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無線模塊、無線溫度傳感器、無線接口裝置及無線傳感器系統的製作方法

2023-06-25 13:29:06

專利名稱:無線模塊、無線溫度傳感器、無線接口裝置及無線傳感器系統的製作方法
技術領域:
本發明涉及無線模塊、無線溫度傳感器、無線接口裝置及無線傳感器系統,無線溫度傳感器測定所密接的物體的溫度,並將該測定結果以無線通信發送;無線接口裝置,插入PDA(Persona Digital Assistant)及PC(Personal Computer)等外部接口中使用;無線傳感器系統,傳感器通過無線通信器通知設置周圍的環境信息,由基站收集來自多個傳感器的環境信息。
背景技術:
在醫院或看護設施等中,因為有必要24小時觀察受看護人的體溫,所以看護人利用體溫計直接進行受看護人的體溫測定。
但是,在上述的測定方法中,看護人有必要定期測定所負責的許多受看護人的體溫,從而看護人花費相當多的時間。所以,存在給予看護人的負擔大的問題。
因此,為了簡化受看護人的體溫測定,開發了用終端可直接讀取測定數據的溫度傳感器,例如,埋入體內、根據諧振頻率來測定溫度的溫度傳感器。(例如,參照專利文獻1)但是,上述的專利文獻1所示的溫度傳感器,必須埋入受看護人的體內來使用,使用用途被限定。
對於普通的受看護人,沒有必要把溫度傳感器埋入體內,因此,在對許多受看護人的體溫測定上,看護人必須去成為受看護人對象的地方進行體溫測定的問題並沒有解決。
而且,還有在計算機終端連接溫度計,測定並監視受看護人的體溫的方法,但是,受看護人在設施內移動時就不能使用。
另外,近年,在PDA或各種信息處理裝置等之間,作為PC卡規格(依據基於PCMIA的標準規格)的接口,進行使用IC卡的近距離例如同一室內的通信等(例如,參照專利文獻2)。
IC卡不但作為數據存儲用的媒體而被使用,而且還使用於外圍設備的擴張。
但是,專利文獻2所述的無線接口,如上所述形成為IC卡形狀。
因此,上述無線接口,在PDA中,不對應於用於近年成為標準的CF(Compact Flash(註冊商標))、SD卡(註冊商標)、SmartMedia(註冊商標)等的存儲器擴張的、外部附著用存儲器的接口(slot或者擴張slot)等。
此外,在IC卡的無線接口中,作為載波的頻帶,採用用於無線LAN等的2.4GHz頻帶及5GHz頻帶,但是,由這些頻率不能得到充分的通信距離,存在著消耗功率功率多而不能面向PDA等的可攜式終端的缺點。
另一方面,特定小功率功率無線或微弱無線,不同於上述無線LAN,雖然通信距離長,消耗功率少,但是因載波頻率低,所以波長長,天線變大,PDA的自由度下降,有損於外觀的設計。
進而,以往的無線傳感器,在對測定對象的環境信息、例如溫度進行測定時,從傳感器裝置測定的電阻值(傳感器測定值)計算溫度,作為計算結果將溫度(環境信息)發送到基站(參照專利文獻3)。
因此,以往的無線傳感器,在單個的傳感器裝置中,進行環境信息(例如,溫度)的補正後發送到基站,所以可以獲得測定精度高的環境信息數值。
但是,在上述現有例中,在無線傳感器內,為了將作為傳感器的測定值的物理量(電阻值、電壓值、電流值、壓力值、頻率值等)變換為環境信息(溫度、溼度、積雪、各種氣體濃度等),存在著用於變換的運算處理變多,且消耗功率的消耗量變多的問題。
再有,在該現有例中,為了將作為傳感器的測定值的物理量變換為環境信息的數值,用於運算處理的無線傳感器的構成變得複雜,並成為高價品。
還有,為了應付上述問題,將由傳感器裝置測定的測定值直接發送到基站,在基站中,進行將作為該測定值的物理量變換為環境信息的運算,從而削減傳感器裝置的處理負荷,傳感器裝置的構成也變得簡單。
另一方面,在該方式中,由於只具有該傳感器裝置固有的、即對應於特定的傳感器裝置的運算處理功能,所以成為固有的傳感器系統,存在著不能替換為其他種類的傳感器裝置,並且難以由多種的傳感器裝置構成系統的缺點。
此外,上述方式的傳感器系統,在將作為測定值的物理量變換為環境信息的運算中利用查閱表時,由於使用一樣的轉換表,所以難以由多種的傳感器裝置製作系統構成。
另外,上述方式的傳感器裝置,只將作為傳感器的測定值的物理量(由傳感器測定的原始數據)變換為環境信息的數值,不能進行測定值的校正及變換後的環境信息的補正,不能應付單個的傳感器裝置的時效。
專利文獻1特開昭62-192137號公報專利文獻2特開2001-195553號公報專利文獻1特開平02-138837號公報發明內容本發明是鑑於上述問題而進行的,其目的在於提供一種無線溫度傳感器、無線接口裝置及無線傳感器系統,將該無線溫度傳感器粘貼在受看護人的體表面進行體溫的測定,並且移動於設施內的受看護人也可以作為測定對象;無線接口裝置,在降低載波頻率且縮小天線,延長通信距離,低消耗功率化的Compact Flash(註冊商標)卡等上可設置無線功能;無線傳感器系統,將傳感器裝置的測定值發送到基站,進行該測定值的校正及變換後的物理量的補正,可獲得高精度的環境信息。
技術方案2所述的無線溫度傳感器,其被密封於傳感器主體的容器中,設有將測出的測定數據通過天線發送的無線功能,其特徵在於,上述天線以在上述容器範圍內的縮短率的天線長度形成,並收納於上述容器內。
技術方案3所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,進一步設置調整上述天線和供給發送信號的信號線路的阻抗的匹配電路。
技術方案4所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線和包括上述匹配電路的電路形成於同一基板上,上述天線被安裝於該基板沒有配設接地線的區域上。
技術方案5所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,在上述容器內,從粘貼於測定對象的粘貼面隔開規定的距離,設置上述基板。
技術方案6所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,在上述基板中,通過阻止用於通信的載波頻帶信號的濾波器,將高頻電路的接地點連接在邏輯電路的接地點上。
技術方案7所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述容器以大約500日元硬幣的大小形成。
技術方案8所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述容器形成為直徑9~27mm、厚度5mm~10mm的硬幣型。
技術方案9所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線的天線長度為所使用的頻率的電波波長的1/8以下。
技術方案10所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述所使用的頻率為300MHz~960MHz。
技術方案11所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線包括天線基板;導體膜,其設置於上述天線基板上的一部分上;供電點,其設置於上述天線的基板上;裝載部,其設置於上述天線基板上,由形成於感應材料構成的素材的縱向上的線狀導體圖案構成;電感器部,其連接上述導體圖案的一端和上述導體膜;供電點,其供電給上述導體圖案的一端和上述電感器部的連接點;上述裝載部的縱向配置為與上述導體膜的端邊平行。
