JP7353927B2 - Wireless sensor devices and wireless sensor systems - Google Patents
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Description
本開示は、ノイズがセンサ素子の検出値に影響を与えない無線センサ装置および無線センサシステムに関する。 The present disclosure relates to a wireless sensor device and a wireless sensor system in which noise does not affect the detection value of a sensor element.
従来、無線センサ装置では、センサ素子と制御部との間の非接触給電に電磁波を用いているので、センサ素子の検出値が電磁波ノイズに強く影響を受ける。センサ素子の検出精度を向上させるために電磁波ノイズの影響をセンサ素子の検出値から除く技術が知られている。例えば、センサ素子によるセンシング期間と給電期間とが重複しないように構成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a wireless sensor device, electromagnetic waves are used for contactless power supply between a sensor element and a control unit, and therefore, the detected value of the sensor element is strongly influenced by electromagnetic wave noise. 2. Description of the Related Art In order to improve the detection accuracy of a sensor element, a technique is known in which the influence of electromagnetic noise is removed from the detection value of a sensor element. For example, a technique is known in which a sensing period by a sensor element and a power feeding period do not overlap (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来技術の無線センサ装置は、非接触給電で電磁波を用いているだけではなく、非接触通信でも電磁波を用いているので、センシング期間と給電期間とが重複しないように構成しても、非接触通信によって生じる電磁波ノイズの影響をセンサ素子の検出値から除くことはできない。 However, since conventional wireless sensor devices not only use electromagnetic waves for contactless power supply but also use electromagnetic waves for contactless communication, even if configured so that the sensing period and the power supply period do not overlap, The influence of electromagnetic noise caused by non-contact communication cannot be excluded from the detected value of the sensor element.
そのため、非接触給電によって生じる電磁波ノイズだけではなく、非接触通信によって生じる電磁波ノイズをもセンサ素子の検出値に影響を与えないように構成された無線センサ装置が求められている。 Therefore, there is a need for a wireless sensor device that is configured so that not only electromagnetic wave noise generated by contactless power supply but also electromagnetic wave noise generated by contactless communication does not affect the detection value of the sensor element.
本開示の無線センサ装置は、
第1送受信部と第2送受信部とを備え、
第1送受信部は、トリガー信号、給電信号およびセンサ素子制御信号を第2送受信部に無線送信するとともに、センサ素子から出力された検出データ信号を第2送受信部から無線受信し、
第2送受信部は、
センサ素子制御信号に応答して検出データ信号を出力するセンサ素子と、
センサ素子から出力された検出データ信号およびタイミングデータを記憶するメモリ部と、
トリガー信号を受信したら、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によるノイズが、センサ素子によるセンシング期間中の検出に影響を与えないように、タイミングデータに基づいて、給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号とセンシング期間とのそれぞれのタイミングを時系列的に制御するタイミング制御部と、を備え、
タイミングデータは、
給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号のそれぞれの送信の開始および停止のタイミングが、センシング期間中に生じないタイミングデータを含み、かつ、
第1送受信部がセンサ素子制御信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第1遅延期間Aを表すタイミングデータと、
第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第2遅延期間Bを表すタイミングデータと、を含み、
第2遅延期間Bが第1遅延期間Aよりも長く、
第2遅延期間Bの終了時点が第1遅延期間Aの終了時点と一致し、
センシング期間が終了してから検出データ信号の第2送受信部から第1送受信部への送信を開始するまでの第3遅延期間Cを表すタイミングデータを含む構成である。
The wireless sensor device of the present disclosure includes:
comprising a first transmitting/receiving section and a second transmitting/receiving section,
The first transmitter/receiver wirelessly transmits the trigger signal, the power supply signal, and the sensor element control signal to the second transmitter/receiver, and wirelessly receives the detection data signal output from the sensor element from the second transmitter/receiver,
The second transmitter/receiver is
a sensor element that outputs a detection data signal in response to a sensor element control signal;
a memory unit that stores the detection data signal and timing data output from the sensor element;
Once the trigger signal is received, the power supply signal and sensor element control signal are adjusted based on the timing data so that noise caused by the power supply signal, sensor element control signal, and detection data signal does not affect the detection by the sensor element during the sensing period. and a timing control unit that chronologically controls the respective timings of the detection data signal and the sensing period,
The timing data is
The start and stop timings of transmission of the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal include timing data that does not occur during the sensing period , and
Timing data representing a first delay period A from when the first transmitter/receiver stops transmitting the sensor element control signal until the sensing period starts;
Timing data representing a second delay period B from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts;
the second delay period B is longer than the first delay period A;
The end point of the second delay period B coincides with the end point of the first delay period A,
The configuration includes timing data representing a third delay period C from the end of the sensing period until the start of transmission of the detected data signal from the second transmitter/receiver to the first transmitter/receiver.
本開示の無線センサ装置によれば、上述のように構成されるので、第1送受信部と第2送受信部間で無線通信される、トリガー信号と給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号とによって生じるノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。 According to the wireless sensor device of the present disclosure, configured as described above, the trigger signal, the power feeding signal, the sensor element control signal, and the detected data signal are wirelessly communicated between the first transmitting/receiving section and the second transmitting/receiving section. It becomes possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise caused by the noise.
即ち、本開示の無線センサ装置によれば、センサ素子が駆動しているセンシング期間中にノイズが生じないタイミングデータに基づいて、給電信号、センサ素子制御信号、検出データ信号およびセンシング期間のそれぞれの送受信を開始および停止するタイミングを制御するので、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じるノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。 That is, according to the wireless sensor device of the present disclosure, each of the power supply signal, sensor element control signal, detection data signal, and sensing period is determined based on timing data in which no noise occurs during the sensing period in which the sensor element is driven. Since the timing of starting and stopping transmission and reception is controlled, it is possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise caused by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal.
また、本開示の無線センサ装置によれば、第1送受信部がセンサ素子制御信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第1遅延期間を表すタイミングデータに基づいて、センサ素子制御信号の送信を停止するタイミングを制御するので、センサ素子制御信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することがない。また、センサ素子制御信号の送信を停止した後にセンサ素子制御信号の減衰信号が生じたとしても、減衰信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することがない。その結果、ノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。 Further, according to the wireless sensor device of the present disclosure, the first transmitter/receiver transmits the sensor element control signal based on the timing data representing the first delay period from when the sensor element control signal is stopped to when the sensing period starts. Since the timing at which transmission of the control signal is stopped is controlled, the sensor element control signal does not overlap the sensing period and be superimposed as noise on the detected value of the sensor element. Furthermore, even if an attenuation signal of the sensor element control signal occurs after transmission of the sensor element control signal is stopped, the attenuation signal will not overlap the sensing period and be superimposed as noise on the detected value of the sensor element. As a result, it is possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise.
また、本開示の無線センサ装置によれば、第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第2遅延期間を表すタイミングデータに基づいて、給電信号の送信を停止するタイミングを制御するので、給電信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することがない。また、給電信号の送信を停止した後に給電信号の減衰信号が生じたとしても、減衰信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することがない。その結果、ノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。 Further, according to the wireless sensor device of the present disclosure, the power supply signal is transmitted based on the timing data representing the second delay period from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts. Since the timing of stopping is controlled, the power supply signal does not overlap the sensing period and be superimposed as noise on the detection value of the sensor element. Further, even if an attenuation signal of the power supply signal occurs after the transmission of the power supply signal is stopped, the attenuation signal will not overlap the sensing period and be superimposed as noise on the detection value of the sensor element. As a result, it is possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise.
また、本開示の無線センサ装置によれば、タイミングデータは、第1送受信部がセンサ素子制御信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第1遅延期間を表すタイミングデータと、第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第2遅延期間を表すタイミングデータと、を含んでおり、第2遅延期間が第1遅延期間よりも長い構成とすることによって、ノイズを含まないセンサ素子の検出値を得る効果がより向上する。即ち、給電信号は、センサ素子制御信号と比較して振幅が大きい交流信号(図2に示す)であることから、給電信号の送信を停止した後にその減衰信号(減衰信号ASkとする)が生じるとともにセンサ素子制御信号の送信を停止した後にその減衰信号(減衰信号ASsとする)が生じた場合、減衰信号ASkの長さが減衰信号ASsの長さよりも長くなる。従って、第2遅延期間の長さを第1遅延期間よりも長くすることによって、減衰信号ASkがセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することをより効果的に抑えることができる。 Further, according to the wireless sensor device of the present disclosure, the timing data includes timing data representing a first delay period from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the sensor element control signal until the sensing period starts; and timing data representing a second delay period from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts, and the second delay period is longer than the first delay period. By doing so, the effect of obtaining a detection value of the sensor element that does not include noise is further improved. That is, since the power supply signal is an AC signal (shown in FIG. 2) with a larger amplitude than the sensor element control signal, its attenuation signal (referred to as attenuation signal ASk) is generated after the transmission of the power supply signal is stopped. When the attenuation signal (referred to as attenuation signal ASs) is generated after the transmission of the sensor element control signal is stopped, the length of the attenuation signal ASk becomes longer than the length of the attenuation signal ASs. Therefore, by making the length of the second delay period longer than the first delay period, it is possible to more effectively suppress the attenuation signal ASk from overlapping the sensing period and being superimposed as noise on the detected value of the sensor element. .
