JP2008204233A - Rfid tag built-in cmc sensor and measurement system - Google Patents

Rfid tag built-in cmc sensor and measurement system Download PDF

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JP2008204233A JP2007040530A JP2007040530A JP2008204233A JP 2008204233 A JP2008204233 A JP 2008204233A JP 2007040530 A JP2007040530 A JP 2007040530A JP 2007040530 A JP2007040530 A JP 2007040530A JP 2008204233 A JP2008204233 A JP 2008204233A
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Akinari Sugiyama
晃也 杉山
Akira Shinoi
侃 篠井
Hirokazu Sugiyama
博一 杉山
Toshiyuki Saito
利行 斉藤
Satoru Hashimoto
悟 橋本
Kazumi Yabusaki
和美 藪崎
Terutaka Suzuki
輝孝 鈴木
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TERUYA KK
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Teruya Corp
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TERUYA KK
Pegasusnet Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an RFID tag built-in CMC sensor that has high detection sensitivity and can be miniaturized, and a measurement system for simplifying system construction using this. <P>SOLUTION: The RFID tag built-in CMC sensor comprises the RFID tag with a sensor input terminal that receives a command signal for RFID tag communication transmitted from a reader and performs the analysis and recording processing of sensor data corresponding to the command signal, and transmission control of measurement data obtained by the processing, the CMC sensor for receiving a carrier signal transmitted from the reader and sensing micro change based on a modulating signal obtained by dividing the carrier signal with a divider, and a CMC sensor unit formed of a detector for converting a signal output from the CMC sensor into sensor data of appropriate level signal. The RFID tag built-in CMC sensor performs sensor signal processing, and transmits measurement data to the reader by RFID tag communication. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、CMC(Carbon Micro Coil:カーボンマイクロコイル)センサ及びこれを利用して身体の体温,脈拍,血圧等を計測するシステムに関するものである。   The present invention relates to a CMC (Carbon Micro Coil) sensor and a system for measuring body temperature, pulse, blood pressure, etc. of the body using the same.

近年、出生率減少に伴う少子高齢化により高齢者の人口割合が増大している。このような高齢社会における国の医療費は、2004年で約32兆円であり、更には2010年で約40兆円,2025年では約70兆円と予想されている。該医療費のうち特に老人医療費の増加が著しく、原因として入院医療費の高騰と入院期間の長期化が挙げられる。また、前記長期入院の原因として、大腿骨等の骨折,脳卒中,脳梗塞等により寝たきり状態となることにある。   In recent years, the population ratio of the elderly has increased due to the declining birthrate and aging population accompanying the decline in the birth rate. The cost of medical care in such an aging society is estimated to be about 32 trillion yen in 2004, about 40 trillion yen in 2010, and about 70 trillion yen in 2025. Among the medical expenses, especially the medical expenses for the elderly are remarkably increased, and the cause is a rise in hospitalized medical expenses and a prolonged hospitalization period. Further, the cause of the long-term hospitalization is that the patient becomes bedridden due to fractures of the femur, stroke, cerebral infarction, and the like.

今後の超高齢社会に向けて充実した医療を受けるためには、現行の医療制度や保険制度の見直しを図り、肥大化した医療費を削減する必要がある。このためには、日常の生活習慣を見直して健康な体の維持を図り傷病にかからないことを目的とする一次予防や、傷病の発生を予兆し、寝たきり患者の発生を減少させるための早期予兆検出を行う二次予防が必要となる。また最近、生活習慣病のうち内臓脂肪型肥満を原因とした高血圧,高脂血症,糖尿病は動脈硬化を引き起こし易くする状態いわゆるメタボリックシンドロームと呼ばれ、心筋梗塞,狭心症,脳梗塞等の生命に関わる重大な疾患の原因となることが判明されてきた。   In order to receive enhanced medical care for a super-aged society in the future, it is necessary to review the current medical system and insurance system and reduce the bloated medical expenses. For this purpose, we will review daily lifestyle habits to maintain a healthy body and prevent primary injury, and detect early signs to reduce the incidence of bedridden patients. Secondary prevention is necessary. Recently, hypertension, hyperlipidemia, and diabetes caused by visceral fat obesity among lifestyle-related diseases are called conditions that make arteriosclerosis easy to occur, so-called metabolic syndrome, such as myocardial infarction, angina, It has been found to cause serious life-threatening diseases.

