JP4702891B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば空調ダクトを利用して情報を伝送するに好適な無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system suitable for transmitting information using, for example, an air conditioning duct.
従来、オフィスビル等の空調制御は、温度、湿度等の環境情報を検出するセンサと、ダクト等の吹き出し口における開口部に設けられて、開口部の開度を制御するアクチュエータ、およびセンサが検出した環境情報並びにユーザからの操作指令を受けてアクチュエータの駆動制御を行う空調制御装置を備えて構成される。
ちなみに空調制御に用いられるセンサやアクチュエータは、必ずしも空調制御装置に隣接する位置に設けられるとは限らず、一般に離れた場所に設置されることが多い。また、この種のセンサやアクチュエータは、例えば間仕切りを用いたフロアレイアウトの変更にも柔軟に対応できることが望まれている。このため、これらセンサやアクチュエータと空調制御装置との間で送受されるデータを、金属製の空調ダクトを介して無線伝送することが試みられている(例えば、特許文献1を参照)。
Conventionally, air conditioning control for office buildings, etc. is detected by sensors that detect environmental information such as temperature and humidity, actuators that are provided at openings in outlets such as ducts, and sensors that control the opening of openings. In response to the environmental information and the operation command from the user, an air conditioning control device that performs drive control of the actuator is provided.
Incidentally, sensors and actuators used for air-conditioning control are not necessarily provided at positions adjacent to the air-conditioning control device, and are generally installed at remote locations. In addition, this type of sensor or actuator is desired to be able to flexibly cope with a change in floor layout using, for example, a partition. For this reason, attempts have been made to wirelessly transmit data transmitted and received between these sensors and actuators and the air conditioning control device via a metal air conditioning duct (see, for example, Patent Document 1).
具体的に図12に示されるように金属製の空調ダクト2を介して無線伝送を行う空調制御装置1は、空調ダクト2内に設けられた質問アンテナ3を介してセンサ11から電磁波(電波)を用いて送出される環境情報を受信するとともに、アクチュエータ12に対して電磁波(電波)にて制御データを送信する送受信部4を備えて構成される。この送受信部4は、空調制御装置1の制御を司る制御部5と接続されて、センサ11から空調ダクト2を介して電波によって伝送される温度情報を受信する。空調制御装置1は、この空調制御装置1に入力された所望の温度を維持するべく、アクチュエータ12に対してその駆動指令を電波によって送信する。この空調制御装置1には、送受信部4および制御部5を含む空調制御装置1を駆動する外部電源6が接続されている。 Specifically, as shown in FIG. 12, the air-conditioning control device 1 that performs wireless transmission via the metal air-conditioning duct 2 receives electromagnetic waves (radio waves) from the sensor 11 via the interrogation antenna 3 provided in the air-conditioning duct 2. It is configured to include a transmission / reception unit 4 that receives environmental information transmitted using the control signal and transmits control data to the actuator 12 by electromagnetic waves (radio waves). The transmission / reception unit 4 is connected to a control unit 5 that controls the air conditioning control device 1, and receives temperature information transmitted from the sensor 11 through the air conditioning duct 2 by radio waves. The air conditioning control device 1 transmits a drive command to the actuator 12 by radio waves in order to maintain a desired temperature input to the air conditioning control device 1. An external power source 6 that drives the air conditioning control device 1 including the transmission / reception unit 4 and the control unit 5 is connected to the air conditioning control device 1.
一方、センサ11やアクチュエータ12は、空調ダクト2内に設けた応答アンテナ13を介してセンサ11が検出した環境情報を空調制御装置1に電波によって送信する一方、空調制御装置1から送信される電波によって受け渡される操作指令を応答アンテナ13によって受け取り、アクチュエータ12にその操作指令を与える送受信部14を備えて構成される。 On the other hand, the sensor 11 and the actuator 12 transmit the environmental information detected by the sensor 11 via the response antenna 13 provided in the air conditioning duct 2 to the air conditioning control device 1 by radio waves, while the radio waves transmitted from the air conditioning control device 1. The transmission / reception unit 14 receives the operation command delivered by the response antenna 13 and gives the operation command to the actuator 12.
これらのセンサ11やアクチュエータ12には、外部電源15によって電源が供給される。この外部電源15は、センサ11、アクチュエータ12に対して電力供給用の電源ラインを別途配線して供給する方法や、センサ11を駆動する電池を設ける方法が考えられる。
しかしながらセンサ11やアクチュエータ12と、空調制御装置1との間で送受されるデータを無線伝送する場合は、これらセンサ11またはアクチュエータ12を駆動する外部電源15が必要であり、例えば電源ラインを用意しなければならず、レイアウト変更が困難であるという問題があった。またセンサ11を電池で駆動する場合、センサ11の作動不良を防止するべく定期的に交換作業を行わなければならず、特にセンサ11を多数有する大規模なオフィスビル等では、その電池交換に係る保守作業も甚大となり、また電池の交換漏れの発生による空調装置の作動不良が懸念されるという問題もある。 However, when data transmitted between the sensor 11 or the actuator 12 and the air conditioning control device 1 is wirelessly transmitted, an external power source 15 for driving the sensor 11 or the actuator 12 is necessary. For example, a power line is prepared. There is a problem that layout change is difficult. Further, when the sensor 11 is driven by a battery, replacement work must be periodically performed to prevent malfunction of the sensor 11, especially in a large-scale office building having a large number of sensors 11. There is also a problem that maintenance work becomes enormous, and there is a concern about malfunction of the air conditioner due to occurrence of battery replacement leakage.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、センサを駆動するための配線や電池を不要とし、それ故、間仕切りを用いたフロアレイアウトの変更にも柔軟に対応できることが可能な無線通信システムを提供する。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to eliminate the need for wiring and batteries for driving the sensor, and therefore flexibly respond to changes in the floor layout using partitions. A wireless communication system capable of being provided is provided.
上述した目的を達成するべく本発明の無線通信システムは、金属製の筒状体からなる空調ダクトと、所定の物理量を計測し、前記空調ダクト内にその計測した物理量を所定周波数の電磁波にて変調して送信する計測装置と、この計測装置が前記空調ダクト内に送信した前記電磁波を受信してこの電磁波によって搬送された前記物理量を受信する空調制御装置とを有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、第一の周波数の前記電磁波にて前記計測装置が送信した電磁波を受け取る質問アンテナと、この質問アンテナに接続されて、前記第一の周波数の電磁波にて搬送された前記物理量を受信する制御装置受信部と、この制御装置受信部に接続されて、この制御装置受信部が作動する電力を供給する外部電源部と、この外部電源部に接続されて、第二の周波数の電磁波を送信する電力送信部と、この電力送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記電力送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す送電アンテナとを備え、
前記計測装置は、計測した前記物理量を前記第一の周波数の電磁波にて変調して送信する計測装置送信部と、この計測装置送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記計測装置送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す応答アンテナと、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記送電アンテナにより送り出された前記第二の周波数の電磁波を受け取る受電アンテナと、この受電アンテナに接続されて、この受電アンテナが受け取った前記第二の周波数域の電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部とを具備し、
前記計測装置は、前記蓄電部に蓄えられた直流電力により駆動されることを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, the wireless communication system of the present invention measures an air conditioning duct made of a metal cylindrical body and a predetermined physical quantity, and the measured physical quantity is electromagnetic waves with a predetermined frequency in the air conditioning duct. A radio communication system having a measurement device that modulates and transmits, and an air conditioning control device that receives the electromagnetic wave transmitted by the measurement device into the air conditioning duct and receives the physical quantity conveyed by the electromagnetic wave,
The air-conditioning control device is positioned so as to protrude into the air-conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air-conditioning duct, and the electromagnetic wave transmitted by the measuring device with the electromagnetic wave having the first frequency. An interrogation antenna, a control device receiver connected to the interrogation antenna and receiving the physical quantity carried by the electromagnetic wave of the first frequency, and a control device receiver connected to the control device receiver. An external power supply unit that supplies power to operate the receiving unit, a power transmission unit that is connected to the external power supply unit and transmits electromagnetic waves of the second frequency, and is connected to the power transmission unit, A power transmission antenna that is positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface, and that transmits an electromagnetic wave transmitted by the power transmission unit into the air conditioning duct;
The measurement device includes a measurement device transmission unit that modulates and transmits the measured physical quantity with an electromagnetic wave of the first frequency, and a hole that is connected to the measurement device transmission unit and is formed in a wall surface of the air conditioning duct. A response antenna that is positioned so as to project into the air conditioning duct through the section and sends out the electromagnetic wave transmitted by the measuring device transmitter into the air conditioning duct, and a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct. through, is positioned so as to protrude within the air-conditioning duct, wherein a power receiving antenna for receiving the second electromagnetic wave frequency sent out by the transmission antenna, and is connected to the power receiving antenna, the receiving antenna receives A rectifying unit that rectifies electromagnetic waves in the second frequency range and extracts DC power, and a power storage unit that stores the DC power extracted by the rectifying unit,
The measuring device is driven by direct current power stored in the power storage unit.
上述の無線通信システムは、空調制御装置の送電アンテナから空調ダクト内に送信された電磁波(電波)を計測装置の受電アンテナが受けて、この受けた電磁波(電波)を整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄えるととともに、この蓄電部に蓄えられた直流電力を用いて計測装置が無電源で駆動される。そして計測装置が計測した環境情報は、応答アンテナを介して空調ダクト内に送信されて、質問アンテナから空調制御装置に取り込まれる。 The wireless communication system described above receives electromagnetic waves (radio waves) transmitted from the power transmission antenna of the air conditioning control device to the air conditioning duct, and receives the DC power by rectifying the received electromagnetic waves (radio waves). Then, the measuring device is driven by a non-power source using the DC power stored in the power storage unit. The environmental information measured by the measuring device is transmitted to the air conditioning duct via the response antenna, and taken into the air conditioning control device from the question antenna.
