JP6539430B2 - パルス幅被変調信号を用いたセンサネットワーク - Google Patents

Description

本開示は、パルス幅被変調信号を用いたセンサネットワークに関する。

センサネットワークは、環境パラメータ、構造パラメータ、または電気的パラメータなどの様々なパラメータを監視するために用いることができる。センサネットワーク内に含まれるセンサの数が増加するのに従って、通常は、センサネットワークを実現するために追加のインフラストラクチャおよび通信構成要素が必要になる。数千個のセンサを含むセンサネットワークの場合は、各センサをデータ収集ポイント（例えばコントローラ）に接続するための配線は大規模となり得る。例えば処理および応答のためにデータ収集ポイントと通信するために、センサ当たり１本の配線を有する配線束を用いることができる。配線束を用いてセンサネットワークを実現したときは、配線束は重さ、据え付けコスト、交差接続および干渉（例えば短絡）、および低い信頼性などの多くの欠点を引き起こし得る。

センサネットワークを実現するために用いられる配線の量を減らすために、センサの一部またはすべてのためにバスなどの共通媒体を用いることができる。しかし共通媒体を用いてセンサネットワークを実現することは、同期、構成、および協調に関連する難しさをもたらし得る。例えば共通媒体を有するセンサネットワークは、通常はイーサネットプロトコルなどのプロトコルを有するデジタル物理層（ＰＨＹ）を用いたデジタルドメイン（例えばデジタル信号を用いた通信）において実現され、これらは簡単なセンサ用には必要以上にずっと複雑であり、センサネットワークの待ち時間要件を満たさない変動する伝送遅延を有する。さらに、共通媒体を共有する数百または数千個のセンサを有するセンサネットワークは、共通媒体の使用を実行不可能にするいくつかのネットワーク管理の問題（例えば構成および協調）を有する。

本明細書で開示される特定の実施形態は、アナログ信号を用いて通信媒体（例えば共通の通信媒体）を通じてセンサデータを通信するように構成された、センサネットワークを提供する。センサネットワークは、対応するセンサインターフェースデバイス（例えばセンサノード）にそれぞれが結合された、複数のセンサを含むことができる。複数のセンサインターフェースデバイスが通信媒体（例えば共有バス）を共有することを可能にするために、時分割多重化を用いることができる。各センサインターフェースデバイスには、フレーム内に含まれる複数のタイムスロットの１つまたは複数のタイムスロットなどの、１つまたは複数のタイムスロットを割り当てることができる。例えば特定のセンサインターフェースデバイスには、特定のセンサデバイスが通信媒体を通じてアナログ信号（例えばセンサデータを表すパルス幅被変調信号）をその間に通信することができる、１つまたは複数のタイムスロットを割り当てることができる。１つまたは複数のタイムスロットは、定期的に（例えば複数の連続したフレームの各フレーム中に）繰り返すことができる。クロック信号またはクロックパルスなどのタイミング信号は、複数のセンサインターフェースデバイスを同期し、各センサインターフェースデバイスが１つまたは複数のタイムスロットを検出することを可能にするために用いることができる。

特定のセンサインターフェースデバイスは、非同期シグマ−デルタ変調器回路などのゲート型時間エンコーダ回路を含むことができる。ゲート型時間エンコーダ回路は、特定のセンサインターフェースデバイスに結合されたセンサによって供給される、センサデータの非同期パルス幅表示を生成することができる。特定のセンサインターフェースデバイスに割り当てられた１つまたは複数のタイムスロット中に、ゲート型時間エンコーダ回路は、非同期パルス幅信号（例えばアナログパルス幅被変調信号）を生成するように活動化（例えばイネーブル）されることができる。パルス幅被変調信号の幅は、センサから受け取ったセンサデータの値に対応することができる。

ゲート型時間エンコーダ回路は、ゲート型回路がアナログ信号（例えばパルス幅被変調アナログ信号）を生成し送信することを可能にするために、１つまたは複数のタイムスロット中に活動化（例えばイネーブル）されるスイッチを含むことができる。スイッチは、特定のタイムスロットの持続時間中に活動化することができ、特定のタイムスロットの終了に基づいて非活動化（例えばディスエーブル）することができる。

センサネットワークはまた、通信媒体を通じて通信されるアナログ信号を捕捉する（例えば受け取る）ように構成された受信器デバイス（例えば受信器ノード）を含むことができる。受信器デバイスは、受け取ったアナログ信号をデジタルデータに変換し、デジタルデータを処理または記憶のためのシステムに供給するように構成することができる。

センサネットワークは、構造物またはプラットフォーム内に含めることができ、構造物またはプラットフォームに関連する１つまたは複数のパラメータを監視するように構成することができる。例えば１つまたは複数のパラメータは、多数のセンサ（例えば数百または数千個のセンサ）に依存する構造物またはプラットフォームの性能または分析に関連することができる。例えば構造物またはプラットフォームが航空機の翼胴に関連するときは、センサネットワークは、航空機の飛行性能に影響を及ぼす接合部亀裂、気流、温度、圧力などのパラメータを監視するための複数のセンサ（例えば千個以上のセンサ）を含むことができる。

通信媒体を通じて時分割多重化のやり方でアナログ信号を通信することにより、各センサインターフェースデバイスは対応するアナログ−デジタル変換回路を含む必要がない。したがってすべてが共通の通信媒体を使用する数百または数千個のセンサを含む場合があるセンサネットワークは、比較的小さなサイズ、重量、およびコストを維持することができる。センサネットワークの比較的小さなサイズ、重量、およびコストは、構造物またはプラットフォームの性能に悪影響を及ぼさずに、構造物またはプラットフォーム内に１つまたは複数のセンサネットワークを含めることを可能にすることができる。

特定の実施形態ではデバイスは、センサネットワークの共有バスに結合するためのバスインターフェースを含む。デバイスはまた、センサネットワークのセンサに結合するためのセンサインターフェースを含む。デバイスはさらに、バスインターフェースおよびセンサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路を含む。ゲート型パルス幅変調回路は、共有バスを通じて受け取ったタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、センサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するように構成される。

他の特定の実施形態ではセンサネットワークは、複数のセンサ、バス、および複数のセンサインターフェースデバイスを備える。複数のセンサインターフェースデバイスの各センサインターフェースデバイスは、複数のセンサの対応するセンサをバスに結合する。複数のセンサインターフェースデバイスの特定のセンサインターフェースデバイスは、バスに結合されたバスインターフェースと、複数のセンサの特定の対応するセンサに結合されたセンサインターフェースと、バスインターフェースおよびセンサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路を含む。ゲート型パルス幅変調回路は、バスを通じて受け取ったタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、特定の対応するセンサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するように構成される。

他の特定の実施形態では方法は、センサからデータ受け取ること、およびバスを通じてタイミング信号を受け取ることを含む。方法はまた、タイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、バスを通じてデータのアナログパルス幅被変調表示を送信することを含む。

デバイスは、センサネットワークの共有バスに結合するためのバスインターフェースと、センサネットワークのセンサに結合するためのセンサインターフェースと、バスインターフェースおよびセンサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路とを備え、ゲート型パルス幅変調回路は、共有バスを通じて受け取ったタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、センサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するように構成される。

ゲート型パルス幅変調回路が、非同期シグマ−デルタ変調器回路を備えるデバイス。タイムスロットが、バス上の伝送のためにデバイスに割り振られた複数のフレームの各フレーム中の、媒体アクセス時間に対応するデバイス。ゲート型パルス幅変調回路が、複数のフレームの第１のフレーム中にセンサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信し、複数のフレームの第２のフレーム中にデバイスのノード識別子の少なくとも一部分を送信するように構成される、デバイス。

デバイスはさらに、ゲート型パルス幅変調回路に結合されたゲートコントローラを備え、ゲートコントローラは、タイムスロットが始まるときにゲート型パルス幅変調回路のスイッチの活動化を開始するように構成される。デバイスはさらに、タイミング信号からオフセットされたクロック信号を生成するためのクロックを備え、ゲート型パルス幅被変調回路は、クロック信号に基づいて信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するようにイネーブルされる。デバイスはさらに、タイムスロット情報を記憶するように構成された記憶装置を備え、タイムスロット情報は、送信タイムスロット識別子、受信タイムスロット識別子、タイムスロット幅、またはそれらの組み合わせを含む。

デバイスはさらに期間の間にバスを監視し、期間中に他のデバイスによる送信がその間に検出されなかった特定のタイムスロットを検出し、特定のタイムスロットをタイムスロットとして選択するための、タイムスロット割り当てデバイスを備える。デバイスはさらに、第２のタイムスロット中に、バスを通じて第２のアナログパルス幅変調データを受け取るための受信器を備える。デバイスにおいて受信器は、ゲート型不完全積分器ローパスフィルタを備える。

複数のセンサと、バスと、複数のセンサインターフェースデバイスとを含むセンサネットワークであって、複数のセンサインターフェースデバイスの各センサインターフェースデバイスは、複数のセンサの対応するセンサをバスに結合し、複数のセンサインターフェースデバイスの第１のセンサインターフェースデバイスは、バスに結合されたバスインターフェースと、複数のセンサの第１の対応するセンサに結合されたセンサインターフェースと、バスインターフェースおよびセンサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路とを含み、ゲート型パルス幅変調回路は、バスを通じて受け取ったタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、第１の対応するセンサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するように構成される、センサネットワーク。

構造物内に統合されたセンサネットワークであって、構造物は航空機、宇宙船、陸上船、船舶、可動プラットフォーム、インフラストラクチャプラットフォーム、またはビルディングを含む、センサネットワーク。センサネットワークはさらに、第１の対応するセンサからデータを表すパルス幅被変調信号を受け取るようにバスに結合された受信器を備える。センサネットワークにおいて、パルス幅被変調信号は、第１の対応するセンサに割り振られた特定のタイムスロット中に受け取られ、受信器はパルス幅被変調信号をデジタル値に変換する。

センサネットワークであって、複数のセンサインターフェースデバイスの第２のセンサインターフェースデバイスは、バスを通じて第１のセンサインターフェースからパルス幅被変調信号を受け取り、パルス幅被変調信号に対応するデータを複数のセンサの第２の対応するセンサに送るための受信器と、第２のセンサインターフェースデバイスに結合された第２の対応するセンサとを含み、第２の対応するセンサは、パルス幅被変調信号に対応するデータに一部基づいて信号を決定する、センサネットワーク。

センサからデータを受け取ること、バスを通じてタイミング信号を受け取ること、およびタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、バスを通じてデータのアナログパルス幅被変調表示を送信することを含む、方法。方法はさらに、データのアナログパルス幅被変調表示の送信を可能にするために、タイムスロットの始まりの識別に基づいてスイッチを活動化することを含む。方法はさらに、タイムスロット中に、データのアナログパルス幅被変調表示を生成することを含む。

方法はさらに、バスを通じてデータのアナログパルス幅被変調表示を送信する前に、キャリア信号と、データのアナログパルス幅被変調表示とを組み合わせることを含む。方法はさらに、第２のタイムスロット中に、バスを通じて第２のアナログパルス幅被変調データを受け取り、第２のアナログパルス幅被変調データの表示をセンサに送ることを含む。

述べられた特徴、機能、および利点は、様々な実施形態において独立に達成することができ、または他の実施形態に組み合わせることもでき、他の詳細は以下の説明および図面を参照して開示される。

センサネットワークの特定の実施形態を示すブロック図である。 センサインターフェースデバイスの第１の特定の実施形態を示すブロック図である。 センサインターフェースデバイスの第２の特定の実施形態を示すブロック図である。 受信器デバイスの第１の特定の実施形態を示すブロック図である。 フレームの異なるタイムスロットにおけるパルス幅被変調信号を示すグラフである。 センサインターフェースデバイスの動作のフロー図である。 センサネットワークのデバイスなどの、コンピューティングシステムの特定の実施形態を示すブロック図である。 乗物生産およびサービス方法論のフロー図である。 センサネットワークを含む乗物のブロック図である。

本開示の特定の実施形態について以下に図面を参照して述べる。説明においては図面の全体にわたって共通の特徴は、共通の参照番号によって示される。

センサネットワークは複数のセンサを含み、センサデータは共有バスなどの通信媒体を通じてアナログ信号を用いて通信される。センサネットワークは、対応するセンサインターフェースデバイス（例えばセンサノード）にそれぞれが結合された、複数のセンサを含むことができる。各センサインターフェースデバイスは、センサ出力に基づいてアナログ信号を生成するように構成された、ゲート型非同期シグマ−デルタ変調器回路などのゲート型時間エンコーダを含むことができる。各センサインターフェースデバイスには、通信媒体を通じてアナログ信号（例えばセンサ出力のアナログパルス幅被変調表示）を送信するように、対応するゲート型時間エンコーダがその間に活動化（例えばイネーブル）されるタイムスロットを割り当てることができる。センサインターフェースデバイスは、１つまたは複数のタイムスロットの発生を識別（例えば決定）するために、各センサインターフェースデバイスに供給されるタイミング信号に基づいて、同期することができる。第１のセンサインターフェースデバイスによって送信される特定のアナログ信号は、通信媒体に結合された１つまたは複数の他のセンサインターフェースデバイス、または受信器デバイス（例えばデジタル受信器デバイス）によって受け取ることができる。受信器デバイスは特定のアナログ信号を、処理または記憶されるべきデジタル信号に変換することができる。したがって割り当てられたタイムスロットをそれぞれが有するセンサインターフェースデバイスを含むセンサネットワークは、通信媒体を通じてセンサデータをアナログ信号として通信するための、アナログ時分割多重ネットワークシステムとして動作することができる。

