JP2003006777A - 無線送信装置及び無線送受信システム - Google Patents

無線送信装置及び無線送受信システム

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JP2003006777A
JP2003006777A JP2001183630A JP2001183630A JP2003006777A JP 2003006777 A JP2003006777 A JP 2003006777A JP 2001183630 A JP2001183630 A JP 2001183630A JP 2001183630 A JP2001183630 A JP 2001183630A JP 2003006777 A JP2003006777 A JP 2003006777A
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power
wireless transmission
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transmission device
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Yasukazu Nakada
安一 中田
Yuichi Iwakata
裕一 岩方
Taiga Matsushita
大雅 松下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線送信装置の使い勝手と信頼性を高める。 【解決手段】 所定の信号を生成して無線送信する送信
手段を備えた例えばタグ装置(10A等)などの無線送
信装置において、無線(例えば、無線電力供給波PS)
による電力供給を受けて蓄積しておく電力受信蓄積手段
(例えば、電気二重層コンデンサやタンタル電界コンデ
ンサ等)を備え、当該電力蓄積手段に蓄積されている電
力を前記送信手段に供給する。無線による電力供給を行
えば、電力受信蓄積手段に十分な電荷が蓄積されている
期間だけ、当該送信手段による所定の信号の無線送信が
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無線送信装置および
無線送受信システムに関し、例えば、温度管理室内に収
容した多数の荷物の温度を別個に検出し管理する場合な
どに使用して好適なものである。
【0002】また、本発明は、かかる無線送受信システ
ムの構成要素としての無線送信装置に関するものであ
る。
【0003】
【従来の技術】従来、物品の温度管理はインジケータラ
ベルや温度センサを用いた装置で行われている。温度セ
ンサを用いた装置は、電池を装填したタイプの電池装填
型通信装置や、有線接続された電源ラインを用いて電力
の供給を受けるタイプの電力有線供給型通信装置を当該
物品に装着したものがある。また、測定結果の送信は通
信の信頼性の観点では有線送信のほうが有利であり、有
線部分を細くし小規模化できる点では無線送信のほうが
有利であると考えられており、この双方が使われてい
る。
【0004】電池装填型通信装置の場合、電池から得ら
れる電力をもとに物品の温度を測定し、測定結果を送信
している。測定結果の送信は、電池装填型の利点を生か
すために、無線送信で行われることが多い。
【0005】一方、電力有線供給型通信装置の場合に
は、電源ラインから供給を受けた電力を用いて、物品の
温度を測定し、測定結果を送信している。
【0006】電力有線供給型通信装置では、測定結果の
送信は有線送信である場合が多い。
【0007】このような通信装置の例としては、データ
ロガー装置があげられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電池装填型
通信装置の場合、管理する温度が氷点下になると電池の
出力電圧が低下するため、前記物品の温度を測定した
り、測定結果を送信するのに十分な電力を得ることが困
難であった。
【0009】また、電力有線供給型通信装置では電源ラ
インが不可欠であるため、前記物品に当該電力有線供給
型通信装置を装着する場合の装着態様の制約が大きく、
使い勝手がよくなかった。
【0010】例えば、完全に梱包してしまった荷物の内
部の温度を管理しようとすると、電力有線供給型通信装
置を装着する荷物の包装材や梱包箱などに、前記電源ラ
インを通すための貫通孔を設ける必要などが発生して、
包装材などに損傷を与えてしまうため、当該損傷を与え
ることが許されない場合などには、装着自体が困難であ
った。
【0011】なお、前記インジケータラベルではインジ
ケータ部の着色の有無の情報しか得られないため物品の
温度履歴を取ることが難しく、使い勝手がよくなかっ
た。
【0012】また、前記データロガー装置では、温度履
歴を取ることはできるものの、装置の規模(寸法)が大
きいために使い勝手がよくなかった。
【0013】当該データロガー装置を電池により駆動さ
