JP2008015855A - メータ用ｒｆｉｄタグシステム、ｒｆｉｄタグ、リーダ／ライタ、メータ用ｒｆｉｄタグ通信方法、及びメータ用ｒｆｉｄタグ通信用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 データ転送を行う通信機能付きメータに対して、該メータの転送速度に合わせて、非接触で精度の高いデータ転送を実現可能とするメータ用ＲＦＩＤタグシステム等を提供する。
【解決手段】 リーダ／ライタ１０は、メータ３０へタグ２０を介してデータ転送する場合、タグ２０への搬送波を周波数変調させて、該メータ３０のデータ転送速度（２００ｂｐｓ／３００ｂｐｓ）に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターン（メータに接続するＩ／Ｏ部におけるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号、入出力切替信号のいずれか）を含めて送信する。タグ２０は、送信波のビットパターンを受信すると、含まれる特定ビットパターンに対応して予め設定された信号をメータ３０に出力する制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、実装されたＩＣチップに対して非接触でデータの読み書きを行うことを特徴とするＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに関し、特に、メータに接続されるＲＦＩＤタグ、該タグと交信するリーダ／ライタ、及び該タグを備えたメータ用ＲＦＩＤタグシステム、メータ用ＲＦＩＤタグ通信方法、及びメータ用ＲＦＩＤタグ通信用プログラムに関する。

近年、微小な無線チップにより人や物を識別すると共に管理するＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)技術を用いたシステムが注目されている。このＲＦＩＤシステムでは、商品等に貼付したＲＦＩＤタグにデータを記憶させておき、無線によりＲＦＩＤリーダ／ライタ又はリーダで交信することで商品等の識別及び情報を自動的に認識して管理するものである。このＲＦＩＤシステムは、製造、販売、物流又は貸与サービス等において、ＲＦＩＤタグを取り付けた物や人などの所在やＩＤ等の情報を検出してその移動等を管理することに広く採用されつつある。

また、従来、ガス、電気、水道等の使用量の検針を行う場合、検針員が需要家宅を訪問し、携帯型端末機を用いて、メータの指針値等の内部情報を収集していた。さらに、メータにマイコンを内蔵し、センタとメータ間を、電話回線を利用して接続し、自動検針を行う自動検針システムや、通信機能を有するメータに、ＲＦＩＤタグに相当する電磁誘導又は電磁結合により作動するデータ送受信装置を設け、検針値等のデータを、電磁誘導又は電磁結合により作動するデータ送受信手段を有する携帯型端末等を用いて非接触で読み取る遠隔データ読み取り方法や装置等も普及している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０００−２９８７８９号公報 特開平５−１０１２９３号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
通信機能付きメータに対して非接触でデータを読み取るデータ送受信装置としてＲＦＩＤタグを利用する場合、上記メータの種類によりデータ転送速度が異なるために、これに対応した専用のＲＦＩＤタグを取り付ける必要があった。例えば、上記メータがＬＰガスメータ（５ビットメータ）の場合、データ転送速度は２００ｂｐｓであるが、都市ガス及び水道メータ（８ビットメータ）の場合は３００ｂｐｓである。このように、メータの種類によりデータの転送速度が異なるため、専用のＲＦＩＤタグを複数種類用意し、対応するメータに付設する必要があった。
また、転送速度の異なる各種メータに対して１種類のＲＦＩＤタグを兼用して使用可能にするため、タグに内部クロックがあれば該内部クロックを用いて異なるデータ転送速度に対応することも考えられる。しかしながら、内部クロックを利用した場合、ＲＦＩＤタグの電池の電圧低下によりクロックが変動するため、転送速度偏差が大きくなり、正確に読み取れない不都合がある。例えば、内部クロックを利用した場合、１ＭＨｚで±１０％の大きな転送速度偏差が生じるおそれがある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、データ転送を行う通信機能付きメータに対して、メータの転送速度に合わせて、非接触で精度の高いデータ転送を実現可能とするメータ用ＲＦＩＤタグシステム、ＲＦＩＤタグ、リーダ／ライタ、及びメータ用ＲＦＩＤタグ通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。本発明のメータ用ＲＦＩＤタグシステムは、所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとを備え、前記リーダ／ライタが、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するＲ／Ｗ制御部を備え、前記ＲＦＩＤタグが、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに出力する制御を行うタグ制御部を備えていることを特徴とする。

