JP2005031948A - データキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子機器の内部回路及び外部のリーダ/ライタ装置の両方から上記データキャリアに対して通信可能なデータキャリアシステムを安価に構築できるようにする。
【解決手段】磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器の内部コントローラ21と通信可能に構成されているデータキャリア1に、上記リーダ/ライタ装置3または上記電子機器の内部コントローラ21から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにする機能を持たせることにより、上記電子機器2側には高価なリーダ/ライタ装置を配設することなく、上記電子機器2と上記データキャリア1との間で通信可能とする。
【選択図】 図1
【解決手段】磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器の内部コントローラ21と通信可能に構成されているデータキャリア1に、上記リーダ/ライタ装置3または上記電子機器の内部コントローラ21から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにする機能を持たせることにより、上記電子機器2側には高価なリーダ/ライタ装置を配設することなく、上記電子機器2と上記データキャリア1との間で通信可能とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器に関し、特に、電子機器に係わる情報をデータキャリアに格納しておき、上記格納した情報を外部から非接触で読み出すようにするデータキャリアシステムに用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
プラスチック製のカードにICチップを配設してなるデータキャリア(子機)と、上記データキャリアに無線で交番磁界を供給するリーダ/ライタ装置(親機)とからなるデータキャリアシステムが普及している。
【0003】
このようなデータキャリアシステムは、非接触型IDカードとして鉄道の定期券や、物流分野における個々の貨物を識別するためのタグや、各種メーカーにおける製品の在庫管理や、事務所あるいは病院等におけるファイル管理を行うシステム等に利用されている。
【0004】
上述のように種々の分野で利用が広がっているデータキャリアシステムであるが、非接触型のデータキャリアにおいては、自己の使用する電力を、リーダ/ライタ装置から供給される交番磁界から得ている。
【0005】
すなわち、非接触型のデータキャリアは送受信用アンテナを有しており、リーダ/ライタ装置と呼ばれる親機から送信される交番磁界を上記送受信用アンテナで受信し、上記交番磁界の大きさに応じて流れる電流を整流して動作電力としている。
【0006】
上述のようなデータキャリアシステムの応用例として、自動販売機、ゲーム機、電気メータ、ガスメータ、水道メータ、家電、OA機器、生産設備等にデータキャリアを配設しておき、これらの電子機器の稼動履歴・売上記録・使用量等の情報を上記データキャリアに記録しておくことが行なわれている。
【0007】
一例として、特許文献1に示すように、電子機器で使用する消耗品を収納したカートリッジにデータキャリアを取り付けておき、上記電子機器の本体側に設けられた上記リーダ/ライタ装置と上記データキャリアとの間で所定の通信を行い、上記消耗品を収納したカートリッジ内に収納されている消耗品の可否を確認するようにした発明が提案されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−134151号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、電子機器本体とは独立的に構成されているデータキャリアに情報を書き込んでおくようにすることにより、上記カートリッジに収納されて供給される消耗品を効率良く管理することができるようになる。
【0010】
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明の場合には、上記電子機器と上記データキャリアと通信を行うために、上記電子機器側にリーダ/ライタ装置を配設していた。このため、種々の情報をデータキャリアに記録しておき、それを外部からリーダ/ライタ装置によって読み出すようにするデータキャリアシステムを構築するコストが高くなってしまう問題があった。
【0011】
本発明は上述の問題点にかんがみ、電子機器にデータキャリアを配設しておき、上記電子機器の内部回路、及び外部のリーダ/ライタ装置の両方から上記データキャリアに対して通信可能なデータキャリアシステムを安価に構築できるようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータキャリアは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにしたことを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると上記I/O端子の電位を検出するI/O端子電位検出手段と、上記I/O端子電位検出手段の電位検出結果に基づいて、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器との通信を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されるとリセットを解除して、上記リーダ/ライタ装置から送られてくる同期パターンを待つ通信待機状態に設定する通信待機状態設定手段と、上記通信待機状態設定手段により通信待機状態に設定されてからの経過時間を監視する待機時間監視手段と、上記待機時間監視手段による監視時間が、あらかじめ設定された時間を経過したら、上記電子機器と通信通信動作を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記動作電力を供給した相手が上記電子機器であると判断した場合には、上記I/O端子を用いて上記電子機器とデータのやり取りを行うことを特徴としている。
【0013】