せることで、小型化をはかることはできるとしても、電
池は氷点下では出力電圧が低下するため、前記物品の温
度を測定したり、測定結果を送信するのに十分な電力を
得ることが困難であり、信頼性に問題がある。
【0014】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第1の発明では、所定の信号を生成して無線送信
する送信手段を備えた無線送信装置において、無線によ
る電力供給を受けて蓄積しておく電力受信蓄積手段を備
え、当該電力蓄積手段に蓄積されている電力を前記送受
信手段に供給することを特徴とする。特に、前記送信手
段は、前記信号を生成するために、周囲環境について所
定の物理量を測定するセンサ部を備えたことを特徴とす
る。さらに、請求項2の無線送信装置において、前記セ
ンサ部は、周囲環境の温度を測定する温度センサである
ことを特徴とする。
【0015】また、第2の発明にかかる無線送受信シス
テムでは、請求項1乃至3のいずれかの無線送信装置
と、当該無線送信装置に対し、無線による電力供給を行
う電力無線送信装置とを有することを特徴とする。
【0016】さらに、第3の発明にかかる無線送受信シ
ステムでは、(1)内部に温度被管理物を収容する所定
の温度管理室と、(2)当該温度被管理物に装着して当
該温度管理室内の異なる空間位置に配置した複数の請求
項3の無線送信装置と、(3)各無線送信装置に対し、
無線による電力供給を行う電力無線送信装置と、(4)
所定の処理手順にしたがって各無線送信装置からの信号
を受信して処理するリーダ装置とを備えたことを特徴と
する。
【0017】
【発明の実施の形態】(A)実施形態 以下、本発明にかかる無線送信装置及び無線送受信シス
テムを、温度管理システム及びそれに用いるタグ装置に
適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【0018】(A−1)第1の実施形態の構成 本実施形態の温度管理システム20の主要部の構成例を
図2に示す。当該温度管理システム20は、温度管理が
必要な任意の場所に配置され得るが、本実施形態では、
温度管理室61を備えた運送車両40に配置するものと
する。当該運送車両40は、例えば、宅配便の運送に使
用する車両であってよく、温度管理室61に設けられた
開閉扉62を開放することによって、運搬している荷物
PK1〜PK9のなかから目的の荷物を取り出して各配
達先に荷物の配達を行い、次の配達先まで当該運送車両
40が移動している期間は、当該開閉扉62は閉鎖して
おく。
【0019】温度管理室61は荷物PK1〜PK9の温
度を高く維持するための保温室などであってもよいが、
本実施形態では、荷物PK1〜PK9の冷凍状態の維持
など、保冷を目的とした保冷室であるものとする。保冷
効果を維持し、高めるため、当該温度管理室61は外界
との熱伝導の少ない断熱材などによって形成されるほ
か、図示しない冷却機構を備えて積極的に温度管理室6
1内の温度を下げることもできる。当該冷却機構は所定
の自動制御により、温度管理室61内の温度が所定の設
定温度以上になると出力を増し、設定温度以下になると
出力を低下、または停止して、電力消費量を抑制しなが
ら温度管理室61内の温度を設定温度の近傍に維持する
機能(温度維持機能)を有する。
【0020】図2において、当該温度管理システム20
は、外部出力装置21と、リーダ装置22と、制御部2
3と、電力供給装置24と、温度管理の対象である前記
荷物PK1〜PK9とを備えている。
【0021】このうち荷物PK1〜PK9の包装材や梱
包箱などの内部には、タグ装置10A〜10Iが収納
(装着)されている。当該タグ装置10A〜10Iは、
一種のトランスポンダで、常時所定の信号RS1〜RS
9を無線送信する機能を備えている。ただしタグ装置1
0A〜10Iはそのコンパクト性を高める等の目的か
ら、搭載する機能を節約する必要があり、極限まで切り
つめられた必要最小限の機能だけを装備している。
【0022】ここで、当該信号RS1〜RS9は、各荷
物の内部温度を伝達する無線信号である。信号RS1〜
RS9は、それぞれタグ装置10A〜10Iが無線送信
する信号である。
【0023】一方、電力供給装置24は、前記各タグ装
置10A〜10Iに対し電力無線供給波PSを無線送信
することで、電力源を提供する装置である。
【0024】各タグ装置10A〜10Iは、電池を内蔵
しておらず、外部の電源と有線接続されているわけでも
ないため、当該電力無線供給波PSだけが、唯一の電力
源である。
【0025】電力供給装置24は制御部23から供給さ
れる制御信号S40によって指定される送信開始タイミ
ングST(図7参照)で、当該電力無線供給波PSを送
信開始し、所定時間T1だけ送信したあと自動的に送信
停止する。
【0026】当該リーダ装置22は、各タグ装置10A
〜10Iから受信した信号RS1〜RS9に応じて各荷
物PK1〜PK9内の温度情報を収容した温度信号S3
