたもの（例えば、特許文献２参照。）があった。また、複数のチャンネルを使用し、間欠動作を可能にしかつ間欠動作時に他のシステムが電波を使用中であっても自動的に空きチャンネルにより送信装置から同期信号を送信し、受信装置において同期信号を検出して間欠動作のタイミングを調整することができるものがあった（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００５−１１５９０１号公報 特許第３４３０５９０号公報 特許第３３５１００４号公報

しかし、図２のような構成では、データ保持回路１０１に書き込まれたデータをそのまま送信し続けるため、不要なデータをも送信されることから無駄な電力を消費していた。また、受信回路１０４は、常時、外部から送信されたあらゆるデータを受信することができるだけの充分な消費電流で作動しており、特に、通信装置がバッテリで駆動されている場合、該バッテリの消耗が早くなるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、低消費電力化を図ることができる通信装置を得ることを目的とする。

この発明に係る通信装置は、入力された制御信号に応じて、外部の装置から送信された所定の起動信号のみを受信するために必要な最低限の消費電流で作動する低消費電流動作モードと、前記外部の装置から送信されたすべての信号を受信するために必要な消費電流で作動する通常動作モードのいずれかで作動する、前記外部の装置から送信された信号の受信を行う受信回路部と、
該受信回路部で受信した信号のデータを記憶する記憶回路部と、
該記憶回路部に記憶されたデータから、前記受信回路部の動作モードの切り換えを行う受信制御回路部と、
を備え、
前記受信制御回路部は、前記受信回路部に対して、前記起動信号が受信されるまでは前記低消費電流動作モードで作動させ、前記起動信号が受信されると前記通常動作モードで作動させるものである。

また、所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを保持するデータ保持回路部と、
入力された制御信号に応じて、該データ保持回路部に保持されたデータの送信を行う送信回路部と、
該送信回路部による送信動作が開始されてからの経過時間を計測するタイマ回路部と、
該タイマ回路部の計測時間が所定値以下であるか否かの判定を行うタイマ判定回路部と、
該タイマ判定回路部の判定結果に応じて前記送信回路部の送信動作制御を行う送信制御回路部と、
を備え、
前記データ保持回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記得られたデータを保持する動作を開始するようにした。

また、この発明に係る通信装置は、センサ等のような所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを送信する通信装置において、
前記データを保持するデータ保持回路部と、
入力された制御信号に応じて、該データ保持回路部に保持されたデータの送信を行う送信回路部と、
該送信回路部による送信動作が開始されてからの経過時間を計測するタイマ回路部と、
該タイマ回路部の計測時間が所定値以下であるか否かの判定を行うタイマ判定回路部と、
該タイマ判定回路部の判定結果に応じて前記送信回路部の送信動作制御を行う送信制御回路部と、
を備え、
前記データ保持回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記データを保持する動作を開始するものである。

また、前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の動作制御を行う制御回路部を備え、該制御回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の動作を開始させるようにした。

本発明の通信装置によれば、受信動作が稀にしか起こらない待ち受け時は、容易に受信可能な信号のみを受信できるだけの動作を行うのに必要な最低限の電流値まで消費電流を低減させるようにしたことから、低消費電力化を図ることができる。

また、前記データ保持回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記データを保持する動作を開始するようにしたことから、取り込んだデータをまとめて送信することが可能となり、送信の効率化を図ることができるため、消費電力の低減を図ることができる。

また、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の動作を開始させるようにしたことから、前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の消費電力をも低減させることができる。

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における通信装置の構成例を示したブロック図である。
図１において、通信装置１は、センサ等のような所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを無線送信するものであり、以下、所定の機能を有するセンサ２０から得られたデータを無線送信する場合を例にして説明する。