また、本発明のデータキャリアを備えた電子機器は、上記の何れかに記載のデータキャリアを備えたことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図1を参照しながら本発明によるデータキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器の第1の実施の形態を説明する。
図1に示したように、本実施の形態のデータキャリア1は電子機器2内に配設され、上記電子機器の内部コントローラ21と通信可能に構成されているとともに、外部のリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成されている。
【0015】
上記データキャリア1と上記リーダ/ライタ装置3との間の通信は、上記リーダ/ライタ装置3と上記データキャリア1のアンテナコイルLとが電磁結合されていて、データキャリア1においては、リーダ/ライタ装置3の送信コイル(図示せず)から送信された変調高周波信号がアンテナコイルL及び共振用コンデンサCを介して送受信回路に供給される。
【0016】
図2にデータキャリア1の概略構成を示す。図2に示したように、上記変調高周波信号は、整流回路11で整流された後で、電源回路12に供給されてデータキャリア1の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。また、アンテナコイルL及びコンデンサCよりなる共振回路で誘起された信号は受信回路13にも供給され、上記受信回路13によりデータが復調されて演算処理回路14に供給される。演算処理回路14は、タイミング回路15及びリセット回路16の出力に基づいて動作し、供給されるデータを処理して所定のデータを図示しないメモリに書き込む処理を行う。
【0017】
また、図示しないメモリから読み出されたデータが演算処理回路14で処理されて送信回路17に供給される。送信回路17は、例えば負荷抵抗とスイッチとにより構成されており、データの”1”、”0”ビットに応じてこのスイッチがオン、オフ動作することにより、アンテナ回路に対する負荷が変動する。
【0018】
このため、リーダ/ライタ装置3においては、上記データキャリア1のアンテナ回路と電磁結合している受信コイルに流れる高周波電流の振幅が変動する。すなわち、この高周波電流は、データキャリア1の演算処理回路14から送信回路17に供給されるデータによって振幅変調される。この変調高周波信号が復調されて上記リーダ/ライタ装置3においてデータが得られる。
【0019】
上記の構成は、データキャリアの一般的な構成であるが、本実施の形態のデータキャリア1の場合には電源端子POW、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2、接地端子GND等が設けられている。これらの端子が設けられていることにより、本実施の形態のデータキャリア1は電子機器の内部コントローラ21とデータの送受信を行うことが可能となっている。
【0020】
次に、図3のフローチャートを参照しながら本実施の形態のデータキャリアの動作を説明する。
(第1の動作例)
図3に示したように、動作電力が供給されるとデータキャリア1は動作を開始し、ステップS31においてリセットを解除してコマンドの待ち状態になる。更に厳密に言えば、受信コイルに誘導された交流信号電圧に変調されてコマンドやデータの前に送られてくる同期パターンを待っている状態になる。
【0021】
そして、ステップS32において同期パターンの検出を行い、同期パターンを検出したら上記動作電力の供給がリーダ/ライタ装置3から行われたと判断してステップS33に進み、磁界結合を利用してリーダ/ライタ装置(R/W)3と所定の通信を行う。
【0022】
一方、ステップS32において同期パターンを検出しなかった場合にはステップS34に進み、同期パターンの待ち状態の継続期間をカウントする。上記同期パターンの待ち状態が所定の時間以内であればステップS32に戻って同期パターンの検出を引き続き行う。
【0023】
また、ステップS34の判定の結果、上記同期パターンの待ち状態が、あらかじめ設定された所定の時間以上となった場合には、上記動作電力の供給が電子機器2からであると判断してステップS35に進み、電子機器2との通信動作を開始する。上記電子機器2との通信は第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して行う。上記ステップS31の処理により通信待機状態設定手段が構成され、上記ステップS34の処理により待機時間監視手段が構成される。また、上記ステップS32の処理により通信制御手段が構成される。
【0024】
この第1の動作例の場合は、データキャリア1による起動か電子機器2による起動かを判断するシーケンスが簡単であり、特定用途向けのタグに用いる場合に適している。
【0025】
(第2の動作例)
次に、図4のフローチャートを参照しながら第2の動作例を説明する。
電力が供給されて動作が開始されると、最初のステップS41においてリセットを解除して第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位を判定する。この処理により、I/O端子電位検出手段が構成される。
【0026】
次に、ステップS42に進み、上記電位の判定の結果に基づいて電子機器2からの駆動であるか否かを判定する。この判定の結果、電子機器2側からの駆動であれば、上記第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位は外部より規定のレベルに設定されているので、その設定に応じた動作を開始する。具体的には、設定に応じた行から始まるプログラムを実行する。この処理により、この動作例における通信制御手段が構成される。
【0027】
一方、上記ステップS42の判定の結果、上記第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位が「L」、「L」のときはリーダ/ライタ装置3からの駆動と判断してステップS44に進んで同期パターンが送られてくるのを待つ。
【0028】
そして、ステップS45において同期パターンを検出したらステップS46に進んで磁界結合を利用してリーダ/ライタ装置3と所定の通信を開始する。
【0029】
(第3の動作例)
次に、図5のフローチャートを参照しながら第3の動作例を説明する。
