無線通信裝置的製作方法
2023-06-24 22:19:51
專利名稱：無線通信裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有用於與外部電源連接的電源輸入端子的無線通信裝置。
背景技術：
近幾年，在河川水位及設施的監視、工廠內設備及儀器運轉狀況的掌握、各種 廠房的監視、建築物等的設施的管理、安保等各種領域，為了解決人手不足、削減人工 費用等，普遍使用在設備等上安裝無線通信裝置(無線傳感器終端)、利用無線通信裝置 進行監視的遠程監視系統(例如，參照專利文獻1)。用於該監視系統的無線通信裝置無需無線許可及布線，可方便地設置在各地 方。並且，利用該無線通信裝置的監視系統，通過廣域無線能夠帶來大幅降低通信成本 等各種經濟效應，因此備受關注。例如，專利文獻1所記載的監視系統，在各地廠房的設備上設置測定該設備狀 態的傳感器，將各傳感器所測定的結果作為設備數據通過各無線通信裝置(無線傳感器 模塊)、進而經由無線傳感器網絡發送至遠程管理站的無線數據採集器中，在此對數據統 一進行遠程監視。在這種無線傳感器網絡系統中使用的無線通信裝置包括以100V-240V交流電源 為電源的裝置、以內置於該裝置中的多個乾電池等直流電源為電源的裝置。專利文獻1 日本特開2001-034333號公報(其圖1)上述專利文獻1所記載的無線通信裝置中所使用的家庭用電源，在日本國內使 用100V或者200V交流電源，在海外使用100V至240V交流電源。因此，無線通信裝 置根據使用的國家及設置場所，樣式會有所差異，伴隨著這些差異，裝置的類型變得多 樣起來。而且，將交流轉換為直流的交流適配器的類型也很多。當設置在沒有電源的場所時、設置在沒有人員的偏遠場所時、設置在難以進行 布線作業的場所時、以及無法從外部對無線通信裝置進行供電時，無線通信裝置一般用 電池驅動。這時，電力消耗大的無線通信裝置的電池容量很快會耗盡，因此必須頻繁進 行電池更換作業，需要人工進行所述作業。如上所述，無線傳感器網絡系統所使用的無線通信裝置，根據使用的場所和國 家的不同其電源會有所差異，無線通信裝置本身也有多種類型，因而存在通用性差的問 題。
實用新型內容因此，本實用新型是為了解決上述問題而提出的，其目的在於提供一種通用性 高的無線通信裝置。為解決上述課題，技術方案1的無線通信裝置，其特徵在於，包括電源輸入 端子，具有能夠連接USB (Universal Serial Bus:通用串行總線)端子的形狀；電源電路，調整經由所述電源輸入端子從外部供給的電源，生成預定電壓的直流恆定電源；以及內 部設備，通過所述直流恆定電源而動作。根據上述結構，上述無線通信裝置通過將USB端子與電源輸入端子連接，通過 經由電源輸入端子從外部供給的直流恆定電源來使內部設備動作。如此，通過使用近幾 年廣泛普及的串行總線規格的USB端子，提高了無線通信裝置的通用性。其中，電源輸 入端子可以為凸形形狀，也可以為凹形形狀。根據本實用新型能夠提供一種通用性高的無線通信裝置。
圖1為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的簡要框圖。圖2為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的基板的設置狀態的簡要透視 圖。圖3為本實用新型所涉及的無線通信裝置中所內置的基板的俯視圖。圖4為本實用新型所涉及的無線通信裝置中所內置的基板的仰視圖。圖5為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的框體上所設置的USB微型B連 接器和交流適配器上所設置的USB微型B端子的連接的主要部分放大分解透視圖。圖6為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的變形例的圖，是表示與無線通 信裝置連接的交流適配器的透視圖。圖7為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的其他變形例的圖，是表示將無 線通信裝置用USB電纜連接到筆記本電腦時的狀態的透視圖。
