JP4255931B2 - Non-contact IC medium and control device - Google Patents
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Description
本発明は、RFID(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)システムに用いるICタグに関し、特に非接触で外部機器から情報を受け、該外部機器へ情報を送出する、バッテリを内蔵するアクティブ型の非接触ICタグまたはICカードなどの非接触IC媒体に関する。 The present invention relates to an IC tag used in an RFID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) system, and in particular, an active contactless IC tag or IC with a built-in battery that receives information from an external device in a non-contact manner and sends information to the external device. The present invention relates to non-contact IC media such as cards.
従来のアクティブ型の非接触IC媒体は、内部にバッテリが搭載されているため、内部にバッテリを有さず、外部から電源を供給されているときのみ動作するパッシブ型の非接触型のIC媒体に比較し、高い電力の電波を送信することができ、電波をパッシブ型より一定距離以上に発信することができる。このため、ICタグと、この非接触IC媒体に対応するリーダとが離れている場合にも、この非接触IC媒体は利用可能である。
しかしながら、バッテリに蓄えられる電気エネルギーの容量は無限ではなく、非接触IC媒体を長期間使用するためには、送受信が不要な期間において、送信回路を停止させて消費電力を抑制している。
すなわち、従来例においては、一定の間隔ごとに送信したり、振動などのセンサ情報に基づいて送信したりすることにより、消費電流を抑制している。
Since the conventional active non-contact IC medium has a battery mounted therein, it does not have a battery inside, and is a passive non-contact IC medium that operates only when power is supplied from the outside. Compared to the above, it is possible to transmit high-power radio waves and to transmit radio waves over a certain distance from the passive type. For this reason, this non-contact IC medium can be used even when the IC tag and the reader corresponding to this non-contact IC medium are separated.
However, the capacity of the electric energy stored in the battery is not infinite, and in order to use the non-contact IC medium for a long period of time, the transmission circuit is stopped and power consumption is suppressed during a period in which transmission / reception is unnecessary.
That is, in the conventional example, the current consumption is suppressed by transmitting at regular intervals or by transmitting based on sensor information such as vibration.
しかし、非接触IC媒体が所定の制御信号を受け、この制御信号の受信タイミングに対応して、制御信号に対する応答信号を出力する用途がある。
このため、非特許文献1に記載されているように、制御信号を受信する回路のみを、待機状態にしておき、他の回路をスリープ状態にしておく必要がある。
For this reason, as described in
しかしながら、非特許文献1に示すICタグにあっては、制御信号を受信する回路を常に待機状態としておく必要があり、より長寿命化を考慮すると、制御信号の電波を受信する回路を構成する同調回路等の消費電力が無視できないという問題がある。
However, in the IC tag shown in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、制御信号の受信回路の消費電力を、従来例に対して低下させ、従来例に比較して、内部のバッテリの長寿命化を可能とする非接触IC媒体(ICタグ及びICカードなど)を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and lowers the power consumption of the control signal receiving circuit compared to the conventional example, and can extend the life of the internal battery compared to the conventional example. An object of the present invention is to provide a non-contact IC medium (IC tag, IC card, etc.).
本発明の非接触IC媒体は、第1の周波数帯域の信号を受信する第1のアンテナ(例えば、実施形態におけるコイル1、またはアンテナ69)と、第2の周波数帯域の信号を送信する第2のアンテナ(例えば、実施形態におけるアンテナ4)と、前記第1のアンテナが受信する制御信号を検出し制御データを出力する制御回路(例えば、実施形態における制御回路65または70)と、該制御データが入力されると第2のアンテナから応答信号を出力する送信回路(例えば、実施形態における上り回線送信回路62)とを有し、前記第1の周波数帯域が前記第2の周波数帯域より低い周波数帯に設定されていることを特徴とする。
The non-contact IC medium of the present invention includes a first antenna (for example, the
本発明の非接触IC媒体は、前記交番磁界の周波数がLF(長波)帯(周波数30kHz〜300kHz,波長10km〜1km)であることを特徴とする。
これにより、本発明の非接触IC媒体は、上述したLF帯の交番磁界を使用することにより、他の通信(例えば、超音波及び赤外線)に比較して、待機時電流が少なく、低消費電力であり、長期間の使用に際しては優位である。
In the non-contact IC medium of the present invention, the frequency of the alternating magnetic field is an LF (long wave) band (
As a result, the non-contact IC medium of the present invention uses the above-described alternating magnetic field in the LF band, thereby reducing standby current and low power consumption compared to other communications (for example, ultrasonic waves and infrared rays). It is superior when used for a long time.
本発明の非接触IC媒体は、前記制御データがビジートーンであることを特徴とする。 The contactless IC medium of the present invention is characterized in that the control data is a busy tone.
本発明の非接触IC媒体は、前記制御信号の受信強度を検出する信号強度測定部と、この検出結果に応じて応答信号の発信強度を制御する信号強度制御回路とを有することを特徴とする。 The non-contact IC medium of the present invention includes a signal strength measuring unit that detects the reception strength of the control signal, and a signal strength control circuit that controls the transmission strength of the response signal according to the detection result. .
本発明の非接触IC媒体は、前記第1のアンテナが外部コイルと磁気結合し、該外部コイルの発生する交番磁界により誘起される電圧を検出して制御信号として前記制御回路に出力するコイルであることを特徴とする。 The non-contact IC medium of the present invention is a coil in which the first antenna is magnetically coupled to an external coil, detects a voltage induced by an alternating magnetic field generated by the external coil, and outputs it as a control signal to the control circuit. It is characterized by being.
本発明の非接触IC媒体制御装置は、非接触IC媒体に対して制御データを送信する制御装置であり、入力される命令に対応して制御データを生成する制御部と、前記制御データを所定の第1の周波数帯域の信号に重畳して、制御信号として出力する送信回路と、第1の周波数帯域の前記制御信号を発信する第1のアンテナと、第2の周波数帯域においてデータの送受信を行う第2のアンテナとを有し、前記第1の周波数帯域が前記第2の周波数帯域より低い周波数帯に設定されていることを特徴とする。 A non-contact IC medium control device according to the present invention is a control device that transmits control data to a non-contact IC medium, a control unit that generates control data in response to an input command, and a predetermined amount of the control data. A transmission circuit that outputs a control signal superimposed on the first frequency band signal, a first antenna that transmits the control signal in the first frequency band, and transmits and receives data in the second frequency band. And the second frequency band is set, and the first frequency band is set to a frequency band lower than the second frequency band.
本発明の非接触IC媒体制御装置は、前記第1の周波数帯域がLF帯であることを特徴とする。 The contactless IC medium control device of the present invention is characterized in that the first frequency band is an LF band.
本発明の非接触IC媒体制御装置は、前記制御データがビジートーンであることを特徴とする。 The non-contact IC medium control device according to the present invention is characterized in that the control data is a busy tone.
本発明の非接触IC媒体制御装置は、前記送信部が前記ICタグからの応答信号の受信強度を測定する信号強度測定部と、この測定結果に応じてビジートーンの発信強度を制御する信号強度制御部とを有することを特徴とする。 In the non-contact IC medium control device according to the present invention, the transmission unit measures the reception intensity of the response signal from the IC tag, and the signal intensity control controls the transmission intensity of the busy tone according to the measurement result. Part.
本発明の非接触IC媒体制御装置は、前記第1のアンテナが、制御信号に対応した交番磁界を発生させ、この交番磁界により非接触IC媒体の他のコイルと磁気結合を行い、該他のコイルに対して前記制御信号を発信するコイルであることを特徴とする。 In the non-contact IC medium control device according to the present invention, the first antenna generates an alternating magnetic field corresponding to the control signal, and performs magnetic coupling with another coil of the non-contact IC medium by the alternating magnetic field. It is a coil that transmits the control signal to the coil.