電力が供給されて動作を開始すると、先ず、最初のステップS51においてリセットを解除してコマンドの待ち状態になる。更に厳密に言えば、コマンドやデータの前に送られてくる同期パターンを待っている状態に設定する。
【0030】
次に、ステップS52に進んで同期パターンの検出を行う。そして、同期パターンを検出したらステップS53に進み、磁界結合を利用してデータキャリア1と所定の通信を開始する。
【0031】
一方、ステップS52の判定の結果、同期パターンを検出しなかった場合にはステップS54に進み、あらかじめ設定した所定の時間が経過した否かを判定する。この判定の結果、所定の時間が経過したら、上記動作電力の供給がデータキャリア1ではなく、電子機器2からであると判断してステップS55に進む。
【0032】
ステップS55においては、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位を検出する。次に、ステップS56に進み、上記入出力端子の電位検出の結果に基いて電子機器2側からの駆動であるか否かを判定する。この判定の結果、電子機器2からの駆動であれば、外部より規定のレベルに設定されているので、その設定に応じた動作を開始する。具体的には設定に応じた行から始まるプログラムを実行する。
【0033】
設定の種類としては、レベル数(通常は「H」、「L」の2値)と、I/Oボートの教との組み合わせの数(積)だけ用意することができる。但し、データキャリア1からの駆動の場合の条件は必ず必要なので、本実施の形態のようにI/Oポートが2個である時には、「L」、「L」のときをデータキャリア1からの駆動とする。
【0034】
この場合、上記入出力端子の電位が「L」、「L」のときはデータキャリア1からの駆動と判断して再び同期パターン待ちとしても良いし、特定のプログラム動作に割り振るようにしてもよく、設定は自由である。一旦、内部機器からの駆動と判断してプログラム動作を開始すると、I/Oポートはデータのやり取りに使われる。
【0035】
上述したように、本実施の形態のデータキャリア1は、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して電子機器2側からデータやコマンドを受け取ったり、データを機器側に送信したりすることができる。一般に、データキャリアは、リーダ/ライタ装置3から供給される磁界を受けてリード/ライトする動作モードを本来的に有している。
【0036】
したがって、データキャリア1を取り込む機器にリーダ/ライタ装置3を内蔵すれば上記目的は達成されるが、リーダ/ライタ装置3は高価なので電子機器2がコストアップとなってしまう。本実施の形態においては、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して電子機器2と通信可能に構成するとともに、磁界結合を介してリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成した。
【0037】
したがって、データキャリア1を電子機器2に取り付けて、上記データキャリア1と電子機器2との間でデータの送受信を行うデータキャリアシステムを、上記電子機器2側にはリーダ/ライタ装置3を設けることなく実現することができる。したがって、リーダ/ライタ装置3及び電子機器2の両方と通信を行うことが可能なデータキャリアシステムを安価に構成することができる。
【0038】
次に、図6〜図8を参照しながらデータキャリア1及び電子機器2の構成例を説明する。
(第1の構成例)
図6に示した第1の構成例は、機器の内部コントローラ61に電源供給端子POW、電源制御端子CON、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。
【0039】
一方、タグの内部回路(データキャリア1の内部回路)62には、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。また、電子機器2側にはスイッチング回路63及びオシレータ64が設けられていて、上記スイッチング回路63を介してオシレータ64の交流出力をタグの内部回路62の入力側に選択的に印加できるように構成している。
【0040】
このような構成により、上記スイッチング回路63が上記電源制御端子CONからの制御信号により閉動作すると、交流電力が供給されることによりタグの内部回路62が起動して所定の動作を開始する。起動後の動作は上述した図3〜図5の何れかにより行われる。
【0041】
(第2の構成例)
図7に示した第2の構成例は、機器の内部コントローラ71に電源制御端子CON、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。また、タグの内部回路72には第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。
【0042】
また、ダイオードDを介して、機器の内部コントローラ71の電源制御端子CONはタグの内部回路72の電源に接続されていて、機器の内部コントローラ71から動作電力を供給している。
【0043】
このような構成により、上記電源制御端子CONから動作電力が供給されると、上記タグの内部回路72が起動して所定の動作を開始する。この例の場合も、起動後の動作は上述した図3〜図5の何れかにより行われる。ダイオードDは電子機器2の内部からではなく、リーダ/ライタ装置3側からデータキャリア1を駆動するときに、データキャリア1の動作と電子機器2側とを切り離すためのものである。
【0044】
(第3の構成例)
次に、図8に示した構成例の場合は、電子機器2側から交流電力を供給しなくてもデータキャリア1を起動できるようにした構成例を示している。
この例の場合、機器のコントローラ81には電源供給端子POW、電圧監視端子MONI、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GND等を設けている。
【0045】
一方、タグの内部回路(データキャリア1の内部回路)82には、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を設けている。また、本実施の形態においてはデータキャリア1側に、コイルL及びコンデンサCよりなるアンテナ回路が接続される2つの電源端子T1及びT2間に整流回路85が設けられている。上記整流回路85は、第1のトランジスタTr1及び第2のトランジスタTr2よりなる正帰還のクロスカップルの回路で構成されている。