0を外部出力装置21に出力する機能を備えている。
【0027】また、リーダ装置22から当該温度信号S
30を受け取る外部出力装置21は、表示画面DS1を
持つ液晶ディスプレイなどの表示装置を搭載した機器で
ある。もちろん必要ならば、当該液晶ディスプレイに代
えて、あるいは液晶ディスプレイとともに、警告音等を
発するスピーカや警告ランプ、あるいは印刷機能等を備
えるものであってもよいが、本実施形態の外部出力装置
21は、前記液晶ディスプレイのほかに、通知ランプL
P1と図示しない印刷機能を装備している。
【0028】これら液晶ディスプレイと通知ランプLP
1を用いることで、当該外部出力装置21は、受け取っ
た温度信号S30に応じた画面表示を行って、運送車両
40のドライバ(宅配作業員)など当該温度管理システ
ム20のユーザU1に所要のメッセージを伝え、また前
記印刷機能を用いることにより、必要に応じて所定の用
紙に各荷物の温度履歴を印刷出力する。印刷出力された
温度履歴は、荷物の配達時に当該荷物に添えて各配達先
に配布したり、送り主に通知することで、当該荷物の温
度管理の状況を配達先等に知らせることが可能である。
【0029】上述したタグ装置10Aの外観例を図3に
示す。タグ装置10A以外のタグ装置10B〜10Iの
外観は、タグ装置10Aと異なっていてもよいが、本実
施形態ではタグ装置10A〜10Iの外観は同じである
ものとする。生産効率の点からも、同一の製品を多数生
産するほうが、異種の製品を生産するよりも、製品1つ
当たりのコストを割安にすることができる。
【0030】図3において、当該タグ装置10Aの全外
表面は、基本的に合成樹脂製のケーシング10ABで覆
われていて、操作スイッチやアンテナの類は、まったく
露出していない。
【0031】ただし当該タグ装置10Aの左端部には、
伝導部11Aが設けられている。
【0032】当該伝導部11Aはタグ装置10A内部に
搭載された温度センサ11(図1参照)に接続されてい
て、当該タグ装置10Aの周辺環境の温度(ここでは、
タグ装置10Aを収納している荷物PK1の内部温度)
を温度センサ11に伝える機能を備えている。
【0033】ただしケーシング10AB自体の材質が十
分に高い熱伝導性を備えている場合などには、当該伝導
部11Aを省略することが可能で、タグ装置10Aの全
外表面を、同一材質のケーシングで覆うことができる。
【0034】タグ装置10A〜10Iの使用形態として
は、図示のように、各荷物PK1〜PK9の内部に収納
するものに限らず、例えば、荷札のように、各荷物の外
部に添付するようにしてもよい。
【0035】次に、当該タグ装置10Aの主要部の構成
例を図1に示す。タグ装置10A以外のタグ装置10B
〜10Iの主要部も、その外観同様、当該タグ装置10
Aと同じであってよい。図1には、主としてタグ装置1
0Aを示したものとして説明を進める。
【0036】(A−1−1)タグ装置の内部構成 図1において、信号RS1を無線送信するために必要な
最小限度の機能だけを搭載した当該タグ装置10Aは、
前記伝導部11Aを接続した温度センサ11と、手順記
憶部12と、制御部13と、IDメモリ14と、受信処
理部15と、蓄電部16と、送信処理部17とを備えて
いる。
【0037】このうち制御部13は当該タグ装置10A
のCPU(中央処理装置)としても機能する部分で、タ
グ装置10Aのその他の構成要素と信号S11〜S16
で接続されている。
【0038】当該制御部13と信号S14によって接続
されている受信処理部15は、前記電力供給装置24か
ら無線送信された電力無線供給波PSを受信する部分
で、復調処理部、アンテナ、整流部15Aなどを内蔵し
ている。
【0039】上述したような外観を備えるタグ装置10
Aでは、外部に突出したアンテナシステムを装備しない
方が好ましいため、当該アンテナは、プリント基板上の
配線パターンを利用したパターンアンテナ(ループアン
テナ)として形成される。パターンアンテナは、極めて
コンパクトなアンテナシステムの実現を可能とし、タグ
装置10Aなどのように、高度なコンパクト性や携帯性
などを求められる無線通信装置に広く用いられている。
【0040】当該受信処理部15が備える前記整流部1
5Aは、受信した電力無線供給波PSを直流に変換して
直流電気信号S17を出力する部分である。当該アンテ
ナで前記電力無線供給波PSを受信することで得られる
アンテナ出力は、高周波帯で振動しているため、そのま
まではコンデンサに蓄電することができないから、当該
整流部15Aが必要となる。
【0041】当該直流電気信号S17は蓄電部16内に
蓄積される。蓄電部16は電気二重層コンデンサよりな
るが、当該電気二重層コンデンサは、きわめて容量が大
きいため、タグ装置の動作に必要な電力を必要な時間だ
けまかなうことができる。
【0042】蓄電部(電気二重層コンデンサ)16に蓄
積された電荷による電力は、当該蓄積後ただちに、タグ
装置10A内の必要な構成要素に供給される。すなわち