具體實施方式
下面，參照圖1至圖5，對本實用新型所涉及的無線通信裝置的實施方式進行說 明。其中，圖1所示的無線通信裝置1，按照其設置狀態，前後左右的方向會發生改 變，為便於說明，將配置有天線AT的一側設為左側，將配置有外部設備連接端子6的一 側設為右側進行說明。在說明無線通信裝置1之前，先對使用該無線通信裝置1的無線傳感器網絡系統 進行說明。(無線傳感器網絡的結構)無線傳感器網絡為如下所述的系統例如在河川水位及設施的監視、工廠內設 備及儀器運轉狀況的掌握、商品監視、食品運輸中的溫度監視、各種廠房的監視、建築 物等的設施管理、安保等各種領域，在設備、儀器等上安裝圖1所示的外部設備7，將由 該外部設備7檢測的檢測數據通過無線通信裝置1發送至遠程管理站的無線數據採集器 (未圖示)，統一進行遠程監視。(無線通信裝置的結構)如上所述，圖1所示的無線通信裝置1為將由外部設備7檢測的檢測數據無線發 送至遠程無線數據採集器上的無線終端機。無線通信裝置1具有分別在後文中說明的框 體11、天線AT、基板2 (參照圖2)、USB微型B (USB mini B)連接器3、電源電路4 (參
4照圖5)及內部設備5 (參照圖3)。該無線通信裝置1將天線1設置為從框體11朝上方突 出，具有用於在該框體11的外周面分別設置USB微型B連接器3及外部設備連接端子6 的開口部11a、lib,並且內置有基板2。(框體的結構)如圖2所示，上述框體11為用於容納上述基板2且將上述天線AT設置成突出 的狀態的箱體，例如，外觀形狀形成為長方體。在框體11上，在左右側內壁相鄰設置有 從下方支撐基板2的一對底座12、12。在基板2的上表面2a如後文所述配置有內部設備 5，但在圖2中省略記載。(天線的結構)上述天線AT的底端部通過未圖示的天線電纜與基板2上的無線模塊53(參照圖 3)的無線輸出連接器54(參照圖3)連接，上述天線AT被固定成從框體11的左側側面朝 上方突出的狀態。天線AT的整體長度，優選的是設為適合無線通信裝置1中使用的無線 波長U)的長度(例如，λ，λ/2，λ/4，……)。(基板的結構)上述基板2為用於將電源電路4 (參照圖4)及內部設備5 (參照圖3)電連接並將 這些固定在上表面2a及下表面2b上的電路基板，例如由印刷布線基板構成。基板2被 放置到左右底座12、12上，通過螺絲(未圖示)固定在底座12、12上。圖3表示基板2的上表面2a。如圖3所示，在基板2的左側端部形成有例如用 於安裝天線AT及電線電纜(未圖示)的缺口部2c。在基板2的上表面2a設置有無線部 51、CPU52、無線模塊53、無線輸出連接器54及程序寫入用的連接器21。可從該程序 寫入用的連接器21向CPU52內寫入程序。圖4表示基板2的下表面2b。如圖4所示，在基板2的下表面2b，例如在左端 側的靠近前方的位置設有復位開關SW，在左端側的靠近後方的位置設有USB微型B連 接器3，在靠近該USB微型B連接器3的中央部的位置設有電源電路4。並且，在基板2的下表面2b，在中央部後端設有終端狀態確認用的多個 LED56，在靠近該LED56的前方的位置設有直流(DC)恆定電源輸出IC41，在靠近該直 流恆定電源輸出IC41的前方的位置設有電源開關用的連接器42。在基板2的下表面2b，在右端設有外部設備連接端子6，在靠近該外部設備連接 端子6中央部的位置設有與其連接的RS232C/485驅動器55。(USB微型B連接器的結構)如圖4所示，在USB微型B連接器3 (電源輸入端子)上，從框體11的外側連 接交流(AC)適配器8的USB插頭81 (USB端子)，USB微型B連接器3是被供給5-24V 直流電源的連接器。在該USB微型B連接器3內配置有如下五個端子引腳電源端子 引腳31 (VBUS)、差動對端子引腳32 (D-)、差動對端子引腳33 (D+)、控制信號端子引腳 34 (CBUS)和接地端子引腳35 (GND)。