図１は、センサネットワークを含むシステム１００を示す。システム１００は、ビルディングまたは橋などの構造物、航空機（例えば固定翼航空機または回転翼航空機）、船舶、衛星、宇宙船、陸上船などのプラットフォーム、または他の実質的に自己完結型の構造物（例えば石油掘削装置）またはプラットフォーム（例えば可動プラットフォームまたはインフラストラクチャプラットフォーム）内に含むことができる。システム１００は、センサ１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、センサインターフェースデバイス１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｍ、通信媒体１２０、受信器デバイス１３０、処理／記憶システム１４０、およびクロック１６０を含むことができる。

システム１００は、通信媒体１２０を通じてアナログデータ（例えばアナログ信号）を通信する時分割多重（ＴＤＭ）ネットワークとして、センサネットワークを実現するように構成することができる。アナログデータを通信するシステム１００のデバイスには、デバイスがその間にアナログデータを通信する（例えば送るまたは受け取る）ようにイネーブルされる、対応するタイムスロット（例えばフレーム内に含まれる複数のタイムスロットに含まれる）を割り当てることができる。例えば特定のタイムスロットは、通信媒体１２０を通じて、通信（例えば送信または受信）のために特定のデバイスに割り振られた複数のフレームの各フレーム中の媒体アクセス時間に対応することができる。特定のタイムスロットは、繰り返すことができ（例えば複数のフレームの各フレーム中に）、特定のデバイスが複数のフレームのそれぞれの間でアナログデータを通信することを可能にすることができる。通信媒体１２０を通じて通信することができるデバイスは、センサインターフェースデバイス１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｍ、受信器デバイス１３０、およびクロック１６０を含む。

センサ１１２Ａ〜Ｍは、第１のセンサ１１２Ａ、第２のセンサ１１２Ｂ、第３のセンサ１１２Ｃ、および第４のセンサ１１２Ｍを含むことができる。システム１００には４つのセンサ１１２Ａ〜Ｍだけが示されるが、システム１００は４つより少ないセンサ、４つより多いセンサを含むことができる。例えばシステム１００は、数百または数千個のセンサを含むことができる。センサ１１２Ａ〜Ｍのそれぞれは、局所的に電力供給する（例えば電源内蔵型）、または図３を参照して述べられるように対応するセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍを通じて電力供給することができる。

センサ１１２Ａ〜Ｍのそれぞれは小さなサイズとすることができ、システム１００に関連する環境パラメータ、構造パラメータ、動作パラメータ、健全性パラメータ、機械パラメータ、または電気的パラメータなどのパラメータの値を求めるように構成することができる。パラメータの値は、センサによって求めることができ、電圧値（例えばセンサデータ）として出力することができる。例えば第１のセンサ１１２Ａはセンサデータ１５２を出力することができる。センサ１１２Ａ〜Ｍのそれぞれは異なるパラメータを監視（例えば測定）することができ、またはセンサ１１２Ａ〜Ｍの複数のセンサが同じパラメータを監視することもできる。

センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍは、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂ、および第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍを含むことができる。センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍは、通信媒体１２０に通信可能に結合することができ、通信媒体１２０を通じてアナログ信号としてセンサデータを送信するように構成することができる。センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍ（例えばセンサノード）のそれぞれは、１つまたは複数の対応するセンサに結合（例えば有線接続を通じて）することができ、１つまたは複数の対応するセンサとセンサデータなどのデータを通信する（例えば送るまたは受け取る）ことができる。例えば、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは第１のセンサ１１２Ａに結合することができ、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは第２のセンサ１１２Ｂおよび第３のセンサ１１２Ｃに結合することができ、第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍは第４のセンサ１１２Ｍに結合することができる。センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍのそれぞれは、１つまたは複数の単方向接続または双方向接続を通じて、センサ１１２Ａ〜Ｍなどの１つまたは複数のセンサに通信可能に結合することができる。システム１００において示されるように、センサ１１２Ａ〜Ｍのそれぞれは、双方向接続を通じて、対応するセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍに通信可能に結合される。しかしセンサ１１２Ａ〜Ｍは、単方向接続、双方向接続、またはそれらの組み合わせを通じて、対応するセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍに結合することができる。例えば第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａが第１のセンサ１１２Ａからデータ（例えばセンサデータ）を受け取ることを可能にするように、単方向接続を通じて第１のセンサ１１２Ａに通信可能に結合することができる。他の例として第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂが第２のセンサ１１２Ｂからデータ（例えばセンサデータ）を受け取ることを可能にするように、単方向接続を通じて第２のセンサ１１２Ｂに通信可能に結合することができ、かつ第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂが第３のセンサ１１２Ｃにデータを送ることを可能にするように、双方向接続を通じて第３のセンサ１１２Ｃに通信可能に結合することができる。他の例として第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍは、第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍがデータを第４のセンサ１１２Ｍに送りそれから受け取ることを可能にするように、双方向接続を通じて第４のセンサ１１２Ｍに通信可能に結合することができる。

センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍのそれぞれは、対応するゲート型時間エンコーダ１１６Ａ〜Ｍを含むことができる。例えば、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは第１のゲート型時間エンコーダ１１６Ａを含むことができ、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは第２のゲート型時間エンコーダ１１６Ｂを含むことができ、第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍは第３のゲート型時間エンコーダ１１６Ｍを含むことができる。ゲート型時間エンコーダ１１６Ａ〜Ｍはそれぞれ、図２を参照して述べられるようにシュミットトリガなどの、非同期シグマ−デルタ変調器（ＡＳＤＭ）を含むことができる。

ゲート型時間エンコーダ１１６Ａ〜Ｍは、センサ１１２Ａ〜Ｍの１つから受け取ったセンサデータを、センサデータを表すパルス幅被変調信号などの、アナログセンサデータに変換するように構成することができる。例えばセンサデータの値は、パルス幅被変調信号のパルス幅に基づいて表すことができる。特定のセンサインターフェースデバイスの特定のゲート型時間エンコーダは、特定のセンサインターフェースデバイスに対応するタイムスロットが生じたときに、アナログセンサデータを生成し、送信するようにイネーブル（例えば選択的にイネーブル）されることができる。例えば第１のゲート型エンコーダ１１６Ａは、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａに割り当てられたタイムスロット中に、通信媒体１２０を通じてアナログセンサデータ１５４を送信することができる。アナログセンサデータ１５４は、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａにおいて第１のセンサ１１２Ａから受け取った、センサデータ１５２を表すことができる。特定の実施形態では第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａに割り当てられたタイムスロット中に、アナログセンサデータ１５４を生成し送信する。

特定の実施形態では、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの特定のセンサインターフェースデバイスは、特定のセンサインターフェースデバイスに結合された複数のセンサ１１２Ａ〜Ｍから、センサデータを受け取るように構成することができる。特定のセンサインターフェースデバイスは、特定のセンサインターフェースデバイスに結合された複数のセンサ１１２Ａ〜Ｍの個々のセンサを選択し、個々のセンサから受け取ったセンサデータに基づいてアナログセンサデータを送信するように構成されたスイッチ（例えば特定のゲート型エンコーダ）を含むことができる。特定のゲート型エンコーダは、特定のセンサインターフェースデバイスに割り当てられた複数のタイムスロットの１つまたは複数のタイムスロットに基づいて、個々のセンサを選択することができる。例えば第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは、複数のタイムスロットを割り当てることができ、第２のセンサ１１２Ｂおよび第３のセンサ１１２Ｃからセンサデータを受け取るように構成することができる。第２のゲート型時間エンコーダ１１６Ｂは、センサインターフェースデバイス１１４Ｂに割り当てられた複数のタイムスロットの１つまたは複数の第１のタイムスロット中に、第２のセンサ１１２Ｂに基づいて（および第３のセンサ１１２Ｃには基づかずに）、第１のアナログ信号を選択的に送信するように構成することができる。第２のゲート型時間エンコーダ１１６Ｂは、センサインターフェースデバイス１１４Ｂに割り当てられた複数のタイムスロットの１つまたは複数の第２のタイムスロット中に、第３のセンサ１１２Ｃに基づいて（および第２のセンサ１１２Ｂには基づかずに）、第２のアナログ信号を選択的に送信するように構成することができる。

通信媒体１２０は、システム１００のデバイスの間の通信を可能にすることができる。例えば通信媒体１２０は、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍ、受信器デバイス１３０、およびクロック１６０の間での通信を可能にすることができる。通信媒体１２０は物理的（金属）線、光ファイバケーブル、無線光リンク、または無線周波数（ＲＦ）リンクを含むことができる。

受信器デバイス１３０（例えばデジタル受信器ネットワークノード）は、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍから、アナログセンサデータ１５４などのアナログセンサデータを受け取るように構成することができる。受信器デバイス１３０は、通信媒体１２０を通じて通信されるアナログセンサデータを捕捉し（例えば受け取り）、アナログセンサデータをデジタルセンサデータ１５６に変換することができる。例えば受信器デバイス１３０は、パルス−デジタル変換器（図示せず）を用いて、アナログセンサデータ（例えばセンサデータのパルス幅被変調アナログ信号表示）を、センサデータのデジタル表示（例えばデジタルセンサデータ１５６）に変換することができる。特定の実施形態ではデジタルセンサデータ１５６は、図４を参照して述べられるように、センサデータのデジタル表示、センサデータに関連するタイムスタンプ、センサデータを生成したセンサ１１２Ａ〜Ｍに対応するセンサ識別子、またはそれらの組み合わせを含むことができる。受信器デバイス１３０は、デジタルセンサデータ１５６を、（１つまたは複数の）処理／記憶システム１４０に送信することができる。

処理／記憶システム１４０は、受信器デバイス１３０に結合され、デジタルセンサデータに関連する１つまたは複数の動作を行うように構成することができる。例えば処理／記憶システム１４０は、デジタルセンサデータ１５６を記憶（例えば収集）し、デジタルセンサデータ１５６を処理し、またはデジタルセンサデータ１５６に基づいてレポートを作成することができる。処理／記憶システム１４０は、デジタルセンサデータ１５６に対して１つまたは複数の動作を行うための、１つまたは複数の構成要素（図示せず）を含むことができる。例えば１つまたは複数の構成要素は、電源、プロセッサ、メモリ、プロセッサクロック、ディスプレイコントローラ、またはそれらの組み合わせを含むことができる。処理／記憶システム１４０は、専用システム（例えばセンサネットワークに専用の）、またはシステム１００を含む構造物またはプラットフォームに関連する他の機能をサポートする、共有システム（例えば電気システム、機械システム、または運用システム）とすることができる。処理／記憶システム１４０はデジタルセンサデータ１５６を、システム１００に関連するオペレータに、システム１００に関連する保守技術者に、システム１００に関連する診断の専門家に、またはシステム１００の外部の１つまたは複数の他のシステムに供給（例えば送信）することができる。

クロック１６０は、通信媒体１２０に結合され、タイミング信号１５０などの１つまたは複数のタイミング信号（例えば同期信号）を生成するように構成することができる。１つまたは複数のタイミング信号は、固定の（例えば一定の）幅を有するパルス化された信号などの、クロック信号または同期パルスを含むことができる。特定の実施形態では、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍのそれぞれ、および受信器デバイス１３０が互いに同期されることを可能にするように、１つまたは複数のタイムスロットをタイミング信号１５０に充当する（例えば割り当てる）ことができる。例えば、フレームの第１の順次タイムスロットは、クロック１６０によって送られ、各センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍおよび受信器デバイス１３０によって受け取られる、同期パルスを含むことができる。クロック信号またはクロックパルスなどのタイミング信号１５０は、図３および図４を参照して述べられるように、複数のセンサインターフェースデバイスを同期し、各センサインターフェースが対応するタイムスロットを検出することを可能にするために用いることができる。

動作時にはタイミング信号１５０は、クロック１６０によって通信媒体１２０を通じて送信することができ、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍおよび受信器デバイス１３０によって検出することができる。センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍのそれぞれおよび受信器デバイス１３０は、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍのそれぞれおよび受信器デバイス１３０が、通信媒体１２０へのアクセスに関連する１つまたは複数のタイムスロットを識別することを可能にするように、タイミング信号１５０に基づいて同期することができる。例えば第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは第１のタイムスロット中に送信するように構成することができ、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは第２のタイムスロットおよび第３のタイムスロット中に送信するように構成することができ、第３のセンサインターフェースデバイス１１４Ｍは第４のタイムスロットおよび第５のタイムスロット中に送信するように構成することができる。受信器デバイス１３０は、第１のタイムスロット、第２のタイムスロット、第３のタイムスロット、第４のタイムスロット、および第５のタイムスロット中に受け取るように構成することができる。

第１のタイムスロット中に第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは、第１のセンサ１１２Ａからセンサデータ１５２を受け取り、センサデータ１５２を、センサデータ１５２を表すアナログセンサデータ１５４に変換（例えば生成）し、通信媒体１２０を通じてアナログセンサデータ１５４を送信することができる。例えば第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａは、第１のゲート型時間エンコーダ１１６Ａを用いてアナログセンサデータ１５４を生成し、通信媒体１２０を通じて非同期パルス幅被変調信号として、アナログセンサデータ１５４を送信することができる。