另外,本發明的無線接口裝置,其對應於存儲器的接口,並且具備具有無線通信功能的天線,其特徵在於,使用於載波頻率的發送/接收的上述天線的天線長度,以在上述存儲器的規格尺寸範圍內的縮短率構成,上述天線設置於上述無線接口裝置的內部。
本發明的無線接口裝置,其特徵在於,進一步設置調整上述天線和供給發送信號的信號線路的阻抗的調整電路。
本發明的無線接口裝置,其特徵在於,通過阻止利用於通信的載波頻帶信號的濾波器,將高頻電路接地點連接在邏輯電路的接地點上。
本發明的無線接口裝置,其特徵在於,上述天線包括基板;導體膜,其設置於上述天線基板上的一部分上;供電點,其設置於上述基板上;裝載部,其設置於上述天線基板上,由形成於感應材料構成的素材的縱向上的線狀導體圖案構成;電感器部,其連接上述導體圖案的一端和上述導體膜;供電點,其供電給上述導體圖案的一端和上述電感器部的連接點;上述裝載部的縱向配置為與上述導體膜的端邊平行。
此外,本發明的無線傳感器系統,其特徵在於,上述無線傳感器系統由無線傳感器和數據收集終端構成,該無線傳感器設置於多個地點,由傳感器裝置取得對應於周圍的環境信息的測定值並發送;數據收集終端,設置於基站中,接收從該無線傳感器發送的測定值,從該測定值運算環境信息並收集上述地點的環境信息,上述無線傳感器具有傳感器,其將周圍的環境信息作為基於傳感器裝置的物理特性的測定值而輸出;無線發送部(無線發送/接收部2、無線發送部2B),其將由上述測定值和識別數據構成的測定數據通過無線發送;上述數據收集終端具有變換信息存儲部,其按照每個上述無線傳感器,存儲用於將已註冊的無線傳感器的傳感器裝置的測定值變換為環境信息的變換信息;變換部,其從上述識別數據判定無線傳感器,根據對應於該無線傳感器的該物理特性及變換信息,進行將上述測定值變換為環境信息的運算。
本發明的無線傳感器系統,其特徵在於,上述無線傳感器具有存儲部,該存儲部存儲有上述傳感器裝置的物理特性及變換信息,在針對上述數據收集終端的註冊處理中,該無線終端將上述物理特性及變換信息發送到上述數據收集終端,該數據收集終端將物理特性及變換信息對應於無線傳感器的識別號碼而存儲在變換信息存儲部。
本發明的無線傳感器系統,其特徵在於,上述變換信息包括物理特性的初始偏差和物理特性的補正信息。
本發明的無線傳感器系統,其特徵在於,關於上述無線傳感器使用的傳感器裝置,作為統計求出的物理特性的時效數據,存儲有校正係數,在註冊時,將進行校正的周期和校正係數發送到上述數據收集終端。
本發明的無線傳感器系統,其特徵在於,上述無線傳感器以一定周期測定供給驅動功率的電池的輸出電壓,若該輸出電壓成為規定的電壓值以下,則將請求交換電池的請求信號發送到上述數據收集終端。
根據本發明的無線溫度傳感器,即使使用波長長的載波頻率,也由於以將天線收納於容器內的方式進行天線長度的設計,所以可以將天線(晶片天線)設計得小,受看護人可以自由地將無線溫度傳感器的功能密封在可移動的小型的容器內。
再者,根據本發明的無線溫度傳感器,在容器粘貼於測定對象物體的狀態下,可以進行天線和發送信號的線路的阻抗匹配的調整。因此,可以始終在發送功率的最大值附近對發送信號進行發送,防止放射特性的劣化。
進而,根據本發明的無線溫度傳感器,從將容器粘貼在測定對象上的容器的粘貼面,以規定的間隔隔開天線,將上述基板設置在上述容器內部。因此,可以防止測定對象物體與電容耦合,削減耦合損失。並且,控制天線與給天線發送信號的信號線路的阻抗的偏移,可以進行效率良好的發送。
再有,根據本發明的無線溫度傳感器,將無線溫度傳感器的形狀做成大致500日元硬幣的大小,即直徑9~27mm,厚度5mm~10mm的硬幣形狀。因此,普通的受看護人也不感到彆扭,粘貼在體表面上,可以容易攜帶行走,所以可以進一步擴大測定體溫的範圍。
還有,根據本發明的無線溫度傳感器,可以實現所使用的載波頻率的1/8以下的天線長度,可以大幅度提高天線的縮短率。
根據本發明的無線接口裝置,即使使用上述的波長長的載波頻率,也因為以天線可裝進於無線接口裝置的方式,以對應的縮短率進行天線的設計,所以天線不會自設備露出很長,即使在PDA等小型的可攜式終端中,也可以獲得在設計上不會有損外觀的效果。
另外,根據本發明的無線接口裝置,由於在無線接口裝置被插入PDA等的插口中並被安裝的狀態下,可以進行天線和發送信號線路的阻抗匹配的調整,所以可以始終在發送功率的最大值附近對發送信號進行發送,可獲得防止放射特性的劣化的效果。
此外,根據本發明的無線接口裝置,經由阻止利用於通信的載波頻帶的信號的濾波器,將高頻電路的接地點連接在邏輯電路的接地點上。因此,在PDA的電路及無線接口裝置的邏輯電路產生的載波頻帶和其附近範圍的高頻電流,不會作為噪聲而被輸入到高頻電路的GND配線中,可獲得防止發生放射噪聲的效果。
再者,根據本發明的無線接口裝置,可以實現所使用的載波頻率的1/8以下的天線長度,可以大幅度提高天線的縮短率。因此,即使對於USB連接器等也可以安裝無線接口裝置。
根據本發明的無線傳感器系統,在設置於測定環境信息的地點的測定無線傳感器中,由於不從作為由傳感器裝置測定的測定值的物理量,運算環境信息的數值,因此,可以使無線傳感器的構成簡易化,因為可以使其通用,故可以期待大量生產效果,可以得到消減製造成本的效果。
還有,根據本發明的無線傳感器系統,由於數據收集終端根據從無線傳感器發送的測定值來運算環境信息,所以可以對應多種的環境信息,可以構築對應於各種各樣的傳感器裝置的系統,並根據多種的環境信息,可以提高測定地點的環境分析的精度。
再有,根據本發明的無線傳感器系統,由於在註冊時,對應於無線傳感器的識別號碼,將該無線傳感器的傳感器裝置的物理特性及變換信息註冊在變換信息存儲部中,並基於存儲在該變換信息部中的信息,根據測定值運算環境信息,因此,可以容易地進行無線傳感器相對於系統的追加。
進而,根據本發明的無線傳感器系統,由於在每個規定周期校正測定值的校正係數,在註冊時被註冊於變換信息存儲部內,根據該校正係數進行測定值的校正,且還存儲有補正信息,因此可以容易地進行變換後的環境信息的數值的補正,可獲得高精度的環境信息。


圖1為本發明的實施形態1的實施方式的無線溫度傳感器100中的基板10的表面安裝面的概念圖;圖2為本實施方式的無線溫度傳感器100中的基板10的背面安裝面的概念圖;圖3為本實施方式的無線溫度傳感器100的線剖面圖;圖4為表示本實施方式的無線溫度傳感器100的電路的一例的概念圖;圖5為表示匹配電路8的一構成例的框圖;圖6為表示反射功率和控制電壓的關係的圖表;
