JPS59143446A - パワ−セ−ブ・コンテンシヨン方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は雑器とそれぞれ個別アドレスを有する複数の子
器とから成るデータ収集システムの通信方式の中でも、
特にコンテンション通４７４方式の改良に関する。

従来例の構成とその問題点 従来、前記通信方式としてはポーリング方式とコンテン
ション方式がよく知られている。

ポーリング方式とは、第１図のように鋭器（１）が子器
側を制御することによって複数の子器（２１）（２２）
・・・（２ｏ）から順番にデータを収集する方式である
。

この場合、子器（２１）（２２）・・・（２ｎ）は常に
受信状態で待機して鋭器（１）からのポーリング信号を
送受信コントローラ００で常時監視し、ポーリング信号
によって自己が選択された時にセンサーＯυからのセン
サデータを送受信コントローラＯＩを介して鋭器（１）
に送信するよう構成されている。しかし、前述のように
送受信コントローラα１は常に監視状態でなければなら
ないため、子器を電池（２）で駆動する場合の方式とし
ては電力消費の面で不向きである。

一方、コンテンション方式は、子器（２□）（２□）・
・・（２ｎ）がそれぞれ独立して鋭器（１）に割込みを
かける方式であるため、ポーリング方式に比べて低電力
消費を実現できる。しかし、子器（２１）（２２）・・
・（２ｎ）の数が多くなると割込みモードによる子器全
体のデータ送出回数が増加するため、子器（２１）　（
２＋　）・・・（２ｎ）が送信するデータの衝突確率が
増加する。また、この方式では子器（２，１）　（２ｚ
）・・・（２゜）からコンテンションが発生しない限り
鋭器（１）が子器（２１Ｘ２２）・・・（２ｎ）の状態
を知ることができない。

そこで上記コンテンション方式の欠点を除去するために
次に示すよう°なタイムコンテンション方式が既に提案
されている。

タイムコンテンション方式の鋭器は子器からのコンテン
ションコールに対し、子器へ返送する応答信号と共に、
次にコンテンションコールを発生するタイミングを、タ
イムデータとして子器に送信し、鋭器で子器からのコン
テンションコール発生時刻を管理することにより、２つ
以上の子器からの同時発報を防止し、かつ子器側におい
ては、次のコンテンションコール時刻が明確になってい
るため、それまでの間、送受信部の電源の休止制御を行
ない、子器電源の低消費電力化を図ることがタイムコン
テンション方式の主たる目的である。

第２図において、（１）’は鋭器で子器群よりデータ収
集を行なう。（２□）（２□）は子器、（２’−８）は
センサー、（２’−４）は電池、（２’−１）は送受信
コントローラで、この部分に電源が投入されると、まず
ｉＨＨ，を条件に子器アドレスとセンサー（２’−８）
からのデータとを順に￥ｕ　ｎ：’ｒ　（１）’　ｉこ
送信する。この送信データ構ＪＦｃは第９図（へ）と同
じであり、以下、この信号をコンテンション信号と呼ぶ
。（２’−２）はタイムコントローラで、鋭器（１）’
より送られるデータ〔第９図（ト）にデータ構成を示し
、以下、応答信号と呼ぶ〕に含まれるタイムデータ（子
器が次にコンテンションコールを発生するタイミングを
指定したデータ）を記憶し、タイムデータで指定された
時間まで計数を行なうものである。また、タイムコント
ローラ（２’−２）は自己の状態を信”ｔ４　線（Ｃ）
に出力する。状態としては、タイムデータの記憶セット
時より計数終了までの期間は“′Ｌ”レベル、それ以外
は“′Ｈ”レベルである。前記動作タイミングの様子は
、第８図（Ｑと同様である。この信号線（Ｃ）はトラン
ジスタＴｒを制御し、′送受信コントローラ（２’−１
）の電源制御が行なわれる。つまり鋭器（１）′からの
応答信号の受信を完了し、タイムデータをタイムコント
ローラ（２’−２）にセットすると、送受信コントロー
ラ（２’−１）はトランジスタＴｒによって電源が切ら
れ動作を停止する。一方、タイムコントローラ（２’−
２）“はセットされたタイムデータの計数を開始し、指
定された時間が経過すると、再びトランジスタＴｒをオ
ンにする。それにより送受信コントローラ（２’−１）
は、前述した様にセンサーデータを鋭器（１）′に送信
する。以上の様に子器群は鋭器（１）′から指定された
時刻にコンテンションコールを行ない、センサーデータ
を鋭器（１）′に順次送信して行く。第８図はこの様子
を示しており、（ａ）は鋭器送信区間、（ｂ）は子器（
２１）送信区間、（Ｃ）は子器（２１）作動区間、（ｄ
）は子器（２２）の送信区間、（ｅ）は子器（２２）の
作動区間である。