第２のタイムスロット中に、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは、第２のセンサ１１２Ｂから受け取ったセンサデータを表すアナログセンサデータを生成し送信することができる。第３のタイムスロット中に、第２のセンサインターフェースデバイス１１４Ｂは、第３のセンサ１１２Ｃから受け取ったセンサデータを表すアナログセンサデータを生成し送信することができる。第４のタイムスロットおよび第５のタイムスロット中に、第３のセンサインターフェース１１４Ｍは、第４のセンサ１１２Ｍから受け取ったセンサデータを表すアナログセンサデータを生成し送信することができる。

受信器デバイス１３０は、１つまたは複数のタイムスロット中に、アナログセンサデータを受け取ることができる。受信器デバイス１３０は、受け取ったアナログセンサデータをデジタルセンサデータに変換し、デジタルセンサデータを処理／記憶システム１４０に通信することができる。例えば第１のタイムスロット中に受信器デバイス１３０は、第１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａによって送信されたアナログセンサデータ１５４を受け取ることができる。アナログセンサデータ１５４を受け取った後に、受信器デバイス１３０はアナログセンサデータ１５４を、第１のセンサ１１２Ａによって生成されたセンサデータ１５２に対応するデジタルセンサデータ１５６に変換することができる。受信器デバイス１３０は、デジタルセンサデータを処理／記憶システム１４０に通信することができる。

システム１００は、１つまたは複数のネットワーク構成において動作するように構成可能とすることができる。例えば図１に示される第１のネットワーク構成では、センサ１１２Ａ〜Ｍのすべてが、処理／記憶システム１４０などの中央の場所にセンサデータを送ることができる。第１のネットワーク構成ではセンサデータは、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍ、通信媒体１２０、および受信器デバイス１３０を通じて中央の場所に送られる。

第２のネットワーク構成ではセンサ１１２Ａ〜Ｍは、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍおよび通信媒体１２０を通じて、互いの間でセンサデータを通信することができる。例えば第２の構成ではシステム１００は、受信器デバイス１３０または処理／記憶システム１４０を含まなくてもよい。第２のネットワーク構成を可能にするために図２および図３を参照して述べられるように、各センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍは受信器回路部を含むことができる。例えば特定のセンサインターフェースの受信器回路部は、特定のセンサインターフェースが、センサ信号を表すアナログセンサデータ１５４などのアナログセンサ信号を受け取り、センサ信号を再構築すること（例えば電圧値）を可能にすることができる。

第３のネットワーク構成では、システム１００の、センサ１１２Ａ〜Ｍの１つまたは複数、またはセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの１つまたは複数は、デジタル処理部を含むことができる。デジタル処理部はデジタルセンサ信号を処理するように構成することができる。したがって通信媒体１２０は、単一の通信路を通じてまたは異なる通信路を通じて、デジタルセンサ信号、アナログ信号、またはそれらの組み合わせの通信をサポートするように構成することができる。第３のネットワーク構成の特定の実施形態では、各センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍは、通信媒体１２０を通じて１つまたは複数のアナログ信号を受け取るように構成された対応する受信器デバイスと、受け取ったアナログ信号をデジタル信号に変換するように構成された対応するパルス−デジタル変換器とを含む。

第１のネットワーク構成、第２のネットワーク構成、第３のネットワーク構成、またはそれらの組み合わせの特徴を含むネットワークなどの他のネットワーク構成が可能である。例えばもう１つのネットワーク構成は、アナログセンサデータ１５４などのアナログ信号を他のセンサノードにおよび受信器ノード１３０などの受信器デバイスに通信するように構成された、１つまたは複数の第１のノード（例えばセンサインターフェースデバイス）を含むことができる。他のネットワークでは１つまたは複数の第２のノードは、デジタル処理を含むことができ、デジタル信号を通信し処理するように構成することができる。

特定の実施形態では、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの特定のセンサインターフェースデバイスは、電源内蔵型とする、特定のセンサインターフェースデバイスに結合されたセンサによって電力供給される、通信媒体１２０に結合されたデバイスまたは電力源によって通信媒体１２０を通じて電力供給される、誘導的に電力供給される（例えばアンビエント電力を通じて電力供給される）、またはそれらの組み合わせとすることができる。

有利なことにシステム１００のセンサネットワークは、数百または数千個のセンサが通信媒体（例えば共通の通信媒体）を用いて、センサデータを通信することを可能にすることができる。センサインターフェースデバイスは、センサとインターフェースし、通信媒体を通じてアナログ信号としてセンサデータを通信することができる。アナログ信号を通信することにより、センサインターフェースデバイスはアナログ−デジタル変換回路を含む必要がない。したがってシステム１００のセンサネットワークは、デジタルデータを送信するときに用いられる複雑なプロトコルを用いずに、協調されたやり方でのセンサデータの通信を実現する。各センサまたはセンサインターフェースデバイスには、時分割多重化のやり方でセンサまたはセンサインターフェースデバイスがその間に通信媒体にアクセスすることができる、１つまたは複数のタイムスロットを割り当てることができる。各センサまたはセンサインターフェースデバイスには１つまたは複数のタイムスロットが割り当てられるので、複数のセンサまたは複数のインターフェースデバイスが、通信媒体にアクセスするために競合するまたは待機する必要はない。通信媒体にアクセスするために競合する必要がないことにより、システム１００においては伝送遅延および通信待ち時間の問題を避けることができる。

図２を参照すると、センサインターフェースデバイス２０２および通信媒体２０４を含むシステム２００の特定の実施形態が示される。例えばセンサインターフェースデバイス２０２および通信媒体２０４は、それぞれ図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの１つ、および通信媒体１２０を含むことができる。

センサインターフェースデバイス２０２は、非同期シグマ−デルタ変調器などのゲート型時間エンコーダ２１０、およびゲート型不完全積分器ローパスフィルタなどのゲート型ローパスフィルタ２３０を含むことができる。例えばゲート型時間エンコーダ２１０は、図１のゲート型時間エンコーダ１１６Ａ〜Ｍの１つを含むことができる。特定の実施形態ではゲート型時間エンコーダ２１０はシュミットトリガを含む。特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス２０２は、ゲート型ローパスフィルタ２３０を含まなくてもよい。センサインターフェースデバイス２０２は、センサインターフェースデバイス２０２がゲート型時間エンコーダ２１０を通じて第１のアナログ信号を送信し、ゲート型ローパスフィルタ２３０を通じて第２のアナログ信号を受け取ることができるように、通信媒体２０４に通信可能に結合することができる。センサインターフェースデバイス２０２は、図１のセンサ１１２Ａ〜Ｍの１つなどのセンサ（図示せず）に結合することができる。センサインターフェースデバイス２０２はセンサから図１のセンサデータ１５２などのセンサ出力信号を受け取り、センサ入力信号をセンサに送るように構成することができる。センサ入力信号は、通信媒体２０４を通じてセンサインターフェースデバイス２０２に通信可能に結合された、特定のセンサによって生成される電圧値出力に関連付けることができる。

ゲート型時間エンコーダ２１０は、センサからセンサ出力信号ｕ（ｔ）を受け取ることができ、センサ出力信号ｕ（ｔ）のパルス幅被変調表示であるアナログ出力信号ｚ（ｔ）を生成することができる。ｔの値は時間に関連付けることができ、したがってセンサ出力信号ｕ（ｔ）の値、および出力信号ｚ（ｔ）の値は時間と共に変化し得る。

ゲート型時間エンコーダ２１０は、加算器２１２、積分器２１４、スイッチ２１６（例えばゲート）、ヒステリシス要素２２０、混合器２２２を含むことができる。加算器２１２は、センサからセンサ出力信号ｕ（ｔ）、およびフィードバック信号としてヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）を受け取ることができる。加算器２１２の出力は積分器２１４に供給することができる。積分器２１４は加算器２１２の出力に対して積分演算を行うことができる。積分器２１４の出力は、スイッチ２１６の動作状態に基づいてヒステリシス要素２２０に供給することができる。センサ出力信号ｕ（ｔ）（例えば電圧値）のパルス幅被変調信号は、パルスの持続時間（例えばパルス幅）によって表すことができる。例えばセンサによって出力される電圧信号の大きな振幅は、アナログ信号の長いパルス（例えばパルス幅）によってエンコードすることができる。特定の実施形態ではアナログ信号のパルスは、タイムスロット内の任意の時点で始まりまたは終わることができる。他の特定の実施形態ではパルスの幅は、第１のタイムスロット内で始まり、第２のタイムスロット内で終わることができる。

スイッチ２１６は、ゲート型時間エンコーダ２１０を選択的に活動化および非活動化するように送信（ＴＸ）活動化信号に基づいて動作することができる。例えば送信活動化信号は、スイッチ２１６を動作させることによって、センサインターフェースデバイス２０２に割り当てられたタイムスロット中に、ゲート型時間エンコーダ２１０をイネーブルすることができる。送信活動化信号は、図３を参照して述べられるように、図１のタイミング信号１５０などのタイミング信号に基づいて生成されることができる。ゲート型時間エンコーダ２１０がイネーブルされないときは、スイッチ２１６は開路（例えば非活動化）とすることができ、積分器２１４の出力はヒステリシス要素２２０に供給できなくなる。スイッチ２１６が開路のときは、ゲート型時間エンコーダ２１０は、アナログセンサ信号ｚ（ｔ）を出力できなくなり、またはゼロの値（例えばヌル値）を有するアナログセンサ信号ｚ（ｔ）を出力することができる。ゲート型時間エンコーダ２１０がイネーブルされたときは、スイッチ２１６は閉路（例えば活動化）することができ、積分器２１４の出力はヒステリシス要素２２０に供給することができる。スイッチ２１６が閉路されたときは、ゲート型時間エンコーダ２１０はアナログセンサ信号ｚ（ｔ）を創出するようイネーブルされることができる。

ヒステリシス要素２２０（例えば信号依存型サンプリング機構）は、設計パラメータｂおよびδを有する非反転ヒステリシス曲線に従って動作することができる。例えばｂおよび−ｂはヒステリシス要素２２０の出力値とすることができ、δおよび−δはトリガマーク（例えばヒステリシス値）とすることができる。−ｂからｂ、またはその逆の出力の遷移は、本明細書で述べられるように、積分器２１４の出力がトリガマークδまたは−δ（例えばヒステリシス値）に達するたびに生じる。ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は、ｂおよび−ｂの値のヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）に関連する、２つの動作モードを有することができる。第１の動作モードでは、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）が−ｂであるときは、ヒステリシス要素２２０に入力された積分器２１４の出力は値が−δからδに向かって増加することができる。積分器２１４の出力が上側トリガ値δに達したときは、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は−ｂからｂに遷移するようにトリガすることができ、加算器２１２に供給されるフィードバックは負となる。

第２の動作モードでは、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）がｂであるときは、ヒステリシス要素２２０に入力される積分器２１４の出力は、値がδから−δに向かって減少することができる。積分器２１４の出力が下側トリガ値−δに達したときは、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は、ｂから−ｂに遷移するようにトリガすることができ、加算器２１２に供給されるフィードバックは正となる。したがってヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）の遷移時間の間隔は一様ではないが、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）の振幅は一定のまま（例えばｂまたは−ｂ）である。したがってヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は、ゲート型時間エンコーダ２１０によって受け取られるセンサ出力信号ｕ（ｔ）の値を表すアナログ信号を含むことができる。送信活動化信号（例えばタイムスロットに対応する）に基づいてゲート型時間エンコーダ２１０をイネーブルするためにスイッチ２１６を用いることにより、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）のアナログ信号は、タイムスロット内にあるようにする（例えば生成される）ことができる。ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）のパルス幅（例えばアナログパルス幅被変調信号）は、センサ出力信号ｕ（ｔ）に関連する値を表す。ヒステリシス要素２２０を用いて生成されたヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）はクロック（例えばクロック信号）を用いないので、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）はタイミングジッタ（例えばクロックジッタ）の影響を受けない。

ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）（例えばアナログパルス信号）がタイミングジッタの影響を受けないことをさらに確実にするために、ゲート型時間エンコーダ２１０に入力されるセンサ出力信号ｕ（ｔ）は、ゲート型時間エンコーダ２１０によって受け取られる前に、電圧限界の間に入るように変換する（例えば状態調整する）ことができる。例えばセンサ出力信号ｕ（ｔ）は、ゲート型時間エンコーダ２１０のゲーティングレートに関連する、またはセンサインターフェースデバイス２０２を含むセンサネットワークのフレーム（例えばサンプリング）レートに関連する、電圧限界の間に入るように変換することができる。特定の実施形態では、［−ｃ，ｃ］の第１の電圧範囲（例えば電圧範囲）を有するセンサ出力信号ｕ（ｔ）は、［−ｂ，ｂ］内の第２の電圧範囲内に変換することができ、それによりもとの信号を回復するために時間ゲート型時間エンコードされた信号を用いることができる。ヒステリシス要素２２０を用いて生成されたヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）（例えばアナログパルス幅被変調信号）は、センサ出力信号ｕ（ｔ）を再構築するために別の回路またはデバイスによって用いることができる。例えばセンサ出力信号ｕ（ｔ）は、ローパスフィルタプロセス、閾値プロセス、またはパルス相関プロセスなどの、１つまたは複数のプロセス（例えば方法）を用いて再構築することができる。

ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は混合器２２２に供給することができる。混合器２２２は、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）を、キャリアクロック２２４（例えばキャリア周波数）と混合することができる。ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）（例えばアナログパルス幅被変調信号）をキャリアクロック２２４と混合することにより、パルス相関およびパルス無線周波数（ＲＦ）伝送を可能にする正のキャリア周波数を有するパルスを有する、図１のアナログセンサデータ１５４などのアナログセンサ信号ｚ（ｔ）を生成することができる。特定の実施形態ではゲート型時間エンコーダ２１０は混合器２２２を含まなくてもよく、ヒステリシス要素出力信号ｙ（ｔ）は、アナログセンサ信号ｚ（ｔ）として通信媒体２０４に供給する（例えば送る）ことができる。