圖7為表示通過帶阻濾波器19連接高頻電路17和數字電路18的接地配線的構成的概念圖;圖8為表示由本發明的其他實施方式的晶片天線1a的平面圖;圖9為表示本實施方式的晶片天線1a的立體圖;圖10為表示本實施方式的晶片天線1a的VSWR的頻率特性的圖表;圖11為表示本實施方式的晶片天線1a的放射圖案的圖表;圖12為表示本發明的實施形態2的第1實施方式的無線接口裝置2-1的構成的概略圖;圖13為表示設置於無線接口裝置2-1內的阻抗調整電路的構成例的電路圖;圖14為表示上述阻抗調整電路的控制電壓和反射功率的關係的圖表;圖15為表示無線接口裝置2-1內的基板上的GND配線的構成的電路圖;圖16為表示本發明的實施形態2的第2實施方式的無線接口裝置2-10的平面圖;圖17為表示本實施方式的無線接口裝置2-10的立體圖;圖18為表示本實施方式的無線接口裝置2-10的VSWR的頻率特性的圖表;圖19為表示本實施方式的無線接口裝置2-10的放射圖案的圖表;圖20為表示內置本實施方式的無線接口裝置2-10的USB連接器2-40的形狀的圖;圖21為表示本發明的實施方式3的一實施方式的無線傳感器系統的構成例的框圖;圖22為表示作為圖21的傳感器裝置3-3的一例的溫度傳感器的構成例的框圖;圖23為表示對一實施方式的無線傳感器系統的無線傳感器3-1的數據收集終端3-7的註冊處理流程的順序圖。
圖中1、1a—晶片天線,2—測定部,3—電池,4—傳感器部,5—計數器,6—控制部,7—發送部,8—匹配電路,10—基板,13—電容可變二極體,14—線圈,15—電容器,16—隔直流電容器,17—高頻電路,18—數字電路,19—帶阻濾波器,20—天線基板,21—接地部,22—裝載部,23—電感器部,24—電容器部,25—素材,100—無線溫度傳感器,100a—開口部,100b—密接面,P—供電點,2-1、2-10—無線接口裝置,2-2—晶片天線,2-3—電容可變二極體,2-4—線圈,2-5、2-6—電容器,2-7—PDA,2-8—基板,2-9—接地部(導電膜),2-11—素材,2-12—導體圖案,2-13A、2-13B—設置導體,2-14A、2-14B—連接電極,2-15—裝載部,2-16—電感器部,2-17—電容器部,2-21—晶片電感器(集中常數元件),2-22—L字圖案,2-23—接地部連接圖案,2-31—晶片電容器,2-32-設置導體連接圖案,2-33—供電點連接圖案,2-40—USB連接器,2-42—無線通信部,2-41—PC連接部,R—連接點,3-1—無線傳感器,3-2—無線發送/接收部,3-3—傳感器裝置,3-4—存儲部,3-5—基站,3-6—網絡,3-7—數據收集終端,3-8—變換部,3-9—變換信息存儲部,3-10—數據存儲部。
具體實施例方式
(實施形態1)以下,參照附圖1~11說明本發明的實施方式的無線溫度傳感器100。圖1為表示安裝有該實施方式的無線溫度傳感器100的各電路零件的基板10的表面的安裝面的構成的概念圖。並且,圖2為表示基板10的背面的安裝面的部件安裝的構成的概念圖。
以下,作為本發明的實施方式,以粘貼(或密接)在受看護人的人體表面,測定該受看護人的體溫的無線溫度傳感器100為例進行說明。
如圖1及圖2所了解的,在基板10的安裝面上,在距基板10的周圍部規定距離的領域、沒有形成接地配線(GND配線)的領域上安裝晶片天線1。並且,形成無線溫度傳感器100的電路的IC等電零件安裝於形成有接地配線的電路領域上。
由此,可以大幅度削減晶片天線10和接地配線之間的電容耦合的比率。所以可以減少耦合損失,限制徒勞的能量的消耗,可以謀求通信中的能量的高效率化。
另外,測定部2為直接測定傳感器溫度的電阻電阻元件(NTC熱敏電阻等),由連接線2a連接於傳感器部4上。電池3安裝於無線溫度傳感器100的背面(參照圖2),給無線溫度傳感器100的各電路供給驅動功率。
圖3(a)表示無線溫度傳感器100(容器)的大小及形狀,形狀與500日元硬幣同樣,在直徑9mm~27mm,厚度5mm~10mm左右大小的硬幣型容器中收納有晶片天線1或基板10等(參照圖1)。
圖3(b)為基於圖3(a)的線段A的無線溫度傳感器100的剖面圖。
如由該圖3(b)所了解的,安裝有無線溫度傳感器100的電路及晶片天線1的基板10,與粘貼(或密接)於測定對象物體(例如,受看護人)的測定面的密接面100b,間隔規定的距離d,即,間隔晶片天線1和測定對象物體的距離而被設置。
通過具有該規定距離d,從而可以降低晶片天線1和測定對象物體的電容耦合,並且可以削減發送能量。
此外,測定部2以從形成於密接面100b向外部僅突出規定距離的狀態固定並配置。
由此,測定部2直接密接在受看護人的人體表面上,不需要等到容器整體的溫度變成與體溫相同的溫度,就可以正確的測定體溫。所以,也可以對應於體溫急劇的變化,並且可以精確地檢測溫度變化。
其次,利用圖4,進行形成於基板10上的電路的說明。圖4為說明無線溫度傳感器100的電路的一構成例的框圖。
傳感器4,內部設有基於相對於電壓變動及溫度變動穩定的維恩電橋電路(Wien-bridge)的振蕩器。
在振蕩器中,根據由熱敏電阻等構成的測定部2的電阻值,來決定振蕩頻率。隨著測定部2的電阻值根據溫度變化而變化,振蕩頻率對應於溫度變化。由此,即使相對於電池3的電壓變動,也可以根據振蕩頻率檢測隨著溫度變化的測定部2的電阻值的變動,並且,可以進行穩定的溫度測定。
在接收側,若接收上述測定數據,則抽取識別號碼和振蕩頻率,從表示發送頻率和溫度關係的表中讀取對應于振蕩頻率的溫度。並且,將讀出的溫度作為體溫數據,在資料庫中按照每個識別號碼,以時間序列的順序存儲。
而且,在無線溫度傳感器100中,將振蕩頻率的上限及下限的規定閾值設定在控制部6中也可以。例如,若判定所測出的振蕩頻率的數值不在上限和下限的閾值範圍內時,即,檢測到受看護人的體溫不在正常範圍內時,也可以附加鳴響蜂鳴器通知給受看護人或周圍的看護人等的功能。
計數器5計算傳感器4內的振蕩器激振的脈衝,在每個規定期間(例如,30分鐘)內將計數值發送到發送部7,並且發送後將計數值復位為「0」後,規所定的期間內計數新的計數值。
即,傳感器4將測定對象的體溫(溫度),作為基於測定部2(例如,NTC(Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻等)的電阻值(物理量)的振蕩頻率,輸出到計數器5。
計數器5,將從傳感器部4輸出的規定期間的脈衝作為計數值(表示振蕩頻率)進行測定,並將該計數值作為測定結果輸出到控制部6。
控制部6,在所測定的計數值上附加無線溫度傳感器100的識別號碼,作為測定數據,輸出到發送部7。
發送部7,根據上述測定數據調製載波,作為發送信號的RF信號而輸出到匹配電路8。
而且,在500日元硬幣的直徑27mm的容器內收納晶片天線1等時,晶片天線1的大小被限制為27mm左右。所以,若將所使用的載波頻率作為微弱無線或特定小功率無線的300、400、900、960MHz頻帶,使用天線的長度為1/4波長的晶片天線1,需要以下示出的長度。
頻率 1/4波長300MHz250mm400MHz188mm900MHz83mm960MHz78mm因此,在本實施方式中,為了使晶片天線1可內置於無線溫度傳感器100的直徑27mm的容器內,關於300、400、900、960MHz頻帶的每一個,設計/製造成89%以上、85%以上、67%以上、65%以上的縮短率。
上述的晶片天線1,為了在電路上實現縮短率高的天線、小型且盈利高的天線,將接收電波的諧振電路,由電感成分和電容成分構成的諧振電路構成。
另外,本實施方式的晶片天線1,為了贏得高盈利而安裝多個諧振電路來構成。並且,電感成分和電容成分並列電連接而構成的諧振電路,2個以上串聯電連接。
並且,電感部具有由以軸線為中心的螺旋狀或近似於螺旋的角形狀的導體構成的線圈部。該線圈部的軸線至少在相鄰的諧振部中,統一為大約相同的直線狀,將上述導體的軸線圍繞一圈的部分的至少一個被大致包含於相對於該軸線傾斜的平面內。
