CN101414363B - 无线通信标签以及无线通信系统 - Google Patents

无线通信标签以及无线通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101414363B
CN101414363B CN2008101499238A CN200810149923A CN101414363B CN 101414363 B CN101414363 B CN 101414363B CN 2008101499238 A CN2008101499238 A CN 2008101499238A CN 200810149923 A CN200810149923 A CN 200810149923A CN 101414363 B CN101414363 B CN 101414363B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
electric wave
electric
wireless communication
receives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008101499238A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101414363A (zh
Inventor
小山敏美
富士本淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Entertainment Corp
Original Assignee
Universal Entertainment Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Entertainment Corp filed Critical Universal Entertainment Corp
Publication of CN101414363A publication Critical patent/CN101414363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101414363B publication Critical patent/CN101414363B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • G06K19/0707—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement being capable of collecting energy from external energy sources, e.g. thermocouples, vibration, electromagnetic radiation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • G06K19/0712—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement being capable of triggering distinct operating modes or functions dependent on the strength of an energy or interrogation field in the proximity of the record carrier
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07766—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement
    • G06K19/07767—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card comprising at least a second communication arrangement in addition to a first non-contact communication arrangement the first and second communication means being two different antennas types, e.g. dipole and coil type, or two antennas of the same kind but operating at different frequencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种无线通信标签以及无线通信系统。本发明的无线通信标签预先设定有规定的识别信息，具有：第一天线(8)，在与读写器(6)之间对各种数据进行无线通信；控制部(IC芯片14)，控制通过第一天线进行通信的数据；第二天线(10)，接收用于进行基于电波的生电的生电用电波(4e)；以及充电部(整流电路16、电容器18)，通过从第二天线接收到的生电用电波而生电，同时储存产生的电力。通过使用由充电部储存的电力，从第一天线向读写器提供与识别信息有关的数据。另外，也可以从第二天线向读写器提供与识别信息有关的数据。

Description

无线通信标签以及无线通信系统
本申请基于2007年10月17日申请的日本专利申请2007-270097号而请求优先权，其全部内容通过参考而被并入本说明书。
技术领域
本发明涉及一种与读写器进行无线通信的无线通信标签以及使用该无线通信标签的无线通信系统。
背景技术
目前，例如使用RFID标签的无线通信标签根据其通信方式大体分成有源型和无源型两种。有源型是搭载了作为使无线通信标签工作的电力供给源的电池的标签，另一方面，无源型是从外部供给使无线通信标签工作的电力的标签。在这种情况下，有源型由于搭载电池，因此不仅成本高，在数年的周期中需要废弃或者进行电池的更换。另一方面，无源型由于能够实现低成本化和长寿命化，因此期待其用途的扩展。
在此，作为无源型的通信方式，具有代表性的有电磁结合方式、电磁感应方式、电波方式这3种方式，根据使用的频率来灵活使用。例如，电波方式的无线通信标签1如图2所示，一般具有RFID IC芯片3和收发用天线5，通过电波在与读写器(未图示)之间进行通信。另外，作为电波的频带，例如使用UHF频带或微波频带，另外，作为收发用天线5，例如使用将全长构成为电波的半波长(λ/2)的偶极天线5。