以上説明したように、発明によれば、LF帯の第1の周波数帯域にて発信された制御信号を受信し、この制御信号に重畳された制御データであるビジートーンを抽出し、このビジートーンに対応して非接触IC媒体が、第1の周波数帯域より高い周波数帯の第2の周波数にて効率的なデータの送信受信の制御を行うため、待機時に高い周波数帯域を用いないため、高い周波数で動作する同調回路等が必要なくなり、従来の非接触IC媒体に比較して制御情報の入力待ち受け状態において、消費電力を大幅に削減することが可能となる。 As described above, according to the invention, the control signal transmitted in the first frequency band of the LF band is received, the busy tone that is the control data superimposed on the control signal is extracted, and this busy tone is supported. Since the non-contact IC medium performs efficient data transmission / reception control at the second frequency higher than the first frequency band, and does not use a high frequency band during standby, An operating tuning circuit or the like is not necessary, and power consumption can be greatly reduced in the control information input standby state as compared with a conventional non-contact IC medium.
また、本発明によれば、ICタグ(非接触IC媒体)の動作において、質問器(非接IC触媒体制御装置)に対してデータを送信する必要がある場合以外、受信部が同期を取るために、すなわち質問器から起動を指示するビジートーンの入力待ちの状態であり、そのための制御回路内のタイマまたはCPUの演算のみの動作しかしていないため、ほとんどの時間が待機状態となっており、送信部等の電力を使用する部分の動作がなく、ICタグが低消費電力状態にあり、電池を搭載している場合、従来例に比較して電池の寿命を延ばすことができる。 Further, according to the present invention, in the operation of the IC tag (non-contact IC medium), the receiving unit is synchronized except when it is necessary to transmit data to the interrogator (non-contact IC catalyst body control device). For this reason, that is, a busy tone input waiting instruction from the interrogator, and only the operation of the timer or CPU in the control circuit for that is operating, most of the time is in the standby state, In the case where there is no operation of a portion using power, such as a transmitter, the IC tag is in a low power consumption state, and a battery is mounted, the battery life can be extended as compared with the conventional example.
また、本発明によれば、質問器の通信可能領域内に図11(a)に示すように複数のICタグ(タグA及びB)が存在する場合、質問器がビジートーンの送信出力を制御して、タグAより近くに位置するタグBの送信を選択的に遅らせることができる。
ここで、本発明においては、ICタグの選択に対し、ビジートーンの送信出力を調整し、遠いICタグ(例えば、ICタグA)には到達させずに、近いタグ(例えば、ICタグB)に到達させる。
In addition, according to the present invention, when a plurality of IC tags (tags A and B) exist in the communicable area of the interrogator as shown in FIG. 11A, the interrogator controls the busy tone transmission output. Thus, transmission of tag B located closer to tag A can be selectively delayed.
Here, in the present invention, the busy tone transmission output is adjusted in response to the selection of the IC tag, and the remote tag (for example, IC tag A) is not reached, but the near tag (for example, IC tag B) is adjusted. To reach.
これにより、本発明は、近くのICタグBがビジートーンを検出することにより、質問器が他のICタグと送信中であると判定して送信を行わず、順次送信出力を下げていくことにより、遠いICタグから順にデータの送受信を行い、認識したICタグを次に送信が必要となるまでスリープ状態(待機状態)にしておくことにより、遠いICタグから順に優先的に読みだしを行うことが可能となり、ICタグが必要以上の通信を行うことが無くなり、従来例に比較して電池の寿命を延ばすことができる。 As a result, the present invention detects that a nearby IC tag B detects a busy tone, thereby determining that the interrogator is transmitting with another IC tag and not performing transmission, and sequentially lowering the transmission output. Data is transmitted and received in order from the farthest IC tag, and the recognized IC tag is put in the sleep state (standby state) until the next transmission is required, so that reading is performed with priority from the farthest IC tag. Therefore, the IC tag does not perform communication more than necessary, and the battery life can be extended compared to the conventional example.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態による非接触IC媒体及び非接触IC媒体制御装置を図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態による非接触IC媒体(ICタグ12)及び非接触IC媒体制御装置(質問器50)の一構成例を示すブロック図である。第1の実施形態は、励磁機器と受信機器とを質問器(非接触IC媒体制御装置)として構成し、非接触IC媒体制御装置から非接触IC媒体への送信、すなわち下り回線において周波数の低いLF帯(例えば、125kHz,4kbps,ASKマンチェスター符号方式)の領域をビジートーン(ビジートーンプリアンブル)チャンネルとし、一方、非接触IC媒体から非接触IC媒体制御装置への送信、すなわち上り回線において周波数の高い領域(例えば、400MHz帯のUHF帯として、20k〜30kbps,GFSK/OOK/DSSS)をデータチャンネル(データの送信)としている。以下、第1及び第2の実施形態と同様に、非接触IC媒体の一例としてICタグを用いて説明する。なお図示しないが、ICタグ12にはバッテリが搭載されており、内部の各回路に駆動電力を供給している。
<First Embodiment>
Hereinafter, a non-contact IC medium and a non-contact IC medium controller according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a non-contact IC medium (IC tag 12) and a non-contact IC medium control device (interrogator 50) according to the first embodiment. In the first embodiment, the exciting device and the receiving device are configured as an interrogator (non-contact IC medium control device), and transmission from the non-contact IC medium control device to the non-contact IC medium, that is, the frequency is low in the downlink. The region of the LF band (for example, 125 kHz, 4 kbps, ASK Manchester code system) is a busy tone (busy tone preamble) channel, while the transmission from the non-contact IC medium to the non-contact IC medium controller, that is, the high frequency region in the uplink (For example, as a UHF band of 400 MHz band, 20 k to 30 kbps, GFSK / OOK / DSSS) is used as a data channel (data transmission). Hereinafter, as in the first and second embodiments, an IC tag will be described as an example of a non-contact IC medium. Although not shown, a battery is mounted on the
