JP2002540699A - センサ入力を有する無線周波数識別タグデバイス - Google Patents

センサ入力を有する無線周波数識別タグデバイス

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サム イー． アレキサンダー，
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Abstract

(57)【要約】 呼び掛け器／タグ検出器によって読み出されるタグデータワードビットストリームを変更するセンサ入力を有する無線周波数識別タグデバイス。センサ入力は、スイッチコンタクト、デジタルおよび／またはアナログであり得る。センサ入力は、電圧、電流、圧力、温度、抵抗、加速度、湿気、ガス等であり得る。無線周波数呼び掛け器／タグ読み取り器からの電力を使用して、無線周波数タグデバイスの回路に電力を供給し得、無線周波数タグデバイスがそれに接続された任意のセンサに電力を供給し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明は概して、無線周波数識別タグデバイスに関し、より詳細には、タグ呼
び掛け器／タグ検出器によって読み取られるタグデータワードビットストリーム
を変更するセンサ入力を有する無線周波数識別タグデバイスに関する。
【０００２】 （関連技術の説明） 無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグデバイスは、在庫、有料道路上での自動車の
自動識別、セキュリティシステム、電子的アクセスカードなどの管理用途に用い
られ得る。ＲＦＩＤタグデバイスは、塗料、水、汚れ、埃、人体、コンクリート
、またはタグが付けられたアイテム自体を通して読み取ることができるため、バ
ーコードラベルに比べてより厳しい環境条件下においても機能する。ＲＦＩＤタ
グデバイスは、ＲＦＩＤタグデバイスを狭い領域で活性化する持続波（ＣＷ）無
線周波数（ＲＦ）キャリアを生成する無線周波数タグ読み取り器（呼び掛け器）
と共に用いられる。ＲＦＩＤタグデバイスは、受動型（ｐａｓｓｉｖｅ）であり
、内部電源は無く、ＣＷ ＲＦキャリア中の電力の一部を用いて内部回路に電力
を供給する。この内部回路は、格納される内部デジタルコードを読み取り、ＲＦ
ＩＤタグデバイスにその格納内部デジタルコードの信号をタグ読み取り器へと送
らせる。
【０００３】 ＲＦＩＤタグデバイスは、ＣＷキャリアに同調共振回路へのローディングおよ
びアンローディングを行うことにより、呼び掛け器のＣＷキャリアの振幅を変更
する。ＲＦＩＤタグデバイスは例えば、無線周波数ＣＷキャリアの周波数に同調
並列共振回路もしくはアンテナ、ＲＦ−直流（ＤＣ）変換器、並列共振回路／ア
ンテナのローディングおよびアンローディングを行う回路、内部デジタルコード
を格納する論理、内部デジタルコードを読み取ってその並列共振回路／アンテナ
のローディングおよびアンローディングを行う回路に内部に格納されたデジタル
コードを協働して動作させる論理を備える。
【０００４】 ＲＦＩＤタグデバイスの内部デジタルコードは、バーコード上の情報と同様に
、通常は固定され呼び掛け器からのコマンド以外で変更することはできない。Ｒ
ＦＩＤタグデバイスが装置の一部（例えば、可変性の状態または情報を有するバ
ルブ、プロセスモニタ（ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒ）など）と関連する状
況がある。この可変性状態または可変性情報は例えば、２値のオン／オフスイッ
チからのアナログセンサ検出圧力、温度、電圧、電流、速度、湿り、ｐＨなどで
あり得、または、カウンタもしくはアナログ−デジタル変換器の出力からのデジ
タル値であり得る。一般的には、ＲＦＩＤタグデバイス以外の手段は、こういっ
た可変性状態または可変性情報を読み取ること（例えば、スイッチ、センサ、も
しくはデジタル値との接触もしくは接続、表示値の視覚的読み取り、または電力
を持続的に消費するアクティブＲＦシステムの使用など）を必要とする。
【０００５】 従って、必要とされているのは、よりコスト効率が良く、より簡単かつより信
頼性の高い、タグが付けられたアイテムから可変性状態または可変性情報を得る
システム、方法および装置である。
【０００６】 （発明の要旨） 本発明は、スイッチ、アナログ変数もしくはデジタル変数からの可変性信号を
受信するよう調整されたセンサ入力をＲＦＩＤタグデバイスに提供することによ
り、上述の問題ならびに既存技術の他の欠点および不備を解消する。典型的には
、ＲＦＩＤタグデバイスの振幅は、データワードビットストリームの２進数値に
従ってＲＦＩＤタグデバイスの共振同調（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｔｕｎｅｄ）回路
またはアンテナのローディングおよびアンローディングを行うことにより、ＲＦ
生成器のＣＷ ＲＦキャリアをそのデータワードビットストリームで変調する。
データワードビットストリームは、例えばシリアルデータワード同期化ヘッダ、
ＲＦＩＤタグ番号、および（本発明の実施形態による）センサ値を表す一連のオ
ン／オフパルスである。パリティビット値またはチェックサム値もまた、データ
ワードビットストリームに内蔵され得る。これらの一連のオン／オフパルスは、
そのＣＷ ＲＦ信号の振幅変化を判定するタグ読み取り器／呼び掛け器により検
出される。これらの振幅変化は、それぞれタグ読み取り器／呼び掛け器の同調回
路またはアンテナの各々のローディングまたはアンローディングを行う電磁的に
接続またはＲＦアンテナが接続されたＲＦＩＤタグデバイスにより生じる。
【０００７】 本発明の１つの実施形態によれば、ＲＦＩＤタグデバイスは、デジタル入力に