本発明のリーダ／ライタは、所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと前記Ｉ／Ｏ端子を介してデータ通信を行うＲＦＩＤタグに対して、交信してデータ通信を行うリーダ／ライタであって、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するＲ／Ｗ制御部を備えることを特徴とする。

本発明のＲＦＩＤタグは、所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行い、リーダ／ライタと交信してデータ通信を行うＲＦＩＤタグであって、前記リーダ／ライタが、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信し、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに出力する制御を行うタグ制御部を備えることを特徴とする。

本発明のメータ用ＲＦＩＤタグ通信方法は、所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとの間で通信を行う方法であって、前記リーダ／ライタのＲ／Ｗ制御部が、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するステップと、前記ＲＦＩＤタグの制御部が、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うステップとを備えていることを特徴とする。

本発明のメータ用ＲＦＩＤタグ通信用プログラムは、所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとの間で通信を行うプログラムであって、前記リーダ／ライタのＲ／Ｗ制御部が、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するステップと、前記ＲＦＩＤタグの制御部が、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

なお、本発明において、リーダ／ライタとは、ＲＦＩＤリーダ／ライタであり、ＲＦＩＤの読み取り機能を有するリーダ及びＲＦＩＤの書き込み機能を有するライタの少なくとも一方を備えた装置である。

これらのメータ用ＲＦＩＤタグ通信システム、ＲＦＩＤタグ、リーダ／ライタ、メータ用ＲＦＩＤタグ通信方法、ＲＦＩＤタグ通信用プログラムでは、まず、リーダ／ライタから、搬送波を周波数変調させて通信速度がメータのデータ転送速度に合致又は近似するビットパターン、例えば、同一周波数の複数ビット又は異なる周波数の複数ビットの組み合わせからなるビットパターンの送信波を送信する。この際、この送信波のビットパターンに、予め決められた特定ビットパターンを含めて送信する。さらに、ＲＦＩＤタグは、メータのデータ転送速度に合わせた上記送信波のビットパターンの受信タイミングで、含まれる特定ビットパターンに対応した特定の信号をメータに出力する。すなわち、通信速度がメータのデータ転送速度に合わせられた送信波のビットパターンの受信タイミングがクロック信号の代わりとなって、ＲＦＩＤタグからメータへの信号出力のタイミングとなると共に、タグが内在する特定ビットパターンを認識することで、これに予め割り当てられた特定の信号を出力することができる。

このように、送信波の受信タイミングで特定ビットパターンに対応する特定の信号をメータに転送することで、メータのデータ転送速度に対応したタグ−メータ間のデータ転送が可能になる。したがって、本発明では、予めデータ転送速度に通信速度を合わせた送信波の受信タイミングで特定の信号を出力するので、タグの内部クロックを用いて信号をメータに転送する場合に比べて、精度の高いデータ転送速度を実現することができる。また、リーダ／ライタのファームウェアを変更するだけで、メータの異なるデータ転送速度に対応することができる。
なお、通常、ＲＦＩＤタグは、リーダ／ライタと同期をとるために、クロック信号をＲＦ出力の周波数から取得しているが、この際の周波数偏差は、例えば１２５ＭＨｚで±５０ｐｐｍである。したがって、本発明では、ＲＦ出力の周波数を利用してデータ転送のタイミングを取るため、上記の小さな周波数偏差に基づいた高精度のデータ転送が可能になる。

また、本発明のメータ用ＲＦＩＤタグシステムは、前記特定ビットパターンに基づいて予め設定された信号が、前記Ｉ／Ｏ端子におけるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号及び入出力切替信号であることを特徴とする。すなわち、Ｉ／Ｏ端子におけるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号だけではなく、入出力切替信号も設定することで、送受信切替もデータ転送速度に対応して制御可能である。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、メータ用ＲＦＩＤタグ通信システム、ＲＦＩＤタグ、リーダ／ライタ、メータ用ＲＦＩＤタグ通信方法、ＲＦＩＤタグ通信用プログラムによれば、リーダ／ライタが予めデータ転送速度に通信速度を合わせた送信波の受信タイミングで、ＲＦＩＤタグがメータに対して特定の信号を出力するので、ＲＦＩＤタグの内部クロックを用いたデータ転送の場合に比べて、精度が高いデータ転送速度が実現でき、通信性能が向上し、計測した積算値が正確に検針できるようになる。また、メータに接続されるＲＦＩＤタグを１種類に共通化でき、リーダ／ライタ側のファームウェアを変更するだけで、転送速度の異なるメータに対して使用可能となり、コストの低減を図ることができる。