【0046】
そして、上記整流回路85の整流出力が整流用ダイオードD3及びD4を介して、上記2つの電源端子T1及びT2間に接続された平滑用のリプルフィルタコンデンサC2に供給されるように構成されている。
【0047】
このような構成により、電源入力端子83を介して機器のコントローラ81の電源供給端子POWから所定の電圧が供給されると、上記整流回路85と外部の同調回路とで発振させることができる。これにより、電子機器2側からは直流電圧を印加するだけでデータキャリア1を起動することが可能となる。したがって、電子機器2側にデータキャリア1を起動するための交流電源を用意しなくても済む利点が得られる。
【0048】
なお、第1のダイオードD1及び第2のダイオードD2は、電子機器2の内部からではなく、リーダ/ライタ装置3側からデータキャリア1を駆動するときに、データキャリア1の動作を電子機器2側と切り離すためのものである。
【0049】
次に、図9〜図11にデータキャリア1の使用例を示す。
図9は、第1の使用例を示した図であり、ジュースの自動販売機90にデータキャリア91を配設した例を示している。このように、データキャリア91を配設することにより、ジュースの自動販売機90の稼動履歴、売上記録、使用実績、保存温度及び時刻等の管理データ、在庫数等の情報をデータキャリア91に記録することができる。
【0050】
上記データキャリア91に記録した情報は、不揮発メモリに記録されることにより、ジュースの自動販売機90に電源が供給されなくなった場合においても外部のリーダ/ライタ装置3から非接触で読み出すことができる。このため、ジュースの自動販売機90が故障したり、電源が供給されなくなったりした場合でも売上や使用量等の必要な情報を確実に入手することができる。
【0051】
また、ジュースの自動販売機90が所定の設置場所から搬出されて、移動中や保管状態であるために電源が供給されない場合でも、稼動履歴等の必要な情報を何時でも取り出すことができる。
【0052】
図10(a)及び(b)は第2の使用例を示し、冷蔵庫100にデータキャリア101を配設した例を示している。このように、データキャリア101を配設して冷蔵庫100の稼動状態を記録するようにすると、ドアの開閉状態や保管温度の履歴等を正確に知ることができるので、内部に収容した物品の品質管理を厳格にすることができる利点が得られる。
【0053】
図11は、第3の使用例を示し、産業用の生産装置110にデータキャリア111を配設した例を示している。
上記産業用の生産装置110としては任意の装置に適用することが可能であり、生産物に係わる種々の情報をデータキャリア111に正確に記録しておくことができるので、故障が発生した場合においても、それまでの生産個数や生産品目等を確実に知ることができる利点が得られる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器本体と通信可能に構成されているデータキャリアに、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器本体から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにする機能を持たせたので、上記電子機器本体側には高価なリーダ/ライタ装置を配設することなく、上記電子機器本体と上記データキャリアとの間で通信を行うようにすることができる。これにより、電子機器の内部回路及び外部のリーダ/ライタ装置の両方からデータキャリアに対して通信可能なデータキャリアシステムを、上記電子機器側にリーダ/ライタ装置を配設することなく構築することができて、この種のデータキャリアシステムを安価に構築することができる利点が得られる。このため、装置の管理データ等を装置の稼動中にデータキャリアに残しておくようにすれば、外部からリーダ/ライタ装置により非接触で読み出すことができる。また、逆に装置への制御データ等をリーダ/ライタ装置から非接触でデータキャリア書き込んでおくことができるので、装置はデータキャリアから制御データを受け取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデータキャリアシステムの概略構成例を示す図である。
【図2】データキャリアと電子機器の内部コントローラとの構成例を示す機能構成図である。
【図3】第1の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図4】第2の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図5】第3の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図6】データキャリア及び電子機器の第1の構成例を説明する図である。
【図7】データキャリア及び電子機器の第2の構成例を説明する図である。
【図8】データキャリア及び電子機器の第3の構成例を説明する図である。
【図9】データキャリアの第1の使用例を示した図である。
【図10】データキャリアの第2の使用例を示した図である。
【図11】データキャリアの第3の使用例を示した図である。
【符号の説明】
1 データキャリア
2 電子機器
3 リーダ/ライタ装置
11 整流回路
12 電源回路
13 受信回路
14 演算処理回路
15 タイミング回路
16 リセット回路
17 送信回路
【発明の属する技術分野】
本発明はデータキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器に関し、特に、電子機器に係わる情報をデータキャリアに格納しておき、上記格納した情報を外部から非接触で読み出すようにするデータキャリアシステムに用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
プラスチック製のカードにICチップを配設してなるデータキャリア(子機)と、上記データキャリアに無線で交番磁界を供給するリーダ/ライタ装置(親機)とからなるデータキャリアシステムが普及している。
【0003】
このようなデータキャリアシステムは、非接触型IDカードとして鉄道の定期券や、物流分野における個々の貨物を識別するためのタグや、各種メーカーにおける製品の在庫管理や、事務所あるいは病院等におけるファイル管理を行うシステム等に利用されている。