図1において、質問器50は、ICタグ12からの上り回線におけるデータの受信を行う上り回線受信回路51と、ICタグ12に対する下り回線において、ビジートーン信号等の制御信号をLF信号の交番磁界により送信する下り回線励磁回路52と、ユーザの入力または予め設定された命令等を制御データに変換し、ICタグ12から入力されたデータを処理する制御回路54を有している。
ここで、上り回線受信回路51は、ICタグ12から発信されるデータの送信信号を受信する受信器53を有している。
また、下り回線励磁回路52は、ユーザが入力する命令を制御データに変換して、所定のLF帯の周波数、例えば、125kHzの交流電流に、上記制御データ(ビジートーンを含む)を重畳させ、コイル10にこの制御データの重畳された交流電流を流し、制御データの重畳された交番磁界を発生させる励磁器55を有している。ここで、第1の実施形態は、交番磁界を制御データを重畳させて空間を伝搬させるキャリアとして使用する。
In FIG. 1, an
Here, the
Further, the
ICタグ12は、質問器50からの下り回線において、ビジートーン信号をLF信号の交番磁界により受信する下り回線受信回路61、質問器50に対してデータの送信を行う上り回線送信回路62と、後に述べる交番磁界のDC電圧からデータを抽出し、対応する制御信号を出力する制御回路65とを有している。
ここで、下り回線受信回路61は、コイル10と電磁結合しているコイル1に発生する、交番磁界(交流磁場)が鎖交することによる誘起電圧として誘起される所定の交流電圧を整流してDC電圧とする受信器63を有している。
ここで、コイル1は電磁結合している他のコイル(例えば、後述する励磁機器55のコイル10)の発生する交番磁界(交流磁場)が鎖交することにより、誘起電圧として所定の交流電圧を誘起する。ここで、上記交番磁界には、磁界の発生の有無により制御データが重畳されている。
In the downlink from the
Here, the
Here, the
すなわち、受信器63は、上記コイル1が接続されており、整流部を内部に有し、上記交流電圧を整流してDC電圧とする。
そのため、受信器63は、上記整流部により、交番磁界をDC電圧とすることにより、制御データを抽出し、対応する制御信号を制御回路65に対して出力することとなる。
また、非接触IC媒体(ICタグ12)かあるいは非接触IC媒体制御装置である質問器50のどちらか/もしくは双方にLF信号を増幅するアンプを設けたり、コイル10のサイズを、より大きくしたりしてもよい。
That is, the
Therefore, the
Further, an amplifier for amplifying the LF signal is provided in either or both of the non-contact IC medium (IC tag 12) and the
例えば、ICタグ12にアンプを設ける場合は、コイル1と受信器63との間にアンプを挿入する。これで、ICタグ12の受信器63での受信レベルとなる交番磁界の信号感度が向上する。
他方、質問器50にアンプを設ける場合は、励磁機器55とコイル10との間にアンプを挿入する。
For example, when an amplifier is provided in the
On the other hand, when an amplifier is provided in the
これにより、上記コイル10に供給する電流(数百mA)を数十Aという数値へ増加させて、より強力な磁界を発生できる。
上述したように、ICタグ12と質問器50とのいずれか一方にアンプを挿入するか、もしくは双方の挿入を行うことにより、交番磁界による制御信号の送信到達可能な距離を延ばすことができる。
さらに、コイル10のサイズは、半径数cmでもよいが、半径を数十cmと拡大させることで、同様に制御信号の送信可能な距離を延ばせる。
As a result, the current (several hundred mA) supplied to the
As described above, by inserting an amplifier in one of the
Furthermore, the size of the
また、上り回線送信回路62は、制御回路65からの制御信号により、所定の情報をアンテナ4を介して、質問器50に対して送信する発信器64を有している。
ここで、発信回路64は、例えば、UHF(Ultra High Frequency;極超短波、周波数300MHz〜3GMHz,波長10〜100cm)帯の周波数の電波を用いて、上記所定の情報の送信を行う。
Further, the
Here, the
ここで、ビジートーン信号について説明する。ICタグ12と質問器50との間のデータの送受信を行う通信専用の回線(例えば、上り回線)と、この通信専用の回線の使用状況を通知するビジートーン回線(例えば、下り回線)とが設けられている無線システムを前提としている。
このビジートーン信号は、質問器50といずれかのICタグ12とがデータの送信を行っている際に、質問器50から発信され、他のICタグ12からのデータの送信を禁止させ、複数のICタグ12からの発信によるデータの衝突を回避するために用いられる。
Here, the busy tone signal will be described. A dedicated communication line (for example, an uplink) for transmitting and receiving data between the
This busy tone signal is transmitted from the
例えば、図2に示す様に、本発明において、質問器50とタグA及びB(ICタグ12)とが通信を行う環境において、タグAが送信処理を行う際に、タグAはビジートーン信号の検出を行い、質問器50からビジートーン信号が発信されていないことを検出すると、自身のID(識別情報)の発信を上り回線により、質問器50に対して行う。
そして、質問器50は、タグAとのデータ送信を開始すると、ビジートーン信号を下り回線において発信する。
このビジートーン信号が発信されている間、他のタグBは質問器50に対してIDの送信を行う際に、ビジートーン信号の検出を行い、ビジートーン信号が検出されるため、上り回線によるIDの送信を行わず、所定の時間経過後に、再度、ビジートーン信号の検出を行い、ビジートーン信号が検出されないと、自身のIDを上り回線により、質問器50に対して発信する。
For example, as shown in FIG. 2, in the present invention, in the environment where the
When the
While the busy tone signal is being transmitted, the other tag B detects the busy tone signal when transmitting the ID to the
次に、図1,図2,図3,図4及び図5を参照して、第3の実施形態による 非接IC触媒体と非接触IC媒体制御装置とからなる無線通信システムの動作を説明する。図3は無線通信システムのICタグ12側における動作例を示すフローチャートである。図4及び図5は無線通信システムの質問器50側における動作例(ICタグの位置及びICタグ数が不明な場合、またはICタグが移動する場合)を示すフローチャートである。
この図4及び図5の場合は、後述する図6に示されるような信号強度測定回路60及び信号強度制御回路56とが設けられていない場合の動作を示し、質問器50は下り回線送信回路59によって下り回路送信信号強度が制御できない場合を示す。
Next, with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5, the operation of the wireless communication system comprising the non-contact IC catalyst body and the non-contact IC medium control device according to the third embodiment will be described. To do. FIG. 3 is a flowchart showing an operation example on the
4 and 5 show the operation when the signal
ただし、図5は1回目に下り回線提示回路52の通信可能範囲にある全てのICタグ12の識別信号取得後の2回目以降、特にICタグ12の移動がない状態での確認動作を示している。
ステップS1において、ICタグ12は、スリープ状態(待機状態)にあり、下り回線受信回路61のみが動作する状態となっている。
However, FIG. 5 shows the confirmation operation in the state where there is no movement of the
In step S1, the
次に、ステップS2において、制御回路54が各ICタグ12に対して、データ収集を行うため、ICタグ12の状態を下り回線動作中に移行するための予め決められたパターンのプリアンブルを、所定の強度レベルの電波として下り回線において発信する。
これにより、ICタグ12において、受信器63はコイル1を介して上記プリアンブルを受信し、すなわち低い周波数の信号であるLF信号によるプリアンブルを検知し、これを整流してデジタル信号として制御回路65へ出力する。
Next, in step S2, since the
As a result, in the
次に、ステップS3において、制御回路65は、質問器50からICタグ12の状態を下り回線動作中に移行するプリアンブルが受信されたか否かの検出を行う。
このとき、制御回路65は、下り回線動作中への移行を指示するプリアンブルを受信したことを検出した場合、処理をステップS4へ進め、一方、下り回線動作中への移行を指示するプリアンブルを受信したことを検出しなかった場合、処理をステップS7へ進める。
Next, in step S3, the
At this time, if the
次に、ステップS4において、制御回路65は、起動を示すプリアンブルの受信を検出したことにより、下り回線動作中の状態へ遷移する。
そして、制御回路65は、下り回線動作中の状態(ビジートーンの受信を確認する状態)において、他のICタグ12が上り回線を使用した通信を既に行っているか否かをキャリアを検出することにより判定する。
このため、制御回路54は、ICタグ12がビジートーンの受信を、上記プリアンブルの受信に比較して、より明確に受信できる下り回線動作中の状態、すなわち下り回線動作中の状態に待機状態から遷移させる。
次に、ステップS5において、制御回路65は、質問器50からのデータ収集の開始を示す命令が入力されたか否かの検出を所定の期間内において行う。