該USB微型B連接器3為符合在計算機上連接 外圍設備的串行總線規格的通用的電源供給電連接器。其中，該USB微型B連接器3中由電源輸入用的電源端子引腳31及接地端子引 腳35構成的一對接點與電源電路4連接。在USB微型B連接器3的多個接點中，除上 述電源輸入用電源端子引腳31及接地端子引腳35以外的差動對端子引腳32、差動對端子引腳33及控制信號端子引腳34，在本例中不與任何內部設備5連接。如圖5所示，作為上述電源輸入端子的USB微型B連接器3，具有可插入(可連 接)USB插頭81中的USB微型B端子82的凹形形狀。在USB微型B連接器3上設置 有USB微型B連接器3的插入口 3a(連接口)，並且能夠從框體11上開口的開口部Ila 觀察到該USB微型B連接器3的插入口 3a (連接口)。作為電源輸入端子的USB微型B 連接器3被設置為，當與USB微型B端子82連接時，與交流適配器8連接而導通。在 進行上述連接時，如圖4所示，來自交流適配器8的5-24V直流電壓連接到電源電路4， 從而電源電路4作為直流恆定電源給各模塊供電。其中，直流電壓根據不同的交流適配 器8會有所不同，電壓的不同可通過電源電路4調整。(電源電路的結構)如圖4所示，電源電路4是，對經由USB微型B連接器3的電源端子引腳31 及接地端子引腳35從外部供給的電源進行調整，從而生成預定電壓的直流恆定電源的電 路，其設置在基板2的下表面2b上。(內部設備的結構)如圖3所示，內部設備5是設置在框體11內的基板2上的通過直流恆定電源動 作的電氣設備。內部設備5是無線部51、CPU52、無線模塊53、RS232C/485驅動器 55(參照圖4)及LED56。從無線部51通過無線輸出連接器54、天線電纜(未圖示)、 天線AT，進行無線發送。(LED 的結構)上述LED56是根據無線通信狀態點亮而用於照明顯示的動作顯示器，由三個不 同顏色的發光元件構成。三個LED56中的一個是能夠通過亮燈顯示來確認無線通信裝置 1的正常無線通信狀態的電子元件；另外一個是能夠通過亮燈顯示來確認與外部設備7的 正常通信狀態的電子元件；剩下的一個是能夠通過亮燈顯示來確認電源的正常狀態的電 子元件。圖4所示的電源開關連接器42與固定在框體11上的外部電源開關(未圖示)連 接，該外部電源開關能夠對無線通信裝置1的電源的接通(ON)、斷開(OFF)進行控制。復位開關SW是通過按壓操作來復位各模塊的開關，其設置在基板2上。(外部設備連接端子的結構)如圖1所示，外部設備連接端子6為用於連接外部設備7與無線通信裝置1的基 板2(參照圖2)的端子，例如，由凹形端子構成。外部設備連接端子6配置在框體11的 開口部lib內的基板2的端部，將外部設備7的連接插頭7a插入其中以進行連接。外部 設備連接端子6由例如將RS-232C、RS485、ADC、DIO等作為接口的數據終端裝置構 成。(外部設備的結構)外部設備7例如由遠程監視中所使用的溫度計、壓力計、水位計等傳感器類或 序列發生器、功率計、IO單元等設備構成。該外部設備7與無線模塊53內的CPU52 通信。其中，在RS232C/485通信的情況下，外部設備7經由基板2下表面2b的 RS232C/485驅動器55與CPU52通信。並且，在A/D轉換、DIO的情況下，外部設備 7直接輸入到CPU52內部的A/D轉換模塊、DIO模塊中。[0054](交流適配器的結構)如圖1所示，上述交流適配器8為如下所述的設備，例如將從插座(商用電源) 獲得的交流電通過內部的變壓器(未圖示)降壓之後，通過AC/DC轉換器80b進行整流， 進而輸出經穩定電路(未圖示)穩定的直流電。該交流適配器8由以下部分構成適配 器主體80，具有輸入端子80a，內置有AC/DC轉換器80b ； USB插頭81，具有USB微型 B端子82 ；和電纜80c，連接該USB插頭81和適配器主體80。