また、本発明の無線通信システムは、金属製の筒状体からなる空調ダクトと、この前記空調ダクト内に所定周波数の電磁波にて変調した制御データを送り出す空調制御装置と、この空調制御装置が前記空調ダクト内に送り出した所定の制御データを受けて、予め定められた制御動作を実行する駆動装置とを有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、制御データを第一の周波数の電磁波にて変調して送信する制御装置送信部と、この制御装置送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記制御装置送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す質問アンテナと、前記制御装置送信部に接続されて、この制御装置送信部が作動する電力を供給する外部電源部と、この外部電源部に接続されて、第二の周波数の電磁波を送信する電力送信部と、この電力送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記電力送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す送電アンテナとを備え、
前記駆動装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナと、この応答アンテナに接続されて、前記第一の周波数の電磁波にて搬送された前記制御データを受信する駆動装置受信部と、この駆動装置受信部が受信した制御データを受けて所定の動作を実行するアクチュエータと、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記送電アンテナにより送り出された前記第二の周波数の電磁波を受け取る受電アンテナと、この受電アンテナに接続されて、前記受電アンテナが受け取った前記第二の周波数の電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部とを具備し、
前記駆動装置受信部および前記アクチュエータは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴としている。
The wireless communication system of the present invention includes an air-conditioning duct made of a metal cylinder, an air-conditioning control device that sends control data modulated by electromagnetic waves of a predetermined frequency into the air-conditioning duct, and the air-conditioning control device. A wireless communication system having a drive device that receives predetermined control data sent into the air conditioning duct and executes a predetermined control operation,
The air conditioning control device includes a control device transmitting unit that modulates and transmits control data with an electromagnetic wave having a first frequency, and a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct connected to the control device transmitting unit. Via the interrogator antenna which is positioned so as to protrude into the air conditioning duct and transmits the electromagnetic wave transmitted by the control device transmission unit into the air conditioning duct, and connected to the control device transmission unit. An external power supply unit that supplies power to operate the unit, a power transmission unit that is connected to the external power supply unit and transmits electromagnetic waves of the second frequency, and a wall surface of the air conditioning duct that is connected to the power transmission unit A power transmission antenna that is positioned so as to protrude into the air conditioning duct through the hole formed in the air conditioning duct, and that transmits the electromagnetic wave transmitted by the power transmission unit into the air conditioning duct;
The drive device has a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct via a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct, and is connected to the response antenna, and has the first frequency. A driving device receiving unit that receives the control data conveyed by electromagnetic waves, an actuator that receives the control data received by the driving device receiving unit and performs a predetermined operation, and a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct through section, positioned so as to protrude into the air-conditioning duct, wherein a power receiving antenna for receiving the second electromagnetic wave frequency sent out by the transmission antenna, and is connected to the power receiving antenna, said receiving antenna power storage for storing a rectifier unit to take out the DC power by rectifying the electromagnetic wave of the second frequency received by, the DC power taken out by the rectification part Provided with a door,
The drive device receiving unit and the actuator are driven by electric energy stored in the power storage unit.
上述の無線通信システムは、空調制御装置の送電アンテナから空調ダクト内に送信された電磁波(電波)を計測装置の受電アンテナが受けて、この受けた電磁波(電波)を整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄えるととともに、この蓄電部に蓄えられた直流電力を用いて駆動装置受信部およびアクチュエータがそれぞれ無電源で駆動される。
或いは、本発明の無線通信システムは、金属製の筒状体からなる空調ダクトと、所定の物理量を計測し、前記空調ダクト内にその計測した物理量を所定周波数の電磁波にて変調して送り出す計測装置と、この計測装置が前記空調ダクト内に送り出した前記電磁波を受け取る空調制御装置とを有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた質問アンテナと、この質問アンテナに接続されて、前記計測制御装置により計測されて前記所定周波数の電磁波にて変調されて送り出された物理量を受信する制御装置受信部とを備え、
前記計測装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナと、この応答アンテナに接続されて、前記計測した所定の物理量を前記空調ダクト内に所定周波数の電磁波にて送信する計測装置送信部と、前記応答アンテナに接続されて、この応答アンテナが受け取った前記所定周波数の電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部とを具備し、
前記計測装置は、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴としている。
The wireless communication system described above receives electromagnetic waves (radio waves) transmitted from the power transmission antenna of the air conditioning control device to the air conditioning duct, and receives the DC power by rectifying the received electromagnetic waves (radio waves). Then, the drive device receiving unit and the actuator are each driven by a non-power source using the DC power stored in the power storage unit.
Alternatively, the wireless communication system of the present invention measures an air conditioning duct made of a metal cylindrical body and a predetermined physical quantity, and modulates the measured physical quantity with an electromagnetic wave having a predetermined frequency and sends it out to the air conditioning duct. A wireless communication system having a device and an air conditioning control device for receiving the electromagnetic wave sent by the measuring device into the air conditioning duct,
The air conditioning control device is connected to the interrogation antenna, which is positioned so as to protrude into the air conditioning duct via a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct, and is connected to the interrogation antenna by the measurement control device. A control device receiving unit that receives the physical quantity that is measured and modulated by the electromagnetic wave of the predetermined frequency and sent out;
The measuring device includes a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct, and the measured predetermined physical quantity connected to the response antenna. A measuring device transmission unit that transmits electromagnetic waves of a predetermined frequency into the air conditioning duct, and a rectification unit that is connected to the response antenna and rectifies the electromagnetic waves of the predetermined frequency received by the response antenna and extracts DC power. And a power storage unit for storing the DC power taken out by the rectification unit,
The measuring device is driven by electric energy stored in the power storage unit.
上述の無線通信システムは、空調制御装置の質問アンテナから空調ダクト内に送信された電磁波(電波)を計測装置の応答アンテナが受けて、この受けた電磁波(電波)を整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄えるととともに、この蓄電部に蓄えられた直流電力を用いて計測装置が無電源で駆動される。そして計測装置が計測した環境情報は、応答アンテナを介して空調ダクト内に送信されて、質問アンテナから空調制御装置に取り込まれる。 In the above wireless communication system, the response antenna of the measuring device receives the electromagnetic wave (radio wave) transmitted from the interrogation antenna of the air conditioning control device into the air conditioning duct, and rectifies the received electromagnetic wave (radio wave) to extract DC power. Then, the measuring device is driven by a non-power source using the DC power stored in the power storage unit. The environmental information measured by the measuring device is transmitted to the air conditioning duct via the response antenna, and taken into the air conditioning control device from the question antenna.
また本発明の無線通信システムは、金属製の筒状体からなる空調ダクトと、この前記空調ダクト内に所定周波数の電磁波にて変調した制御データを送り出す空調制御装置と、この空調制御装置が前記空調ダクト内に送り出した所定の制御データを受けて、予め定められた制御動作を実行する駆動装置とを有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた質問アンテナと、この質問アンテナに接続されて、前記空調ダクト内に前記所定周波数の第1電磁波にて前記制御データを送り出す制御装置送信部とを備え、
前記駆動装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナと、この応答アンテナに接続されて、前記第1電磁波にて搬送された前記制御データを受信する駆動装置受信部と、この駆動装置受信部が受信した制御データを受けて所定の動作を実行するアクチュエータと、前記応答アンテナに接続されて、この応答アンテナが受け取った前記第1電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部とを具備し、
前記駆動装置受信部と前記アクチュエータは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴としている。
さらに上記に加えて本発明の無線通信システムは、前記駆動装置は、所定の物理量を計測するセンサと、前記応答アンテナに接続されて、前記センサで計測した所定の物理量を前記所定周波数の第2電磁波にて前記空調ダクト内に送信する駆動装置送信部とをさらに備え、前記空調制御装置は、前記質問アンテナに接続されて、前記駆動装置送信部から前記第2電磁波にて送り出された物理量を受信する制御装置受信部をさらに備え、前記駆動装置送信部と前記センサは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴としている。
The wireless communication system of the present invention includes an air-conditioning duct made of a metal cylindrical body, an air-conditioning control device that sends control data modulated with electromagnetic waves of a predetermined frequency into the air-conditioning duct, and the air-conditioning control device includes the air-conditioning control device. A wireless communication system having a drive device that receives predetermined control data sent into an air conditioning duct and executes a predetermined control operation,
The air conditioning control device is connected to the interrogation antenna, which is positioned so as to protrude into the air conditioning duct via a hole made in the wall surface of the air conditioning duct, and is connected to the interrogation antenna. and a control device transmitting unit for sending the control data in the first wave of the plant allows constant wave number,
The drive device includes a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct, and is connected to the response antenna so that the first electromagnetic wave A drive device receiver that receives the control data that has been conveyed, an actuator that receives the control data received by the drive device receiver, and performs a predetermined operation, and is connected to the response antenna and receives the response antenna. A rectifying unit that rectifies the first electromagnetic wave to extract DC power, and a power storage unit that stores the DC power extracted by the rectifying unit,
Wherein said drive receiving portion actuator is characterized in that is driven by electric energy stored in the power storage unit.
Furthermore, in addition to the above, in the wireless communication system of the present invention, the driving device is connected to a sensor that measures a predetermined physical quantity and the response antenna, and the predetermined physical quantity measured by the sensor is the second of the predetermined frequency. A driving device transmitting unit that transmits the electromagnetic wave into the air conditioning duct, and the air conditioning control device is connected to the interrogating antenna and transmits a physical quantity sent out from the driving device transmitting unit by the second electromagnetic wave. A control device receiving unit for receiving is further provided, wherein the driving device transmitting unit and the sensor are driven by electric energy stored in the power storage unit.
上述の無線通信システムは、空調制御装置の質問アンテナから空調ダクト内に送信された電磁波(電波)を駆動装置の応答アンテナが受けて、この受けた電磁波(電波)を整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄えるととともに、この蓄電部に蓄えられた直流電力を用いて駆動装置受信部およびアクチュエータがそれぞれ無電源で駆動される。
また前記各アンテナは、それぞれダイポールアンテナ、ホイップアンテナ、スリーブアンテナ、 八木アンテナまたはループアンテナのいずれかで構成される。
In the above wireless communication system, the response antenna of the driving device receives the electromagnetic wave (radio wave) transmitted from the interrogation antenna of the air conditioning control device into the air conditioning duct, and rectifies the received electromagnetic wave (radio wave) to extract DC power. Then, the drive device receiving unit and the actuator are each driven by a non-power source using the DC power stored in the power storage unit.