接続されたセンサの電圧、電流、または抵抗のそれぞれの変化を感知するための
デジタル入力（オン／オフ）を有する。このデジタル入力感知状態は、データワ
ードビットストリーム中のビットが設定もしくはクリアされたかどうか、または
データワードビットストリームビット値が反転（ｉｎｖｅｒｔ）しているかどう
かを判定し得る。どちらの場合においても、これらの２つのデータワードビット
ストリーム間の差異は、（オープンまたはクローズ状態の）センサ内の変化を示
し、この変化は、センサの示す状態全て（すなわち、オープンまたはクローズ状
態のバルブ、オン状態またはトリップ状態の回路遮断器など）を示す。センサに
対する電圧または電流のソースは、外部ソースからまたは呼び掛け器／タグ読み
取り器から電磁的に接続またはＲＦアンテナが接続されたＣＷからの電力の一部
を供給するＲＦＩＤタグデバイス自体から得られ得る。センサは、電気機械式ス
イッチ、トランジスタ、ホール効果デバイス、フォトトランジスタなどであり得
る。
【０００８】 ＲＦＩＤタグデバイスの別の実施形態は、複数のデジタル入力に接続されたセ
ンサまたは回路の電圧、電流もしくは抵抗のそれぞれの変化を感知するための複
数のデジタル入力（オン／オフ）を有する。このデジタル入力の感知状態により
、複数のビットのうちどのビットがデータワードビットストリーム中で設定また
はクリアされるかが決定する。デジタル入力に接続されたセンサまたは回路に対
する電圧または電流のソースは、外部ソースからまたは呼び掛け器／タグ読み取
り器から電磁的に接続またはＲＦアンテナが接続されたＣＷから電力の一部を用
いるＲＦＩＤタグデバイス自体から得られ得る。デジタル入力に接続されたセン
サまたは回路は、電気機械式スイッチ、トランジスタ、ホール効果デバイス、フ
ォトトランジスタ、アナログ−デジタル変換器の出力などであり得る。
【０００９】 ＲＦＩＤタグデバイスのさらに別の実施形態は、可変性電圧値、可変性電流値
、または可変性抵抗値により表されるアナログセンサ信号を感知するためのアナ
ログ入力を有する。このアナログ入力は、やはりＲＦＩＤタグデバイスの回路の
一部であるアナログ−デジタル変換器によりデジタル値に変換され得る。このア
ナログ入力はまた、電圧コンパレータによりオン／オフ、ハイ／ロー表示にも変
換され得る。それぞれがデジタル値を有する複数のアナログ入力が本発明と共に
用いら得る。これらの複数のアナログ入力は、アナログマルチプレクサを通じて
アナログ−デジタル変換器および／または電圧コンパレータへと処理され得る。
アナログセンサへの電力供給用の電圧または電流は、外部ソースからまたは呼び
掛け器／タグ読み取り器から電磁的に接続もしくはＲＦアンテナが接続されたＣ
Ｗからの電力の一部を使用するＲＦＩＤタグデバイスから得られ得る。アナログ
センサは、ＲＴＤ、熱電対、圧電圧力トランスデューサなどであり得る。
【００１０】 ＲＦＩＤタグデバイスのさらに別の実施形態は、タグデバイス自体に内蔵され
たセンサを有する。感知対象となる数値は例えば、圧力、温度、加速度、振動、
湿り（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｏｎｔｅｎｔ）、ガス割合、密度、流量、光の強さ
、音の強さ、放射、磁束、ｐＨなどであり得る。変換されるデジタル値は、セン
サ入力から読み取られ、データワードビットストリームの一部として送信される
。センサのアナログ出力は、ＲＦＩＤタグデバイス内部のアナログ−デジタル変
換器によりデジタル値へと変換され得る。このアナログセンサ出力はまた、電圧
コンパレータによりオン／オフ、ハイ／ロー表示にも変換され得る。複数のアナ
ログセンサ出力が、ＲＦＩＤタグデバイス内部でデジタル値へと変換され得る。
これらの複数のアナログセンサ出力は、アナログマルチプレクサを通じてアナロ
グ−デジタル変換器および／または電圧コンパレータへと処理され得る。アナロ
グセンサへの電力供給用の電圧または電流は、外部ソースからまたは呼び掛け器
／タグ読み取り器から電磁的に接続もしくはＲＦアンテナが接続されたＣＷから
の電力の一部を供給するＲＦＩＤタグデバイスから得られ得る。
【００１１】 上述した実施形態はどれでも、二重目的外部接続パッドを内蔵し得る。この二
重目的外部接続パッドでは、各パッドは、ＲＦＩＤタグデバイス内にロック機能
を設定する前は単一の機能を有し、デバイスの設定または特定のレジスタへの書
き込みを行った後は異なる機能を有する。例えば、ある二重機能パッドは、メモ
リアレイをロックする前はリセット機能として用いられ、メモリアレイをロック
した後はデジタル入力として用いられ得る。
【００１２】 ＲＦＩＤタグデバイスは、単一の半導体集積回路ダイ上に製造され得、または
単一の集積回路パッケージ内の複数の半導体ダイから構成され得る。複数の別個
の電子デバイスを内蔵するマルチデバイスＲＦＩＤタグは、マイクロコントロー
ラ、メモリ、デジタル論理回路、アナログ回路、ならびにディスクリートおよび
／またはモノリシックトランスデューサ／センサを含み（しかし、これらに限定
されない）、上述の実施形態のいずれとしてでも製造可能であることが考えられ
、本発明の範囲内である。
【００１３】 本発明の特徴および利点は、開示目的のために与えられた以下の好適な実施形
態の説明を添付の図面と共に考えれば明らかである （好適な実施例の詳細な説明） 本発明は、センサ入力を有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグデバイスであ
る。このＲＦＩＤタグデバイスは、ＲＦＩＤタグデバイスの内部にある論理回路
に、ＲＦＩＤタグデバイスの識別データワードビットストリームの変更を行わせ
