JP2007066110A - Resonance tag with storage type sensor and method for securing environment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触で情報の読取りが可能な記憶型センサ付共振タグおよびこの記憶型センサ付共振タグを用いた環境保障方法に関し、特に、環境の保障範囲を外れたことを共振周波数の変化によって検知する記憶型センサ付共振タグおよびそれを用いた環境保障方法に関する。 The present invention relates to a resonance tag with a memory-type sensor capable of reading information in a non-contact manner and an environmental security method using the resonance tag with a memory-type sensor. The present invention relates to a resonance tag with a memory type sensor detected by the method and an environmental security method using the same.
従来、荷物の保管等における環境保障方法としては、荷物にセンサ付共振タグを装着して、保管中の荷物の環境変化をセンサにより検出して保管中の環境が予め設定された許容範囲内であったことを確認する方法が提案されている。 Conventionally, as an environmental security method for storage of luggage, etc., a resonant tag with a sensor is attached to the luggage, and an environmental change of the stored luggage is detected by a sensor, and the storage environment is within a preset allowable range. A method of confirming that there has been proposed has been proposed.
このようなセンサ付共振タグとしては、温度依存性の大きな強誘電体キャパシタを容量性素子として組み込んだ共振回路を構成し、強誘電体キャパシタの容量の温度依存性に起因して変化する共振回路の共振周波数を検知することにより温度を計測したり(例えば、特許文献1参照。)、LC共振タグを尿吸収パッド等に装着し、その尿吸収パッド等が排泄物を吸収して変化する共振回路の共振周波数を検知することにより湿度を計測したり(例えば、特許文献2参照。)するもの等が知られている。
しかしながら、このような従来のセンサ付共振タグは、常に共振周波数を測定するディップメーターなどの読取装置と組みで使用しなければならなかったため、例えば、荷物の積み替えなどにより周囲に読取装置が無い環境に晒された場合には、その間の外部環境が正常に保たれていたか保障できないという欠点があった。 However, since such a conventional resonant tag with a sensor had to be used in combination with a reader such as a dip meter that always measures the resonance frequency, for example, an environment where there is no reader around due to, for example, transshipment of luggage In other words, there was a drawback that it was not possible to guarantee that the external environment was maintained normally.
そこで、本発明は、電池を使用しないという共振タグの利点はそのままで、上記課題を解決するためになされたものであって、荷物の物流または保管時の環境を保障するために、環境が保障範囲を超えた場合、その状態を記憶する機能を有する記憶型センサ付共振タグおよび環境保障方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems while maintaining the advantage of the resonance tag that does not use a battery, and the environment is guaranteed to ensure the environment at the time of logistics or storage of luggage. An object of the present invention is to provide a resonance tag with a storage sensor and an environment security method having a function of storing the state when the range is exceeded.
上記目的を達成するために、本発明の記憶型センサ付共振タグは、アンテナを含む共振回路を具備する共振タグであって、この共振回路は、少なくとも一つのインダクタまたはキャパシタを回路素子として含む付加回路を備え、この付加回路は、外部環境の変化により状態を変える記憶型センサからなるスイッチ素子を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a resonance tag with a memory type sensor according to the present invention is a resonance tag including a resonance circuit including an antenna, and the resonance circuit includes at least one inductor or capacitor as a circuit element. The additional circuit includes a switch element including a memory sensor that changes its state according to a change in the external environment.
ここで、本明細書において、「共振タグ」、「センサの状態」および「環境保障の開始」は、それぞれ次のものまたは次のことを意味している。 In this specification, “resonance tag”, “sensor state”, and “start of environmental security” mean the following or the following respectively.
「共振タグ」は、少なくとも送受信用のアンテナとなるインダクタおよびキャパシタを備えた共振回路を有し、共振回路のキャパシタンス成分およびインダクタンス成分に基づいて決定される共振周波数をアンテナを介して非接触で特定できるように構成されたタグをいう。 A “resonance tag” has a resonance circuit including at least an inductor and a capacitor serving as an antenna for transmission and reception, and specifies a resonance frequency determined based on a capacitance component and an inductance component of the resonance circuit in a contactless manner via the antenna. A tag configured to be able to do so.
「センサの状態」は、記憶型センサの機械的な状態のことをいい、その変化とは、初期状態から所定の保障範囲を超えた場合に、センサの状態が機械的に変化することをいう。この機械的な変化は、その機械的変化により共振回路のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分が変化するため、結果として共振回路の共振周波数を測定することにより容易に判定することができるものである。 The “sensor state” refers to the mechanical state of the memory sensor, and the change means that the sensor state mechanically changes when a predetermined guaranteed range is exceeded from the initial state. . This mechanical change can be easily determined by measuring the resonance frequency of the resonance circuit as a result because the capacitance component or inductance component of the resonance circuit changes due to the mechanical change.
「環境保障の開始」は、共振タグを、記憶型センサの初期状態から作動させること、または共振タグにリセット信号を供給し記憶型センサを初期状態とした後作動させることをいう。 “Starting environmental protection” means that the resonance tag is operated from the initial state of the memory type sensor, or that the reset signal is supplied to the resonance tag and the memory type sensor is set to the initial state.
