傳感器裝置及監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)溫度及濕度等各種計(jì)測(cè)對(duì)象進(jìn)行計(jì)測(cè)的傳感器裝置及監(jiān)視系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們生活的周圍環(huán)境中設(shè)置有各種各樣的傳感器，傳感器的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)被發(fā)送至服務(wù)器裝置(或主機(jī)裝置)，并在服務(wù)器裝置中接受分析。并且，根據(jù)其分析結(jié)果，對(duì)設(shè)置在周圍環(huán)境中的設(shè)備類進(jìn)行控制。
[0003]傳感器進(jìn)行的計(jì)測(cè)和數(shù)據(jù)發(fā)送若增多，耗電當(dāng)然也會(huì)增多。例如，當(dāng)傳感器通過(guò)電池來(lái)工作時(shí)，若計(jì)測(cè)和數(shù)據(jù)發(fā)送增多，電池壽命就會(huì)縮短而需頻繁更換電池。例如專利文獻(xiàn)I揭示了一種能降低耗電的傳感器裝置。
[0004]具體揭示了一種具有傳感器部、控制部的傳感器裝置，該傳感器裝置具有自電源至傳感器部及控制部的多個(gè)供電路徑，并能通過(guò)這些供電路徑來(lái)切換上述傳感器部的工作狀態(tài)。另外，還揭示了上述供電路徑可實(shí)現(xiàn)如下切換:當(dāng)在耗電流相對(duì)較大的工作模式時(shí)，切換成經(jīng)由DC轉(zhuǎn)換器供電的路徑；當(dāng)在耗電流相對(duì)較小的工作模式時(shí)，切換成電源直接與負(fù)載相連來(lái)供電的路徑。
[0005]〔現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)〕
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)“特開(kāi)2012-98809號(hào)(2012年5月24日公開(kāi))，，

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]〔本發(fā)明所要解決的問(wèn)題〕
[0008]然而在上述現(xiàn)有技術(shù)中，因DC轉(zhuǎn)換器切換時(shí)產(chǎn)生的噪音而變動(dòng)的電壓會(huì)從DC轉(zhuǎn)換器輸出到傳感器部。該電壓變動(dòng)會(huì)帶來(lái)影響，從而存在傳感器部的計(jì)測(cè)精度下降的問(wèn)題。尤其對(duì)于計(jì)測(cè)微小物理量變化的傳感器部而言是一大問(wèn)題。另外，若將電池用作電源，則有因使用時(shí)的電壓下降而引起電池電壓變動(dòng)的問(wèn)題。再之，若將對(duì)來(lái)自外部的電力進(jìn)行蓄電的蓄電池、以及雙電層電容器等蓄電器件等用作電源，則有內(nèi)部電壓變動(dòng)大的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而研發(fā)的，該發(fā)明目的在于提供一種即使工作狀態(tài)有可能變化，也能降低耗電和進(jìn)行高精度計(jì)測(cè)的傳感器裝置及監(jiān)視系統(tǒng)。
[0010]〔用以解決問(wèn)題的技術(shù)方案〕
[0011]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的傳感器裝置是具備對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象進(jìn)行計(jì)測(cè)的第I傳感器部、切換供電路徑的控制部、向第I傳感器部及控制部供電的電源、變換電壓的轉(zhuǎn)換器、以及調(diào)整電壓的穩(wěn)壓器的傳感器裝置，其中，自所述電源起至所述第I傳感器部及所述控制部的供電路徑包括:供電路徑A，使所述第I傳感器部與所述電源直接相連或不與所述電源導(dǎo)通，且使所述控制部與所述電源直接相連；以及供電路徑B，使所述電源、所述轉(zhuǎn)換器及所述穩(wěn)壓器串聯(lián)連接，且使所述穩(wěn)壓器的輸出被提供至所述第I傳感器部，且使所述轉(zhuǎn)換器或所述穩(wěn)壓器的輸出被提供至所述控制部，所述控制部根據(jù)所述第I傳感器部的工作狀態(tài)，對(duì)所述供電路徑A及所述供電路徑B進(jìn)行切換。
[0012]〔發(fā)明效果〕
[0013]本發(fā)明發(fā)揮即使工作狀態(tài)有可能變化也能降低耗電和進(jìn)行高精度計(jì)測(cè)的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式的一例傳感器裝置的框圖。