当該電力は、信号S19により送信処理部17へ供給さ
れ、信号S18により受信処理部15に供給され、信号
S20によりIDメモリ14、手順記憶部12、温度セ
ンサ11などの必要な部分に供給される。
【0043】ただし各部の構成上、当該電力の供給が不
要な場合には、当該供給は省略可能である。
【0044】例えば、受信処理部15が、前記アンテナ
と前記整流部15Aのみを有し、当該整流部15Aをダ
イオードブリッジで構成した場合には、当該アンテナも
整流部15Aも電源電力を必要としないため、信号S1
8の供給は不要である。
【0045】前記制御部13に信号(信号RS1に対応
する温度情報と自タグ装置に割り当てられているID情
報)S16で接続されている送信処理部17は、制御部
13が供給する当該信号S16を高周波に乗せて信号R
S1を生成し無線送信するための部分であり、RF(高
周波)発信部や送信用のアンテナを備えている。
【0046】なお、当該送信用のアンテナは、前記受信
用のアンテナと同様のパターンアンテナであってよい。
【0047】当該送信用のアンテナは、前記受信処理部
15が備える受信用のアンテナと別個に設けるようにし
てもよいが、本実施形態では、同一のアンテナを、送信
用と受信用に共用して、タグ装置10Aのコンパクト性
をはかるものとする。
【0048】制御部13に信号S13で接続されている
IDメモリ14は、当該タグ装置10Aに予め割り当て
られているIDを記憶しているメモリである。ここで
は、当該タグ装置10Aに、「001」が割り当てられ
ているものとする。
【0049】当該IDは、タグ装置ごとに異なり、図2
中の例えばタグ装置10Bには「002」が割り当てら
れ、タグ装置10Cには「003」が割り当てられ、タ
グ装置10Dには「004」が割り当てられ、…、タグ
装置10Iには「009」が割り当てられている。
【0050】当該IDの内容は各タグ装置(例えば10
A)が半永久的に保持する必要があるが、蓄電部16内
(の前記電気二重層コンデンサ)に蓄積された電力が枯
渇するとタグ装置10Aは電源を失ってしまう。
【0051】したがってIDメモリ14は通常のRAM
(ランダムアクセスメモリ)で構成するよりも、EEP
ROM(フラッシュメモリ:Electrical Erasable Pr
ogrammable ROM)やマスクROMなどのROM(リ
ードオンリーメモリ)を使用することが好ましい。
【0052】一例として、IDを書き換える必要がない
場合には、製造工程でIDの内容を確定し、以降は変更
ができないマスクROMを使用するのが、簡便である。
【0053】前記制御部13に信号S12で接続された
手順記憶部12は、タグ装置10A内部での処理手順を
記憶した部分である。
【0054】タグ装置10Aは、通常は蓄電部16内の
電力が枯渇して電源を持たない状態(無電力源状態)で
あるが、電力無線供給波PSを受信すると蓄電部16が
当該電力無線供給波PSに由来する信号S17をもとに
電力を蓄積し、電源を有する状態(有電力源状態)に移
行する。当該手順記憶部12に記憶されている処理手順
は、無電力状態から当該有電力状態に移行したあとの処
理手順について指定したものである。
【0055】当該手順記憶部12も前記IDメモリ14
と同様に、無電力源状態でもその記憶内容を維持するた
め、EEPROMやマスクROMなどのROMによって
構成する。
【0056】制御部13に信号S11を用いて接続され
ている温度センサ11は、荷物PK1内部の温度を測定
するためのセンサである。
【0057】このような構成を有するタグ装置(10A
〜10I)と、信号RS1〜RS9を用いて交信する前
記リーダ装置22の主要部の構成例は、図4に示すとお
りである。当該リーダ装置22にも、コンパクト性や機
能の節約は要求されるが、リーダ装置22は温度管理室
61などに固定的に配置されるものであるため、前記タ
グ装置10Aに比べ、その要求水準はそれほど高いもの
ではない。
【0058】(A−1−2)リーダ装置の内部構成 図4において、当該リーダ装置22は、温度比較部31
と、基準温度メモリ32と、受信バッファ33と、制御
部34と、ID検査部35と、受信処理部36と、温度
履歴メモリ37とを備えている。
【0059】このうち受信処理部36は、各タグ装置1
0A〜10Iから無線送信される前記信号RS1〜RS
9を受信するための部分で、少なくとも受信用のアンテ
ナや高周波の前記信号(例えばRS1)から各荷物内の
温度を示す前記信号S16を、信号(温度情報とID情
報)S35として得るための復調処理部を備え、必要に
応じてフィルタ部や復号処理部などをも備える。
【0060】受信処理部36が備える受信用のアンテナ
は、リーダ装置22本体から外部に突出したアンテナ
(例えば、モノポールアンテナやダイポールアンテナな
ど)を使用している。このようなアンテナはパターンア
ンテナに比べ、受信精度が向上するために好ましい。
【0061】受信バッファ33は、当該信号S35の内
容を一時的に蓄積しておくためのバッファメモリであ