このとき、制御回路65は、上記所定の期間内にデータの収集の開始を示す命令が入力されたことを検出した場合、処理をステップS6へ進め、一方、データの収集の開始を示す命令の入力を検出できない場合、処理をステップS1へ戻す。
Next, in step S4, the
Then, the
For this reason, the
Next, in step S5, the
At this time, if the
次に、ステップS6において、制御回路65は、ビジートーン信号が検出されない場合、IDを含むデータの発信を質問器50に対して行い、ビジートーン信号が検出された場合、所定の時間待機した後、再度ビジートーン信号の検出を行い、検出されない場合、1対1の送受信状態として、自身のIDを含む固有のデータ(ICタグ12のメモリに記憶されている、内部に設けられるセンサが取得したセンサデータを含む)の発信を行う。
Next, in step S6, when the busy tone signal is not detected, the
次に、ステップS7において、制御回路65は、内部に設けられているタイマー(あるいはカウンタ)がオーバーフロー(カウンタでは演算の桁上がり)とか、また内部のCPU(中央演算処理装置)部分で所定の計算に基づいた時間経過を測定してICタグ12の状態を変更する命令とか、を内部事象としてICタグ12自身において受信したか否かの検出を行う。
このとき、制御回路65は、内部事象の受信を検出した場合、処理をステップS8へ進め、内部事象の受信が検出されない場合、処理をステップS2へ戻す。
Next, in step S7, the
At this time, if the reception of the internal event is detected, the
次に、ステップS8において、制御回路65は、上記内部事象を受け取ると直ちに上り回線動作中へ処理を移行し、送信の引き留めと遅延を行い、処理をステップS9へ進める。
ステップS9において、制御回路65は、ビジートーン信号が検出されるか否か、すなわち上り回線(チャンネル)が使用可能か否かの検出を行い、ビジートーンが検出されずに上り回線の利用が可能であることを検出した場合、処理をステップS1へ戻し、ビジートーンが検出され、上り回線の利用ができないことを検出した場合、処理をステップS7へ戻す。
上述したように、ICタグ12は、質問器50からの交番磁界のLF信号を受信することにより、質問器50に対して応答を行う。
Next, in step S8, when receiving the internal event, the
In step S9, the
As described above, the
次に、質問器50側における1回目(始め)のICタグ12の識別動作についての説明を、図4のフローチャートを用いて行う。
ステップS21において、制御回路54は、下り回線励磁回路52を介して各ICタグ12に対して、ICタグ12の状態を下り回線動作中、すなわちICタグ12をスリープ状態からウェイクアップ状態に移行させるため、予め決められたパターン(ウェイクアップ状態への移行を指示する)のプリアンブルを、所定の強度レベル、例えば、自身の出力できる最大強度の強度レベルの電波により下り回線に対して発信する。
Next, the first (first) identification operation of the
In step S21, the
次に、ステップS22において、制御回路54は、ICタグ12に対して、識別番号を含めた情報データの送信を指示する制御データのフレームを送信する。
ここで、下り回線励磁回路52は、通信の同期を取るパターンのプリアンブルと制御データのフレームと、受信先でフレームが正常に受信されたか否かを判定するFCS(Frame Check Seqence)とからなる上記フレームを生成して、交番磁界に重畳させて発信する。
Next, in step S <b> 22, the
Here, the
次に、ステップS23において、制御回路54は、各ICタグ12からの上記フレームにおける送信指示に対応した、すなわち応答データとして情報データが受信されたか否かを、上り回線の通信に使用している周波数帯域におけるキャリア検出により行う。
ここで、ICタグ12において、制御回路65は、上記質問器50からの制御データに対応して、情報回線送信回路62の発信器64により、所定の周波数のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ4を介して情報データのフレームを発信する。
このとき、制御回路54は、受信器53による情報データの受信を検出した場合処理をステップS24へ進める。
Next, in step S23, the
Here, in the
At this time, if the
次に、ステップS24において、制御回路54は、下り回線励磁回路52により、ビジートーンを交番磁界に重畳させて発信する。
これにより、複数のICタグ12において、情報データのフレームを出力した以外のIC12タグに対して、ビジートーンにより、フレームの発信処理を抑制する。
そして、ステップS25において、制御回路54は、受信器53において、キャリアを検出することにより、複数のICタグ12からの情報データのフレームが存在しているか否かの検出(すなわち、複数の交番磁界の有無の検出)を行うことにより、複数のICタグ12のフレームが競合しているか否かの判定を行う。
Next, in step S24, the
As a result, in the plurality of IC tags 12, the frame transmission processing is suppressed by the busy tone for the
In step S25, the
ここで、制御回路54は、複数のICタグ12からの応答の競合が検出されない場合、処理をステップS26へ進める。
そして、ステップS26において、制御回路54は、受信したICタグ12の識別番号に対応させて、そのICタグ12から送信された情報データに、タイムスタンプ(現在時刻)を付加して内部の記憶部に記憶する。
一方、制御回路54は、複数のICタグ12の競合が検出された場合、処理をステップS27へ進め、処理をステップS21へ戻す。
Here, the
In step S26, the
On the other hand, when the competition of the plurality of IC tags 12 is detected, the
そして、ステップS27において、制御回路54は、競合して受信しているICタグ12のいずれか一方の検出された識別番号を受信した情報データとして、このICタグ12の識別番号に対応させて、情報データにタイムスタンプ(現在時刻)を付加して内部の記憶部に記憶し、処理をステップS28へ進める。
次に、ステップS28において、制御回路54は、下り回線励磁回路52からのビジートーンの出力を停止し、処理をステップS29へ進める。
In step S27, the
Next, in step S28, the
そして、ステップS29において、制御回路54は、ICタグ12に対して情報データを受信していない、すなわちデータ未受信を検知し、一方、識別信号が記憶されているICタグ12に対して、スリープ状態への移行を示す制御データを、下り回線励磁回路52により発信し、処理をステップS21へ戻す。
これにより、ICタグ12において、識別信号が認識されたICタグ12はスリープ状態に移行し、識別情報が認識されていないICタグ12のみがウェイクアップ状態となっている。
In step S29, the
Thereby, in the
また、ステップS23において、制御回路54は、いずれのICタグ12からも、情報データが受信されないことを、受信器55により検出すると、処理をステップS30へ進める。
次に、ステップS30において、制御回路54は、ビジートーンを停止してから所定回数(例えば、5回)の範囲内か否か(超えたか否か)の検出、すなわち、ステップS31,S21,S22,S23,S30を通過した回数を内部のカウンタで計数した値が所定回数の範囲内か否か(超えたか否か)を検出する。
In step S23, when the
Next, in step S30, the
ここで、制御回路54は、ビジートーンの停止が所定回数の範囲内である(所定回数を超えていない)ことを検出した場合処理をステップS31へ進める。
そして、ステップS31において、制御回路54は、下り回線励磁回路52に対して、ビジートーンの発信を停止させて、発信タイミングを予め設定された期間待ち、処理をステップS21へ進める。
一方、制御回路54は、ビジートーンの停止が所定回数の範囲内でない(所定回数を越えている)ことを検出した場合処理をステップS32へ進める。
そして、ステップS32において、制御回路54は、自身の下り回線励磁回路52の通信可能範囲において識別信号の未受信のICタグ12が無いと判定し、1回目の処理を完了して、2回目の処理を開始するため、処理をステップS41(図5参照)へ進める。
Here, the
Then, in step S31, the
On the other hand, if the
In step S32, the
次に、質問器50側における2回目以降のICタグ12の識別動作についての説明を、図5のフローチャートを用いて行う。
ステップS41において、制御回路54は、図4のフローチャートの処理の終了後、所定時間(例えば、数分間)の経過を検出すると、記憶部に記憶しているICタグ12の識別動作として、下り回線励磁回路52を介して各ICタグ12に対して、ICタグ12の状態を下り回線動作中、すなわちICタグ12をスリープ状態からウェイクアップ状態に移行させるため、予め決められたパターン(ウェイクアップ状態への移行を指示する)のプリアンブルを、所定の強度レベル、例えば、自身の出力できる最大強度の強度レベルの電波により下り回線に対して発信する。また、制御回路54はこのプリアンブルを発信した際の時刻を発信時刻として記憶部に記憶する。
Next, the second and subsequent identification operations of the
In step S41, when the
次に、ステップS42において、制御回路54は、ICタグ12に対して、識別番号を含めた情報データの送信を指示する制御データのフレームを送信する。
ここで、下り回線励磁回路52は、通信の同期を取るパターンのプリアンブルと制御データのフレームと、受信先でフレームが正常に受信されたか否かを判定するFCSとからなる上記フレームを生成して、交番磁界に重畳させて発信する。
Next, in step S <b> 42, the
Here, the
次に、ステップS43において、制御回路54は、各ICタグ12からの上記フレームにおける送信指示に対応した情報データが受信されたか否かを、通信に使用している周波数帯域におけるキャリア検出により行う。
ここで、ICタグ12において、制御回路65は、上記質問器50からの制御データに対応して、上り回線送信回路62の発信器64により、所定の周波数のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ4を介して情報データのフレームを発信する。
このとき、制御回路54は、受信器53による情報データの受信を検出した場合処理をステップS44へ進める。
Next, in step S43, the
Here, in the