このように、タイムコンテンション方式においては、デ
ータの衝突が発生することなく、かつ子器の低消費電力
化を図ることが可能である。が、緊急にデータ送信要求
が発生した場合に、かなりの待ち時間が発生する。第４
図は次の様子を示しており、（ａ）は鋭器、（ｂ）は子
器（２１）、（Ｃ）は子器（２２）、（ｄ）は子器（２
１）の待ち時間である。例えば、第４図Ｔｉｔ　で子器
（２１）が鋭器との通信を終了した直後のタイミングＴ
ｐに緊急データが発生した場合、次のコンテンションコ
ールタイミングＴ２１　　まで待ち時間Ｔｏが発生する
。タイムコンテンション方式の場合、データ衝突を回避
するために、各コンテンション間（Ｔ１１−Ｔ１２ｅ　
Ｔ１２　　Ｔ１！・・・）の間隔をかなり必要し、コン
テンションコール周期（Ｔ１　＊　Ｔ２　）が、子器数
ｎに比例して長くなってしまい、システム構成の内容に
よっては、タイミングｂで発生した緊急データが持続し
なかったり、あるい゛は持続させても鋭器（１）′で受
信した時には無用のデータであったりする場合がある。

発明の目的 本発明はタイムコンテンション方式において、子器側に
緊急データ送信要求が発生した場合、直ちに鋭器との通
信を可能とし、かつデータ衝突が発生した場合にも最少
処理時間でもって必要な子器とのみデータ通信を確立し
、子器の低消費電力化（パワーセーブ）を図ることがで
きるパワーセーブコンテンション方式を提供することを
目的とする。

発明の構成 本発明のパワーセーブ・コンテンション方式は、鋭器と
個別アドレスを持つ複数の子器から成るデータ収集シス
テムにおける前記子器を、鋭器より指定された時刻にコ
ンテンションコールの発生制御を行なうタイマーコント
ローラと、送受信区間以外は不要部分の電源を休止させ
る電源制御と、データの送受信を制御する送受信コント
ローラとを設け、かつタイマーコントローラの出力信号
および子器に接続されたセンサー等から発せられるデー
タ送信要求信号によって前記電源制御部に起動をかけ、
子器を通信可能状態とし、鋭器に対しコンテンションコ
ールを発生するよう構成し、前記鋭器を、受信データの
衝突を検知するデータ衝突検知部と、子器との通信時に
子器からの次期コンテンションコール発生時刻を決定し
タイムデータとして子器に送信するタイムデータ設定部
とで構成したことを特徴とする。

実施例の説明 本発明の方式で通信時にデータ衝突が発生すると、つま
り子器タイマーコントローラによって定期的に発生して
いるコンテンションコールと、センサー等からのデータ
送信要求によって発生したコンテンションコールとが同
時に発生した場合、鋭器は直ちに定期的に発生している
側の子器アドレスを指定して応答信号を送信し、該当す
る子器との通信状態を解放する。つまり子器側において
、送受信終了と見なして不要電源部をＯＦＦする。