該交流適配器8為如下 所述的電連接器從交流電源生成5-24V直流電壓(電壓根據類型不同)，經由電纜80c 及USB微型B端子82與無線通信裝置1的USB微型B連接器3連接，從而向無線通信 裝置1及外部設備7供電。若交流適配器8為通用交流適配器的話，則輸入端子80a插入100V-240V交流 電源的交流插座(未圖示)以進行連接。另一方面，若交流適配器8不是通用交流適配 器的話，則輸入端子80a會不同。AC/DC轉換器80b為將100V-240V的交流電源轉換為5-24V的直流電源的整流 裝置。另外，所輸出的直流電源的電壓為幾V是根據規格及目的等而不同的。如圖5所示，凸形形狀的USB插頭81為具有通用USB微型B端子82的連接 器。該USB微型B端子82為與上述無線通信裝置1的USB微型B連接器3連接的端 子，具有與該USB微型B連接器3對應地連接的各端子引腳。S卩，在USB微型B端子 82上配置有如下五個端子引腳與USB微型B連接器3的電源端子引腳31連接的電源 端子引腳83;與USB微型B連接器3的差動對端子引腳32 (D-)連接的差動對端子引腳 84；與USB微型B連接器3的差動對端子引腳33 (D+)連接的差動對端子引腳85 ；與 USB微型B連接器3的控制信號端子引腳34連接的控制信號端子引腳86 ；以及與USB 微型B連接器3的接地端子引腳35連接的接地端子引腳87。S卩，現有的交流適配器8的 輸出端子根據不同國家、不同製造商而不同，但是在本實施方式中為USB插頭81。(無線通信裝置的作用)接著，對本實用新型所涉及的無線通信裝置1的作用進行說明。如圖1所示，在使用無線通信裝置1的情況下，將由傳感器等構成的外部設備7 的連接插頭7a與配置在框體11的右側外側面的外部設備連接端子6連接。接著，將交流適配器8的輸出側的USB插頭81 (USB端子)插入到配置在框體 11的左側外側面的USB微型B連接器3 (電源輸入端子)中以進行連接。那麼，如圖5所示，USB微型B端子82的電源端子引腳83與USB微型B連接 器3的電源端子引腳31連接。並且USB微型B端子82的接地端子引腳87與USB微型 B連接器3的接地端子引腳35連接。並且，如圖1所示，將交流適配器8的輸入側的輸入端子80a插入交流插座(未 圖示)。之後，若接通固定在框體11上的外部電源開關(未圖示)的話，則無線通信裝 置1成為接通狀態。交流適配器8的輸出，通過AC/DC轉換器80b的恆壓恆流控制，從交流電源 生成5-24V的直流電，經由USB微型B端子82、USB微型B連接器3、電源電路4、 CPU52、外部設備連接端子6向外部設備7供給直流恆定電源，並且還向無線部51供給 直流恆定電源。由此，外部設備7及無線通信裝置1成為接通狀態，通過外部設備7檢測數據。例如，由外部設備7檢測的溫度、壓力、水位等檢測數據從該外部設備7經由外 部設備連接端子6、RS232C/485驅動器55、CPU52、無線部51，進而通過天線AT被發 送。所發送的檢測數據經由無線傳感器網絡被發送至遠程管理站的無線數據採集器中， 在此統一進行遠程監視。交流適配器8通過內置AC/DC轉換器80b，能在各個國家製作5-24V的電壓， 因此交流電壓可以是任意伏。其結果，無線通信裝置1通過連接電源端子引腳31和交流 適配器8，能夠與國家、使用場所無關地使用，因此能夠提高通用性。具有作為電源輸入端子的USB微型B連接器3的無線通信裝置1不僅能夠輸入 USB固有的5V直流電，還能輸入工業領域通用的24V直流電，因此，可以利用各種電 源，能夠提供抑制耗電的具有通用性的無線通信裝置1。此外，無線通信裝置1沒有內置電池等，因此能夠相應地減少重量及部件數量 而減輕裝置整體的重量，並且還能夠減小用於設置電池的空間，實現裝置整體的小型 化、簡略化及低成本化。並且，無線通信裝置1沒有內置電源，而是使用配置在該無線通信裝置1外部的 交流適配器8，由此能夠避免電源發出的熱及噪聲，因此能夠防止內部設備5受到熱及噪 聲的影響。(變形例)然而，本實用新型不限於上述的實施方式，在其技術思想的範圍內可以進行各 種改造及變更，本實用新型涉及這些改造及變更而獲得的裝置，這是顯而易見的。