また、本開示の無線センサ装置によれば、センシング期間が終了してから第2送受信部から第1送受信部への検出データの送信を開始するまでの第3遅延期間を表すタイミングデータに基づいて、検出データの送信を開始するタイミングを制御するので、検出データ信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することがない。その結果、検出データ信号の送信開始時点で生じるノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。 Further, according to the wireless sensor device of the present disclosure, based on the timing data representing the third delay period from the end of the sensing period until the start of transmission of the detection data from the second transmitting/receiving section to the first transmitting/receiving section. Since the timing at which transmission of the detection data is started is controlled, the detection data signal does not overlap the sensing period and be superimposed as noise on the detection value of the sensor element. As a result, it is possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise generated at the time of starting transmission of the detection data signal.
また、本開示の無線センサ装置は、
第1送受信部と第2送受信部とを備え、
第1送受信部は、トリガー信号、給電信号およびセンサ素子制御信号を第2送受信部に無線送信するとともに、センサ素子から出力された検出データ信号を第2送受信部から無線受信し、
第2送受信部は、
センサ素子制御信号に応答して検出データ信号を出力するセンサ素子と、
センサ素子から出力された検出データ信号およびタイミングデータを記憶するメモリ部と、
トリガー信号を受信したら、給電信号および検出データ信号によるノイズが、センサ素子によるセンシング期間中の検出に影響を与えないように、タイミングデータに基づいて、給電信号と検出データ信号とセンシング期間のそれぞれのタイミングを時系列的に制御するタイミング制御部と、を備え、
タイミングデータは、
給電信号の送信の開始および停止のタイミングと、センサ素子制御信号の送信の開始のタイミングと、検出データ信号の送信の開始および停止のタイミングとがセンシング期間中に生じないとともに、センサ素子制御信号の送信の停止のタイミングがセンシング期間中に生じる、タイミングデータを含み、かつ、
第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの遅延期間Bを表すタイミングデータと、
センシング期間が終了してから検出データ信号の第2送受信部から第1送受信部への送信を開始するまでのもう1つの遅延期間Cを表すタイミングデータを含み、
タイミング制御部は、センシング期間に、センサ素子制御信号が重なってノイズが発生したとき、ノイズを含む検出データ信号の部位を削除またはその部位の信号レベルを0にする、構成である。
本開示の無線センサ装置によれば、センシング期間にセンサ素子制御信号が重なってノイズが発生したとき、ノイズを含む検出データの部位を無効にする。これによって、ノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。また、センサ素子が能動化されているセンシング期間を、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号の送受信期間よりもはるかに長く持続しても、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じるノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。また、給電信号、センサ素子制御信号および検出データの送受信の開始および停止をセンシング期間中に複数回実施することが可能となる。これによって、センシング期間を長期にわたって設定することが可能となる。
Further, the wireless sensor device of the present disclosure includes:
comprising a first transmitting/receiving section and a second transmitting/receiving section,
The first transmitter/receiver wirelessly transmits the trigger signal, the power supply signal, and the sensor element control signal to the second transmitter/receiver, and wirelessly receives the detection data signal output from the sensor element from the second transmitter/receiver,
The second transmitter/receiver is
a sensor element that outputs a detection data signal in response to a sensor element control signal;
a memory unit that stores the detection data signal and timing data output from the sensor element;
After receiving the trigger signal, the power supply signal, the detection data signal, and the sensing period are adjusted based on the timing data so that the noise caused by the power supply signal and the detection data signal does not affect the detection by the sensor element during the sensing period. A timing control unit that controls timing in chronological order,
The timing data is
The timing of starting and stopping the transmission of the power supply signal, the timing of starting the transmission of the sensor element control signal, and the timing of starting and stopping the transmission of the detection data signal do not occur during the sensing period, and the timing of starting and stopping the transmission of the sensor element control signal does not occur during the sensing period. including timing data, the timing of the stop of transmission occurring during the sensing period , and
Timing data representing a delay period B from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts ;
including timing data representing another delay period C from the end of the sensing period until the start of transmission of the detected data signal from the second transceiver to the first transceiver;
The timing control section is configured to delete a portion of the detection data signal containing noise or set the signal level of the portion to 0 when noise occurs due to overlapping of sensor element control signals during a sensing period.
According to the wireless sensor device of the present disclosure, when noise occurs due to overlapping of sensor element control signals during a sensing period, a portion of detection data including noise is invalidated. This makes it possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise. Furthermore, even if the sensing period in which the sensor element is activated lasts much longer than the transmission and reception period of the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal, the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal It becomes possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include generated noise. Furthermore, it is possible to start and stop transmission and reception of the power supply signal, sensor element control signal, and detection data multiple times during the sensing period. This allows the sensing period to be set over a long period of time.
このように、本開示の無線センサ装置によれば、上述のような構成を有することによって、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によるノイズを含まないセンサ素子の検出値を得ることが可能となる。これによって、本開示の無線センサ装置では、ノイズのない正確な検出値を得ることが可能となる。また、給電信号およびセンサ素子制御信号の受信を停止した後に残存するノイズ(減衰信号)、および検出データ信号の送信を開始する時点で生じるノイズをセンサ素子の検出値から確実に除くことが可能となる。 As described above, according to the wireless sensor device of the present disclosure, by having the above-described configuration, it is possible to obtain a detection value of the sensor element that does not include noise caused by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal. becomes. As a result, the wireless sensor device of the present disclosure can obtain accurate detection values without noise. In addition, it is possible to reliably eliminate the noise (attenuated signal) that remains after the reception of the power supply signal and the sensor element control signal is stopped, and the noise that occurs when the transmission of the detection data signal starts from the detection value of the sensor element. Become.
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る無線センサ装置について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A wireless sensor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<無線センサ装置>
図1は、第1実施形態の無線センサ装置200の電気的構成を示すブロック回路図である。本実施形態の無線センサ装置200は、無線給電および無線通信用の第1アンテナ10を備える第1送受信部100であって、第1アンテナ10から無線給電を行うための給電信号およびセンサ素子制御信号を送信する第1送受信部100と、第1アンテナ10との間における無線給電および無線通信用の第2アンテナ20を備える第2送受信部110であって、給電信号によって能動化され、センサ素子制御信号に応答して検出データ信号を出力するセンサ素子60と、センサ素子60から出力された検出データ信号および検出データ信号等の各種信号の通信期間を表すタイミングデータを記憶するメモリ部50と、を含む第2送受信部110と、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によるノイズが、センサ素子60によるセンシング期間中の検出に影響を与えないように、メモリ部50に記憶されたタイミングデータに基づいて、給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号のそれぞれの送信の開始および停止を制御するとともにセンシング期間の開始および停止を制御するタイミング制御部40と、を備える。
<Wireless sensor device>
FIG. 1 is a block circuit diagram showing the electrical configuration of a wireless sensor device 200 according to the first embodiment. The wireless sensor device 200 of the present embodiment is a first transmitting/receiving unit 100 including a first antenna 10 for wireless power feeding and wireless communication, and includes a power feeding signal and a sensor element control signal for wireless power feeding from the first antenna 10. A second transmitting/receiving unit 110 includes a first transmitting/receiving unit 100 that transmits a signal, and a second antenna 20 for wireless power feeding and wireless communication between the first antenna 10, and is activated by a power feeding signal and controls a sensor element. A sensor element 60 that outputs a detection data signal in response to a signal, and a memory section 50 that stores timing data representing the communication period of the detection data signal and various signals such as the detection data signal output from the sensor element 60. The timing data stored in the memory unit 50 is configured such that noise caused by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal does not affect the detection by the sensor element 60 during the sensing period. a timing control unit 40 that controls the start and stop of transmission of the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal, and also controls the start and stop of the sensing period.
タイミングデータは、タイミング制御部40にも記憶されていてもよい。また、タイミングデータは、第1送受信部100のトリガー信号等の制御信号を含み、その制御信号に従いタイミング制御部40が時系列に動くシーケンス動作を行ってもよい。即ち、タイミング制御部40は、トリガー信号等の制御信号を受信したら、給電信号の送受信、センサ素子制御信号の送受信、検出データ信号の送信、第1~3遅延期間(A~C)の設定、センシングの開始および停止のすべての動作を、時系列に実行させるようにタイミング制御してもよい。また他の開示として、タイミングデータはメモリ部50に記憶されておらず、タイミング制御部40に記憶されていてもよい。また、タイミングデータはなく、第1送受信部100のトリガー信号等の制御信号がメモリ部50等に記憶されており、第1送受信部100から送信された開始信号に基づいて制御信号が活性化されて上記のシーケンス動作を実行させるようにしてもよい。 The timing data may also be stored in the timing control section 40. Further, the timing data may include a control signal such as a trigger signal for the first transmitting/receiving section 100, and the timing control section 40 may perform a sequence operation in which the timing control section 40 moves in chronological order according to the control signal. That is, upon receiving a control signal such as a trigger signal, the timing control unit 40 transmits and receives a power supply signal, transmits and receives a sensor element control signal, transmits a detection data signal, sets the first to third delay periods (A to C), Timing may be controlled so that all operations of starting and stopping sensing are executed in chronological order. In another disclosure, the timing data may not be stored in the memory unit 50 but may be stored in the timing control unit 40. Further, there is no timing data, and control signals such as trigger signals of the first transmitting/receiving section 100 are stored in the memory section 50 or the like, and the control signals are activated based on the start signal transmitted from the first transmitting/receiving section 100. Alternatively, the above sequence operation may be executed.