At this time, if the
次に、ステップS44において、制御回路54は、下り回線励磁回路52により、ビジートーンを交番磁界に重畳させて発信する。
これにより、複数のICタグ12において、情報データのフレームを出力した以外のIC12タグに対して、ビジートーンにより、フレームの発信処理を抑制する。
そして、ステップS45において、制御回路54は、受信器53において、キャリアの検出を行うことにより、複数のICタグ12からの情報データのフレームが存在しているか否かの検出を行うことにより、複数のICタグ12のフレームが競合しているか否かの判定を行う。
Next, in step S44, the
As a result, in the plurality of IC tags 12, the frame transmission processing is suppressed by the busy tone for the
In step S45, the
ここで、制御回路54は、複数のICタグ12の競合が検出されない場合、処理をステップS46へ進める。
そして、ステップS46において、制御回路54は、受信したICタグ12の識別番号を内部の記憶部において検索し、記憶部において識別番号が検出されれば、この識別番号に対応させてそのICタグから送信された情報データを上書きし(タイムスタンプも現在時刻に変更)、一方、入力された識別番号が検出されなければ、識別番号に対応してそのICタグの情報データにタイムスタンプ(現在時刻)を付加して記憶部に書き込み、処理をステップS47へ進める。
次に、ステップS47において、制御回路54は、下り回線励磁回路52からのビジートーンの出力を停止し、処理をステップS41へ進める。
一方、ステップS45において、制御回路54は、複数のICタグ12の競合が検出された場合、処理をステップS48へ進める。
Here, the
In step S46, the
Next, in step S47, the
On the other hand, in step S45, when the competition of the plurality of IC tags 12 is detected, the
そして、ステップS48において、制御回路54は、競合して受信しているICタグ12のいずれか一方の検出された識別番号を受信した情報データとして受信したICタグ12の識別番号を内部の記憶部において検索し、記憶部において識別番号が検出されれば、この識別番号に対応させてそのICタグから送信された情報データを上書きし(タイムスタンプも現在時刻に変更)、一方、入力された識別番号が検出されなければ、識別番号に対応してそのICタグの情報データにタイムスタンプ(現在時刻)を付加して記憶部に書き込み、処理をステップS47へ進める。
一方、ステップS43において、制御回路54は、受信器53による情報データの受信が検出されない場合、処理をステップS49へ進める。
In step S48, the
On the other hand, if the reception of information data by the
そして、ステップS49において、制御回路54は、ステップS41にてプリアンブルが発信された発信時刻より、以前の時刻のタイムスタンプが付加された識別番号の検索を行う。
このとき、制御回路54は、上記発信時刻より前のタイムスタンプの識別番号が検出された場合、処理をステップS50へ進める。
次に、ステップS50において、制御回路54は、前回識別処理をしたICタグ12からの応答がないため、通信可能範囲外に移動したことを検出して、ICタグ12の付加されれた識別対象に状態変化が起こったことを検出し、図4のフローチャートのステップS21へ戻る。
一方、ステップS49において、制御回路54は、上記発信時刻より前のタイムスタンプの識別番号が検出されない場合、記憶部に記憶された識別番号が全て識別されることにより、通信可能外に移動したICタグ12がないことを検出して、処理をステップS41へ進める。
In step S49, the
At this time, if the identification number of the time stamp before the transmission time is detected, the
Next, in step S50, the
On the other hand, in step S49, if the identification number of the time stamp prior to the transmission time is not detected, the
<第2の実施形態>
以下、本発明の第2の実施形態による非接触IC媒体及び非接触IC媒体制御装置を図面を参照して説明する。図6は第2実施形態による非接触IC媒体(ICタグ12)及び非接触IC媒体制御装置(質問器50)の一構成例を示すブロック図である。第2の実施形態が第3の実施形態と異なる点は、下り回線を交番磁界での通信方式を用いるのではなく、電波を用いてアンテナを介して、周波数の低いLF帯(例えば、125kHz,4kbps,ASKマンチェスター符号方式)の領域をビジートーン(並びに、プリアンブル)チャンネルとして用いる点である。この第2の実施形態も、第1の実施形態と同様に、非接触IC媒体の一例としてICタグを用いて説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a non-contact IC medium and a non-contact IC medium controller according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a non-contact IC medium (IC tag 12) and a non-contact IC medium control device (interrogator 50) according to the second embodiment. The second embodiment is different from the third embodiment in that the low-frequency LF band (for example, 125 kHz, for example) is used via an antenna using radio waves instead of using a communication system using an alternating magnetic field for the downlink. The region of 4 kbps, ASK Manchester code system) is used as a busy tone (and preamble) channel. Similar to the first embodiment, the second embodiment will be described using an IC tag as an example of a non-contact IC medium.
図6において、質問器50は、ICタグ12からの上り回線におけるデータの受信を行う上り回線受信回路51と、ICタグ12に対する下り回線において、ビジートーン信号をLF信号(LF帯の信号)より発信する下り回線送信回路59と、ユーザの入力または予め設定された命令等を制御データに変換し、ICタグ12から入力されたデータを処理する制御回路54を有している。
ここで、上り回線受信回路51は、ICタグ12から発信されるデータの送信信号を受信する受信器53と、上記送信信号の受信強度(すなわち受信電波強度)を検出する信号強度測定回路60とを有している。
また、下り回線送信回路59は、制御回路54がユーザの入力する命令を変換した制御データを、所定のLF帯の周波数、例えば、125kHzの周波数のキャリアに重畳させ、アンテナ58(質問器の第1のアンテナ)を介して空間に発信する発信器57と、この制御データを発信する際の電波強度(信号強度)を制御する信号強度制御回路56とを有している。
また、上り回線受信回路51は、所定の情報をアンテナ8(質問器の第2のアンテナ)を介して、ICタグ12からのデータを受信する受信器53と、受信した電波の電波強度を測定し、制御回路54へ出力する信号強度測定回路60とを有している。
In FIG. 6, an
Here, the
Further, the
In addition, the
ICタグ12は、質問器50からの下り回線において、ビジートーン信号をLF帯域の電波によりアンテナ69(ICタグの第1のアンテナ)を介して受信する下り回線受信回路61と、質問器50に対してデータの送信を行う上り回線送信回路62と、下り受信回路61の受信した信号を解析して、対応した応答を上り回線送信回路62から発信する制御回路70とを有している。
ここで、下り回線受信回路61は、LF帯域の電波を受信する受信器66と、受信した電波の電波強度を測定する信号強度測定回路67とを有している。
また、上り回線送信回路62は、所定の情報をアンテナ4(ICタグの第2のアンテナ)を介して、質問器50に対して送信する発信器64と、発信する電波の電波強度を調整する信号強度制御回路68とを有している。
ここで、発信回路64は、例えば、UHF(Ultra High Frequency;極超短波、周波数300MHz〜3GMHz,波長10〜100cm)帯の周波数の電波を用いて、上記所定の情報の送信を行う。
In the downlink from the
Here, the
Further, the
Here, the
次に、図6,図7,図8,図9及び図10を参照して、第2の実施形態による 非接触IC触媒体と非接触IC媒体制御装置とからなる無線通信システムの動作を説明する。図7は無線通信システムのタグIC12側の動作例を示すフローチャートである。
この図7のフローチャートは、第1の実施形態における図3のフローチャートとほぼ同様であり、ステップS12のみが異なっている。
第1の実施形態のステップS2においてはLF信号の検知のみ、すなわちプリアンブルが信号と検出できるか否かの判定のみを行っている。しかしながら、ステップS12において、ICタグ12における信号強度測定回路67は、受信機61が受信する質問器50が発信するLF信号の受信強度を測定する。
Next, with reference to FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10, the operation of the wireless communication system comprising the non-contact IC catalyst body and the non-contact IC medium control device according to the second embodiment will be described. To do. FIG. 7 is a flowchart showing an operation example on the
The flowchart of FIG. 7 is substantially the same as the flowchart of FIG. 3 in the first embodiment, and only step S12 is different.