る。ＲＦＩＤタグデバイスは、受動型であり、内部電力貯蔵部は無く、その回路
用の電力を近距離場または遠距離場からの持続波（ＣＷ）無線周波数（ＲＦ）に
依存している。ＲＦＩＤタグデバイスがＣＷ ＲＦ場に近接する度に、ＲＦＩＤ
タグデバイスは、電磁的接続またはＲＦ接続を通じてＣＷ ＲＦ場から電力を得
る。ＣＷ ＲＦキャリアの振幅は、ＣＷ ＲＦキャリアに近接するＲＦＩＤタグ
デバイスの影響を受ける。ＣＷ ＲＦ生成器は、ＣＷ ＲＦキャリアの振幅の変
化を検出する呼び掛け器と、これらの振幅変化のパターンを経時的に探索する論
理回路とを有する。認識可能なパターンが検出されると、ＲＦＩＤタグデバイス
は検出され、認識されたパターン内部の情報が利用され得る。
【００１４】 ここで図面を参照して、本発明の好適な実施形態の説明が概略的に示されてい
る。図面中、同様の要素は同様の番号で示され、類似の要素は、異なる小文字の
接尾文字を有する同様の番号で示される。
【００１５】 ここで図１Ａおよび図１Ｂを参照して、外部センサへの接続が調整された本発
明の実施形態の模式的ブロック図が示されている。ＲＦＩＤタグデバイス１０２
は、インダクタ１０８およびキャパシタ１１０で構成された並列同調回路（ｐａ
ｒａｌｌｅｌ ｔｕｎｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）１０６（図１Ａ）、またはＲＦ極
超短波（ＵＨＦ）アンテナもしくはマイクロ波アンテナ１１６（図１Ｂ）を含む
。ＲＦＩＤタグデバイス１０２は、センサ１０４からの信号を受信するよう調整
された入力１１２を有する。センサ１０４は、スイッチ、トランジスタ、ホール
効果デバイス、フォトトランジスタのように２つの状態（すなわちオンまたはオ
フ状態）を有し得る。センサ１０４はまた、アナログでもあり得、すなわち経時
的に変化する複数の値を有する。センサ１０４からの信号は、電圧、電流、抵抗
、周波数などであり得る。ＲＦＩＤタグデバイス１０２はまた、センサ１０４へ
の電力を供給する。センサへの電力は、電力接続部１１４により表される。ＲＦ
ＩＤタグデバイス１０２は、呼び掛け器／タグ読み取り器７２０（図７を参照の
こと）により読み取られるデータワードビットストリームを生成する。このデー
タワードビットストリーム内部には、センサ１０４からの信号値に関する情報が
存在する。センサ１０４の信号値が変化すると、データワードビットストリーム
の情報も変化する。センサ１０４をＲＦＩＤタグデバイス１０２と同じパッケー
ジ内に設けることが考えられ、本発明の範囲内である。センサ１０４をＲＦＩＤ
タグデバイス１０２として同じパッケージ内に設けると、内部電力貯蔵部（バッ
テリ）を必要とせず、様々な形状および用途に製造可能なコンパクトで低コスト
なパッケージ化デバイスが得られる。
【００１６】 ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照して、内部センサを有する本発明の模式的な
ブロック図が示されている。ＲＦＩＤタグデバイス２０２およびセンサ２０４は
、半導体集積回路ダイ上で一体化されるかまたは両方とも１つの集積化回路パッ
ケージ内に含まれる（図示せず）。センサ２０４は、２値デジタル（オン／オフ
）方式またはアナログ方式であり得る。センサ２０４は、電圧、電流、抵抗、周
波数、圧力、温度、加速度、振動、湿り、ガス割合、密度、流量、光の強さ、音
の強さ、放射、磁束、ｐＨなどを測定するよう調整され得る。ＲＦＩＤタグデバ
イス２０２は、呼び掛け器／タグ読み取り器７２０（図７を参照のこと）により
読み取られるデータワードビットストリームを生成する。データワードビットス
トリーム内部には、センサ２０４からの値に関する情報が存在する。センサ２０
４の信号値が変化すると、データワードビットストリーム内の情報も変化する。
【００１７】 ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照して、アナログセンサへの接続部が調整され
た本発明の実施形態の模式的ブロック図が示されている。ＲＦＩＤタグデバイス
３０２は、インダクタ１０８およびキャパシタ１１０で構成された並列同調ＲＦ
回路１０６（図３Ａ）、またはＲＦ極超短波（ＵＨＦ）アンテナもしくはマイク
ロ波アンテナ１１６（図３Ｂ）を含む。メモリアレイ３１４は、アナログ−デジ
タル変換器（ＡＤＣ）３１２からのデジタル出力を格納する。ＡＤＣ３１２は、
アナログセンサ３０４からのアナログ出力を受信するよう調整される。アナログ
センサ３０４は、ＲＦＩＤタグデバイス３０２、メモリアレイ３１４、およびＡ
ＤＣ３１２を含むパッケージの外部または一部となり得る。ＡＤＣ３１２は、セ
ンサ３０４からのアナログ出力をデジタル値へと変換する。メモリアレイ３１４
は、このデジタル値とＲＦＩＤタグデバイス３０２内部の論理とを格納し、格納
したデジタル値をデータワードビットストリーム内の他のデジタル情報と組み合
せる。データワードビットストリームは、同期化ヘッダ、識別コード、センサ値
、ならびにパリティビットもしくはチェックサムを含み得る（しかし、これらに
限定されない）。データワードビットストリームは、タグ読み取り器７２０（図
７）により検出され、センサ３０４の値は、タグ読み取り器７２０により供給さ
れる情報により表示され得る。
【００１８】 ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照して、複数のアナログセンサへの接続部が調
整された本発明の実施形態の模式的ブロック図が示されている。ＲＦＩＤタグデ
バイス３０２は、インダクタ１０８およびキャパシタ１１０で構成された並列同
調ＲＦ回路１０６（図４Ａ）、またはＲＦ極超短波（ＵＨＦ）アンテナもしくは
マイクロ波アンテナ１１６（図４Ｂ）を含む。メモリアレイ３１４は、アナログ