その様子を第６図に示す。（ａ）は鋭器送信区間、（ｂ
）子器（２１）の送信区間、（Ｃ）は子器（２１）の作
動区間、（ｄ）　（ｅ）はその他の子器（２ｘ）の送信
区間と作動区間で、この第６図において子器（２１）が
定期コンテンションを発した子器に相当する。なお、続
いて鋭器は、その他の子器に対しデータ要求コマンド（
第６図ではＰＣデータ部）を送信する。しかし、該デー
タ要求コマンドを送信する時点においては子器群は、デ
ータ衝突時、コンテンションコールを発生したもう１つ
の子器（２ｘ）を除いて全て通信不能状態であるので、
当然、子器（２ｘ）のみ応答し鋭器にデータを送信する
。この時点において子器（２ｘ）なる子器アドレスが鋭
器でも明確になり、判明した子器（２ｘ）のアドレスと
共に終了コマンドを鋭器より子器（２Ｘ）に送信するこ
とによって、子器（２ｘ）で発生した送信要求は短時間
のうちに処理される。

上記概略説明ではデータ衝突が発生した場合について第
６図を参照しながら説明したが、°第５図はデータ衝突
が発生しなかった場合のタイミングチャートで、（ａ）
は鋭器送信区間、（ｂ）　（Ｃ）は子器（２１）の送信
区間と作動区間である。すなわち、データ衝突が発生し
なかった場合は、鋭器側でコンテンションコールを発し
た子器アドレスが分かるため、データ要求コマンド（ｐ
ｃ）の送信は行なわず、直ちに終了コマンドを送信する
。前述した送受信データの構成は′、第９図（へ）のコ
ンテンションコール。

（ト）鋭器応答信号（終了コマンドと同等）、（イ）親
善データ要求コマンドにそれぞれ対“応している。

以下図面に基づき本発明一実施例を詳細に説明する。

第７図は本発明のパワーセーブ・コンテンション方式に
適した千羽のブロック図であり、センサーデータを親善
に送信ｆ”るための構成図を示す。

（２−１）は送受信コントローラで、子器アドレスとセ
ンサーデータを親善に送信すると共に、また親善より受
信したデータを解析し子器アドレスが受信データと一致
した場合に初めて受信データの処理を行なう。なお、送
受信データ第９図のように構成されている。（２−２）
はタイムコントローラ、（２−８）はセンサー、（２−
４）は電池＋　Ｔｒｌは送受信コントローラ（２−１）
の電源を制御するトランジスタであり、以上は第２図従
来例で説明を行なった内容とほぼ同様なものである。第
２図の構成と異なるのは、（２−５）の電源制御部であ
る。

次に千羽の詳細動作について第８図を参照しながら説明
する。第８図（イ）〜（ホ）は、第７７図の各部（支）
〜（ホ）の送受信夕４イミングチヤードである。

まず、タイムコントローラ（２−２）で計数を開始し、
指定された値まで計数を行なうと、タイマーコントロー
ラ（２−２’）よりの出力信号である電源起動信号が信
号線（ハ）に出力され、この信号でもって電源制御部（
２−５）は信号線（ロ）を“Ｈ″レベルする。それによ
りトランジスタＴｒ１がＯＮとなり送受信コントローラ
（２−１）に電源が供給されて、親善に対し、コンテン
ションコール信号である第９図（へ）のフォーマットの
信号を癩信する。そして親善からの応答信号〔第９図（
ト）〕を正常に受信すると、次にコンテンションコール
を発生スる時刻を示したタイムデータをタイムコントロ
ーラ（２−２）にセットし、続いて電源制御部（２−５
）に対し電源ＯＦＦ信号〔第８図に）〕を出力し・送受
信機能を停止する。そして、次にタイムコントローラ（
２−２）から再び電源起動信号が信号線ｆ今に出力され
るまで停止状態を持続する。しかし、センサー（２−８
）からデータ送信要求信号が信号線に）に出力されると
、電源制御部（２’−５）は信号線（ロ）を“Ｈ”レベ
ルとし、前述と同様にしてコンテンションコールを発生
する。第８図のタイミングチャートでは、データ衝突が
発生しなかった場合を示しであるが、例えばこの時デー
タ衝突が発生した場合には親善からのデータは、まず子
器アドレスの異なる、つまり、他の千羽に対する応答信
号を返して来るが、子器アドレスが一致しないため、動
作はしない（図示せず）。続いて、受信されるデータ要
求コマンドによって送受信コントローラ（２−１）は、
センサー（２−８）からのデータ送信要求と同様の動作
を行ない、再びコンテンション信号を送信する。そして
親善から再び送信される応答信号（この場合はアドレス
が一致する）でもって、電源制御部（２−５）を０ＦＦ
Ｌで停止状態に入る。前述した様な定期的に発生するコ
ンテンションコール以外のシーケンス、つマリセンサー
（２−８）からのデータ送信要求によってデータの送受
信を行なった場合は、タイムコントローラ（２−２）の
データは制御（変更）されない。

