JP2004343393A - Reader for data carrier system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データキャリアシステム用リーダに係り、特に、リーダ同士のデータ通信に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、特許文献1には、タグを介することによって、リーダ同士の間でデータ通信を行うことができるリーダが開示されている。送信側のリーダは、タグに送信データを送信し、この送信データが、タグから受信側のリーダに送信される。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−127673号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術のように、タグを介することによってデータ通信を行う場合、リーダ同士のデータ通信には常にタグが必要となるため、使い勝手の上で好ましくない。
【0005】
本発明の目的は、リーダ同士の間でデータ通信を直接行うことを可能にして、利便性の向上を図ることである。
【0006】
【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、本発明は、リーダ同士の間でデータ通信を行うデータキャリアシステム用リーダを提供する。このリーダは、発振波形を生成する発振回路と、データの送受信用のコイルを含む共振回路とを有する発振部と、データの送信時には、発振回路によって生成された発振波形を送信データに応じて変調した上でコイルを励磁し、データの受信時には、発振部によるコイルの励磁を停止する制御部と、外部より励磁されたコイルの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う受信部とを有する。
【0007】
ここで、本発明において、発振部と制御部との間に設けられた第1のダイオードをさらに有していてもよい。この場合、制御部は、データの送信時には第1のダイオードを逆バイアス状態に設定することにより、発振回路の発振を許容し、データの受信時には第1のダイオードを順バイアス状態に設定することにより、発振回路の発振を規制する。
【0008】
また、本発明において、発振部と制御部との間に設けられた第2のダイオードをさらに有することが望ましい。この場合、制御部は、順バイアス接続された第2のダイオードを介して、送信データを発振部に供給する。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本実施形態に係るリーダを用いた非接触のデータキャリアシステムの説明図である。リーダ1の特徴は、タグ10との間のみならず、他のリーダ30との間でもデータ通信が可能な点である。具体的には、リーダ1は、自己の発振部2と他のリーダ30の発振部31との間の電磁誘導によって、他のリーダ30との間で双方向のデータ通信を行う。また、リーダ1は、自己の発振部2とタグ10のコイル11との間の電磁誘導によって、タグ10からの送信データを受信する。
【0010】
図2は、リーダ1の構成を示す回路図である。リーダ1は、発振部2と、2つのダイオード3a,3bと、制御部4と、受信部5とを主体に構成されている。この発振部2は、トランジスタバッファ20と、共振回路21と、発振回路の一形態であるリング発振回路26とを有する。トランジスタバッファ20は、2つの固定電位Voff,Vssとの間に直列接続されたnpnトランジスタ20aとpnpトランジスタ20bとを有する。npnトランジスタ20aのコレクタは、電源電位Vddに接続され、高レベル(以下「Hレベル」という)に設定されている。pnpトランジスタ20bのコレクタは、コンデンサ21bの一端と、基準電位Vssとに共通接続され、低レベル(以下「Lレベル」という)に設定されている。トランジスタバッファ20の出力端は、データの送受信用のコイル21aの一端に接続されている。このコイル21aの他端とコンデンサ21bの他端とは共通接続されている。これらの受動素子21a,21bは、共振回路21を構成しており、両者が共通接続されたノードは、受信部5と抵抗22の一端とに接続されている。この抵抗22の他端は、コンデンサ23の一端に接続されている。このコンデンサ23の他端は、抵抗24の一端と、コンデンサ25の一端と、インバータ26aの入力端とに接続されている。受動素子24,25の他端と、インバータ26aの出力端とは、共通接続されている。この共通接続されたノードは、インバータ26bの入力端に接続されている。このインバータ26bの出力端は、インバータ26cの出力端に接続されている。このインバータ26cの出力端は、抵抗27の一端に接続されている。リング発振回路26は、直列に接続された3つのインバータ26a〜26cから構成され、発振波形を生成する。抵抗27の他端は、トランジスタバッファ20の入力端に接続されている。
【0011】
