JP2004318646A

JP2004318646A - 非接触識別タグ及びｒｆｉｄシステム

Info

Publication number: JP2004318646A
Application number: JP2003113799A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ishizaki; 淳石崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】計装機器から発信される各種信号を、電気ケーブル等を用いること無く監視制御情報として収集できるとともに、既存の機器に大幅な改造変更を加えること無く安価な監視システムを構築することができる非接触識別タグ及びＲＦＩＤシステムを提供する。
【解決手段】質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグ２において、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号をコード化して前記識別情報とともに応答電波として送信することを特徴とする。また、ＲＦＩＤシステムは、この非接触識別タグ２と、質問電波を送信すると共に応答電波を受信する読取装置１とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内部に電池を持たないパッシブ型の非接触識別タグ及びそれを用いたＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触ＩＤタグとして、外部の環境を測定して測定データを出力する測定手段と、測定データを蓄積するデータ蓄積手段と、データ蓄積手段に蓄積された測定データを非接触で送信する送信手段と、データ蓄積手段による測定データの蓄積動作を駆動するための電力源である電池とを具備するものであり、測定手段により外部環境を測定し、得られた測定データを蓄積し、この測定データを非接触にて読み取ることができ、この非接触ＩＤタグを個々の物品に取り付けることにより、各物品が曝された環境を測定することができるものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３０４６２０号公報（段落番号［００３２］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、一般の工業用計装機器分野において、現場の計装機器からの各種信号は、電線を通じて電気信号により各種制御装置に伝達されている。例えば、工業プロセスの各種物理変化における警報信号（温度高異常、圧力高異常等）や電気回路に使用されているヒューズの溶断警報信号、計装機器の故障警報信号等は、警報発信元から電気ケーブルを通じて各種制御装置に伝送されている。
【０００５】
しかしながら、このような方法では各種信号を発信する発信元と、監視制御装置が設置されている中央制御室等情報の集約場所との間に、電気ケーブルやコンピューターネットワーク用のケーブルを設置する必要がある。また、例えば回転体など機械的物理的にケーブルを接続できない現場からの信号伝達が困難であるという問題もあった。
【０００６】
これに対して、上記特開２０００−３０４６２０号公報に示された非接触ＩＤタグを計装機器等に装着することも考えられるが、測定データを蓄積するための駆動電力が必要となり、非接触ＩＤタグに電池を装着しなければならない。したがって、この非接触ＩＤタグでは適宜電池を交換する手間を要し、また、電池交換作業を行えない場所にはこの非接触ＩＤタグを装着できなかった。また、この非接触ＩＤタグは、内部に熱電対などの測定手段を備え、外部センサからの信号を取り込むように設計されていない。更に、外部センサから警報信号（温度高異常、圧力高異常等）や電気回路に使用されているヒューズの溶断警報信号、計装機器の故障警報信号等の情報を取得する場合、必要に応じてその時の外部電気信号を取り込めば済むので、データを蓄積して取り出す必要がない場合も多い。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、一般工業用計装機器から発信される各種信号を、電気ケーブル等を用いること無く監視制御情報として収集できるとともに、既存の機器に大幅な改造変更を加えること無く安価な監視システムを構築することができる非接触識別タグ及びＲＦＩＤシステムを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る非接触識別タグは、内部に電池を持たないパッシブ型の非接触識別タグであり、質問電波をアンテナで受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに、メモリ内の識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグであって、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号をコード化して前記識別情報とともに応答電波として送信することを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る非接触識別タグは、質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグであって、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号により、回路駆動用電力をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、応答電波の送信をＯＮ／ＯＦＦさせることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による非接触識別タグを使用したＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムの機能ブロック図である。
【００１１】
図１のＲＦＩＤシステムは、質問電波を送信する読取装置１と、読取装置１からの質問電波を受信すると個体識別のための識別情報を含んだ応答電波を返信する非接触識別タグ２から構成されている。センサ３はこの非接触識別タグ２を取り付けている対象物の物理変化を検出するものであり、ここでは例えば対象物の温度高により接点を閉じるセンサである。また、監視制御装置４は、読取装置１からの受信信号出力を処理する演算処理装置であり、パーソナルコンピューター等が使用される。なお、この機能は読取装置１に内包してもよい。
【００１２】
読取装置１は、搬送波を生成する送信回路１１と、この搬送波を質問電波として送信すると共に非接触識別タグ２からの応答電波を受信する送受信アンテナ１２と、アンテナ１２が受信した応答電波から識別情報を取り出す受信回路１３を備えている。
【００１３】
非接触識別タグ２は、読取装置１からの質問電波を受信すると共に読取装置１へ応答電波を送信する送受信アンテナ２１と、送受信アンテナ２１が受信した質問電波からクロック信号ＣＬＫを生成する受信回路２２と、質問電波を整流して電力に変換する整流回路２３と、受信回路２２からクロック信号ＣＬＫが入力されると識別情報を出力する制御回路２４と、識別情報が格納されているメモリ２５と、送受信アンテナ２１が受信した質問電波に識別情報を多重する送信回路２６と、外部からのＯＮ／ＯＦＦ信号を端子２９ａ、２９ｂを介して入力し制御回路２４へ伝達する外部インターフェイス２７を備えている。
【００１４】
次に、この発明の実施の形態１の動作を説明する。読取装置１の送信回路１１は、搬送波を生成して送受信アンテナ１２へ出力し、送受信アンテナ１２はこれを周波数ｆ１の質問電波として送出する。非接触識別タグ２の送受信アンテナ２１は読取装置１からの質問電波を受信し、整流回路２３は送受信アンテナ２１が受信した質問電波を電力に変換する。この電力が供給されることにより、制御回路２４が動作を開始する。一方、受信回路２２は、送受信アンテナ２１が受信した質問電波からクロック信号ＣＬＫを生成する。
【００１５】
そして、制御回路２４は、受信回路２２からクロック信号ＣＬＫが入力されると、メモリ２５に記憶されている識別情報を読み出すと共に、外部インターフェイス２７に入力されている外部センサ３のＯＮ／ＯＦＦ信号を読み出しコード化する。続いて、送信回路２６は、送受信アンテナ２１が受信した質問電波を搬送波とし、これに前記識別情報およびコード化された外部のＯＮ／ＯＦＦ信号を多重化して送受信アンテナ２１へ出力する。このように、送信回路２５にて搬送波を識別情報でＦＳＫ変調することにより、その周波数はｆ１±ｆ２となる。こうして、送受信アンテナ２１から周波数ｆ１±ｆ２の応答電波が送信される。そして、読取装置１の送受信アンテナ１２は非接触識別タグ２からの応答電波を受信し、受信回路１３は送受信アンテナ１２が受信した応答電波から識別情報ならびに外部センサ３のＯＮ／ＯＦＦ信号を取り出す。受信回路１３から取り出された識別情報ならびに外部センサ３のＯＮ／ＯＦＦ信号は、監視制御装置４に送信され、警報出力や画面表示がなされる。
【００１６】
以上のように実施の形態１によれば、非接触識別タグ２から、当該タグの識別情報と共に非接触識別タグが取り付けられた対象物体の物理変化（ここでは外部センサ３のＯＮ／ＯＦＦ信号）をあわせて取得することができ、それらの情報を監視制御装置４により警報として表示したり、あるいは解析情報として利用することができる。このようなパッシブ型の非接触識別タグ２は小型軽量、安価であり、物理量の測定対象が大きなもの（例えばボイラ等の大型設備機器）であっても多数のタグを取り付けることができ、しかも非接触のためケーブル配線工事が不要である。更に、取り付けたタグの識別情報とともに物理変化信号を収集できるため、対象物の監視制御および物理量測定に効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による非接触識別タグの取り付け例を示す側面図である。図３は図２の回路構成を示す機能ブロック図である。