タイミング制御部40は、所定の周波数でクロック信号を発生するクロック信号発生部と、クロック信号を計数するクロックカウンターに基づいて各種信号の開始および停止を制御する制御部または制御プログラムを格納した制御プログラム格納部と、を備えていてもよい。またタイミング制御部40は、第1送受信部100に配置されていてもよく、第1送受信部100および第2送受信部110の双方にあってもよく、さらには第1送受信部100および第2送受信部110の外部に別個に配置されていてもよい。その場合、タイミング制御部40は、第1送受信部100および第2送受信部110に対して無線通信によって制御を行ってもよい。 The timing control unit 40 includes a clock signal generation unit that generates a clock signal at a predetermined frequency, and a control unit that controls the start and stop of various signals based on a clock counter that counts clock signals, or a control program that stores a control program. The storage unit may also include a storage unit. Further, the timing control section 40 may be disposed in the first transceiver section 100, may be disposed in both the first transceiver section 100 and the second transceiver section 110, or furthermore, the timing control section 40 may be disposed in the first transceiver section 100 and the second transceiver section 110. It may be arranged separately outside the section 110. In that case, the timing control section 40 may control the first transmitting/receiving section 100 and the second transmitting/receiving section 110 by wireless communication.
図1の構成におけるタイミング制御部40は、第2送受信部110に配置されていることから、基本的には以下のように動作する。図2のタイミングチャートに示すように、第1送受信部100から送信された給電信号が第2送受信部110に受信されると、給電信号の受信停止のタイミングt2から第2遅延期間(B)を設定する。次に、第1送受信部100から送信されたセンサ素子制御信号が第2送受信部110に受信されると、センサ素子制御信号の受信停止のタイミングt4から第1遅延期間(A)を設定する。ここで、第2遅延期間(B)の終了時点と第1遅延期間(A)の終了時点が一致するように制御する、または予めプログラミングしておく、または第2遅延期間(B)の終了時点が第1遅延期間(A)の終了時点と一致するように第2遅延期間(B)の終了時点を調整し再設定してもよい。次に、第1遅延期間(A)の終了時点においてセンシングを開始し、所定のセンシング期間の終了時点においてセンシングを停止する。次に、センシングの終了時点から第3遅延期間(C)を経た時点において第1送受信部100への検出データ信号の送信を開始し、最後に検出データ信号の送信を停止する。 Since the timing control section 40 in the configuration of FIG. 1 is arranged in the second transmitting/receiving section 110, it basically operates as follows. As shown in the timing chart of FIG. 2, when the power feeding signal transmitted from the first transmitting/receiving section 100 is received by the second transmitting/receiving section 110, the second delay period (B) starts from the timing t2 when reception of the power feeding signal is stopped. Set. Next, when the sensor element control signal transmitted from the first transmitter/receiver 100 is received by the second transmitter/receiver 110, a first delay period (A) is set from timing t4 at which reception of the sensor element control signal is stopped. Here, the end point of the second delay period (B) and the end point of the first delay period (A) are controlled or programmed in advance, or the end point of the second delay period (B) The end time of the second delay period (B) may be adjusted and reset so that it coincides with the end time of the first delay period (A). Next, sensing is started at the end of the first delay period (A) and stopped at the end of a predetermined sensing period. Next, the transmission of the detection data signal to the first transmitting/receiving section 100 is started at the time when the third delay period (C) has passed from the end of sensing, and finally the transmission of the detection data signal is stopped.
なお、タイミング制御部40は、給電信号の送受信、センサ素子制御信号の送受信、検出データ信号の送信、第1~3遅延期間(A~C)の設定、センシングの開始および停止のすべてのタイミングを制御するように動作してもよい。 Note that the timing control unit 40 controls all timings for transmitting and receiving power supply signals, transmitting and receiving sensor element control signals, transmitting detection data signals, setting first to third delay periods (A to C), and starting and stopping sensing. It may also operate to control.
無線センサ装置200は、通信/給電モジュール30、選択回路部70およびアナログデジタル変換回路部80のうちの少なくとも1つをさらに備えていてもよい。 The wireless sensor device 200 may further include at least one of the communication/power supply module 30, the selection circuit section 70, and the analog-to-digital conversion circuit section 80.
第1送受信部100および第2送受信部110は、それぞれ別の基板上に配置されてもよい。基板は、電気絶縁性を有する材料、例えばガラス、プラスチック、セラミックス等から成り、平面視における形状が四角形または円形の板状体によって実現されてもよい。また基板は、透光性を有するものであってもよく、黒色、褐色等の色に着色されたものであってもよい。 The first transmitting/receiving section 100 and the second transmitting/receiving section 110 may be arranged on separate substrates. The substrate is made of an electrically insulating material such as glass, plastic, ceramics, etc., and may be realized as a plate-shaped body having a rectangular or circular shape in plan view. Further, the substrate may be translucent, or may be colored black, brown, or the like.
第1送受信部100は、例えば、第1基板の面(上面、下面、側面のうちの上面または下面)に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等の薄膜形成法によって直接形成され配置されていてもよい。また、第1基板の面に、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)等から成る無機絶縁層、およびアクリル系樹脂、ポリカーボネート等から成る有機絶縁層等の絶縁層が、CVD法等の薄膜形成法によって形成され配置され、その絶縁層上に第1アンテナ10が配置されていてもよい。その場合、第1基板の面、絶縁層上、複数の絶縁層の層間に、第1アンテナ10を構成する、電極、配線、スルーホール等の接続導体、回路等を配置することができる。また、第1基板と同様に形成された第2基板上に第2送受信部110が配置されていてもよい。即ち、第2基板上に第2アンテナ20、タイミング制御部40、メモリ部50、センサ素子60等が配置されていてもよい。その場合、第2基板の面、絶縁層上、複数の絶縁層の層間に、第2アンテナ20およびセンサ素子60を構成する、電極、配線、スルーホール等の接続導体、回路等を配置することができる。これにより、第2送受信部110は、第2基板と、その上に配置されたセンサ素子60およびメモリ部50等と、を備える無線センサチップとして構成することができる。この無線チップは、小型薄型化することができるので、例えば細胞培養用のマルチウェルプレートの各ウェル等の小さな収容空間に収容して使用することができる。 For example, the first transmitter/receiver 100 may be directly formed and arranged on the surface (the upper surface or the lower surface of the upper surface, lower surface, or side surface) of the first substrate by a thin film forming method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. good. Further, an insulating layer such as an inorganic insulating layer made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc., and an organic insulating layer made of acrylic resin, polycarbonate, etc. is formed on the surface of the first substrate by CVD. The first antenna 10 may be formed and arranged by a thin film forming method such as a method, and the first antenna 10 may be arranged on the insulating layer. In that case, electrodes, wiring, connection conductors such as through holes, circuits, etc. that constitute the first antenna 10 can be arranged on the surface of the first substrate, on the insulating layer, and between the plurality of insulating layers. Further, the second transmitter/receiver 110 may be arranged on a second substrate formed in the same manner as the first substrate. That is, the second antenna 20, the timing control section 40, the memory section 50, the sensor element 60, etc. may be arranged on the second substrate. In that case, electrodes, wiring, connection conductors such as through holes, circuits, etc. that constitute the second antenna 20 and the sensor element 60 may be arranged on the surface of the second substrate, on the insulating layer, and between the plurality of insulating layers. I can do it. Thereby, the second transmitting/receiving section 110 can be configured as a wireless sensor chip including the second substrate, the sensor element 60, the memory section 50, etc. arranged on the second substrate. Since this wireless chip can be made small and thin, it can be used by being housed in a small storage space, such as each well of a multi-well plate for cell culture.
上記の構成によって、第1アンテナ10、第2アンテナ20および他の回路等を、第1基板および第2基板上に集積化して配置することができるとともに基板の面積を小さくすることができる。また、複数の絶縁層の層間に電極、配線、スルーホール等の接続導体、回路等を配置した場合、被計測物が酸性の培養液等の腐食性のものであったとしても、被計測物の中に無線センサ装置を高い耐腐食性をもって配置することができる。 With the above configuration, the first antenna 10, the second antenna 20, other circuits, etc. can be integrated and arranged on the first substrate and the second substrate, and the area of the substrate can be reduced. In addition, when connecting conductors such as electrodes, wiring, through holes, circuits, etc. are arranged between multiple insulating layers, even if the measured object is corrosive such as acidic culture solution, the measured object The wireless sensor device can be placed in the container with high corrosion resistance.
さらには、第1送受信部100および第2送受信部110が、一つの基板上に配置されていてもよい。 Furthermore, the first transmitting/receiving section 100 and the second transmitting/receiving section 110 may be arranged on one substrate.
第1アンテナ10および第2アンテナ20は、例えばループアンテナによって実現されてもよく、ダイポールアンテナによって実現されてもよい。第1アンテナ10および第2アンテナ20は、好ましくは、アンテナ長の調整が容易であり受信感度の高いループアンテナであってもよい。 The first antenna 10 and the second antenna 20 may be realized by, for example, a loop antenna or a dipole antenna. The first antenna 10 and the second antenna 20 may preferably be loop antennas whose antenna lengths are easily adjustable and have high reception sensitivity.
センサ素子60は、pHセンサ素子、温度センサ素子、電気抵抗センサ素子および撮像センサ素子のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。さらにセンサ素子60は、圧力センサ素子、磁気センサ素子、湿度センサ素子、色度センサ素子および照度センサ素子等のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。 The sensor element 60 may include at least one of a pH sensor element, a temperature sensor element, an electrical resistance sensor element, and an image sensor element. Furthermore, the sensor element 60 may include at least one of a pressure sensor element, a magnetic sensor element, a humidity sensor element, a chromaticity sensor element, an illuminance sensor element, and the like.