Each of the antennas may be a dipole antenna, a whip antenna, a sleeve antenna, a Yagi antenna, or a loop antenna.
好ましくは前記各アンテナは、少なくともその一つが前記空調ダクトの内壁面に貼り付される平面アンテナであることが望ましい。
上述の無線通信システムは、特に指向性を有する平面アンテナを用いることで、平面アンテナから空調ダクト内に送信された電磁波(電波)が受信側に効率よく提供される。
好ましくは前記質問アンテナおよび前記応答アンテナの少なくとも一方には、前記空調ダクトを介してそれぞれ互いのアンテナを望む背後に位置付けられて、前記電磁波を前記各アンテナに反射する反射器を備えることが望ましい。
Preferably, each of the antennas is a planar antenna that is attached to the inner wall surface of the air conditioning duct.
The above-described wireless communication system uses a directional planar antenna in particular, so that electromagnetic waves (radio waves) transmitted from the planar antenna into the air conditioning duct are efficiently provided to the reception side.
Preferably, at least one of the interrogating antenna and the response antenna is provided with a reflector that is positioned behind the air conditioning duct so that each antenna is desired and reflects the electromagnetic waves to the antennas.
或いは前記送電アンテナおよび前記受電アンテナの少なくとも一方には、前記空調ダクトを介してそれぞれ互いのアンテナを望む背後に位置付けられて、前記電磁波を前記各アンテナに反射する反射器を備えて提供される。
上述の無線通信システムは、質問アンテナおよび送電アンテナから放射された電磁波(電波)が例えば金属製の板状の反射板(反射器)によって反射され応答アンテナおよび受電アンテナに効率よく提供される。
Alternatively, at least one of the power transmission antenna and the power receiving antenna is provided with a reflector that is positioned behind the air conditioning duct and that desires each other's antenna to reflect the electromagnetic waves to the antennas.
In the above-described wireless communication system, electromagnetic waves (radio waves) radiated from the interrogation antenna and the power transmission antenna are reflected by, for example, a metal plate-like reflector (reflector) and efficiently provided to the response antenna and the power receiving antenna.
また本発明の無線通信システムにおいて、前記空調ダクトに屈曲部を有するとき、前記質問アンテナおよび前記応答アンテナは、この屈曲部を挟み込む前記空調ダクト内の所定の位置に配置される。或いは前記送電アンテナおよび前記受電アンテナは、この屈曲部を挟み込む前記空調ダクト内の所定の位置に配置される。
上述の無線通信システムは、質問アンテナや前記送電アンテナから放射された電磁波(電波)が空調ダクトの屈曲部に到来し、この屈曲部にて反射された電磁波(電波)が応答アンテナや前記受電アンテナに到達する。
In the wireless communication system of the present invention, when the air conditioning duct has a bent portion, the interrogating antenna and the response antenna are arranged at predetermined positions in the air conditioning duct that sandwich the bent portion. Alternatively, the power transmitting antenna and the power receiving antenna are arranged at predetermined positions in the air conditioning duct that sandwich the bent portion.
In the above wireless communication system, electromagnetic waves (radio waves) radiated from the interrogation antenna and the power transmission antenna arrive at the bent portion of the air conditioning duct, and the electromagnetic waves (radio waves) reflected by the bent portion are the response antenna and the power receiving antenna. To reach.
本発明の無線通信システムによれば、外部電源から供給された電力を空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた送電アンテナから第二の周波数域の電磁波を送出する電力送信部を空調制御装置が備える一方、計測装置は、空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた受電アンテナが電力送信部から送出された第二の周波数域の電磁波を受け、整流部によって整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄え、この蓄えた直流電力によって計測装置(例えば、センサ)および駆動装置(例えば、アクチュエータ)または、これらを備える計測制御装置を駆動している。つまり電力送信部から送信された電磁波は、金属製の空調ダクト内を反射しながら少ない漏洩電力で計測装置まで、高効率で伝送される。したがって計測装置は、外部電源がなくても作動することができる。 According to the wireless communication system of the present invention, the power supplied from the external power source is supplied from the power transmitting antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through the hole formed in the wall surface of the air conditioning duct. While the air conditioning control device is equipped with a power transmission unit that transmits electromagnetic waves in the frequency range, the measuring device is a power receiving antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole made in the wall surface of the air conditioning duct Receives the electromagnetic wave in the second frequency range sent from the power transmission unit, rectifies by the rectification unit, takes out DC power, stores it in the power storage unit, and uses the stored DC power to measure the device (for example, sensor) and the driving device (For example, an actuator) or a measurement control device including these is driven. That is, the electromagnetic wave transmitted from the power transmission unit is transmitted with high efficiency to the measuring device with less leakage power while reflecting inside the metal air conditioning duct. Therefore, the measuring device can operate without an external power source.
また、本発明の無線通信システムは、空調制御装置が外部電源から供給される電力を空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた質問アンテナから電磁波を送出する一方、計測制御装置等は、空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナが電力送信部から送出された第二の周波数域の電磁波を受け、この電磁波を整流部によって整流して直流電力を取り出して蓄電部に蓄え、この蓄電部に蓄えられた直流電力によって計測装置やアクチュエータを駆動している。したがってこれら計測装置等は、外部電源がなくても作動することができる。また、これらの計測制御装置等の作動に要する電力を環境情報送出用の応答アンテナを介して受け取っているので、構造が簡単である。特にこの方法は、空調制御装置の構成を変えることなく実現できるので好ましい。 In addition, the wireless communication system of the present invention is an interrogation antenna positioned so that the air conditioning control device projects power supplied from an external power source into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct. While the electromagnetic wave is transmitted from the power transmission unit, the measurement control device or the like transmits a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through the hole formed in the wall surface of the air conditioning duct. The electromagnetic wave in the second frequency range is received, the electromagnetic wave is rectified by the rectifying unit, DC power is taken out and stored in the power storage unit, and the measuring device and the actuator are driven by the DC power stored in the power storage unit. Therefore, these measuring devices and the like can operate without an external power source. In addition, since the power required for the operation of these measurement control devices and the like is received via the response antenna for sending environmental information, the structure is simple. In particular, this method is preferable because it can be realized without changing the configuration of the air conditioning control device.
更に本発明の無線通信システムは、上記各アンテナとしてダイポールアンテナ、ホイップアンテナ、スリーブアンテナ、 八木アンテナまたはループアンテナのいずれかを用いて構成しているので、簡易な構造で実現することが可能である。或いは本発明の無線通信システムは、平面アンテナまたは放射器を有するアンテナを用いて提供されるので、空調制御装置と計測装置間で効率よく電磁波(電波)の送受を行うことができる。特に平面アンテナは、高次モードで作動させると、放射角が低くなり、また半値幅が狭くなるのでより効率よく電磁波が有するエネルギーを伝達することができる。 Furthermore, the radio communication system of the present invention is configured using any of the dipole antenna, the whip antenna, the sleeve antenna, the Yagi antenna, or the loop antenna as each of the antennas, and thus can be realized with a simple structure. . Or since the radio | wireless communications system of this invention is provided using the antenna which has a planar antenna or a radiator, electromagnetic waves (radio waves) can be efficiently transmitted / received between an air-conditioning control apparatus and a measuring device. In particular, when the planar antenna is operated in a higher-order mode, the radiation angle becomes lower and the half width becomes narrower, so that the energy of the electromagnetic wave can be transmitted more efficiently.
また本発明の無線通信システムは、質問アンテナおよび前記送電アンテナから放射された電磁波(電波)が空調ダクトの屈曲部に到来し、この屈曲部にて反射された電磁波(電波)が応答アンテナおよび前記受電アンテナに到達するように構成されているので、空調ダクトに屈曲部があったとしても計測装置に外部電源がなくても作動させることができるという実用上、多大な効果を奏する。 In the wireless communication system of the present invention, the electromagnetic wave (radio wave) radiated from the interrogation antenna and the power transmission antenna arrives at the bent portion of the air conditioning duct, and the electromagnetic wave (radio wave) reflected by the bent portion is the response antenna and the Since it is configured to reach the power receiving antenna, even if there is a bent portion in the air conditioning duct, there is a great practical effect that the measuring device can be operated without an external power source.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1〜図11は発明を実施する形態の一例であって、図中、図12と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は図12に示す従来のものと同様であるので、その説明を省略する。
まず本発明の第一の実施形態に係る無線通信システムを説明する。この第一の実施形態は、例えばアクチュエータ近傍の温度、湿度等の環境情報を検出するセンサを駆動する外部電源を不要としたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 to 11 are examples of embodiments for carrying out the invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 12 denote the same parts, and the basic configuration is the same as that of the conventional one shown in FIG. Therefore, the description thereof is omitted.
First, a radio communication system according to a first embodiment of the present invention will be described. This first embodiment eliminates the need for an external power source that drives a sensor that detects environmental information such as temperature and humidity in the vicinity of the actuator, for example.
さて、図1において1は、空調ダクト2を介して無線伝送を行う空調制御装置である。この空調制御装置1は、後述する計測制御装置10が備えるセンサ11が検出し、空調ダクト2内に第一の周波数(例えば2.4GHz帯)の電磁波(電波)によって変調されて搬送される物理量としての環境情報(温度、湿度等)を空調ダクト2内に突出するように設けられた質問アンテナ3を介して空調ダクト2外に導いて受信するとともに、後述するアクチュエータ12に対してこの質問アンテナ3を介して第一の周波数の電磁波(電波)にて制御データを変調して送信する制御装置送信部および計測制御装置10が送信した物理量を受信する制御装置受信部の役割を担う送受信部4を備えて構成される。この送受信部4は、空調制御装置1の制御を司る制御部5と接続されている。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an air conditioning control device that performs wireless transmission via the air conditioning duct 2. This air conditioning control device 1 is detected by a sensor 11 provided in a measurement control device 10 to be described later, and is modulated in an air conditioning duct 2 by an electromagnetic wave (radio wave) having a first frequency (for example, 2.4 GHz band) and conveyed. Environment information (temperature, humidity, etc.) is guided to the outside of the air conditioning duct 2 via the interrogating antenna 3 provided so as to protrude into the air conditioning duct 2 and is received by the actuator 12 described later. The control unit transmitting unit that modulates and transmits control data with electromagnetic waves (radio waves) of the first frequency via 3 and the transmitting / receiving unit 4 that plays the role of the control unit receiving unit that receives the physical quantity transmitted by the measurement control unit 10 It is configured with. The transmission / reception unit 4 is connected to a control unit 5 that controls the air conditioning control device 1.