このため、生活習慣病にかかるリスクの高い人(通常は健康体であるが健康診断等により生活習慣病の発症リスクを指摘されている人)の身体状況を、24時間且つリアルタイムに行い、平常状態と異常状態との変化を比較して検出された異常信号を取得管理することにより、生活習慣病や骨折等の傷病の発生を予兆して寝たきり患者の発生を減少させるための早期予兆検出及び管理を行うサービスが必要となり、本願出願人は特願2006−213879号公報の『疾病予兆管理サービス』を提案した。   For this reason, the physical condition of people who are at high risk for lifestyle-related diseases (usually those who are healthy bodies but who have been pointed out the risk of developing lifestyle-related diseases through medical examinations, etc.) is 24 hours a day in real time. Early sign detection to reduce the incidence of bedridden patients by predicting the occurrence of lifestyle-related diseases and fractures, etc. by acquiring and managing abnormal signals detected by comparing changes between status and abnormal status A service for performing management is required, and the applicant of the present application has proposed a “disease sign management service” disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-213879.

特願2006−213879Japanese Patent Application No. 2006-213879

上記公報に記載した身体の各測定部位に取り付けるセンサは特に限定はしていないものの、例えば体温の測定であればサーミスタ、脈拍や血圧の測定であればストレインゲージ等が一般的である。しかしながら、前記従来型センサは検出感度が低く微少変化を測定することができないという問題点があった。また、柔軟性がなく微小化も困難であるため、センサを皮膚に直接貼り付けた際に違和感が生じてしまうという問題点があった。   The sensor attached to each body measurement site described in the above publication is not particularly limited. For example, a thermistor is generally used for measuring body temperature, and a strain gauge is generally used for measuring pulse and blood pressure. However, the conventional sensor has a problem that the detection sensitivity is low and a slight change cannot be measured. Moreover, since there is no flexibility and it is difficult to miniaturize, there is a problem that an uncomfortable feeling occurs when the sensor is directly attached to the skin.

本発明は、上記のような問題点を解決するために成されたものであり、検出感度が高く微少変化も容易に測定することができ、更には柔軟性を有して微小化が可能であり、皮膚に直接貼り付けた際にも違和感を生じさせることがない、RFIDタグ内蔵型CMCセンサと、該RFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いることによりシステム構築を簡素化して身体の体温,脈拍,血圧等を容易に計測することができる計測システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has high detection sensitivity and can easily measure a slight change, and further has flexibility and can be miniaturized. Yes, the CMC sensor with a built-in RFID tag that does not cause a sense of incongruity even when directly attached to the skin, and the system construction is simplified by using the CMC sensor with a built-in RFID tag, and the body temperature, pulse, An object of the present invention is to provide a measurement system that can easily measure blood pressure and the like.

上記課題を解決するため、本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにあっては、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信し、該コマンド信号に対応してセンサデータの解析及び記録処理と該処理にて得られた計測データの伝送制御を行うセンサ入力端子付きRFIDタグと、前記リーダーから送信されるキャリア信号を受信し、該キャリア信号を分周器にて分周して得られた変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサと該CMCセンサより出力される信号を適性レベルのセンサデータに変換する検出器にて成るCMCセンサユニットとにて構成し、当該RFIDタグ内蔵型CMCセンサ内でセンサ信号処理を行い、RFIDタグ通信にて計測データを前記リーダーに送信することにより、システム構築を簡素化して身体の体温,脈拍,血圧等を容易に計測することができることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention receives a command signal for RFID tag communication transmitted from a reader, and analyzes and records sensor data corresponding to the command signal. An RFID tag with a sensor input terminal that performs processing and transmission control of measurement data obtained by the processing and a carrier signal transmitted from the reader are received, and the carrier signal is divided by a frequency divider. And a CMC sensor unit comprising a CMC sensor that senses a slight change by the modulated signal and a detector that converts a signal output from the CMC sensor into appropriate level sensor data. By performing sensor signal processing in the CMC sensor and transmitting measurement data to the reader via RFID tag communication, the system Body temperature of the body to simplify the dating, pulse, characterized in that it is possible to easily measure the blood pressure and the like.

