JP2008084196A - 個体管理システム、電子回路基板及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦＩＤ用ＩＣチップを用いて生産・出荷時における個体管理及び出荷後における個体管理が可能な個体管理システムを提供する。
【解決手段】ＣＰＵ２１を含む各種電子部品が実装される管理対象基板２０に対し、アンテナ素子２３ａ、２３ｂを形成すると共に、ＲＦＩＤのＩＣチップ２２、このＩＣチップ２２のＩＤ情報を有線で読取るＩＤ読取り回路２４、ＣＰＵ２１の制御に従ってＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂあるいはＩＤ読取り回路２４に切替接続する切替スイッチ２５ａ、２５ｂを実装する。管理対象基板２０の生産時は、ＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂに切替接続し、ＩＣチップ２２のＩＤ情報をリーダ装置で読取って管理する。管理対象基板２０の出荷後、電子機器に組み込まれた状態では、運用時にＩＣチップ２２のＩＤ情報をＩＤ読取り回路２４で読取り、外部制御装置に出力して管理する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤのＩＣチップを搭載し、生産・出荷時の個体管理及び出荷後の個体管理を可能とする個体管理システム、電子回路基板及び電子機器に関する。

従来、物品の製造管理を行なうために、管理対象となる個体にＲＦＩＤタグ（無線タグ）を取り付け、このＲＦＩＤタグに予め設定されているＩＤ情報（個別情報）を読取る無線タグシステムが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

図４は、従来用いられているＲＦＩＤタグ１０の構成例を示したものである。ＩＤ情報を記憶したＩＣチップ１１とチップ用アンテナ素子１２を一体に設けてインレット１３を構成し、更に、このインレット１３を利用用途に応じて紙やプラスチックにより形成したシール、ラベル、カード等の保持媒体１４に装着してＲＦＩＤタグ１０を構成している。

そして、上記ＲＦＩＤタグ１０を図５に示すように管理したい個体、例えば電子機器に組み込まれて使用される制御基板等の管理対象基板１５に貼り付け、ＩＣチップ１１に記憶されたＩＤ情報をリーダ装置１６により無線通信で読取って管理対象基板１５の生産時や出荷時の管理を行なっている。
特開２００２−３５８４９４号公報

従来では、上記したようにＩＣチップ１１とアンテナ素子１２との一体化によるタグ加工を行なってＲＦＩＤタグ１０を構成し、このＲＦＩＤタグ１０を管理対象基板１５に装着し、あるいは製品を梱包した個装箱や外装袋にＲＦＩＤタグ１０を貼り付け、ＩＣチップ１１に記憶されたＩＤ情報をリーダ装置１６により読取って製品の管理を行なっている。しかし、ＩＣチップ１１をタグに加工した状態での使用は、生産工程におけるリーダ装置１６による無線での認識は可能であるが、出荷後におけるＩＤ情報の読取りは不可能であり、出荷した製品の管理は製造銘板等で確認して行なっている。従って、ＲＦＩＤタグ１０の役目としては、生産から出荷までの製品管理のみであり、出荷後の管理機能は備えていない。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ＲＦＩＤ用ＩＣチップを用いて生産時における個体管理が可能であると共に、出荷後においてもＩＣチップのＩＤ情報を読取って個体管理が可能な個体管理システム、電子回路基板及び電子機器を提供することを目的とする。

第１の発明に係る個体管理システムは、制御用ＣＰＵを含む各種電子部品が実装される管理対象個体に対し、ＲＦＩＤ用のアンテナ素子を形成すると共に、ＩＤ情報を記憶してなるＲＦＩＤのＩＣチップ、該ＩＣチップのＩＤ情報を有線で読取るＩＤ読取り回路、前記ＣＰＵの制御に従って前記ＩＣチップを前記アンテナ素子あるいは前記ＩＤ読取り回路に切替接続する切替スイッチを実装し、前記管理対象個体の生産時は、前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記アンテナ素子に接続し、前記ＩＣチップのＩＤ情報をリーダ装置で読取って管理し、前記管理対象個体の出荷後、電子機器に組み込まれた状態では、運用時に前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記ＩＤ読取り回路に切替接続し、前記ＩＣチップのＩＤ情報をＩＤ読取り回路により読取り、外部制御装置に出力して管理することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明における管理対象個体が電子機器に組み込まれる電子回路基板であることを特徴とする。