本発明の記憶型センサ付共振タグに用いられる共振回路は、送受信用のアンテナとなるインダクタおよびキャパシタを備えた共振回路を有し、この共振回路はさらに少なくとも一つのインダクタまたはキャパシタを回路素子として含む付加回路を備えている。そして、この付加回路の中には次に説明する記憶型センサがスイッチ素子として組み込まれており、この記憶型センサが作動して付加回路の一部分が接続されるかまたは切断もしくは短絡されることにより、共振回路に対して回路素子の付加または除去を行うものである。すなわち、この付加回路は、共振回路に対して、そのインダクタンス又はキャパシタンスを変更して共振周波数を変更することができる共振周波数変更手段として働くものである。 A resonance circuit used for a resonance tag with a memory-type sensor according to the present invention has a resonance circuit including an inductor and a capacitor serving as an antenna for transmission and reception. The resonance circuit further includes at least one inductor or capacitor as a circuit element. An additional circuit is provided. In this additional circuit, a memory type sensor to be described below is incorporated as a switch element. When this memory type sensor is activated and a part of the additional circuit is connected or disconnected or short-circuited, A circuit element is added to or removed from the resonant circuit. That is, this additional circuit functions as a resonance frequency changing means that can change the resonance frequency of the resonance circuit by changing its inductance or capacitance.
このように回路素子が付加または除去されることで、共振回路のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分が変化するため、それに伴い共振タグの共振周波数もセンサの作動前後で変化する。したがって、ディップメーターなどの読取装置で共振周波数を読み取り、記憶型センサが初期状態であったときの共振周波数と比較すればセンサが作動したか否かを容易に判断することができる。 By adding or removing circuit elements in this way, the capacitance component or inductance component of the resonance circuit changes, and accordingly, the resonance frequency of the resonance tag also changes before and after the operation of the sensor. Therefore, if the resonance frequency is read by a reading device such as a dip meter and compared with the resonance frequency when the memory type sensor is in the initial state, it can be easily determined whether or not the sensor is activated.
次に、本発明の記憶型センサ付共振タグに用いられるスイッチ素子は、外部環境の変化により状態を変える記憶型センサからなり、この記憶型センサが機械的に変化することを利用して、回路の接続・切断を行うものである。 Next, the switch element used in the resonance tag with a memory type sensor according to the present invention is composed of a memory type sensor whose state changes according to a change in the external environment, and a circuit that utilizes the mechanical change of the memory type sensor. Is connected / disconnected.
そして、この記憶型センサは所定の環境状態に晒されたことを記憶し、検知するものであるため、一旦所定の環境状態に晒されると、その後、環境が正常範囲内に戻ったとしてもセンサは変化した状態を維持して元に戻ることがなく、環境変化が起こったことの有無を保持し続けるものである。したがって、初期状態にスイッチがオンになっていた場合はオフに、オフになっていた場合はオンになり、その状態が維持されるのである。 Since this memory-type sensor stores and detects that it has been exposed to a predetermined environmental condition, once it has been exposed to a predetermined environmental condition, it will be detected even if the environment returns to the normal range. Maintains the changed state and does not return to its original state, and continues to hold the presence or absence of an environmental change. Therefore, when the switch is on in the initial state, it is off, and when it is off, it is on and the state is maintained.
この記憶型センサとしては、例えば、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、光センサなどが例示され、これらは1種または2種以上の組合わせで用いられる。 Examples of the memory sensor include a temperature sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, and an optical sensor, and these are used as one type or a combination of two or more types.
また、この記憶型センサはセンサリセット手段を有しており、センサの状態が機械的に変化した状態を、元の初期状態へと戻せることが好ましく、これにより、本発明の記憶型センサ付共振タグは、一度使用した後でも、再度利用することができる。 Further, this memory type sensor has a sensor reset means, and it is preferable that the state in which the state of the sensor is mechanically changed can be returned to the original initial state, whereby the resonance with the memory type sensor of the present invention is achieved. Tags can be used again even after they have been used once.
さらに、本発明の記憶型センサ付共振タグは、記憶型センサがセンサリセット手段を有している場合には、リセット信号入力手段を有していることが好ましく、このリセット信号入力手段は、入力されたリセット信号に基づいてセンサリセット手段を作動させるものである。このリセット信号入力手段は、共振タグのセンサリセット手段に直接接触させてリセット信号を与えるようにすることもでき、また、リセット信号を受信するコイル状のアンテナを備える構成とすることで電磁誘導によりリセット信号を非接触で与えるようにすることもできる。 Furthermore, the resonance tag with a memory type sensor of the present invention preferably has a reset signal input means when the memory type sensor has a sensor reset means. The sensor reset means is operated based on the reset signal. This reset signal input means can be made to directly contact the sensor reset means of the resonance tag to give a reset signal, or by providing a coiled antenna for receiving the reset signal by electromagnetic induction. It is also possible to give the reset signal in a non-contact manner.
なお、本発明の記憶型センサ付共振タグは、誘電体の主面にアンテナを形成し、この誘電体を挟んで対向する箇所には導電体からなる電極板を形成してキャパシタとした構成の共振回路であることが一般的である。この共振タグは、例えばカード状、テープ状、ボタン状、コイン状、その他、荷物の形態に応じた任意の形態に成形したものであり、必要に応じて荷物へ装着するための紐や粘着層等の取り付け手段が設けられる。このとき、アンテナはコイル状であることが好ましい。 The resonance tag with a memory type sensor according to the present invention has a configuration in which an antenna is formed on the main surface of a dielectric, and an electrode plate made of a conductor is formed on the opposite side of the dielectric to form a capacitor. Generally, it is a resonant circuit. This resonance tag is formed into any shape according to the shape of the luggage, such as a card shape, a tape shape, a button shape, a coin shape, etc. A string or an adhesive layer for mounting on the luggage as required Etc. are provided. At this time, the antenna is preferably coiled.