此时，在无源型的无线通信标签1中，用偶极天线5接收从读写器发送来的电波(读出电波)来充电，将其作为电源使IC芯片3工作，由此对读写器发送存储在该IC芯片3中的ID(识别信息)。
在如上所述的现有的无源型无线通信标签中，根据其充电量，对读写器发送ID(识别信息)时的通信距离受到限制。因此需要持续地接收从读写器发送来的电波(读出电波)，直至达到通信所需的充分的充电量，而且需要确保充电所需的电场强度。因此，在日本特开2007-34951号公报中提出了如下技术：始终由商用电源供给用于使无线通信标签工作的电力，由此始终确保充分的充电量，并增大读写器和无线通信标签之间的通信距离。
但是，在日本特开2007-34951号公报的技术中，必须另外构筑用于将商用电源连接到无线通信标签的结构，因此，无线通信标签的结构变得复杂，该无线通信标签的制造成本上升。另外，在该技术中，由于无线通信标签的使用状态被限定在能够确保商用电源的环境，因此对该无线通信标签的使用环境带来一定的限制。
发明内容
本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供一种与使用环境无关地确保充分的充电量、并且可以增大与读写器之间的通信距离的低成本的无线通信标签以及无线通信系统。
本发明的第一方式是一种预先设定了规定的识别信息的无线通信标签，具有：第一天线，在与读写器之间通过无线方式对各种数据进行通信；控制部，控制通过所述第一天线进行通信的所述数据；第二天线，接收用于进行基于电波的生电的生电用电波；以及充电部，通过从所述第二天线接收到的所述生电用电波而生电，同时储存产生的电力；通过使用由所述充电部储存的电力，从所述第一天线以及所述第二天线中的某一方对所述读写器提供与所述识别信息有关的数据。
根据本发明的第一方式，和在与读写器之间通过无线方式对与规定的识别信息(作为一例，RFID)有关的数据进行通信的天线(第一天线)不同地，为了进行基于电波的生电而设置用于接收生电用电波的天线(第二天线)，由此能够以非常低的成本进行生电，而且可以将产生的电充分地储存到充电部中。由此，与使用环境无关地确保充分的充电量，当向读写器提供与所述识别信息有关的数据时，可以使用该储存的电，可以进行稳定的远距离通信(即增大无线通信标签和读写器之间的通信距离)。
本发明的第二方式是根据第一方式的无线通信标签，当所述第一天线通过无线方式从所述读写器接收到所述数据时，从所述第二天线通过无线方式向所述读写器发送与所述识别信息有关的数据。
根据本发明的第二方式，可以用专用的天线分别进行与所述识别信息有关的数据的收发，具体地用第一天线进行接收、用第二天线进行发送，因此可以高效地进行该数据收发。
本发明的第三方式是根据第一方式的无线通信标签，在所述第一天线和所述读写器之间对所述数据进行通信时的电波频率(例如UHF频带(860MHz～960MHz频带))、和从所述第二天线接收的所述生电用电波的频率(例如13.56MHz频带或2.45GHz频带)被设定在彼此不同的频带。
根据本发明的第三方式，可以与第一天线从读写器接收的电波完全独立地设定第二天线接收的生电用电波的频率精度、稳定性、调制等。由此，消除在第一、第二天线使用同一频率的电波时发生相互干扰的可能性，同时例如可以将生电用电波的输出频率设定在电波输出的限制较小的频带，增大输出后送出该生电用电波，可以提高无线通信标签中的生电效率以及充电效率。
本发明的第四方式是根据第一方式的无线通信标签，无线通信标签中具有存储单元，预先存储所述识别信息，而且存储由所述控制部控制的所述数据。
根据本发明的第四方式，用于存储该数据的容量设计的自由度增大，能够实现可以进行大容量的数据通信的无线通信标签。
本发明的第五方式是根据第一方式的无线通信标签，所述充电部中具有整流电路以及二次电池部(例如锂电池或电容器等)，当从所述第二天线接收到所述生电用电波时，通过所述整流电路整流后的电动势被蓄电至所述二次电池部。
根据本发明的第五方式，第一方式所涉及的无线通信标签可以将交流电力转换成直流电力来进行充电。
本发明的第六方式将所述整流电路形成为桥电路。
根据本发明的第六方式，可以简单形成所述整流电路。
本发明的第七方式是根据第一方式的无线通信标签，还具有共振电路。
根据本发明的第七方式，通过应用可简单构成的共振电路，通过标签内部的共振，在标签内部也可以生电，因此可以以低成本并且与使用环境无关地确保充分的充电量。
本发明的第八方式是根据第一方式的无线通信标签，所述第二天线由共振电路构成。
根据本发明的第八方式，通过应用可简单构成的共振电路，通过标签内部的共振，在标签内部也可以生电，因此可以以低成本并且与使用环境无关地确保充分的充电量。
本发明的第九方式是一种无线通信标签，具有：IC器件，存储规定的识别信息；第一天线，从外部的读写器接收包含读取用的命令信号的第一电波，并向该外部的读写器侧发送通过该命令信号读出的、存储在所述IC器件中的规定的识别信息；第二天线，从外部的规定的装置接收生电用的第二电波；以及充电部，将通过从所述第二天线接收到的第二电波产生的电力进行储存；当从所述第一天线接收到的所述第一电波强时，通过由该接收到的第一电波产生的电流使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息；使用通过由所述第一电波产生的电流而得到的电波，通过所述第一天线向所述外部的读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息；当从所述第一天线接收到的所述第一电波弱时，通过合成由该接收到的弱的第一电波产生的电流和来自预先储存了电力的所述充电部的电流而得的合成电流，使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息；使用通过包含来自所述充电部的电流的所述合成电流得到的电波，通过所述第一天线向所述外部的读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息。
根据本发明的第九方式，可以通过第二天线生电，而且可以将产生的电力储存到充电部中。由此，可以使用充分的电力稳定地和外部的读写器进行通信。另外，当从第一天线8接收的电波弱时，使用通过第二天线10预先储存到电容器18的电力来生成电流，因此不会受到通过该接收到的微弱电波得到的低电流的影响，使用通过合成电流得到的强电波，达到能够通过第一天线8向读写器6侧发送从IC芯片14的内部存储器读出的数据的效果，所述合成电流包含来自电容器18的电流。另外，仅在从第一天线8接收的电波较弱时使用通过第二天线10储存在电容器18的电力，因此能够高效地向IC芯片14侧供给高电力。