[0015]圖2是表示DC轉(zhuǎn)換器及穩(wěn)壓器各自的輸出電壓波形的示意圖。
[0016]圖3是表示DC轉(zhuǎn)換器及穩(wěn)壓器各自的輸出電壓計(jì)測(cè)結(jié)果的圖。
[0017]圖4是表示測(cè)定/發(fā)送處理的一例流程的流程圖。
[0018]圖5是表示在電源利用能量收集的方案中的一例傳感器裝置的框圖。
[0019]圖6是表示第2實(shí)施方式的一例傳感器裝置的框圖。
[0020]圖7是表示第3實(shí)施方式的一例傳感器裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]〈第I實(shí)施方式〉
[0022]圖1是表示本發(fā)明第I實(shí)施方式的一例傳感器裝置的框圖。圖1所示的傳感器裝置I設(shè)置于各種物體，并計(jì)測(cè)該物體周圍的物理量(例如加速度、位移量、變形、振頻、溫度、濕度、壓力、紅外線量、音量、照射強(qiáng)度、風(fēng)速等)。本實(shí)施方式的傳感器裝置I尤其適于計(jì)測(cè)呈現(xiàn)微小變化的物理量，即適于對(duì)需高精度計(jì)測(cè)的物理量進(jìn)行計(jì)測(cè)。這些呈現(xiàn)微小變化的物理量例如是與構(gòu)造物振動(dòng)相關(guān)的物理量(振頻、加速度、位移量等)。因此，本實(shí)施方式的傳感器裝置I例如適于設(shè)置在構(gòu)造物中，以計(jì)測(cè)與該構(gòu)造物振動(dòng)相關(guān)的物理量等。
[0023]這里，上述構(gòu)造物的種類并無(wú)特別限定。例如可以是建筑物、橋梁、隧道、住宅、設(shè)兩、車間設(shè)備、管道、電線、電線桿、煤氣供給設(shè)備、上/下水道設(shè)備、遺跡等各種構(gòu)造物。
[0024]如圖1所示，傳感器裝置I具備:從整體上控制傳感器裝置I的控制IC(控制部)10、DC轉(zhuǎn)換器20、降壓式穩(wěn)壓器30、傳感器部(第I傳感器部)40、無(wú)線通信器(通信部)50、直流電源60、開(kāi)關(guān)SWl?SW3。
[0025]關(guān)于DC轉(zhuǎn)換器20，DC轉(zhuǎn)換器20的輸入線可經(jīng)由開(kāi)關(guān)SWl與直流電源60連接。DC轉(zhuǎn)換器20包含被控制IClO控制的多個(gè)切換元件，通過(guò)控制切換元件的切換動(dòng)作來(lái)進(jìn)行升壓或降壓，從而將直流電源60的電壓變換成規(guī)定的第I電壓值。直流電源60例如是電池等有限式供電源。另外，DC轉(zhuǎn)換器20的輸出線與無(wú)線通信器50相連，在將DC轉(zhuǎn)換器20與無(wú)線通信器50彼此相連的連接線上，連接有控制IC10。關(guān)于電池，可以使用任意的原電池或?qū)?lái)自外部的電力進(jìn)行蓄電的蓄電池、以及雙電層電容器等蓄電器件等。
[0026]這里，DC轉(zhuǎn)換器20可以是升壓式、降壓式或升-降壓式中的任一種，可視電源電壓的大小來(lái)區(qū)分使用。若電源例如是2.4?3.0V左右的低電壓，則使用升壓式，若例如是4.5?6.0V左右的高電壓，則使用降壓式，若如圖5那樣采用能量收集(EnergyHarvesting)式電源，則使用升-降壓式。能量收集例如可利用陽(yáng)光、振動(dòng)、溫度、電磁波或風(fēng)力來(lái)獲得。能量收集的輸出電力可直接用作電源，也可將能量收集的輸出電力先蓄入電池，然后將該電池用作電源。
[0027]無(wú)線通信器50被控制IClO控制來(lái)與服務(wù)器裝置(接收裝置)2等進(jìn)行通信。具體為，將傳感器部40生成的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器裝置2。
[0028]另外，開(kāi)關(guān)SW2的一端與直流電源60連接，另一端與DC轉(zhuǎn)換器20和控制IClO連接。開(kāi)關(guān)SW3的一端與電源電壓線Vcc連接，另一端與穩(wěn)壓器30連接。
[0029]穩(wěn)壓器30將輸入電壓調(diào)整成規(guī)定的電壓，由此穩(wěn)定電壓。穩(wěn)壓器30與傳感器部40連接，并將DC轉(zhuǎn)換器20輸出的電壓調(diào)整成比第I電壓值低的第2電壓值，且將經(jīng)此調(diào)整后的電力輸出給傳感器部40。