第３の発明に係る電子回路基板は、制御用ＣＰＵを含む各種電子部品が実装される基板と、前記基板に形成されるＲＦＩＤ用のアンテナ素子と、前記基板に実装されるＩＤ情報を記憶してなるＲＦＩＤのＩＣチップと、前記基板に実装され、前記ＩＣチップのＩＤ情報を有線で読取るＩＤ読取り回路と、前記基板に実装され、前記ＣＰＵの制御に従って前記ＩＣチップを前記アンテナ素子あるいは前記ＩＤ読取り回路に切替接続する切替スイッチとを具備し、前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記アンテナ素子に接続した状態では、前記ＩＣチップのＩＤ情報を外部のリーダ装置により前記アンテナ素子を介して無線で読み取れるように構成したことを特徴とする。

第４の発明に係る電子機器は、前記第３の発明に係る電子回路基板を組み込み、運用時に前記ＣＰＵの制御により前記切替スイッチを切替えて前記ＩＣチップを前記ＩＤ読取り回路に接続し、該ＩＤ読取り回路により前記ＩＣチップのＩＤ情報を読取って管理情報として使用することを特徴とする。

本発明によれば、管理対象個体の生産時や出荷時においては、ＩＣチップが切替スイッチによりアンテナ素子に接続されているので、ＲＦＩＤのリーダ装置を使用し、ＩＣチップのＩＤ情報を無線で読込み、そのＩＤ情報に基づいて基板の管理を行なうことができる。

また、管理対象個体が出荷後に電子機器に組み込まれて使用される場合には、ＣＰＵの制御により切替スイッチをアンテナ素子からＩＤ読取り回路側に切替えると共に、ＩＤ読取り命令をＩＤ読取り回路に出力してＩＣチップからＩＤ情報を読取ることにより、このＩＤ情報を用いて管理対象個体あるいは電子機器の管理を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は、ＲＦＩＤ用ＩＣチップを用いて生産工程における個体管理及び出荷後における個体識別を可能とする管理対象基板の構成図である。

図１において、２０は管理対象個体例えば電子機器に組み込まれて使用される電子回路基板等の管理対象基板で、この管理対象基板２０には、制御用のＣＰＵ２１を含む各種電子部品が実装され、制御回路等の所定の電子回路が構成される。また、管理対象基板２０には、必要に応じて機器制御用のソフトウェアが搭載される。

そして、上記管理対象基板２０上には、ＩＤ情報を記憶したＲＦＩＤのＩＣチップ２２が実装される。このＩＣチップ２２は、回路基板に実装できるパッケージタイプのもので、例えば２．４ＧＨｚの高周波信号で動作する。

また、管理対象基板２０には、ＩＣチップ２２の近傍に例えばダイポールアンテナやスロットアンテナ等のアンテナ素子２３ａ、２３ｂが形成される。上記アンテナ素子２３ａ、２３ｂの全長は、例えば約λ／２（λ：使用周波数における波長）に設定される。

更に、管理対象基板２０には、ＩＣチップ２２に記憶されているＩＤ情報を有線で読取るためのＩＤ読取り回路２４が実装される。上記ＩＣチップ２２の信号入出力端子は、切替スイッチ２５ａ、２５ｂによりアンテナ素子２３ａ、２３ｂの給電点あるいはＩＤ読取り回路２４に切替接続される。