根據本實施方式的無線溫度傳感器100,在進行無線通信時,通過使用不需要嚴密的利用審查的特定小功率無線或微弱無線的300MHz頻帶至960MHz頻帶的載波頻率,從而可以延長通信距離,而且可以實現低消耗功率化。
並且,本實施方式的無線溫度傳感器100說明了關於使用波長長的載波頻率的情況。此時,為了將晶片天線1裝進500日元硬幣的大小及形狀的無線溫度傳感器100的容器內,即,為了使晶片天線1成為可內置於無線溫度傳感器100的容器內的長度×寬度,計算縮短率而進行天線設計。
但是,由於晶片天線1由電感成分和電容成分構成,所以很容易受周圍環境的影響。即,當無線溫度傳感器100出廠的時候,與發送信號的線路的阻抗相匹配的晶片天線的阻抗,根據無線溫度傳感器100的容器的金屬框體的影響等而變化,存在著放射特性劣化的情況。為了排除該金屬框體的影響,雖然只要將晶片天線1設置在離開無線溫度傳感器100的金屬框體的地方即可,但是,此方法偏離了原來的利用縮短率大的晶片天線1,安裝在無線溫度傳感器100內部的目的。
因此,在本實施方式的無線溫度傳感器100中,設置有圖5所示的進行阻抗調整的匹配電路8。
該匹配電路8,在可變電容二極體13及電容器15並列連接的一方上連接有隔直流電容器16,另一方連接有線圈14。並且,連接有可變電容二極體13及電容器15的連接點R和晶片天線1。
在從發送部7輸入的發送信號(所謂行波的RF信號)在阻抗不同的接點(接點R)反射時,行波受反射波的影響,在線路中產生合成了行波和反射波後的波。這就是駐波,若將駐波的電壓的最大值|Vmax|和最小值|Vmin|之比作為電壓駐波比(VSWR),無反射時VSWR成為1,該值越小反射也越少。在晶片天線1等的小型天線時,連接點的VSWR將3以下左右作為基準。
控制部6測定連接點R的VSWR,使該比成為例如3以下左右的方式施加控制電壓。可變電容二極體13具有電容根據施加的控制電壓(逆方向電壓)而變化的特性,由此調整線路的阻抗。在圖6中表示反射功率和控制電壓的關係。橫軸為控制電壓(V),縱軸為反射功率(VA)。
由此,本實施方式的無線溫度傳感器100,在安裝於無線溫度傳感器100等的狀態下,匹配電路8進行晶片天線1和發送信號的線路的阻抗調整。所以,可以始終在發送功率最大附近發送信號,可以防止放射特性的劣化,且可以提高接收靈敏度。
並且,在驅動內置有晶片天線1的無線溫度傳感器100時,通過GND(grand)配線,基於數字電路的數位訊號的高頻電流輸入到高頻電路。
其結果,有時由上述高頻電流產生的噪聲重疊於發送信號上,從晶片天線1放射包含噪聲成分(放射噪聲)的發送波。
尤其是,若上述噪聲的頻率存在於載波頻帶內及附近,則由於作為強的放射噪聲而被放射,故對使用同樣的載波頻帶的其他無線設備的接收特性,帶來壞影響。
但是,因為放射噪聲的頻率根據設備不同,所以在接收側,難以去除該放射噪聲。
因此,在本實施方式的無線溫度傳感器100中,如圖7所示,由調製波調製載波而產生發送信號。並且,將從晶片天線1放射的高頻電路17和進行測定數據處理的數字電路18的GND配線,經由僅對規定的頻帶(包括無線傳感器在數據的發送/接收時所使用的載波頻帶及其附近的頻率範圍)阻止通過的帶阻濾波器19(或Band elimination濾波器)而連接。
即,高頻電路17的GND配線,經由帶阻濾波器19連接在無線溫度傳感器100的GND配線上,不作為噪聲而輸入到數字電路18生成的載波頻帶及其附近的範圍的高頻電流的高頻電路17的GND配線,防止發生放射噪聲。
此外,在無線溫度傳感器100內的基板10中,減少了數字電路18的GND配線和高頻電路17的GND配線的空間性耦合(電容耦合)。所以,不用在基板10的上下分別製作,通過使這些GND配線具有規定距離並隔著帶阻濾波器形成在同一基板面上,從而可以減少電容耦合,並可以進一步降低放射噪聲。
如以上所說明的,根據本實施方式的無線溫度傳感器100,不用如以往那樣看護人巡迴受看護人並進行體溫的測定,可以在檢查中心將受看護人的體溫數據總匯起來收集。由此可以大幅度降低看護人的勞力,可獲得進行其他工作的時間。
再者,根據本實施方式的無線溫度傳感器100,在進行無線通信時,通過使用不需要嚴密的利用審查的特定小功率無線或微弱無線300MHz頻帶至960MHz頻帶的載波頻率,從而可以延長通信距離(例如,百米單位的通信距離)。由此,可以將設施內的全部區域作為可通信區域而覆蓋,在設施內的任何地方都可以檢測受看護人的體溫變化,並且通過低能量就可以進行比較遠距離的通信,可以實現低消耗功率化。
另外,在本實施方式的無線溫度傳感器100中,驅動天線的高頻電路17的GND配線經由帶阻濾波器19連接於無線溫度傳感器100的邏輯電路的GND配線。由此,在無線溫度傳感器100的邏輯電路(數字電路)中生成的載波頻率及其附近範圍的高頻電流,不會作為噪聲而被輸入到高頻電路17的GND配線,可防止發生放射噪聲。
其次,參照圖8及圖9說明由本發明的實施方式的晶片天線1的構成例(晶片天線1a)。
晶片天線1a為,例如使用於行動電話機等移動體通信用無線設備及特定小功率無線、微弱無線等的無線設備的天線。
該晶片天線1a,如圖8及圖9所示,具有由樹脂等絕緣性材料構成的天線基板20;設置於天線基板20的表面上、並作為矩形的導體膜的接地部21;配置於天線基板20的一方的面上的裝載部22;電感器部23;電容部24;連接於設置在晶片天線1a的外部的高頻電路(省略圖示)上的供電點P。並且,構成為由裝載部22及電容器部23調整天線動作頻率,以430MHz的中心頻率來放射電波。
裝載部22,例如由導體圖案34構成。該導體圖案相對於由礬土等感應材料構成的長方體的素材25的表面的縱向,形成為螺旋形狀。
該導體圖案34的兩端,以與設置在天線基板20的表面上的矩形的設置導體26A、26B電連接的方式,分別與設置於素材25的背面的連接電極27A、27B連接。並且,導體圖案34,一端經由設置導體26B而與電感器部23及電容器部24電連接,另一端作為開放端。
在此,裝載部22間隔配置,以便作為距接地部21的端邊21A的距離的L1例如為10mm,裝載部22的縱向的長度L2例如為16mm。
而且,裝載部22,由於物理長度比天線動作波長的1/4還短,故成為裝載部22的自諧振頻率比作為天線動作頻率的430MHz還高頻的一側。因此,在將晶片天線1a的天線動作頻率作為基準來考慮時,由於不能說是自諧振,所以成為與以天線動作頻率進行自諧振的螺旋形天線不同的性質的天線。
電感器部23具有晶片電感器28,並採用以下構成經由設置在天線基板20的表面上的作為線狀的導電性圖案的L字圖案29,而與設置導體26B連接,並且同樣經由設置於天線基板20的表面上的作為線狀的導電性圖案的接地部連接圖案30,而與接地部21連接。
晶片電感器28的電感量被調整為將裝載部22和電感器部23產生的諧振頻率,成為作為晶片天線1a的天線動作頻率的430MHz。
另外,L字圖案29形成為端邊29A與接地部21平行,長度L3為2.5mm。由此,與接地部21的端邊21A平行的天線元件的物理長度L4為18.5mm。
電容器部24具有晶片電容器31,並採用以下構成經由設置在天線基板20的表面上的作為線狀的導電性圖案的設置導體連接圖案32,而與設置導體26B連接,並且同樣經由設置在天線基板20的表面上的作為線狀的導電性圖案的供電點連接圖案33,而與供電點P連接。
晶片電容器31的電容,被調整為與供電點P的阻抗能取得匹配。