ゲート型ローパスフィルタ２３０は通信媒体２０４から、図１のアナログセンサデータ１５４などのアナログ信号ｑ（ｔ）（例えばアナログパルス幅被変調信号）を受け取り、アナログ信号ｑ（ｔ）に基づいてセンサ入力信号ｘ（ｔ）を生成することができる。センサ入力信号ｘ（ｔ）は、センサインターフェースデバイス２０２に結合された１つまたは複数のセンサに供給する（例えば送る）ことができる。センサ入力信号ｘ（ｔ）は１つまたは複数のセンサのためのコマンドを含むことができ、または通信媒体２０４を通じてセンサインターフェースデバイス２０２に通信可能に結合されたセンサによって供給されるセンサ出力信号を含むことができる。

ゲート型ローパスフィルタ２３０は、スイッチ２３２、減算器２３６、積分器、およびゲイン２４０（例えばリークゲイン）を含むことができる。スイッチ２３２は、通信媒体２０４からアナログ信号ｑ（ｔ）を受け取ることができる。スイッチ２３２は、ゲート型ローパスフィルタ２３０を選択的に活動化および非活動化するように、受信（ＲＸ）活動化信号に基づいて動作させることができる。例えば受信活動化信号は、スイッチ２３２を動作させることによって、センサインターフェースデバイス２０２に割り当てられたタイムスロット中に、ゲート型ローパスフィルタ２３０をイネーブルすることができる。受信活動化信号は、図３を参照して述べられるようにタイミング信号に基づいて生成されることができる。ゲート型ローパスフィルタ２３０がその間に活動化されるタイムスロットは、ゲート型時間エンコーダがイネーブルされるときのタイムスロットと同じとすることができ、またはゲート型時間エンコーダ２１０がイネーブルされるときのタイムスロットとは異なってもよい。ゲート型ローパスフィルタ２３０がイネーブルされないときは、スイッチ２３２は開路（例えば非活動化）とすることができ、アナログ信号ｑ（ｔ）は減算器２３６に供給できなくなる。スイッチ２３２が開路のときは、ゲート型ローパスフィルタ２３０は、センサ入力信号ｘ（ｔ）を出力できなくなり、または固定値を有するセンサ入力信号を出力することができる。ゲート型ローパスフィルタ２３０がイネーブルされたときは、スイッチ２３２は閉路（例えば活動化）することができ、アナログ信号ｑ（ｔ）を減算器２３６に供給する（例えば送る）ことができる。スイッチ２３２が閉路されたときは、ゲート型ローパスフィルタ２３０はセンサ入力信号ｘ（ｔ）を創出するようイネーブルされることができる。

減算器２３６は、スイッチ２３２を通じてアナログ信号ｑ（ｔ）を受け取ることができ、ゲイン２４０の出力を受け取ることができる。ゲイン２４０は、積分器２３８によって出力されるセンサ入力信号ｘ（ｔ）に、ｇｌのゲイン値（例えばリーク値）を適用することができる。減算器２３６の出力は積分器２３８に供給することができる。積分器２３８は、減算器２３６の出力に対して積分演算を行って、センサ入力信号ｘ（ｔ）を生成することができる。

動作時には、センサインターフェースデバイス２０２のゲート型時間エンコーダ２１０は、第１のタイムスロット中に選択的にイネーブルされることができる。ゲート型時間エンコーダ２１０が選択的にイネーブルされたときは、ゲート型時間エンコーダ２１０は、センサ出力信号ｕ（ｔ）に基づいてアナログセンサ信号ｚ（ｔ）を生成することができる。特定の実施形態ではアナログセンサ信号ｚ（ｔ）は、センサ出力信号ｕ（ｔ）の値を表すパルス幅を有する、アナログパルス幅被変調信号を含む。第１のタイムスロット中に生成されるアナログセンサ信号ｚ（ｔ）は、第１のタイムスロット中に、通信媒体２０４を通じてゲート型時間エンコーダ２１０によって送信されることができる。

第２のタイムスロット中に、センサインターフェースデバイス２０２のゲート型ローパスフィルタ２３０は、選択的にイネーブルされることができる。ゲート型ローパスフィルタ２３０が選択的にイネーブルされたときは、ゲート型ローパスフィルタ２３０は、通信媒体２０４からアナログ信号ｑ（ｔ）を受け取ることができる。ゲート型ローパスフィルタ２３０は、アナログ信号ｑ（ｔ）に基づいてセンサ入力信号ｘ（ｔ）を生成することができる。ゲート型ローパスフィルタ２３０は、ゲート型ローパスフィルタ２３０に結合されたセンサに、センサ入力信号ｘ（ｔ）を送ることができる。

有利なことにはシステム２００は、センサインターフェースデバイスに結合されたセンサに関連するアナログ信号を送信し、受け取るように構成された、センサインターフェースデバイスを実現することができる。センサインターフェースデバイスは比較的簡単なデバイスとすることができ、アナログ−デジタル変換を行う必要はない。さらにセンサインターフェースデバイスの１つまたは複数のパラメータを決定し、設定することによりセンサインターフェースデバイスは、タイミングジッタ（例えばクロックジッタ）の影響を受けずに、センサデータを表すアナログ信号を送信することができる。

図３を参照すると、センサインターフェースデバイス３０２と、通信媒体３４０とを含むシステム３００の特定の実施形態が示される。例えばセンサインターフェースデバイス３０２は、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの１つ、または図２のセンサインターフェースデバイス２０２を含むことができる。通信媒体３４０は、図１の通信媒体１２０、または図２の通信媒体２０４を含むことができる。

センサインターフェースデバイス３０２は、センサインターフェース３０４、通信媒体インターフェース３０６、および１つまたは複数の構成要素を含むことができる。センサインターフェースデバイス３０２は、センサインターフェース３０４を通じて、図１のセンサ１１２Ａ〜Ｍの１つまたは複数などのセンサ（図示せず）に結合することができる。センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体インターフェース３０６を通じて通信媒体３４０に通信可能に結合することができる。

センサインターフェースデバイス３０２に含まれる１つまたは複数の構成要素は、送信タイムスロット（ＴＳ）ゲート３１８、ゲート型時間エンコーダ３１０、１つまたは複数のローカルフレームクロック３１４、位相ロックループ（ＰＬＬ）３１２、バスパワー回路３２０、一意識別情報デバイス３１６、タイムスロット情報デバイス３２４、自動タイムスロットデバイス３２２、受信タイムスロットゲート３３４、およびゲート型ローパスフィルタ３３０を含むことができる。例えばゲート型時間エンコーダ３１０は、図１のゲート型時間エンコーダ１１６Ａ〜Ｍの１つ、または図２のゲート型時間エンコーダ２１０を含むことができる。ゲート型ローパスフィルタ３３０は、図２のゲート型ローパスフィルタ２３０を含むことができる。

センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体インターフェース３０６を通じて通信媒体３４０から電力を受け取ることができる。例えばセンサインターフェースデバイス３０２の１つまたは複数の構成要素には、バスパワー回路３２０において受け取られる１つまたは複数の信号によって電力供給することができる。特定の実施形態では、バスパワー回路３２０はダイオードであり、またはダイオードを含む。図３に示される実施形態では、ＰＬＬ３１２および自動タイムスロットデバイス３２２は、バスパワー回路３２０によって電力供給される。代替としてまたは追加としてバスパワー回路３２０は、センサインターフェースデバイス３０２の１つまたは複数の構成要素に電力を供給する電力源を含むことができる。バスパワー回路３２０はまた、センサインターフェースデバイス３０２に結合されたセンサに、センサインターフェース３０４を通じて電力を供給することができる。

センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体インターフェース３０６を通じて通信媒体３４０から、図１のタイミング信号１５０などのバスクロック信号を受け取ることができる。センサインターフェースデバイス３０２が、時分割多重（ＴＤＭ）ネットワークとして実現された図１のシステム１００のセンサネットワークなどのセンサネットワーク内に含まれるときは、センサインターフェースデバイス３０２は、センサインターフェースデバイス３０２が１つまたは複数のタイムスロットを識別することを可能にするために、システムクロックに同期させることができる。例えばセンサインターフェースデバイス３０２は、クロック信号を含むことができる１つまたは複数のタイミング信号、同期パルス（例えば固定または一定の幅を有するパルス化された信号）、または両方を受け取ることができる。１つまたは複数のタイミング信号は、ＴＤＭシステム（例えばタイムスロット化されたシステム）において用いられるフレームの周期に基づく周波数を有する、図１のクロック１６０などのシステムクロックに関連することができる。例えばセンサネットワークは、複数のフレームを含む期間にわたって動作することができる。フレームのそれぞれは複数のタイムスロットを含むことができる。特定の実施形態では、複数のフレームの各フレームの先頭タイムスロット中に、センサインターフェースデバイス３０２に特定のタイミング信号を供給することができる。センサネットワーク内のセンサインターフェースデバイス３０２には、複数のフレームの各フレームにおいて、センサインターフェースデバイス３０２がその間に通信媒体３４０にアクセス（例えばそれを通じて通信）することができる、複数のタイムスロットの１つまたは複数のタイムスロットを割り当てることができる。特定の実施形態では、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられる１つまたは複数のタイムスロットは、フレーム内の連続したタイムスロットとすることができる。

特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス３０２は、システムクロックに基づいてそれぞれが同期される、１つまたは複数のローカルフレームクロック３１４を維持することができる。センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体３４０を通じて受け取られる１つまたは複数のタイミング信号に基づいて、１つまたは複数のローカルフレームクロック３１４をシステムクロックに同期させることができる。１つまたは複数のローカルフレームクロック３１４は、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた対応するタイムスロットを識別することを可能にするように構成することができる。例えば特定のローカルフレームクロック３１４は、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられたタイムスロットに対応する大きさだけ、システムクロックに基づいてタイミング信号からオフセットさせることができる。特定の実施形態では本明細書でさらに述べられるように、第１のローカルフレームクロックは送信タイムスロットゲート３１８に含めるまたは結合することができ、第２のローカルフレームクロックは受信タイムスロットゲート３３４に含めるまたは結合することができる。

ローカルフレームクロック３１４は時間と共にドリフトする場合があり、システムクロックに対するローカルフレームクロック３１４の適切なオフセットを維持するために再同期することができる。例えばローカルフレームクロック３１４をシステムクロック（例えばバスクロック）に同期させるために、ＰＬＬ３１２を用いることができる。ＰＬＬ３１２は、基準部とフィードバック部とを含むことができる。ＰＬＬ３１２は、通信媒体インターフェース３０６を通じて通信媒体３４０から、基準部においてバスクロック（例えばタイミング信号）を受け取ることができる。特定の実施形態では少なくとも１つのタイムスロットを、同期のためおよび任意選択で電力分配のために（例えばバスパワー回路３２０による使用のために）用いることができるタイミング信号に専用化する（例えば充当する）ことができる。ＰＬＬ３１２は、ＰＬＬ３１２のフィードバック部によって受け取られるローカルフレームクロック３１４のそれぞれに対する出力信号を決定することができる。ＰＬＬ３１２は、出力信号がそれに対して決定される、対応するローカルフレームクロックに出力信号を送ることができる。例えばＰＬＬ３１２は、第１のローカルフレームクロックがシステムクロックとの同期を維持することを可能にするように、第１のローカルフレームクロックに基づいて出力信号を送信タイムスロットゲート３１８に送ることができる。

タイムスロット情報デバイス３２４は、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットに関連する情報を含む（例えば記憶する）ことができる。例えばタイムスロット情報デバイスは、メモリ、レジスタ、ディップスイッチ、ジャンパ、ヒューズなどの記憶装置、または情報を記憶するための任意の他の手段を含むことができる。タイムスロット情報は、送信固定タイムスロット（例えば送信タイムスロット識別子）、受信固定タイムスロット（例えば受信タイムスロット識別子）、タイムスロット幅、またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば送信固定タイムスロットは、アナログ信号（例えばアナログパルス幅被変調信号）を送信するためにいつゲート型時間エンコーダ３１０を活動化すべきかを示す（例えば識別する）、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットを含むことができる。他の例では受信固定タイムスロットは、アナログ信号を受け取るためにいつゲート型ローパスフィルタ３３０を活動化すべきかを示す、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットを含むことができる。

送信固定タイムスロット、または受信固定タイムスロットは、タイムスロット情報デバイス３２４内にプログラム（例えば手動で）することができる。しかしセンサインターフェースデバイス３０２を含むセンサネットワークが、数百または数千個のセンサおよびセンサインターフェースデバイスを含むときは、各センサインターフェースデバイスをプログラムすることは非実用的になり得る。したがって自動タイムスロットデバイス３２２は、使用するゲート型時間エンコーダ３１０のためのタイムスロットを、自動的に選択する（例えば割り当てる）ように構成することができる。自動タイムスロットデバイス３２２（例えばタイムスロット割り当てデバイス）は、通信媒体３４０を監視（例えばバスを監視）するように構成することができる。例えば自動タイムスロットデバイス３２２は、特定のタイムスロットが、特定のタイムスロット中にアナログ信号が通信されているどうかに基づいて、他のデバイスによって占有されている（例えば割り振られている）かどうかを判定するために、期間内の１つまたは複数のタイムスロットを監視することができる。期間はいくつかの連続したフレームを含むことができる。連続したフレームの数は、複数の連続したフレームの各フレーム内に含まれるタイムスロットの数に等しくすることができる。例えば各フレーム内に１０個のタイムスロットが含まれるときは、連続したフレームの数は１０に等しくすることができる。特定の実施形態では自動タイムスロットデバイス３２２は、連続したフレームの間、またはいくつかの連続したタイムスロットの間、通信媒体３４０を監視する。自動タイムスロットデバイス３２２が、フレームの数に対して、特定のタイムスロットが占有されていないと判断したときは、自動タイムスロットデバイス３２２は特定のタイムスロットに関連付けられた値に、送信固定タイムスロットを設定することができる。