ここで、発振部2における発振動作について説明する。インバータ26aが、帰還抵抗である抵抗22によってリニア領域で動作し、かつ、共振回路21を同相で駆動することを条件として、発振部2における発振は開始する。具体的には、インバータ26cと、トランジスタバッファ20とは反転増幅回路として機能する。そして、共振回路21により位相が遅れ、出力波形が180度遅延してインバータ26aの入力端に帰還することで正帰還回路が構成される。共振回路21が位相反転する周波数は、この共振回路21の自己共振周波数と一致し、この時定数で発振周波数は約125kHzとなる。
【0012】
2つのダイオード3a,3bは、発振部2と制御部4との間に設けられている。第1のダイオード3aは、リング発振回路26の発振状態を制御するために用いられる。このダイオード3aのアノードは、リング発振回路26を構成するインバータ26aの入力端に接続されている。このダイオード3aのカソードは、制御部4に接続されている。第2のダイオード3bは、発振部2に送信データを供給するために用いられる。このダイオード3bのカソードは、抵抗3cを介して、トランジスタバッファ20の入力端に接続されている。このダイオード3bのアノードは、制御部4に接続されている。
【0013】
制御部4は、発振部2におけるコイル21aの励磁状態を制御することで、データの送受信を制御する。具体的には、データの送信時において、制御部4は、第1のダイオード3aを逆バイアス状態に設定することによって、リング発振回路26の発振を許容する。リング発振回路26は、制御部4に発振を許容されている場合に、発振波形を生成する。また、制御部4は、順バイアス接続された第2のダイオード3bを介して、送信データdを発振部2に供給する。この送信データに応じて、発振部2における発振波形が変調される。このような2つのダイオード3a,3bを介した制御によって、制御部4は、発振波形を送信データdに応じて変調した上で、コイル21aを励磁させる。一方、データの受信時において、制御部4は、第1のダイオード3aを順バイアス状態に設定することにより、発振部2の電流が制御部4に流れるようにする。これによって、発振部2における正帰還回路が構成されず、リング発振回路26の発振が規制される。また、制御部4は、第2のダイオード3bを逆バイアス状態に設定することによって、送信データdの出力を停止する。このような2つのダイオード3a,3bを介した制御によって、制御部4によるコイル21aの励磁が停止される。
【0014】
受信部5は、外部より励磁されたコイル21aの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う。この受信部5は、整流、積分、増幅および波形成形するために、ダイオード5aと、4つのコンデンサ5b,5d,5g,5kと、4つの抵抗5c,5e,5h,5iと、3つのインバータ5f,5j,5lとから構成されている。ダイオード5aの一端は、発振部2における共振回路21のノードに接続されている。このダイオード5aの他端には、2つのコンデンサ5b,5dの一端と、抵抗5cの一端とが共通接続されている。コンデンサ5bと抵抗5cとは並列接続されており、これらの受動素子5b,5cの他端は共通接続されている。この共通接続されたノードは、基準電位Vssに設定されている。一方、コンデンサ5dの他端は、抵抗5eに接続されている。この抵抗5eの他端は、インバータ5fの入力端と、コンデンサ5gの一端と、抵抗5hの一端とに共通接続されている。これらの素子5f〜5hは並列接続されており、インバータ5fの出力端と、受動素子5g,5hの他端とは、共通接続されている。この共通接続されたノードは、抵抗5iの一端に接続されている。この抵抗5iの他端は、インバータ5jの入力端と、コンデンサ5kの一端とに共通接続されている。これらの素子5j,5kは並列接続されており、インバータ5jの出力端と、コンデンサ5kの他端とが共通接続されている。この共通接続されたノードは、インバータ5lの入力端に接続されている。このインバータ5lの出力端は、制御部4に接続されている。
【0015】
つぎに、図3に示すタイミングチャートを参照しながら、リーダ1,30同士のデータ通信について説明する。このタイミングチャートは、図1に示したように、本実施形態に係るリーダ1と他のリーダ30との間でデータの送受信を行うケースに関する。データ通信の相手側であるリーダ30は、例えば、リーダ1と同様の構成を有しており、発振部31と制御部32と受信部33とを主体に構成されている。これらのリーダ1,30同士の間のデータの送受信は、それぞれのコイルを近接させることによって開始する。
【0016】