空調制御装置1は、例えば、ユーザによって図示しない入力部から入力された温度設定値や湿度設定値等の環境条件を維持するべくセンサ11からの環境情報を受信し、アクチュエータ12に駆動指令を送信する役割を担う。ちなみに空調制御装置1には、送受信部4および制御部5を含む空調制御装置1を駆動する外部電源6が接続される。
また空調制御装置1は、外部電源6から供給される電力を受けて、第一の周波数と異なる第二の周波数(例えば800MHz帯)の電磁波(電波)を空調ダクト2内に設けられた送電アンテナ20を用いて送信する電力送信部21を備える。この電力送信部21は、例えば数W〜数十W程度の所定周波数の搬送波を送電アンテナ20によって空調ダクト2内に送り出す。
For example, the air conditioning control device 1 receives environmental information from the sensor 11 to maintain environmental conditions such as a temperature setting value and a humidity setting value input from an input unit (not shown) by the user, and transmits a drive command to the actuator 12. To play a role. Incidentally, an external power source 6 for driving the air conditioning control device 1 including the transmission / reception unit 4 and the control unit 5 is connected to the air conditioning control device 1.
In addition, the air conditioning control device 1 receives power supplied from the external power supply 6, and transmits an electromagnetic wave (radio wave) having a second frequency (for example, 800 MHz band) different from the first frequency in the air conditioning duct 2. 20 is provided with a power transmission unit 21 that performs transmission using 20. The power transmission unit 21 sends out a carrier wave having a predetermined frequency of, for example, about several W to several tens W into the air conditioning duct 2 by the power transmission antenna 20.
一方、計測制御装置10は、この計測制御装置10近傍の物理量としての環境情報(温度、湿度等)を検出する計測装置を構成するセンサ11、このセンサ11が検出した環境情報を、空調制御装置1に対して前記第一の周波数の電磁波によって変調して送信する計測装置送信部16(以下、単に送信部16と称する)、およびこの送信部16が送信した環境情報を空調ダクト2内に送出する応答アンテナ13を備える。この応答アンテナ13は、空調ダクト2内に突出するように設けられている。 On the other hand, the measurement control device 10 includes a sensor 11 that constitutes a measurement device that detects environmental information (temperature, humidity, etc.) as a physical quantity in the vicinity of the measurement control device 10, and the environmental information detected by the sensor 11 1 is transmitted to the air conditioning duct 2 by the measuring device transmitter 16 (hereinafter simply referred to as a transmitter 16) that modulates the electromagnetic wave with the first frequency electromagnetic wave and transmits the environmental information transmitted by the transmitter 16. The response antenna 13 is provided. The response antenna 13 is provided so as to protrude into the air conditioning duct 2.
計測制御装置10は、空調ダクト2内に突出するように設けられて空調制御装置1の送電アンテナ20から送り出された第二の周波数の電磁波を受ける受電アンテナ30を備える。この受電アンテナ30が捉えた第二の周波数の電磁波は、この電磁波が有するエネルギーを整流して直流電力として取り出す整流部31に与えられる。この整流部31は、例えばダイオード等の電力用半導体デバイスを用いたブリッジ整流回路や半波整流回路等の整流回路が適用される。そして整流部31によって取り出された直流電力は、この直流電力を蓄える蓄電部32に導かれる。ちなみに蓄電部32は、例えば電気二重層コンデンサや二次電池等の充放電可能なデバイスにより構成され、センサ11および送信部16に作動用の電力を供給する電源部の役割を担う。 The measurement control device 10 includes a power receiving antenna 30 that is provided so as to protrude into the air conditioning duct 2 and receives an electromagnetic wave having a second frequency sent from the power transmission antenna 20 of the air conditioning control device 1. The electromagnetic wave of the second frequency captured by the power receiving antenna 30 is given to the rectifying unit 31 that rectifies the energy of the electromagnetic wave and extracts it as DC power. The rectifier 31 is applied with a rectifier circuit such as a bridge rectifier circuit or a half-wave rectifier circuit using a power semiconductor device such as a diode. Then, the DC power extracted by the rectifying unit 31 is guided to the power storage unit 32 that stores the DC power. Incidentally, the power storage unit 32 is configured by a chargeable / dischargeable device such as an electric double layer capacitor or a secondary battery, and serves as a power supply unit that supplies operating power to the sensor 11 and the transmission unit 16.
また計測制御装置10は、空調制御装置1の制御部5から出された駆動指令を受けて駆動される駆動装置の主体となるアクチュエータ12を備える。このアクチュエータ12は、応答アンテナ13を介して空調制御装置1から空調ダクト2内に送出された駆動指令を受信する駆動装置受信部17(以下、単に受信部17と称する)に接続されている。これらアクチュエータ12および受信部17は、前述した蓄電部32に蓄えられた直流電力によって駆動される。 In addition, the measurement control device 10 includes an actuator 12 serving as a main body of a drive device that is driven in response to a drive command issued from the control unit 5 of the air conditioning control device 1. The actuator 12 is connected to a drive device receiver 17 (hereinafter simply referred to as a receiver 17) that receives a drive command sent from the air conditioning controller 1 into the air conditioning duct 2 via the response antenna 13. The actuator 12 and the receiving unit 17 are driven by DC power stored in the power storage unit 32 described above.
ちなみに計測制御装置10が備えるアクチュエータ12および受信部17は、別電源によって駆動されることもある。
尚、前述した質問アンテナ3、送電アンテナ20、応答アンテナ13および受電アンテナ30は、それぞれのアンテナが送受信する周波数の1/2波長となるアンテナ長を有するダイポールアンテナを用いればよい。しかしながら各アンテナのアンテナ長およびアンテナの形式は、1/2波長ダイポールアンテナに限定されるものではなく、1波長ダイポールアンテナ、ホイップアンテナ、スリーブアンテナまたはループアンテナの他、後述する平面アンテナ、八木アンテナ等であってもかまわない。つまり、所定周波数の電波を空調ダクト2内に送り出し、受け取るものであればその形式等は限定されるものではない。
Incidentally, the actuator 12 and the receiving unit 17 included in the measurement control device 10 may be driven by a separate power source.
The interrogating antenna 3, the power transmitting antenna 20, the response antenna 13, and the power receiving antenna 30 described above may be a dipole antenna having an antenna length that is ½ wavelength of the frequency transmitted and received by each antenna. However, the antenna length and the antenna type of each antenna are not limited to a half-wave dipole antenna, but a single-wavelength dipole antenna, whip antenna, sleeve antenna or loop antenna, a planar antenna, a Yagi antenna, etc., which will be described later It doesn't matter. In other words, the form or the like is not limited as long as it transmits and receives radio waves of a predetermined frequency into the air conditioning duct 2.
或いは、特に図示しないが質問アンテナ3から応答アンテナ13を望む方向に対して、それぞれのアンテナの背後方向における所定の位置、および送電アンテナ20から受電アンテナ30に向かう方向に対して、それぞれのアンテナの背後方向における所定の位置にそれぞれ金属製の平板等で構成される反射器を設け、この反射器によって各アンテナから送出された電磁波を反射する構成をとるとよい。この反射器は、詳細は後述するが質問アンテナ3、送電アンテナ20、応答アンテナ13および受電アンテナ30に所定の指向特性を与える役割を担っている。 Alternatively, although not shown in the drawing, each antenna has a predetermined position in the back direction of each antenna with respect to the direction in which the response antenna 13 is desired from the interrogation antenna 3 and the direction from the power transmission antenna 20 toward the power reception antenna 30. It is preferable that a reflector constituted by a metal flat plate or the like is provided at a predetermined position in the rear direction, and an electromagnetic wave transmitted from each antenna is reflected by this reflector. Although details will be described later, this reflector plays a role of giving predetermined directivity to the interrogating antenna 3, the power transmitting antenna 20, the response antenna 13, and the power receiving antenna 30.
例えば質問アンテナ3から空調ダクト2内に放射される電波を直接波とし、この直接波の一部が上記反射器によって反射された電波を反射波とすれば、直接波と反射波が同位相で合成され応答アンテナ13の方向に放射される。同様に応答アンテナ13も質問アンテナ3から応答アンテナ13に直接到達する直接波と、応答アンテナ13の背後の位置付けられた反射器によって反射された反射波とが応答アンテナ13で合成されて受信電力(受信電界強度)を高めることができる。 For example, if the radio wave radiated from the interrogating antenna 3 into the air conditioning duct 2 is a direct wave and a part of the direct wave is reflected by the reflector, the direct wave and the reflected wave have the same phase. Combined and radiated in the direction of the response antenna 13. Similarly, the response antenna 13 also combines the direct wave directly reaching the response antenna 13 from the interrogation antenna 3 and the reflected wave reflected by the reflector positioned behind the response antenna 13 by the response antenna 13 to receive power ( Receiving electric field intensity).