以下、本発明に係るメータ用ＲＦＩＤタグ通信システム、ＲＦＩＤタグ、リーダ／ライタ、メータ用ＲＦＩＤタグ通信方法、ＲＦＩＤタグ通信用プログラムの一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。

尚、本発明で使用する「タグ」は、例えば基材上に形成されたアンテナパターンと、それに接続したＩＣチップとから構成されている「ＲＦＩＤタグ」（一般に、「非接触ＩＣタグ」、「非接触ＩＣ」、「非接触ＩＣラベル」、「非接触データキャリア」と表現されることもある。）である。また、「リーダ／ライタ」は、「ＲＦＩＤリーダ／ライタ」である。

図１は、メータ用ＲＦＩＤタグシステム１００の１例であり、図１に示すように、メータ用ＲＦＩＤタグシステム１００は、リーダ／ライタ１０、タグ２０、メータ３０等からなる。メータ用ＲＦＩＤタグシステム１００は、例えば、メータ３０に付設されて有線接続されたタグ２０に、リーダ／ライタ１０が無線接続されて構成される。

上記リーダ／ライタ１０は、ＲＦＩＤリーダ／ライタであり、電磁誘導又は電磁結合を利用してタグ２０と非接触でデータの交信を行うものである。
すなわち、リーダ／ライタ１０は、タグ２０に対して共振する呼び出し信号をＲＦ周波数で発信し、数ｍｍから数ｍの距離でタグ２０からの応答信号を読み、信号の送受信を行う機能を有するものである。
図２に示すように、リーダ／ライタ１０は、例えば、携帯型端末となっており、リーダ／ライタ本体（図示略）に格納される基板４１と、該基板４１の表面上に形成されたＲ／Ｗ側アンテナ１８と、データの送受信に関する演算処理等を行う処理部Ｃとを備えている。

上記処理部Ｃは、Ｒ／Ｗ制御部１１、Ｒ／Ｗ送受信部１２、Ｒ／Ｗ記憶部１３、Ｒ／Ｗ表示部１４、Ｒ／Ｗ通信Ｉ／Ｆ部１５、電源部１６、スイッチ１７等から構成される。

Ｒ／Ｗ制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、Ｒ／Ｗ記憶部１３に格納されたプログラムに従って、各装置を駆動制御し、リーダ／ライタ１０が行う後述するデータ送信時のビットパターン生成処理、データ受信時のデコード処理等を実現する機能を有する。すなわち、Ｒ／Ｗ制御部１１、タグ２０にデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するように上記各部を制御する機能を有している。
Ｒ／Ｗ送受信部１２は、磁界を放射するＲ／Ｗ側アンテナ１８を介して、リーダ／ライタ１０とタグ２０との間の通信を媒介する無線通信インタフェースであり、非接触でデータを送受信する機能を有する。

Ｒ／Ｗ記憶部１３には、各構成部分を駆動制御する制御プログラム、アプリケーションプログラムとして、ビットパターン生成処理手段、デコード処理手段等に相当する実行可能プログラム、受信したメータ３０から収集したデータ等が格納されている。各プログラムコードは、Ｒ／Ｗ制御部１１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。

Ｒ／Ｗ表示部１４は、液晶パネル等のディスプレイ装置であり、メータ３０から受信した収集データ等を表示する機能を有する。
Ｒ／Ｗ通信Ｉ／Ｆ部１５は、リーダ／ライタ１０と外部機器との通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワークを介して、リーダ／ライタ１０と外部機器との間の通信制御を行う機能を有する。

タグ２０は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグであり、ラベル型、コイン型、シート型、スティック型等の任意の形状であり、付設されるメータ３０の形状や取付部位等に応じて選択される。なお、タグ２０の通信距離は、数ｍｍ程度のものから数ｍのものがある。

図３に示すように、タグ２０は、例えば、金属層を積層した紙や、ＰＥＴやポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン等の各種材料等の基材４２に、ラミネートしたアルミ箔等の金属箔をフォトエッチングやレジスト印刷後のエッチングによりコイル状のタグ側アンテナ２８を形成し、基材４２に実装したＩＣチップ４３にタグ側アンテナ２８の両端部を接続することにより形成されている。