上記切替スイッチ２５ａ、２５ｂは、例えば電磁機械的に動作する高周波リレーあるいはピンダイオード等の半導体素によって構成されるＲＦ（高周波）スイッチで、上記ＣＰＵ２１から信号ライン２６を介して与えられるスイッチ制御信号により切替動作する。上記基板が電子機器に組み込まれる前の状態、言い換えると上記ＣＰＵ２１には電源が供給されず動作していない状態においては上記信号ライン２６を介して与えられるスイッチ制御信号は信号レベルがゼロ電位の状態となっている。この場合、切替スイッチ２５ａ、２５ｂの切替側は通常接続状態として上記ＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂに接続する。その後、上記基板が電子機器に組み込まれ、上記ＣＰＵ２１が所定のコマンドで動作するようになると、信号ライン２６に出力される上記ゼロ電位と異なる所定の電位の制御信号を与えることによりＩＣチップ２２をＩＤ読取り回路２４側に切替接続することができるものである。

上記ＩＤ読取り回路２４は、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）３１、電力供給部３２、ミキサ３３、クロック発生部３４、アッテネータ（ＡＴＴ）３５、サーキュレータ３６、整合回路３７、受信系３８により構成される。上記ＩＣチップ２２は、切替スイッチ２５ａ、２５ｂによりＩＤ読取り回路２４側に切替えられた場合、整合回路３７を介してサーキュレータ３６に接続される。

ＣＰＵ２１は、ＩＤ読取り回路２４を動作させる場合、切替スイッチ２５ａ、２５ｂに対して信号ライン２６よりＩＣチップ２２をＩＤ読取り回路２４に切替えるスイッチ制御信号を与えると共に、ＩＤ読取り回路２４のＭＰＵ３１に信号ライン２７ａを介してＩＤ読取命令を与える。

ＭＰＵ３１は、ＣＰＵ２１から与えられるＩＤ読取命令により制御動作を開始し、電力供給部３２よりミキサ３３に動作電力を供給する。このときクロック発生部３４は、例えば２．４ＧＨｚの高周波信号（搬送波）を発生し、ミキサ３３に出力する。ミキサ３３は、電力供給部３２から供給される電力をクロック発生部３４からのクロックで変調し、アッテネータ３５、サーキュレータ３６、整合回路３７及び切替スイッチ２５ａ、２５ｂを介してＩＣチップ２２へ問い合わせ信号として送られる。上記アッテネータ３５は、ＩＣチップ２２への入力レベルが過入力とならないように調整するためのものである。

ＩＣチップ２２は、ＩＤ読取り回路２４からの問い合わせ信号によって動作し、予め内部メモリに設定されているＩＤ情報を出力する。このＩＤ情報は、ＩＤ読取り回路２４の整合回路３７及びサーキュレータ３６を介して受信系３８へ送られる。受信系３８は、ＩＣチップ２２から読出されたＩＤ情報を復調してＭＰＵ３１へ出力する。ＭＰＵ３１は、受信系３８で復調されたＩＤ情報を信号ライン２７ｂによりＣＰＵ２１へ送出する。

次に、上記のように構成された管理対象基板２０の生産・出荷時の管理及び出荷後における運用時の管理について説明する。

図２は、管理対象基板２０の生産・出荷時の管理状態を示したものである。

管理対象基板２０の生産時においては、ＣＰＵ２１から切替スイッチ２５ａ、２５ｂに制御信号が与えられておらず、切替スイッチ２５ａ、２５ｂはＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂに接続している。このようにＩＣチップ２２がアンテナ素子２３ａ、２３ｂに接続されている状態では、ＲＦＩＤのリーダ装置１６を使用してＩＣチップ２２のＩＤ情報を無線で読込み、このＩＤ情報に基づいて基板の管理を行なう。

管理対象基板２０の出荷時も、生産時と同様にＲＦＩＤのリーダ装置１６を使用してＩＣチップ２２のＩＤ情報を無線で読込み、基板の管理を行なう。

図３は、管理対象基板２０の出荷後における運用時の管理状態を示したものである。管理対象基板２０は、図３に示すように出荷後に電子機器４０に組み込まれて使用される。管理対象基板２０は電子機器４０に組み込まれると、ＣＰＵ２１が電子機器４０に設けられたインタフェース（Ｉ／Ｆ）４１にコネクタ４２を介して接続される。上記インタフェース４１は、ＣＰＵ２１と電子機器４０との間を接続すると共に、更に外部制御装置（図示せず）に対して有線で接続するためのものである。上記インタフェース４１は、外部制御装置に対して無線で接続するものであっても良い。また、管理対象基板２０には、電子機器４０から電源ライン４３を介して動作電源が供給される。