在圖10及圖11中表示,如此構成的晶片天線1a的頻率400~450MHz的VSWR(Voltage Standing Wave Ratio電壓駐波比)的頻率特性、和水平極化波及垂直極化波的放射圖案。
如圖10所示,該晶片天線1a頻率為430MHz、VSWR為1.05,VSWR=2.5的頻帶寬度為14.90MHz。
通過使用本實施方式的晶片天線1a,從而可以實現所使用的頻率的1/8波長以下的天線長度,可以大幅度提高縮短率。
(實施形態2)參照圖12~20說明本發明的實施形態2。參照

第1實施方式的無線接口裝置2-1。圖12為表示該實施方式的無線接口裝置2-1的構成的框圖。在圖12中,將無線接口裝置2-1作為CF卡(註冊商標)進行說明。無線接口裝置2-1和PDA·7的接口,是以無線接口裝置2-1的接口規格(CFA;Compact Flash Association的CF卡(註冊商標)的I/O卡版規格)為依據來規定的。
無線接口裝置2-1的尺寸為,例如縱42.8mm、橫36.4mm、厚度3.3mm(以上CF卡(註冊商標)的尺寸的規格),插入PDA·2-7的CF卡用插口中使用。
由此,安裝於無線接口裝置2-1的天線的大小,以縱42.8mm被限定。因此,若將所使用的載波頻率,從微弱無線的300MHz頻帶使用至特定小功率無線900、960MHz,則使用天線長度為1/4波長的晶片天線2(參照圖13),需要以下所示的長度。
頻率 1/4波長300MHz250mm400MHz188mm900MHz83mm960MHz78mm因此,在本實施方式中,以在作為無線接口裝置2-1的縱尺寸的42.8mm中可內置晶片天線2的方式,將300、400、900MHz頻帶的每一個分別設計/製作為84%以上、79%以上、50%以上、55%以上的縮短率。
本實施方式中使用的晶片天線2,為了在電路上實現縮短率高的天線、且小型高盈利的天線,由電感成分和電容成分構成的諧振電路來構成接受電波的諧振電路。
而且,本實施方式的無線接口裝置2-1的晶片天線2為了贏得高盈利,安裝入多個諧振電路而構成。並且,電感成分和電容成分並列電連接構成的諧振電路,以2個以上串聯電連接。並且,電感部具有由以軸線為中心的螺旋狀或近似於螺旋的角形狀的導體構成的線圈部。該線圈部的軸線至少在相鄰的諧振部中,統一為大約相同的直線狀,上述導體軸線圍繞一圈的部分的至少一個被大致包含於相對該軸線傾斜的平面內。
由此,本實施方式的無線接口裝置2-1,通過使用不需要嚴密的利用審查的特定小功率無線或微弱無線300MHz頻帶至960MHz頻帶的載波頻率,從而可以延長通信距離,且可以謀求低消耗功率化。
並且,本實施方式的無線接口裝置2-1,即使在使用波長長的載波頻率時,也可以以使晶片天線2-2收納於無線接口裝置2-1中的方式設計晶片天線2-2。即,以使晶片天線2-2成為可以內置在存儲卡等的無線接口裝置2-1的長度×寬度的方式決定縮短率,進行天線設計。由此,在安裝狀態中無線接口裝置2-1不會從PDA·2-7等突出,即使在PDA·2-7等中也不會在設計方面有損於外觀。
但是,由於晶片天線2-2由電感成分和電容成分構成,所以非常容易受周圍環境的影響。即,當無線接口裝置2-1出廠的時候,與發送信號的線路的阻抗匹配的晶片天線2-2的阻抗,由於PC或PDA2-7的金屬框體的影響而變化,存在著放射特性劣化的情況。為了排除該金屬框體的影響,只要在離開PC或PDA·2-7的地方設置天線即可,但是,偏離與原來的使用縮短率大的晶片天線2-2並安裝在無線接口裝置2-1中的目的。
因此,在本發明的實施方式的無線接口裝置2-1中,設置有圖13所示的阻抗調整電路。
該阻抗調整電路,在可變電容二極體2-3及電容器2-5的並列連接的一方上連接有隔直流電容器2-6,另一方連接有線圈2-4。並且,線圈2-4的另一端接地。而且,連接有可變電容二極體2-3及電容器2-5的連接點R和晶片天線2-2。
在由數據調製了的高頻的載波後的發送信號(行波的RF信號)在阻抗不同的接點(接點R)反射時,行波受反射波的影響,在線路上生成合成了行波和反射波的波。這就是駐波,若將駐波的電壓的最大值|Vmax|和最小值|Vmin|之比作為電壓駐波比(VSWR),則無反射時VSWR成為1,該值越小反射也越少。在為晶片天線2-2等的小型天線時,連接點的VSWR將3以下左右作為基準。
未圖示的控制部測定連接點R的VSWR,以使該比成為例如3以下左右的方式施加控制電壓。可變電容二極體2-2具有電容根據施加的控制電壓(逆方向電壓)而變化的特性,由此調整線路的阻抗。在圖14中表示反射功率和控制電壓的關係。橫軸為控制電壓(V),縱軸為反射功率(VA)。
由此,本實施方式的無線接口裝置2-1,由於上述控制部在無線接口裝置2-1被安裝在PDA·2-7等安裝中的狀態下,進行晶片天線2-2和發送信號的線路的阻抗調整,所以可以始終在發送功率最大附近發送信號。所以,不但可以防止放射特性的劣化,而且可以提高接收靈敏度。
另外,在將內置了晶片天線2-2的無線接口裝置2-1插入PDA2-7(或PC)的無線接口裝置2-1用插口中進行使用時,經由GND(grand)配線,將基於PDA·2-7的數位訊號的高頻電流輸入到無線接口裝置2-1。
其結果,有時由上述高頻電流產生的噪聲重疊於發送信號上,從晶片天線2-2放射含噪聲成分(放射噪聲)的發送波。
尤其是,若上述噪聲的頻率存在於載波頻帶內及其附近,則由於作為強的放射噪聲而被放射,所以對使用同樣的載波頻帶的其他無線設備的接收特性,帶來壞影響。
但是,由於放射噪聲的頻率根據設備而不同,所以在接收側難以去除該放射噪聲。
因此,在本實施方式的無線接口裝置2-1中,由調製波調製載波而產生發送信號,將從晶片天線2-2放射的高頻電路、PDA·2-7(或PC)和進行發送數據及接收控制信號的接口電路的GND配線,經由僅對規定頻帶(包含卡使用的載波頻帶及其附近的頻率範圍)阻止通過的帶阻濾波器19(或Band elimination濾波器)連接。
即,接口電路,經由插口的端子直接連接在PDA2-7的GND配線上。另一方面,高頻電路的GND配線,經由帶阻濾波器而連接於PDA·2-7的GND配線,不會作為噪聲而被輸入到PDA·2-7的電路及接口電路產生的載波頻帶及其附近範圍的高頻電流的高頻電路的GND配線中,防止發生放射噪聲。
進而,在無線接口裝置2-1內的基板上,可以減少接口電路的GND配線和高頻電路的GND配線的空間性耦合(電容耦合)。所以,不用在基板的上下分別製作,將這些GND配線間隔規定的距離並通過帶阻濾波器而形成在同一基板面上,這樣可以減少電容耦合,並可以進一步降低放射噪聲。
根據本實施方式的無線接口裝置2-1,如圖15所示,高頻電路的GND配線經由帶阻濾波器而連接於無線接口裝置的邏輯電路及PDA·2-7(或PC)的GND配線。由此,PDA·2-7的電路及無線接口裝置2-1的邏輯電路(接口電路)產生的載波頻帶及其附近範圍的高頻電流,不會作為噪聲而被輸入到高頻電路GND配線,可以防止發生放射噪聲。
其次,參照圖16及17,說明本發明的第2實施方式的無線接口裝置2-10。
本實施方式的無線接口裝置2-10,例如,使用於行動電話機等移動體通信用無線設備及特定小功率無線、微弱無線等的無線設備的無線接口裝置。