In step S2 of the first embodiment, only detection of the LF signal, that is, determination of whether or not the preamble can be detected as a signal is performed. However, in step S12, the signal
そして、信号強度制御回路68は、上記測定された受信強度に基づき、質問器50に対しての応答信号の発信する電波強度を求め、この電波強度にて質問器50に対する応答を発信するよう発信器64の制御を行う。
第1の実施形態と異なり、ICタグ12が信号強度測定回路67と信号強度制御回路68とを有しており、上述したように、発信器64が受信器66の受信した信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator,受信信号強度表示信号)に合わせて、発信強度を調整して応答信号を発信するため、ICタグ12の電力消費を抑えることが可能となる。
Then, the signal strength control circuit 68 obtains the radio wave intensity transmitted from the response signal to the
Unlike the first embodiment, the
もちろん、図11(a)に示すように、質問器50は、通信領域内において最も遠くに位置するICタグ12の応答が確認できた場合、電波の発信強度を順次弱くしていき、遠くにあるタグA(ICタグ12)を順次待機状態とし、これらのICタグ12の待機状態を相対的に長くすることにより、電力消費を抑え、電力削減を行うことができ、全体として、ICタグ12の寿命を延ばすことができる。
図11(b)に示すISMA(Idle Signal Multiple Access:アイドル信号多元接続方式)は、衝突回避機構の一つであり、質問器がデータを送信するチャンネルと同様の高い周波数にてビジートーンを発信するため、受信するICタグにおいても高い周波数の動作を行う必要があるため、節電できずに電池寿命を延ばすことができない。1つのチャンネル上にビジートーンとデータフレームとが送受信するため、アイドル信号(ビジートーン)がチャンネルを占有する期間があるため、転送効率は低下する。
Of course, as shown in FIG. 11 (a), when the
The ISMA (Idle Signal Multiple Access) shown in FIG. 11 (b) is one of collision avoidance mechanisms and transmits a busy tone at a high frequency similar to the channel through which the interrogator transmits data. Therefore, since it is necessary to operate at a high frequency in the IC tag to receive, it is not possible to save power and extend the battery life. Since a busy tone and a data frame are transmitted and received on one channel, there is a period during which an idle signal (busy tone) occupies the channel, so that transfer efficiency decreases.
次に、質問器50側における1回目(始め)のICタグ12の識別動作についての説明を、図8のフローチャートを用いて行う。
ステップS51において、制御回路54は、下り回線送信回路59を介して各ICタグ12に対して、ICタグ12の状態を下り回線動作中、すなわちICタグ12をスリープ状態からウェイクアップ状態に移行させるため、予め決められたパターン(ウェイクアップ状態への移行を指示する)のプリアンブルを、所定の強度レベル、例えば、自身の出力できる最低強度の強度レベルの電波により下り回線(ICタグ12)に対して発信する。
Next, the first (first) identification operation of the
In step S51, the
次に、ステップS52において、制御回路54は、ICタグ12に対して、識別番号を含めた情報データの送信を指示する制御データのフレームを送信する。
ここで、下り回線送信回路59は、通信の同期を取るパターンのプリアンブルと制御データのフレームと、受信先でフレームが正常に受信されたか否かを判定するFCS(Frame Check Seqence)とからなる上記フレームを生成して、LF帯域のキャリアに重畳させて発信する。
Next, in step S <b> 52, the
Here, the
次に、ステップS53において、制御回路54は、各ICタグ12からの上記フレームにおける送信指示に対応した、すなわち応答データとして情報データが受信されたか否かを、上り回線の通信に使用している周波数帯域におけるキャリア検出により行う。
ここで、ICタグ12において、制御回路70は、上記質問器50からの制御データに対応して、情報回線送信回路62の発信器64により、所定の周波数のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ4を介して情報データのフレームを発信する。
このとき、制御回路54は、受信器53による情報データの受信を検出した場合処理をステップS54へ進める。
Next, in step S53, the
Here, in the
At this time, if the
次に、ステップS54において、制御回路54は、下り回線送信回路59により、ビジートーンをLF帯域のキャリアに重畳させて発信する。
これにより、複数のICタグ12において、情報データのフレームを出力した以外のIC12タグに対して、ビジートーンにより、フレームの発信処理を抑制する。
そして、ステップS55において、制御回路54は、受信器53において、キャリアを検出することにより、複数のICタグ12からの情報データのフレームが存在しているか否かの検出(すなわち、複数のキャリアの存在の有無の検出)を行うことにより、複数のICタグ12のフレームが競合しているか否かの判定を行う。
Next, in step S54, the
As a result, in the plurality of IC tags 12, the frame transmission processing is suppressed by the busy tone for the
In step S55, the
ここで、制御回路54は、複数のICタグ12からのキャリアの競合が検出されない場合、処理をステップS56へ進める。
このとき、信号強度測定回路60は、上記ICタグ12から受信したキャリアの電波強度を求め、制御回路54へ出力する。
そして、ステップS56において、制御回路54は、受信したICタグ12の識別番号に対応させて、そのICタグ12から送信された情報データに、タイムスタンプ(現在時刻)と、上記電波強度とを付加して内部の記憶部に記憶する。
Here, the
At this time, the signal
In step S56, the
また、制御回路54は、識別番号が識別されたICタグ12に対して、下り回線送信回路59からスリープ状態となる制御信号をLF帯域のキャリアへ重畳させて発信し、処理をステップS57へ進める。
これにより、ICタグ12において、識別信号が認識されたICタグ12はスリープ状態に移行し、識別情報が認識されていないICタグ12のみがウェイクアップ状態となっている。
Further, the
Thereby, in the
次に、ステップS57において、制御回路54は、ビジートーンの出力を停止して、処理をステップS51へ戻す。
一方、制御回路54は、複数のICタグ12からの応答における競合が検出された場合、処理をステップS61へ進める。
このとき、信号強度測定回路60は、電波強度高い上記ICタグ12から受信したキャリアの電波強度を求め、制御回路54へ出力する。
Next, in step S57, the
On the other hand, the
At this time, the signal
そして、ステップS61において、制御回路54は、競合して受信しているICタグ12のいずれか低い電波強度をタイムスタンプ(現在時刻)に対応させて内部の記憶部に記憶し、処理をステップS62へ進める。
次に、ステップS62において、制御回路54は、下り回線送信回路59からのビジートーンの出力を停止し、処理をステップS63へ進める。
In step S61, the
Next, in step S62, the
そして、ステップS63において、制御回路54は、ICタグ12に対して情報データを受信していない、すなわちデータ未受信を検知し、処理をステップS64へ進める。
次に、ステップS64において、制御回路54は、競合した際に記憶した電波強度を読み出し、この電波強度より高い電波強度にてビジートーンを発信するように、信号強度回路56の調整を行う。
In step S63, the
Next, in step S64, the
一方、ステップS53において、制御回路54は、いずれのICタグ12からも、情報データが受信されないことを、受信器53により検出すると、処理をステップS58へ進める。
次に、ステップS58において、制御回路54は、ビジートーンの送信が停止された後、この分岐が繰り返した回数をカウントし、このカウントした回数が所定回数(例えば、5回)の範囲内か否か(越えたか否か)の検出、すなわち、ステップS59,S51,S52,S53,S58を通過した回数を内部のカウンタで計数した値が所定回数の範囲内か否か(越えたか否か)を検出する。
On the other hand, in step S53, if the
Next, in step S58, the
ここで、制御回路54は、ビジートーンの停止した後におけるステップS59,S51,S52,S53,S58を通過した回数が所定回数の範囲内である(所定回数を越えていない)ことを検出した場合処理をステップS59へ進める。
そして、ステップS59において、制御回路54は、ビジートーンが停止されていない場合、ビジートーンの停止処理を行い、また、ビジートーンがすでに停止されている場合、信号強度制御回路56の発信する電波強度を所定の幅にて低下させる制御を行い、処理をステップS51へ進める。
一方、ステップS58において、制御回路54は、ビジートーンの停止が所定回数の範囲内でない(所定回数を越えている)ことを検出した場合処理をステップS60へ進める。
そして、ステップS60において、制御回路54は、自身の下り回線送信回路59の通信可能範囲において識別信号の未受信のICタグ12が無いと判定し、1回目の処理を完了し、2回目以降の処理を行うため、ステップS71(図9参照)へ処理を進める。
Here, when the
In step S59, if the busy tone is not stopped, the
On the other hand, if it is detected in step S58 that the stop of the busy tone is not within the predetermined number of times (exceeds the predetermined number), the process proceeds to step S60.