本開示の無線センサ装置および無線センサシステムにおいて、「センシング期間」とは、センサ素子60が能動化され駆動して検出値を得る期間を表す。センシング期間は、センサ素子60がセンサ素子制御信号を受信することによって、センサ素子制御信号の受信が停止した直後、またはセンサ素子制御信号の受信が停止した後に遅延時間を経てから、開始される。また、センシング期間は、センサ素子制御信号の受信の開始タイミングと停止タイミングとの間の期間に、開始されてもよい。この場合、駆動状態のセンサ素子にセンサ素子制御信号が干渉しないように、センサ素子が電磁遮蔽層等に覆われていれば、ノイズを含まないセンサ素子の検出値を得る点でより有利である。 In the wireless sensor device and wireless sensor system of the present disclosure, the "sensing period" refers to a period in which the sensor element 60 is activated and driven to obtain a detected value. The sensing period is started by the sensor element 60 receiving the sensor element control signal, immediately after the reception of the sensor element control signal stops, or after a delay time has passed after the reception of the sensor element control signal stops. Further, the sensing period may be started in a period between the start timing and the stop timing of reception of the sensor element control signal. In this case, if the sensor element is covered with an electromagnetic shielding layer or the like so that the sensor element control signal does not interfere with the sensor element in the driven state, it is more advantageous in terms of obtaining a detection value of the sensor element that does not include noise. .
「ノイズ」および「電磁波ノイズ」(図2,3に示す)とは、同様の意味で用いられ、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じる電気信号の乱れを表す。具体的には、上記の各種信号がセンシング期間に重なってセンサ素子の検出値にノイズとして重畳することを意味する。 "Noise" and "electromagnetic wave noise" (shown in FIGS. 2 and 3) are used interchangeably and represent disturbances in electrical signals caused by power supply signals, sensor element control signals, and detected data signals. Specifically, this means that the various signals described above overlap the sensing period and are superimposed as noise on the detection value of the sensor element.
「センサ素子制御信号」とは、センサ素子60の駆動を開始および停止させるための信号を表す。 The “sensor element control signal” represents a signal for starting and stopping driving of the sensor element 60.
「検出データ信号」とは、センサ素子60が駆動して得た検出値を含むデータ信号を表す。 The “detected data signal” represents a data signal including a detected value obtained by driving the sensor element 60.
メモリ部50は、プログラムおよびデータを記憶できる。メモリ部50は、処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用してもよい。メモリ部50は、記録媒体を含む。記録媒体は、半導体記憶媒体、および磁気記憶媒体等の任意の非一時的(non-transitory)な記憶媒体を含んでよい。また、メモリ部50は、複数の種類の記憶媒体を含んでいてもよい。メモリ部50は、メモリカード、光ディスク、または光磁気ディスク等の可搬の記憶媒体と、記憶の読み取り装置との組合せを含んでいてもよい。メモリ部50は、RAM(Random Access Memory)等の一時的な記憶領域として利用される記憶デバイスを含んでいてもよい。なお、メモリ部50は、無線センサ装置200の外部に備えられる構成として実現することもできる。 The memory unit 50 can store programs and data. The memory unit 50 may also be used as a work area for temporarily storing processing results. Memory unit 50 includes a recording medium. The recording medium may include any non-transitory storage medium, such as semiconductor storage media and magnetic storage media. Further, the memory unit 50 may include multiple types of storage media. The memory unit 50 may include a combination of a portable storage medium such as a memory card, an optical disk, or a magneto-optical disk, and a storage reading device. The memory unit 50 may include a storage device such as a RAM (Random Access Memory) used as a temporary storage area. Note that the memory unit 50 can also be implemented as a configuration provided outside the wireless sensor device 200.
メモリ部50は、センサ素子60から出力された検出データ信号と検出データ信号等の各種信号の通信期間とを表すタイミングデータを記憶する。 The memory unit 50 stores timing data representing the detection data signal output from the sensor element 60 and communication periods of various signals such as the detection data signal.
本開示の無線センサ装置および無線センサシステムにおいて、「タイミングデータ」とは、給電信号、センサ素子制御信号または検出データ信号の送受信を開始および停止をする時点(タイミング)のデータを表す。例えば、タイミングデータは、給電信号の送信開始時点および送信停止時点が、第2送受信部110におけるセンサ素子制御信号の送信を開始する前であり、かつセンシング期間が開始される前であることを設定したデータであってもよい。 In the wireless sensor device and wireless sensor system of the present disclosure, "timing data" refers to data at the times (timings) at which transmission/reception of the power supply signal, sensor element control signal, or detection data signal is started and stopped. For example, the timing data sets that the transmission start time and the transmission stop time of the power supply signal are before the second transmitter/receiver 110 starts transmitting the sensor element control signal and before the sensing period starts. It may be data that has been
タイミングデータは、センサ素子60が能動化されて駆動しているセンシング期間中に給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によるノイズが生じないように、センシング期間中に、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号のそれぞれの送受信を開始および停止する時点が生じないタイミングデータを含んでいてもよい。例えば、第1送受信部100における検出データ信号の受信を停止した後に、第2送受信部110における給電信号の受信を開始するように設定されたタイミングデータであってもよい。 The timing data is set to the power supply signal, the sensor element control signal, and the sensor element control signal during the sensing period so that noise due to the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal does not occur during the sensing period when the sensor element 60 is activated and driven. The timing data may include timing data that does not indicate when to start and stop transmitting and receiving signals and detected data signals, respectively. For example, the timing data may be set such that the second transmitting/receiving section 110 starts receiving the power supply signal after the first transmitting/receiving section 100 stops receiving the detection data signal.
本開示の実施形態に係る無線センサ装置200の無線給電および無線通信のタイミングの一例を図2に示す。図2において、t1は給電信号受信開始時刻を表し、t2は給電信号受信停止時刻を表し、t3はセンサ素子制御信号受信開始時刻を表し、t4はセンサ素子制御信号受信停止時刻を表し、t5は検出データ送信開始時刻を表し、t6は検出データ送信停止時刻を表し、t7はセンサ素子駆動開始時刻を表し、t8はセンサ素子駆動停止時刻を表す。また、上部の時間軸上に示された波形は、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号をそれぞれ表し、下部の時間軸上に示された波形は、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じた、減衰信号を含むノイズを表す。即ち、これらのノイズは、給電信号(減衰信号を含む)、センサ素子制御信号(減衰信号を含む)および検出データ信号がセンサ素子60のセンシング期間に重畳した場合にノイズとなる、という意味でのノイズである。 FIG. 2 shows an example of the timing of wireless power supply and wireless communication of the wireless sensor device 200 according to the embodiment of the present disclosure. In FIG. 2, t1 represents the power supply signal reception start time, t2 represents the power supply signal reception stop time, t3 represents the sensor element control signal reception start time, t4 represents the sensor element control signal reception stop time, and t5 represents the power supply signal reception stop time. t6 represents the detection data transmission start time, t7 represents the sensor element drive start time, and t8 represents the sensor element drive stop time. In addition, the waveforms shown on the upper time axis represent the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal, respectively, and the waveforms shown on the lower time axis represent the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal. Represents the noise, including attenuated signals, caused by the data signal. In other words, these noises become noise when a power supply signal (including an attenuation signal), a sensor element control signal (including an attenuation signal), and a detection data signal are superimposed on the sensing period of the sensor element 60. It's noise.
図2に示されるように、タイミングデータは、第1送受信部100がセンサ素子制御信号の送信を停止してからその後にセンサ素子60が駆動されるまでの第1遅延期間(A)を表すタイミングデータを含んでいてもよい。これによって、センサ素子制御信号の受信を停止した後に残存するノイズ(減衰信号であり、以下「残存ノイズ」ともいう)をセンシング期間から除くことが可能となる。なお、第1遅延期間(A)は、センサ素子制御信号の受信を停止した後に残存する残存ノイズが無くなる前にセンシング期間が開始されないような長さである。 As shown in FIG. 2, the timing data is a timing representing a first delay period (A) from when the first transmitting/receiving unit 100 stops transmitting the sensor element control signal until the sensor element 60 is subsequently driven. May contain data. This makes it possible to remove noise (an attenuated signal, hereinafter also referred to as "residual noise") that remains after the reception of the sensor element control signal is stopped from the sensing period. Note that the first delay period (A) has a length such that the sensing period does not start before the residual noise that remains after stopping reception of the sensor element control signal disappears.
また、タイミングデータは、第1送受信部100が、センサ素子60が駆動される前に給電信号の送信を開始するとき、第1送受信部100の給電信号の送信を停止した後にセンサ素子60が駆動されるまでの第2遅延期間(B)を表すタイミングデータを含んでいてもよい。これによって、給電信号の受信を停止した後に残存する残存ノイズをセンシング期間から除くことが可能となる。第2遅延期間(B)は、給電信号の受信を停止した後に残存する残存ノイズが無くなる前にセンシング期間が開始しないような長さである。また、給電信号によって生じる残存ノイズは、センサ素子制御信号によって生じる残存ノイズよりも大きく、長期間にわたって生じるので、第2遅延期間(B)は、第1遅延期間(A)よりも長いことが好ましい。 The timing data also includes timing data when the first transmitting/receiving section 100 starts transmitting the power supply signal before the sensor element 60 is driven, and when the sensor element 60 starts transmitting the power supply signal after the first transmitting/receiving section 100 stops transmitting the power supply signal. It may also include timing data representing a second delay period (B) until the second delay period (B) is reached. This makes it possible to remove residual noise that remains after stopping reception of the power supply signal from the sensing period. The second delay period (B) is of a length such that the sensing period does not start before residual noise that remains after stopping reception of the power supply signal disappears. Further, since the residual noise caused by the power supply signal is larger than the residual noise caused by the sensor element control signal and occurs over a long period of time, the second delay period (B) is preferably longer than the first delay period (A). .