上記管理対象基板２０を出荷後に電子機器４０に組み込んで管理する場合、電子機器４０の運用時において、例えば管理対象基板２０に予め設けられたディップスイッチの操作あるいは電子機器４０が備えているキー入力部の操作等により、ＣＰＵ２１からスイッチ制御信号及びＩＤ読取命令を出力させる。

上記ＣＰＵ２１から出力されるスイッチ制御信号は、信号ライン２６を介して切替スイッチ２５ａ、２５ｂへ送られる。これにより切替スイッチ２５ａ、２５ｂは、ＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂからＩＤ読取り回路２４側へ切替接続する。

また、上記ＣＰＵ２１から出力されるＩＤ読取命令は、信号ライン２７ａを介してＩＤ読取り回路２４のＭＰＵ３１へ送られる。ＭＰＵ３１は、ＣＰＵ２１からＩＤ読取命令が与えられると、電力供給部３２から上記ミキサ３３に電力を供給し、上記したようにサーキュレータ３６、整合回路３７及び切替スイッチ２５ａ、２５ｂを介してＩＣチップ２２に問い合わせ信号を出力する。

ＩＣチップ２２は、ＩＤ読取り回路２４からの問い合わせ信号によって動作し、予め内部メモリに設定されているＩＤ情報を出力する。このＩＤ情報は、切替スイッチ２５ａ、２５ｂを介してＩＤ読取り回路２４へ送られ、整合回路３７及びサーキュレータ３６を介して受信系３８に入力され、ここで復調される。復調されたＩＤ情報は、ＭＰＵ３１から信号ライン２７ｂを介してＣＰＵ２１へ送られる。

ＣＰＵ２１は、ＩＤ読取り回路２４により読取ったＩＣチップ２２のＩＤ情報を内部メモリ等に記憶し、電子機器４０の指示あるいは外部制御機器からの指示により、必要に応じてインタフェース４１を介して外部制御機器へ送出する。従って、外部制御機器は、電子機器４０から送られてくるＩＤ情報によって管理対象基板２０及び電子機器４０を管理することができる。

上記ＣＰＵ２１は、ＩＣチップ２２から読取ったＩＤ情報を内部メモリ等に記憶するので、ＩＤ情報を読取った後はスイッチ制御信号の出力を停止しても良い。ＣＰＵ２１からのスイッチ制御信号の出力が停止すると、切替スイッチ２５ａ、２５ｂは初期状態に戻り、ＩＣチップ２２をアンテナ素子２３ａ、２３ｂ側に接続する。

上記実施形態によれば、管理対象基板２０の生産時や出荷時においては、ＩＣチップ２２が切替スイッチ２５ａ、２５ｂによりアンテナ素子２３ａ、２３ｂに接続されているので、ＲＦＩＤのリーダ装置１６を使用し、ＩＣチップ２２のＩＤ情報をアンテナ素子２３ａ、２３ｂにより無線で読込み、そのＩＤ情報に基づいて基板の管理を行なうことができる。

また、管理対象基板２０は、出荷後に電子機器４０に組み込まれて使用される場合には、ＣＰＵ２１からスイッチ切替制御信号を出力して切替スイッチ２５ａ、２５ｂをアンテナ素子２３ａ、２３ｂからＩＤ読取り回路２４側に切替えると共に、ＩＤ読取り命令をＩＤ読取り回路２４に出力してＩＣチップ２２からＩＤ情報を読取り、内部メモリ等に記憶しているので、このＩＤ情報を外部制御機器へ送出して管理対象基板２０の管理を行なうことができる。

更に、上記管理対象基板２０のＩＤ情報は、電子機器４０の個体識別のためのＩＤ情報としても利用可能であり、電子機器４０についても管理対象基板２０と同様に管理することができる。