本发明的第十方式是根据第九方式的无线通信标签，还具有二极管，被配置在所述IC器件和所述充电部之间，根据通过所述第一天线接收的所述第一电波的强度，控制从所述充电部向所述IC器件供给的电流的ON/OFF。
根据本发明的第十方式，通过二极管的整流作用能够高效地向IC器件供给储存在充电部中的电力。
本发明的第十一方式是一种无线通信系统，具有：读写器，发送包含读取用的命令信号的第一电波；电波送出装置，发送生电用的第二电波；以及无线通信标签；所述无线通信标签具有：IC器件，存储规定的识别信息；第一天线，从所述读写器接收第一电波，并向该读写器侧发送通过包含在该第一电波中的命令信号读出的、存储在所述IC器件的规定的识别信息；第二天线，从所述电波送出装置接收第二电波；以及充电部，将通过从所述第二天线接收到的第二电波产生的电力进行储存；当从所述第一天线接收到的所述第一电波强时，通过由该接收到的强的第一电波产生的电流使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息；使用通过由所述第一电波产生的电流得到的电波，通过所述第一天线向所述读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息；当从所述第一天线接收到的所述第一电波弱时，通过合成由该接收到的弱的第一电波产生的电流和来自预先储存了电力的所述充电部的电流而得的合成电流，使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息；使用通过包含来自所述充电部的电流的所述合成电流得到的电波，通过所述第一天线向所述读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息。
根据本发明的第十一方式，通过第二天线，使用从电波送出装置发送的电波可以进行生电，而且可以将产生的电力储存到充电部中。由此，无线通信标签可以使用充分的电力稳定地和读写器进行通信。另外，当从第一天线8接收的电波弱时，使用通过第二天线10预先储存到电容器18的电力来生成电流，因此不会受到通过该接收到的微弱电波得到的低电流的影响，使用通过合成电流得到的强电波，达到能够通过第一天线8向读写器6侧发送从IC芯片14的内部存储器读出的数据的效果，所述合成电流包含来自电容器18的电流。另外，仅在从第一天线8接收的电波较弱时使用通过第二天线10储存在电容器18的电力，因此能够高效地向IC芯片14侧供给高电力。
本发明的第十二方式是根据第十一方式的无线通信系统，所述无线通信标签还具有二极管，该二极管被配置在所述IC器件和所述充电部之间，根据通过所述第一天线接收的所述第一电波的强度，控制从所述充电部向所述IC器件供给的电流的ON/OFF。
根据本发明的第十二方式，通过二极管的整流作用，可以高效地向IC器件供给储存在充电部中的电力。
根据本发明，可以实现与使用环境无关地确保充分的充电量，并可以增大与读写器之间的通信距离的低成本的无线通信标签以及无线通信系统。
附图说明
图1A是表示本发明的一个实施方式的无线通信标签的结构的侧面图。
图1B是表示图1(A)所示的无线通信标签的结构的平面图。
图1C是表示本发明的另一实施方式的无线通信标签的结构的平面图。
图1D是表示使用了本发明的无线通信标签的无线通信系统的结构的图。
图2是表示现有的无线通信标签的结构的侧面图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式的无线通信标签以及无线通信系统进行说明。
在本实施方式中，考虑通过电波来生电的无源型的无线通信标签。例如图1D所示，该无线通信标签2将通过从电波送出装置4送出的生电用电波4e而产生的电力进行蓄电(充电)，并将其作为电源，在与读写器6(实际上是与读写器6连接的通信用天线6t)之间能够进行基于各种数据的无线通信的读取(或者写入)。
另外，电波送出装置4只要能够送出可通过无线通信标签2接收的频率的生电用电波4e即可，可以任意选用市场上销售的发送装置。此时，由于与可通过后述的无线通信标签2的第二天线10接收的频率对应地设置生电用电波4e的频率，因此，在此不特别限定数值。另外，作为通信用天线6t，应用例如通信精度(灵敏度、增益)高的UHF天线即可。
如图1A、图1B所示，在本实施方式的无线通信标签2中设置有：第一天线8，其与读写器6(通信用天线6t)之间通过无线方式对各种数据进行通信；第二天线10，其接收从电波送出装置4(图1D)送出的生电用电波4e；以及转发器12，其执行对读写器6(图1D)提供与预先设定在该无线通信标签2中的规定的识别信息有关的数据的动作。
转发器12具有对接收到的数据(电信号)进行中继发送、或者根据该数据(电信号)返回某种应答信号的功能。为了实现该功能，本实施方式的转发器12具有：控制部，其对用第一天线8通信(接收)的数据进行控制；充电部，其通过用第二天线10接收到的生电用电波4e(图1D)来生电，同时将产生的电力进行充电；以及存储单元，其预先存储识别信息，并且存储通过控制部控制的数据。
在此，在控制部中配置有IC芯片14，该IC芯片14被构成为集成了例如晶体管、二极管、各种存储器(ROM、RAM)、电阻器等元件(未图示)的集成电路。此时，作为存储单元，可以使用控制部的各种存储器，或者也可以在无线通信标签2中新增设例如闪存器等存储元件(未图示)。由此，用于存储与识别信息(RFID)有关的数据的容量设计的自由度上升，可以实现能够进行大容量的数据通信的无线通信标签2。
此外，作为第一天线8，例如根据无线通信标签2的使用目的或使用环境任意使用能够与读写器6进行无线通信的已有的天线(例如，偶极天线、环形天线)即可。此时，第一天线8最好设定为其全长(天线长度)8L成为在与读写器6之间进行通信的数据(电波)的半波长(λ/2)。由此，通信增益达到最大，能够高效地对数据(电波)进行通信。
另外，在充电部中设置有整流电路16以及作为二次电池部的充电用电容器18，当从第二天线10接收到生电用电波4e时，通过整流电路16整流的电动势被蓄电至充电用电容器18。此时，整流电路16有例如可由一个二极管构成的半波整流方式、使用4个二极管来整流的桥整流方式等各种方式的电路，而在本实施方式中，作为一例，整流电路16被形成为应用了4个二极管16d的桥电路。由此始终可以得到稳定的直流电压(电流)。此外，除了充电用电容器18以外，二次电池部还可以被构成为例如锂电池等可对电压(电流)蓄电(充电)的结构，也可以设置多个该二次电池部。
而且，在上述充电部(电容器18)和控制部(IC芯片14)之间设置有二极管20。该二极管20通过蓄电(充电)至电容器18的电力(电荷或者电能)使IC芯片14工作，在与读写器6(通信用天线6t)之间通过无线通信进行各种数据的读取(写入)时，控制由电容器18对IC芯片14施加的直流电压(电流)的ON/OFF。