上記したように、本発明の記憶型センサ付共振タグによれば、一旦環境保障範囲外に晒された場合には、記憶型センサの状態が変化し、その変化が記憶されるので、例えば、この記憶型センサ付共振タグを荷物などに装着した場合には、荷物の輸送中または保管中の環境条件を確実に保障することができる。 As described above, according to the resonance tag with a memory type sensor of the present invention, once it is exposed outside the environmental security range, the state of the memory type sensor changes and the change is stored. When this resonance tag with a memory-type sensor is attached to a luggage or the like, it is possible to reliably ensure environmental conditions during transportation or storage of the luggage.
また、この記憶型センサ付共振タグがセンサリセット手段を備えている場合は、記憶型センサ付共振タグを、使用後回収し、タグの機能等を確認した後、再度新たな荷物に装着し再びセンサを初期状態とすることで再使用することができる。これによって、1回あたりの環境保障コストを安くすることができ、また、その都度廃棄しないので環境負荷を小さくすることができる。 If this resonant tag with memory type sensor is equipped with a sensor reset means, the resonant tag with memory type sensor is recovered after use, confirmed the function of the tag, etc., then attached to a new baggage again. It can be reused by setting the sensor to the initial state. As a result, the environmental security cost per time can be reduced, and the environmental load can be reduced because the cost is not discarded each time.
さらに、共振周波数の測定およびリセット信号の受信を、アンテナを介して行うようにした場合は、非接触で記憶型センサ付共振タグから共振周波数を読み出すことができ、センサのリセットも行うことができるため、輸送または保管の工程の妨げとならずに環境保障を行うことができる。 Further, when the measurement of the resonance frequency and the reception of the reset signal are performed via the antenna, the resonance frequency can be read out from the resonance tag with a memory sensor without contact, and the sensor can also be reset. Therefore, environmental protection can be performed without hindering the transportation or storage process.
そして、本発明の記憶型センサ付共振タグは、アンテナを含む共振回路の複数個を一体として有する共振タグであってもよく、例えば、上記した外部環境の変化による記憶型センサからなるスイッチ素子を有する共振回路に加え、記憶型センサからなるスイッチ素子を含まず、所定のインダクタまたはキャパシタを回路素子として含む他の共振回路を少なくとも1つ設けて構成すればよい。ここで、他の共振回路は、固有の共振周波数を有するものであり、例えば、輸送の前後で特定の荷物を識別可能とするIDコードの識別等の用途に用いることができる。この場合には、当然のことながら、環境保障用の共振回路の共振周波数(記憶型センサの変化前、変化後の両者を含む)と他の共振回路の共振周波数とが重ならないようにして、各々を十分に識別可能な状態で検出することができるようにしなければならない。 The resonance tag with a memory type sensor according to the present invention may be a resonance tag integrally including a plurality of resonance circuits including an antenna. For example, the switching element including a memory type sensor due to a change in the external environment described above may be used. In addition to the resonance circuit having, a switch element made of a memory sensor is not included, and at least one other resonance circuit including a predetermined inductor or capacitor as a circuit element may be provided. Here, the other resonance circuit has a specific resonance frequency, and can be used for applications such as identification of an ID code that enables identification of a specific package before and after transportation. In this case, as a matter of course, the resonance frequency of the resonance circuit for environmental protection (including both before and after the change of the memory sensor) and the resonance frequency of the other resonance circuit do not overlap. Each must be able to be detected in a sufficiently identifiable state.
次に、本発明の環境保障方法は、本発明の記憶型センサ付共振タグが装着された荷物の輸送または保管中における環境を保障する環境保障方法であって、輸送または保管の開始時に、記憶型センサ付共振タグのアンテナを介して共振周波数を読取り記録する共振周波数記録工程と、輸送または保管の終了時に、記憶型センサ付共振タグのアンテナを介して共振周波数を読取り、この共振周波数を輸送または保管の開始時に記録した共振周波数と比較する共振周波数比較工程とを具備することを特徴とする。 Next, the environmental security method of the present invention is an environmental security method for guaranteeing the environment during transportation or storage of a package equipped with the resonance tag with a memory type sensor of the present invention, and is stored at the start of transportation or storage. Resonance frequency recording process for reading and recording the resonance frequency via the antenna of the resonance tag with sensor, and at the end of transportation or storage, reading the resonance frequency via the antenna of the resonance tag with memory sensor and transporting this resonance frequency Or a resonance frequency comparison step for comparing with a resonance frequency recorded at the start of storage.
また、この環境保障方法は、共振周波数記憶工程の前に、リセット信号を入力して記憶型センサ付共振タグに備えられた記憶型センサを初期化するセンサリセット工程を行うこととしてもよい。 In addition, this environmental protection method may perform a sensor reset step of inputting a reset signal and initializing a memory type sensor provided in a resonance tag with a memory type sensor before the resonance frequency storing step.
アンテナを介した信号の送信/読出しの具体的な方法は、アンテナを備えたゲートに記憶型センサ付共振タグが装着された荷物を通過させて実現する。このゲートは、荷物の輸送の場合には、荷物を輸送するコンベアまたは車両の通路の始点に共振周波数を測定したり、リセット信号を送信するためのゲートが、終点に共振周波数を測定するためのゲートがそれぞれ設置される。 A specific method for transmitting / reading a signal via an antenna is realized by passing a package having a resonance tag with a storage sensor attached to a gate provided with the antenna. This gate is used to measure the resonance frequency at the start point of a conveyor or vehicle path for carrying a load, or to send a reset signal to the gate for measuring the resonance frequency at the end point in the case of cargo transportation. Each gate is installed.