また、上記のように管理対象基板２０の出荷後においても、そのＩＤ情報を読取って確認できるので、管理対象基板２０の現在の使用状態等を容易に追跡調査でき、保守管理等に役立たせることができる。

更に、管理対象基板２０が持つＩＤ情報は、該管理対象基板２０をリサイクルする際の対環境対策品かどうかの識別コードとしても利用することが可能である。

なお、上記実施形態では、ＩＣチップ２２のＩＤ情報をＩＤ読取り回路２４により読取ってＣＰＵ２１の内部メモリに記憶するようにしたが、必要に応じて切替スイッチ２５ａ、２５ｂ及びＩＤ読取り回路２４を動作させ、ＩＣチップ２２からＩＤ情報を読取るようにしても良い。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係る管理対象基板の構成図である。 同実施形態における管理対象基板の生産・出荷時の管理状態を示す図である。 同実施形態における管理対象基板の出荷後における運用時の管理状態を示す図である。 従来用いられているＲＦＩＤタグの構成例を示す図である。 従来の管理対象基板の生産・出荷時における管理状態を示す図である。

符号の説明

２０…管理対象基板、２１…ＣＰＵ、２２…ＩＣチップ、２３ａ、２３ｂ…アンテナ素子、２４…ＩＤ読取り回路、２５ａ、２５ｂ…切替スイッチ、２６、２７ａ、２７ｂ…信号ライン、３１…ＭＰＵ、３２…電力供給部、３３…ミキサ、３４…クロック発生部、３５…アッテネータ（ＡＴＴ）、３６…サーキュレータ、３７…整合回路、３８…受信系、４０…電子機器、４１…インタフェース（Ｉ／Ｆ）、４２…コネクタ、４３…電源ライン

Claims (4)

1. 制御用ＣＰＵを含む各種電子部品が実装される管理対象個体に対し、ＲＦＩＤ用のアンテナ素子を形成すると共に、ＩＤ情報を記憶してなるＲＦＩＤのＩＣチップ、該ＩＣチップのＩＤ情報を有線で読取るＩＤ読取り回路、前記ＣＰＵの制御に従って前記ＩＣチップを前記アンテナ素子あるいは前記ＩＤ読取り回路に切替接続する切替スイッチを実装し、前記管理対象個体の生産時は、前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記アンテナ素子に接続し、前記ＩＣチップのＩＤ情報をリーダ装置で読取って管理し、前記管理対象個体の出荷後、電子機器に組み込まれた状態では、運用時に前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記ＩＤ読取り回路に切替接続し、前記ＩＣチップのＩＤ情報をＩＤ読取り回路により読取り、外部制御装置に出力して管理することを特徴とする個体管理システム。
2. 前記管理対象個体は、電子機器に組み込まれる電子回路基板であることを特徴とする請求項１に記載の個体管理システム。
3. 制御用ＣＰＵを含む各種電子部品が実装される基板と、前記基板に形成されるＲＦＩＤ用のアンテナ素子と、前記基板に実装されるＩＤ情報を記憶してなるＲＦＩＤのＩＣチップと、前記基板に実装され、前記ＩＣチップのＩＤ情報を有線で読取るＩＤ読取り回路と、前記基板に実装され、前記ＣＰＵの制御に従って前記ＩＣチップを前記アンテナ素子あるいは前記ＩＤ読取り回路に切替接続する切替スイッチとを具備し、前記ＩＣチップを前記切替スイッチにより前記アンテナ素子に接続した状態では、前記ＩＣチップのＩＤ情報を外部のリーダ装置により前記アンテナ素子を介して無線で読み取れるように構成したことを特徴とする電子回路基板。
4. 前記請求項３に記載の電子回路基板を組み込み、運用時に前記ＣＰＵの制御により前記切替スイッチを切替えて前記ＩＣチップを前記ＩＤ読取り回路に接続し、該ＩＤ読取り回路により前記ＩＣチップのＩＤ情報を読取って管理情報として使用することを特徴とする電子機器。

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