对在具有上述结构的无线通信标签2中利用第二天线10来充电至电容器18的情况进行说明。第二天线10始终接收用于在电容器18中储存电荷的生电用电波4e。下面进行详细说明。
当通过第二天线10接收到从电波送出装置4送出的生电用电波4e时，通过该第二天线10对转发器(transponder)12施加(输出)交流电压(电流)。在此，生电用电波4e是一边交替产生电场和磁场一边传播的电磁波，当交流磁场作用于第二天线10时，通过该第二天线10将转换后的交流电压(电流)施加(输出)到转发器12。
此时，施加(输出)给转发器12的交流电压(电流)通过整流电路16的两个上方的二极管16d被转换成直流电压(电流)后，被蓄电(充电)至电容器18。此外，在无线通信标签2的第二天线10接收从电波送出装置4送出的生电用电波4e的期间，始终持续进行上述蓄电(充电)。由此，该无线通信标签2的电容器18始终维持满蓄电(充电)状态。这样，如后所述在通过第一天线8接收到来自读写器6的微弱的电波时，为了使IC芯片14工作而使用通过第二天线10储存到电容器18的电力，并且，为了产生用于从第一天线8向读写器6进行发送的强电波也使用上述电力。
下面，对在本实施方式的无线通信标签2中第一天线8从读写器6的通信用天线6t接收强电波的情况和接收弱电波的情况进行说明。当从无线通信标签2的IC芯片14的内部存储器读出与识别信息有关的数据时，读写器6通过通信用天线6t对第一天线8发送包含命令信号的电波。
首先，对第一天线8接收强电波的情况进行说明。当从第一天线8接收的电波较强时，由该电波产生的电流流向IC芯片14。通过该电流使IC芯片14工作，同时通过包含在电波中的命令信号读出存储在IC芯片14的内部存储器中的、与识别信息有关的数据(例如标签固有的识别符号、与标签的使用环境有关的信息)。然后，读出的数据通过由上述产生的电流而得到的强电波从第一天线8被发送到读写器6侧。即，当从第一天线8接收的电波较强时，无需使用通过从第二天线10接收到的生电用电波4e储存了电荷的电容器18的电力，而仅使用通过第一天线8接收到的电波而得到的电流进行从IC芯片14的数据读出和向读写器6侧的数据发送。此外，当用第一天线8接收强电波时，由于第一天线8侧的电压变高，因此通过由反向偏置引起的二极管20的整流作用而利用电容器18的电荷，不从二极管20侧向IC芯片14流过电流。
下面，对第一天线8接收弱电波的情况进行说明。当从第一天线8接收的电波较弱时，第一天线8侧的电压变低，通过由正向偏置引起的二极管20的整流作用而利用电容器18的电荷，从二极管20侧向IC芯片14流过电流。此时，使IC芯片14工作的电流是把来自储存有电荷的电容器18的电流和通过从第一天线8接收的微弱的电波而得到的电流合成所得的合成电流。通过该合成电流使IC芯片14工作，同时通过包含在电波中的命令信号读出存储在IC芯片14的内部存储器中的与识别信息有关的数据。然后，将读出的数据通过由上述合成电流得到的强电波从第一天线8发送到读写器6侧。即，当从第一天线8接收的电波较弱时，使用通过第二天线10储存的电容器18的电力，进行从IC芯片14的数据读出和向读写器6侧的数据发送。
如上所述，在本实施方式的无线通信标签2中，当从第一天线8接收的电波较弱时，使用通过第二天线10预先储存在电容器18的电力来生成电流，因此不会受到通过该接收到的微弱电波得到的低电流的影响，使用通过包含来自电容器18的电流的合成电流得到的强电波，达到能够通过第一天线8向读写器6侧发送从IC芯片14的内部存储器读出的数据的效果。另外，仅在从第一天线8接收的电波较弱时使用通过第二天线10储存在电容器18中的电力，因此能够高效地向IC芯片14侧供给高电力。
另外，根据本实施方式，和在与读写器6之间对规定数据(例如读出电波)进行无线通信的第一天线8不同地，设置了接收用于将充电部蓄电(充电)的生电用电波4e的第二天线10，由此可以与无线通信标签2的使用环境无关地，以短时间高效地将充电部(电容器18)蓄电(充电)，始终维持满蓄电(充电)状态。由此，当向读写器6提供与识别信息有关的数据时，通过使用满蓄电(充电)状态的电力(电荷或者电能)，可以始终稳定地进行远距离通信。
另外，根据本实施方式，可以将充电部(电容器18)始终维持满蓄电(充电)状态，因此可以持续地使向读写器6提供与识别信息有关的数据时的数据发送输出始终维持最大。由此，与现有技术相比，可以大幅度增大无线通信标签2和读写器6(实际上是与读写器6连接的通信用天线6t)之间的通信距离Ld(图1D)。
而且，根据本实施方式，与专门接收数据(读出电波)的第一天线8不同地设置了专门接收用于将充电部蓄电(充电)的生电用电波4e的第二天线10，由此可以高效地进行数据收发。此时，在第一天线8和读写器6之间进行通信时的电波频率(例如UHF频带(860MHz～960MHz频带))和从第二天线10接收的生电用电波4e的频率(例如13.56MHz频带或2.45GHz频带)最好设定在彼此不同的频带。
由此，可以与第一天线8从读写器6接收的电波完全独立地设定第二天线10接收的生电用电波4e的频率精度、稳定性、调制等。由此，消除在第一、第二天线8、10使用同一频率的电波时发生相互干扰的可能性，并且可以将例如生电用电波4e的输出频率设定在电波输出的限制较小的频带，结果，增大输出后送出该生电用电波4e，可以提高无线通信标签2中的生电效率以及充电效率。当在通信中可使用的频带受限制时，两端的频带作为用于防止与相邻频带的干扰的保护频带(guard band)，因此实际可使用的频带变得更窄。因此，可以将生电用电波4e的输出频率设定在电波输出的限制较小的频带的优点较大。
另外，根据本实施方式，用于将无线通信标签2的充电部蓄电(充电)的生电用电波4e不用于读出存储在IC芯片14中的与识别信息有关的数据，因此其频率精度、稳定性、调制等一切都不需要考虑。因此，用于送出该生电用电波4e的电波送出装置4可以仅由例如简单的发送装置和天线构成，可以以非常低的成本实现。由此，可以以低成本并且简单地实现具有该电波送出装置4和无线通信标签2以及读写器6(通信用天线6t)的无线通信系统(图1D)。
另外，在这样的无线通信系统中，例如在电场强度较弱的场所或电波状态较差的场所，也可以从充电部长期充分地确保(供给)无线通信标签2的驱动电力。由此，可以稳定地进行与识别信息有关的数据的收发，并且可以进行长距离通信。
另外，在上述实施方式(无线通信标签2、无线通信系统)中，作为第二天线10，例如根据无线通信标签的使用目的或使用环境任意应用可以在与电波送出装置4之间进行无线通信的已有的天线(例如偶极天线、环形天线)即可。另外，第二天线10最好设定为其全长(天线长度)10L(图1B)成为在与电波送出装置4之间进行通信的数据(电波)的半波长(λ/2)。由此，可以使通信增益成为最大，可以高效地对数据(电波)进行通信。