該無線接口裝置2-10,如圖16及圖17所示,具有由樹脂等絕緣性材料構成的基板2-8;設置於基板2-8的表面上並作為矩形的導體膜的接地部2-9;配置於基板2-8的一方的面上的裝載部2-15;電感器部2-16;電容器部2-17;連接於設置在無線接口裝置2-10的外部的高頻電路(省略圖示)的供電點P。而且,構成為由裝載部2-15及電容部2-16調整天線動作頻率,以430MHz的中心頻率放射電波。
裝載部2-15,例如由導體圖案2-12構成,該導體圖案對由礬土等感應材料構成的長方體狀的素材2-11的表面的縱向,形成為螺旋形狀。
該導體圖案2-12的兩端,以與設置在基板2-8的表面上的矩形的設置導體2-13A、2-13B電連接的方式,而分別與設置於素材2-11的背面的連接電極2-14A、2-14B連接。並且,導體圖案2-12,一端經由設置導體13B而與電感器部2-16及電容器部2-17電連接,另一端為開放端。
在此,裝載部2-15間隔配置,以使作為距接地部2-9的端邊9A的距離的L1例如成為10mm,裝載部2-15的縱向長度L2,例如成為16mm。
而且,裝載部2-15,由於物理長度比天線動作波長的1/4還短,所以成為裝載部2-15的自諧振頻率比天線動作頻率的430MHz還高頻的一側。因此,在將無線接口裝置2-10的天線動作頻率作為基準來考慮時,由於不能說是自諧振,所以成為與以天線動作頻率自諧振的螺旋形天線不同性質的天線。
電感器部2-16具有晶片電感器2-21,並採用以下構成經由設置在基板2-8的表面上的作為線狀導電性圖案的L字圖案2-22,而與設置導體13B連接,並且同樣經由設置於基板2-8的表面上的作為線狀導電性圖案的接地部連接圖案2-23,而與接地部2-9連接。
晶片電感器2-21的電感,被調整為使基於裝載部2-15和電感器部2-16的諧振頻率,成為無線接口裝置2-10的天線動作頻率的430MHz。
而且,L字圖案2-22形成為端邊22A與接地部2-9平行,長度L3為2.5mm。由此,與接地部2-9的端邊9A平行的天線元件的物理長度L4為18.5mm。
電容部2-17具有晶片電容器2-31,並採用以下構成經由設置在天線基板2-8的表面上的作為線狀的導電性圖案的設置導體連接圖案2-32,而與設置導體13B連接,並且同樣經由設置在基板2-8的表面上的作為線狀的導電性圖案的供電點連接圖案2-33,而與供電點P連接。
晶片電容器2-31的電容被調整為與供電點P的阻抗能取得匹配。
圖18及圖19中表示,如此構成的無線接口裝置2-10的頻率400~450MHz的VSWR(Voltage Standing Wave Ratio電壓駐波比)的頻率特性、和水平極化波及垂直極化波的放射圖案。
如圖18所示,該無線接口裝置2-10頻率為430MHz、VSWR為1.05、VSWR=2.5的頻帶寬度為14.90MHz。
通過使用本實施方式的無線接口裝置2-10,可以實現所使用的頻率的1/8波長以下的天線長度,可以大幅度提高縮短率。所以,也可以在作為PC的標準接口的USB(Universal Serial Bus)連接器中內置無線接口裝置2-10。
圖20(A)~(C)表示內置有本實施方式的無線接口裝置2-10(圖16)的USB連接器的形狀。USB連接器2-40為對應於A系列插頭的USB連接器。USB連接器2-40由PC連接部2-41和無線通信部2-42構成。
圖20(A)為PC連接部2-41的正面圖,圖20(B)為USB連接器2-40的平面圖,圖20(C)為無線通信部2-42的背面圖。USB連接器2-40的各部分的尺寸L5~L9可以設為,例如L5=7.5mm、L6=12.0mm、L7=30.0mm、L8=16.0mm、L9=10.0mm。
由於圖16所示的無線接口裝置2-10mm的尺寸為L1=10mm、L4=18.5mm,比圖20所示的USB連接器2-40的無線通信部2-42形狀充分小,所以可以在USB連接器2-40的無線通信部2-42中安裝入無線接口裝置2-10(圖16)。
在上述的第1及第2實施方式的無線接口裝置(1、10)中,如在各實施方式的說明中所述,設置有進行發送/接收電波用的天線。而且,在無線接口裝置(1、10)中,除了天線以外,還設置有處理天線接收的信號用的發送/接收電路或,用於進行與PDA2-7或PC的數據交換的接口電路。如此通過在無線接口裝置(1、10)中設置天線、發送/接收電路、接口電路,從而即使在PDA2-7等不安裝或不追加特別的功能,只要把無線接口裝置插入在PDA2-7等的插槽中,就可以進行無線通信。
尚且,在上述的第1及第2的實施方式中,分別說明了每個無線接口裝置(1、10),但是,並不限定於此,還可以組合兩者。例如,通過將參照圖16及圖17而說明的天線結構適用於圖13的晶片天線2-2,從而也可以構成無線接口裝置。
(實施形態3)參照圖21~23,說明本發明的實施形態3。
以下,參照

本發明的一實施方式的無線傳感器系統。圖21為表示同實施方式的構成例的框圖。在該圖中,無限傳感器3-1設置於多個地點,並具有將測定出的測定值與識別號碼一起作為測定數據而由無線發送的無線發送/接收部3-2;將對應於溫度、溼度、音量、各種氣體濃度等環境信息的物理量作為測定值,進行測定的傳感器裝置3-3;存儲傳感器裝置3-3的種類、物理特性、初始值偏差、物理特性的補正信息等變換信息及無線傳感器的識別號碼的存儲部3-4。在此,若使傳感器裝置3-3作為測定值利用作為物理量的電阻值(例如,熱敏電阻)來進行溫度測定,則傳感器裝置3-3將作為環境信息的溫度變化,在傳感器的溫度特性中從對應該溫度變化的電阻值,運算作為環境信息的溫度。
因此,傳感器裝置3-3的種類成為電阻值,物理特性為表示溫度和電阻值的關係的一般式(表示電阻值和溫度的關係的查閱表也可以,此時讀取對應於電阻值的溫度),初始值偏差為例如在25℃下與上述一般式的偏差(偏移),物理特性的補正信息為在該一般式中所求得的相對於規定溫度數值的補正係數(變化直線的斜率的偏移,或變化曲線的曲率的偏移等)。
另外,在傳感器和傳感器裝置3-3的安裝工序不同的時候等,也包含構成傳感器裝置的傳感器外圍電路的校正值。由此,可以分別管理安裝工序中的傳感器和傳感器裝置3-3,可以進行有效的安裝管理。
此外,在存儲部3-4中,按照每個經時期間(例如,6個月、1年、...)作為係數信息存儲相對於由傳感器裝置3-3測定的物理量的時效(物理特性的時效)的校正係數。該校正係數,根據老化(ageing)等的評價方法,從同樣的多個傳感器的評價結果,通過統計處理預想並求出傳感器的時效。
基站3-5,接收無線傳感器3-1通過無線發送的測定值等的數據,經由網絡3-6發送到進行環境信息的收集及分析的數據收集終端3-7。在此,網絡3-6為由專用信息通信線路、公眾信息通信線路及網際網路等構成的信息通信網。數據收集終端3-7具有根據變換信息,進行將測定值變換為環境信息的數值的運算的變換部3-8;對應於識別號碼,存儲各無線傳感器3-1中的傳感器裝置3-3的變換信息及校正係數的變換信息存儲部3-9;按照每個識別號碼,存儲各無線傳感器3-1的環境信息的數值及該無線傳感器3-1的設置場所(測定地點)的數據存儲部3-10。