図2においては、給電信号を受信する期間とセンサ素子制御信号を受信する期間とは重複していないが、給電信号の受信を停止した後に残存する残存ノイズとセンサ素子制御信号の受信を停止した後に残存する残存ノイズとがセンシング期間に入らなければ、給電信号を受信する期間とセンサ素子制御信号を受信する期間とは、重複または一部重複してもよい。この場合、第2送受信部110に給電信号とセンサ素子制御信号を分波する分波器があってもよい。 In Figure 2, the period of receiving the power supply signal and the period of receiving the sensor element control signal do not overlap, but the residual noise that remains after the reception of the power supply signal is stopped and the reception of the sensor element control signal is stopped. The period for receiving the power supply signal and the period for receiving the sensor element control signal may overlap or partially overlap, as long as residual noise remaining later does not fall within the sensing period. In this case, the second transmitter/receiver 110 may include a duplexer that separates the power supply signal and the sensor element control signal.
タイミングデータは、センサ素子60の駆動が終了しセンシング期間が終了してから検出データ信号の送信を開始するまでの第3遅延期間(C)を表すタイミングデータを含んでいてもよい。これによって、検出データ信号の送信の開始時点で生じるノイズをセンシング期間から確実に除くことが可能となる。第3遅延期間(C)は、検出データ信号の送信の開始時点で生じるノイズがセンシング期間に入らないような長さである。また、タイミングデータは、第1遅延期間、第2遅延期間および第3遅延期間のうちの少なくとも1つを含んでもよく、好ましくは、第1遅延期間、第2遅延期間および第3遅延期間の全てを含む。これによって、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じる全てのノイズをセンサ素子60の検出値から除くことが可能となる。 The timing data may include timing data representing a third delay period (C) from the end of driving of the sensor element 60 and the end of the sensing period to the start of transmission of the detection data signal. This makes it possible to reliably eliminate noise that occurs at the start of transmission of the detection data signal from the sensing period. The third delay period (C) is of a length such that noise occurring at the beginning of the transmission of the detected data signal does not enter the sensing period. Furthermore, the timing data may include at least one of a first delay period, a second delay period, and a third delay period, and preferably all of the first delay period, second delay period, and third delay period. including. This makes it possible to remove all noise caused by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal from the detection value of the sensor element 60.
タイミングデータは、給電信号の送信の開始および停止のタイミングと、センサ素子制御信号の送信の開始のタイミングと、検出データ信号の送信の開始および停止のタイミングと、がセンシング期間中に生じないとともに、センサ素子制御信号の送信の停止のタイミングがセンシング期間中に生じる、タイミングデータを含んでいてもよい。即ち、第1遅延期間(A)がなくてもよい。これにより、センシング期間を長くすることができ、より詳細かつ正確な検出データ信号を得ることができる。また、センシング期間を長くしない場合、一定期間、例えば1秒間、1分間、1時間等の期間におけるセンシングの回数を増やすことができ、より詳細かつ正確な検出データ信号を得ることができる。この場合、駆動状態のセンサ素子60にセンサ素子制御信号が干渉しないように、センサ素子60が電磁遮蔽層等に覆われていれば、ノイズを含まないセンサ素子60の検出値を得る点でより有利である。 The timing data includes timings for starting and stopping the transmission of the power supply signal, timings for starting the transmission of the sensor element control signal, and timings for starting and stopping the transmission of the detection data signal that do not occur during the sensing period, and The timing data may include timing data on when the transmission of the sensor element control signal stops occurring during the sensing period. That is, the first delay period (A) may not be provided. This makes it possible to lengthen the sensing period and obtain more detailed and accurate detection data signals. Furthermore, when the sensing period is not lengthened, it is possible to increase the number of times of sensing in a certain period, for example, one second, one minute, one hour, etc., and it is possible to obtain a more detailed and accurate detection data signal. In this case, if the sensor element 60 is covered with an electromagnetic shielding layer or the like so that the sensor element control signal does not interfere with the sensor element 60 in the driven state, it will be easier to obtain a detection value of the sensor element 60 that does not include noise. It's advantageous.
無線センサ装置200は、容器内の被計測物、例えば細胞培養液等の培養媒質、細胞等の状態を検出するために用いることができる。例えば、無線センサ装置200の第2送受信部110を有する無線センサチップは、容器、シャーレ、フラスコ、マルチウェルプレート等の内部に設置されてもよい。容器の形状、大きさ等は特には限定されないが、例えば細胞が増殖するのに適切なスペースを1つ以上有するものであってもよい。例えば、シャーレであれば幅または直径が数cm~数10cm程度、高さが数mm~数cm程度であり、フラスコであれば幅または直径が数cm~数10cm程度、高さが5cm~数10cm程度であり、マルチウェルプレートであれば幅または直径が数cm~数10cm程度、高さが0.5cm~数cm程度である。容器は、外部から内部が観察できるように、光学的に透明な材料、例えばプラスチック、ガラス等の材料から成ってもよい。 The wireless sensor device 200 can be used to detect the state of an object to be measured in a container, such as a culture medium such as a cell culture solution, cells, and the like. For example, the wireless sensor chip having the second transmitter/receiver 110 of the wireless sensor device 200 may be installed inside a container, a petri dish, a flask, a multiwell plate, or the like. The shape, size, etc. of the container are not particularly limited, but may have one or more spaces suitable for cell proliferation, for example. For example, a petri dish has a width or diameter of several centimeters to several tens of centimeters, and a height of several millimeters to several centimeters, while a flask has a width or diameter of several centimeters to several tens of centimeters, and a height of five centimeters to several tens of centimeters. In the case of a multi-well plate, the width or diameter is about several cm to several tens of cm, and the height is about 0.5 cm to several cm. The container may be made of an optically transparent material, such as plastic, glass, etc., so that the interior can be viewed from the outside.
またマルチウェルプレートは、一つのウェルの平面視形状が円形、正方形等の四角形、五角形、六角形等の多角形等である。円形は細胞の等法的な増殖に適した形状であり、細胞が増殖しやすいという利点がある。六角形はウェルの最密配置に適した形状であり、マルチウェルプレートの小型化に有利である。 Further, in a multi-well plate, the shape of one well in plan view is circular, quadrilateral such as square, polygonal such as pentagon, hexagon, etc. A circular shape is suitable for isolegal growth of cells, and has the advantage that cells can easily grow. The hexagonal shape is suitable for close-packed arrangement of wells and is advantageous for downsizing multiwell plates.
より具体的には容器は、市販されている細胞培養容器であってもよく、例えば、細胞培養用プレート、細胞培養用フラスコまたは細胞培養用ディッシュであってもよい。これらの細胞培養容器は、蓋を備え、透明な樹脂による射出成形品によって実現されてもよい。 More specifically, the container may be a commercially available cell culture container, such as a cell culture plate, a cell culture flask, or a cell culture dish. These cell culture containers are equipped with lids and may be realized by injection molding of transparent resin.
容器は、液体、たとえば培養液を収容するための円筒型、逆部分円錐状等の形状の収容部を複数有することが好ましい。容器は、その内側または外側に、細胞および培養培地を収容していない状態で無線センサ装置200の無線センサチップが設置されており、その後細胞および培養液を供給されてもよく、細胞および培養液を収容した状態で無線センサチップが設置されてもよい。容器は、細胞が十分に増殖すれば、無線センサチップを取り外すこともでき、細胞および培養液を回収し、洗浄し、滅菌した後、再び無線センサチップを設置することもできる。 Preferably, the container has a plurality of accommodating portions each having a cylindrical shape, an inverted partially conical shape, or the like for accommodating a liquid, for example, a culture solution. The wireless sensor chip of the wireless sensor device 200 is installed inside or outside the container without accommodating cells and culture medium, and the container may then be supplied with cells and culture medium. The wireless sensor chip may be installed in a state where the wireless sensor chip is accommodated. Once the cells have grown sufficiently, the wireless sensor chip can be removed from the container, and the wireless sensor chip can be placed in the container again after the cells and culture medium have been collected, washed, and sterilized.
上述したように、第1送受信部100が容器の外部に設置され、第2送受信部110が容器の内部に設置されてもよい。例えば、第1送受信部100が容器の外部の底面に接触するように設けられ、第2送受信部110が容器の内部の底面に接触するように設けられてもよい。これによって、第1送受信部100の第1アンテナ10を第2送受信部110の第2アンテナ20に対して近接して配置することが可能となる。これによって、第1アンテナ10と第2アンテナ20との間で送受信される、給電信号、センサ素子制御信号、検出データ信号等の信号の減衰を抑えるとともに信号へのノイズの混入を低減し、第2アンテナ20によって高い受信強度で信号を受信することが可能となる。また、第2送受信部110の第2面(容器側の面)上の少なくとも一部に磁石、磁性層、シリコーン樹脂層等の粘着層などから成る第1吸着部材を配置し、容器の底面上の第1吸着部材に対応する部位に磁石、磁性層、シリコーン樹脂層等の粘着層などから成る第2吸着部材を配置してもよい。その場合、第2送受信部110の容器に対する位置固定が確実となり、容器を運搬する際などに容器が振動したとしても第2送受信部110が位置ずれを起こすことを抑えることができる。 As described above, the first transmitter/receiver 100 may be installed outside the container, and the second transmitter/receiver 110 may be installed inside the container. For example, the first transmitter/receiver 100 may be provided so as to contact the bottom surface of the outside of the container, and the second transmitter/receiver 110 may be provided so as to contact the bottom surface inside the container. This allows the first antenna 10 of the first transmitting/receiving section 100 to be placed close to the second antenna 20 of the second transmitting/receiving section 110. This suppresses the attenuation of signals such as power feeding signals, sensor element control signals, and detected data signals that are transmitted and received between the first antenna 10 and the second antenna 20, and also reduces the mixing of noise into the signals. The two antennas 20 make it possible to receive signals with high reception strength. Further, a first adsorption member made of a magnet, a magnetic layer, an adhesive layer such as a silicone resin layer, etc. is disposed on at least a part of the second surface (container side surface) of the second transmitting/receiving section 110, and A second adsorption member made of a magnet, a magnetic layer, an adhesive layer such as a silicone resin layer, etc. may be arranged at a location corresponding to the first adsorption member. In this case, the position of the second transmitting/receiving section 110 relative to the container can be reliably fixed, and even if the container vibrates when the container is being transported, it is possible to prevent the second transmitting/receiving section 110 from shifting its position.