特定の実施形態では自動タイムスロットデバイス３２２は、センサインターフェースデバイス３０２の識別子に基づいてタイムスロットを監視することができる。例えば一意識別情報デバイス３１６はセンサインターフェースデバイス３０２の識別子を記憶することができ、識別子は自動タイムスロットデバイス３２２が利用可能とすることができる。システム３００内に含まれる各センサインターフェースデバイスは、複数の順次発行された識別子の対応する識別子（例えば一意識別子）を含むことができる。自動タイムスロットデバイス３２２は、一意識別情報デバイス３１６から受け取った識別子の値に基づいて監視するために、先頭タイムスロットを選択することができる。先頭タイムスロットが利用可能である（例えば占有されていない）場合は、自動タイムスロットデバイス３２２は、送信固定タイムスロットの値として先頭タイムスロットを選択することができる。先頭タイムスロットが利用可能でない場合は、自動タイムスロットデバイス３２２は、監視すべき別のタイムスロット（例えば先頭タイムスロットの後の、次の順次タイムスロット）を選択することができる。次の順次タイムスロットが利用可能である場合は、自動タイムスロットデバイス３２２は、次の順次タイムスロットを送信固定タイムスロットの値として選択することができる。次の順次タイムスロットが利用可能でない場合は、自動タイムスロットデバイス３２２は、自動タイムスロットデバイス３２２がチェックされた複数のタイムスロットの空きタイムスロットを識別するまで、総当たりのやり方でさらなるタイムスロットの選択を続けることができる。

タイムスロット情報の一部分は、タイムスロット情報デバイス３２４から送信タイムスロットゲート３１８、または受信タイムスロットゲート３３４に供給することができる。例えばタイムスロット情報デバイス３２４は、送信固定タイムスロットおよびタイムスロット幅を、送信タイムスロットゲート３１８に供給することができる。他の例としてタイムスロット情報デバイス３２４は、受信固定タイムスロットおよびタイムスロット幅を、受信タイムスロットゲート３３４に供給することができる。代替としてまたは追加として、送信タイムスロットゲート３１８または受信タイムスロットゲート３３４に供給されるタイムスロット情報の一部分は、センサインターフェース３０４または通信媒体インターフェース３０６を通じて、センサインターフェースデバイス３０２の外部のデバイスから供給することができる。特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス３０２は、タイムスロット情報デバイス３２４を含まず、タイムスロット情報は外部デバイスから送信タイムスロットゲート３１８または受信タイムスロットゲートに供給される。

送信タイムスロットゲート３１８（例えば送信ゲートコントローラ）は、送信固定タイムスロットに基づいて、１つまたは複数のタイムスロットの発生を識別するように構成することができる。送信タイムスロットゲート３１８は、図１のアナログセンサデータ１５４などのアナログ信号を送信するようにゲート型時間エンコーダ３１０を活動化（例えばイネーブル）する、活動化信号を生成することができる。例えば送信タイムスロットゲート３１８は、タイムスロット情報デバイス３２４から送信固定タイムスロットを受け取り、送信タイムスロットゲート３１８内に含まれる第１のローカルクロックに基づいて、送信固定タイムスロットによって識別されるタイムスロットがいつ生じるかを識別することができる。タイムスロットの発生に基づいて送信タイムスロットゲート３１８は、図２の送信活動化信号などの活動化信号を供給して、ゲート型時間エンコーダ３１０を活動化することができる。例えば送信タイムスロットゲート３１８は、タイムスロットが始まるときにゲート型時間エンコーダ３１０のスイッチの活動化を開始するように、ゲート型時間エンコーダ３１０に活動化信号を送ることができる。

ゲート型時間エンコーダ３１０が活動化されたときは、ゲート型時間エンコーダ３１０は、センサインターフェースを通じてセンサからセンサ出力信号を受け取り、センサ出力信号を表すアナログ信号を生成するように構成することができる。例えばセンサは、図１のセンサ１１２Ａ〜Ｍの１つを含むことができる。アナログ信号は、通信媒体インターフェース３０６を通じてゲート型時間エンコーダ３１０によって通信媒体３４０に送信される、アナログ非同期パルス幅被変調信号を含むことができる。

特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス３０２は、複数のセンサ出力信号を受け取るように構成される。複数のセンサ出力信号は、ゲート型時間エンコーダ３１０とは異なる、またはそれに含まれるセレクタ（図示せず）において受け取ることができる。セレクタは、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットに基づいて、ゲート型時間エンコーダ３１０によって受け取られるべき複数のセンサ出力信号の１つを選択することができる。例えばタイムスロット情報デバイス３２４は、第１のセンサ出力信号に関連付けられた１つまたは複数の第１のタイムスロット（例えば１つまたは複数の第１の送信固定タイムスロット）を識別することができ、第２のセンサ出力信号に関連付けられた１つまたは複数の第２のタイムスロット（例えば１つまたは複数の第２の送信固定タイムスロット）を識別することができる。送信タイムスロットゲート３１８は、タイムスロット情報デバイス３２４から、１つまたは複数の第１の送信固定タイムスロット、および１つまたは複数の第２の送信固定タイムスロットを受け取ることができる。送信タイムスロットゲート３１８は、セレクタが第１のセンサ出力信号または第２のセンサ出力信号を選択することを可能にするように、１つまたは複数の第１の送信固定タイムスロットまたは１つまたは複数の第２の送信固定タイムスロットの発生に基づいて、１つまたは複数の活動化信号を生じることができる。特定の実施形態では、セレクタが第１のセンサ出力信号または第２のセンサ出力信号を選択することを可能にするための１つまたは複数の活動化信号はさらに、ゲート型時間エンコーダ３１０が、１つまたは複数の第１の送信固定タイムスロットまたは１つまたは複数の第２の送信固定タイムスロット中に、選択されたセンサ出力信号を表すアナログ信号を生成することを可能にするように動作することができる。

受信タイムスロットゲート３３４（例えば受信ゲートコントローラ）は、受信固定タイムスロットに基づいて１つまたは複数のタイムスロットの発生を識別するように構成することができる。受信タイムスロットゲート３３４は、アナログ信号を受け取るようにゲート型ローパスフィルタ３３０を活動化する（例えばイネーブルする）、活動化信号を生成することができる。例えば受信タイムスロットゲート３３４は、タイムスロット情報デバイス３２４から受信固定タイムスロットを受け取り、受信タイムスロットゲート３３４に含まれる第２のローカルクロックに基づいて、いつ受信固定タイムスロットによって識別されるタイムスロットが生じるかを識別することができる。タイムスロットの発生に基づいて受信タイムスロットゲート３３４は、ゲート型ローパスフィルタ３３０を活動化するように、図３の受信活動化信号などの活動化信号を生じることができる。

ゲート型ローパスフィルタ３３０が活動化されたときは、ゲート型ローパスフィルタ３３０は、通信媒体インターフェース３０６を通じてアナログ信号を受け取り、センサインターフェース３０４を通じてセンサに送られるべきセンサ入力信号を生成するように構成することができる。アナログ信号は、他のセンサからのセンサデータ、またはコマンド信号を含むアナログ非同期パルス幅被変調信号を含むことができる。センサは、センサ入力信号を受け取り、他のセンサからのセンサデータに部分的に基づいてセンサ出力信号を生成し、またはコマンド信号に基づいて１つまたは複数の動作（例えば電源オンまたは電源オフ）を行うことができる。

特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス３０２は、１つまたは複数のセンサにセンサ入力信号を選択的に供給するように構成される。センサ入力信号は、ゲート型ローパスフィルタ３３０とは異なる、またはそれに含まれるセレクタ（図示せず）を通じて、１つまたは複数のセンサに選択的に供給することができる。セレクタは、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットに基づいて、１つまたは複数のセンサを選択することができる。例えばタイムスロット情報デバイス３２４は、第１のセンサに関連付けられた１つまたは複数の第１のタイムスロット（例えば１つまたは複数の第１の受信固定タイムスロット）を識別することができ、第２のセンサに関連付けられた１つまたは複数の第２のタイムスロット（例えば１つまたは複数の第２の受信固定タイムスロット）を識別することができる。受信タイムスロットゲート３３４は、タイムスロット情報デバイス３２４から、１つまたは複数の第１の受信固定タイムスロット、および１つまたは複数の第２の受信固定タイムスロットを受け取ることができる。受信タイムスロットゲート３３４は、セレクタが第１のセンサまたは第２のセンサを選択することを可能にするように、１つまたは複数の第１の受信固定タイムスロットまたは１つまたは複数の第２の受信固定タイムスロットの発生に基づいて、１つまたは複数の活動化信号を生じることができる。

センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体３４０を通じて、一意識別情報デバイス３１６に記憶されたセンサインターフェースデバイス３０２の識別情報の値（例えばノード識別子）を通信するように構成することができる。識別情報（例えば識別子）は、ｎビット２進数を含むことができる。例えばセンサインターフェースデバイス３０２が、自動タイムスロットデバイス３２２を用いてセンサネットワークに自動的に参加するときは、センサインターフェースデバイス３０２は、センサネットワーク内の１つまたは複数の他のデバイスに、センサインターフェースデバイス３０２を識別するための識別情報を送信することができる。センサインターフェースデバイス３０２は、送信固定タイムスロットに基づくタイムスロット中に、ゲート型時間エンコーダ３１０を用いて識別情報を送信することができる。例えば一意識別情報デバイス３１６は、ゲート型時間エンコーダ３１０に識別情報を送ることができ、ゲート型時間エンコーダ３１０は、識別情報の値を表すパルス幅を有するアナログ信号を送信することができる。他の例として一意識別情報デバイス３１６は、識別情報をゲート型時間エンコーダ３１０に送ることができ、識別情報の各ビットは、ゲート型時間エンコーダ３１０によって、異なるタイムスロット中に送ることができる。例えばゲート型時間エンコーダ３１０は、ゼロ（１）のビット値に対してアナログセンサ値を送信し、１（ゼロ）のビット値に対しては値を送らないことにより、個々のビットを送ることができる。特定の実施形態ではセンサインターフェースデバイス３０２は、ｐを整数としてｐ個のフレームごとに、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報を送信することができる。図１の受信器デバイス１３０などの受信器デバイスは、図４を参照して述べられるように、センサインターフェースデバイス３０２によって送信された識別情報を受け取り、記憶するように構成することができる。したがってゲート型時間エンコーダ３１０は、複数のフレームの第１のフレームの特定のタイムスロット中にセンサから受け取ったセンサ信号を表すアナログ信号を送信し、複数のフレームの第２のフレームの特定のタイムスロット中に、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報の少なくとも一部分を送信するように構成することができる。

特定の実施形態では、センサインターフェースデバイス３０２が複数のセンサ出力信号を受け取るように構成されたときは、センサインターフェースデバイス３０２はさらに、複数のセンサ出力信号の各センサ出力信号に対応する特定のセンサの識別情報を通信する。第１のセンサに対応する第１のセンサ出力信号が第１のタイムスロット中に送られるときは、一意識別情報デバイス３１６は、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報、および第１のセンサに対応する第１のセンサ識別子を知らせることができる。第１のセンサ識別子は、上記で説明されたように、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報と共に送信することができる。例えば識別情報がｎビットの数を含むときは、センサ識別子はｎビットの数に追加された１つまたは複数のビットを含むことができる。第１のセンサ識別子は、ゲート型時間エンコーダ３１０に一意識別情報デバイス３１６から、タイムスロット情報デバイス３２４、送信タイムスロットゲート３１８、またはそれらの組み合わせから供給することができる。例えばゲート型時間エンコーダは、ゲート型時間エンコーダ３１０が複数のセンサ出力信号の第１のセンサ出力信号を選択することを可能にするために、送信タイムスロットゲート３１８からの活動化信号（例えば制御信号）に基づいて、センサ識別子の値を決定することができる。第２のセンサに対応する第２のセンサ出力信号が第２のタイムスロット中に送られるときは、一意識別情報デバイス３１６は、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報、および第２のセンサに対応する第２のセンサ識別子を知らせることができる。第１のセンサ識別子は第２のセンサ識別子とは異なる。

動作時にはセンサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体３４０に結合することができる。センサインターフェースデバイス３０２は、通信媒体３４０を通じてタイミング信号（例えばバスクロック信号）を受け取り、センサインターフェースデバイス３０２をセンサネットワーク（例えば時分割多重センサネットワーク）の１つまたは複数のデバイスと同期させることができる。例えばセンサインターフェースデバイス３０２は、タイミング信号を受け取り、タイミング信号に基づいて１つまたは複数のローカルフレームクロック３１４を同期するための出力信号を確定するために、ＰＬＬ３１２を含むことができる。

センサインターフェースデバイス３０２が通信媒体に結合された後に、自動タイムスロットデバイス３２２は、センサネットワーク内の空きタイムスロットを識別するために、通信媒体３４０を監視することができる。自動タイムスロットデバイス３２２が空きスロットを識別したときは、自動タイムスロットデバイス３２２は空きタイムスロットを、センサインターフェースデバイス３０２の送信固定タイムスロットとして選択することができる。