−デジタル変換器（ＡＤＣ）３１２からのデジタル出力を格納する。ＡＤＣ３１
２は、アナログマルチプレクサ４１６からのアナログ出力を受信する。アナログ
マルチプレクサ４１６は、複数のアナログセンサ４０４ａ〜４０４ｄから出力を
選択する。メモリアレイ３１４は、複数のアナログセンサ４０４ａ〜４０４ｄの
各々について、ＡＤＣ３１２からのデジタル値を格納する。メモリアレイ３１４
に格納されたデジタル値は、データワードビットストリーム内の他のデジタル情
報と組み合わされる。データワードビットストリームは、同期化ヘッダ、識別コ
ード、センサ値、ならびにパリティビットもしくはチェックサムを含み得る（し
かし、これらに限定されない）。データワードビットストリームは、呼び掛け器
／タグ読み取り器７２０（図７）により検出され、センサ４０４ａ〜４０４ｄの
値は、呼び掛け器／タグ読み取り器７２０により供給される情報により表示され
得る。ＲＦＩＤタグデバイス３０２、メモリアレイ３１４、ＡＤＣ３１２、およ
びマルチプレクサ４１６は、単一のパッケージ内にパッケージングされた異なる
集積回路ダイ上で組み合わされることにより同じ半導体集積回路ダイ上に製造さ
れるか、またはプリント回路基板もしくはプリント配線板（図示せず）などの基
板上で互いに接続された２つ以上の集積回路パッケージ内に別個に製造され得る
。
【００１９】 ここで図５Ａおよび５Ｂを参照して、複数の外部センサへの接続部が調整され
た本発明の実施形態の模式的なブロック図が示されている。ＲＦＩＤタグデバイ
ス１０２は、インダクタ１０８およびキャパシタ１１０で構成された並列同調Ｒ
Ｆ回路１０６（図５Ａ）、またはＲＦ極超短波（ＵＨＦ）アンテナもしくはマイ
クロ波アンテナ１１６（図５Ｂ）を含む。ＲＦＩＤタグデバイス１０２は、複数
のセンサ５０４ａ〜５０４ｄからの信号を受信するよう調整された複数の入力５
１２ａ〜５１２ｄを有する。複数のセンサ５０４ａ〜５０４ｄは、スイッチ、ト
ランジスタ、ホール効果デバイス、フォトトランジスタなどのように２つの状態
（すなわちオンまたはオフ状態）を有し得る。ＲＦＩＤタグデバイス１０２はま
た、以下に説明するように複数のセンサ５０４ａ〜５０４ｄへの電力を供給する
。ＲＦＩＤタグデバイス１０２は、呼び掛け器／タグ読み取り器７２０（図７を
参照のこと）により読み取られるデータワードビットストリームを生成する。こ
のデータワードビットストリーム内部には、センサ５０４ａ〜５０４ｄからの信
号値に関する情報が存在する。センサ５０４ａ〜５０４ｄの信号値が変化すると
、データワードビットストリームの各情報も変化する。
【００２０】 図６Ａおよび図６Ｂを参照して、センサを動作させるために電力を供給する本
発明の実施形態の模式的なブロック図が示されている。センサインターフェース
６１８は、センサ６０４からの信号を受信し、かつ、センサ６０４を動作させる
ために電力６２０をセンサ６０４へと供給するよう調整された入力６１２を有す
る。センサ６０４は、デジタルまたはアナログであり得、上述したように動作す
る。入力６１２は、設定前の第１の機能入力（例えば、ＲＦＩＤタグデバイス３
０２および／またはメモリアレイ６１４内のロック機能）と、メモリアレイ６１
４の特定のレジスタへのロックまたは書き込み後の第２の機能入力との２つの目
的のために用いられ得る。すなわち、第１の機能入力はリセットであり得、第２
の機能入力はセンサ入力が調整され得る。この二重目的入力６１２の入力抵抗も
また変化し得、すなわち、第１の機能入力が低抵抗でありかつ第２の機能入力が
高抵抗であるかまたはその逆の場合もあり得る。
【００２１】 図７Ａおよび図７Ｂを参照して、本発明の実施形態を表す模式的なブロック図
および無線周波数生成器／呼び掛け器／タグ読み取り器が示されている。同調回
路７０６は、直列に接続されたインダクタ７０８およびキャパシタ７１０を含む
。ＲＦ生成器／呼び掛け器／タグ読み取り器７２０は、同調回路７０６（図７Ａ
）またはアンテナ７１６（図７Ｂ）中でＣＷ ＲＦ電力を生じる。このＣＷ Ｒ
Ｆ電力は、交流の働きにより、並列同調回路１０６またはアンテナ１１６に電磁
的に接続される。ＣＷ ＲＦ電磁的電力は参照符号７２２（図７Ａ）で概略的に
示され、ＵＨＦ／マイクロ波電力は参照符号７１８（図７Ｂ）で概略的に示され
る。ＲＦＩＤタグデバイス２０２は、ＣＷ ＲＦ電磁的電力７２２またはＵＨＦ
／マイクロ波電力７１８の一部を直流電力に変換してＲＦＩＤタグデバイス２０
２の論理回路用に用い、かつセンサ２０４の回路に電力を供給する回路を有する
。
【００２２】 ＲＦＩＤタグデバイス２０２の同調回路１０６がＲＦ生成器／呼び掛け器／タ
グ読み取り器７２０の同調回路７０６に近接する度に、ＲＦＩＤタグデバイス２
０２が同調回路７０６に対してローディングを行うため、同調回路７０６内の電
圧振幅は減少する。ＲＦＩＤタグデバイス２０２の同調回路１０６がＲＦＩＤタ
グデバイス２０２の内部回路により共振点から外されると、ＲＦＩＤタグデバイ
ス２０２は、同調回路７０６へのローディングを行わず、同調回路７０６内の電
圧振幅は、ＲＦＩＤタグデバイス２０２が同調回路７０６に近接する前の時点の
レベルまで再度増加する。ＲＦＩＤタグデバイス２０２は、シリアルデータワー
ドビットストリームのオン／オフパルス内の情報を伝達するために、同調回路７
０６内に振幅の変化を生させる。呼び掛け器／タグ読み取り器７２０は、これら
のＣＷ ＲＦ振幅変化を検出し、これらの振幅変化を、ＲＦＩＤタグデバイス２
０２からの情報を表す検出されるシリアルデータワードビットストリームのオン
／オフパルスに変換する。アンテナ７１６は、同様のやり方で機能する。
【００２３】 図８ａおよび図８ｂを参照して、本発明による、異なるセンサ状態に対するデ