【0004】
上述のように種々の分野で利用が広がっているデータキャリアシステムであるが、非接触型のデータキャリアにおいては、自己の使用する電力を、リーダ/ライタ装置から供給される交番磁界から得ている。
【0005】
すなわち、非接触型のデータキャリアは送受信用アンテナを有しており、リーダ/ライタ装置と呼ばれる親機から送信される交番磁界を上記送受信用アンテナで受信し、上記交番磁界の大きさに応じて流れる電流を整流して動作電力としている。
【0006】
上述のようなデータキャリアシステムの応用例として、自動販売機、ゲーム機、電気メータ、ガスメータ、水道メータ、家電、OA機器、生産設備等にデータキャリアを配設しておき、これらの電子機器の稼動履歴・売上記録・使用量等の情報を上記データキャリアに記録しておくことが行なわれている。
【0007】
一例として、特許文献1に示すように、電子機器で使用する消耗品を収納したカートリッジにデータキャリアを取り付けておき、上記電子機器の本体側に設けられた上記リーダ/ライタ装置と上記データキャリアとの間で所定の通信を行い、上記消耗品を収納したカートリッジ内に収納されている消耗品の可否を確認するようにした発明が提案されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−134151号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、電子機器本体とは独立的に構成されているデータキャリアに情報を書き込んでおくようにすることにより、上記カートリッジに収納されて供給される消耗品を効率良く管理することができるようになる。
【0010】
しかしながら、上記特許文献1に記載された発明の場合には、上記電子機器と上記データキャリアと通信を行うために、上記電子機器側にリーダ/ライタ装置を配設していた。このため、種々の情報をデータキャリアに記録しておき、それを外部からリーダ/ライタ装置によって読み出すようにするデータキャリアシステムを構築するコストが高くなってしまう問題があった。
【0011】
本発明は上述の問題点にかんがみ、電子機器にデータキャリアを配設しておき、上記電子機器の内部回路、及び外部のリーダ/ライタ装置の両方から上記データキャリアに対して通信可能なデータキャリアシステムを安価に構築できるようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータキャリアは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにしたことを特徴としている。
また、本発明の他の特徴とするところは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると上記I/O端子の電位を検出するI/O端子電位検出手段と、上記I/O端子電位検出手段の電位検出結果に基づいて、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器との通信を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されるとリセットを解除して、上記リーダ/ライタ装置から送られてくる同期パターンを待つ通信待機状態に設定する通信待機状態設定手段と、上記通信待機状態設定手段により通信待機状態に設定されてからの経過時間を監視する待機時間監視手段と、上記待機時間監視手段による監視時間が、あらかじめ設定された時間を経過したら、上記電子機器と通信通信動作を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記動作電力を供給した相手が上記電子機器であると判断した場合には、上記I/O端子を用いて上記電子機器とデータのやり取りを行うことを特徴としている。
【0013】
また、本発明のデータキャリアを備えた電子機器は、上記の何れかに記載のデータキャリアを備えたことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図1を参照しながら本発明によるデータキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器の第1の実施の形態を説明する。
図1に示したように、本実施の形態のデータキャリア1は電子機器2内に配設され、上記電子機器の内部コントローラ21と通信可能に構成されているとともに、外部のリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成されている。
【0015】
上記データキャリア1と上記リーダ/ライタ装置3との間の通信は、上記リーダ/ライタ装置3と上記データキャリア1のアンテナコイルLとが電磁結合されていて、データキャリア1においては、リーダ/ライタ装置3の送信コイル(図示せず)から送信された変調高周波信号がアンテナコイルL及び共振用コンデンサCを介して送受信回路に供給される。
【0016】
図2にデータキャリア1の概略構成を示す。図2に示したように、上記変調高周波信号は、整流回路11で整流された後で、電源回路12に供給されてデータキャリア1の各部に必要な所定の電源電圧が生成される。また、アンテナコイルL及びコンデンサCよりなる共振回路で誘起された信号は受信回路13にも供給され、上記受信回路13によりデータが復調されて演算処理回路14に供給される。演算処理回路14は、タイミング回路15及びリセット回路16の出力に基づいて動作し、供給されるデータを処理して所定のデータを図示しないメモリに書き込む処理を行う。
【0017】
また、図示しないメモリから読み出されたデータが演算処理回路14で処理されて送信回路17に供給される。送信回路17は、例えば負荷抵抗とスイッチとにより構成されており、データの”1”、”0”ビットに応じてこのスイッチがオン、オフ動作することにより、アンテナ回路に対する負荷が変動する。
【0018】
このため、リーダ/ライタ装置3においては、上記データキャリア1のアンテナ回路と電磁結合している受信コイルに流れる高周波電流の振幅が変動する。すなわち、この高周波電流は、データキャリア1の演算処理回路14から送信回路17に供給されるデータによって振幅変調される。この変調高周波信号が復調されて上記リーダ/ライタ装置3においてデータが得られる。