尚、質問アンテナ3とこの背後方向に位置付けられる反射器の距離または応答アンテナ13とこの背後方向に位置付けられた反射器との距離は、それぞれのアンテナで直接波と反射波が同位相で合成される場所に位置付ければよい。つまり、各アンテナ3,13と反射器との距離は、送受信される電磁波の波長をλとすれば、λ/4、3λ/4、5λ/4・・・(2n−1)λ/4(ただし、n≧0の整数)となるように位置付ければよい。 Note that the distance between the interrogator antenna 3 and the reflector located in the rear direction or the distance between the response antenna 13 and the reflector located in the rear direction is such that the direct wave and the reflected wave are synthesized in phase with each antenna. Just place it. That is, the distance between the antennas 3 and 13 and the reflector is λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4 (2n−1) λ / 4 (where λ is the wavelength of electromagnetic waves to be transmitted and received. However, it may be positioned such that n ≧ 0.
また、上記各アンテナの背後方向に位置付けられる反射器は、空調ダクト2内における空気抵抗を低くするため、反射器に到達する電磁波の波長λよりも細かい目をもつメッシュ状の金属板であることが好ましい。
概略的には上述したように構成される本発明の第一の実施形態に係る無線通信システムは、空調制御装置1の電力送信部21が例えば800MHz帯の電磁波を送電アンテナ20によって空調ダクト2内へ送出する。この電磁波は、金属製の空調ダクト2の内壁面を反射しながら、或いは直接に計測制御装置10の受電アンテナ30に到達する。
In addition, the reflector positioned behind each antenna is a mesh-like metal plate having eyes smaller than the wavelength λ of the electromagnetic wave reaching the reflector in order to reduce the air resistance in the air conditioning duct 2. Is preferred.
In the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention, which is schematically configured as described above, the power transmission unit 21 of the air conditioning control device 1 transmits, for example, an 800 MHz band electromagnetic wave in the air conditioning duct 2 by the power transmission antenna 20. To send. This electromagnetic wave reaches the power receiving antenna 30 of the measurement control device 10 while reflecting the inner wall surface of the metal air conditioning duct 2 or directly.
一方、計測制御装置10は、受電アンテナ30が受けた800MHz帯の電磁波が有するエネルギーを整流部31で直流電力に変換して取り出し、その取り出した直流電力を蓄電部32に蓄える。蓄電部32が蓄えた直流電力は、センサ11および送受信部14を駆動するエネルギーとして放出される。
尚、空調ダクト2が方形形状である場合、例えば300mm×300mmであるとき、その遮断周波数は500MHzであるから、800MHz帯および2.4GHz帯の電磁波は、空調ダクト2によって確実に伝送することができる。
On the other hand, the measurement control device 10 converts the energy of the 800 MHz band electromagnetic wave received by the power receiving antenna 30 into DC power by the rectifying unit 31 and stores the extracted DC power in the power storage unit 32. The DC power stored in the power storage unit 32 is released as energy for driving the sensor 11 and the transmission / reception unit 14.
When the air conditioning duct 2 has a square shape, for example, when it is 300 mm × 300 mm, the cutoff frequency is 500 MHz. Therefore, the electromagnetic waves in the 800 MHz band and the 2.4 GHz band can be reliably transmitted by the air conditioning duct 2. it can.
かくして本発明の第一の実施形態に係る無線通信システムは、空調制御装置1が外部電源6から供給される電力を空調ダクト2内に突出するように位置付けられた送電アンテナ20から環境情報の送受信を行う周波数(例えば、2.4GHz帯)の電磁波とは異なる例えば800MHz帯の電磁波を送出する電力送信部21を備えるとともに、計測制御装置10は、この800MHz帯の電磁波を空調ダクト2内に突出するように位置付けられた受電アンテナ30が受けて整流部31によって整流して直流電力を取り出し、蓄電部32に蓄えて計測制御装置10の駆動用の電源として利用している。また、電力送信部21から送信された電磁波は、計測制御装置10まで金属製の空調ダクト2内を反射しながら少ない漏洩電力で、即ち高効率で伝送することができる。このため計測制御装置10は、計測に要する外部電源がなくても作動することができる。 Thus, in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention, the air conditioning control device 1 transmits and receives environmental information from the power transmission antenna 20 positioned so as to project the power supplied from the external power supply 6 into the air conditioning duct 2. In addition to the power transmission unit 21 that sends out an electromagnetic wave in the 800 MHz band, for example, which is different from the electromagnetic wave having a frequency (for example, 2.4 GHz band), the measurement control device 10 projects the electromagnetic wave in the 800 MHz band into the air conditioning duct 2. The power receiving antenna 30 is positioned so as to be rectified by the rectifying unit 31 and DC power is taken out and stored in the power storage unit 32 and used as a power source for driving the measurement control device 10. In addition, the electromagnetic wave transmitted from the power transmission unit 21 can be transmitted to the measurement control device 10 with less leakage power, that is, with high efficiency while reflecting the inside of the metal air conditioning duct 2. For this reason, the measurement control apparatus 10 can operate without an external power source required for measurement.
次に本発明の第二の実施形態に係る無線通信システムを図2に示す概略構成図を参照しながら説明する。この第二の実施形態が前述した第一の実施形態と異なるところは、空調制御装置1の送電アンテナ20と電力送信部21を省いた点、計測制御装置10の受電アンテナ30を省き、応答アンテナ13が受けた電磁波を整流部31に導く点にある。
このような特徴ある本発明の第二の実施形態に係る無線通信システムについて図2を参照しながら説明する。尚、図中、図1および図12と同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成は第一の実施形態および従来のものと同様であるので、その説明を省略する。
Next, a radio communication system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic configuration diagram shown in FIG. This second embodiment differs from the first embodiment described above in that the power transmission antenna 20 and the power transmission unit 21 of the air conditioning control device 1 are omitted, the power reception antenna 30 of the measurement control device 10 is omitted, and a response antenna. 13 is that the electromagnetic wave received by 13 is guided to the rectifying unit 31.
A wireless communication system according to the second embodiment of the present invention having such characteristics will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 12 denote the same components, and the basic configuration is the same as that of the first embodiment and the conventional one, and the description thereof is omitted.
この第二の実施形態は、空調制御装置1から空調ダクト2内に設けられた質問アンテナ3を介して空調ダクト2内に送出された所定周波数(例えば2.4GHz帯)の電磁波(電波)を計測制御装置10の応答アンテナ13が受け、この受けた電磁波を整流部31に与えてエネルギーを直流電力として取り出し、蓄電部32に蓄える。そして蓄電部32に蓄えられた直流電力は、センサ11および送信部16をそれぞれ駆動する電源として用いられる。また蓄電部32に蓄えられた直流電力は、アクチュエータ12および受信部17をそれぞれ駆動する電源として適用してもよい。 In the second embodiment, an electromagnetic wave (radio wave) having a predetermined frequency (for example, 2.4 GHz band) transmitted from the air conditioning control device 1 to the air conditioning duct 2 via the interrogating antenna 3 provided in the air conditioning duct 2 is used. The response antenna 13 of the measurement control device 10 receives the received electromagnetic wave to the rectifying unit 31, extracts the energy as DC power, and stores it in the power storage unit 32. The DC power stored in the power storage unit 32 is used as a power source for driving the sensor 11 and the transmission unit 16. Moreover, you may apply the direct-current power stored in the electrical storage part 32 as a power supply which drives the actuator 12 and the receiving part 17, respectively.
かくして本発明の第二の実施形態に係る無線通信システムは、空調制御装置1と計測制御装置10との間で送受信を行う周波数(例えば、2.4GHz帯)の電磁波を用いて計測制御装置10を駆動させる電力を空調ダクト2内に送出する一方、計測制御装置10は、この周波数の電磁波を空調ダクト2内に突出するように位置付けられた応答アンテナ13で受け、この受けた電磁波を整流部31によって整流して蓄電部32に蓄え、計測制御装置10を駆動する電源として利用している。また、空調制御装置1の送受信部4から送信された電磁波は、計測制御装置10まで金属製の空調ダクト2内を反射しながら少ない漏洩電力で、即ち高効率で伝送することができる。このため計測制御装置10は、外部電源がなくても作動させることができる。特にこの方法は計測制御装置10が作動するための電力を応答アンテナ13によって受け取っているので、構造が簡単である。更に本発明の第二の実施形態に係る無線通信システムは、空調制御装置1の構成を変えることなく実現できるのでより好ましい。 Thus, the radio communication system according to the second embodiment of the present invention uses the electromagnetic wave of the frequency (for example, 2.4 GHz band) for transmitting and receiving between the air conditioning control device 1 and the measurement control device 10. The measurement control device 10 receives the electromagnetic wave of this frequency with the response antenna 13 positioned so as to protrude into the air conditioning duct 2, and the rectifying unit receives the received electromagnetic wave. The power is rectified by 31 and stored in the power storage unit 32 and used as a power source for driving the measurement control device 10. Further, the electromagnetic wave transmitted from the transmission / reception unit 4 of the air conditioning control device 1 can be transmitted to the measurement control device 10 with less leakage power, that is, with high efficiency while being reflected inside the metal air conditioning duct 2. Therefore, the measurement control device 10 can be operated without an external power source. In particular, this method has a simple structure because the response antenna 13 receives power for operating the measurement control device 10. Furthermore, the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention is more preferable because it can be realized without changing the configuration of the air conditioning control device 1.
ところで発明者らは、このようなすぐれた効果を得ることができる本発明の無線通信システムに関し、シミュレーションを行いその効果を確認した。このシミュレーションは、レイトレーシング法を用いた伝送シミュレーションであり、次の5つの異なる場合について、それぞれ受信点における受信電力比較を行った。
<1>正方形状の断面を有する直線状ダクト内と自由空間との受信電力比較
<2>円形状の断面を有する直線状ダクト内と自由空間との受信電力比較
<3>屈曲部を有するダクト内と自由空間との受信電力比較
<4>基本モード平面アンテナおよび高次モード平面アンテナを用いた場合の直線状ダクト内の受信電力比較
<5>反射器(反射板)の有無による直線状ダクト内の受信電力比較
まず、正方形状の断面を有する直線状ダクト内と自由空間との受信電力比較については、次の条件でシミュレーションを実施した。
(A)空調ダクト
断面:300mm×300mmの正方形状
材質:スチール
(B)送信アンテナおよび受信アンテナ:空調ダクトの断面の中央部に、その断面方向に対して垂直に延伸する位置に配置した1/2波長ダイポールアンテナ
(C)送信アンテナと受信アンテナとの距離:1m〜40mまでの1m毎
(D)周波数:2450MHz
(E)送信出力:0dBm
(F)送信アンテナから受信アンテナに至るまでの間、空調ダクト内で反射する電磁波の回数:5回以下
(G)比較対象:自由空間における受信電力とダクト内における受信電力
尚、上述した送信アンテナは、空調ダクト2内に電磁波を送り出す送電アンテナ20、応答アンテナ13または質問アンテナ3であり、受信アンテナは、空調ダクト2によって伝搬された電磁波を受け取る受電アンテナ30、質問アンテナ3または応答アンテナ13である。
By the way, the inventors have conducted simulations and confirmed the effects of the wireless communication system of the present invention that can obtain such excellent effects. This simulation is a transmission simulation using the ray tracing method, and the received power at the receiving point was compared for each of the following five different cases.