ータワードビットストリームの概略的な表が示されている。図８ａおよび図８ｂ
中の数字の表に表されるデータワードは、上述したようにシリアルビットストリ
ームとして送信され得る。行８０２はデータワードを１６進数で表現したもので
あり、行８０４はデータワードを２進数で表現したものである。データヘッダは
、４ビットの群８０６、８０８および８１０で構成され得る。データ／タグの通
し番号は、残りの４ビットの群８１２〜８４０で構成され得る。データヘッダお
よびデータ／タグ通し番号データワードは、センサの第１の状態に対しては非反
転型（ｎｏｎ−ｉｎｖｅｒｔｅｄ）データストリームであり得、センサの第２の
状態に対しては反転型（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）データストリームであり得る。第１
の状態は群８０６〜８４０により表現され、第２の状態は群８０６ａ〜８４０ａ
により表現される。このことは、例えばスイッチ位置を呼び掛け器／タグ読み取
り器７２０へと伝達するために効果的に用いられ得る。呼び掛け器／タグ読み取
り器７２０（図７）は、検出されたビットをサーチし、正しいヘッダおよび／ま
たはチェックサムを探索し、これによりデータワードを探索および確認する。タ
グ読み取り器７２０は、データワードパターンを発見できない場合、予想される
ビットストリームの反転物（ｉｎｖｅｒｓｅ）をサーチすることができ、データ
ワードパターンを発見した場合、センサは第２の状態となる。
【００２４】 図９ａ〜図９ｃを参照すると、センサ入力の変更に基づいたデータワードビッ
トストリームの概略的な表が示されている。図９ａ、図９ｂおよび図９ｃの表の
数字により表されるデータワードは、上述したようにシリアルビットストリーム
として送信され得る。データヘッダは、４ビットの群８０６、８０８および８１
０で構成され得る。データ／タグ通し番号は、４ビットの群８１２〜８３６で構
成され得る。アナログセンサ入力値を示すデジタル値は、４ビットの群９５０お
よび９５２で構成され得る。チェックサムおよびパリティビットは、ｘビット９
５４で構成され得る。ｘビット９５４は、データワードまたはビットストリーム
全体を確認または修正するために用いられ得る。図９ａ中、４ビットの群９５０
ａおよび９５２ａは、ゼロスケールのセンサ値を表す。図９ｂ中、４ビットの群
９５０ｂおよび９５２ｂは、ハーフスケールのセンサ値を表す。図９ｃ中、４ビ
ットの群９５０ｃおよび９５２ｃは、フルスケールのセンサ値を表す。
【００２５】 本発明の上記の実施形態は、製造品もしくは設備の状態および／または条件を
追跡するために用いられ得る。これらの状態および／または条件の例としては、
例えば、１）レンタカー識別、レンタカーのタンク中のガス量、走行距離など；
２）トラック、船舶、または鉄道車両の圧力、温度、および／または重量；
３）タイヤの通し番号および空気圧； および４）動物の体温、血液の化学的性
質、心拍数などがあるが、これらに限定されない。
【００２６】 従って、本発明は、目的を実行し、上述した目標および利点ならびに本明細書
本来の他のものを達成するように十分に適合する。本発明を本発明の特定の好適
な実施形態を参照しながら描写、説明、および定義してきたが、このような参照
は本発明に対する限定を意味するものではなく、そのような限定が推論されるべ
きではない。関連する分野の当業者に思い浮かぶように、本発明の形式ならびに
機能における様々な改変、変更、および均等物が可能である。これらの本発明の
好適な実施形態の描写および説明は、例示的なものにすぎず、本発明の範囲を網
羅するものではない。したがって、本発明は本明細書中の請求範囲の精神および
範囲のみにより限定されるものとして意図されており、全ての局面における均等
物を十分に認識するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、外部センサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式的なブ
ロック図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、外部センサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式的なブ
ロック図である。
【図２Ａ】 図２Ａは、一体化されたセンサを有する本発明の実施形態の模式的なブロック
図である。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、一体化されたセンサを有する本発明の実施形態の模式的なブロッ
ク図である。
【図３Ａ】 図３Ａは、アナログセンサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式的
なブロック図である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、アナログセンサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式的
なブロック図である。
【図４Ａ】 図４Ａは、複数のアナログセンサへの接続部が調整された本発明の実施形態の
模式的なブロック図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、複数のアナログセンサへの接続部が調整された本発明の実施形態の
模式的なブロック図である。
【図５Ａ】 図５Ａは、複数の外部センサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式
的なブロック図である。
【図５Ｂ】 図５Ｂは、複数の外部センサへの接続部が調整された本発明の実施形態の模式