通信装置１は、アンテナ２と、該アンテナ２を使用してデータ信号の送信を行う送信回路３と、該送信回路３の送信動作の制御を行う送信制御回路４と、センサ２０からデータを取り込んで保持するデータ保持回路５と、センサ２０の動作制御を行うセンサ制御回路６と、前回の送信からの経過時間を計測するタイマ回路７と、該タイマ回路７によって計測された時間が所定値以下であるか否かの判定を行うタイマ判定回路８とを備えている。更に、通信装置１は、アンテナ２を使用してデータの受信を行う受信回路１１と、該受信回路１１の受信動作の制御を行う受信制御回路１２と、受信回路１１で受信された設定データが書き込まれるレジスタ１３とを備えている。

なお、送信回路３は送信回路部を、送信制御回路４は送信制御回路部を、データ保持回路５はデータ保持回路部を、センサ制御回路６は制御回路部を、タイマ回路７はタイマ回路部を、タイマ判定回路８はタイマ判定回路部をそれぞれなす。また、受信回路１１は受信回路部を、受信制御回路１２は受信制御回路部を、レジスタ１３は記憶回路部を、センサ２０は所定の機能を有する素子、回路又は装置をそれぞれなす。

送信回路３は、送信制御回路４からの制御信号に応じてアンテナ２を介した信号送信を行い、データ保持回路５に保持されたデータは、送信回路３に出力される。また、タイマ回路７は、送信制御回路４から送信回路３に出力された制御信号が入力されており、該制御信号を使用して前回の送信からの経過時間を計測し、タイマ判定回路８は、タイマ回路７の計測時間が所定値以下であるか否かの判定結果を送信制御回路４に出力する。送信制御回路４は、タイマ判定回路８からの判定結果に応じて送信回路３の動作制御を行う。送信制御回路４は、タイマ判定回路８によってタイマ回路７の計測時間が所定値以下であると判定された場合は、送信回路３に対して送信動作を禁止し、タイマ判定回路８によってタイマ回路７の計測時間が所定値を超えていると判定された場合は、送信回路３に対して送信動作を行わせる。

また、データ保持回路５は、タイマ判定回路８の判定結果に応じてセンサ２０からのデータを保持する動作を行い、センサ制御回路６は、タイマ判定回路８の判定結果に応じてセンサ２０の動作制御を行う。
受信回路１１は、受信制御回路１２からの制御信号に応じて、所定の信号、例えば起動信号ｗａｋｅｕｐのみを受信できる最低限の消費電流で作動する待ち受け動作モードと、一連のデータをある程度の信頼性を保って受信できる消費電流で作動する通常動作モードのいずれかで作動する。受信回路１１の動作モードの切り換えは外部の装置から送信された設定（又は指令）に基づいて行われ、受信回路１１で受信した該設定はレジスタ１３に格納される。受信制御回路１２は、レジスタ１３に格納された設定に基づいて、受信回路１１の動作モードの切り換えを行う。

このような構成において、まず始めに、受信回路１１が待ち受け動作モードになっているとする。すなわち、受信回路１１のバイアス状態は極力低消費電力になるようになっており、起動信号ｗａｋｅｕｐのみを受信することができる。ここで、起動信号ｗａｋｅｕｐは、外部の装置、例えば親機から発信されるものであり、通常の送信信号よりもパワーを大きくする等して受信しやすい信号になっている。このようにすることにより、受信回路１１は、構成する回路、例えばローノイズアンプ（以下、ＬＮＡと呼ぶ）のバイアス電流を低減させてゲインを小さくする等して消費電流を小さくしても起動信号ｗａｋｅｕｐを受信することができる。

受信回路１１は、起動信号ｗａｋｅｕｐを受信すると、該受信した起動信号ｗａｋｅｕｐのデータをレジスタ１３に格納し、受信制御回路１２は、レジスタ１３に格納された該データに基づいて、受信回路１１を通常動作モードで作動させる。受信回路１１が通常動作モードで作動すると、受信回路１１の消費電流が増加するが、その分、ＬＮＡのバイアス電流を増やしてゲインを高めたり、ＮＦを低くして感度を高める等のようなことを行うことができ、データ取り込み品質を向上させることができる。一連のデータ受信が終了すると、データ受信が終了したことを示す受信信号のデータがレジスタ１３に格納され、受信制御回路１２は、受信回路１１に対して待ち受け動作モードに移行させる。