空きタイムスロットが送信固定タイムスロットとして設定された後のタイムスロットの最初の発生時に、センサインターフェースデバイス３０２は通信媒体３４０を通じて、センサインターフェースデバイス３０２の識別情報の少なくとも一部分を送信することができる。タイムスロットの１つまたは複数の後続する発生において、センサインターフェースデバイス３０２は、センサから受け取ったセンサ出力信号を表すアナログ信号を通信することができる。アナログ信号は、ゲート型時間エンコーダ３１０によって生成され、送信されることができる。

センサインターフェースデバイス３０２はまた、受信固定タイムスロットに基づいて、１つまたは複数のタイムスロット中に１つまたは複数のアナログ信号を受け取ることができる。送信固定タイムスロットに関連するタイムスロットの発生時にゲート型ローパスフィルタ３３０は、通信媒体３４０からアナログ信号を受け取るように選択的にイネーブルされることができる。ゲート型ローパスフィルタ３３０は、受け取ったアナログ信号を、センサインターフェースデバイス３０２に結合された１つまたは複数のデバイス（例えば１つまたは複数のセンサ）に供給される、センサ入力信号（例えば電圧信号）に変換することができる。特定の実施形態では、送信タイムスロットゲート３１８および受信タイムスロットゲート３３４は、単一のゲートコントローラとして組み合わることができる。

したがってシステム３００は、ゲート型時間エンコーダ３１０が、センサインターフェースデバイス３０２に割り当てられた送信固定タイムスロット内で生じるように条件付けられたアナログ信号（例えばパルス幅被変調アナログ信号）を生成することを可能にするように、システムクロックに同期させることができる。送信固定タイムスロットは、順次に生じる複数のタイムスロットを含むことができ、ゲート型時間エンコーダ３１０が複数のタイムスロットにわたってイネーブルされ（例えばゲートされ）、単一のタイムスロットの固有のダイナミックレンジを拡張することを可能にすることができる。さらにセンサネットワークシステム内の１つまたは複数のタイムスロットは、同期および電力分配の両方での使用のための同期信号（例えば一定の幅の定期的なパルス化された信号）に充当することができる。有利なことにはセンサインターフェースデバイス３０２は、所定の送信固定タイムスロットを用いてセンサネットワークに参加することができ、または参加し、送信固定タイムスロットを自動的に取得し、設定することができる。

図４を参照すると、受信器デバイス４０２および通信媒体４４０を含むシステム４００の特定の実施形態が示される。例えば受信器デバイス４０２は、図１の受信器デバイス１３０を含むことができる。受信器デバイス４０２は、通信媒体４４０を通じて１つまたは複数のデバイスから、図１のアナログセンサデータ１５４などのアナログ信号を受け取ることができる。１つまたは複数のデバイスは、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍまたはクロック１６０、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、または図３のセンサインターフェースデバイス３０２を含むことができる。通信媒体４４０は図１の通信媒体１２０、図２の通信媒体２０４、または図３の通信媒体３４０を含むことができる。受信器デバイス４０２は、パルス−デジタル変換器４１４、ＰＬＬ４０４、ローカルフレームクロック４０６、タイムスロットゲート４０８、一意ノード照合デバイス４１０、およびラベルデジタル信号デバイス４１２を含むことができる。

受信器デバイス４０２は、受信器デバイス４０２を同期させるために通信媒体４４０から、図１のタイミング信号１５０などのバスクロック信号を受け取ることができる。受信器デバイス４０２は、複数のフレームの各フレームの１つまたは複数のタイムスロット中に、通信媒体４４０を通じてアナログ信号を受け取るように構成することができる。受信器デバイス４０２が、図１のシステム１００のセンサネットワークなどのセンサネットワーク内に含まれるときは、受信器デバイス４０２は１つまたは複数のタイムスロットを識別するために、システムクロックに同期させることができる。例えば受信器デバイス４０２は、クロック信号または同期パルスを含むことができる１つまたは複数のタイミング信号を受け取ることができる。１つまたは複数のタイミング信号は、図１のクロック１６０などのシステムクロックに関連付けることができる。システムクロックは、時分割多重システムのフレームの周期に基づく周波数を有することができる。特定の実施形態では、複数のフレームの各フレームの特定のタイムスロット中に、特定のタイミング信号を受信器デバイス４０２に供給することができる。

特定の実施形態では受信器デバイス４０２は、ローカルフレームクロック４０６を維持することができ、システムクロックに基づいてローカルフレームクロック４０６を同期させることができる。受信器デバイス４０２は、通信媒体３４０を通じて受け取られる１つまたは複数のタイミング信号に基づいて、ローカルフレームクロック４０６を同期させることができる。特定の実施形態ではローカルフレームクロック４０６は、タイムスロットゲート４０８に含めることができる。ローカルフレームクロック４０６は、時間と共にドリフトする場合があり、適切な同期を維持するために追加のタイミング信号に基づいて再同期させることができる。ＰＬＬ４０４は、バスクロックに基づいて生成される信号などのタイミング信号に基づいて、ローカルフレームクロック４０６を同期するために用いることができる。ＰＬＬ４０４は、基準部とフィードバック部とを含むことができる。ＰＬＬ４０４は、基準部においてタイミング信号を受け取ることができ、フィードバック部においてローカルフレームクロック４０６を受け取ることができる。ＰＬＬ４０４は、ローカルフレームクロック４０６がＰＬＬ４０４の出力信号に基づいて調整されるように、ローカルフレームクロック４０６に出力信号を送ることができる。

タイムスロットゲート４０８は、１つまたは複数のタイムスロットの発生を識別し、パルス−デジタル変換器４１４が通信媒体４４０からアナログ信号を受け取ることを可能にする、活動化信号を生成するように構成することができる。タイムスロットゲート４０８は、ｉを整数として、センサネットワーク内に含まれるｉ個のデバイスのそれぞれに割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットを識別することができる。

パルス−デジタル変換器４１４は、通信媒体４４０を通じて通信されるアナログセンサ信号などの、アナログ信号を受け取るように構成することができる。パルス−デジタル変換器４１４は、それぞれの受け取ったアナログ信号を対応するデジタル信号に変換し、対応するデジタル信号をラベルデジタル信号デバイス４１２に送ることができる。例えばアナログ信号は、センサネットワーク内に含まれるデバイスの１つまたは複数によって送信することができる。パルス−デジタル変換器４１４において受け取られる、タイムスロットゲート４０８からの特定の活動化信号に基づいて、パルス−デジタル変換器４１４は、パルス−デジタル変換器４１４が特定のタイムスロット中にアナログ信号を受け取ることを可能にするように、特定のタイムスロット中にゲートすることができる。特定の実施形態ではパルス−デジタル変換器４１４は、並列に構成された従来型の低速アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）のバンクを含むことができる。ＡＤＣのバンクの各ＡＤＣは、異なる活動化信号に基づいて選択的にイネーブルされることができる。

一意ノード照合デバイス４１０は、通信媒体４４０に通信可能に結合することができる。一意ノード照合デバイス４１０は、タイムスロット中に通信媒体４４０からアナログ信号を受け取り、アナログ信号を処理して、アナログ信号に関連するデバイスに対応する識別情報（例えばｎビットの数）を求めるように構成することができる。例えば一意ノード照合デバイス４１０は、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍの１つ、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、または図３のセンサインターフェースデバイス３０２などのセンサインターフェースデバイスの識別情報を含む、アナログ信号を受け取るように構成することができる。一意ノード照合デバイス４１０は、識別情報（例えば関連するセンサまたはセンサインターフェースデバイス）を、識別情報がその間に受け取られたタイムスロットの表示と共に、記憶することができる。識別情報を記憶した後に一意ノード照合デバイス４１０は、識別情報に関連するタイムスロットの発生に基づいて、識別情報（例えば識別情報の値）をラベルデジタル信号デバイス４１２に供給することができる。例えば一意ノード照合デバイス４１０は、特定のセンサインターフェースデバイスが特定のフレーム内の１０番目の順次タイムスロットに割り当てられていると判断することができ、特定のフレームの後の１つまたは複数の後続のフレームの１０番目の順次タイムスロット中に、特定のセンサインターフェースの識別情報をラベルデジタル信号デバイス４１２に供給することができる。

特定の実施形態では、受信器デバイス４０２は、１つまたは複数のデバイスがタイムスロットを自動的に選択する（例えば割り当てる）ように構成されたセンサネットワーク内に含まれ、一意ノード照合デバイス４１０は、初めのアナログ信号のために１つまたは複数の空きタイムスロットを監視するように構成することができる。一意ノード照合デバイス４１０は、アナログ信号が初めに空きタイムスロット内にある場合を検出し、アナログ信号が、アナログ値を送信したデバイスの識別情報値として処理されるようにする。例えば一意ノード照合デバイス４１０は、信号をラベルデジタル信号デバイス４１２に供給することができ、これはラベルデジタル信号デバイス４１２に、識別情報として、一意ノード照合デバイス４１０におけるアナログ信号に基づいて、デジタル信号を記憶させる。例えば、前に空いていたタイムスロット内に初めに存在したアナログ信号は、識別情報の値を表すパルス幅を有することができる。

別の特定の実施形態では一意ノード照合デバイス４１０は、ｐを整数としてｐ個のフレームごとに、特定のデバイスの識別情報の一部分を受け取ることができる。例えばｐ個のフレームごとに一意ノード照合デバイス４１０は、特定のデバイスに割り当てられたタイムスロット中に、識別情報の異なるビットを受け取ることができる。一意ノード照合デバイス４１０は、ｐフレーム中の特定のデバイスに割り当てられたタイムスロット内で受け取られたアナログ値に基づいてビット値を割り当てることによって、識別情報の各ビットを決定することができる。例えば一意ノード照合デバイス４１０は、ｐフレーム中の特定のデバイスに割り当てられたタイムスロットがゼロ値ではないアナログ値を含むときは１のビット値を割り当て、ｐフレーム中の特定のデバイスに割り当てられたタイムスロットがゼロ値を有するまたは値を有しないアナログ値を含むときはゼロの値を割り当てることによって、識別情報の各ビットを決定することができる。代替として一意ノード照合デバイス４１０は、ｐフレーム中の特定のデバイスに割り当てられたタイムスロットがゼロ値でないアナログ値を含むときはゼロのビット値を割り当て、ｐフレーム中の特定のデバイスに割り当てられたタイムスロットがゼロ値を有するまたは値を有しないアナログ値を含むときは１の値を割り当てることによって、識別情報の各ビットを決定することができる。一意ノード照合デバイス４１０は、特定のデバイスの識別情報のビット値を蓄積し、各タイムスロットに対する識別情報値のリストを維持することができる。各タイムスロット中に一意ノード照合デバイス４１０は、リストにアクセスし、タイムスロットに対応する識別情報値をラベルデジタル信号デバイス４１２に供給することができる。

ラベルデジタル信号デバイス４１２は、パルス−デジタル変換器４１４からアナログ信号のデジタル表示を受け取り、アナログ信号のデジタル表示を含むデジタルデータを、図１の処理／記憶装置１４０などの処理／記憶装置に送ることができる。デジタルデータを処理／記憶装置に送る前にラベルデジタル信号デバイス４１２は、デジタルデータに識別子を付加することができる。デジタルデータに付加された識別子は、デジタルデータがそれから創出されたアナログ信号の生成に関連したデバイスに対応することができる。代替としてまたは追加としてラベルデジタル信号デバイス４１２は、デジタルデータにタイムスタンプを付加することができる。タイムスタンプの値は、デジタルデータが生成された時間、デジタルデータを生成するために用いられたアナログ信号を受け取った時間、またはアナログ信号が生成された時間に関連付けることができる。

動作時には受信器デバイス４０２は、通信媒体４４０に結合することができる。受信器デバイス４０２は、通信媒体４４０を通じてタイミング信号（例えばバスクロック信号）を受け取ることができ、受信器デバイス４０２を、センサネットワーク（例えば時分割多重センサネットワーク）の１つまたは複数のデバイスに同期させることができる。例えば受信器デバイス４０２は、タイミング信号を受け取り、タイミング信号に基づいてローカルフレームクロック４０６を同期するための出力信号を確定するために、ＰＬＬ４０４を含むことができる。

第１のタイムスロット中に受信器デバイス４０２は、通信媒体４４０を通じて第１のデバイスから第１のアナログセンサデータを受け取ることができる。第１のアナログセンサデータは、第１のセンサによって生成された第１のセンサ信号（例えば第１のセンサデータ）のパルス幅被変調表示を含むことができる。パルス−デジタル変換器４１４は、第１のアナログセンサデータを、第１のセンサ信号を表す第１のデジタルセンサデータに変換することができる。受信器デバイス４０２は、第１のデジタルセンサデータを、図１の処理／記憶システム１４０などの処理システムまたは記憶システムに送ることができる。

第２のタイムスロット中に受信器デバイス４０２は、通信媒体４４０を通じて第２のデバイスから第２のアナログセンサデータを受け取ることができる。第２のアナログセンサデータは、第２のセンサによって生成された第２のセンサ信号（例えば第２のセンサデータ）のパルス幅被変調表示を含むことができる。パルス−デジタル変換器４１４は、第２のアナログセンサデータを、第２のセンサ信号を表す第２のデジタルセンサデータに変換することができる。受信器デバイス４０２は第２のデジタルセンサデータを、処理システムまたは記憶システムに送ることができる。