また、例えば、無線センサ装置200が酸性の培養液等の腐食性の被計測物に接することがないので、無線センサ装置200の耐久性が高まり長寿命になる、という効果も奏する。例えば、無線センサ装置200は容器の内側の側面に配置されていてもよく、その場合透明な容器の上方および下方から容器の内部を観察(モニタリング)することが容易となる。 Further, for example, since the wireless sensor device 200 does not come into contact with a corrosive object to be measured such as an acidic culture solution, the wireless sensor device 200 has an increased durability and a long life. For example, the wireless sensor device 200 may be placed on the inside side of the container, in which case it becomes easy to observe (monitor) the inside of the transparent container from above and below.
第1送受信部100を構成する第1基板および第2送受信部110を構成する第2基板等の基板は、その側面に酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(Si3N4)等から成る保護層が配置されていてもよい。この場合、基板の側面が容器の内面等と接触した際に基板の側面、特に基板の角部に摩耗、欠け等の損傷が発生することを防ぐとともに容器内の培養液等の被計測物に基板の破片等の不要物が入り込むことを防ぐことができる。さらに、基板の側面に配置された保護層は、基板の第1面(例えば上面)および第1面と反対側の第2面(例えば下面)の少なくとも一方に延出する延出部を有していてもよい。これにより、基板の角部を保護する効果が向上する。また、基板の第1面および第2面の少なくとも一方に配置された絶縁層が基板の側面に延出して保護層となっている構成であってもよく、その場合も基板の角部を保護する効果が向上する。 The substrates, such as the first substrate constituting the first transmitting/receiving section 100 and the second substrate constituting the second transmitting/receiving section 110, have protection made of silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc. on their side surfaces. Layers may be arranged. In this case, when the side surface of the substrate comes into contact with the inner surface of the container, damage such as abrasion and chipping can be prevented from occurring on the side surface of the substrate, especially the corners of the substrate, and the object to be measured such as the culture solution in the container can be prevented. It is possible to prevent unnecessary objects such as fragments of the board from entering. Furthermore, the protective layer disposed on the side surface of the substrate has an extension portion extending to at least one of the first surface (for example, the top surface) and the second surface (for example, the bottom surface) opposite to the first surface of the substrate. You can leave it there. This improves the effect of protecting the corners of the substrate. Alternatively, the insulating layer disposed on at least one of the first surface and the second surface of the substrate may extend to the side surface of the substrate to serve as a protective layer, and in that case, the corners of the substrate are also protected. The effect of
第2送受信部110を構成する第2基板の第2面(下面であって、容器の底面側の面)上と容器の底面上との少なくとも一方の少なくとも一部に、シリコーン樹脂(シリコーンゴム)層等の粘着層、またはプラスチックテープ等のテープに粘着剤を両面に塗布、印刷等して形成された両面テープなどから成る粘着部材が、配置されていてもよい。この場合も上記と同様の効果を奏する。さらにこの粘着部材は、透光性を有することがよい。これにより、容器の内部を外部から観察することが容易になる。なお、シリコーン樹脂の粘着力は、微細網目構造を有するシリコーン樹脂が、被粘着物の表面の微細な凹凸面に食い込む効果と、分子間力、ファンデルワールス力等の分子接触による吸着力と、によって生じる。また、粘着剤は、被粘着物の表面の微細な凹凸面に食い込む効果が高い点で好適である。 Silicone resin (silicone rubber) is applied to at least a portion of at least one of the second surface (the lower surface, which is the surface on the bottom side of the container) of the second substrate constituting the second transmitter/receiver 110 and the bottom surface of the container. An adhesive member may be disposed, such as an adhesive layer such as a plastic tape or a double-sided tape formed by coating or printing adhesive on both sides of a tape such as a plastic tape. In this case as well, the same effect as above is achieved. Furthermore, this adhesive member preferably has translucency. This makes it easy to observe the inside of the container from the outside. The adhesive strength of silicone resin is due to the effect of the silicone resin having a fine network structure biting into the fine irregularities on the surface of the object to be adhered to, and the adsorption force due to molecular contact such as intermolecular force and van der Waals force. caused by Moreover, the adhesive is suitable because it has a high effect of biting into the fine uneven surface of the surface of the object to be adhered.
上記の第1吸着部材、第2吸着部材および粘着部材は、第1アンテナ10および第2アンテナ20の少なくとも一方に重ならない部位に配置されていることがよい。この場合、第1アンテナ10と第2アンテナ20との間で送受信される、給電信号、センサ素子制御信号、検出データ信号等の信号の減衰を抑えるとともに信号へのノイズの混入を低減し、第2アンテナ20によって、高い受信強度で信号を受信することが可能となる。より好適には、上記の第1吸着部材、第2吸着部材および粘着部材は、第1アンテナ10および第2アンテナ20の双方に重ならない部位に配置されていることがよい。 It is preferable that the first adsorption member, the second adsorption member, and the adhesive member described above are arranged at a portion that does not overlap at least one of the first antenna 10 and the second antenna 20. In this case, attenuation of signals such as power feeding signals, sensor element control signals, and detection data signals transmitted and received between the first antenna 10 and the second antenna 20 is suppressed, and the mixing of noise into the signals is reduced. The two antennas 20 make it possible to receive signals with high reception strength. More preferably, the first adsorption member, the second adsorption member, and the adhesive member described above are arranged at a location that does not overlap both the first antenna 10 and the second antenna 20.
また、第2送受信部110を構成する第2基板が円板状であることによって、例えば、細胞培養用プレート、細胞培養用フラスコ、または細胞培養用ディッシュなどの細胞の等法的な増殖に適した平面視において円形形状の収容空間を有する容器に適切に使用することができる。また第2基板は、楕円板状、長円板状等の円板状に近似した形状であってもよい。この場合、第2基板が円板状である場合と同様の効果を奏する。円板状の第2基板の収容に適した容器の形状としては、細胞の等法的な増殖に適した円筒状、逆部分円錐状がよい。特に逆部分円錐状の容器は、立体的かつ等法的な細胞の増殖に適している点で良い。 Further, since the second substrate constituting the second transmitter/receiver 110 is disk-shaped, it is suitable for isotropic proliferation of cells, such as a cell culture plate, a cell culture flask, or a cell culture dish. It can be appropriately used for a container having a circular storage space in a plan view. Further, the second substrate may have a shape similar to a disk shape, such as an elliptical plate shape or an elongated disk shape. In this case, the same effect as when the second substrate is disk-shaped is achieved. The shape of the container suitable for accommodating the disc-shaped second substrate is preferably a cylindrical shape or an inverted partially conical shape, which is suitable for isotropic cell growth. In particular, a container having an inverted partial conical shape is advantageous in that it is suitable for three-dimensional and isotropic cell growth.
細胞の種類は、特に限定されるものではなく、動物細胞、植物細胞、酵母細胞、細菌細胞等であってよい。動物細胞としては、筋肉細胞、肝臓等の内蔵細胞、リンパ球、単球及び顆粒球等の血液細胞、神経細胞、免疫細胞、iPS細胞(induced pluripotent stem cell)等がある。 The type of cells is not particularly limited, and may be animal cells, plant cells, yeast cells, bacterial cells, etc. Examples of animal cells include muscle cells, visceral cells such as liver, blood cells such as lymphocytes, monocytes, and granulocytes, nerve cells, immune cells, iPS cells (induced pluripotent stem cells), and the like.
これらの細胞は、組織由来の初代細胞であってよく、あるいは継代培養細胞であってもよい。なお、iPS細胞は、人間の皮膚等の体細胞に、数種類の遺伝子を導入し培養することによって、ES細胞(embryonic stem cell:胚性幹細胞)のように様々な組織および臓器の細胞に分化できる分化万能性(pluripotency)と、分裂増殖を経てもそれを維持できる自己複製能、即ちほぼ無限に増殖する能力と、を持たせた細胞である。 These cells may be tissue-derived primary cells or may be subcultured cells. Note that iPS cells can be differentiated into cells of various tissues and organs, such as ES cells (embryonic stem cells), by introducing several types of genes into somatic cells such as human skin and culturing them. They are cells that have pluripotency and the ability to self-renew and maintain this ability even after undergoing division and proliferation, that is, the ability to proliferate almost indefinitely.