上記センサ入力端子付きRFIDタグは、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信するためのアンテナ及びRFIDチップと、CMCセンサ及び検出器にセンサ駆動用電源を供給するための電源回路と、前記CMCセンサ及び検出器にて得られたセンサデータの解析処理を行うためのA/D変換器とにて構成する。   The RFID tag with sensor input terminal includes an antenna and an RFID chip for receiving a command signal for RFID tag communication transmitted from a reader, and a power supply circuit for supplying sensor driving power to the CMC sensor and detector. And an A / D converter for analyzing the sensor data obtained by the CMC sensor and the detector.

上記CMCセンサユニットは、リーダーから送信されるキャリア信号を受信するためのアンテナ及び前記キャリア信号を分周して変調信号を得るための分周器と、前記変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサと、前記CMCセンサより出力される位相差信号又は電位差信号より適性レベルのセンサデータを出力する検出器とにて構成する。   The CMC sensor unit includes an antenna for receiving a carrier signal transmitted from a reader, a frequency divider for dividing the carrier signal to obtain a modulation signal, and a CMC for sensing a slight change by the modulation signal. A sensor and a detector that outputs sensor data of an appropriate level from the phase difference signal or potential difference signal output from the CMC sensor.

また、本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムにあっては、リーダー及び当該リーダーと無線通信を行うことにより計測データの伝送が行える1個乃至複数のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにて構成したものを1ユニットとし、システムの規模により1ユニット乃至複数ユニットをネットワークに接続して構成する。   Further, in the measurement system using the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention, one or a plurality of RFID tag built-in CMC sensors capable of transmitting measurement data by performing wireless communication with the reader. One unit or a plurality of units are connected to the network according to the scale of the system.

上記リーダーは、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のセンサ入力端子付きRFIDタグ間との無線通信及びCMCセンサの駆動を行うためのRFID通信部と、外部ネットワークと通信を行うためのネットワーク通信部と、前記各通信部の制御を行うためのCPUと、メモリ,クロック及び電源部とにて構成する。   The reader includes an RFID communication unit for performing wireless communication between the RFID tags with sensor input terminals in the RFID tag built-in CMC sensor and driving of the CMC sensor, a network communication unit for communicating with an external network, It comprises a CPU for controlling each communication unit, a memory, a clock, and a power supply unit.

また、リーダーとRFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のセンサ入力端子付きRFIDタグ間との無線通信及びRFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のCMCセンサの駆動に用いるキャリアは、RFID通信用として電波法で定められた周波数及び電波送信レベルを使用する。   The carrier used for wireless communication between the reader and the RFID tag with sensor input terminal in the RFID tag built-in CMC sensor and for driving the CMC sensor in the RFID tag built-in CMC sensor is defined by the Radio Law for RFID communication. Use the same frequency and radio wave transmission level.

なお、上記CMCセンサとは、皮膚に直接貼り付けても違和感のないようなエラストマー樹脂中に、一定のコイル径とコイルピッチを有した螺旋形状のCMCを均一に分散させて形成したものである。該CMCセンサは、微小化及び薄膜化が容易であり、LCR複合共振回路により微少な圧力変化や温度変化等を高感度でセンシングできるものである。例えば、圧力検出感度は0.1Pa以下であり、これは市販の触覚センサの1000〜10000倍以上という優れた高感度を有している。   The CMC sensor is formed by uniformly dispersing a helical CMC having a constant coil diameter and coil pitch in an elastomer resin that does not feel uncomfortable even when directly applied to the skin. . The CMC sensor can be easily miniaturized and thinned, and can sense minute pressure changes and temperature changes with high sensitivity by an LCR composite resonance circuit. For example, the pressure detection sensitivity is 0.1 Pa or less, which has an excellent high sensitivity of 1000 to 10,000 times or more than a commercially available tactile sensor.