此时，第二天线10的天线长度10L与上述第一天线8的天线长度无关地可以设定为任意(自由)的长度，因此在此不特别限定数值。
此外，在上述实施方式中，也可以使第二天线10和读写器6之间通过无线方式来收发存储在IC芯片14的存储器中的各种数据(与识别信息有关的数据等)。
而且，在上述实施方式中，作为无线通信标签2的第二天线10考虑例如偶极天线或环形天线来进行了说明，但是也可以取而代之，例如图1C所示那样通过共振电路构成第二天线10。
当被施加从电波送出装置4送出的生电用电波4e时，上述共振电路产生固有振荡而共振，由此，电力(电荷或者电能)通过整流电路16蓄电(充电)至电容器18。然后，将其作为电源可以与上述实施方式相同地在与读写器6之间通过数据的无线通信来读取识别信息。由此，通过具有可简单构成的共振电路，标签内部的生电变得可能，可以以低成本并且与使用环境无关地确保充分的充电量。此外，也可以设置多个共振电路。由此，通过设置多个共振电路，可以将一个无线通信标签2用于多个频带。例如，可以将一个共振电路构成为UHF频带，将另一个共振电路构成为13.56MHz频带(或者2.45GHz频带)。因此，按照后述的各个用途或场所的频率的分开使用、兼用也变得可能。而且，通过设置多个共振电路，可以增大从各共振电路产生的电量来进行蓄电(充电)，可以覆盖伴随无线通信标签2的大型化所需要的电量。
此外，也可以构成为并用(省略图示)第二天线10和共振电路。此时，通过第二天线10的接收电力以及在共振电路中产生的电力，可以进一步以低成本并且与使用环境无关地确保充分的充电量。
在上述实施方式的无线通信标签2中，从IC芯片14的内部存储器读出的与识别信息有关的数据从第一天线8被发送到读写器6侧，但是本发明并不限定于此，例如也可以从第二天线10向读写器6侧发送与识别信息有关的数据。此时，当IC芯片14通过上述的规定电流而工作时，该规定电流通过整流电路16的两个下方的二极管16d流到第二天线10。另外，当在读写器6侧接收来自第二天线10的电波时，读写器6最好与向第一天线8的发送用天线6t不同地，进一步具有与第二天线10的频带相对应的接收用天线。
另外，在上述实施方式中没有特别提及无线通信标签2的用途，但是可以应用于如下各种用途：例如在工厂生产的阶段在产品上粘贴无线通信标签，并在其后的输送渠道中追踪物品的移动的流通用途；记录在物品的流通过程中该物品通过何处、进行何种加工并运送到何处的履历信息的履历管理用途；或者管理人现在在何处等存在信息的存在管理用途等。

Claims (10)

1.一种预先设定了规定的识别信息的无线通信标签，其特征在于，
具有：
第一天线，在读写器与IC器件之间通过无线方式对各种数据进行通信；
控制部，控制通过所述第一天线进行通信的所述数据；
第二天线，接收用于进行基于电波的生电的生电用电波；以及
充电部，通过从所述第二天线接收到的所述生电用电波而生电，同时储存产生的电力，
通过使用由所述充电部储存的电力，从所述第一天线以及所述第二天线中的某一方对所述读写器提供与所述识别信息有关的数据，
还具有，
二极管，被配置在所述IC器件和所述充电部之间，
该二极管在从所述第一天线接收到的电波弱时，由于使用储存在所述充电部中的电力使所述IC器件工作，通过该二极管的整流作用，控制从所述充电部对所述IC器件施加的直流电压的ON/OFF。
2.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
当所述第一天线通过无线方式从所述读写器接收到所述数据时，从所述第二天线通过无线方式向所述读写器发送与所述识别信息有关的数据。
3.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
在所述第一天线和所述读写器之间对所述数据进行通信时的电波频率、和从所述第二天线接收的所述生电用电波的频率被设定在彼此不同的频带。
4.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
具有存储部，预先存储所述识别信息，而且存储由所述控制部控制的所述数据。
5.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
所述充电部中具有整流电路以及二次电池部，当从所述第二天线接收到所述生电用电波时，通过所述整流电路整流后的电动势被蓄电至所述二次电池部。
6.根据权利要求5所述的无线通信标签，其特征在于，
所述整流电路被形成为桥电路。
7.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
还具有共振电路。
8.根据权利要求1所述的无线通信标签，其特征在于，
所述第二天线由共振电路构成。
9.一种无线通信标签，其特征在于，
具有：
IC器件，存储规定的识别信息；
第一天线，从外部的读写器接收包含读取用的命令信号的第一电波，并向该外部的读写器侧发送通过该命令信号读出的、存储在所述IC器件中的规定的识别信息；
第二天线，从外部的规定的装置接收生电用的第二电波；以及
充电部，将通过从所述第二天线接收到的第二电波产生的电力进行储存，
当从所述第一天线接收到的所述第一电波强时，
通过由该接收到的强的第一电波产生的电流使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息，
使用通过由所述第一电波产生的电流而得到的电波，通过所述第一天线向所述外部的读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息；
当从所述第一天线接收到的所述第一电波弱时，
通过合成由该接收到的弱的第一电波产生的电流和来自预先储存了电力的所述充电部的电流而得的合成电流，使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息，
使用通过包含来自所述充电部的电流的所述合成电流而得到的电波，通过所述第一天线向所述外部的读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息，
还具有，
二极管，被配置在所述IC器件和所述充电部之间，
该二极管在从所述第一天线接收到的电波弱时，由于使用储存在所述充电部中的电力使所述IC器件工作，通过该二极管的整流作用，控制从所述充电部对所述IC器件施加的直流电压的ON/OFF。
10.一种无线通信系统，其特征在于，
具有：
读写器，发送包含读取用的命令信号的第一电波；
电波送出装置，发送生电用的第二电波；以及
无线通信标签，