【0019】
上記の構成は、データキャリアの一般的な構成であるが、本実施の形態のデータキャリア1の場合には電源端子POW、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2、接地端子GND等が設けられている。これらの端子が設けられていることにより、本実施の形態のデータキャリア1は電子機器の内部コントローラ21とデータの送受信を行うことが可能となっている。
【0020】
次に、図3のフローチャートを参照しながら本実施の形態のデータキャリアの動作を説明する。
(第1の動作例)
図3に示したように、動作電力が供給されるとデータキャリア1は動作を開始し、ステップS31においてリセットを解除してコマンドの待ち状態になる。更に厳密に言えば、受信コイルに誘導された交流信号電圧に変調されてコマンドやデータの前に送られてくる同期パターンを待っている状態になる。
【0021】
そして、ステップS32において同期パターンの検出を行い、同期パターンを検出したら上記動作電力の供給がリーダ/ライタ装置3から行われたと判断してステップS33に進み、磁界結合を利用してリーダ/ライタ装置(R/W)3と所定の通信を行う。
【0022】
一方、ステップS32において同期パターンを検出しなかった場合にはステップS34に進み、同期パターンの待ち状態の継続期間をカウントする。上記同期パターンの待ち状態が所定の時間以内であればステップS32に戻って同期パターンの検出を引き続き行う。
【0023】
また、ステップS34の判定の結果、上記同期パターンの待ち状態が、あらかじめ設定された所定の時間以上となった場合には、上記動作電力の供給が電子機器2からであると判断してステップS35に進み、電子機器2との通信動作を開始する。上記電子機器2との通信は第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して行う。上記ステップS31の処理により通信待機状態設定手段が構成され、上記ステップS34の処理により待機時間監視手段が構成される。また、上記ステップS32の処理により通信制御手段が構成される。
【0024】
この第1の動作例の場合は、データキャリア1による起動か電子機器2による起動かを判断するシーケンスが簡単であり、特定用途向けのタグに用いる場合に適している。
【0025】
(第2の動作例)
次に、図4のフローチャートを参照しながら第2の動作例を説明する。
電力が供給されて動作が開始されると、最初のステップS41においてリセットを解除して第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位を判定する。この処理により、I/O端子電位検出手段が構成される。
【0026】
次に、ステップS42に進み、上記電位の判定の結果に基づいて電子機器2からの駆動であるか否かを判定する。この判定の結果、電子機器2側からの駆動であれば、上記第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位は外部より規定のレベルに設定されているので、その設定に応じた動作を開始する。具体的には、設定に応じた行から始まるプログラムを実行する。この処理により、この動作例における通信制御手段が構成される。
【0027】
一方、上記ステップS42の判定の結果、上記第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位が「L」、「L」のときはリーダ/ライタ装置3からの駆動と判断してステップS44に進んで同期パターンが送られてくるのを待つ。
【0028】
そして、ステップS45において同期パターンを検出したらステップS46に進んで磁界結合を利用してリーダ/ライタ装置3と所定の通信を開始する。
【0029】
(第3の動作例)
次に、図5のフローチャートを参照しながら第3の動作例を説明する。
電力が供給されて動作を開始すると、先ず、最初のステップS51においてリセットを解除してコマンドの待ち状態になる。更に厳密に言えば、コマンドやデータの前に送られてくる同期パターンを待っている状態に設定する。
【0030】
次に、ステップS52に進んで同期パターンの検出を行う。そして、同期パターンを検出したらステップS53に進み、磁界結合を利用してデータキャリア1と所定の通信を開始する。
【0031】
一方、ステップS52の判定の結果、同期パターンを検出しなかった場合にはステップS54に進み、あらかじめ設定した所定の時間が経過した否かを判定する。この判定の結果、所定の時間が経過したら、上記動作電力の供給がデータキャリア1ではなく、電子機器2からであると判断してステップS55に進む。
【0032】
ステップS55においては、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2の電位を検出する。次に、ステップS56に進み、上記入出力端子の電位検出の結果に基いて電子機器2側からの駆動であるか否かを判定する。この判定の結果、電子機器2からの駆動であれば、外部より規定のレベルに設定されているので、その設定に応じた動作を開始する。具体的には設定に応じた行から始まるプログラムを実行する。
【0033】
設定の種類としては、レベル数(通常は「H」、「L」の2値)と、I/Oボートの教との組み合わせの数(積)だけ用意することができる。但し、データキャリア1からの駆動の場合の条件は必ず必要なので、本実施の形態のようにI/Oポートが2個である時には、「L」、「L」のときをデータキャリア1からの駆動とする。
【0034】
この場合、上記入出力端子の電位が「L」、「L」のときはデータキャリア1からの駆動と判断して再び同期パターン待ちとしても良いし、特定のプログラム動作に割り振るようにしてもよく、設定は自由である。一旦、内部機器からの駆動と判断してプログラム動作を開始すると、I/Oポートはデータのやり取りに使われる。
【0035】
上述したように、本実施の形態のデータキャリア1は、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して電子機器2側からデータやコマンドを受け取ったり、データを機器側に送信したりすることができる。一般に、データキャリアは、リーダ/ライタ装置3から供給される磁界を受けてリード/ライトする動作モードを本来的に有している。
【0036】