<1> Comparison of received power between a straight duct having a square cross section and free space <2> Comparison of received power between a straight duct having a circular cross section and free space <3> Duct having a bent portion Comparison of received power between inside and free space <4> Comparison of received power in linear duct when using basic mode planar antenna and higher-order mode planar antenna <5> Linear duct with or without reflector (reflector) First, the received power comparison between the straight duct having a square cross section and the free space was performed under the following conditions.
(A) Air conditioning duct Cross section: square shape of 300 mm x 300 mm Material: Steel (B) Transmitting antenna and receiving antenna: 1/2 disposed at the center of the cross section of the air conditioning duct at a position extending perpendicular to the cross section direction 2 wavelength dipole antenna (C) Distance between transmitting antenna and receiving antenna: 1 m to 40 m every 1 m (D) Frequency: 2450 MHz
(E) Transmission output: 0 dBm
(F) Number of electromagnetic waves reflected in the air-conditioning duct between the transmitting antenna and the receiving antenna: 5 times or less (G) Comparison object: received power in free space and received power in the duct Is the power transmission antenna 20, the response antenna 13 or the interrogation antenna 3 that sends out electromagnetic waves into the air conditioning duct 2, and the reception antenna is the power reception antenna 30, the interrogation antenna 3 or the response antenna 13 that receives the electromagnetic waves propagated by the air conditioning duct 2. is there.
その結果、図3の破線に示すように、自由空間おける受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−42dBm、距離が10mの地点で−55dBm、距離が20mの地点で−62dBm、距離が30mの地点で−65dBm、距離が40mの地点で−68dBmであった。
それに対して空調ダクト内における受信電力は、同図の実線にて示されるように送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−23dBm、距離が10mの地点で−51dBm、距離が20mの地点で−52dBm、距離が30mの地点で−58dBm、距離が40mの地点で−59dBmであった。
As a result, as shown by the broken line in FIG. 3, the received power in free space is -42 dBm at a point where the distance from the transmitting antenna to the receiving antenna is 1 m, -55 dBm at a point where the distance is 10 m, and a point where the distance is 20 m. It was -65 dBm at a point of -62 dBm, a distance of 30 m, and -68 dBm at a point of 40 m in distance.
On the other hand, the received power in the air conditioning duct is -23 dBm at a point of 1 m from the transmitting antenna to the receiving antenna, -51 dBm at a point of 10 m, and a distance of 20 m as shown by the solid line in FIG. It was -52 dBm at the point, -58 dBm at the point where the distance was 30 m, and -59 dBm at the point where the distance was 40 m.
このシミュレーションの結果が示すように空調ダクト内を伝搬する電磁波の受信強度(受信点における電界強度)は、自由空間を伝搬する電磁波に比べて約10dB高くなることがわかる。これは、自由空間における電磁波は、自由空間に放射状に広がりながら拡散していくのに対して、空調ダクト2内の送信アンテナから放射される電磁波は、空調ダクト2の内壁面で反射を繰り返しながら受信アンテナに到達することによる。 As can be seen from the simulation results, the reception intensity of the electromagnetic wave propagating in the air conditioning duct (the electric field intensity at the reception point) is about 10 dB higher than the electromagnetic wave propagating in the free space. This is because electromagnetic waves in the free space diffuse while radiating in the free space, whereas electromagnetic waves radiated from the transmitting antenna in the air conditioning duct 2 are repeatedly reflected on the inner wall surface of the air conditioning duct 2. By reaching the receiving antenna.
また発明者らは、円形状の断面を有する直線状ダクト内と自由空間との受信電力比較に関するシミュレーションを行った。このシミュレーションは、直径300mmの直径を有する真円形の断面形状を有する空調ダクト2を用いたもので、これ以外は、上述と同一の条件である。
その結果、図4の実線に示されるように空調ダクト内における受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−5dBm、距離が10mの地点で−25dBm、距離が20mの地点で−32dBm、距離が30mの地点で−38dBm、距離が40mの地点で−43dBmであった。
In addition, the inventors performed a simulation on the comparison of received power between a straight duct having a circular cross section and free space. This simulation uses the air-conditioning duct 2 having a true circular cross-sectional shape having a diameter of 300 mm, and the other conditions are the same as described above.
As a result, as shown by the solid line in FIG. 4, the received power in the air conditioning duct is -5 dBm at a distance of 1 m from the transmitting antenna to the receiving antenna, -25 dBm at a distance of 10 m, and a distance of 20 m. -32 dBm, -38 dBm at a distance of 30 m, and -43 dBm at a distance of 40 m.
このシミュレーションの結果が示すように空調ダクト内を伝搬する電磁波の受信点における電界強度は、自由空間を伝搬する電磁波に比べて約20dB高くなることが確かめられた。これは、角形の空調ダクトに比べて円形形状の内壁面で反射された電磁波が効率的に受信アンテナに到達することによる。
次に発明者らは、図5に示すように屈曲部を有する空調ダクト内と自由空間との受信電力比較に関し、その伝送特性をシミュレーションによって確かめた。このシミュレーションは、次に示す条件で行った。
(A)空調ダクト
断面:300mm×300mmの正方形状
材質:スチール
曲げ角度:90°
曲げ部の内半径:500mm
曲げ部の外半径:800mm
(B)送信アンテナおよび受信アンテナ:空調ダクトの断面の中央部に、その断面方向に対して垂直に延伸する位置に配置した1/2波長ダイポールアンテナ
(C)送信アンテナと曲げ部の距離:5m固定
(D)曲げ部と受信アンテナの距離:1m〜10m(即ち送信アンテナから、6m〜15m)までの1m毎(図6)
(E)周波数:2450MHz
(F)送信出力:0dBm
(G)送信アンテナから受信アンテナに至るまでの間、空調ダクト内で反射する電磁波の回数:5回以下
(H)比較対象:自由空間における受信電力とダクト内における受信電力
その結果、図7の実線に示されるように、空調ダクト内における受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が6mの地点で―40dBm、距離が10mの地点で−37dBm、距離が15mの地点で−49dBmであった。
As shown in the simulation results, it was confirmed that the electric field strength at the reception point of the electromagnetic wave propagating in the air conditioning duct was about 20 dB higher than the electromagnetic wave propagating in free space. This is because the electromagnetic wave reflected by the inner wall surface having a circular shape efficiently reaches the receiving antenna as compared with the rectangular air conditioning duct.
Next, as shown in FIG. 5, the inventors have confirmed the transmission characteristics of the air conditioning duct having a bent portion and the free space by comparing the transmission power with a simulation. This simulation was performed under the following conditions.
(A) Air-conditioning duct Cross section: square shape of 300mm x 300mm Material: Steel Bending angle: 90 °
Bending radius: 500mm
Bending portion outer radius: 800mm
(B) Transmitting antenna and receiving antenna: 1/2 wavelength dipole antenna disposed at a position extending perpendicularly to the cross-sectional direction at the center of the cross section of the air conditioning duct (C) Distance between transmitting antenna and bent portion: 5 m Distance between fixed (D) bent portion and receiving antenna: 1 m to 10 m (i.e., 6 m to 15 m from the transmitting antenna) (Fig. 6)
(E) Frequency: 2450MHz
(F) Transmission output: 0dBm
(G) Number of electromagnetic waves reflected in the air-conditioning duct from the transmitting antenna to the receiving antenna: 5 times or less (H) Comparison target: received power in free space and received power in the duct As indicated by the solid line, the received power in the air conditioning duct was -40 dBm at a distance of 6 m from the transmitting antenna to the receiving antenna, -37 dBm at a distance of 10 m, and -49 dBm at a distance of 15 m. It was.
このシミュレーションの結果が示すように空調ダクト内を伝搬する電磁波の受信点における電界強度は、自由空間を伝搬する電磁波に比べて10dB以上高くなることが検証できた。これは、空調ダクトにおける屈曲部の内壁面が凹面鏡のように作用し、屈曲部を有さない直管タイプの空調ダクトに比べて受信電界強度が高くなったことによる。
更に発明者らは、上述したシミュレーションで用いた1/2波長ダイポールアンテナに代えて、平面アンテナを空調ダクトの内壁面に設置したときの受信電力の変化をシミュレーションした。この平面アンテナは、図8に示す指向特性を有する利得が9dBiの基本モード平面アンテナと、図9に示す指向特性を有する利得が6dBiの高次モード平面アンテナを用い、次の条件でシミュレーションを行った。
(A)空調ダクト
断面:300mm×300mmの正方形状
材質:スチール
(B)送信アンテナおよび受信アンテナ:双方のアンテナとも基本モード平面アンテナと高次モードアンテナを適用
(C)送信アンテナと受信アンテナとの距離:1m〜20mまでの1m毎
(D)周波数:2450MHz
(E)送信出力:0dBm
(F)送信アンテナから受信アンテナに至るまでの間、空調ダクト内で反射する電磁波の回数:5回以下
(G)比較対象:基本モード平面アンテナと高次モード平面アンテナにおける受信電力
その結果、図10の破線に示されるように基本モードアンテナを送信アンテナおよび受信アンテナに用いた場合の受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−32dBm、距離が5mの地点で−67dBm、距離が10mの地点で−86dBm、距離が15mの地点で−77dBm、距離が20mの地点で−77dBmであった。
As shown in the simulation results, it was verified that the electric field strength at the reception point of the electromagnetic wave propagating in the air conditioning duct was higher by 10 dB or more than the electromagnetic wave propagating in free space. This is because the inner wall surface of the bent portion of the air conditioning duct acts like a concave mirror, and the received electric field strength is higher than that of a straight pipe type air conditioning duct having no bent portion.