的なブロック図である。
【図６Ａ】 図６Ａは、センサを動作するために電力を供給する本発明の実施形態の模式的
なブロック図である。
【図６Ｂ】 図６Ｂは、センサを動作するために電力を供給する本発明の実施形態の模式的
なブロック図である。
【図７Ａ】 図７Ａは、誘導性かつＲＦの本発明の実施形態と、誘導性かつＲＦの呼び掛け
器／タグ読み取り器とをそれぞれ表す、模式的ブロック図である。
【図７Ｂ】 図７Ｂは、誘導性かつＲＦの本発明の実施形態と、誘導性かつＲＦの呼び掛け
器／タグ読み取り器とをそれぞれ表す、模式的ブロック図である。
【図８ａ】 図８ａは、本発明による、異なるセンサ状態についてのデータワードビットス
トリームの概略的な表である。
【図８ｂ】 図８ｂは、本発明による、異なるセンサ状態についてのデータワードビットス
トリームの概略的な表である。
【図９ａ】 図９ａは、センサ入力の変更に基づいたデータワードビットストリームの概略
的な表である。
【図９ｂ】 図９ｂは、センサ入力の変更に基づいたデータワードビットストリームの概略
的な表である。
【図９ｃ】 図９ｃは、センサ入力の変更に基づいたデータワードビットストリームの概略
的な表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｃ 17/00 Ｈ０４Ｂ 5/02 (72)発明者 アレキサンダー， サム イー． アメリカ合衆国 アリゾナ 85048， フ ェニックス， イースト シルバーウッド ドライブ 2744 (72)発明者 フレイ， リー アメリカ合衆国 アリゾナ 85048， フ ェニックス， イースト ブライアーウッ ド ティーアール． 366 (72)発明者 ポウリン， シャノン アメリカ合衆国 アリゾナ 85283， テ ンペ， イースト エッジウォーター ド ライブ 1541 Ｆターム(参考） 2F073 AA21 AB02 AB12 BB01 BC02 CC01 CC11 DE11 EE12 FF01 FF16 GG01 5B035 BB09 BC00 CA11 CA12 CA22 CA23 5J070 AB15 AK13 BC06 BC14 BC23 BC25 BC33 5K012 AB03 AB18 AC06 AC08 AE13

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサ入力を有する無線周波数識別タグデバイスであって、 無線周波数同調回路と、 データレジスタを有する論理回路と、 該無線周波数同調回路へのローディングおよびアンローディングを行う無線周
    波数切り換え回路と、 センサ入力回路と、 無線周波数電力を直流電流電力に変換して、該無線周波数識別タグデバイスの
    複数の該回路に電力を供給する電力変換回路と、 を含み、 該センサ入力回路を使用して該データレジスタの内容を変更し、該論理回路は
    該データレジスタの内容を用いて該無線周波数切り換え回路を制御する、 無線周波数識別タグデバイス。
  2. 【請求項２】 前記無線周波数切り換え回路を制御するヘッダ値をさらに含
    む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  3. 【請求項３】 前記無線周波数切り換え回路を制御する識別値をさらに含む
    、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  4. 【請求項４】 前記無線周波数切り換え回路を制御するパリティ値をさらに
    含む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  5. 【請求項５】 前記無線周波数切り換え回路を制御するチェックサム値をさ
    らに含む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  6. 【請求項６】 前記データレジスタの内容は、該内容に含まれるビットパタ
    ーンを反転（ｉｎｖｅｒｔ）することにより変更される、請求項１に記載の無線
    周波数識別タグデバイス。
  7. 【請求項７】 前記無線周波数切り換え回路は、シリアルデータワードビッ
    トストリームによって制御される、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイ
    ス。
  8. 【請求項８】 前記センサ入力回路はアナログ入力回路である、請求項１に
    記載の無線周波数識別タグデバイス。
  9. 【請求項９】 前記センサ入力回路はアナログ−デジタル変換器である、請
    求項８に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  10. 【請求項１０】 前記センサ入力回路は電圧コンパレータである、請求項８
    に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  11. 【請求項１１】 前記センサ入力回路は、第１の入力レベルおよび第２の入
    力レベルを有するデジタル入力回路である、請求項１に記載の無線周波数識別タ
    グデバイス。
  12. 【請求項１２】 前記デジタル入力回路が前記第１の入力レベルにある場合
    、前記データレジスタはバイナリビットパターンを含み、該デジタル入力回路が
    前記第２の入力レベルにある場合、該データレジスタは反転されたバイナリビッ
    トパターンを含む、請求項１１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  13. 【請求項１３】 前記デジタル入力回路は、前記第１および第２の入力レベ