データの送信時において、制御部4は、リング発振回路26によって生成された発振波形を送信データdに応じて変調した上でコイル21aを励磁する。具体的には、制御部4は、第1のダイオード3aのカソード(図2におけるA点)をHレベルに設定する。カソードをHレベルにすることで、このダイオード3aは逆バイアス状態に設定される。このため、発振部2から制御部4には電流が流れず、発振部2は正帰還回路を構成する。正帰還回路を構成する発振部2では、上述した発振周波数の発振が開始される。一方、制御部4は、第2のダイオード3bのアノード(図2におけるB点)に、図3に示したようなパルス状の送信データdを出力する。このため、発振部2には、第2のダイオード3bを介して送信データdが出力される。この送信データdによって、発振部2における発振波形は振幅変調される。具体的には、図2におけるC点における発振波形が、図3に示したような上下振幅が対称な被変調波に変調される。そして、このような被変調波が共振回路21のコイル21aに励磁される。この非変調波によって、受信側のリーダ30における発振部31にも同調発振波形が励磁される。
【0017】
一方、データの受信時において、制御部4は、発振部2によるコイル21aの励磁を停止し、他のリーダ30からの受信データをコイル21aで受信する。具体的には、制御部4は、第1のダイオード3aのカソードをLレベルに設定する。カソードをLレベルにすることで、このダイオード3aは順バイアス状態に設定され、発振部2の電流が制御部4に流れる。このため、発振部2は正帰還回路を構成せず、制御部4による発振部2の発振が停止される。一方、制御部4は、第2のダイオード3bのアノードをLレベルに設定し、送信データdの出力を停止する。データの受信時において、データの送信側であるリーダ30の発振部31には、例えば、図3の実線に示した形状の被変調波(データ送信時に相当)が励磁される。このような発振部31における被変調波によって、リーダ1の発振部2のコイル21aには、同図の点線で示した形状の同調発振波形が励磁される。このように励磁された被変調波は、受信部5によってパルス状の受信データ(図3の波形(D点)を参照)に復調され、制御部4に出力される。
【0018】
また、リーダ1は、タグ10からのデータの受信も行う。タグ10は、一般的なタグであり、コイル11と応答用IC12とから構成されている(図1参照)。タグ10からのデータ受信時において、リーダ1は、送信データdによる変調を行わずに発振部2の発振を行い、この発振によってタグ10に電力を供給する。この電力によって、タグ10の応答用IC12は自動的に起動し、応答用IC12のメモリから送信データdが読み出される。タグ10における発振は、この送信データdによって被変調波に変調される。そして、タグ10からの被変調波によって、リーダ1側のコイル21aが励磁される。この被変調波は、受信部5によって復調され、受信データとして制御部4に出力される。このように、リーダ1がタグ10からのデータを受信する場合には、送信データdによる変調が行われないので、2つのダイオード3a,3bは関与しない。
【0019】
このように、本実施形態に係るリーダ1では、データの送受信の状態に応じて発振部2における発振を制御することによって、リーダ1,30同士の間でデータ通信を行うことができる。すなわち、他のリーダ30にデータを送信する場合、制御部4は、第1のダイオード3aを逆バイアスに設定し、発振部2における発振を許容する。そして、この発振部2における発振波形が、送信データdによって変調され、リーダ30に送信される。一方、他のリーダ30からデータを受信する場合、制御部4は、第1のダイオード3aを順バイアス状態に設定し、制御部4による発振部2の発振を停止する。これにより、リーダ1,30同士の間でデータ通信を直接行うことができるので、ユーザの利便性の向上を図ることができる。
【0020】
また、制御部4は、2つのダイオード3a,3bを介して発振部2の発振を制御している。このため、リーダ同士の間のデータ通信を行うための回路を比較的簡単な構成で実現できる。したがって、リーダ1の回路構成を簡素化することができるので、リーダ同士のデータ通信を安価なコストで実現できる。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、リーダ同士の間でデータ通信を直接行うことができるので、ユーザの利便性の向上を図ることとができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るリーダを用いた非接触のデータキャリアシステムの説明図
【図2】リーダの構成を示す回路図
【図3】データ送受信時のタイミングチャート
【符号の説明】
1 リーダ
2 発振部
3a 第1のダイオード
3b 第2のダイオード
4 制御部
5 受信部
10 タグ
20 トランジスタバッファ
20a pnpトランジスタ
20b npnトランジスタ
21 共振回路
21a コイル
21b コンデンサ
26 リング発振回路
26a〜26c インバータ
30 リーダ
31 発振部
32 制御部
33 受信部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data carrier system reader, and more particularly, to data communication between readers.