特定の実施形態では受信器デバイス４０２は、一意ノード照合デバイス４１０を含まなくてもよく、ラベルデジタル信号デバイス４１２は、受信器デバイス４０２がアナログ信号をそれから受け取るデバイスに対応する１つまたは複数の識別情報を記憶することができる。例えば各デバイスには、デバイスがその間にアナログ信号を送信するようイネーブルされることができる、１つまたは複数のタイムスロットを割り当てることができる。特定のデバイスに割り当てられた特定のタイムスロットの発生時に、パルス−デジタル変換器４１４は、特定のデバイスによって送信されたアナログ信号を受け取り、その後にアナログ信号をデジタル信号に変換することになる。ラベルデジタル信号デバイス４１２は、デジタル信号を受け取り、パルス−デジタル変換器４１４によってアナログ信号がその間に受け取られた、特定のタイムスロットに基づいて、特定のデバイスに対応する識別子を付加することができる。

センサネットワーク内に含まれる複数のデバイスからアナログ信号を受け取ることにより、受信器デバイス４０２は、データ収集ポイントとのインターフェースとして動作することができる。受信器デバイス４０２は、受け取ったアナログ信号のそれぞれをデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理システムまたは記憶システムに供給することができる。さらに受信器デバイス４０２は、デジタル信号がそれに基づくアナログ信号を送ったデバイスに基づいて、各デジタル信号に識別情報を付加することができる。受信器デバイス４０２は、受け取ったアナログ信号のそれぞれに対してアナログ−デジタル変換を行うので、センサネットワーク内に含まれる１つまたは複数のデバイスは、アナログ−デジタル変換回路を含む必要はない。有利なことには受信器デバイス４０２はまた、特定のタイムスロット中に送信されたアナログ信号に基づいて、特定のタイムスロット中に通信するデバイスの識別情報（例えば識別子）を受け取り、識別することができる。特定のタイムスロット中にデバイスの識別情報を識別することにより、受信器デバイス４０２は、特定のデバイスが、センサネットワークに動的に参加し、特定のデバイスがその間にアナログ信号を送信する１つまたは複数の空きタイムスロットを自動的に選択することをサポートすることができる。

図５を参照すると、タイムスロット化されたネットワーク（例えば時分割多重ネットワーク）の通信媒体を通じて通信されるアナログ信号の、例示のグラフ５００が示される。通信媒体は、図１の通信媒体１２０、図２の通信媒体２０４、図３の通信媒体３４０、または図４の通信媒体４４０を含むことができる。タイムスロット化されたネットワークは、複数のフレームを用いた時分割多重化（ＴＤＭ）を用いることができる。複数のフレームの各フレームは、複数のタイムスロット（例えばチャネル）を含むことができる。

グラフ５００において第１のフレーム（例えばフレーム０）は、複数のタイムスロット（例えばタイムスロット１〜Ｎ）を含む。タイムスロットの数は、データを通信する必要がある、タイムスロット化されたネットワークに含まれるデバイスの数に少なくとも基づくことができる。タイムスロット化されたネットワークに含まれる１つまたは複数のデバイスには、複数のタイムスロットを割り当てることができる。例えば、第１のタイムスロットを第１のデバイスに割り当てることができ、第２のタイムスロットおよび第３のタイムスロットを第２のデバイスに割り当てることができ、Ｎ番目のタイムスロットをＮ番目のデバイスに割り当てることができる。特定のタイムスロット中に、特定のタイムスロットに割り当てられた特定のデバイスは、タイムスロット化されたネットワークに含まれる１つまたは複数の他のデバイスによって受け取られるべき、アナログパルス幅被変調信号などのアナログ信号を送信することができる。例えば１つのタイムスロット（例えば１つの送信タイムスロット）が第１のデバイスに割り当てられたときは、第１のデバイスは、第１のタイムスロット内で始まって終わるパルス幅を有するアナログ信号を送信することができる。他の例として、２つのタイムスロット（例えば２つの送信タイムスロット）が第２のデバイスに割り当てられたときは、第２のデバイスは、第２のタイムスロット内で始まり、第３のタイムスロット内で終わるパルス幅を有するアナログ信号を送信することができる。アナログ信号のパルス幅はアナログ値に対応することができる。特定の実施形態では、特定のデバイスはセンサに関連付けられ、アナログ値は、センサによって生成されたセンサデータを表す。特定の実施形態では第１のデバイスはシステムクロックを含むことができ、システムクロックによって第１のタイムスロット中に通信媒体を通じて送信される信号は同期信号とすることができる。

図６は、センサインターフェースデバイスの動作の方法６００を示すフローチャートである。センサインターフェースデバイスは、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｍの１つ、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、または図３のセンサインターフェースデバイス３０２を含むことができる。

方法６００では、６０２においてセンサからデータが受け取られる。センサインターフェースデバイスはセンサに結合することができ、センサから図１のセンサデータ１５２などのセンサデータを受け取る。例えばセンサは、図１のセンサ１１２Ａ〜Ｍの１つを含むことができる。

タイミング信号は、６０４において、通信媒体を通じて受け取られる。例えば通信媒体は、図１の通信媒体１２０、図２の通信媒体２０４、図３の通信媒体３４０、または図４の通信媒体４４０を含むことができる。センサインターフェースデバイスは、タイミング信号に基づいてクロック（例えばセンサインターフェースデバイスのローカルクロック）を維持する（例えば同期する）ためにタイミング信号を用いることができる。クロックは、センサインターフェースデバイスが、センサインターフェースデバイスがその間にアナログ信号を通信する（例えば送るまたは受け取る）ことができる、センサインターフェースデバイスに割り当てられた１つまたは複数のタイムスロットを識別することを可能にすることができる。

６０６において、データのアナログパルス幅被変調表示は、タイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、通信媒体を通じて送信することができる。データのアナログパルス幅被変調表示は、通信媒体を通じて１つまたは複数のデバイスに送信することができる。データのアナログパルス幅被変調表示は、タイムスロット中にセンサインターフェースデバイスのゲート型時間エンコーダによって生成されることができる。データのアナログパルス幅被変調表示の送信は、タイムスロットの始まりに活動化されるゲート型時間エンコーダのスイッチに基づいてイネーブルされることができる。データのアナログパルス幅被変調表示の送信は、アナログパルス幅被変調表示を送信する前に、キャリア信号をデータのアナログパルス幅被変調表示と組み合わせる（例えば混合する）ことを含むことができる。

図６の方法６００は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、中央処理装置（ＣＰＵ）などの処理装置、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、コントローラ、他のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、またはそれらの任意の組み合わせによって、開始または制御することができる。一例として図６の方法６００は、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｍの１つ、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、または図３のセンサインターフェースデバイス３０２に含まれるまたは結合された、１つまたは複数のプロセッサによって開始または制御することができる。

図７は、センサネットワークをサポートするように動作可能なコンピューティングデバイス７１０を含む、コンピューティング環境７００のブロック図である。例えばコンピューティングデバイス７１０またはその諸部分は、センサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍ、受信器デバイス１３０、または図１の処理／記憶システム１４０、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、図３のセンサインターフェースデバイス３０２、または図４の受信器デバイス４０２内に含む、またはそれらに対応することができる。

コンピューティングデバイス７１０は、少なくとも１つのプロセッサ７２０を含むことができる。コンピューティングデバイス７１０内では少なくとも１つのプロセッサ７２０は、システムメモリ７３０、１つまたは複数の記憶装置７４０、１つまたは複数の入力／出力インターフェース７５０、１つまたは複数の通信インターフェース７６０、またはそれらの組み合わせと通信することができる。

システムメモリ７３０は、揮発性メモリデバイス（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス）、不揮発性メモリデバイス（例えばリードオンリメモリ（ＲＯＭ）デバイス、プログラマブルリードオンリメモリ、およびフラッシュメモリ）、または両方を含むことができる。システムメモリ７３０はオペレーティングシステム７３２を含むことができ、オペレーティングシステム７３２は、コンピューティングデバイス７１０をブートするための基本入力／出力システム、ならびにコンピューティングデバイス７１０がユーザ、他のプログラム、および他のデバイスと対話することを可能にする完全なオペレーティングシステムを含むことができる。システムメモリ７３０はまた、１つまたは複数のアプリケーション（例えば命令）７３４、プログラムデータ７３６、およびセンサデータ７３８を含むことができる。プログラムデータ７３６は、アプリケーション７３４のそれぞれの機能を行うためにアプリケーション７３４によって使用されるデータを含むことができる。アプリケーション７３４は、センサデータ、センサ識別子、センサインターフェースデバイス識別子、センサタイムスロット割り振り情報、センサインターフェースデバイスタイムスロット割り振り情報、センサネットワークに関する他の情報、またはそれらの組み合わせを求めるために少なくとも１つのプロセッサ７２０によって実行可能な、命令を含むことができる。センサデータ７３８は、生のセンサデータを表すデジタルデータ、センサネットワークに関連する情報を求めるためにアプリケーション７３４によって分析または処理されるデータ、またはそれらの組み合わせを含むことができる。

１つまたは複数の記憶装置７４０は、磁気ディスク、光ディスク、またはフラッシュメモリデバイスなどの不揮発性記憶装置を含むことができる。記憶装置７４０は、リムーバブルおよび非リムーバブルメモリデバイスの両方を含むことができる。特定の実施形態では記憶装置７４０は、オペレーティングシステム７３２、アプリケーション７３４、プログラムデータ７３６、センサデータ７３８、またはそれらの組み合わせを記憶するように構成することができる。システムメモリ７３０、記憶装置７４０、または両方は、有形の非一時的なコンピュータ可読媒体または記憶装置を含むことができる。

特定の実施形態では少なくとも１つのプロセッサ７２０は、システムメモリ７３０などの非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶された、アプリケーション７３４などのコンピュータ実行可能命令を実行するように構成される。命令は、少なくとも１つのプロセッサ７２０に、センサネットワークのノード（例えばセンサ、センサインターフェースデバイス、または受信器デバイス）から、センサネットワークに関連するセンサデータ、識別データ、制御データ、タイミングデータなどのデータを、受け取らせるまたは処理させるように実行可能とすることができる。命令は、少なくとも１つのプロセッサ７２０に、センサからのデータを受け取らせるように実行可能とすることができる。コンピュータ実行可能命令はさらに、少なくとも１つのプロセッサ７２０に、通信媒体を通じてタイミング信号を受け取らせるように実行可能とすることができる。コンピュータ実行可能命令はさらに、少なくとも１つのプロセッサ７２０に、タイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、通信媒体を通じてデータのアナログパルス幅被変調表示を送信させるように実行可能とすることができる。

１つまたは複数の入力／出力インターフェース７５０は、ユーザとの対話を容易にするために、コンピューティングデバイス７１０が１つまたは複数の入力／出力デバイス７７０と通信することを可能にすることができる。例えば１つまたは複数の入力／出力インターフェース７５０は、ユーザから入力を受け取る、別のコンピューティングデバイスから入力を受け取る、またはそれらの組み合わせを行うように適合させることができる。入力／出力インターフェース７５０は、シリアルインターフェース（例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、または米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）インターフェース標準）、パラレルインターフェース、ディスプレイアダプタ、オーディオアダプタ、またはカスタムインターフェースを含む、１つまたは複数の標準インターフェースプロトコルに準拠することができる。入力／出力デバイス７７０は、ボタン、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイ、スピーカ、マイク、タッチスクリーン、および他のデバイスのいくつかの組み合わせを含む、ユーザインターフェースデバイスおよびディスプレイを含むことができる。

１つまたは複数の通信インターフェース７６０は、コンピューティングデバイス７１０が、１つまたは複数の他のコンピューティングデバイスまたはコントローラ７８０と通信することを可能にすることができる。１つまたは複数の通信インターフェース７６０は、有線イーサネットインターフェース、米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）７０２無線インターフェース、ブルートゥース通信インターフェース、電気的（または電力線）インターフェース、光または無線周波数インターフェース、または他の有線または無線インターフェースを含むことができる。他のコンピュータデバイスまたはコントローラ７８０は、ホストコンピュータ、サーバ、ワークステーション、ポータブルコンピュータ、電話機、タブレットコンピュータ、または任意の他の通信デバイスまたは構成要素を含むことができる。例えば他のコンピュータデバイスまたはコントローラ７８０は、図１のセンサインターフェースデバイス１１４Ａ〜Ｍ、受信器デバイス１３０、処理／記憶システム１４０、図２のセンサインターフェースデバイス２０２、図３のセンサインターフェースデバイス３０２、図４の受信器デバイス４０２、または図１〜６を参照して述べられた他のデバイスを含むことができる。

図８および図９を参照して、図８のフローチャートに示されるような乗物製造およびサービス方法８００、および図９のブロック図によって示されるような乗物システム９００との関連において、本開示の例について述べる。図８の乗物製造およびサービス方法８００によって生産される乗物、および図９の乗物９０２は、航空機、船舶、陸上船、宇宙船、またはそれらの組み合わせを含むことができる。方法９００および８００はまた、構造物を運用または監視するための１つまたは複数のシステムを有する、ビルディングまたは橋などの構造物を生産およびサービスするように変更することができる。

図８を参照すると生産前の間に、方法８００は乗物９０２の仕様および設計８０２、ならびに資材調達８０４を含むことができる。例えばセンサネットワークシステム（例えば図９のセンサネットワークシステム９１８）を設計および仕様化することができる。