上記ＩＣチップ４３は、タグ制御部（制御部）２１、タグ送受信部２２、タグ記憶部２３、Ｉ／Ｏ部２４、タグ通信Ｉ／Ｆ部２５等から構成される。
タグ制御部２１は、各部を駆動制御し、タグ２０が行う後述するＩ／Ｏ制御処理等を実現する回路等を有する。このタグ制御部２１は、リーダ／ライタ１０からの送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる特定ビットパターンに対応して予め設定された信号をメータ３０に転送するよう上記他の各部の制御を行う機能を有する。
タグ送受信部２２は、磁界を放射するタグ側アンテナ２８を介して、リーダ／ライタ１０とタグ２０との間の通信を媒介する無線通信インタフェースであり、非接触でデータを送受信する機能を有する。

タグ記憶部２３は、通常、タグ２０の識別情報等を格納する機能を有する。なお、本実施形態におけるメータ３０との通信時には、タグ記憶部２３を使用していない。
Ｉ／Ｏ部２４は、メータ３０と通信するための入出力制御を行う機能を有する。
タグ通信Ｉ／Ｆ部２５は、メータ３０のＩ／Ｏ端子とシリアル接続された通信インタフェースであり、タグ２０とメータ３０との間の通信制御を行う機能を有する。

メータ３０は、需要家宅等に設置されたガス、電気、水道等のメータであり、メータ制御部３１、電磁弁３２、メータ記憶部３３、メータ表示部３４、メータ通信Ｉ／Ｆ部３５、電池３６、流量センサ３７、外部機器Ｉ／Ｆ部３８等から構成される。なお、本実施形態では、ガスメータを例に説明する。
メータ制御部３１は、各部を駆動制御し、メータ３０が行う、流量センサ３７からの流量信号等を監視し、これらに基づいて異常が発生したことを判断した場合には、電磁弁３２を介して流路を遮断し、また、外部機器Ｉ／Ｆ部３８を介して、その旨を需要家やセンタ等に通報する。

電磁弁３２は、異常等が発生したとき、ガスの供給を遮断し、通過を制御するために使用されるものである。
メータ記憶部３３は、各構成部分を駆動制御する制御プログラムに相当する実行可能プログラムや、ガス供給量等をカウントしている積算データ等が格納されている。
メータ表示部３４は、液晶表示器（ＬＣＤ）等の表示装置であり、メータ制御部３１により処理された積算データ等を表示する機能を有している。

メータ通信Ｉ／Ｆ部３５は、タグ２０のＩ／Ｏ端子とシリアル接続された通信インタフェースであり、タグ２０とメータ３０との間の通信制御を行う機能を有する。
電池３６は、電源となる電池であり、メータ３０の各部に電力を供給している。
流量センサ３７は、ガスの流量を検出し、メータ制御部３１に流量データを送る機能を有している。
外部機器Ｉ／Ｆ部３８は、各種回線網を通じて監視センタ等と通信する通信インタフェースであり、メータ３０と外部機器との通信制御を行う機能を有する。

メータ３０は、タグ２０が付設され、リーダ／ライタ１０からタグ２０を介して検針値要求等のコマンドを受信し、流量センサ３７により積算された検針値データを、メータ通信Ｉ／Ｆ部３５、タグ２０を介して、リーダ／ライタ１０に送信する機能を有している。
このメータ３０は、メータの種類によりデータの転送速度が異なり、例えば、ＬＰガスメータ等の５ビットメータの場合、メータのデータ転送速度は２００ｂｐｓであり、都市ガスや水道メータ等の８ビットメータの場合は３００ｂｐｓである。

なお、メータ用ＲＦＩＤタグシステム１００における各処理部、すなわち、Ｒ／Ｗ制御部１１、タグ制御部２１等は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、各処理部はコンピュータシステムとしてメモリ及びＣＰＵにより構成され、各処理部の機能及び後述する本実施形態のメータ用ＲＦＩＤタグ通信方法を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってよい。

すなわち、上記プログラムは、コンピュータ読み取り可能なプログラムであり、前述した機能及び後述するメータ用ＲＦＩＤタグ通信方法の一部を実現するためであってもよい。
さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってもよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク（通信網）や電力線、電話回線等の通信回線（通信網）のように、情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。
また、上記メモリは、ハードディスク装置や光ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ―ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記録媒体、ＲＡＭのような揮発性メモリ或いはこれらの組み合わせによるコンピュータ読み取り、書き込み可能な記録媒体より構成されるものとする。