【００１８】
図２において、ヒューズ５の側面部に本実施の形態の非接触識別タグ２を貼り付けている。また、図３において、外部入力インターフェイス２７がこの非接触識別タグ２に内蔵されている。その他の機構は図１と同様であるので、図３では省略する。また、ヒューズ５において、主回路溶断材料５１の近傍に副溶断材料５２を配置しており、主回路溶断材料５１が溶断した場合、副溶断材料５２も溶断するように構成している。そして、副溶断材料５２の両端は非接触識別タグ２の外部入力インターフェイス２７は端子２９ａ、２９ｂと接続されている。
【００１９】
次に、実施の形態２の動作について説明する。ヒューズ５が溶断していない通常の場合は、副溶断材料５２が導通しているため、外部入力インターフェイス２７への入力はＯＮ状態となっている。この状態においては、読取装置１からの質問信号に対して、非接触識別タグ２は記憶されている識別信号と外部ヒューズがＯＮ状態である旨の応答信号を返信する。ところが、ヒューズの主回路溶断材料５１が溶断した場合には副溶断材料５２も溶断する。そのため、外部入力インターフェイス２７への入力端子２９ａ，ｂ間は断線することになり、外部入力信号はＯＮからＯＦＦへ変化する。これにより、読取装置１へは外部入力インターフェイス２７がＯＦＦ状態である旨の返信を行うため、読取装置１は本ヒューズ５の溶断した情報を検知でき、警報等に使用することができる。
【００２０】
以上のように、このヒューズ５をブラシレス励磁方式の同期発電機等の回転装置に用いれば、外部への配線や接触ブラシを用いずに、回転子に設置したヒューズの溶断検出が可能となる。また、非接触識別タグは安価であり、既存の回転装置等に増設することも容易であるという効果がある。また、多数のヒューズを設置している各種制御機器においては、非接触識別タグの固有の識別番号と断線信号により、多数のヒューズのなかから、断線しているヒューズを容易に判別できるという効果がある。
【００２１】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による非接触識別タグを使用したＲＦＩＤシステムの機能ブロック図である。図４の各構成ブロックの説明は図１に準じているので、図１との相違点について説明する。図４において、図１では図示されていなかったが、整流回路２３と制御回路２４との間に蓄電用のコンデンサ２８を備えており、読取装置１からの電波を整流回路２３にて整流した後、制御装置２４の電力として使用するための駆動電力を蓄電する。このコンデンサ２８のアース側回路は、端子２９ａ、２９ｂを介して外部のセンサ３のＯＮ／ＯＦＦ接点に接続されている。
【００２２】
次に、実施の形態３の動作について説明する。外部センサ３内の接点がＯＮ状態であった場合は、コンデンサ２８の回路が閉路されるため、読取装置から受信した電波は整流回路２３で整流された後、コンデンサ２８に蓄電され、制御電力として制御回路２４に供給される。これにより、非接触識別タグ２からの識別信号が読取装置１に返信される。しかし、外部センサ３の接点がＯＦＦであった場合、コンデンサ２８の回路が成立しないため、コンデンサ２８に蓄電されず、従って制御回路２３が動作しないため、読取装置１へ識別信号を返信することはない。これにより、外部センサ３内の接点のＯＮ／ＯＦＦ状態の情報が、非接触識別タグ２および読取装置１を介して監視制御装置４にもたらされる。
【００２３】
以上のように、非接触識別タグ２からの識別情報ならびに外部センサ３の接点がＯＮとなっている情報が得られることにより、非接触識別タグ２の取り付けた対象物の物理変化（ここでは、例えば温度変化が外部センサ３の接点ＯＮ条件に合致しているということ）が把握でき、それらの情報を監視制御装置４において警報として又は解析情報として利用することができる。もし、非接触識別タグ２からの識別信号が受信できなかった場合は、対象物の物理条件が外部センサ３の接点のＯＮ条件に合致していないか、または非接触識別タグ２に故障が生じているということがわかる。また、実施の形態１に比較して非接触識別タグ２には外部インターフェイスが不要となり、内部回路が簡便になるため、より安価となる効果もある。
【００２４】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による非接触識別タグの取り付け例を示す側面図である。図６は図５の回路構成を示す機能ブロック図である。
【００２５】
