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SENSING METHOD AND SENSING SYSTEM meetings

Patent code P160013061
File No. 090115JP01
Posted date Jun 23, 2016
Application number P2009-244995
Publication number P2011-090591A
Patent number P5632989
Date of filing Oct 24, 2009
Date of publication of application May 6, 2011
Date of registration Oct 24, 2014
Inventor
  • (In Japanese)黒川 隆志
  • (In Japanese)田中 洋介
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東京農工大学
Title SENSING METHOD AND SENSING SYSTEM meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensing system in which data transmission from each sensor node does not collide each other, and a monitoring device can receive data surely.
SOLUTION: Laser light LA is transmitted from the monitoring device 1 to a plurality of sensor nodes 3 through an optical fiber 2, and in each sensor node, a part of the received laser light is photoelectrically converted by a photoelectric conversion part 32 to generate power, and the power is charged into a secondary battery 34, and a self-circuit is driven by power or the power charged into the secondary battery, and the laser light is modulated by prescribed sensing information acquired from the sensor 37, and returned to the monitoring device 1 through the optical fiber 2. Each sensor node 3 detects a transmission stop and the transmission resumption of the laser light by the monitoring device 1, and when the transmission resumption of the laser light is detected, each sensor node sets the timing of data transmission to the monitoring device 1 so as not to collide with the other sensor node.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

複数のセンサノードを用いて温度等を監視するセンシングシステムが、本願発明者により既に提案されている(特許文献1)。

この技術は、監視装置側から電力用に利用できるレーザ光を光ファイバーを介してセンサノードに送出するもので、センサノードでは受け取ったレーザ光の一部を光電変換して電子回路駆動に使用するとともに、他の一部に変調を加えて光信号として監視装置に送り返す。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、光ファイバーを用いてレーザ光を複数のセンサノードに送出し、前記各センサノードでは受け取ったレーザ光の一部を電力に変換して二次電池を充電するとともに当該電力によりセンサから取得した所定のセンシング情報(データ)により前記レーザ光を変調して監視装置に返送するセンシング技術に関し、特に各センサノードからのデータ伝送が相互に衝突することなく、監視装置がデータを確実に受け取ることができるセンシング方法およびセンシングシステムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
監視装置がレーザ光を光ファイバーを介して複数のセンサノードに送出し、前記各センサノードでは受け取った前記レーザ光の一部を光電変換部により光電変換して電力を生成し、その前記電力を二次電池に充電し、前記電力または前記二次電池に充電した電力により自己回路を駆動して、センサから取得した所定のセンシング情報により前記レーザ光を変調して前記光ファイバーを介して前記監視装置に返送するセンシングシステムであって、
前記各センサノードは、
制御部と、
前記光電変換部を太陽電池モードで動作させ、前記監視装置が前記レーザ光の送出を停止したことを検出するレーザ光送出停止検知回路と、
前記光電変換部をフォトダイオードモードで動作させ、前記監視装置が前記レーザ光の送出を再開したことを検出するレーザ光送出再開検知回路と、
前記光電変換部を、前記レーザ光送出停止検知回路または前記レーザ光送出再開検知回路に接続するスイッチ回路とを備え、
前記光電変換部が前記レーザ光送出停止検知回路に接続されている場合において、前記レーザ光送出停止検知回路が前記レーザ光の送出停止を検出したときは(前記光電変換部の起電力を監視することで検出される)、前記制御部は前記光電変換部が前記レーザ光送出再開検知回路に接続されるように前記スイッチ回路を制御し、
前記光電変換部が前記レーザ光送出再開検知回路に接続されている場合において、前記レーザ光送出再開検知回路が前記レーザ光の送出再開を検出したときは(逆バイアスされている前記光電変換部の出力電流を監視することで検出される)、前記制御部は前記光電変換部が前記レーザ光送出停止検知回路に接続されるように前記スイッチ回路を制御するとともに、前記監視装置へのデータ伝送のタイミングを、他のセンサノードによる前記監視装置へのデータ伝送へのタイミングと衝突しないように設定する、
ことを特徴とするセンシングシステム。

【請求項2】
 
前記センサノードは、前記光ファイバーを介して入射した前記レーザ光を前記光電変換部とMEMS型光変調器とに分岐するとともに、前記MEMS型光変調器からの変調されたレーザ光を前記監視装置に返送する光分岐結合部を備え、
前記光分岐結合部は、第1サーキュレータと、カプラーと、第2サーキュレータとからなり、
前記第1サーキュレータは前記監視装置からの前記レーザ光を入射し、前記カプラーに出射し、
前記カプラーは入射した前記レーザ光を、前記光電変換部に送出するとともに前記第2サーキュレータを介して前記MEMS型光変調器に返送し、
前記第2サーキュレータは前記MEMS型光変調器からの前記変調されたレーザ光を入射して前記第1サーキュレータを介して前記監視装置に返送する、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシングシステム。

【請求項3】
 
前記センサノードは、前記光ファイバーを介して入射した前記レーザ光を前記光電変換部とMEMS型光変調器とに分岐するとともに、前記MEMS型光変調器からの変調されたレーザ光を前記監視装置に返送する光分岐結合部を備え、
前記光分岐結合部は、サーキュレータと、カプラーとからなり、
前記サーキュレータは前記監視装置からの前記レーザ光を入射し、前記カプラーに出射するとともに、前記MEMS型光変調器からの前記変調されたレーザ光を入射して前記サーキュレータを介して前記監視装置に返送し、
前記カプラーは入射した前記レーザ光を、前記光電変換部に送出するとともに前記MEMS型光変調器に送出する、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシングシステム。

【請求項4】
 
前記レーザ発生装置は、
所定波長の発電用レーザ光を発生する発電用光発生部と、前記発電用レーザ光の波長とは異なる波長の信号用レーザ光を発生する信号用光発生部と、前記発電用レーザ光と前記信号用レーザ光とを合波して出射するWDMフィルタとを備え、
前記センサノードは、
前記レーザ発生装置からのレーザ光を前記光ファイバーを介して入射し、当該レーザ光から前記発電用レーザ光を取り出して前記光電変換部に送出するとともに前記信号用レーザ光を取り出して前記MEMS型光変調器に送出し、さらに前記MEMS型光変調器において変調されたレーザ光を入射して前記監視装置に返送するWDMフィルタからなる光分岐結合部を備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンシングシステム。

【請求項5】
 
前記光電変換部の出力側と、前記二次電池との間に直流昇圧回路を備えたことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のセンシングシステム。

【請求項6】
 
前記センサノードは、前記二次電池の充電電圧検出機能を有し、当該充電電圧が所定値よりも低下したときに、センシング動作を行わないことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のセンシングシステム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009244995thum.jpg
State of application right Registered
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