所述无线通信标签具有：
IC器件，存储规定的识别信息；
第一天线，从所述读写器接收第一电波，并向该读写器侧发送通过包含在该第一电波中的命令信号读出的、存储在所述IC器件的规定的识别信息；
第二天线，从所述电波送出装置接收第二电波；以及
充电部，将通过从所述第二天线接收到的第二电波产生的电力进行储存，
当从所述第一天线接收到的所述第一电波强时，
通过由该接收到的强的第一电波产生的电流使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息，
使用通过由所述第一电波产生的电流而得到的电波，通过所述第一天线向所述读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息；
当从所述第一天线接收到的所述第一电波弱时，
通过合成由该接收到的弱的第一电波产生的电流和来自预先储存了电力的所述充电部的电流而得的合成电流，使所述IC器件工作，同时通过包含在所述第一电波中的命令信号读出存储在所述IC器件中的规定的识别信息；
使用通过包含来自所述充电部的电流的所述合成电流而得到的电波，通过所述第一天线向所述读写器侧发送从所述IC器件读出的规定的识别信息，
所述无线通信标签还具有，
二极管，被配置在所述IC器件和所述充电部之间，
该二极管在从所述第一天线接收到的电波弱时，由于使用储存在所述充电部中的电力使所述IC器件工作，通过该二极管的整流作用，控制从所述充电部对所述IC器件施加的直流电压的ON/OFF。
CN2008101499238A 2007-10-17 2008-10-15 无线通信标签以及无线通信系统 Expired - Fee Related CN101414363B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007270097 2007-10-17
JP2007270097A JP5096102B2 (ja) 2007-10-17 2007-10-17 無線通信タグ及び無線通信システム
JP2007-270097 2007-10-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101414363A CN101414363A (zh) 2009-04-22
CN101414363B true CN101414363B (zh) 2011-04-06

Family

ID=40562919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101499238A Expired - Fee Related CN101414363B (zh) 2007-10-17 2008-10-15 无线通信标签以及无线通信系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8400279B2 (zh)
JP (1) JP5096102B2 (zh)
CN (1) CN101414363B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5527022B2 (ja) * 2010-06-01 2014-06-18 ソニー株式会社 通信装置、リーダ装置、通信システム、通信方法及び通信デバイス
US8737947B2 (en) 2010-08-26 2014-05-27 Infineon Technologies Ag Transponder power supply, a transponder and a method for providing a transponder power supply current
CN103164734A (zh) * 2011-12-16 2013-06-19 江苏安智博电子科技有限公司 小型化抗金属超高频电子标签
EP2653818B1 (en) 2012-04-20 2014-08-20 Alfa Laval Corporate AB A heat exchanger plate and a plate heat exchanger
CN103679224A (zh) * 2012-09-24 2014-03-26 国民技术股份有限公司 射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签充电方法
JP6425379B2 (ja) * 2012-12-27 2018-11-21 ジーエヌ ヒアリング エー／エスＧＮ Ｈｅａｒｉｎｇ Ａ／Ｓ 電力管理を備える聴覚装置および関連する方法
CN108052848A (zh) * 2013-09-25 2018-05-18 湖南湘讯企业管理有限公司 一种提升射频识别讯号传输距离的装置组合
US20190327161A1 (en) * 2016-12-31 2019-10-24 General Electric Company Real time location platform beacon protocol systems and methods
JP7428871B2 (ja) * 2018-11-08 2024-02-07 株式会社デンソーウェーブ 無線タグシステム
JP7201509B2 (ja) * 2019-03-29 2023-01-10 ラピスセミコンダクタ株式会社 パッシブ型ｒｆｉｄタグ及びｒｆｉｄシステム
JP7060764B2 (ja) * 2019-04-24 2022-04-26 京セラ株式会社 Ｒｆｉｄタグ
CN112311422B (zh) * 2019-07-29 2022-04-12 华为技术有限公司 一种信号传输方法及装置
JP6886499B2 (ja) * 2019-08-28 2021-06-16 帝人株式会社 読取システム
CN110533141A (zh) * 2019-09-10 2019-12-03 中国信息通信研究院 一种墨水屏电子标签、数据写入系统及数据写入方法
KR102425160B1 (ko) * 2020-06-24 2022-07-26 코나아이 (주) 스마트 카드

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1604115A (zh) * 2003-09-29 2005-04-06 三洋电机株式会社 仿造品防止系统
CN1921217A (zh) * 2005-08-25 2007-02-28 株式会社日立制作所 天线装置
CN1961493A (zh) * 2004-06-10 2007-05-09 松下电器产业株式会社 无线标签和无线标签的通信距离改变方法