る。
【0062】なお、当該受信バッファ33など、リーダ
装置22内の各構成要素には、図示しない有線ラインを
介して必要な電源が供給されている。
【0063】当該受信バッファ33に蓄積されている各
タグ装置10A〜10Iからもたらされた信号S35
は、信号S33を用いて制御部34から読み書きされ
る。
【0064】当該制御部34は、当該リーダ装置22の
CPUである。
【0065】制御部34に信号S37で接続された温度
履歴メモリ37は、各タグ装置10A〜10Gから繰り
返し供給される信号RS1〜RSGに応じて制御部23
が収集した温度情報を各タグ装置に対応付けて逐次蓄積
する部分で、外部出力装置21による印刷出力が行われ
る際には各タグ装置に対応付けて蓄積された各温度情報
(温度履歴情報)を出力する。当該温度履歴情報は、制
御部34を介して外部出力装置21に供給される。
【0066】制御部34に信号S31で接続された温度
比較部31は、各信号S35の温度情報を、設定された
温度(S32)と比較して、当該比較結果を制御部34
に返す部分である。
【0067】また、当該温度比較部31に信号S32で
接続された基準温度メモリ32は、当該信号S32とし
て、前記設定温度を出力する部分である。
【0068】なお、制御部34から外部出力装置21に
供給される信号S30は、上述した印刷出力のための情
報を伝送するほか、温度比較部31による各信号S35
の比較結果に対応した情報を伝送して外部出力装置21
の表示画面にメッセージの表示を行わせる。
【0069】また、リーダ装置22の制御部34から、
温度管理システム20の制御部23に出力される信号S
36は、当該制御部23に対し、電力供給装置24を制
御して電力無線供給波PSの無線送信を開始させること
を促す信号である。
【0070】当該信号S36を受け取った場合、制御部
23は、ただちに制御信号S40を出力し、電力供給装
置24に電力無線供給波PSを送信させる。
【0071】当該電力供給装置24の主要部の構成例
は、図6に示すようなもので、前記制御部23から出力
された制御信号S40を受け取ると、制御部41が制御
信号S41を用いて送信処理部42に、前記電力無線供
給波PSを無線送信させる。
【0072】当該送信処理部42は、電力供給装置24
本体から外部に突出したアンテナ(例えば、モノポール
アンテナやダイポールアンテナなど)を備えているが、
当該無線電力供給波PSは、もっぱら電力の伝送を目的
とするものなので、当該送信処理部42は、当該無線電
力供給波PSを送信するための構成として変調処理部や
符号化処理部などを搭載する必要はない。
【0073】なお、ここでは、リーダ装置22と電力供
給装置24を別個の装置としたが、これらの機能は1つ
の装置内にまとめて搭載するようにしてもよい。
【0074】以下、上記のような構成を有する本実施形
態の動作について説明する。
【0075】(A−2)第1の実施形態の動作 図3の外観を持つ極めてコンパクトな各タグ装置10A
〜10Iを内部に収納した荷物PK1〜PK9を温度管
理室61内に積み込んだ運送車両40が各配達先を目指
して走行開始する。このとき設定温度は−10℃である
ものとする。
【0076】温度管理室61では、前記冷却機構の自動
制御が働いて、その温度は、おおむね当該設定温度に維
持される。
【0077】しかしながら当該温度管理室61を詳細に
みると、温度分布は決して一様ではない。例えば、各配
達先に到着するたびに開閉される開閉扉62の近傍で
は、開放時に外気が流入しやすいのに対し、温度管理室
61の内奥部(例えば、荷物PK1などの位置)では、
そのようなことがない。
【0078】また、温度管理室61内で下のほうに配置
されている荷物(例えばPK4)と、上のほうに配置さ
れている荷物(例えばPK5)を比べても条件は異な
る。
【0079】さらに、当該温度管理室61の断熱材に直
接接触している荷物とそうでない荷物でも条件は異な
り、各荷物の内容物、包装材や梱包箱の材質や厚さなど
によっても条件は異なる。そして、各荷物の条件は、例
えば、隣接する荷物が配達されてなくなること等によっ
て変動する。
【0080】このように一様でない温度分布に対応する
ため、各荷物PK1〜PK9ごとにタグ装置を収納して
温度を測定する必要が生じる。
【0081】リーダ装置22は、各タグ装置10A〜1
0Iに電源を与えるため、必ずその直前に前記信号S3
6を出力して、制御部23を介し電力供給装置24に電
力無線供給波PSを送信させる。これが図7に示す前記
送信開始タイミングSTである。
【0082】送信開始タイミングSTから電力無線供給
波PSの送信を継続する時間T1は、各タグ装置10A
〜10Iの前記蓄電部16が持つコンデンサの容量や、
各タグ装置10A〜10I内の構成要素が消費する電力
に応じて決定される。
【0083】このように決定しておけば、各タグ装置1
0A〜10I内の蓄電部16は、この時間T1内に、手
順記憶部12に格納された処理手順を実行するのに十分