本実施形態の無線センサ装置200は、増殖能力の高いiPS細胞の増殖数の管理に好適に用いることができる。さらに、細胞は、大腸菌細胞などの原核細胞であってもよく、動物細胞、植物細胞などの真核細胞であってもよい。細胞は、例えば、正常細胞、または腫瘍細胞などの異常細胞であってもよく、遺伝子導入された細胞などの人工的に作製された細胞であってもよい。また、細胞は、生体組織の一部として培養される細胞であってもよい。細胞培養は、接着培養であってもよく、浮遊培養であってもよい。 The wireless sensor device 200 of this embodiment can be suitably used for managing the number of iPS cells that have a high proliferation ability. Furthermore, the cells may be prokaryotic cells such as E. coli cells, or eukaryotic cells such as animal cells or plant cells. The cell may be, for example, a normal cell or an abnormal cell such as a tumor cell, or may be an artificially produced cell such as a cell into which a gene has been introduced. Furthermore, the cells may be cells that are cultured as part of a living tissue. Cell culture may be adherent culture or suspension culture.
例えば、センサ素子60は、容器内の液体等の被計測物の、pHの値、温度等を測定してもよい。被計測物は、特に限定されないが、細胞培養用の培養媒質であってよく、培養媒質は、培養液等の液体、ゲル、ゼリー状物、寒天等の半固体状物、固体状物であってよい。液体は、例えば、緩衝液、培養液であってよく、市販されている細胞培養培地を使用することができ、使用する細胞に応じて選択される。培養媒質は、微生物および細胞等の生物組織の培養において、培養対象に生育環境を提供するものであり、ブドウ糖等の炭素源、ペプトン,硫酸アンモニウム等の窒素源、アミノ酸、ビタミン、リン酸塩等の無機塩類などの栄養素の供給源となるものである。また、細胞の増殖に必要な足場(増殖の基礎部)を与えるものでもある。具体的には、培養媒質としては、細胞の培養に必要な上記の栄養成分を含む液体から成る液体媒質、またはその液体に寒天、ゼラチンなどを加えて固形化した固形媒質がある。また培養液は、例えば、哺乳類細胞を培養する場合にはダルベッコ改変イーグル培地であってもよい。培養液は、細胞を培養するために必要な成分をさらに含んでいてもよく、例えば、ウシ血清アルブミン、成長因子、アミノ酸、抗生物質などを含んでいてもよい。 For example, the sensor element 60 may measure the pH value, temperature, etc. of an object to be measured, such as a liquid in a container. The object to be measured is not particularly limited, but may be a culture medium for cell culture, and the culture medium may be a liquid such as a culture medium, a gel, a jelly, a semisolid substance such as agar, or a solid substance. It's fine. The liquid may be, for example, a buffer solution or a culture solution, and a commercially available cell culture medium can be used, and is selected depending on the cells used. The culture medium provides a growth environment for the culture target in the cultivation of biological tissues such as microorganisms and cells, and contains carbon sources such as glucose, nitrogen sources such as peptone and ammonium sulfate, amino acids, vitamins, phosphates, etc. It is a source of nutrients such as inorganic salts. It also provides a scaffold (base for proliferation) necessary for cell proliferation. Specifically, the culture medium includes a liquid medium consisting of a liquid containing the above-mentioned nutritional components necessary for cell culture, or a solid medium obtained by adding agar, gelatin, etc. to the liquid and solidifying it. The culture solution may also be Dulbecco's modified Eagle's medium, for example, when culturing mammalian cells. The culture solution may further contain components necessary for culturing cells, such as bovine serum albumin, growth factors, amino acids, antibiotics, and the like.
本開示の無線センサシステムは、第2送受信部110および被計測物を収容する容器と、第1送受信部100が受信した検出データ信号を取得して表示する表示装置と、を含む構成である。この構成により、ノイズを極力含まない検出データ信号を取得し表示することが可能な無線センサシステムとなる。この無線センサシステムの第1送受信部100は、さらに制御部および電源部を備えてもよい。これによって、高機能化かつ小型化された無線センサシステムが構成される。 The wireless sensor system of the present disclosure has a configuration including a second transmitting/receiving section 110, a container that accommodates the object to be measured, and a display device that acquires and displays the detection data signal received by the first transmitting/receiving section 100. This configuration provides a wireless sensor system that can acquire and display detection data signals that contain as little noise as possible. The first transmitting/receiving section 100 of this wireless sensor system may further include a control section and a power supply section. As a result, a highly functional and miniaturized wireless sensor system is constructed.
本開示の無線センサシステムにおいて、第1送受信部100は、複数の第2送受信部110に対して同時的に無線給電および/または無線通信を行う構成であってもよい。この場合、無線センサ装置200の駆動制御、計測データの取得等に要する時間が大幅に短縮化され、効率的な運用が可能となる。複数の第2送受信部110に対して同時的に無線給電および無線通信を行う場合、無線給電と無線通信を同時に行ってもよい。この場合、例えば、振幅および周波数が一定の交流信号である無線給電信号に駆動制御信号等の無線通信信号を重畳させて合成信号を生成して第1アンテナ10から発信し、第2アンテナ20で受信した合成信号を駆動制御部によって分波して無線給電信号と無線通信信号に分離し、それぞれ利用することができる。また、ほぼ同時とみなせるような極めて短い時間、例えば10μsec(マイクロ秒)~1000μsec程度の時間内に、無線給電と無線通信を時分割で行ってもよい。無線給電および無線通信は、第1アンテナ10から発信した電波(電磁波)が第2アンテナ20に電磁誘導による誘導電流を発生させることによって行われる。また、上記と逆方向の無線通信は、第2アンテナ20から発信した電波(電磁波)が第1アンテナ10に電磁誘導による誘導電流を発生させることによって行われる。 In the wireless sensor system of the present disclosure, the first transmitting/receiving section 100 may be configured to simultaneously perform wireless power supply and/or wireless communication with a plurality of second transmitting/receiving sections 110. In this case, the time required for drive control of the wireless sensor device 200, acquisition of measurement data, etc. is significantly shortened, and efficient operation becomes possible. When performing wireless power supply and wireless communication to a plurality of second transmitting/receiving units 110 simultaneously, the wireless power supply and wireless communication may be performed at the same time. In this case, for example, a wireless communication signal such as a drive control signal is superimposed on a wireless power feeding signal, which is an alternating current signal with a constant amplitude and frequency, to generate a composite signal, which is transmitted from the first antenna 10, and transmitted from the second antenna 20. The received composite signal is demultiplexed by the drive control unit and separated into a wireless power supply signal and a wireless communication signal, which can be used respectively. Furthermore, wireless power supply and wireless communication may be performed in a time-sharing manner within an extremely short period of time that can be regarded as almost simultaneous, for example, about 10 μsec (microseconds) to 1000 μsec. Wireless power supply and wireless communication are performed when radio waves (electromagnetic waves) transmitted from the first antenna 10 cause the second antenna 20 to generate an induced current due to electromagnetic induction. Furthermore, wireless communication in the opposite direction to the above is performed by the radio waves (electromagnetic waves) transmitted from the second antenna 20 causing the first antenna 10 to generate an induced current due to electromagnetic induction.
変形例として、タイミング制御部40は、センシング期間に、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号のうちの少なくとも1つが重なってノイズが発生したとき、そのノイズを含む検出データ信号の部位を無効にするように構成されてもよい。これによって、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号のタイミングに関わらず、センシング期間を設定することが可能となる。例えば、センシング期間中に検出データ信号を複数回送信しても、検出データ信号によって生じるノイズを検出値から除去することも可能となる。 As a modified example, when at least one of the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal overlaps and noise occurs during the sensing period, the timing control unit 40 disables the portion of the detection data signal that includes the noise. It may be configured to do so. This makes it possible to set the sensing period regardless of the timing of the power supply signal, sensor element control signal, and detection data signal. For example, even if the detection data signal is transmitted multiple times during the sensing period, noise caused by the detection data signal can be removed from the detection value.
本開示の無線センサ装置および無線センサシステムにおいて、「無効にする」とは、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じたノイズを含む検出データ信号の部位を削除すること、ノイズを含む検出データ信号の部位の信号レベル(信号強度)を0レベルとすること、またはノイズを含む検出データ信号の部位を全検出データから除くことを表す。 In the wireless sensor device and wireless sensor system of the present disclosure, "invalidating" means deleting a portion of the detected data signal that includes noise generated by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detected data signal; This indicates that the signal level (signal strength) of a portion of the detected data signal is set to 0 level, or that a portion of the detected data signal that includes noise is excluded from all detected data.
図3は、本開示の実施形態に係る無線センサ装置201の無線給電および無線通信のタイミングを示す。上部の時間軸上に示された波形は、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号を表し、下部の時間軸上に示された波形は、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じたノイズを表す。 FIG. 3 shows the timing of wireless power supply and wireless communication of the wireless sensor device 201 according to the embodiment of the present disclosure. The waveform shown on the upper time axis represents the power supply signal, the sensor element control signal, and the detected data signal, and the waveform shown on the lower time axis represents the power supply signal, the sensor element control signal, and the detected data signal. Represents the noise generated.