次に、本発明の実施形態に係るメータ用ＲＦＩＤタグシステム１００におけるリーダ／ライタ１０、タグ２０、メータ３０間のデータ通信動作について、図４及び図５を参照して説明する。

まず、リーダ／ライタ１０からタグ２０を介したメータ３０へのデータ伝送の処理手順を説明する。
リーダ／ライタ１０のＲ／Ｗ制御部１１は、図４に示すように、外部インタフェース等から、メータ３０への送信データ（例えば、検針値要求コマンド）を入力により取得し（ステップＳ４０１）、さらに検針対象のメータ３０のデータ転送速度を入力により取得する（ステップＳ４０２）。これにより、メータ３０のデータ転送速度に対応したファームウェアがＲ／Ｗ記憶部１３からロードされて実行される。

リーダ／ライタ１０のＲ／Ｗ制御部１１は、取得した送信データから、搬送波を周波数変調させて、通信速度がメータ３０のデータ転送速度（２００ｂｐｓ又は３００ｂｐｓ）に合致又は近似するように、例えば、同一周波数の複数ビット又は異なる周波数の複数ビットの組み合わせからなるビットパターンを生成し（ステップＳ４０３）、Ｒ／Ｗ送受信部１２を介して、ビットパターンからなるビットデータを送信波として送信する（ステップＳ４０４）。

この際、この送信波のビットパターンに、予め決められた、メータ３０に接続するＩ／Ｏ部２４におけるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号、入出力切替信号のいずれかを示す特定ビットパターンを含めて送信する。なお、メータ３０のデータ転送速度に応じたビットパターンの生成処理の詳細については、後述する。
リーダ／ライタ１０のＲ／Ｗ制御部１１は、送信データが終了したかを判断し、送信データが終了していない場合（ステップＳ４０５のＮｏ）、ステップＳ４０３へ移行し、次の送信データのビットパターン生成処理を行う。

送信データが終了した場合（ステップＳ４０５のＹｅｓ）、出力から入力への切替用の入出力切替ビットパターンを含むビットパターンを生成し（ステップＳ４０６）、生成したビットパターンからなるビットデータを送信する（ステップＳ４０７）。

ステップＳ４０３の処理において、データ転送速度に応じたビットパターン生成処理での周波数を変調する方式には、一般的に、１２５ｋＨｚ（１３．５６ＭＨｚ）のＲＦキャリアを変調するマンチェスタ符号、モディファイドミラー、バイ・フェイズ、ＰＳＫ（phase shift keying：位相偏移変調）、ＦＳＫ（frequency shift keying：周波数偏移変調）、ＮＲＺ（ノンリターンゼロ）、ＰＰＭ（パルス位置変調）等が用いられる。

次に、マンチェスタ符号による変調方式を用いたビットパターン生成処理の一例を、詳細に説明する。マンチェスタ符号は、送信データが０のとき、前半の１／２ビットがＨレベルで後半の１／２ビットがＬレベルになり、データが１のときにレベルが反転するパルス信号となるデータ符号化方式である。このマンチェスタ符号は、信号からクロックを得ることが可能な符号化方式である。

例えば、１２５ｋＨｚのＲＦキャリアの変調速度を１９５３Ｈｚ（６４波）とする。
２００ｂｐｓの転送速度の場合は、特定のビットパターンで転送すると１０ビット分の転送速度は、１９５．３１ｂｐｓとなり、２．４％程度の周波数偏差となる。９ビット分では、２１７．０１ｂｐｓとなり、−８．５％程度の周波数偏差となる。従って、リーダ／ライタ１０は１０ビットの特定ビットパターンを生成し、タグ２０に送信し、タグ２０は、特定ビットパターンを判別し、特定ビットパターンに応じてＩ／Ｏ部２４のＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号を切り替えて出力する。

３００ｂｐｓの転送速度の場合は、特定のビットパターンで転送すると７ビット分の転送速度は、２７９．０２ｂｐｓとなり、７．５％程度の周波数偏差となる。６ビット分では、３２５．５２ｂｐｓとなり、−７．８％程度周波数偏差となる。従って、リーダ／ライタ１０は７ビットと６ビットが交互に並ぶ特定ビットパターンを生成し、タグ２０に送信し、タグ２０は、特定ビットパターンを判別し、特定ビットパターンに応じてＩ／Ｏ部２４のＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号を切り替えて出力する。