したがって、データキャリア1を取り込む機器にリーダ/ライタ装置3を内蔵すれば上記目的は達成されるが、リーダ/ライタ装置3は高価なので電子機器2がコストアップとなってしまう。本実施の形態においては、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を介して電子機器2と通信可能に構成するとともに、磁界結合を介してリーダ/ライタ装置3と通信可能に構成した。
【0037】
したがって、データキャリア1を電子機器2に取り付けて、上記データキャリア1と電子機器2との間でデータの送受信を行うデータキャリアシステムを、上記電子機器2側にはリーダ/ライタ装置3を設けることなく実現することができる。したがって、リーダ/ライタ装置3及び電子機器2の両方と通信を行うことが可能なデータキャリアシステムを安価に構成することができる。
【0038】
次に、図6〜図8を参照しながらデータキャリア1及び電子機器2の構成例を説明する。
(第1の構成例)
図6に示した第1の構成例は、機器の内部コントローラ61に電源供給端子POW、電源制御端子CON、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。
【0039】
一方、タグの内部回路(データキャリア1の内部回路)62には、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。また、電子機器2側にはスイッチング回路63及びオシレータ64が設けられていて、上記スイッチング回路63を介してオシレータ64の交流出力をタグの内部回路62の入力側に選択的に印加できるように構成している。
【0040】
このような構成により、上記スイッチング回路63が上記電源制御端子CONからの制御信号により閉動作すると、交流電力が供給されることによりタグの内部回路62が起動して所定の動作を開始する。起動後の動作は上述した図3〜図5の何れかにより行われる。
【0041】
(第2の構成例)
図7に示した第2の構成例は、機器の内部コントローラ71に電源制御端子CON、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。また、タグの内部回路72には第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GNDを設けている。
【0042】
また、ダイオードDを介して、機器の内部コントローラ71の電源制御端子CONはタグの内部回路72の電源に接続されていて、機器の内部コントローラ71から動作電力を供給している。
【0043】
このような構成により、上記電源制御端子CONから動作電力が供給されると、上記タグの内部回路72が起動して所定の動作を開始する。この例の場合も、起動後の動作は上述した図3〜図5の何れかにより行われる。ダイオードDは電子機器2の内部からではなく、リーダ/ライタ装置3側からデータキャリア1を駆動するときに、データキャリア1の動作と電子機器2側とを切り離すためのものである。
【0044】
(第3の構成例)
次に、図8に示した構成例の場合は、電子機器2側から交流電力を供給しなくてもデータキャリア1を起動できるようにした構成例を示している。
この例の場合、機器のコントローラ81には電源供給端子POW、電圧監視端子MONI、第1の入出力端子I/O1、第2の入出力端子I/O2及び接地端子GND等を設けている。
【0045】
一方、タグの内部回路(データキャリア1の内部回路)82には、第1の入出力端子I/O1及び第2の入出力端子I/O2を設けている。また、本実施の形態においてはデータキャリア1側に、コイルL及びコンデンサCよりなるアンテナ回路が接続される2つの電源端子T1及びT2間に整流回路85が設けられている。上記整流回路85は、第1のトランジスタTr1及び第2のトランジスタTr2よりなる正帰還のクロスカップルの回路で構成されている。
【0046】
そして、上記整流回路85の整流出力が整流用ダイオードD3及びD4を介して、上記2つの電源端子T1及びT2間に接続された平滑用のリプルフィルタコンデンサC2に供給されるように構成されている。
【0047】
このような構成により、電源入力端子83を介して機器のコントローラ81の電源供給端子POWから所定の電圧が供給されると、上記整流回路85と外部の同調回路とで発振させることができる。これにより、電子機器2側からは直流電圧を印加するだけでデータキャリア1を起動することが可能となる。したがって、電子機器2側にデータキャリア1を起動するための交流電源を用意しなくても済む利点が得られる。
【0048】
なお、第1のダイオードD1及び第2のダイオードD2は、電子機器2の内部からではなく、リーダ/ライタ装置3側からデータキャリア1を駆動するときに、データキャリア1の動作を電子機器2側と切り離すためのものである。
【0049】
次に、図9〜図11にデータキャリア1の使用例を示す。
図9は、第1の使用例を示した図であり、ジュースの自動販売機90にデータキャリア91を配設した例を示している。このように、データキャリア91を配設することにより、ジュースの自動販売機90の稼動履歴、売上記録、使用実績、保存温度及び時刻等の管理データ、在庫数等の情報をデータキャリア91に記録することができる。
【0050】
上記データキャリア91に記録した情報は、不揮発メモリに記録されることにより、ジュースの自動販売機90に電源が供給されなくなった場合においても外部のリーダ/ライタ装置3から非接触で読み出すことができる。このため、ジュースの自動販売機90が故障したり、電源が供給されなくなったりした場合でも売上や使用量等の必要な情報を確実に入手することができる。
【0051】
また、ジュースの自動販売機90が所定の設置場所から搬出されて、移動中や保管状態であるために電源が供給されない場合でも、稼動履歴等の必要な情報を何時でも取り出すことができる。
【0052】
図10(a)及び(b)は第2の使用例を示し、冷蔵庫100にデータキャリア101を配設した例を示している。このように、データキャリア101を配設して冷蔵庫100の稼動状態を記録するようにすると、ドアの開閉状態や保管温度の履歴等を正確に知ることができるので、内部に収容した物品の品質管理を厳格にすることができる利点が得られる。
【0053】
図11は、第3の使用例を示し、産業用の生産装置110にデータキャリア111を配設した例を示している。