本変形例において、センサ素子駆動開始時点およびセンサ素子駆動停止時点によって規定されるセンシング期間は、給電信号受信開始時点、給電信号受信停止時点、センサ素子制御信号受信開始時点、センサ素子制御信号受信停止時点、検出データ送信開始時点、検出データ送信停止時点、のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。また、給電信号およびセンサ素子制御信号は、センシング期間中に1回以上受信されてもよく、検出データ信号は、センシング期間中に1回以上送信されてもよい。例えば、1回目の給電信号およびセンサ素子制御信号の受信がセンシング期間が開始される前に停止し、2回目の給電信号およびセンサ素子制御信号の受信がセンシング期間中に開始されてもよく、検出データ送信の開始および停止がセンシング期間中に3回実施されてもよい。 In this modification, the sensing period defined by the sensor element drive start time and the sensor element drive stop time is the power supply signal reception start time, the power supply signal reception stop time, the sensor element control signal reception start time, and the sensor element control signal reception stop time. The detection data may include at least one of a point in time, a point in time to start transmitting the detected data, and a point in time to stop transmitting the detected data. Additionally, the power supply signal and the sensor element control signal may be received one or more times during the sensing period, and the detection data signal may be transmitted one or more times during the sensing period. For example, reception of the first power supply signal and sensor element control signal may be stopped before the sensing period starts, and reception of the second power supply signal and sensor element control signal may be started during the sensing period, and the detection Starting and stopping data transmission may be performed three times during the sensing period.
以上のように本開示の無線センサ装置によれば、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によって生じるノイズをセンサ素子の検出値から除くことが可能となるので、正確な検出値を得ることが可能となる。また、本開示の無線センサ装置は、第2送受信部110を第2基板上に薄膜形成法によって形成して成る無線センサチップとすれば、安価な製造コストで量産することができ、また使い捨て製品として好適に実施することが可能である。使い捨て製品として実施した場合には、無線センサチップの洗浄および滅菌する手間を省き、夾雑物が培養液などの被計測物中に混入することを防ぐことが可能となる。 As described above, according to the wireless sensor device of the present disclosure, noise generated by the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal can be removed from the detection value of the sensor element, so that accurate detection values can be obtained. becomes possible. Further, the wireless sensor device of the present disclosure can be mass-produced at low manufacturing cost by forming the second transmitting/receiving section 110 using a wireless sensor chip formed by a thin film formation method on the second substrate, and can be manufactured as a disposable product. It is possible to suitably implement the method as follows. When implemented as a disposable product, it is possible to save the effort of cleaning and sterilizing the wireless sensor chip, and to prevent contaminants from entering the object to be measured such as the culture solution.
以上、本開示について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。 Although the present disclosure has been described in detail above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present disclosure.
10 第1アンテナ
20 第2アンテナ
30 通信/給電モジュール
40 タイミング制御部
50 メモリ部
60 センサ素子
70 選択回路部
80 アナログデジタル変換回路部
100 第1送受信部
110 第2送受信部
200,201 無線センサ装置
10 First antenna 20 Second antenna 30 Communication/power supply module 40 Timing control section 50 Memory section 60 Sensor element 70 Selection circuit section 80 Analog-to-digital conversion circuit section 100 First transmitting/receiving section 110 Second transmitting/receiving section 200, 201 Wireless sensor device
Claims (7)
第1送受信部は、トリガー信号、給電信号およびセンサ素子制御信号を第2送受信部に無線送信するとともに、センサ素子から出力された検出データ信号を第2送受信部から無線受信し、
第2送受信部は、
センサ素子制御信号に応答して検出データ信号を出力するセンサ素子と、
センサ素子から出力された検出データ信号およびタイミングデータを記憶するメモリ部と、
トリガー信号を受信したら、給電信号、センサ素子制御信号および検出データ信号によるノイズが、センサ素子によるセンシング期間中の検出に影響を与えないように、タイミングデータに基づいて、給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号とセンシング期間とのそれぞれのタイミングを時系列的に制御するタイミング制御部と、を備え、
タイミングデータは、
給電信号とセンサ素子制御信号と検出データ信号のそれぞれの送信の開始および停止のタイミングが、センシング期間中に生じないタイミングデータを含み、かつ、
第1送受信部がセンサ素子制御信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第1遅延期間Aを表すタイミングデータと、
第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの第2遅延期間Bを表すタイミングデータと、を含み、
第2遅延期間Bが第1遅延期間Aよりも長く、
第2遅延期間Bの終了時点が第1遅延期間Aの終了時点と一致し、
センシング期間が終了してから検出データ信号の第2送受信部から第1送受信部への送信を開始するまでの第3遅延期間Cを表すタイミングデータを含む無線センサ装置。 comprising a first transmitting/receiving section and a second transmitting/receiving section,
The first transmitter/receiver wirelessly transmits the trigger signal, the power supply signal, and the sensor element control signal to the second transmitter/receiver, and wirelessly receives the detection data signal output from the sensor element from the second transmitter/receiver,
The second transmitter/receiver is
a sensor element that outputs a detection data signal in response to a sensor element control signal;
a memory unit that stores the detection data signal and timing data output from the sensor element;
Once the trigger signal is received, the power supply signal and sensor element control signal are adjusted based on the timing data so that noise caused by the power supply signal, sensor element control signal, and detection data signal does not affect the detection by the sensor element during the sensing period. and a timing control unit that chronologically controls the respective timings of the detection data signal and the sensing period,
The timing data is
The start and stop timings of transmission of the power supply signal, the sensor element control signal, and the detection data signal include timing data that does not occur during the sensing period , and
Timing data representing a first delay period A from when the first transmitter/receiver stops transmitting the sensor element control signal until the sensing period starts;
Timing data representing a second delay period B from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts;
the second delay period B is longer than the first delay period A;
The end point of the second delay period B coincides with the end point of the first delay period A,
A wireless sensor device including timing data representing a third delay period C from the end of the sensing period until the start of transmission of the detected data signal from the second transmitter/receiver to the first transmitter/receiver.
第1送受信部は、トリガー信号、給電信号およびセンサ素子制御信号を第2送受信部に無線送信するとともに、センサ素子から出力された検出データ信号を第2送受信部から無線受信し、
第2送受信部は、
センサ素子制御信号に応答して検出データ信号を出力するセンサ素子と、
センサ素子から出力された検出データ信号およびタイミングデータを記憶するメモリ部と、
トリガー信号を受信したら、給電信号および検出データ信号によるノイズが、センサ素子によるセンシング期間中の検出に影響を与えないように、タイミングデータに基づいて、給電信号と検出データ信号とセンシング期間のそれぞれのタイミングを時系列的に制御するタイミング制御部と、を備え、
タイミングデータは、
給電信号の送信の開始および停止のタイミングと、センサ素子制御信号の送信の開始のタイミングと、検出データ信号の送信の開始および停止のタイミングとがセンシング期間中に生じないとともに、センサ素子制御信号の送信の停止のタイミングがセンシング期間中に生じる、タイミングデータを含み、かつ、
第1送受信部が給電信号の送信を停止した後にセンシング期間が開始されるまでの遅延期間Bを表すタイミングデータと、
センシング期間が終了してから検出データ信号の第2送受信部から第1送受信部への送信を開始するまでのもう1つの遅延期間Cを表すタイミングデータを含み、
タイミング制御部は、センシング期間に、センサ素子制御信号が重なってノイズが発生したとき、ノイズを含む検出データ信号の部位を削除またはその部位の信号レベルを0にする、無線センサ装置。 comprising a first transmitting/receiving section and a second transmitting/receiving section,
The first transmitter/receiver wirelessly transmits the trigger signal, the power supply signal, and the sensor element control signal to the second transmitter/receiver, and wirelessly receives the detection data signal output from the sensor element from the second transmitter/receiver,
The second transmitter/receiver is
a sensor element that outputs a detection data signal in response to a sensor element control signal;
a memory unit that stores the detection data signal and timing data output from the sensor element;
After receiving the trigger signal, the power supply signal, the detection data signal, and the sensing period are adjusted based on the timing data so that the noise caused by the power supply signal and the detection data signal does not affect the detection by the sensor element during the sensing period. A timing control unit that controls timing in chronological order,
The timing data is
The timing of starting and stopping the transmission of the power supply signal, the timing of starting the transmission of the sensor element control signal, and the timing of starting and stopping the transmission of the detection data signal do not occur during the sensing period, and the timing of starting and stopping the transmission of the sensor element control signal does not occur during the sensing period. including timing data, the timing of the stop of transmission occurring during the sensing period , and
Timing data representing a delay period B from when the first transmitting/receiving unit stops transmitting the power supply signal until the sensing period starts ;
including timing data representing another delay period C from the end of the sensing period until the start of transmission of the detected data signal from the second transceiver to the first transceiver;
In the wireless sensor device, the timing control unit deletes a portion of the detection data signal containing noise or sets the signal level of the portion to 0 when noise is generated due to overlapping of sensor element control signals during a sensing period.
第2送受信部および被計測物を収容するための容器と、
第1送受信部が受信した検出データ信号を取得して表示する表示装置と、を含む、無線センサシステムであって、
第1送受信部は容器の外部に設置され、第2送受信部は容器の内部に設置される、無線センサシステム。 The wireless sensor device according to any one of claims 1 to 5,
a container for accommodating a second transmitter/receiver and an object to be measured;
A wireless sensor system comprising: a display device that acquires and displays the detection data signal received by the first transmitter/receiver,
A wireless sensor system in which a first transmitter/receiver is installed outside the container, and a second transmitter/receiver is installed inside the container.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110125428A1 (en) | 2008-05-14 | 2011-05-26 | Ait Austrian Institute Of Technology Gmbh | Method for wireless data transmission between a measurement module and a transmission unit |
| JP2012210014A (en) | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | Data recording system and data recording method |
-
2019
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| JP2012210014A (en) | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | Data recording system and data recording method |
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Rev. Sci. Instrum.,2010年,81(2):025106 |
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| Publication number | Publication date |
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