図５において、ヒューズ５の側面部に本実施の形態の非接触識別タグ２を貼り付けている。図６において、２８はコンデンサであり、読取装置１からの電波を整流回路２３にて整流した後、制御回路２４の電力として使用するための制御電力を蓄電するものである。このコンデンサ２８のアース側回路を端子２９ａ、２９ｂを介して当該タグ２を貼り付けているヒューズ５の副溶断材料５２に接続している。この副溶断材料５２はヒューズ５の主回路溶断材料５１が溶断した場合、副溶断材料５２も溶断するようにする。なお、図６において、図示していない機構は図４に準じている。
【００２６】
次に、実施の形態４の動作について説明する。ヒューズ５が正常に動作していれば、副溶断材料５２は導通しているため、蓄電用コンデンサ２８の回路が成立し、制御回路２４への電源が確立するため、読取装置１へこのタグ２の識別信号を返信することができる。一方、このヒューズの主回路溶断材料５１が溶断した場合には副溶断材料５２も溶断する。その結果、コンデンサ２８への入力線は断線することになり、制御回路２４への電源供給が断たれる。これにより、読取装置１への識別信号の発信が停止するため、読取装置１は、ヒューズ５の溶断又は非接触識別タグ２が故障したことを検知できる。
【００２７】
この実施の形態４による効果は、実施の形態２と同様である。また、実施の形態２に比較して、外部インターフェイスを設ける必要がなくなるため、非接触識別タグの内部回路が簡便となり、安価となる効果もある。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグにおいて、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号をコード化して識別情報とともに応答電波として送信するようにしたので、一般工業用計装機器等から発信される各種信号を、電気ケーブル等を用いること無く監視制御情報として収集できるとともに、既存の機器に大幅な改造変更を加えること無く安価な監視システムを構築することができる。
【００２９】
また、質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグにおいて、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号により、回路駆動用電力をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、応答電波の送信をＯＮ／ＯＦＦさせるようにしたので、外部インターフェイス等が不要となり、内部回路が簡便になるため、より安価となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による非接触識別タグを使用したＲＦＩＤシステムの機能ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態２による非接触識別タグの取り付け例を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による回路構成を示す概略機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態３による非接触識別タグを使用したＲＦＩＤシステムの機能ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態４による非接触識別タグの取り付け例を示す側面図である。
【図６】この発明の実施の形態４による回路構成を示す概略機能ブロック図である。
【符号の説明】
１読取装置、２非接触識別タグ、３外部センサ、４監視制御装置、５ヒューズ、１１送信回路、１２送受信アンテナ、１３受信回路、２１送受信アンテナ、２２受信回路、２３整流回路、２４制御回路、２５メモリ、２６送信回路、２７外部入力インターフェイス、２８コンデンサ、５１主回路溶断材料、５２副溶断材料。

Claims

質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグにおいて、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号をコード化して前記識別情報とともに応答電波として送信することを特徴とする非接触識別タグ。
質問電波を受信したときに、この電波から内部回路の駆動用電力を得るともに識別情報を含む応答電波を送信する非接触識別タグにおいて、外部からの接点入力のＯＮ／ＯＦＦ信号により、前記回路駆動用電力をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、前記応答電波の送信をＯＮ／ＯＦＦさせることを特徴とする非接触識別タグ。
前記外部からの接点を、ヒューズの主回路溶断材料の近傍に設けた副溶断材料に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非接触識別タグ。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の非接触識別タグと、前記質問電波を送信すると共に前記応答電波を受信する読取装置とを備えたことを特徴とするＲＦＩＤシステム。