また、保管の場合、保管倉庫などの入口と出口が異なる場合には、入り口に共振周波数を測定したり、リセット信号を送信するためのゲートが、出口に共振周波数を測定するためのゲートが設置されるが、入口と出口が共通の場合には、共通のゲートで共振周波数の測定とリセット信号の送信が行われる。 In the case of storage, when the entrance and exit of a storage warehouse etc. are different, a gate for measuring the resonance frequency or transmitting a reset signal is installed at the entrance, and a gate for measuring the resonance frequency is installed at the exit. However, when the entrance and the exit are common, the resonance frequency is measured and the reset signal is transmitted by the common gate.
アンテナを近づける別の方法としては、荷物の受け入れ時に個々の荷物に読取装置を近づけてリセット信号を与え、共振周波数を測定し、荷物の引き渡し時に個々の荷物に読取装置を近づけて共振周波数を測定してもよい。 Another way to bring the antenna closer is to measure the resonance frequency by bringing the reader close to the individual baggage when receiving the load, giving a reset signal, and measuring the resonance frequency by bringing the reader closer to the baggage when delivering the baggage. May be.
本発明の環境保障方法によれば、一旦環境保障範囲外に晒された場合には、記憶型センサの状態が変化し、その変化が記憶されるので、例えば、この記憶型センサ付共振タグを荷物などに装着した場合には、荷物の輸送中または保管中の環境条件を確実に保障することができる。 According to the environmental security method of the present invention, once exposed to outside the environmental security range, the state of the memory type sensor changes and the change is stored. When it is attached to a luggage, it is possible to ensure the environmental conditions during the transportation or storage of the luggage.
また、センサリセット工程を行う場合には、記憶型センサ付共振タグを、使用後回収し、タグの機能などを確認した後、再度新たな荷物に装着して再びリセット信号を供給して再使用することができる。これによって、1回あたりの環境保障コストを安くすることができ、また、その都度廃棄しないので環境負荷を小さくすることができる。 Also, when performing the sensor reset process, the resonant tag with a memory type sensor is collected after use, and after confirming the tag's function, etc., it is attached again to a new package and supplied again with a reset signal for reuse. can do. As a result, the environmental security cost per time can be reduced, and the environmental load can be reduced because the cost is not discarded each time.
さらに、非接触で記憶型センサ付共振タグの共振周波数を測定することができ、輸送または保管の工程の妨げとならずに環境保障を行うことができる。 Further, the resonance frequency of the resonance tag with a memory type sensor can be measured in a non-contact manner, and environmental protection can be performed without hindering the transportation or storage process.
本発明の記憶型センサ付共振タグおよび環境保障方法によれば、荷物の輸送中または保管中の環境条件を確実に保障することができるとともに、共振タグの再利用を可能とすることができる。 According to the resonance tag with a memory type sensor and the environmental security method of the present invention, it is possible to reliably ensure the environmental conditions during transportation or storage of the luggage, and it is possible to reuse the resonance tag.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この一実施の形態の記憶型センサ付共振タグの構成を示した概念図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a resonance tag with a memory type sensor according to this embodiment.
この一実施の形態の記憶型センサ付共振タグの共振回路1は、アンテナコイル2、共振周波数設定用キャパシタ3、記憶型の温度センサからなるスイッチ4および共振周波数変更用キャパシタ5で構成されるものである。
The
この共振回路1はスイッチ4を除き、図示を省略した誘電体上に公知のホトリソグラフィ技術もしくは印刷技術により直接パターニングされており、記憶型センサは、これらの配線部分と電気的に接続されて絶縁基板上に実装されている。
The
ここで用いられる記憶型の温度センサは、例えば、図2に示したように、バイメタルを用いて構成される温度センサを用いることができる。このバイメタルを用いた記憶型センサの動作について、図2(a)〜(c)を参照しながら説明する。 As the memory-type temperature sensor used here, for example, as shown in FIG. 2, a temperature sensor configured using bimetal can be used. The operation of the memory type sensor using this bimetal will be described with reference to FIGS.
この記憶型センサ10は、例えば、線膨張係数の異なるシリコンとアルミニウムの2枚の金属板を張り合わせ、電気的な接点11a,11bを有するバイメタル11、バイメタル11を挟んで配置された電気的な接点12a,13aを有する2枚の板バネ12,13、先端に爪を有し、バイモルフ構造のセラミック圧電素子からなる片持状の板14で構成されている。
The
まず、図2(a)は、センサの初期状態を示したものである。環境保障の開始時には、このセンサは初期状態をとっており、接点11a,12aを介してバイメタル11と板バネ12は導通可能となるが、この状態ではスイッチはオフであり、並列回路は接続されていない。
First, FIG. 2A shows the initial state of the sensor. At the start of environmental security, this sensor is in an initial state, and the bimetal 11 and the
次に、図2(b)は、高温記憶状態を示したものである。バイメタル11は、温度の上昇に伴って右側(板バネ13側)に曲がる性質を有するため、所定の温度を超えると爪を有する板14の爪にバイメタル11が係り、その後、温度が低下してもバイメタル11は元の状態に戻らなくなる。また、バイメタル11が高温記憶状態となることにより、バイメタル11は、今度は板バネ13と、接点11b,13aを介して導通可能となり、この状態でスイッチはオンとなる。そして、並列回路が接続され、それに伴い共振回路のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分が変わることで共振周波数が変化して所定温度を超えたことが確認される。
Next, FIG. 2B shows a high temperature storage state. Since the bimetal 11 has a property of bending to the right side (the
図2(c)は、一旦温度記憶状態となった記憶型センサを、初期状態に戻すリセット操作を示したものである。片持状の板14は、バイモルフ構造のセラミック圧電素子からなるものであり、これに所定の電圧を加えることで、片持状の板14は上方へ反るため、バイメタル11は爪から外れ、図2(a)の初期状態へ戻り、再度、環境保障のために用いることができる。本発明の共振タグは、一度使用した後でも、この操作を繰返すことで半永久的に使用することができる。
FIG. 2C shows a reset operation for returning the memory type sensor once in the temperature memory state to the initial state. The
また、記憶型の温度センサとしては、図3に示したような感温磁性体を用いた記憶型の温度センサを用いることもできる。この感温磁性体を用いた記憶型の温度センサの動作について、図3(a)〜(c)を参照しながら説明する。 As the memory-type temperature sensor, a memory-type temperature sensor using a temperature-sensitive magnetic material as shown in FIG. 3 can be used. The operation of the memory type temperature sensor using this temperature-sensitive magnetic material will be described with reference to FIGS.