Furthermore, the inventors simulated changes in received power when a planar antenna was installed on the inner wall surface of the air conditioning duct instead of the half-wave dipole antenna used in the above-described simulation. This planar antenna uses a basic mode planar antenna having a directivity of 9 dBi having directivity shown in FIG. 8 and a high-order mode planar antenna having a gain of 6 dBi having directivity shown in FIG. It was.
(A) Air-conditioning duct Cross section: square shape of 300 mm x 300 mm Material: Steel (B) Transmitting antenna and receiving antenna: Both antennas apply basic mode planar antenna and higher-order mode antenna (C) Transmission antenna and receiving antenna Distance: 1m to 20m every 1m (D) Frequency: 2450MHz
(E) Transmission output: 0 dBm
(F) Number of electromagnetic waves reflected in the air conditioning duct from the transmitting antenna to the receiving antenna: 5 times or less (G) Comparison object: received power in the basic mode planar antenna and the higher mode planar antenna As shown by the dashed line 10, the reception power when the basic mode antenna is used for the transmission antenna and the reception antenna is −32 dBm at a point where the distance from the transmission antenna to the reception antenna is 1 m, and −67 dBm at a point where the distance is 5 m. The distance was -86 dBm at a point of 10 m, -77 dBm at a point of 15 m, and -77 dBm at a point of 20 m.
それに対して高次モードアンテナを送信アンテナおよび受信アンテナに用いた場合の受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−20dBm、距離が5mの地点で−41dBm、距離が10mの地点で−59dBm、距離が15mの地点で−58dBm、距離が20mの地点で−58dBmであった。
このシミュレーションの結果が示すように円錐状の指向特性をもつ高次モードアンテナは、基本モードアンテナに比べて受信点における受信電力が約20dB増加することが確認できる。
On the other hand, the received power when the higher-order mode antenna is used for the transmission antenna and the reception antenna is -20 dBm at a point where the distance from the transmission antenna to the reception antenna is 1 m, -41 dBm at a point where the distance is 5 m, and the distance is 10 m. It was -59 dBm at the point, -58 dBm at the point where the distance was 15 m, and -58 dBm at the point where the distance was 20 m.
As shown in the simulation results, it can be confirmed that the higher-order mode antenna having a conical directional characteristic increases the reception power at the reception point by about 20 dB as compared with the basic mode antenna.
この種の平面アンテナは、空調ダクトの内壁面に貼り付けるように取り付けることができるので、空調ダクト内を流れる流体の流路抵抗を増加させることなく好ましい。
次に発明者らは、アンテナの後方に反射板を設けた場合の伝送シミュレーションを行った。送信アンテナの反射板は、送信アンテナから受信アンテナに向かう方向に対して送信アンテナの背後に位置するように設置される。同様に受信アンテナの反射板は、受信アンテナから送信アンテナに向かう方向に対して受信アンテナの背後に位置するように設置される。
Since this kind of planar antenna can be attached to the inner wall surface of the air conditioning duct, it is preferable without increasing the flow path resistance of the fluid flowing in the air conditioning duct.
Next, the inventors performed a transmission simulation when a reflector was provided behind the antenna. The reflector of the transmission antenna is installed so as to be located behind the transmission antenna in the direction from the transmission antenna to the reception antenna. Similarly, the reflecting plate of the receiving antenna is installed so as to be positioned behind the receiving antenna in the direction from the receiving antenna to the transmitting antenna.
発明者らは、このような反射器(反射板)の有無による直線状ダクト内の受信電力比較に関し、その伝送特性をシミュレーションによって確かめた。このシミュレーションは、次に示す条件で行った。
(A)空調ダクト
断面:300mm×300mmの正方形状
材質:スチール
(B)送信アンテナおよび受信アンテナ:空調ダクトの断面の中央部に、その断面方向に対して垂直に延伸する位置に配置した1/2波長ダイポールアンテナ
(C)反射板:送信アンテナおよび受信アンテナのそれぞれ背後の位置に、それぞれのアンテナから90mm(3/4波長)離れた位置にスチール板を設置
(D)送信アンテナと受信アンテナとの距離:1m〜40mまでの1m毎
(E)周波数:2450MHz
(F)送信出力:0dBm
(G)送信アンテナから受信アンテナに至るまでの間、空調ダクト内で反射する電磁波の回数:5回以下
(H)比較対象:ダクト内における反射板がないときの受信電力と反射板があるときの受信電力
その結果、反射板がない場合の受信点における受信電力は、図11の破線に示されるように空調ダクト内の受信電力と同一であるが、反射板を設けた場合、図11の実線に示されるように空調ダクト内における受信電力は、送信アンテナから受信アンテナまで至る距離が1mの地点で−20dBm、距離が10mの地点で−42dBm、距離が20mの地点で−43dBm、距離が30mの地点で−49dBm、距離が40mの地点で−51dBmであった。
The inventors of the present invention have confirmed the transmission characteristics of the received power in the linear duct with or without such a reflector (reflector) by simulation. This simulation was performed under the following conditions.
(A) Air conditioning duct Cross section: square shape of 300 mm x 300 mm Material: Steel (B) Transmitting antenna and receiving antenna: 1/2 disposed at the center of the cross section of the air conditioning duct at a position extending perpendicular to the cross section direction Two-wavelength dipole antenna (C) reflector: A steel plate is installed at a position 90 mm (3/4 wavelength) away from each antenna behind the transmitting antenna and the receiving antenna. (D) Transmitting antenna and receiving antenna Distance: 1m to 40m every 1m (E) Frequency: 2450MHz
(F) Transmission output: 0dBm
(G) Number of electromagnetic waves reflected in the air-conditioning duct from the transmitting antenna to the receiving antenna: 5 times or less (H) Comparison object: When there is a receiving power and a reflecting plate when there is no reflecting plate in the duct As a result, the reception power at the reception point when there is no reflector is the same as the reception power in the air conditioning duct as shown by the broken line in FIG. 11, but when a reflector is provided, As indicated by the solid line, the received power in the air conditioning duct is -20 dBm at a distance of 1 m from the transmitting antenna to the receiving antenna, -42 dBm at a distance of 10 m, -43 dBm at a distance of 20 m, and the distance is It was -49 dBm at a point of 30 m and -51 dBm at a point of 40 m in distance.
このように送信アンテナおよび受信アンテナのそれぞれの背後に反射板を設けた場合、空調ダクト内を伝搬する電磁波の受信点における電界強度は、反射板が自由空間を伝搬する電磁波に比べて約10dB高くなることがわかる。これは送信アンテナの場合、送信アンテナから放射される直接波と、この直接波の一部が反射板によって反射された反射波とが同位相で合成されて受信アンテナの方向に放射されることによる。同様に受信アンテナも受信アンテナに直接到来する直接波と、反射板によって反射された反射波とが受信アンテナで同位相で合成されて受信電力が強くなることによる。 Thus, when the reflector is provided behind each of the transmitting antenna and the receiving antenna, the electric field strength at the reception point of the electromagnetic wave propagating in the air conditioning duct is about 10 dB higher than the electromagnetic wave propagating in the free space by the reflecting plate. I understand that This is because, in the case of a transmitting antenna, a direct wave radiated from the transmitting antenna and a reflected wave in which a part of the direct wave is reflected by the reflector are combined in the same phase and radiated in the direction of the receiving antenna. . Similarly, the reception antenna also has a strong reception power by combining the direct wave directly coming to the reception antenna and the reflected wave reflected by the reflector in the same phase by the reception antenna.