第１０図は本発明方式に適した親善のプロ、ツク図で、
（３）は受信部、（４）は受信データ解析部で、千羽か
らのコンテンション信号を受信し、子器アドレスおよび
センサーデータ等を解析し、判定する部分である。（５
）は衝突検知部で、受信データの結果より受信データが
衝突したか否かを検知する部分。

である。（６）は時計、（７）はタイムデータ設定部で
、千羽に送信するタイムデータの設定が行なわれる。

（８）は送信コマンド設定部で、受信データに応じて応
答信号あるいはデータ要求コマンドを設定する部分であ
る。（９）は送信部で、データ送出を行なう。

次にタイムデータ設定部（７）の機能内容について第１
１図と共に説明を行なう。なお、第１１図（ａ）は親善
、（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）は千羽（２、）（２２）・・
・（２ｎ）を示す。第１１図はＴ１．Ｔ２は千羽よりの
コンテンション受付は周期を示しており、Ｔｌは第１連
日、Ｔ２は第２連日の周期を意味する。また、Ｔ１１　
ｔ　Ｔｌ□・・・Ｔ２１　＊　Ｔ２２−・・は各千羽が
親善に対しコンテンション信号を発生すると予想される
タイミングである。つまり、親善が千羽のコンテンショ
ン信号発生時間を設定し、′その時間に発生する様にタ
イムデータを設定して、各千羽に送信を行なうタイミン
グである。ここで千羽（２１）のコンテンション信号発
生時刻タイミングはＴ１□、Ｔ２１で、千羽（２２）は
Ｔ１２ｍＴ２２を意味する。

タイムデータ設定部（７）では、Ｔ１周期のコンテンシ
ョン信号を受は付ける前にＴ２周期の各予期におけるコ
ンテンション信号発生時刻を設定する。

この方法はいくつか考えられるが、例えばタイムスロッ
ト（Ｔ４）の間隔で設定する方法を例に取ると、タイム
スロット（Ｔ４）を５秒、子器数ｎ　＝　８と仮定する
と、５（秒）Ｘ８＝４０秒で、Ｔ１．Ｔ２周期は４０秒
となる。これより千羽（２１）のタイミングＴｌｌとＴ
２１の時間間隔は４０秒となるから、Ｔｌｌが０秒であ
ればＴ２□は４０秒となる。千羽（２２）は千羽（２１
）より、１スロットタイム＝５秒遅れであるから、Ｔ１
２＝５秒、Ｔ２□＝６秒である。この様にして、Ｔ１周
期の前にＴ２周期における各千羽のコンテンション発生
時刻（タイミング）を設定する。そして、Ｔ１周期にお
いて千羽よりコンテンションが発生すると、その時刻と
設定している時刻を比較して差があれば千羽へ送信する
タイムデータを修正し、送信ｍ　（９）より千羽へ応答
信号としてタイムデータを含む信号を送信する。このよ
うにタイムデータ設定部（７）は常に受信した千羽アド
レスとタイムデータとの対応を取りながら千羽コンテン
ションコール時刻を調整する機能を有する。