生産時には、構成部品およびサブアセンブリ製造８０６、および乗物９０２のシステム統合８０８が行われる。例えばセンサネットワークシステムは、サブアセンブリとして生産し、乗物９０２内に統合することができる。その後に乗物９０２は、認証および納入８１０を経て、運行８１２とすることができる。顧客による運行の間は乗物９０２は、日常保守およびサービス８１４（これはまた変更、再構成、改装などを含むことができる）をスケジュール設定することができる。例えばセンサネットワークシステムが初めに乗物９０２上に設置されていなかった場合は、乗物９０２は保守およびサービス８１４の間にセンサネットワークシステムを含めるように再構成することができる。さらにセンサネットワークシステムは、保守およびサービス８１４の間に、１つまたは複数の他のシステムと共に問題を診断するために用いることができる。

乗物製造およびサービス方法８００のプロセスのそれぞれは、システムインテグレータ、サードパーティ、および／または運用者（例えば顧客）によって行うまたは実行することができる。この説明の目的のためにシステムインテグレータは、非限定的に任意の数の乗物製造業者および主要システム下請業者を含むことができ、サードパーティは非限定的に任意の数のベンダ、下請業者、および供給業者を含むことができ、運用者は運送業者（例えば航空会社）、リース会社、軍関係事業体、サービス組織などを含むことができる。

図９に示されるように乗物システム９００は、乗物製造およびサービス方法８００によって生産された乗物９０２を含む。乗物９０２は、複数のシステム９０６を有する乗物フレーム９０４（例えば機体）、および内装９０８を含むことができる。高レベルシステム９０６の例は、推進システム９１０、電気システム９１２、油圧システム９１４、環境システム９１６、センサネットワークシステム９１８、および電子システム９２０の１つまたは複数を含む。任意の数の他のシステムを含むことができる。特定の実施形態ではセンサネットワークシステム９１８は、他のシステムとは独立、またはそれらの１つまたは複数に含めることができる。

本明細書において具体化される装置および方法は、乗物製造およびサービス方法８００の任意の１つまたは複数の段階時に使用することができる。例えば生産プロセスに対応する構成部品またはサブアセンブリは、乗物９０２が運行している間に生産される構成部品またはサブアセンブリと同様なやり方で製作または製造することができる。また１つまたは複数の装置の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせは、乗物９０２の組み立てを大幅に早め、またはコストを低減することによって、例えば生産段階（例えば構成部品サブアセンブリ製造段階８０６、およびシステム統合段階８０８）の間に実施することができる。同様に装置の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせの１つまたは複数は、乗物９０２が、例えば非限定的に運行から保守およびサービス８１４にある間に利用することができる。

これらの例示の例ではセンサネットワークシステム９１８は乗物９０２内に、システム統合８０８の間に、または保守およびサービス８１４の間に実現することができる。本明細書で開示される１つまたは複数の実施形態によれば、センサネットワークシステム９１８は、運行８１２の間に、および／または保守およびサービス８１４の間に使用することができる。

上記で述べられた例は説明であるが本開示を限定するものではない。また本開示の原理による多数の変更および変形が可能であることが理解されるべきである。したがって本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価なものによってのみ定義される。

本明細書において述べられる例の図は、様々な実施形態の構造の全体的な理解をもたらすためのものである。図は、本明細書で述べられる構造または方法を利用する装置およびシステムの要素および特徴のすべての完全な記述として役立てることを意図するものではない。当業者には、本開示を読むことによって多くの他の実施形態が明らかとなり得る。本開示から他の実施形態を利用および派生させることができ、それにより本開示の範囲から逸脱せずに、構造的および論理的置き換えおよび変更を行うことができる。例えば方法ステップは、図に示されるものとは異なる順序で行うことができ、または１つまたは複数の方法ステップは省くことができる。したがって本開示および図は、限定するものではなく例示として見なされるべきである。

さらに本明細書において特定の例について図示し説明してきたが、同じまたは同様な結果を達成するように設計された、それに伴う任意の構成を、示された特定の実施形態に対して置き換え得ることが理解されるべきである。本開示は、様々な実施形態のいずれのおよびすべての、それに伴う適合形態または変形形態も包含することが意図される。上記の実施形態の組み合わせ、および本明細書で具体的に述べられない他の実施形態は、説明を読むことにより当業者には明らかとなるであろう。

「要約書」は、諸請求項の範囲または意味を解釈するためまたは限定するために用いられないとの理解のもとに提出されるものである。さらに上記の「発明を実施するための形態」では開示を簡素化するために、様々な特徴が一緒にまとめられ、または単一の実施形態において述べられる場合がある。以下の「特許請求の範囲」が表すように、特許請求される主題は、開示された例のいずれかの特徴のすべてより少ないものを対象となし得る。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
センサネットワークの共有バスに結合するためのバスインターフェースと、
前記センサネットワークのセンサに結合するためのセンサインターフェースと、
前記バスインターフェースおよび前記センサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路であって、前記共有バスを通じて受け取ったタイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、前記センサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するように構成された、ゲート型パルス幅変調回路と
を備える、デバイス。
（態様２）
前記ゲート型パルス幅変調回路が非同期シグマ−デルタ変調器回路を備える、態様１に記載のデバイス。
（態様３）
前記タイムスロットが、前記バス上の送信のために前記デバイスに割り振られた複数のフレームの各フレーム中の媒体アクセス時間に対応する、態様１または２に記載のデバイス。
（態様４）
前記ゲート型パルス幅変調回路が、前記複数のフレームの第１のフレーム中に前記センサから受け取った前記信号の前記アナログパルス幅被変調表示を送信し、前記複数のフレームの第２のフレーム中に前記デバイスのノード識別子の少なくとも一部分を送信するように構成される、態様３に記載のデバイス。
（態様５）
前記ゲート型パルス幅変調回路に結合されたゲートコントローラをさらに備え、前記ゲートコントローラは、前記タイムスロットが始まるときに、前記ゲート型パルス幅変調回路のスイッチの活動化を開始するように構成される、態様１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
（態様６）
前記タイミング信号からオフセットされたクロック信号を生成するためのクロックをさらに備え、前記ゲート型パルス幅変調回路は、前記クロック信号に基づいて前記信号の前記アナログパルス幅被変調表示を送信するようイネーブルされる、態様１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
（態様７）
タイムスロット情報を記憶するように構成された記憶装置をさらに備え、前記タイムスロット情報は、送信タイムスロット識別子、受信タイムスロット識別子、タイムスロット幅、またはそれらの組み合わせを含む、態様１から６のいずれか一項に記載のデバイス。
（態様８）
センサからデータを受け取ること、
バスを通じてタイミング信号を受け取ること、および
前記タイミング信号に基づいて決定されるタイムスロット中に、前記バスを通じて前記データのアナログパルス幅被変調表示を送信すること
を含む、方法。
（態様９）
前記データの前記アナログパルス幅被変調表示の送信を可能にするように、前記タイムスロットの始まりの識別に基づいて、スイッチを活動化することをさらに含む、態様８に記載の方法。
（態様１０）
前記タイムスロット中に、前記データの前記アナログパルス幅被変調表示を生成することをさらに含む、態様８または９に記載の方法。
（態様１１）
前記バスを通じて前記データの前記アナログパルス幅被変調表示を送信する前に、キャリア信号と、前記データの前記アナログパルス幅被変調表示とを組み合わることをさらに含む、態様８から１０のいずれか一項に記載の方法。
（態様１２）
第２のタイムスロット中に、前記バスを通じて第２のアナログパルス幅被変調データを受け取ること、および
前記第２のアナログパルス幅被変調データの表示を前記センサに送ること
をさらに含む、態様８から１１のいずれか一項に記載の方法。

１００ システム
１１２Ａ センサ
１１２Ｂ センサ
１１２Ｃ センサ
１１２Ｍ センサ
１１４Ａ センサインターフェースデバイス
１１４Ｂ センサインターフェースデバイス
１１４Ｍ センサインターフェースデバイス
１１６Ａ ゲート型時間エンコーダ
１１６Ｂ ゲート型時間エンコーダ
１１６Ｍ ゲート型時間エンコーダ
１２０ 通信媒体
１３０ 受信器デバイス
１４０ 処理／記憶システム
１５０ タイミング信号
１５２ センサデータ
１５４ アナログセンサデータ
１５６ デジタルセンサデータ
１６０ クロック
２００ システム
２０２ センサインターフェースデバイス
２０４ 通信媒体
２１０ ゲート型時間エンコーダ
２１２ 加算器
２１４ 積分器
２１６ スイッチ
２２０ ヒステリシス要素
２２２ 混合器
２２４ キャリアクロック
２３０ ゲート型ローパスフィルタ
２３２ スイッチ
２３６ 減算器
２３８ 積分器
２４０ ゲイン
３００ システム
３０２ センサインターフェースデバイス
３０４ センサインターフェース
３０６ 通信媒体インターフェース
３１０ ゲート型時間エンコーダ
３１２ 位相ロックループ（ＰＬＬ）
３１４ ローカルフレームクロック
３１６ 一意識別情報デバイス
３１８ 送信タイムスロットゲート
３２０ バスパワー回路
３２２ 自動タイムスロットデバイス
３２４ タイムスロット情報デバイス
３３０ ゲート型ローパスフィルタ
３３４ 受信タイムスロットゲート
３４０ 通信媒体
４００ システム
４０２ 受信器デバイス
４０４ ＰＬＬ
４０６ ローカルフレームクロック
４０８ タイムスロットゲート
４１０ 一意ノード照合デバイス
４１２ ラベルデジタル信号デバイス
４１４ パルス−デジタル変換器
４４０ 通信媒体
５００ グラフ
６００ 方法
７００ コンピューティング環境
７１０ コンピューティングデバイス
７２０ プロセッサ
７３０ システムメモリ
７３２ オペレーティングシステム
７３４ アプリケーション
７３６ プログラムデータ
７３８ センサデータ
７４０ 記憶装置
７５０ 入力／出力インターフェース
７６０ 通信インターフェース
７７０ 入力／出力デバイス
７８０ コントローラ
８００ 乗物製造およびサービス方法
９００ 乗物システム
９０２ 乗物
９０４ 乗物フレーム
９０６ システム
９０８ 内装
９１０ 推進システム
９１２ 電気システム
９１４ 油圧システム
９１６ 環境システム
９１８ センサネットワークシステム
９２０ 電子システム

Claims (11)

1. センサネットワークの共有バスに結合するためのバスインターフェースと、
   前記センサネットワークの１又は複数のセンサに結合するためのセンサインターフェースと、
   前記バスインターフェースに結合されたタイムスロット割り当てデバイスであって、監視時間の周期の間に伝送が検出されていない、前記１又は複数のセンサから受け取った信号のレベル範囲に基づいて決定される１又は複数のタイムスロットを１又は複数の割り当てタイムスロットとして割り当てるように構成されたタイムスロット割り当てデバイスと、
   前記バスインターフェースおよび前記センサインターフェースに結合されたゲート型パルス幅変調回路であって、前記１又は複数の割り当てタイムスロット中に、前記１又は複数のセンサから受け取った信号のアナログパルス幅被変調表示を送信するゲート型パルス幅変調回路と
   を備える、デバイスであって、
   前記１又は複数の割り当てタイムスロットが、前記バス上での送信のために前記デバイスに割り当てられた複数のフレームの各フレーム中の媒体アクセス時間に対応する、デバイス。
2. 前記ゲート型パルス幅変調回路が非同期シグマ−デルタ変調器回路を備える、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記ゲート型パルス幅変調回路が、前記複数のフレームの第１のフレーム中に前記センサから受け取った前記信号の前記アナログパルス幅被変調表示を送信し、前記複数のフレームの第２のフレーム中に前記デバイスのノード識別子の少なくとも一部分を送信するように構成される、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記ゲート型パルス幅変調回路に結合されたゲートコントローラをさらに備え、前記ゲートコントローラは、前記タイムスロットが始まるときに、前記ゲート型パルス幅変調回路のスイッチの起動を開始するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. タイミング信号からオフセットされたクロック信号を生成するためのクロックをさらに備え、前記ゲート型パルス幅変調回路は、前記クロック信号に基づいて前記信号の前記アナログパルス幅被変調表示を送信するようイネーブルされる、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
6. タイムスロット情報を記憶するように構成された記憶装置をさらに備え、前記タイムスロット情報は、送信タイムスロット識別子、受信タイムスロット識別子、タイムスロット幅、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. １又は複数のセンサからデータを受け取ること、
   バスを通じてタイミング信号を受け取ること、
   監視時間の周期の間に伝送が検出されていない、前記１又は複数のセンサから受け取った信号のレベル範囲に基づいて決定される１又は複数のタイムスロットを１又は複数の割り当てタイムスロットとして割り当てること、および
   前記１又は複数の割り当てタイムスロット中に、前記バスを通じて前記データのアナログパルス幅被変調表示を送信すること
   を含み、
   前記１又は複数の割り当てタイムスロットが、前記バス上での送信のために割り当てられた複数のフレームの各フレーム中の媒体アクセス時間に対応する、方法。
8. 前記データの前記アナログパルス幅被変調表示の送信を可能にするように、前記タイムスロットの始まりの識別に基づいて、スイッチを起動することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記タイムスロット中に、前記データの前記アナログパルス幅被変調表示を生成することをさらに含む、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記バスを通じて前記データの前記アナログパルス幅被変調表示を送信する前に、キャリア信号と、前記データの前記アナログパルス幅被変調表示とを組み合わせることをさらに含む、請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 第２のタイムスロット中に、前記バスを通じて第２のアナログパルス幅被変調データを受け取ること、および
    前記第２のアナログパルス幅被変調データの表示を前記センサに送ること
    をさらに含む、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。

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