其次,參照圖22,進行圖21的傳感器裝置3-3的說明。圖22為表示圖21的傳感器裝置3-3的一例的溫度傳感器的框圖。在該圖22中,由于振蕩器3a根據熱敏電阻3b的電阻值來決定振蕩頻率,故隨著熱敏電阻3b的電阻值根據溫度變化而變化,振蕩頻率對應於溫度變化。計數器3c,計數由振蕩器3a激振的脈衝,按照每個規定的期間(例如,30分鐘)將計數值輸出到無線發送/接受部3-2,並且將計數值復位為「0」後,在規定的期間內計數新的計數值。即,傳感器裝置3-3將作為環境信息的溫度,作為表示熱敏電阻3b(例如,NTC(Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻等)的電阻值(物理量)的規定期間的脈衝的計數值(表示振蕩頻率)進行測定,並將該測定值的計數值輸出到無線發送/接收部3-2。該振蕩器3a使用對電壓變動及溫度變動穩定的維恩電橋電路。由此,即使對於電源的電壓變動,根據振蕩頻率也可以獲得隨著溫度變化的熱敏電阻3b的電阻值的變動,可進行穩定的溫度測定。
其次,參照圖21,進行作為一實施方式的無線傳感器系統的動作例的說明。
無線傳感器3-1向數據收集終端3-7的註冊處理
利用圖23說明無線傳感器系統中的無線傳感器3-1向數據收集終端3-7的註冊處理的一例。圖23為表示通過無線傳感器3-1和數據收據終端3-7的經由基站3-5及網絡3-6的各數據的發送/接收的順序圖。在以下的說明中,將圖22的溫度傳感器使用於傳感器裝置3-3。
在進行無線傳感器3-1的註冊處理時,在無線傳感器3-1的無線發送/接收部3-2中指示註冊處理的動作,例如,通過按壓註冊處理的開始按鈕,從而無線發送/接收3-2開始向無線傳感器3-1的數據收集終端3-7的註冊處理的動作。
無線發送/接收部3-2根據預先設定在存儲部3-4中的地址,將包括無線傳感器3-1的地址及識別號碼的註冊請求信號發送到規定的數據收集終端3-7(步驟S1)。數據收集終端3-7,若判定接收到的信號為註冊請求信號,則判定所包含的識別號碼是否在信號數據存儲部3-10中預先被設定為能夠註冊。並且,在為能夠註冊的識別號碼時,數據收集終端3-7將表示繼續註冊處理的認證確認信號,通過與識別號碼一起輸入的地址發送到無線傳感器3-1。另一方面,在不是能夠註冊的識別號碼時,數據收集終端3-7將表示中止註冊處理的認證確認信號發送到無線傳感器3-1,中止註冊處理(步驟S2)。
其次,無線發送/接收部3-2,若接收表示繼續註冊處理的認證確認信號,則讀取存儲在存儲部3-4中的變換信息及校正係數,將讀出的變換信息及校正信息,與無線傳感器3-1的識別號碼一起發送到數據收集終端3-7(步驟S3)。在此,被發送的變換信息是在圖22的溫度傳感器(傳感器裝置3-3)輸出的規定期間內的計數值(振蕩頻率)和電阻值的關係式、電阻值(物理量)和溫度的一般式、在25℃條件下與該一般式的偏差、在一般式中求出的規定的溫度的補正係數。校正係數是在每個經時期間(例如,6個月、1年、...)內在傳感器裝置3-3中測出的相對於物理量的時效的校正係數。
而且,數據收集終端3-7將接收到的變換信息及校正信息,對應於同時接收的識別號碼後存儲在變換信息存儲部3-9中(步驟S4)。
接著,數據收集終端3-7從變換信息存儲部3-9中,讀取對應於註冊的無線傳感器3-1的識別號碼的變換信息及校正信息,附加確認請求,作為變換信息確認信號發送到無線傳感器3-1(步驟S5)。並且,無線傳感器3-1,若接收到上述變換信息確認信號,就從存儲部3-4讀取變換信息及校正情報,比較該讀取的變換信息及校正信息、和附加於變換信息確認信號上的變換信息及校正信息,進行是否相同的判定,如果檢測為相同,則將表示相同的確認信號發送到數據收集裝置7,另一方面,若不相同則將處理返回到步驟3(步驟S6)。接下來,數據收集終端3-7,若從無線傳感器3-1接收表示相同的確認信號,則檢測變換信息及校正信息正常地存儲於變換信息存儲部3-9中,判定為各信息被正常註冊,並確定註冊(步驟S7)。
環境信息的測定處理
接著,參照圖21及圖22,說明一實施方式的無線傳感器系統中的環境信息的測定處理的動作例。
無線傳感器3-1按照每個規定期間,例如每30分鐘,將由計數器3c輸出的計數值(測定值)附加識別號碼,作為測定數據由無線發送/接收部3-2發送到數據收集終端3-7。
接下來,數據收集終端3-7,若接收上述測定數據,就進行識別號碼是否存儲於變換信息存儲部3-9中的判定。並且,數據收集終端3-7,若在變換信息存儲部7中檢測出識別號碼,則由變換部3-8,讀取對應於該識別號碼的變換信息及校正信息。
然後,交換部3-8,基於已讀出的變換信息,例如,在為溫度時,從計數值(即振蕩頻率)和電阻值的關係式來求取熱敏電阻3b的電阻值。並且,變換部3-8,判定是否超過進行校正信息的校正的經時期間,在沒有超過時,將該電阻值直接作為數值,在超過時,將校正係數乘以上述電阻值,將乘法運算結果作為新的電阻值。接著,變換部3-8,在表示變換信息的電阻值和溫度關係的一般式中,作為補正值包含初始值偏差的值,進行求取溫度的運算。並且,變換部3-8,將按每個規定的溫度設定的補正係數,乘以從一般式得出的溫度的數值,進行求取作為最終環境信息的溫度的運算,將該運算結果作為測定地點的溫度,使其與識別號碼對應,與測定日期及時間的數據一起存儲到數據存儲部3-10中。
而且,交換部3-8,在為溫度時,利用表示計數值和溫度關係的一般式,直接從計數值求取溫度也可以,此時,判定是否超過進行校正信息的校正的經時期間,在沒有超過時,將該溫度直接作為數值,在超過時,將校正係數乘以上述溫度,並將乘法運算結果作為新的溫度。
而且,無線傳感器3-1,在發送測定數據時,測定供給驅動功率的電池的輸出電壓,添附在該測定數據上發送也可以。由此,數據收集終端3-7,判定該輸出電壓的數值是否為比已設定的閾值低的數值,在判定為是超過閾值的數值的時候繼續進行處理,在判定為是比閾值低的數值的時候,在顯示部等上顯示指示交換電池的信息。
作為其他的實施方式,在上述無線傳感器3-1中,還可以將無線發送/接收部3-2作為只進行無線發送的無線發送部2B。此時,在註冊處理的時刻,若將包括無線傳感器3-1的地址及識別號碼的註冊請求信號,通過與一實施方式同樣的處理,發送到數據收集終端3-7,則數據收集裝置7就進行基於識別號碼的認證·註冊的處理。由此,沒有必要設置接收功能,所以可以製作更小型的低消耗功率的無線傳感器。對於其他的動作,與一實施方式同樣。
尚且,將用於實現圖21的數據處理終端7的功能的程序記錄在計算機可讀取的記錄介質中,通過使計算機系統讀入記錄於該記錄介質中的程序並執行,從而進行環境信息的收集也可以。而且,這裡所說的「計算機系統」包括OS或外圍設備等硬體。並且,「計算機系統」還包含具有主頁提供環境(或顯示環境)的3W系統。而且,所謂的「計算機可讀取的記錄介質」是指,軟盤、光磁碟、ROM、CD-ROM等的可移動式介質,內置於計算機系統的硬碟等存儲裝置。而且,所謂「計算機可讀取的記錄介質」還包含,如通過網際網路等網絡或電話線路等通信線路發送程序時的伺服器或成為顧客的計算機系統內部的易失性存儲器(RAM)那樣的,將程序保持一定時間的介質。
而且,上述程序通過傳輸介質,或傳輸介質中的傳輸波,將該程序從存儲在存儲裝置等中的計算機系統傳輸到其他的計算機系統也可以。在此,傳輸程序的「傳輸介質」為,如網際網路等網絡(通信網)或電話線路等的通信電路(通信線)那樣,具有傳輸信息的功能的介質。並且,上述程序也可以用於實現上述功能的計算機系統。而且,以與已經存儲在計算機系統中的程序組合可以實現上述功能的形式、所謂差分文件(差分程序)也可以。
以上,參照