[0030]傳感器部40例如是溫度傳感器、加速度傳感器、變形傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、紅外線傳感器、聲音傳感器或振動(dòng)傳感器，其根據(jù)來(lái)自控制IClO的指示對(duì)計(jì)測(cè)對(duì)象進(jìn)行計(jì)測(cè)。傳感器部40進(jìn)行計(jì)測(cè)而生成表示計(jì)測(cè)結(jié)果的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)，并將生成的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)輸出給控制IC10。傳感器部40可以是模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器的任一方。若采用模擬式傳感器作為傳感器部40，則控制IClO將穩(wěn)壓器30輸出的電壓作為參考電壓來(lái)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。由此，在AD轉(zhuǎn)換時(shí)能減少傳感器部40與控制IC間的電壓誤差。
[0031]控制IClO對(duì)開(kāi)關(guān)SWl?SW3進(jìn)行控制，根據(jù)傳感器裝置I的模式進(jìn)行通/斷的切換。傳感器裝置I擁有待機(jī)模式、傳感模式和發(fā)送模式這3種模式。
[0032]待機(jī)模式是傳感器部40及無(wú)線通信器50不工作的模式。若為待機(jī)模式，則控制IClO將開(kāi)關(guān)SW2接通，將開(kāi)關(guān)SWl、SW3斷開(kāi)。
[0033]傳感模式是使傳感器部40工作來(lái)進(jìn)行傳感的模式。若為傳感模式，則控制IClO將開(kāi)關(guān)SWl、SW3接通，將開(kāi)關(guān)SW2斷開(kāi)。
[0034]發(fā)送模式是對(duì)傳感器部40在傳感模式下生成的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送的模式。若為發(fā)送模式，則控制IClO將開(kāi)關(guān)SWl接通，將開(kāi)關(guān)SW2、SW3斷開(kāi)。
[0035]當(dāng)?shù)竭_(dá)計(jì)測(cè)時(shí)刻時(shí)，控制IClO指示傳感器部40進(jìn)行計(jì)測(cè)。具體為，當(dāng)檢測(cè)到計(jì)測(cè)時(shí)刻時(shí)，從待機(jī)模式切換到傳感模式，并指示傳感器部40進(jìn)行計(jì)測(cè)。計(jì)測(cè)時(shí)刻例如是自前次計(jì)測(cè)時(shí)刻起經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間后的時(shí)刻，其由控制IC來(lái)計(jì)時(shí)。
[0036]控制IClO在傳感模式下取得了由傳感器部40計(jì)測(cè)而生成的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)后，將取得的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)存入未圖示的存儲(chǔ)器。另外，控制IClO在取得了由傳感器部40計(jì)測(cè)而生成的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)后，將模式從傳感模式切換成發(fā)送模式，并控制無(wú)線通信器50將存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器裝置2。
[0037]具體為，切換到發(fā)送模式后，控制IClO便將命令與服務(wù)器裝置2建立通信的指示輸出給無(wú)線通信器50，于是，收到了該指示的無(wú)線通信器50與服務(wù)器裝置2建立通信。無(wú)線通信器50與服務(wù)器裝置2建立了通信后，將表示已建立完通信的信號(hào)輸出給控制IC10，于是，收到了該信號(hào)的控制IClO使無(wú)線通信器50發(fā)送存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)。另一方面，無(wú)線通信器50若不與服務(wù)器裝置2建立通信，則將表示無(wú)法建立通信的信號(hào)輸出給控制IC10，于是，收到了該信號(hào)的控制IClO將發(fā)送模式切換到待機(jī)模式。另外，控制IClO當(dāng)收到了無(wú)線通信器50已發(fā)送完計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)的通知時(shí)，則將發(fā)送模式切換到待機(jī)模式。
[0038]如上所述，在傳感模式下時(shí)，經(jīng)DC轉(zhuǎn)換器20變換成第I電壓值后又經(jīng)穩(wěn)壓器30而調(diào)整成第2電壓值的電力被提供給給傳感器部40。由此，例如如圖2所示，在由用作直流電源60的電池、DC轉(zhuǎn)換