[0002]
[Prior art]
For example,
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-12773 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when data communication is performed via a tag as in the related art, a tag is always required for data communication between readers, which is not preferable in terms of usability.
[0005]
An object of the present invention is to enable data communication directly between readers to improve convenience.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides a data carrier system reader for performing data communication between readers. This reader has an oscillation unit having an oscillation circuit for generating an oscillation waveform, a resonance circuit including a coil for transmitting and receiving data, and modulates an oscillation waveform generated by the oscillation circuit according to transmission data when transmitting data. And a control unit for exciting the coil and stopping the excitation of the coil by the oscillating unit when receiving data, and a receiving unit for demodulating the received data based on the reception waveform of the coil excited from the outside. .
[0007]
Here, the present invention may further include a first diode provided between the oscillation unit and the control unit. In this case, the control unit allows the oscillation of the oscillation circuit by setting the first diode to a reverse bias state when transmitting data, and sets the first diode to a forward bias state when receiving data. Regulate the oscillation of the oscillation circuit.
[0008]
Further, in the present invention, it is desirable to further include a second diode provided between the oscillation unit and the control unit. In this case, the control unit supplies the transmission data to the oscillation unit via the forward-biased second diode.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory diagram of a contactless data carrier system using a reader according to the present embodiment. The feature of the
[0010]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the
[0011]
Here, the oscillation operation in the
[0012]
The two diodes 3a and 3b are provided between the
[0013]
The
[0014]
The receiving
[0015]
Next, data communication between the
[0016]
At the time of data transmission, the
[0017]
On the other hand, at the time of data reception, the
[0018]
The
[0019]
As described above, in the
[0020]
Further, the
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, data communication can be directly performed between readers, so that user convenience can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a non-contact data carrier system using a reader according to the present embodiment. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the reader. FIG. 3 is a timing chart at the time of data transmission and reception.
DESCRIPTION OF
Claims (3)
発振波形を生成する発振回路と、データの送受信用のコイルを含む共振回路とを有する発振部と、
データの送信時には、前記発振回路によって生成された前記発振波形を送信データに応じて変調した上で前記コイルを励磁し、データの受信時には、前記発振部による前記コイルの励磁を停止する制御部と、
外部より励磁された前記コイルの受信波形に基づいて、受信データの復調を行う受信部と
を有することを特徴とするデータキャリアシステム用リーダ。In a data carrier system reader that performs data communication between readers,
An oscillating unit having an oscillating circuit for generating an oscillating waveform, and a resonant circuit including a coil for transmitting and receiving data,
When transmitting data, a control unit that excites the coil after modulating the oscillation waveform generated by the oscillation circuit in accordance with transmission data, and stops receiving the data, thereby stopping excitation of the coil by the oscillation unit. ,
A receiver for demodulating received data based on a reception waveform of the coil excited from the outside.
前記制御部は、データの送信時には前記第1のダイオードを逆バイアス状態に設定することにより、前記発振回路の発振を許容し、データの受信時には前記第1のダイオードを順バイアス状態に設定することにより、前記発振回路の発振を規制することを特徴とする請求項1に記載されたデータキャリアシステム用リーダ。A first diode provided between the oscillation unit and the control unit,
The control unit may allow the oscillation circuit to oscillate by setting the first diode to a reverse bias state when transmitting data, and set the first diode to a forward bias state when receiving data. 2. The data carrier system reader according to claim 1, wherein the oscillation of the oscillation circuit is regulated by the following.
前記制御部は、順バイアス接続された前記第2のダイオードを介して、送信データを前記発振部に供給することを特徴とする請求項1または2に記載されたデータキャリアシステム用リーダ。A second diode provided between the oscillation unit and the control unit,
3. The data carrier system reader according to claim 1, wherein the control unit supplies transmission data to the oscillation unit via the second diode connected in a forward bias manner.
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