了本發明的實施方式,但是,關於具體的構成並不限定於這些實施方式,在不脫離本發明的要點的範圍內可以進行設計變更等。
(產業上的可利用性)不僅是存儲器,還可以在對應於PCMCIA(Personal Computer MemoryCard International Association)規格的IC卡等的、尺寸被限制的基板上及裝置內安裝天線。
權利要求
1.一種無線模塊,其在模塊主體內具備具有無線通信功能的天線,其中,上述天線以可裝進主體內的縮短率的天線長度形成。
2.一種無線溫度傳感器,其密封於傳感器主體的容器中,並設有將測定的測定數據通過天線發送的無線功能,其中,上述天線以可裝進上述容器內的縮短率的天線長度形成,並收納於上述容器內。
3.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,進一步設置調整上述天線和供給發送信號的信號線路的阻抗的匹配電路。
4.根據權利要求3所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線和包括上述匹配電路的電路形成於同一基板上,上述天線安裝於沒有配設該基板的接地線的區域上。
5.根據權利要求4所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,在上述容器內,從粘貼於測定對象上的粘貼面隔開規定的距離,設置上述基板。
6.根據權利要求4或5所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,在上述基板中,通過阻止利用於通信的載波頻帶信號的濾波器,將高頻電路的接地點連接在邏輯電路的接地點上。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述容器形成為大約500日元硬幣的大小。
8.根據權利要求2至6中任一項所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述容器形成為直徑9mm~27mm、厚度5mm~10mm的硬幣型。
9.根據權利要求2至8中任一項所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線的天線長度為所使用的頻率的電波波長的1/8以下。
10.根據權利要求9所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述所使用的頻率為300MHz~960MHz。
11.根據權利要求2至10中任一項所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述天線包括天線基板;導體膜,其設置於上述天線基板上的一部分上;供電點,其設置於上述天線的基板上;裝載部,其設置於上述天線基板上,由形成在由感應材料構成的素材的縱向上的線狀導體圖案構成;電感器部,其連接上述導體圖案的一端和上述導體膜;供電點,其供電給上述導體圖案的一端和上述電感器部的連接點,配置為上述裝載部的縱向與上述導體膜的端邊平行。
12.一種無線接口裝置,其對應於存儲器的接口,並且具備具有無線通信功能的天線,其中,使用於載波頻率的發送/接收的上述天線的天線長度,以包括在上述存儲器的規格尺寸範圍內的縮短率構成,上述天線設置於上述無線接口裝置的內部。
13.根據權利要求12所述的無線接口裝置,其特徵在於,進一步設置調整上述天線和供給發送信號的信號線路的阻抗的調整電路。
14.根據權利要求12或13所述的無線接口裝置,其特徵在於,通過阻止利用於通信的載波頻帶信號的濾波器,將高頻電路的接地點連接在邏輯電路的接地點上。
15.根據權利要求12所述的無線接口裝置,其特徵在於,上述天線包括基板;導體膜,其設置於上述天線基板上的一部分上;供電點,其設置於上述天線的基板上;裝載部,其設置於上述天線基板上,並由形成在感應材料構成的素材的縱向上的線狀導體圖案構成;電感器部,其連接上述導體圖案的一端和上述導體膜;供電點,其供電給上述導體圖案的一端和上述電感器部的連接點,配置為上述裝載部的縱向與上述導體膜的端邊平行。
16.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述無線溫度傳感器由無線傳感器和數據收集終端構成,該無線傳感器,設置於多個地點,由傳感器裝置取得對應於周圍的環境信息的測定值並發送;該數據收集終端,設置於基站,接收來自該無線傳感器的測定值,並根據該測定值運算環境信息,以收集上述地點的環境信息,上述無線溫度傳感器具有傳感器,其將周圍的環境信息作為基於傳感器裝置的物理特性的測定值輸出;和無線發送部,其將由上述測定值和識別數據構成的測定數據通過無線發送,上述數據收集終端具有變換信息存儲部,其按照每個上述無線傳感器,存儲用於將已註冊的無線傳感器的傳感器裝置的測定值變換為環境信息的變換信息;變換部,其從上述識別數據判定無線傳感器,根據對應於該無線傳感器的該物理特性及變換信息,進行將上述測定值變換為環境信息的運算。
17.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述無線溫度傳感器具有存儲部,存儲有上述傳感器裝置的物理特性及變換信息,在對上述數據收集終端的註冊處理中,該無線終端將物理特性及變換信息發送到上述數據終端,該數據收集終端將物理特性及變換信息對應於無線傳感器的識別號碼並存儲在變換信息存儲部中。
18.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述變換信息包括物理特性的初期偏差和物理特性的補正信息。
19.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,相對於上述無線傳感器所使用的傳感器裝置,作為統計求出的物理特性的時效數據而存儲了校正係數,在註冊時,將進行校正的周期和校正係數發送到上述數據收集終端。
20.根據權利要求2所述的無線溫度傳感器,其特徵在於,上述無線傳感器以一定周期測定供給驅動功率的電池的輸出電壓,若該輸出電壓為規定的電壓值以下,則將請求交換電池的請求信號發送到上述數據收集終端。
全文摘要
本發明提供一種無線溫度傳感器,其通過將該無線溫度傳感器粘貼在受看護人的體表面上進行體溫的測定,從而即使對於在設施內移動的受看護人也可以作為測定對象。該無線溫度傳感器為設有將測定的測定數據通過晶片天線發送的無線功能的無線溫度傳感器,晶片天線,以可裝進容器內的縮短率的天線長度形成,被收納於容器內。本發明還提供一種無線接口裝置,其可以降低載波頻率且縮小天線,延長通信距離,低消耗功率化,並在小型快速快閃記憶體(註冊商標)卡等上設置無線通信功能。本發明提供一種無線傳感器系統,傳感器通過無線通信器通知設置周圍的環境信息,由基站收集來自多個傳感器的環境信息。
文檔編號G01K1/00GK1849636SQ20048002609
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月9日 優先權日2003年9月11日
發明者橫島高雄, 中村賢藏, 田裡和義, 梛良積, 上條博喜, 岸泰成 申請人:三菱綜合材料株式會社

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