次に、タグ２０におけるリーダ／ライタ１０からのデータのＩ／Ｏ制御処理を、図５を参照して説明する。
タグ制御部２１は、図５に示すように、タグ送受信部２２を介して、リーダ／ライタ１０からのビットデータを受信、取得する（ステップＳ５０１）。
タグ２０のタグ制御部２１は、取得したビットデータについて特定のビットパターンを含んでいるかを判別する（ステップＳ５０２）。

Ｈｉｇｈ信号出力用ビットパターンの場合（例えば、“１０１１０１”）（ステップＳ５０３のＹｅｓ）、メータ３０に接続されるＩ／Ｏ部２４にＨｉｇｈ信号出力を行い（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０１に移行し、次のビットデータ入力を行う。
Ｌｏｗ信号出力用ビットパターンの場合（例えば、“１０００１０”）（ステップＳ５０５のＹｅｓ）、メータ３０に接続されるＩ／Ｏ部２４にＬｏｗ信号出力を行い（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０１に移行し、次のビットデータ入力を行う。

入出力切替用ビットパターンの場合（例えば、“１００１１１”）（ステップＳ５０７のＹｅｓ）、メータ３０に接続されるＩ／Ｏ部２４をメータ３０からの入力モードに切り替え（ステップＳ５０８）、メータ３０からの入力待ちを行う。
すなわち、通信速度がメータ３０のデータ転送速度に合わせられた送信波のビットパターンの受信タイミングが、クロック信号の代わりとなって、タグ２０からメータ３０への信号出力のタイミングとなると共に、内在する特定ビットパターンをタグ２０が認識することで、これに予め割り当てられた特定の信号を出力することができる。
さらに、メータ３０のメータ制御部３１は、メータ通信Ｉ／Ｆ部３５を介して、タグ２０からの信号を受信する。

次に、メータ３０からタグ２０を介したリーダ／ライタ１０へのデータ伝送処理について説明する。
メータ３０のメータ制御部３１は、例えば、リーダ／ライタ１０からの検針値要求等のデータ受信に対する返信である検針値等のデータに応じて、メータ通信Ｉ／Ｆ部３５及びＩ／Ｏ部２４を介して、タグ２０にＨｉｇｈ信号やＬｏｗ信号を出力する。

タグ２０のタグ制御部２１は、タグ通信Ｉ／Ｆ部２５を介して、メータ３０から入力したＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号を、そのまま、タグ送受信部２２を介して、リーダ／ライタ１０に出力する。
リーダ／ライタ１０のＲ／Ｗ制御部１１は、Ｒ／Ｗ送受信部１２を介して、ビットデータを受信し、このビットデータのデコード処理を行い、検針値等のデータを取得する。
したがって、メータ３０から通信では、タグ２０のタグ記憶部２３を介さず、タグ２０は単にスルーする機器として機能させることもできる。

このように本実施形態によれば、通信速度がメータ３０のデータ転送速度に合わせられた送信波のビットパターンの受信タイミングがクロック信号の代わりとなって、タグ２０からメータ３０への信号出力のタイミングとなると共に、タグ２０が内在する特定ビットパターンを認識することで、これに予め割り当てられた特定の信号を出力することができる。

したがって、タグ２０の内部クロックを用いたデータ転送の場合に比べて、精度が高いデータ転送速度が実現でき、通信性能が向上し、計測した積算値が正確に検針できるようになる。また、リーダ／ライタ１０は、複数のメータ３０に対応したコマンドを実装することにより、数種のメータ３０と共通化できる。つまり、リーダ／ライタ１０及び上位のアプリケーションを共通化することにより、同一の検針作業で一施設の複数のメータ３０の検針が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

上記実施形態における技術は、データの読み書きが可能なＲＦＩＤリーダ／ライタに適用しているが、データの読み取りのみ可能なＲＦＩＤリーダにも用いることができる。
尚、本実施の形態では、マンチェスタ符号による変調方式を用いた場合のビットパターン生成について説明したが、これに限らない。例えば、ＦＳＫやＰＳＫ等による変調方式を用いてもよい。