    ルをそれぞれ第１および第２の電圧としてセンスするように調整される、請求項
    １１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  14. 【請求項１４】 前記デジタル入力回路は、前記第１および第２の入力レベ
    ルをそれぞれ第１および第２の電流としてセンスするように調整される、請求項
    １１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  15. 【請求項１５】 前記デジタル入力回路は、前記第１および第２の入力レベ
    ルをそれぞれ第１および第２の抵抗としてセンスするように調整される、請求項
    １１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  16. 【請求項１６】 前記センサ入力回路は、複数のセンサ入力回路である、請
    求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  17. 【請求項１７】 前記複数のセンサ入力回路は、アナログ入力マルチプレク
    サの複数の入力である、請求項１６に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  18. 【請求項１８】 前記データレジスタに格納されたデジタル出力値および前
    記アナログ入力マルチプレクサ出力に接続されたアナログ入力を有するアナログ
    −デジタル変換器をさらに含む、請求項１７に記載の無線周波数識別タグデバイ
    ス。
  19. 【請求項１９】 センサに電力を供給する前記電力変換回路から出力される
    電力をさらに含む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  20. 【請求項２０】 パッケージされない集積回路ダイスをさらに含む、請求項
    １に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  21. 【請求項２１】 集積回路パッケージをさらに含む、請求項１に記載の無線
    周波数識別タグデバイス。
  22. 【請求項２２】 プリント配線板上に少なくとも１つの集積回路パッケージ
    をさらに含む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  23. 【請求項２３】 無線周波数識別タグデバイスであって、 無線周波数同調回路と、 データレジスタを有する論理回路と、 該無線周波数同調回路へのローディングおよびアンローディングを行う無線周
    波数切り換え回路と、 該データレジスタの内容を変更するために使用される出力を有するセンサと、 無線周波数電力を直流電流電力に変換して、該無線周波数識別タグデバイスの
    複数の該回路に電力を供給する電力変換回路と、 を含み、 該論理回路は、該データレジスタの内容を用いて、該無線周波数切り換え回路
    を制御する、 無線周波数識別タグデバイス。
  24. 【請求項２４】 前記センサ出力を用いて、前記データレジスタの内容の一
    部を変更し、該データレジスタの内容の別の部分は変更されない、請求項２３に
    記載の無線周波数識別タグデバイス。
  25. 【請求項２５】 前記データレジスタの内容の前記別の部分は、ヘッダおよ
    び識別値を含む、請求項２４に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  26. 【請求項２６】 前記データレジスタの内容の前記別の部分は、パリティ値
    をさらに含む、請求項２５に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  27. 【請求項２７】 前記データレジスタの内容の前記別の部分は、データワー
    ドビットストリームとして送信される場合に該データレジスタの内容のビットエ
    ラーを補正するためのチェックサム値をさらに含む、請求項２５に記載の無線周
    波数識別タグデバイス。
  28. 【請求項２８】 前記センサは複数のセンサである、請求項２３に記載の無
    線周波数識別タグデバイス。
  29. 【請求項２９】 前記センサは、デジタルセンサであって、該デジタルセン
    サへの入力の第１および第２の条件を決定するように調整されたデジタルセンサ
    である、請求項２３に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  30. 【請求項３０】 前記デジタルセンサへの前記入力は、電圧、電流、抵抗、
    周波数、圧力、温度、加速度、振動、湿り、ガス割合、密度、流量、光の強さ、
    音の強さ、放射、磁束、およびｐＨからなる群より選択される、請求項２９に記
    載の無線周波数識別タグデバイス。
  31. 【請求項３１】 前記センサは、アナログセンサであって、該アナログセン
    サへの入力の複数の条件を決定するように調整されたアナログセンサである、請
    求項２３に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  32. 【請求項３２】 前記アナログセンサへの前記入力は、電圧、電流、抵抗、
    周波数、圧力、温度、加速度、振動、湿り、ガス割合、密度、流量、光の強さ、
    音の強さ、放射、磁束、およびｐＨからなる群より選択される、請求項３１に記
    載の無線周波数識別タグデバイス。
  33. 【請求項３３】 プロセス値およびアイデンティフィケーションを判定する