この記憶型の温度センサ20は、先端に磁石21、中間位置に電気的な接点22a,22bを有する片持状のバネ22、この片持状のバネ22が有する磁石を挟んで配置された感温磁性体23および電磁石24、片持状のバネ22を挟んで配置された電気的な接点25a,26aを有する2枚の板ばね25,26、電磁石24の電気端子27で構成されている。
This memory-
まず、図3(a)は、センサの製造時および高温度記憶の状態を示した図である。ここでは、磁石21と電磁石24が磁路を形成して安定して、固定されている。
First, FIG. 3A is a diagram showing a state of sensor manufacturing and high temperature storage. Here, the
したがって、共振タグとして使用する際には、まず初期状態としなければならず、図3(b)のように、電磁石24の電気端子27に電力を供給して通電状態とすると、電磁石24と磁石21との間に反発力が生じて、磁石21は感温磁性体23側へ移動する。このとき、磁石と、感温磁性体側の間に磁路が形成され、磁石21が感温磁性体23側に吸引、固定される。これがセンサリセットの操作である。
Therefore, when it is used as a resonance tag, it must first be in an initial state. As shown in FIG. 3B, when electric power is supplied to the
次に、図3(c)はセンサの初期状態を示した図である。測定開始時には、図3(b)のようにセンサリセットの操作が行われ、センサは初期状態をとっており、接点22a,25aを介して片持状のバネ22と板バネ25が通電可能となるが、この状態では接点22bと、26bの間は離間しておりスイッチはオフとなり並列回路は接続されていない。
Next, FIG.3 (c) is the figure which showed the initial state of the sensor. At the start of measurement, a sensor reset operation is performed as shown in FIG. 3B, the sensor is in an initial state, and the
初期状態をとるセンサ20は、温度の上昇によって感温磁性体23のキュリー温度を超えたことを感知すると、感温磁性体の飽和磁束密度が低下するため、感温磁性体23の磁性体としての性質が消失して磁路が無くなり、磁石21が開放される。開放された磁石21は、片持状のバネの力で電磁石24側へ移動し、電磁石24と磁路を形成して固定される(図3(a))。
When the
このように高温度に晒された状態になると、接点22b,26aを介して片持状バネ22と板バネ26が通電可能となり、これによりスイッチがオンとなり、付加回路が接続もしくは短絡され、それに伴い共振回路のキャパシタンス成分またはインダクタンス成分が変わることで共振周波数が変化して所定温度を超えたことが確認される。
When exposed to such a high temperature, the
これを再度初期状態に戻すには、図3(b)に示したように電磁石への通電を行うことで共振タグを再使用することができ、これを繰返すことで本発明の共振タグは半永久的に使用することができる。 In order to return this to the initial state again, the resonance tag can be reused by energizing the electromagnet as shown in FIG. 3 (b). By repeating this, the resonance tag of the present invention is semi-permanent. Can be used.
この感温磁性体を用いた記憶型センサは、バイメタルを用いた記憶型センサに比べて、機械的な係止爪のような摩擦を生じる機構が無いため動作が安定し、さらに磁性体のキュリー温度という動作幅の小さい物理現象を利用するものであるため高精度を達成することができる。 This memory type sensor using temperature-sensitive magnetic material is stable compared to the memory type sensor using bimetal, because there is no mechanism that generates friction like a mechanical locking claw. High accuracy can be achieved because it uses a physical phenomenon of a small operating width called temperature.
さらに、バイメタルや発熱体を使用しておらず、電磁石によるリセット機能を実現しているため、製造が容易であり、小型化に適した構造を有するものである。特に、全ての構成要素が平面の積み重ねによる層構成であるためリソグラフィによる製造技術により製造することができる。 Furthermore, since a bimetal or a heating element is not used and a reset function by an electromagnet is realized, the manufacturing is easy and the structure is suitable for downsizing. In particular, since all the components have a layer configuration by stacking planes, they can be manufactured by a manufacturing technique using lithography.
感温磁性体は、例えば、鉄、マンガン、亜鉛等の酸化物(Fe2O3、MnO、ZnO等)を主成分として焼結した磁性体が挙げられるが、その成分比や製造条件を変えることでキュリー温度を制御することができる。また、動作温度としては−30〜130℃の範囲で設定することができ、精度も±1℃の範囲で反応するように調整することができるので、荷物が所定の温度以上の環境に晒されたか否かを感度良く感知することができる。 Examples of the temperature-sensitive magnetic material include a magnetic material sintered with an oxide (Fe 2 O 3 , MnO, ZnO, etc.) such as iron, manganese, zinc, etc. as a main component. Thus, the Curie temperature can be controlled. In addition, the operating temperature can be set in the range of -30 to 130 ° C, and the accuracy can be adjusted to react in the range of ± 1 ° C, so that the luggage is exposed to the environment above the predetermined temperature. It can be detected with high sensitivity.
次に、この実施の形態の記憶型センサ付共振タグにおける動作を図1を参照しながら説明する。 Next, the operation of the resonance tag with a memory type sensor according to this embodiment will be described with reference to FIG.