In step S60, the
次に、質問器50側における2回目以降のICタグ12の識別動作についての説明を、図9及び図10のフローチャートを用いて行う。
ステップS71において、制御回路54は、図8のフローチャートの処理の終了後、所定時間(例えば、数分間)の経過を検出すると、記憶部に記憶しているICタグ12の識別動作として、下り回線送信回路59を介して各ICタグ12に対して、記憶部に記憶されている電波強度の最も高いものより高い電波強度にて、ビジートーンを発信するように強度制御回路56を制御し、ビジートーンを下り回線送信回路59から発信し、処理をステップS72へ処理を進める。
Next, the second and subsequent identification operations of the
In step S71, when the
次にステップS72において、制御回路54は、ICタグ12の状態を下り回線動作中、すなわちICタグ12をスリープ状態からウェイクアップ状態に移行させるため、予め決められたパターン(ウェイクアップ状態への移行を指示する)のプリアンブルを、所定の強度レベル、例えば、自身の出力できる最大強度の強度レベルの電波により下り回線に対して発信する。また、制御回路54はこのプリアンブルを発信した際の時刻を発信時刻として記憶部に記憶し、ステップS73へ進める。
Next, in step S72, the
そして、ステップS73において、制御回路54は、記憶部に記憶されている最も高い電波強度より高い電波強度の電波を発信するよう信号強度制御回路56を制御し、この最も距離を有する(最も遠い)ICタグ12に対して、このICタグ12の識別番号を付加し、情報データを送信する制御データを含むフレームを、LF帯域のキャリアに重畳させて下り回線送信回路59から発信する。
In step S73, the
次に、ステップS74において、制御回路54は、各ICタグ12からの上記フレームにおける送信指示に対応した情報データが受信されたか否かを、通信に使用している周波数帯域におけるキャリア検出により行う。
そして、制御回路54は、受信器53による情報データの受信を検出した場合、処理をステップS75へ進める。
Next, in step S74, the
When the
ここで、ICタグ12において、制御回路70は、受信器66の受信した電波強度を信号強度測定回路67により測定し、上記質問器50からの制御データに対応して、情報回線送信回路62の発信器64により、受信した電波強度と同様の電波強度となるように、電波を発信するよう信号強度制御回路68を制御し、所定の周波数のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ4を介して情報データのフレームを発信する。
すなわち、ICタグ12の制御回路70は、予め、受信するLF帯域のキャリアの電波強度に対応した、この電波強度の距離範囲に届く発信器64の発信する電波強度をテーブルとして記憶し、受信したLF帯域のキャリアの電波強度から発信器64の発信する電波強度の調整を適時行う。
Here, in the
That is, the
次に、ステップS75において、制御回路54は、受信器53において、キャリアを検出することにより、複数のICタグ12からの情報データのフレームが存在しているか否かの検出(すなわち、複数のキャリアの存在の有無の検出)を行うことにより、複数のICタグ12のフレームが競合しているか否かの判定を行う。
ここで、制御回路54は、複数のICタグ12からのキャリアの競合が検出されない場合、処理をステップS76へ進める。
このとき、信号強度測定回路60は、上記ICタグ12から受信したキャリアの電波強度を求め、制御回路54へ出力する。
Next, in step S75, the
Here, the
At this time, the signal
そして、ステップS76において、制御回路54は、受信したICタグ12の識別番号に対応させて、そのICタグ12から送信された情報データに、タイムスタンプ(現在時刻)と、上記電波強度とを付加して内部の記憶部に記憶する。
また、制御回路54は、識別番号が識別されたICタグ12に対して、下り回線送信回路59からスリープ状態となる制御信号をLF帯域のキャリアへ重畳させて発信し、処理をステップS77へ進める。
これにより、ICタグ12において、識別信号が認識されたICタグ12はスリープ状態に移行し、識別情報が認識されていないICタグ12のみがウェイクアップ状態となっている。
In step S76, the
Further, the
Thereby, in the
次に、ステップS77において、制御回路54は、記憶部に記憶されている、次に電波強度の高い識別番号のICタグ12を抽出し、この受信器53が受信したUHF帯域の電波強度と同様の電波強度となるように、電波を発信するよう信号強度制御回路56を制御し、所定の周波数のLF帯域のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ58を介して情報データのフレームを発信する。
すなわち、制御回路54は、予め、受信するUHF帯域のキャリアの電波強度に対応した、この電波強度の距離範囲に届く発信器57の発信する電波強度をテーブルとして記憶し、受信したUHF帯域のキャリアの電波強度に対応して発信器57の発信する電波強度の調整を適時行う。
Next, in step S77, the
That is, the
そして、ステップS78において、制御回路54は、上記電波強度にてプリアンブルを発信する。
次に、ステップS79において、制御回路54は、制御回路54は、記憶部に記憶されている次に高い電波強度より高く、直前に発信した電波強度より低い電波強度の電波を発信するよう信号強度制御回路56を制御し、この次に距離を有する(次に遠い)ICタグ12に対して、このICタグ12の識別番号を付加し、情報データを送信する制御データを含むフレームを、LF帯域のキャリアに重畳させて下り回線送信回路59から発信する。
In step S78, the
Next, in step S79, the
次に、ステップS80において、制御回路54は、各ICタグ12からの上記フレームにおける送信指示に対応した情報データが受信されたか否かを、通信に使用している周波数帯域におけるキャリア検出により行う。
そして、制御回路54は、受信器53による情報データの受信を検出した場合、処理をステップS81へ進める。
Next, in step S80, the
When the
ここで、ICタグ12において、制御回路70は、受信器66の受信した電波強度を信号強度測定回路67により測定し、上記質問器50からの制御データに対応して、上り回線送信回路62の発信器64により、受信した電波強度と同様の電波強度となるように、所定の周波数のキャリアに対して情報データを重畳させ、アンテナ4を介して情報データのフレームを発信する。
すなわち、ICタグ12の制御回路70は、予め、受信するLF帯域のキャリアの電波強度に対応した、この電波強度の距離範囲に届く発信器64の発信する電波強度をテーブルとして記憶し、受信したLF帯域のキャリアの電波強度から発信器64の発信する電波強度の調整を適時行う。
Here, in the
That is, the
次に、ステップS81において、制御回路54は、受信器53において、キャリアを検出することにより、複数のICタグ12からの情報データのフレームが存在しているか否かの検出(すなわち、複数のキャリアの存在の有無の検出)を行うことにより、複数のICタグ12のフレームが競合しているか否かの判定を行う。
ここで、制御回路54は、複数のICタグ12からのキャリアの競合が検出されない場合、処理をステップS82へ進める。
このとき、信号強度測定回路60は、上記ICタグ12から受信したキャリアの電波強度を求め、制御回路54へ出力する。
Next, in step S81, the
Here, the
At this time, the signal
そして、ステップS82において、制御回路54は、受信したICタグ12の識別番号に対応させて、そのICタグ12から送信された情報データに、タイムスタンプ(現在時刻)と、上記電波強度とを付加して内部の記憶部に記憶する。
また、制御回路54は、識別番号が識別されたICタグ12に対して、下り回線送信回路59からスリープ状態となる制御信号をLF帯域のキャリアへ重畳させて発信し、処理をステップS83へ進める。
これにより、ICタグ12において、識別信号が認識されたICタグ12はスリープ状態に移行し、識別情報が認識されていないICタグ12のみがウェイクアップ状態となっている。
In step S82, the
Further, the
Thereby, in the
そして、ステップS83において、制御回路54は、ステップS41にてプリアンブルが発信された発信時刻より、以前の時刻のタイムスタンプが付加された識別番号の検索、すなわち、プリアンブルが発信された発信時刻より、以前の時刻のタイムスタンプの有無を検出することにより、未送信のICタグ12の有無の検出を行う。
このとき、制御回路54は、上記発信時刻より前のタイムスタンプの識別番号が検出された場合、処理をステップS77へ進める。
一方、制御回路54は、上記発信時刻より前のタイムスタンプの識別番号が検出されない場合、未送信のICタグ12が無いと判定して、処理をステップS71へ進める。
In step S83, the
At this time, if an identification number of a time stamp before the transmission time is detected, the
On the other hand, if the identification number of the time stamp before the transmission time is not detected, the
また、制御回路54は、ステップS74またはS80において、いずれのICタグ12からもデータの受信無しと検出した場合と、ステップS75またはステップS81において、競合有りと検出した場合とに、処理をステップS84へ進める。