上記産業用の生産装置110としては任意の装置に適用することが可能であり、生産物に係わる種々の情報をデータキャリア111に正確に記録しておくことができるので、故障が発生した場合においても、それまでの生産個数や生産品目等を確実に知ることができる利点が得られる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器本体と通信可能に構成されているデータキャリアに、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器本体から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにする機能を持たせたので、上記電子機器本体側には高価なリーダ/ライタ装置を配設することなく、上記電子機器本体と上記データキャリアとの間で通信を行うようにすることができる。これにより、電子機器の内部回路及び外部のリーダ/ライタ装置の両方からデータキャリアに対して通信可能なデータキャリアシステムを、上記電子機器側にリーダ/ライタ装置を配設することなく構築することができて、この種のデータキャリアシステムを安価に構築することができる利点が得られる。このため、装置の管理データ等を装置の稼動中にデータキャリアに残しておくようにすれば、外部からリーダ/ライタ装置により非接触で読み出すことができる。また、逆に装置への制御データ等をリーダ/ライタ装置から非接触でデータキャリア書き込んでおくことができるので、装置はデータキャリアから制御データを受け取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデータキャリアシステムの概略構成例を示す図である。
【図2】データキャリアと電子機器の内部コントローラとの構成例を示す機能構成図である。
【図3】第1の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図4】第2の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図5】第3の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図6】データキャリア及び電子機器の第1の構成例を説明する図である。
【図7】データキャリア及び電子機器の第2の構成例を説明する図である。
【図8】データキャリア及び電子機器の第3の構成例を説明する図である。
【図9】データキャリアの第1の使用例を示した図である。
【図10】データキャリアの第2の使用例を示した図である。
【図11】データキャリアの第3の使用例を示した図である。
【符号の説明】
1 データキャリア
2 電子機器
3 リーダ/ライタ装置
11 整流回路
12 電源回路
13 受信回路
14 演算処理回路
15 タイミング回路
16 リセット回路
17 送信回路
Claims (5)
- 磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、
上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると、上記動作電力の供給元が何れであるかを判断して、上記動作電力を供給した相手側と通信を行うようにしたことを特徴とするデータキャリア。 - 磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、
上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されると上記I/O端子の電位を検出するI/O端子電位検出手段と、
上記I/O端子電位検出手段の電位検出結果に基づいて、上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器との通信を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴とするデータキャリア。 - 磁界結合を介して接続されるリーダ/ライタ装置と通信可能に構成されているとともに、電源端子及びI/O端子を介して接続される電子機器と通信可能に構成されているデータキャリアであって、
上記リーダ/ライタ装置または上記電子機器から動作電力が供給されるとリセットを解除して、上記リーダ/ライタ装置から送られてくる同期パターンを待つ通信待機状態に設定する通信待機状態設定手段と、
上記通信待機状態設定手段により通信待機状態に設定されてからの経過時間を監視する待機時間監視手段と、
上記待機時間監視手段による監視時間が、あらかじめ設定された時間を経過したら、上記電子機器と通信通信動作を開始するように制御する通信制御手段とを有することを特徴とするデータキャリア。 - 上記動作電力を供給した相手が上記電子機器であると判断した場合には、上記I/O端子を用いて上記電子機器とデータのやり取りを行うことを特徴とする請求項3に記載のデータキャリア。
- 上記請求項1〜4の何れか1項に記載のデータキャリアを備えたことを特徴とするデータキャリアを備えた電子機器。
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JP2003195798A JP2005031948A (ja) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | データキャリア、及びデータキャリアを備えた電子機器 |
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Cited By (1)
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-
2003
- 2003-07-11 JP JP2003195798A patent/JP2005031948A/ja active Pending
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JP2012130246A (ja) * | 2009-11-06 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 設定診断システム、空気調和機、センサ装置、計測器及び電気機器 |
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