この記憶型センサ付共振タグ1は、これを初めて使用する場合には、記憶型センサからなるスイッチ4は初期状態であり、スイッチがオフとなっている。したがって、共振周波数設定用キャパシタ3だけが共振回路の共振周波数に影響を与えている。このときの共振回路1の共振周波数は、アンテナコイル2のインダクタンス成分と共振周波数設定用キャパシタ3のキャパシタンス成分に基づいて所定の周波数となり、この共振周波数は環境保障の開始時に測定される。
When this
共振周波数の測定は、読取装置を用いて行うが、この読取装置は、周波数を掃引可能な発振器、この発振器からの出力を共振タグに送信および共振タグからの反射波を受信するアンテナコイル、共振タグから受信した反射波を測定する共振強度測定回路から構成されるものである。共振回路の共振周波数は、この読取装置における発振周波数が、共振タグの共振周波数と一致した場合に共振強度が最も大きくなるため、容易に測定することができる(例えば、特開2000−49655号公報参照)。 The resonance frequency is measured using a reader. This reader includes an oscillator capable of sweeping the frequency, an antenna coil that transmits an output from the oscillator to the resonance tag, and receives a reflected wave from the resonance tag, and a resonance. The resonance intensity measuring circuit measures the reflected wave received from the tag. The resonance frequency of the resonance circuit can be easily measured since the resonance intensity becomes the highest when the oscillation frequency in the reading device matches the resonance frequency of the resonance tag (for example, JP 2000-49655 A). reference).
そして、この共振タグが、例えば、所定の温度以上のような環境保障の範囲外に晒された場合には、スイッチ4がオンになって、共振周波数変更用キャパシタ5が付加され共振回路1の共振周波数の決定に寄与することとなり、キャパシタの容量が共振回路全体として変化し、これに伴って共振周波数も変化する。したがって、環境保障の開始から終了までの間に、環境保障範囲を一度でも外れた場合には、開始時と終了時の共振周波数が異なるものとなっているため、容易に環境が保障されたか否かを判断することができる。
When this resonance tag is exposed outside the range of environmental security such as a predetermined temperature or higher, for example, the
次に、本発明の記憶型センサ付共振タグを用いた輸送での環境保障方法について、図4および表1を参照して説明する。 Next, an environmental security method for transportation using the resonance tag with a memory type sensor of the present invention will be described with reference to FIG.
図4(a)は、記憶型センサ付共振タグ100を用いた輸送での環境保障方法の概要を示した図である。図4(b)は、本例で使用する記憶型センサ付共振タグ100の構成例を示す図である。ここで、記憶型センサ付共振タグ100は、IDコード識別用共振回路110と、記憶型センサ付共振回路120とを、別個の共振回路として設け、1つのタグの中に2つの共振回路を含む構成とし、IDコードを識別するための共振周波数と記憶型センサの状態を示す共振周波数の両者が各々確実に検出できる構成とした。このID識別用共振回路110は、アンテナコイル111と、キャパシタ112とから構成され、また、記憶型センサ付共振回路120は、アンテナコイル121と、キャパシタ122と、共振周波数変更用キャパシタ123と、記憶型センサで構成されたスイッチ124とから構成され、これらを一体として形成した。また、表1は、記憶型センサ付共振タグ100を用いて、荷物101の輸送または保管を行った場合の環境保障システムを管理する制御装置(図示しない)における記憶情報の一例を示したものである。
FIG. 4A is a diagram showing an outline of an environmental protection method in transportation using the
すなわち、この実施の形態では、記憶型センサ付共振回路120の機能が正常であることを確認した後、その記憶型センサ付共振タグ100を荷物101に装着する。そして、荷物101の置かれる環境温度を所定の温度(0℃以下)とし、センサをリセットしてから、アンテナを備えた受け入れゲート103を通過させて、掃引可能な発振器からの出力波を記憶型センサ付共振タグ100に送信する。
That is, in this embodiment, after confirming that the function of the
記憶型センサ付共振タグ100は、受信した出力波の周波数に対する記憶型センサ付共振回路120の共振の程度に応じた強度の反射波を受け入れゲート103に送出するため、共振周波数は容易に測定できる。
Since the
共振タグにおいては、規格で共振周波数が複数設定されており、この共振周波数の種別をタグを識別するIDとして用いる。したがって、共振周波数を測定することにより、記憶型センサ付共振タグ100の識別IDの情報も同時に得ることになり、ここでは、ID識別用の共振回路110より得られるIDコードが2であったとして説明する。この識別IDは14種類程度を用いることが可能である。
In the resonance tag, a plurality of resonance frequencies are set according to the standard, and the type of the resonance frequency is used as an ID for identifying the tag. Therefore, by measuring the resonance frequency, information on the identification ID of the
受け入れゲート203は、記憶型センサ付共振タグ100から送出された情報を受信して照合用データとして記憶し、その照合用データを引渡しゲート104に出力する。なお、受け入れゲート103および引渡しゲート104は、制御装置(図示しない)と電気的に接続され、この制御装置によって、受け入れゲート103および引渡しゲート104において送信する情報や受信した情報などを管理している。
The receiving gate 203 receives the information sent from the
受け入れゲート103で記憶型センサ付共振タグ100から読み出された情報と、引渡しゲート104で記憶型センサ付共振タグ100から読み出された情報に基づいて作成された記憶情報の一例を表1の(A)〜(C)に示し、その内容をまとめたものを次に示す。
Table 1 shows an example of the storage information created based on the information read from the
(A)IDコード同一、 温度判定OK
(B)IDコード同一、 温度判定NG
(C)IDコード不一致、温度判定OK
(A) ID code same, temperature judgment OK
(B) Same ID code, temperature judgment NG
(C) ID code mismatch, temperature determination OK