CN101042741A (zh) * 2006-03-23 2007-09-26 日本电气株式会社 Rfid标签

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3040137A1 (de) * 1980-10-24 1982-05-13 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Punktfoermige einrichtung zur uebertragung von information zwischen einer trasse und auf dieser gefuehrten fahrzeugen
US4827395A (en) * 1983-04-21 1989-05-02 Intelli-Tech Corporation Manufacturing monitoring and control systems
JPH0460890A (ja) * 1990-06-29 1992-02-26 Citizen Watch Co Ltd 非接触メモリーカード
US5252962A (en) * 1990-08-03 1993-10-12 Bio Medic Data Systems System monitoring programmable implantable transponder
JP3003482B2 (ja) * 1993-11-26 2000-01-31 松下電器産業株式会社 無線周波符号識別方法
JP3900299B2 (ja) * 1994-10-06 2007-04-04 株式会社ルネサステクノロジ 非接触ｉｃカード
US5525993A (en) * 1995-05-12 1996-06-11 The Regents Of The University Of California Microwave noncontact identification transponder using subharmonic interrogation and method of using the same
JPH0981701A (ja) * 1995-09-19 1997-03-28 Toshiba Corp 非接触式情報記録媒体および非接触式情報伝送方法
JP3494800B2 (ja) * 1996-04-15 2004-02-09 和夫 坪内 無線ｉｃカードシステム
US5859836A (en) * 1996-07-29 1999-01-12 At&T Corp Alternate ring restoration technique
US6359861B1 (en) * 1997-10-08 2002-03-19 Massachusetts Institute Of Technology Method for scheduling transmissions in a buffered switch
US6281794B1 (en) * 1998-01-02 2001-08-28 Intermec Ip Corp. Radio frequency transponder with improved read distance
US6160812A (en) * 1998-05-04 2000-12-12 Cabletron Systems, Inc. Method and apparatus for supplying requests to a scheduler in an input buffered multiport switch
US6667984B1 (en) * 1998-05-15 2003-12-23 Polytechnic University Methods and apparatus for arbitrating output port contention in a switch having virtual output queuing
US6370148B1 (en) * 1998-07-06 2002-04-09 International Business Machines Corporation Data communications
US6618379B1 (en) * 1998-12-08 2003-09-09 Nec Corporation RRGS-round-robin greedy scheduling for input/output terabit switches
JP2001007745A (ja) * 1999-06-24 2001-01-12 Techno Collage:Kk 非接触データ転送システム
US7005985B1 (en) * 1999-07-20 2006-02-28 Axcess, Inc. Radio frequency identification system and method
US6633580B1 (en) * 2000-03-07 2003-10-14 Sun Microsystems N×N crossbar packet switch
US6982991B1 (en) * 2000-03-10 2006-01-03 International Business Machines Corporation Cell or fram assembly method and apparatus optimizing the moving of data
WO2001095242A2 (en) * 2000-06-06 2001-12-13 Battelle Memorial Institute Remote communication system
US7006514B2 (en) * 2001-05-31 2006-02-28 Polytechnic University Pipelined maximal-sized matching cell dispatch scheduling
JP2003242468A (ja) * 2002-02-20 2003-08-29 Sharp Corp Ｉｃカードシステム、非接触ｉｃカード及びデータ通信処理方法
JP2003309490A (ja) * 2002-04-12 2003-10-31 Yuji Nishi Ｒｆｉｄ装置
CA2490915C (en) * 2002-06-27 2013-11-19 Tellabs Operations, Inc. Apparatus and method to switch packets using a switch fabric with memory
