平成13年度 研究報告 大分県産業科学技術センタⅦ
無線データ通信によるリモート計測に関する基礎研究
小田原 壬生
機械電子部
−ニ∴∴：ニ・∴、：、」こ：：・■ ．・1・て∴‥ ミ、．・‥ ．1t こ‥ こ＼ミ い＝−‥ ∴こ■ ∴
Yuki o ODAWARA
Mc（二hani cs ＆EI cct r o王1i cs Di ＼7i s i oTl
要旨
特定小電力無線を川い，遠隔地のビニールハウス，養殖場などに置かれた計測端末と居住地げ〕パソコンと♂）問でデー タ通信を行うための基礎的研究を行った．無線デ・′ 一夕通信インター「フニエ」一スを試作し，デー一夕送／受信試験を行い，基 本的性能を確認した．これを基に，違法電波♂〕飛来，通信異常に対する補償〝）ため，研究を進めている．
なる．そこで，無線免許を要しない特定小電力無線を利 用し，】チップ色マイコンで計測∴召姉御と無線デー▲タ通 信制御の2ノ〕ぴ）処理を行う，コンパクトで低コストなリ モ」−卜計測。制御の開発を行っごいる．ただしノ，今回は
基本システムの性能を確認するため，￣マイコンの代わり
にWl ndoⅦ▼Sパソコンを川いたち また，プログラム言語は Mi cr os（拍車ニグ）“ Vi sual 圭うASl 〔二”を用いた．
2＿2．試作の概要 2，2．i ．ハードウェア
パソコンげ）シリアル。ポーⅧ卜（RS−232C通信規格）に 接続する無線デ」一夕通信インター∴フェ」1スを試作した． 回路牒」をFi g】2に，写貞をFi g】3に示す．実用化に際し て，パソコンはA′ ノD変換器，タイ「7ゝ−，SCi （RS−2う2〔二）， パラレルUOを内戚したl チップ。マイコン，例えば日
立製r 18′ う664（Fi g．4）等に置き換えることが 卜 はじめに
施設園芸，養殖に携わる人たちにとって施設の監視と 管理は重要な仕事であり，昼夜を問わず行う必要がある．
しかし，これら〝）施設は居住地から離れていることが多 く，無線デー一夕通信を用いた遠隔計測が求められている．
山部では携帯電話を川いたシステムが導入されている
が，まだ費川が高い．そこで，自′ 宅から遠隔地の計測を
行い，制御ができる上う，リモー轟卜計測における無線デ
ー一夕通信の基礎的調香と試験を行った∴（概念図をFi g．一 に示す。）
2，無線データ通信インタ山フェースの試作と実験 2．i ．コンセプト
計測を行う上で配線を省けることは大きなメリットに
できる．
無線器点てルインコ㈱グ〕▲ 42軌†H∠′ ㌫二Ⅲ方式 特定小電力無線ユニット（Xド70H）を川いた
X† ミ708は1個で送信と受信が可能であり，通
信距離は最人1hぐ）km去で，また低コストであ る∴実質的には通信距離は5（川m前後と考えら れる．内部〝）PI J Lシンセサイザにより 56通り
（S√I l I ）16ノ1＝46（：1l ，STi 卜17」A：10（、l l ）の通信周波数
が選択できる∴試作回路では電源投入時にl 〈0軋i デーータにより通信周波数び）選択と初期設定が
できる．
2．2．2．ソフトウェア
試験プログラムでは＼／i s しはトBASKン〃シリア ルポ」−卜（COMポーート）通信制御コンポーーネ
ント“ MI Cl へOSOf l Co首11nl （1（）汀け0Ⅰ6．0”を川いた．
温度の監視・換気の制御 ポンプの作動
状態の監視
計測・制御端末
インター〉フユニー】ス パソコン
Fi g．1無線リモート計測の概念図
平成13年度 研究報告 太分県産業科学技術センター
琵勘
A
l
〃
A
l
舶朋析
A
G
鵬銅朋
岨票庚
m
禁錮㌶
D
l
芸
¶︵の
N
﹁卜
N
︶寸迅卜
N
∑○α
卸
2
1
抗
4㊤℡1
初執′ ヒデタ 閃姶アドレス設定
X巨788
雄和化データ診，1声
P（）Wer （アンテナ）ANT
≡
F
∼一書
F
転
i ■β4β子珊“ 三
（芸呂デ昌忘；
RS2ヨ2C DSUBコネブタ 信号レベル変換
1／2× ヰ812 与∠巨岩14
SEL2くbl t −r Bt e Set ）
12髄b／s
5／4
×1
488
（7518∈〕）
（うどンーオス）
クロス結線ケーブル対応
1ヰ ＋12〔∨）
1¶ 12（∨）
7 GND
くFM権謀出力）AFOUT
LD （」eck Det 巴Cて）
CS （Car r トer ・Sence）
RxDATA（受信データ〉
T〉（DATA（送信データ）
声〒F （送信切替）
TxPひ〟（送信パワー・
イネーブル）
パソコンヘ ー ▲ ち
相手方電源￠一子の昭一
出力Hi 9h X巨708
429柑Hz 帯
特定小電力無線ユニット
（15ms 以上〕
Fi g．2無線データ通信インタ仙フェース回路図