(A)の場合は、荷物101が輸送または保管中を通じて環境温度以下に維持され、IDコード(共振タグ識別コード)は、受け入れゲート103と引渡しゲート104とで読み込まれた情報と一致しており、正規な環境に置かれていたことが保障される。
In the case of (A), the
(B)の場合は、IDコードは、受け入れゲート103と引渡しゲート104とで読み込まれた情報と一致しているが、荷物101が輸送または保管中を通じて環境温度以下に維持されておらず、環境保障はされない。
In the case of (B), the ID code matches the information read by the receiving
(C)の場合は、荷物101が輸送または保管中を通じて環境温度以下に維持されているが、IDコードが不一致である。したがって、記憶型センサ付共振タグ100が付け替えられたことになり、環境保障はされない。
In the case of (C), the
ここで、受け入れゲート103、引渡しゲート104が単一の読取装置で構成されていても、共振周波数の検出に周波数掃引方式を採用することにより、検出範囲内で、荷物101に装着される記憶型センサ付共振タグ100は、例えば、荷物101の種類に対応させて、複数種用いることができる。この方式を採用することによって、荷物101に装着された各記憶型センサ付共振タグ100を衝突することなく的確に検出することができ、情報の送受信を確実に行うことができる。なお、この方式に限らず、例えば、受け入れゲート103、引渡しゲート104の読取装置を、荷物101に装着された記憶型センサ付共振タグ100の種類に対応させて複数種備えてもよい。
Here, even if the receiving
上記したように、本発明の記憶型センサ付共振タグおよびこの記憶型センサ付共振タグを用いた環境保障方法によれば、この記憶型センサ付共振タグを荷物などに装着した場合には、荷物の輸送中または保管中の環境条件を確実に保障することができる。 As described above, according to the resonance tag with a memory type sensor and the environmental security method using the resonance tag with a memory type sensor according to the present invention, when the resonance tag with a memory type sensor is attached to a baggage or the like, It is possible to ensure the environmental conditions during transportation or storage.
次に、本発明における他の実施の形態について図5を参照して説明する。
図5は、インダクタンス成分が変化するタイプの共振回路を示したものである。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a resonance circuit of a type in which the inductance component changes.
この共振回路31は、アンテナコイル32、共振周波数設定用キャパシタ33、記憶型センサからなるスイッチ34および共振周波数変更用コイル35から構成されるものである。
The resonance circuit 31 includes an
この共振回路31では、環境保障の開始時においては、共振周波数設定用キャパシタ33、アンテナコイル32と共振周波数変更用コイル35によって共振周波数が決定される。ついで、この共振回路を用いた共振タグが環境保障範囲を一度でも外れた場合には、スイッチ34がオンになり短絡し、共振周波数設定用キャパシタ33およびアンテナコイル32が共振周波数の決定に寄与し、共振周波数変更用コイル35は、共振周波数に影響を与えなくなるため、環境保障の開始時と終了時の共振周波数が異なるものとなる。
In the resonance circuit 31, the resonance frequency is determined by the resonance
図6および図7は、記憶型センサを複数個有し、共振周波数を多段階に変化させるタイプの共振回路を示したものである。 6 and 7 show a resonance circuit of a type having a plurality of memory sensors and changing the resonance frequency in multiple stages.
図6の共振回路41は、アンテナコイル42、共振周波数設定用キャパシタ43、記憶型センサからなる第1のスイッチ44、第1の共振周波数変更用キャパシタ45、記憶型センサからなる第2のスイッチ46および第2の共振周波数変更用キャパシタ47から構成されるものである。
6 includes an
ここで、第1のスイッチ44、第2のスイッチ46はそれぞれ作動する条件が異なる記憶型センサからなり、この実施の形態においては、第1のスイッチ44は、例えば0℃で作動するものとし、第2のスイッチ46は、例えば5℃で作動するものとすることにより、細かい条件での環境保障を行うことができる。
Here, each of the
この共振回路41では、環境保障の開始時においては、共振周波数設定用キャパシタ43、アンテナコイル42によって共振周波数が決定される。ついで、この共振回路を用いた共振タグが0℃以上5℃未満の環境に晒された場合には、第1のスイッチ44が作動して、第1の共振周波数変更用キャパシタ45が付加されて共振周波数の決定に寄与する。また、共振タグが5℃以上の環境に晒された場合には、第2のスイッチ46が作動して、第2の共振周波数変更用キャパシタ47がさらに付加されて共振周波数の決定に寄与する。
In the
したがって、共振タグの晒された温度条件により、共振回路の容量が変化するため、共振周波数を測定することにより、環境保障がどの程度でなされたのか知ることができる。 Therefore, since the capacity of the resonance circuit changes depending on the temperature condition to which the resonance tag is exposed, it is possible to know how much environmental protection has been achieved by measuring the resonance frequency.
図7の共振回路51は、アンテナコイル52、共振周波数設定用キャパシタ53、記憶型センサからなる第1のスイッチ54、第1の共振周波数変更用コイル55、記憶型センサからなる第2のスイッチ56および第2の共振周波数変更用コイル57から構成されるものである。
The
この共振回路51では、環境保障の開始時においては、共振周波数設定用キャパシタ53、アンテナコイル52、第1の共振周波数変更用コイル55、第2の共振周波数変更用コイル57によって共振周波数が決定される。ついで、この共振回路を用いた共振タグが0℃以上5℃未満の環境に晒された場合には、第1のスイッチ54が作動して、第1の共振周波数変更用コイル55が短絡により除去され、第1の共振周波数変更用コイル55は共振周波数に影響を与えなくなる。また、共振タグが5℃以上の環境に晒された場合には、第2のスイッチ56が作動して、第2の共振周波数変更用コイル57が短絡により除去されて第2の共振周波数変更用コイル57は共振周波数に影響を与えなくなる。
In the
したがって、共振タグの晒された温度条件により、共振回路のインダクタンス成分が変化するため、共振周波数を測定することにより、環境保障がどの程度でなされたのか知ることができる。 Therefore, since the inductance component of the resonance circuit changes depending on the temperature condition to which the resonance tag is exposed, it is possible to know how much environmental protection has been achieved by measuring the resonance frequency.