IL152233A0 (en) * 2002-10-10 2003-05-29 Teracross Ltd Method and system for distributed single-stage scheduling
US20060132302A1 (en) * 2003-02-03 2006-06-22 Stilp Louis A Power management of transponders and sensors in an RFID security network
US7324541B2 (en) * 2003-12-22 2008-01-29 Intel Corporation Switching device utilizing internal priority assignments
TWI273449B (en) * 2004-06-18 2007-02-11 Yi-Jie Wu Computer data classification management system and method
JP2006081105A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 K-Ubique Id Corp 個体認識無線装置及びシステム
JP2007034951A (ja) 2005-07-29 2007-02-08 Mitsubishi Electric Corp 無線通信タグ
JP4300255B2 (ja) * 2005-09-30 2009-07-22 株式会社テルヤ 遠隔通信機能付きｒｆｉｄタグ
JP4807029B2 (ja) * 2005-10-06 2011-11-02 三菱電機株式会社 Ｒｆｉｄシステム及びｒｆｉｄタグ
US7479886B2 (en) * 2006-08-25 2009-01-20 Intel Corporation Antenna capacitance for energy storage
US20080159145A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Raman Muthukrishnan Weighted bandwidth switching device
JP4893528B2 (ja) * 2007-08-10 2012-03-07 株式会社デンソーウェーブ Ｒｆタグシステム及びタグリーダ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1604115A (zh) * 2003-09-29 2005-04-06 三洋电机株式会社 仿造品防止系统
CN1961493A (zh) * 2004-06-10 2007-05-09 松下电器产业株式会社 无线标签和无线标签的通信距离改变方法
CN1921217A (zh) * 2005-08-25 2007-02-28 株式会社日立制作所 天线装置
CN101042741A (zh) * 2006-03-23 2007-09-26 日本电气株式会社 Rfid标签

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特開2007-34951A 2007.02.08

Also Published As

Publication number Publication date
US8400279B2 (en) 2013-03-19
CN101414363A (zh) 2009-04-22
JP5096102B2 (ja) 2012-12-12
JP2009100276A (ja) 2009-05-07
US20090102614A1 (en) 2009-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101414363B (zh) 无线通信标签以及无线通信系统
EP1914670B1 (en) Semiconductor device
US7414589B2 (en) Energy source communication employing slot antenna
CN107171697B (zh) 一种具有自动阻抗匹配功能的无源超高频射频识别标签
EP1607900B1 (en) Rectifier circuit and radio communication device
US6275681B1 (en) Wireless electrostatic charging and communicating system
US20130069585A1 (en) Contactless power feeding system
CN102160295B (zh) 半导体器件
WO2006083078A1 (en) Intelligent rfid system for low powered reader-tag commnication and method thereof
US20110147468A1 (en) Rfid tag
CN101858974A (zh) 定位系统
CN102521642A (zh) 一种rfid标签芯片
CN103679082A (zh) 射频标签、标签阅读器及射频标签充电方法
CN103714370B (zh) 一种锂电池供电的半双工rfid芯片及其系统
CN103927579A (zh) 一种超薄抗弯折电子标签
CN105637786B (zh) 数据载体及数据载体系统
CN100412881C (zh) 无线射频识别系统
CN202257586U (zh) 射频识别读卡装置
JP5164496B2 (ja) 物品管理システム
CN104063787A (zh) 一种基于rfid的移动支付系统
US11068765B2 (en) Battery cell temperature measurement with RFID tags
JP2004086646A (ja) 非接触型ｉｃカード
EP3614483B1 (en) Battery cell temperature measurement with rfid tags
CN105224980A (zh) 双天线无源uhf rfid标签
CN220829721U (zh) 有源rfid卡和系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110406

Termination date: 20211015