    方法であって、該方法は、 センサでプロセス値を測定するステップと、 該測定されたプロセス値をデータレジスタに格納するステップと、 センサ識別値を該データレジスタに格納するステップと、 該データレジスタに格納された該測定されたプロセス値および該センサ識別値
    からデータワードビットストリームを生成するステップと、 無線周波数回路におけるシリアルデータワードビットストリームのローディン
    グおよびアンローディングを行うステップであって、該ローディングおよびアン
    ローディングの変化が、該データワードビットストリームのビットパターンに依
    存する、ステップと、 を含む方法。
  34. 【請求項３４】 前記データワードビットストリームを生成するステップは
    、前記測定されたプロセス値およびセンサ識別値についてのフレームヘッダを生
    成するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記データワードビットストリームを生成するステップは
    、前記測定されたプロセス値および前記センサ識別値についてのパリティビット
    を生成するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記データワードビットストリームを生成するステップは
    、前記測定されたプロセス値および前記センサ識別値内の伝送エラーを補正する
    チェックサム値を生成するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記センサでプロセス値を測定するステップは、複数のセ
    ンサで複数のプロセス値を測定するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記プロセス値は、電圧、電流、抵抗、周波数、圧力、温
    度、加速度、振動、湿り、ガス割合、密度、流量、光の強さ、音の強さ、放射、
    磁束、およびｐＨからなる群より選択される、請求項３３に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記測定されたプロセス値を格納するステップは、アナロ
    グ−デジタル変換器でアナログプロセス値をデジタル値に変換するステップと、
    該デジタル値を前記データレジスタに格納して、前記データワードビットストリ
    ームを生成するステップとをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 複数のプロセス値を読み取るステップと、 該複数のプロセス値を前記データレジスタに格納するステップと、 をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 センサ値の識別および読み取りを行うシステムであって、
    該システムは、 センサ入力と、無線周波数同調回路と、データレジスタを有する論理回路と、
    該無線周波数同調回路へのローディングおよびアンローディングを行う無線周波
    数切り換え回路と、無線周波数電力を直流電流電力に変換して、該無線周波数識
    別タグデバイスの該回路に電力を供給する電力変換回路とを有する無線周波数識
    別タグデバイスであって、該センサ入力回路を使用して該データレジスタの内容
    を変更し、該論理回路は該データレジスタの内容を用いて該無線周波数切り換え
    回路を制御する、無線周波数識別タグデバイスと、 プロセス値を測定するセンサであって、該センサ入力に接続されたセンサと、 該同調回路と適合する周波数で無線周波数電力を生成する、無線周波数呼び掛
    け器と、 該無線周波数呼び掛け器に接続された識別タグ読み取り器であって、該識別タ
    グ読み取り器は、該無線周波数電力の振幅の変動を検出して、該無線周波数タグ
    デバイスの該データレジスタの内容を判定する、識別タグ読み取り器と、 を含む、システム。
  42. 【請求項４２】 前記プロセス値は、乗り物の速度、該乗り物のタンク内の
    ガソリンの量、該乗り物のマイル距離（ｍｉｌｅａｇｅ）、および該乗り物のア
    イデンティフィケーションからなる群より選択される、請求項４１に記載のシス
    テム。
  43. 【請求項４３】 前記プロセス値は、圧力、温度、および重量からなる群よ
    り選択される、請求項４１に記載のシステム。
  44. 【請求項４４】 前記プロセス値は、体温、血液の化学的性質、および心拍
    数からなる群より選択される、請求項４１に記載のシステム。
  45. 【請求項４５】 前記センサは複数のセンサであり、前記センサ入力は複数
    のセンサ入力であり、前記プロセス値は複数のプロセス値である、請求項４１に
    記載のシステム。
  46. 【請求項４６】 前記複数のプロセス値は、乗り物のガスタンク内のガソリ
    ンの量、該乗り物の走行マイル数、および該乗り物のアイデンティフィケーショ
    ンである、請求項４２に記載のシステム。
  47. 【請求項４７】 前記プロセス値は、電圧、電流、抵抗、周波数、圧力、温
    度、加速度、振動、湿り、ガス割合、密度、流量、光の強さ、音の強さ、放射、
    磁束、およびｐＨからなる群より選択される、請求項４１に記載のシステム。
  48. 【請求項４８】 前記無線周波数同調回路は、インダクタおよびキャパシタ
    を含む、請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
  49. 【請求項４９】 前記無線周波数同調回路は、無線周波数アンテナを含む、
    請求項１に記載の無線周波数識別タグデバイス。
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