尚、送信アンテナと反射板の距離または受信アンテナと反射板との距離は、それぞれのアンテナで直接波と反射波が同位相で合成されればよい。つまり、各アンテナと反射板との距離は、送受信される電磁波の波長をλとすれば、λ/4、3λ/4、5λ/4・・・(2n−1)λ/4(ただし、n≧0の整数)となるように位置付ければよい。
上述したように本発明の無線通信システムは、空調ダクト2を電磁波の伝搬路として用いることで、センサを駆動するための配線や電池が不要な無線通信システムを提供することができるという実用上多大なる効果を奏することが確かめられた。
The distance between the transmitting antenna and the reflecting plate or the distance between the receiving antenna and the reflecting plate may be such that the direct wave and the reflected wave are synthesized in the same phase in each antenna. That is, the distance between each antenna and the reflector is λ / 4, 3λ / 4, 5λ / 4 (2n−1) λ / 4 (where n (Position of ≧ 0)
As described above, the wireless communication system according to the present invention is practically great in that it can provide a wireless communication system that does not require wiring and batteries for driving the sensor by using the air conditioning duct 2 as an electromagnetic wave propagation path. It has been confirmed that
尚、本発明の無線通信システムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることが可能である。 The wireless communication system of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 空調制御装置
2 空調ダクト
3 質問アンテナ
4 送受信部
5 制御部
6 外部電源
10 計測制御装置
11 センサ
12 アクチュエータ
13 応答アンテナ
14 送信部
20 送電アンテナ
21 電力送信部
30 受電アンテナ
31 整流部
32 蓄電部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air-conditioning control apparatus 2 Air-conditioning duct 3 Question antenna 4 Transmission / reception part 5 Control part 6 External power supply 10 Measurement control apparatus 11 Sensor 12 Actuator 13 Response antenna 14 Transmission part 20 Power transmission antenna 21 Power transmission part 30 Power reception antenna 31 Rectification part 32 Power storage part
Claims (10)
所定の物理量を計測し、前記空調ダクト内にその計測した物理量を所定周波数の電磁波にて変調して送信する計測装置と、
この計測装置が前記空調ダクト内に送信した前記電磁波を受信してこの電磁波によって搬送された前記物理量を受信する空調制御装置と
を有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、第一の周波数の前記電磁波にて前記計測装置が送信した電磁波を受け取る質問アンテナと、
この質問アンテナに接続されて、前記第一の周波数の電磁波にて搬送された前記物理量を受信する制御装置受信部と、
この制御装置受信部に接続されて、この制御装置受信部が作動する電力を供給する外部電源部と、
この外部電源部に接続されて、第二の周波数の電磁波を送信する電力送信部と、
この電力送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記電力送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す送電アンテナと
を備え、
前記計測装置は、計測した前記物理量を前記第一の周波数の電磁波にて変調して送信する計測装置送信部と、
この計測装置送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記計測装置送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す応答アンテナと、
前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記送電アンテナにより送り出された前記第二の周波数の電磁波を受け取る受電アンテナと、
この受電アンテナに接続されて、この受電アンテナが受け取った前記第二の周波数の電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、
この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部と
を具備し、
前記計測装置は、前記蓄電部に蓄えられた直流電力により駆動されることを特徴とする無線通信システム。 An air-conditioning duct made of a metal tubular body;
A measuring device that measures a predetermined physical quantity, modulates the measured physical quantity with an electromagnetic wave of a predetermined frequency, and transmits it in the air conditioning duct;
A wireless communication system having an air conditioning control device that receives the electromagnetic wave transmitted by the measuring device into the air conditioning duct and receives the physical quantity conveyed by the electromagnetic wave,
The air-conditioning control device is positioned so as to protrude into the air-conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air-conditioning duct, and the electromagnetic wave transmitted by the measuring device with the electromagnetic wave having the first frequency. Receive the question antenna and the
A controller receiving unit connected to the interrogation antenna and receiving the physical quantity carried by the electromagnetic wave of the first frequency;
An external power supply unit connected to the control device receiving unit and supplying power for operating the control device receiving unit;
A power transmission unit connected to the external power supply unit and transmitting an electromagnetic wave of the second frequency,
An electromagnetic wave connected to the power transmission unit and positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct and transmits the electromagnetic wave transmitted by the power transmission unit in the air conditioning duct. And a power transmission antenna
The measuring device is a measuring device transmitter that modulates and transmits the measured physical quantity with an electromagnetic wave of the first frequency,
The electromagnetic waves transmitted from the measuring device transmitter are connected to the measuring device transmitter and positioned so as to protrude into the air conditioning duct through holes formed in the wall surface of the air conditioning duct. A response antenna that feeds into the duct;
Through a hole that is drilled in the wall of the air-conditioning duct, a power receiving antenna is positioned so as to project into the air conditioning duct, receiving said second electromagnetic wave frequency sent out by the transmission antenna,
This is connected to the power receiving antenna, a rectifier unit to take out the DC power electromagnetic waves of the second frequency of the power receiving antenna has received rectified to,
A power storage unit that stores the DC power extracted by the rectification unit;
The wireless communication system, wherein the measuring device is driven by DC power stored in the power storage unit.
この前記空調ダクト内に所定周波数の電磁波にて変調した制御データを送り出す空調制御装置と、
この空調制御装置が前記空調ダクト内に送り出した所定の制御データを受けて、予め定められた制御動作を実行する駆動装置と
を有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、制御データを第一の周波数の電磁波にて変調して送信する制御装置送信部と、
この制御装置送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記制御装置送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す質問アンテナと、
前記制御装置送信部に接続されて、この制御装置送信部が作動する電力を供給する外部電源部と、
この外部電源部に接続されて、第二の周波数の電磁波を送信する電力送信部と、
この電力送信部に接続されて、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記電力送信部が送信した電磁波を前記空調ダクト内に送り出す送電アンテナと
を備え、
前記駆動装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナと、
この応答アンテナに接続されて、前記第一の周波数の電磁波にて搬送された前記制御データを受信する駆動装置受信部と、
この駆動装置受信部が受信した制御データを受けて所定の動作を実行するアクチュエータと、
前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられて、前記送電アンテナにより送り出された前記第二の周波数の電磁波を受け取る受電アンテナと、
この受電アンテナに接続されて、前記受電アンテナが受け取った前記第二の周波数の電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、
この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部と
を具備し、
前記駆動装置受信部および前記アクチュエータは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴とする無線通信システム。 An air-conditioning duct made of a metal tubular body;
An air conditioning control device for sending control data modulated by electromagnetic waves of a predetermined frequency into the air conditioning duct;
A wireless communication system having a drive device that receives predetermined control data sent into the air conditioning duct by the air conditioning control device and executes a predetermined control operation,
The air conditioning control device is a control device transmitter that modulates and transmits control data with an electromagnetic wave of a first frequency, and
The electromagnetic wave transmitted from the control device transmission section is connected to the control device transmission section and is positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct. A question antenna to be sent into the duct,
An external power supply connected to the control device transmitter and supplying power for operating the control device transmitter;
A power transmission unit connected to the external power supply unit and transmitting an electromagnetic wave of the second frequency,
An electromagnetic wave connected to the power transmission unit and positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole formed in the wall surface of the air conditioning duct and transmits the electromagnetic wave transmitted by the power transmission unit in the air conditioning duct. And a power transmission antenna
The drive device has a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole made in the wall surface of the air conditioning duct;
A drive receiving unit connected to the response antenna and receiving the control data carried by the electromagnetic wave of the first frequency;
An actuator that receives the control data received by the driving device receiver and executes a predetermined operation;
Through a hole that is drilled in the wall of the air-conditioning duct, a power receiving antenna is positioned so as to project into the air conditioning duct, receiving said second electromagnetic wave frequency sent out by the transmission antenna,
A rectifying unit connected to the power receiving antenna and rectifying the electromagnetic wave of the second frequency received by the power receiving antenna to extract DC power;
A power storage unit that stores the DC power extracted by the rectification unit;
The wireless communication system, wherein the driving device receiving unit and the actuator are driven by electrical energy stored in the power storage unit.
前記空調ダクトに屈曲部を有するとき、前記送電アンテナおよび前記受電アンテナは、この屈曲部を挟み込む前記空調ダクト内の所定の位置に配置されることを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1 or 2 ,
When the air-conditioning duct has a bent portion, the power transmission antenna and the power receiving antenna are arranged at predetermined positions in the air-conditioning duct that sandwich the bent portion.
この前記空調ダクト内に所定周波数の電磁波にて変調した制御データを送り出す空調制御装置と、
この空調制御装置が前記空調ダクト内に送り出した所定の制御データを受けて、予め定められた制御動作を実行する駆動装置と
を有する無線通信システムであって、
前記空調制御装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた質問アンテナと、
この質問アンテナに接続されて、前記空調ダクト内に前記所定周波数の第1電磁波にて前記制御データを送り出す制御装置送信部と
を備え、
前記駆動装置は、前記空調ダクトの壁面に穿たれた孔部を介して、この空調ダクト内に突出するように位置付けられた応答アンテナと、
この応答アンテナに接続されて、前記第1電磁波にて搬送された前記制御データを受信する駆動装置受信部と、
この駆動装置受信部が受信した制御データを受けて所定の動作を実行するアクチュエータと、
前記応答アンテナに接続されて、この応答アンテナが受け取った前記第1電磁波を整流して直流電力を取り出す整流部と、
この整流部によって取り出された前記直流電力を蓄える蓄電部と
を具備し、
前記駆動装置受信部と前記アクチュエータは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴とする無線通信システム。 An air-conditioning duct made of a metal tubular body;
An air conditioning control device for sending control data modulated by electromagnetic waves of a predetermined frequency into the air conditioning duct;
A wireless communication system having a drive device that receives predetermined control data sent into the air conditioning duct by the air conditioning control device and executes a predetermined control operation,
The air conditioning control device includes a question antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole made in the wall surface of the air conditioning duct,
Connected to this question antenna, and a control device transmitting unit for sending the control data in the first wave of the plant allows constant wave number in said air conditioning duct,
The drive device has a response antenna positioned so as to protrude into the air conditioning duct through a hole made in the wall surface of the air conditioning duct;
A driving device receiver connected to the response antenna and receiving the control data carried by the first electromagnetic wave;
An actuator that receives the control data received by the driving device receiver and executes a predetermined operation;
A rectifier connected to the response antenna and rectifying the first electromagnetic wave received by the response antenna to extract DC power;
A power storage unit that stores the DC power extracted by the rectification unit;
It said actuator and said drive receiving portion, a radio communication system, characterized in that it is driven by the electric energy stored in the power storage unit.
前記駆動装置は、所定の物理量を計測するセンサと、前記応答アンテナに接続されて、前記センサで計測した所定の物理量を前記所定周波数の第2電磁波にて前記空調ダクト内に送信する駆動装置送信部とをさらに備え、
前記空調制御装置は、前記質問アンテナに接続されて、前記駆動装置送信部から前記第2電磁波にて送り出された物理量を受信する制御装置受信部をさらに備え、
前記駆動装置送信部と前記センサは、前記蓄電部に蓄えられた電気エネルギーにより駆動されることを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 5, wherein
The drive device is connected to the sensor for measuring a predetermined physical quantity, and the drive device transmission is connected to the response antenna, and transmits the predetermined physical quantity measured by the sensor into the air conditioning duct by the second electromagnetic wave having the predetermined frequency. And further comprising
The air conditioning control device is connected to the question antenna, further comprising a controller receiving section for receiving the physical quantity issued to Ri feed Te in the second electromagnetic wave from the drive transmission unit,
The wireless communication system, wherein the driving device transmission unit and the sensor are driven by electrical energy stored in the power storage unit.
前記空調ダクトに屈曲部を有するとき、前記質問アンテナおよび前記応答アンテナは、この屈曲部を挟み込む前記空調ダクト内の所定の位置に配置されることを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system according to any one of claims 1 to 9 ,
When the air conditioning duct has a bent portion, the interrogating antenna and the response antenna are arranged at predetermined positions in the air conditioning duct that sandwich the bent portion.
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