な電力を蓄積することができ、続いて、これを受信した
各タグ装置10A〜10Iの内部では、前記手順記憶部
12が記憶している処理手順が実行される。
【0084】当該処理手順では、擬似乱数を発生して各
タグ装置ごとに信号の送信タイミングを決定する。
【0085】当該処理手順に応じて各タグ装置10A〜
10I内の制御部13が発生した擬似乱数にしたがい、
図7において、信号RS3の送信タイミングはタイミン
グR1であり、信号RS1の送信タイミングはタイミン
グR2であり、信号RS8の送信タイミングはタイミン
グR3であり、…、信号RS9の送信タイミングはタイ
ミングR7であり、信号RS4の送信タイミングはタイ
ミングR8であり、信号RS5の送信タイミングはタイ
ミングR9である。
【0086】なお、必要ならば、ID検査部35によっ
て一部のIDが正常に検出されなかっただけですべての
処理をやり直すのではなく、すでにIDが正常に検出さ
れている信号S35については、その温度情報をもとに
次の処理に進み、次回に送信される信号RS1〜RS9
に対するID検査部35の処理では、前回に正常に検出
することができなかった信号S35についてのみ(図7
の例では、信号RS9とRS4に対応する信号S35だ
け)、そのIDの正常性を検査するようにしてもよい。
【0087】ID検査部35によって、対応するIDの
正常性が確認された各温度情報は、制御部34から信号
S31を用いて温度比較部31に供給され、基準温度メ
モリ32から出力される設定温度と比較される。
【0088】以上のような処理を長時間にわたって実行
した結果として、リーダ装置22は、所望のメモリに、
各荷物PK1〜PK9に関する内部温度の履歴情報を蓄
積することができる。処理の期間中に異常な温度が検出
された場合は、ユーザU1に警報で通知しても良いし必
要な情報を液晶ディスプレイに表示しても良い。さらに
検出された温度情報をもとに保冷室の温度制御を自動化
するような処理を行うことも可能である。
【0089】当然、荷物PK8、PK6以外の荷物につ
いても、同様な履歴情報を蓄積することが可能である。
【0090】(A−3)第1の実施形態の効果 本実施形態によれば、低温環境でも、温度測定や温度情
報の収集を正常に実行することができるとともに、各荷
物や包装材、梱包箱などを損傷することなく、断続的に
何時間でも温度測定を継続することができるため、使い
勝手がよく、信頼性の高い温度管理システムを構築する
ことが可能になる。
【0091】(B)第2の実施形態 以下では、本実施形態が第1の実施形態と相違する点に
ついてのみ説明する。
【0092】本実施形態では、第1の実施形態の構成要
素のうち、主として、電力供給装置24と、リーダ装置
22と、タグ装置(例えば10A)に対応する試作例を
示す。
【0093】(B−1)第2の実施形態の構成および動
作 前記タグ装置(例えば10A)に相当する本実施形態の
通信装置50の主要部の構成例を図8に示す。
【0094】図8において、当該通信装置50は、温度
センサ51と、ICパッケージ52,53と、アンテナ
54と、電気二重層コンデンサ55と、整流用ダイオー
ドブリッジ56と、ループアンテナ57とを備えてい
る。
【0095】このうち温度センサ51としては、ナショ
ナルセミコンダクタ社製のLM35Dを使用し、無線発
信回路制御用ICであるICパッケージ52としては、
A/D変換機能も備えている28ピンのマイクロチップ
社製PIC16F873を使用する。また、当該ICパ
ッケージ52の発信周波数は、310MHzとなるよう
に回路を設計してある。
【0096】前記温度センサ51は3つの端子51A〜
51Cを備えており、ICパッケージ52は4つの端子
(ピン)52A〜52Dを備えており、ICパッケージ
53は3つの端子(ピン)53A〜53Cを備えてい
る。なお、当該ICパッケージ53は、上述したICパ
ッケージ52(すなわちPIC16F873)の一部で
あるが、図8には、説明上、外部に展開して図示してい
る。図8から明らかなように、この試作例では、PIC
16F873の28個のピンのうち7個のみを使用す
る。
【0097】また、端子55Aと55Bを備えた電気二
重層コンデンサ55には4つのダイオードから構成され
たダイオードブリッジ56が接続され、ダイオードブリ
ッジ56の整流作用によって得られた直流電力が蓄積さ
れる。
【0098】なお、前記アンテナ54は、RF(高周
波)発信用のアンテナで長さ25cmのワイアアンテナ
とした。当該アンテナ54は、ICパッケージ53の出
力端子53Cに、SMAコネクタ58を介して接続され
ている。
【0099】一方、ループアンテナ57のほうは、一辺
10cmの正方形のループアンテナとし、その基部に前
記ダイオードブリッジ56を取り付けてある。当該ダイ
オードブリッジ56は、第1の実施形態の整流部15A
に相当する構成要素である。
【0100】このような構成を有する通信装置50は、
ループアンテナ57を介した電力供給が行われると、温
