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

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。