そして、ステップS84において、制御回路54は、ICタグ12の状態の変化(例えば、位置の移動が生じた状態)であると検知し、処理をステップS51へ戻す。
Further, the
In step S84, the
一方、本発明の第1及び第2の実施形態においては、BTMA(Busy-Tone Multiple Access:ビジートーン返送方式)が用いられており、ビジートーンが低い周波数にてICタグにチャンネルの空きを通知するため、ICタグの待機中の消費電力を抑制し、電池寿命を延ばすことができ、データフレームとビジートーンとが異なるチャンネルで送受信されるため、転送効率が上記ISMAと比較して向上する。
また、第2の実施形態において、質問器50は、応答信号(ICタグ12が交番磁界の信号を受信したか否かの情報)を受信することにより、信号強度測定回路54がこの応答信号が弱い信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator、受信信号強度表示信号)の電波であれば、例えば、図11(a)に示すように、質問器50から通信可能領域内において遠くに位置するタグA(ICタグ12)からの応答であることを検出できる。
On the other hand, in the first and second embodiments of the present invention, BTMA (Busy-Tone Multiple Access) is used to notify the IC tag of the channel availability at a frequency where the busy tone is low. In addition, the power consumption during standby of the IC tag can be suppressed, the battery life can be extended, and the data frame and the busy tone are transmitted / received through different channels, so that the transfer efficiency is improved as compared with the ISMA.
In the second embodiment, the
そして、質問器50は、残りの他のタグB(ICタグ12)が近くに存在するとして、交番磁界の発信強度を信号強度制御回路56により低下させる。
これにより、質問器50が交番磁界を強い状態に変更する場合に比較して、送受信の領域を制限することとなり、遠くに位置するタグA(ICタグ12)を待機状態のままとする期間を長くすることができる。
そして、ICタグ12における受信処理や発信処理に用いる電力を削減することができ、全体としてICタグ12の寿命自体を長くすることができる。
Then, the
As a result, compared with the case where the
In addition, the power used for reception processing and transmission processing in the
なお、図1(質問器50の構成)及び図5(質問器50の動作)における制御回路54、図6(質問器50の構成)及び図9,図10(質問器50の動作)における信号強度制御回路56,68また制御回路70の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述したICタグ12の各処理の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
Note that the
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1,10…コイル
3…送信回路
4,8,58,69…アンテナ
12…ICタグ
50…質問器
51…上り回線受信回路
52…下り回線励磁回路
53,63,66…受信器
54,65,70…制御回路
55…励磁器
56,68…信号強度制御回路
57,64…発信器
59…下り回線送信回路
60,67…信号強度測定回路
61…下り回線受信回路
62…上り回線送信回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第1の周波数帯域の前記ビジートン信号を受信する第1のアンテナと、
第2の周波数帯域の応答信号を送信する第2のアンテナと、
前記第1のアンテナが受信するビジートーン信号を検出し制御データとして出力する制御回路と、
該制御データに応じて、第2のアンテナから応答信号を出力する送信回路と
を有し、
前記第1の周波数帯域が前記第2の周波数帯域より低い周波数帯に設定され、前記制御回路がビジートーン信号が検出されない場合、前記送信回路に前記応答信号を発信させ、一方、ビジートン信号を検出した場合、所定の時間経過後に、再度ビジートーン信号の検出を行うことを特徴とする非接触IC媒体。 It communicates with the control device using the busy tone return method, and the transmission intensity of the busy tone signal from the control device decreases sequentially, and while the busy tone signal is detected, the control device Non-contact IC medium that does not communicate with
A first antenna for receiving the busyton signal in a first frequency band;
A second antenna for transmitting a response signal in the second frequency band;
A control circuit for detecting a busy tone signal received by the first antenna and outputting it as control data;
A transmission circuit that outputs a response signal from the second antenna according to the control data,
When the first frequency band is set to a frequency band lower than the second frequency band and the control circuit does not detect a busy tone signal, the transmission circuit transmits the response signal, while the busy tone signal is detected. The non-contact IC medium is characterized in that the busy tone signal is detected again after a predetermined time has elapsed .
入力される命令に対応して前記プリアンブル信号を生成する制御部と、
前記プリアンブル信号を所定の第1の周波数帯域の信号に重畳して、制御信号として出力する送信回路と、
第1の周波数帯域の前記制御信号を発信する第1のアンテナと、
第2の周波数帯域においてデータの送受信を行う第2のアンテナと
を有し、
前記第1の周波数帯域が前記第2の周波数帯域より低い周波数帯に設定され、前記制御信号の発信強度を順次低下させていくことにより、遠方の非接触IC媒体から順にデータの送受信を行うことを特徴とする非接触IC媒体制御装置。 When a non-contact IC medium is already in communication with one non-contact IC medium, the control device transmits a busy tone signal and controls communication from a plurality of non-contact IC media .
A control unit that generates the preamble signal in response to an input command;
A transmission circuit that superimposes the preamble signal on a signal of a predetermined first frequency band and outputs it as a control signal;
A first antenna for transmitting the control signal in a first frequency band;
A second antenna for transmitting and receiving data in the second frequency band,
The first frequency band is set to a frequency band lower than the second frequency band, and the transmission intensity of the control signal is sequentially reduced, so that data is transmitted and received sequentially from a distant non-contact IC medium. A non-contact IC medium control device.
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