次にアーク受信中において、データ衝突が発生した一合
の動作について説明する。

データ受信中、衝突検知部（５）でデータ衝突が検知さ
れると、受信完了後に受信データ解析部（４）を通じて
タイムデータ設定部（７）と送信コマンド設定部（８）
とに衝突結果が出力される。そうすることにより、タイ
ムデータ設定部（７）では前述した様に定期コンテンシ
ョンコールを発生する千羽アドレスが明確になっており
、衝突の第１子器を前記タイムデータ設定部で明確にな
っている千羽アドレスと判断し、まず、この千羽アドレ
スを含む応答は弓を送信部（９）より送信する。そして
次に送信コマンド設定部（８）より千羽全体にデータ要
求コマンドが送出される。なお、この送信手順は既に説
明した第６図に示す通りである。これにより；千羽から
再びコンテンションコールが発生する。そして載盤で千
羽アドレスおよびセンサデータ等を受信すると、載盤は
通常の制御動作に戻り処理を行な　　。

つて応答信号を千羽に送信する。

発明の詳細 な説明のように本発明のパワーセーブ・コンテンション
方式によると、最少の通信手順でもって通信状態を確立
することが出来、かつ正確なデータ収集を行なうことが
可能となる。つまり、緊急状態が発生した場合において
も、千羽側に緊急データ送信要求でもって送受信コント
ローラを通信可能状態に制御する電源制御部を設けたた
め、従来の様に長時間の待ち時間を要することなく、ま
たパワーセーブを実現し送受信を行なうことが可能とな
る。更に、データ衝突が発生した場合においても衝突原
因である一方の千羽を載盤からの応答信号でもって通信
不能とすることが出来るため、データ混信が発生するこ
となく、短時間のうちに目的とするデータが載盤に受信
されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の５ｍ信方式の説明図、第２図はタイムコ
ンテンション方式の構成図、第８図とｆｆ１４図は第２
図の動作説明図、第５図は本発明の基本通信制御手順の
説明図、第６図は本発明方式においてデータ衝突が発生
した時の通信制御手順の説明図、第７図は本発明方式の
一実施例の千羽の構成図、ｔＰｓ図は第７図の動作説明
図、第９図は本発明方式で送受信されるデータの一実施
例のフォーマット図、第１０図は本発明方式の一実施例
の載盤の構成図、第１１図は第１０図の動作説明図であ
る。 （２−１）・・・送受信コントローラ、（２−２）・・
・タイムコントローラ、（２−１）・・・センサー、（
２−５）・・・電源制御部、（３）・・・受信部、（４
）・・・受信データ解析部、（５）・・・衝突検知部、
（６）・・・時計、（７）・・・タイムデータ設定部、
（８）・・・送信コマンド設定部、（９）・・・送信部
代理人　　森　本　義　弘 第１図 第２図 第３図 第４図 第り図 第６図 第７図 第β図 第９図 （菊口伍コア＝コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雑器と個別アドレスを持つ複数の子器から成るデー
   タ収集システムにおける曲記子器を、雑器より指定され
   た時刻にコンテンションコールの発生制御を行なうタイ
   マーコントローラと、送受信区間以外は不要部分の電源
   を休止させるｆｆｆ　ｂ１２制御部と、データの送受信
   を制御する送受信コントローラとを設け、かつタイマー
   コントローラの出力信号および子器に接続されたセンサ
   ー等から発せられるデータ送信要求信号によって前記電
   源制御部に起動をかけ子器をｊ［１１信可能状態とし、
   雑器に対しコンテンションコールを発生ずるよう構成し
   、前記雑器を、受信データの衝突を検知するデータ衝突
   検知部と、子器との通信時に子器からの法器コンテンシ
   ョンコール発生時刻を決定しタイムデータとして子器に
   送信するタイムデータ設定部とで構成したパワーセーブ
   ・コンテンション方式。 ２、雑器を、データ衝突発生時に、該データ衝突発生時
   刻と前記タイムデータで設定したコンテンションコール
   発生時刻が一番近い子器に対して通信応答信号を送信し
   てこの子器との通信を終了させ、続いてその他の子器に
   対してデータ要求信号を送信することによって前記デー
   タ衝突発生時においてコンテンションコールを発生した
   もう一方の子器とのみデータ通信を確立するよう構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパワー
   セーブ・コンテンション方式。