また、センサ２０からの測定データを、リアルタイムに親機に送信する必要がない場合は、センサ２０からの測定データの取り込みは必要な時刻に必要なだけ行うようにし、データ送信は、ある程度まとまったデータに対して、それぞれの測定時刻付で親機に送信するようにすればよい。このようにすることで、実際にデータを送信する以外の部分での動作を共通化することができ、結果として消費電力の削減を図ることができる。

このように、本第１の実施の形態における通信装置は、受信動作が稀にしか起こらない待ち受け時の動作モードである待ち受け動作モード時には、受信回路１１が、特定の信号である起動信号ｗａｋｅｕｐのみを受信できる最低限の消費電流で作動するようにしたことから、低消費電力化を図ることができる。また、センサ２０からの測定データの取り込み動作と、データの送信動作を別々に制御することで、取り込んだデータをまとめて送信することが可能となり、送信の効率化を図ることができ、ひいては消費電力の削減に繋がる。

なお、前記説明では、送信制御回路４、センサ制御回路６及び受信制御回路１２をそれぞれ設けるようにしたが、送信制御回路４、センサ制御回路６及び受信制御回路１２の各動作を１つの制御回路で行うようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態における通信装置の構成例を示したブロック図である。 従来の通信装置の構成例を示したブロック図である。

符号の説明

１ 通信装置
２ アンテナ
３ 送信回路
４ 送信制御回路
５ データ保持回路
６ センサ制御回路
７ タイマ回路
８ タイマ判定回路
１１ 受信回路
１２ 受信制御回路
１３ レジスタ
２０ センサ

Claims (4)

1. 入力された制御信号に応じて、外部の装置から送信された所定の起動信号のみを受信するために必要な最低限の消費電流で作動する低消費電流動作モードと、前記外部の装置から送信されたすべての信号を受信するために必要な消費電流で作動する通常動作モードのいずれかで作動する、前記外部の装置から送信された信号の受信を行う受信回路部と、
   該受信回路部で受信した信号のデータを記憶する記憶回路部と、
   該記憶回路部に記憶されたデータから、前記受信回路部の動作モードの切り換えを行う受信制御回路部と、
   を備え、
   前記受信制御回路部は、前記受信回路部に対して、前記起動信号が受信されるまでは前記低消費電流動作モードで作動させ、前記起動信号が受信されると前記通常動作モードで作動させることを特徴とする通信装置。
2. 所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを保持するデータ保持回路部と、
   入力された制御信号に応じて、該データ保持回路部に保持されたデータの送信を行う送信回路部と、
   該送信回路部による送信動作が開始されてからの経過時間を計測するタイマ回路部と、
   該タイマ回路部の計測時間が所定値以下であるか否かの判定を行うタイマ判定回路部と、
   該タイマ判定回路部の判定結果に応じて前記送信回路部の送信動作制御を行う送信制御回路部と、
   を備え、
   前記データ保持回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記得られたデータを保持する動作を開始することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. センサ等のような所定の機能を有する素子、回路又は装置から得られたデータを送信する通信装置において、
   前記データを保持するデータ保持回路部と、
   入力された制御信号に応じて、該データ保持回路部に保持されたデータの送信を行う送信回路部と、
   該送信回路部による送信動作が開始されてからの経過時間を計測するタイマ回路部と、
   該タイマ回路部の計測時間が所定値以下であるか否かの判定を行うタイマ判定回路部と、
   該タイマ判定回路部の判定結果に応じて前記送信回路部の送信動作制御を行う送信制御回路部と、
   を備え、
   前記データ保持回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記データを保持する動作を開始することを特徴とする通信装置。
4. 前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の動作制御を行う制御回路部を備え、該制御回路部は、前記タイマ判定回路部の判定結果から、前記送信回路部による送信動作が開始されてから所定時間を経過したことを検出すると、前記所定の機能を有する素子、回路又は装置の動作を開始させることを特徴とする請求項２又は３記載の通信装置。

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