このように変調方式としては、上述したマンチェスタ符号、モディファイドミラー、バイ・フェイズ、ＰＳＫ、ＦＳＫ、ＮＲＺ、ＰＰＭ等を用いても構わない。インベントリ、リード、ライト等のリーダ／ライタとＲＦＩＤタグとの通常の交信の変調方式をそのまま用いることにより、ＩＳＯ規格、電波法等に適合した方式でメータ３０との通信が可能になる。つまり、メータ３０に合わせた変調速度にした場合、上記ＩＳＯ規格や電波法に対して不適合となる可能性があるが、本実施形態では、既存の上記変調方式の符号化を組み合わせてメータ３０との通信速度に近づける方法を採用することで、上記ＩＳＯ規格や電波法に適合させている。
また、上記実施形態では、メータ３０の通信速度が２００ｂｐｓと３００ｂｐｓとの２種類ある場合について本発明を採用しているが、これに限定されるものではなく、他のメータや他の数種類の通信速度に対応するように本発明を適用しても構わない。

本発明に係る一実施形態のメータ用ＲＦＩＤタグシステムの概略構成を示すブロック図である。 本実施形態について、リーダ／ライタの構成を示す概略的な平面図である。 本実施形態について、タグの構成を示す概略的な平面図である。 本実施形態について、リーダ／ライタのデータ転送速度に応じたビットパターン生成及びデータ送信の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態について、タグにおけるリーダ／ライタからのデータのＩ／Ｏ制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…リーダ／ライタ、１１…Ｒ／Ｗ制御部、１２…Ｒ／Ｗ送受信部、１３…Ｒ／Ｗ記憶部、１５…Ｒ／Ｗ通信Ｉ／Ｆ部、１８…Ｒ／Ｗ側アンテナ、２０…タグ（ＲＦＩＤタグ）、２１…タグ制御部、２２…タグ送受信部、２３…タグ記憶部、２４…Ｉ／Ｏ部、２５…タグ通信Ｉ／Ｆ部、２８…タグ側アンテナ、３０…メータ、３１…メータ制御部、３３…メータ記憶部、３５…メータ通信Ｉ／Ｆ部、４１…基板、４２…基材、４３…ＩＣチップ、１００…メータ用ＲＦＩＤタグシステム、Ｃ…処理部

Claims (6)

1. 所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとを備え、
   前記リーダ／ライタが、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信する制御を行うＲ／Ｗ制御部を備え、
   前記ＲＦＩＤタグが、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うタグ制御部を備えていることを特徴とするメータ用ＲＦＩＤタグシステム。
2. 請求項１に記載のメータ用ＲＦＩＤタグシステムにおいて、
   前記特定ビットパターンに基づいて予め設定された信号が、前記Ｉ／Ｏ端子におけるＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号及び入出力切替信号であることを特徴とするメータ用ＲＦＩＤタグシステム。
3. 所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと前記Ｉ／Ｏ端子を介してデータ通信を行うＲＦＩＤタグに対して、交信してデータ通信を行うリーダ／ライタであって、
   前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するＲ／Ｗ制御部を備えることを特徴とするリーダ／ライタ。
4. 所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと前記Ｉ／Ｏ端子を介してデータ通信を行い、リーダ／ライタと交信してデータ通信を行うＲＦＩＤタグであって、
   前記リーダ／ライタが、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信した際、前記送信波のビットパターンを受信すると、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うタグ制御部を備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
5. 所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとの間で通信を行う方法であって、
   前記リーダ／ライタのＲ／Ｗ制御部が、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するステップと、
   前記ＲＦＩＤタグの制御部が、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うステップとを備えていることを特徴とするメータ用ＲＦＩＤタグ通信方法。
6. 所定のデータ転送速度でＩ／Ｏ端子からデータ転送を行う通信機能を有したメータと、前記Ｉ／Ｏ端子を介して前記メータとデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグと交信してデータ通信を行うリーダ／ライタとの間で通信を行うプログラムであって、
   前記リーダ／ライタのＲ／Ｗ制御部が、前記ＲＦＩＤタグにデータ送信する際、搬送波を周波数変調させて通信速度が前記所定のデータ転送速度に合致又は近似する送信波のビットパターンに特定ビットパターンを含めて送信するステップと、
   前記ＲＦＩＤタグの制御部が、前記送信波のビットパターンを受信した際、これに含まれる前記特定ビットパターンに対応して予め設定された信号を前記メータに転送する制御を行うステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするメータ用ＲＦＩＤタグ通信用プログラム。
   

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