また、別の実施の形態としては、これらの記憶型センサがリセット機能を有し、このリセット機能を作動させるようにしておくことが好ましく、図8に示したように、図6の共振回路41にリセット信号入力手段72を設けた記憶型センサ付共振タグ71を挙げることができる。このとき、読取装置61は、周波数送信可能な発振器62、共振強度測定回路63およびアンテナコイル64からなる共振周波数の測定部とリセット手段65とからなるものである。
As another embodiment, it is preferable that these memory-type sensors have a reset function, and this reset function is activated. As shown in FIG. 8, the
この場合には、リセット信号入力手段72を有しているので、リセット手段65からリセット信号を発信することにより、リセット信号入力手段72がリセット信号を受信し、第1および第2の記憶型センサにリセット信号を送り、各センサを初期状態へ戻すことができる。 In this case, since the reset signal input means 72 is provided, when the reset signal is transmitted from the reset means 65, the reset signal input means 72 receives the reset signal, and the first and second memory sensors. A reset signal can be sent to each sensor to return each sensor to its initial state.
このようにリセット入力手段を備えることによって記憶型センサをリセットして初期状態にすることができるので、記憶型センサ付共振タグを、一度使用した後回収し、タグの機能などを確認した後、再度新たな荷物に装着して再び測定開始信号を供給して再使用することができる。これによって、1回あたりの環境保障コストを安くすることができ、また、その都度廃棄しないので環境負荷を小さくすることができる。 Since the memory type sensor can be reset to the initial state by providing the reset input means in this way, the resonant tag with the memory type sensor is collected after being used once, and after confirming the function of the tag, It can be re-used by attaching it again to a new package and supplying a measurement start signal again. As a result, the environmental security cost per time can be reduced, and the environmental load can be reduced because the cost is not discarded each time.
以上の実施の形態においては、リセット信号を受信してセンサを初期状態とすることをアンテナを介して行うことができるので、非接触で記憶型センサ付共振タグのIDコードおよびセンサの状態を読み出すことができ、輸送または保管の工程の妨げとならずに環境保障を行うことができる。 In the above embodiment, the reset signal can be received to set the sensor to the initial state via the antenna, so that the ID code of the resonance tag with the memory type sensor and the sensor state can be read in a non-contact manner. Environmental protection without interfering with the transportation or storage process.
1,31,41,51…共振回路、2,32,42,52…アンテナコイル、3,33,43,53…共振周波数設定用キャパシタ、4,34…スイッチ、5…共振周波数変更用キャパシタ、10,20…記憶型の温度センサ、11…バイメタル、12,13…板バネ、14…爪を有する片持状の板、21…磁石、22…片持状のバネ、23…感温磁性体、24…電磁石、25,26…板バネ、27…電磁石の電気端子、44,54…第1のスイッチ、45…第1の共振周波数変更用キャパシタ、46,56…第2のスイッチ、47…第2の共振周波数変更用キャパシタ、55…第1の共振周波数変更用コイル、57…第2の共振周波数変更用コイル、61…読取装置、65…リセットスイッチ、71…記憶型センサ付共振タグ、72…リセット信号入力手段
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記共振回路は、少なくとも一つのインダクタまたはキャパシタを回路素子として含む付加回路を備え、前記付加回路は、外部環境の変化により状態を変える記憶型センサからなるスイッチ素子を有することを特徴とする記憶型センサ付共振タグ。 A resonant tag comprising a resonant circuit including an antenna,
The resonant circuit includes an additional circuit including at least one inductor or capacitor as a circuit element, and the additional circuit includes a switching element including a memory sensor that changes a state according to a change in an external environment. Resonant tag with sensor.
輸送または保管の開始時に、前記記憶型センサ付共振タグのアンテナを介して、共振周波数を読取り記録する共振周波数記録工程と、
輸送または保管の終了時に、前記記憶型センサ付共振タグのアンテナを介して、共振周波数を読取り、この読取った共振周波数と前記共振周波数記録工程で記録した共振周波数とを比較する共振周波数比較工程と、
を具備することを特徴とする環境保障方法。 An environmental security method for guaranteeing an environment during transportation or storage of a baggage equipped with the resonance tag with a memory type sensor according to any one of claims 1 to 7,
A resonance frequency recording step of reading and recording a resonance frequency via an antenna of the resonance tag with a memory type sensor at the start of transportation or storage;
A resonance frequency comparison step of reading a resonance frequency via the antenna of the resonance tag with a memory type sensor and comparing the read resonance frequency with the resonance frequency recorded in the resonance frequency recording step at the end of transportation or storage; ,
An environmental security method comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005252745A JP2007066110A (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Resonance tag with storage type sensor and method for securing environment |
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JP2010135419A (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Philtech Inc | Substrate, substrate holding apparatus, analysis apparatus, program, detection system, semiconductor device, display apparatus, and semiconductor manufacturing apparatus |
JP2013513813A (en) * | 2009-12-15 | 2013-04-22 | アイシス・イノベーション・リミテッド | Asset detection apparatus and method |
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