度センサ51によって温度を測定し、当該通信装置50
に固有のID(例えば、前記「001」に相当)と、測
定結果としての温度に関する情報を無線送信するように
プログラムしてある。アンテナ54はほぼ無指向なの
で、無線送信された情報は、全方向に同程度の電界強度
で送信される。
【0101】本実施形態の試作例では、第1の実施形態
のリーダ装置22に相当する機能と、電力供給装置24
に相当する機能とを、同一装置(ここでは、当該装置を
「試作リーダ装置」と呼ぶ)内に搭載する。
【0102】そして前記送信処理部42が搭載する電力
無線供給波PSを送信するためのアンテナとしては、一
辺10cmの正方形ループアンテナを用い、前記受信処
理部36が搭載するアンテナとしては、長さ20cmの
ダイポールアンテナを使用する。
【0103】試作リーダ装置からの前記電力無線送信波
PSの送信、信号(例えばRS1)の受信に関する制
御、すなわち、前記制御部34、23、41で行った制
御に相当する機能などは、マイクロチップ社製のPIC
16F877を用いて実現する。
【0104】また、当該試作リーダ装置では、外部出力
装置21の代わりとして汎用シリアルポートを設け、パ
ーソナルコンピュータに接続して受信データ(すなわち
信号の内容)を外部から参照した。シリアル出入力変換
はシリアル変換ICであるマキシム社製のMAX238
を用いて実行した。
【0105】当該試作リーダ装置はまた、周波数300
MHzの電力無線供給波PSを30分間隔で無線送信
し、当該電力無線送信波PSを受信することによって電
源を与えることで、前記通信装置50を起動させる構成
とした。
【0106】通信装置50から送信された信号の内容
(すなわち、温度情報とID情報)は、前記マイクロチ
ップ社製のPIC16F877が内蔵しているEEPR
OMに蓄積するようにプログラムした。
【0107】(B−1−1)動作確認試験 縦、横、高さがそれぞれ100cmのダンボール箱に、
異なるIDを割り当てられた通信装置50を3個入れ、
当該ダンボール箱の外に試作リーダ装置を両面テープで
取り付けた上で、当該ダンボール箱を、1時間ごとに、
25℃、−20℃の恒温室に出し入れし、その温度プロ
ファイル(内部温度の温度履歴)を6時間にわたり取得
した。
【0108】そのあと、パーソナルコンピュータを用い
て、前記PIC16F877が内蔵しているEEPRO
Mの蓄積したデータを読み出し、温度プロファイルを確
認した。
【0109】これにより、25℃、−20℃の恒温室間
を交互に移動するという、かなり過酷な温度条件下でも
十分に正常な動作を実行可能であることが確認された。
【0110】なお、本実施形態では、試作段階であるた
めループアンテナ57やアンテナ54の寸法は、第1の
実施形態のタグ装置(10Aなど)よりも大きなものと
なっているが、実際の製品では、ループアンテナ57や
アンテナ54も、パターンアンテナとして形成され、上
述したとおり、タグ装置(10A)をボタン電池と同程
度のサイズに構成することになる。
【0111】(B−2)第2の実施形態の効果 本実施形態によれば、第1の実施形態のタグ装置(例え
ば10A)、リーダ装置(22)、および電力供給装置
(24)の実現性について確認することができる。
【0112】(C)他の実施形態 なお、上記第1、第2の実施形態では、温度センサ(1
1,51)を使用したが、本発明のセンサ部が測定する
物理量は、必ずしも温度に限らないため、当該温度セン
サに置換して、または当該温度センサとともに、赤外セ
ンサ(赤外線を利用して、人の出入りや、物の有無を検
出する)、光センサ(主として可視光を利用して、日光
や部屋の消灯などの状態を検出)のほか、加速センサ、
水位センサ、音センサ、超音波センサ、ひずみセンサ、
ガスセンサ、圧力センサ、振動センサなどの各種のセン
サのなかから、選択した1または複数のセンサを使用す
ることができる。
【0113】また、上記第1の実施形態では、タグ装置
を装着する場所は、宅配便の荷物の内部(または外部)
であったが、タグ装置は荷物以外のものに配置すること
もできる。
【0114】そのコンパクト性や、電源ラインが不要な
点、あるいは(前記電池装填型通信装置のように)電池
の消耗による電源の喪失が発生せずに、半永久的に稼動
させることができる点などに着目して、いったん配置し
たら簡単には取り出せないような対象物体の内部に、当
該タグ装置を埋め込んで使用すること等も可能である。
【0115】また、タグ装置にセンサ部を搭載すること
は、必ずしも必須の要件ではない。
【0116】さらに、上記第1、第2の実施形態では、
多くの具体的な数値をあげたが、本発明の適用範囲がそ
れらの数値によって制限されるものでないことは当然で
ある。
【0117】なお、本発明では、必要に応じて、前記電
気二重層コンデンサ以外のコンデンサを利用することも
できる。
【0118】例えば、必要な容量が0.1〜数百μF程
度である場合にはアルミ電解コンデンサやタンタル電解