以 下，對上述實施方式的變形例進行說明。其中，已說明的結構標以相同的標號，省略其 說明。圖6為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的變形例的圖，是表示與無線通 信裝置連接的交流適配器的透視圖。在上述實施方式中，如圖1所示，對無線通信裝置1和交流適配器8通過設置在 無線通信裝置1上的USB微型B連接器3和設置在交流適配器8上的USB微型B端子 82進行連接的情況進行了說明，但是本實用新型不限於此。例如，如圖6所示，只要無線通信裝置1和交流適配器8能夠使用USB規格的 USB插口 30 (電源輸入端子)和USB插頭88 (USB端子)連接既可，其中哪一個為凸形 形狀的連接器或凹形形狀的連接器均可，端子形狀、大小等無特別的限定。例如，也可在無線通信裝置1 一側，將具有USB電源端子的USB插口 30經由 適當長度的電纜30a連接到基板2上。此時，在交流適配器8—側，設置具有與USB插 口 30連接的USB端子的USB插頭88。如此設置，也能獲得與上述的實施方式相同的作用效果，並且通過用電纜30a連 接USB插口 30和基板2之間，能夠在從連接交流適配器8的交流插座(未圖示)分離的 位置設置無線通信裝置1，因此能夠進一步提高電源連接的通用性。(其他變形例)無線通信裝置1還可以為通過USB電纜與個人電腦連接，並從個人電腦獲得總 線電源而被驅動的裝置。即，也可以將個人電腦用作交流適配器。[0080]圖7為表示本實用新型所涉及的無線通信裝置的其他變形例的圖，是表示將無 線通信裝置用USB電纜連接到筆記本電腦時的狀態的透視圖。無線通信裝置1，如上所述，通過包括具有USB連接器40 (電源輸入端子)的 USB電纜40a，不僅能連接到交流適配器8，還能連接到筆記本電腦等個人電腦的USB端 子，此時能從個人電腦獲得電力(USB總線電源)，因此還能夠通過個人電腦驅動無線通 信裝置1。當然，無線通信裝置1沒必要必須具有USB電纜40a，這在圖1等中能夠明
顯看出ο
權利要求1.一種無線通信裝置，其特徵在於，包括電源輸入端子，具有能夠連接USB端子的形狀；電源電路，調整經由所述電源輸入端子從外部供給的電源，生成預定電壓的直流恆 定電源；以及內部設備，通過所述直流恆定電源而動作。
2.如權利要求1所述的無線通信裝置，其特徵在於，所述電源輸入端子具有能夠連接所述USB端子中的USB微型B端子的形狀。
3.如權利要求1或2所述的無線通信裝置，其特徵在於，所述電源輸入端子為凹形形狀，具有所述電源輸入端子的連接口，從框體上開口的 開口部的部分能夠觀察到該電源輸入端子的連接口。
4.如權利要求1所述的無線通信裝置，其特徵在於，所述電源輸入端子具有多個接點，其中包含電源輸入用的一對接點，在所述多個接點中，所述電源輸入用的一對接點與所述電源電路連接，在所述多個接點中，除所述電源輸入用的一對接點之外的接點不與任何部件連接。
5.如權利要求1所述的無線通信裝置，其特徵在於， 所述電源為交流適配器，該交流適配器具有與所述電源輸入端子連接而供電的凸形形狀的端子。
專利摘要一種無線通信裝置，能夠提高通用性。無線通信裝置(1)包括電源輸入端子(3)，具有能夠連接USB端子(81)的形狀；電源電路(4)，調整經由電源輸入端子(3)從外部供給的電源，生成預定電壓的直流恆定電源；以及內部設備(5)，通過直流恆定電源動作。電源輸入端子(3)具有能夠連接USB端子(81)中的USB微型B端子(82)的凹形形狀。電源輸入端子(3)，在框體(11)上開口的開口部(11a)的部分，以能夠觀察到的方式具有電源輸入端子(3)的連接口(3a)。
文檔編號G01R31/02GK201805241SQ20102015460
公開日2011年4月20日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者伊藤力, 安藝貴史, 小高夏來, 屋代裕一, 梅田智章 申請人:株式會社日立工業設備技術