運用でほ＼二適信に閑わるコンビュー一夕を通常は受信状態 た．
とし7 送信時〝）み，無線ユニットを送信に切り替える血 この制御は上記コンポーネン ト〝〕“R′ ヱ、SEnabl 。” を有効 にすることによ町行う。詳細になるが，受信状態から送 信状態に切り替れる阻 主た，こ〝）逆の場合に・應ゾ）遅 延時間が必要で，タイミング調整をソーフトとハしドで行
／っている。
データ受信では電波が実際に送信されたもソ〕かどう
かをハし−ド的に判定するためⅩE708ぴ〕（〔二ar r i ci −Sel −Se）
端子を絹いる。また，ソフト的に，文字データにおいて
毅初の文‘ 打）スターート内ヒ㌧ソトを明らかにするため？先
頭に同牒附言ぢとなるビット列を用いる．デー1タ長7，ス トッフ￠ビット2〝）場合，文字“ p’ 9ク）ビット列“ ‖川㈹げ
にスタしトゥビットとストッ7せ ビットを加え∴文字列
p！つ・ とL∴卜拉ニビットから順に“0し）0（汀‖i i ＝汗ほ（江崎‖＝
▲” とt ノて送／〕ている。（Fi g．5）デーータ長8，ストップ∴ ビット2〝）場合，同期をとるための文字列ど−七“ ケタ… ” を
用いる．
2．2，う．言式験結果
XE7（摘は購入時び）設）よとL，初期設定そ）推奨値を用い
出力電波の強度は測定Lていないが，特定小電力無線
げ）適合値に対して，中程度叫1i 力と考えられる．xE708
F岳g．3試作無線インタ叫プェ叩ス写真
「i ぎ 4 トチップマイコン
平成13年度 研究報告 大分県産業科学技術せンターー
一l 州←
Fi g．5無線デ椚夕通信の送受信波形とその説明
開始／終J ′ ク）タイミング調整がう浅くいかず，不調に終
わった。回路的には若干複雑になるが，別途，タイミン グ調整を行う回路を設ければ解決すると思われる．
3．考 察
無線モデムは，シェア的に今日では LAN（Et hcr nct ）
や無線l ノAN に糾されている。しかし，技術的な完成度
は高く，本試験で42りMI 17帯特定小電力無線ユニット
（XE708）グノ）優れた性能を確認できた．浅だ，違法電波等 による通信障筈に対する対策を含む実用化試験は行って
いないが，特に高速大容量である必要のない農業。水産 業における需要には巨かに対応できると思われる。
ステムとの競合を考 次に LANJ くっ携帯電話を用いたシ
えると，特にLANとの競合が考えられる．有線LAN〝）
場合はハー凡ドやソフトにかかる開発コストが高く∴吏た，
デー一夕通信ケーーブルを張り巡らせる手間も必要である点
などがデメリットであるが，通信障害に強く∴康信速度一 容量肌点で≠ 〕優れている．総合的にみて，LANや携帯電 話と棲み分けがなされるものと止しわれる。
課題としてデー一夕通†言や応川システム〝）信奉馴生び〕確立
が必要であり）システム畏常診断等の開発等）実証試験 による検証が必要である．
4．ままめ
現鮎川z 帯無瀾を川いたデし一夕通信システムを試作 し，ラ∴一夕通信の基礎を修得した．去た，20nEl l ほどぴ）
距離で中間に若音二川噂害物があるデーータ通信課腐を行
い，震ぃ水荏業におけるデータ通信に適用できる見通しノ を得た．
今後，木研究について，1県の農牒技術センタ、一，海 洋水産研究センタ」一〝）支援を得て，いろいろな用途に／〕
いて実証試験を検討する．
ぴ〕アンテナ出力端イにけ烏nl G）ビニ・、一ル被覆導線をハン ダ着けし，DOS−Vデスクトップ型パソコン（RS−232〔ニイ ン巨フニーース標準装備）を用いデーータ通信試験を行った．同じ 室内では間組は起きなかったが，幾つか明特定リノ）漠′ ト文 字では送信時にエラーを生じ易いレ〃もあ／」た．
通信距離虻題ばLて通信を確認するたが），ノートブッ ク型パソコン（RS−2う2Cイけ一フェ、ス標準装備）を用い，片 万〃）通信三端末を屋外に持ち出して試験を行った。 （F巨g。6）当センタ・一び）敷地内で，最大封鮎mほど⊥か距 離がとれなかったが，中間にガラス戸，呈 隋建ての建物 があり】見通しの効かない場合であ／」てむ，通信は可能
であった．
当センターでは職員の呼び出しにポケベル。システム を使用してお畑 二通信周波数は異なるが，同じ42りMi 王z ノ粁ごある．これに対し，相互に影響し合うことはなかっ
た．
以卜は標準的なD（）S−Vフ型パソコンを用いて行った試 験であるが，RS−232〔「インタ∴一フェ、〃▼ 一スを持たないパソ コン〝）ために，しJ S呈∃接続RS−232C変換アダプタ け十オ・ テ、、一夕祉US上真一RSA（J 2）を川いて試験を行った．しかしプ
プログラム仁で択データ送出／停車とハ←−ドヒで〝）送信
Fi g．6屋外でのデmタ通信試験