コンデンサなどを使用することも可能である。
【0119】また、上記第1、第2の実施形態では、I
D情報と温度情報を同時に無線送信したが、本発明で
は、必要に応じて温度情報だけを無線送信する簡略な構
成を取ることも可能である。
【0120】さらに、干渉の影響を排除して、正確な信
号の受信を行う方法は、上記第1の実施形態に示した方
法に限らない。
【0121】例えば、上記第1の実施形態で利用した擬
似乱数の替わりに、各タグ装置ごとに異なる待ち時間を
設定しておき、無線電力供給波PSを受信した各タグ装
置は、自身に設定されている待ち時間を経過しととき
に、信号(例えばRS1〜RS9)を送信するようにし
てもよい。これにより、信号の干渉の発生を確実に防止
することができる。
【0122】なお、上記第1の実施形態では擬似乱数を
利用して各タグ装置が無線送信する信号(RS1など)
の送信タイミングをずらすようにしたが、現実的な実装
では、各タグ装置10A〜10Iの電力供給装置24か
らの距離の相違や、各タグ装置内の部品の電気的特性の
バラツキ、及び信号(RS1など)の時間幅(TW1)
が極めて短いこと等に助けられるため、擬似乱数の利用
は省略しても良い。
【0123】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、使い勝手がよく、信頼性の高い無線送信装置及び無
線送受信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係るタグ装置の主要部の構成
例を示すブロック図である。
【図2】第1の実施形態に係る温度管理システムの主要
部の構成例を示す概略図である。
【図3】第1の実施形態のタグ装置の外観例を示す斜視
図である。
【図4】第1の実施形態で使用するリーダ装置の主要部
の構成例を示すブロック図である。
【図5】第1の実施形態の動作説明図である。
【図6】第1の実施形態で使用する電力供給装置の主要
部の構成例を示す概略図である。
【図7】第1の実施形態の動作説明図である。
【図8】第2の実施形態の試作例の構成を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
10A〜10I…タグ装置、11…温度センサ、12…
手順記憶部、13,23,34…制御部、14…IDメ
モリ、15,36…受信処理部、15A…整流部、16
…蓄電部、17、42…送信処理部、20…温度管理シ
ステム、21…外部出力装置、22…リーダ装置、24
…電力供給装置、31…温度比較部、32…基準温度メ
モリ、33…受信バッファ、35…ID検査部、37…
温度履歴メモリ、61…温度管理室、PK1〜PK9…
荷物、PS…電力無線供給波、RS1〜RS9…信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F073 AA02 AA22 AA23 AA31 AB02 AB12 BB01 BC02 CC01 EE12 5B035 AA00 BB09 CA12 CA23 5K060 BB00 CC05 CC11 DD01 GG03 MM00 MM08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の信号を生成して無線送信する送信
    手段を備えた無線送信装置において、 無線による電力供給を受けて蓄積しておく電力受信蓄積
    手段を備え、 当該電力蓄積手段に蓄積されている電力を前記送信手段
    に供給することを特徴とする無線送信装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の無線送信装置において、 前記送信手段は、 前記信号を生成するために、周囲環境について所定の物
    理量を測定するセンサ部を備えたことを特徴とする無線
    送信装置。
  3. 【請求項3】 請求項2の無線送信装置において、 前記センサ部は、 周囲環境の温度を測定する温度センサであることを特徴
    とする無線送信装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかの無線送信装
    置と、 当該無線送信装置に対し、無線による電力供給を行う電
    力無線送信装置とを有することを特徴とする無線送受信
    システム。
  5. 【請求項5】 内部に温度被管理物を収容する所定の温
    度管理室と、 当該温度被管理物に装着して当該温度管理室内の異なる
    空間位置に配置した複数の請求項3の無線送信装置と、 各無線送信装置に対し、無線による電力供給を行う電力
    無線送信装置と、 所定の処理手順にしたがって各無線送信装置に対して信
    号を無線送信すると共に、各無線送信装置からの信号を
    受信して処理するリーダ装置とを備えたことを特徴とす
    る無線送受信システム。
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