本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システムによれば、身体の体温,脈拍,血圧等を計測する際において、検出感度が高く微少変化も容易に測定することができるという効果を奏する。更には柔軟性を有して微小化が可能であり、皮膚に直接貼り付けた際にも違和感を生じさせることがないという効果を奏する。また、リーダーとRFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のセンサ入力端子付きRFIDタグ間との無線通信及びCMCセンサの駆動に用いるキャリア周波数をRFID通信用として電波法で定められた周波数で統一したため、リーダーの設置個数が少なく済み、システム構築が簡素化されるという効果も奏する。   According to the RFID tag built-in CMC sensor and measurement system of the present invention, when measuring body temperature, pulse, blood pressure, etc. of the body, the detection sensitivity is high and even a slight change can be easily measured. Furthermore, it is flexible and can be miniaturized, and there is an effect that it does not cause a sense of incongruity even when directly applied to the skin. In addition, the carrier frequency used for the wireless communication between the reader and the RFID tag with a sensor input terminal in the CMC sensor with a built-in RFID tag and the driving of the CMC sensor is unified with the frequency defined by the Radio Law for RFID communication. The number of installations can be reduced, and the system construction can be simplified.

本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを構成する概略回路ブロック図であり、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3は、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信し、該コマンド信号に対応してセンサデータの解析及び記録処理と該処理にて得られた計測データの伝送制御を行うセンサ入力端子付きRFIDタグ4と、前記リーダーから送信されるキャリア信号を受信し、該キャリア信号を分周器11にて分周して得られた変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサ12と、該CMCセンサ12より出力される信号を適性レベルのセンサデータに変換する検出器13にて成るCMCセンサユニット6とにて構成し、当該RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内でセンサ信号処理を行い、RFIDタグ通信にて計測データを前記リーダーに送信する。   FIG. 1 is a schematic circuit block diagram of a CMC sensor with a built-in RFID tag according to the present invention. A CMC sensor 3 with a built-in RFID tag receives a command signal for RFID tag communication transmitted from a reader, and the command signal Corresponding to the RFID tag 4 with sensor input terminal for performing sensor data analysis and recording processing and transmission control of measurement data obtained by the processing, and receiving the carrier signal transmitted from the reader, A CMC sensor 12 that performs slight change sensing using a modulation signal obtained by dividing the signal by the frequency divider 11, and a detector 13 that converts a signal output from the CMC sensor 12 into sensor data of an appropriate level. The CMC sensor unit 6 is configured to perform sensor signal processing in the RFID tag built-in CMC sensor 3, and the RFID tag Transmitting the measured data to the reader at grayed communication.

上記センサ入力端子付きRFIDタグ4は、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信するためのアンテナ5及びRFIDチップ8と、CMCセンサ12及び検出器13にセンサ駆動用電源10を供給するための電源回路と、前記CMCセンサ12及び検出器13にて得られたセンサデータの解析処理を行うためのA/D変換器9とにて構成する。なお、該A/D変換器9は、RFIDチップ8に内蔵して一体化したものであっても構わない。   The RFID tag 4 with sensor input terminal supplies the sensor driving power supply 10 to the antenna 5 and the RFID chip 8 for receiving the RFID tag communication command signal transmitted from the reader, and the CMC sensor 12 and the detector 13. Power supply circuit and an A / D converter 9 for analyzing sensor data obtained by the CMC sensor 12 and the detector 13. The A / D converter 9 may be integrated in the RFID chip 8.

上記CMCセンサユニット6は、リーダーから送信されるキャリア信号を受信するためのアンテナ7及び前記キャリア信号を分周して変調信号を得るための分周器11と、前記変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサ12と、前記CMCセンサ12より出力される位相差信号又は電位差信号より適性レベルのセンサデータを出力する検出器13とにて構成する。   The CMC sensor unit 6 includes an antenna 7 for receiving a carrier signal transmitted from a reader, a frequency divider 11 for dividing the carrier signal to obtain a modulation signal, and sensing a slight change by the modulation signal. And a detector 13 that outputs sensor data of an appropriate level from the phase difference signal or the potential difference signal output from the CMC sensor 12.

次に、図2は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの概略構成図であり、計測システムは、リーダー1及び当該リーダー1と無線通信を行うことにより計測データの伝送が行える1個乃至複数のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ3にて構成したものを1ユニットとし、計測システムの規模により1ユニット乃至複数ユニットをネットワークに接続して構成する。なお、前記ネットワークは、インターネットやイントラネットなどが一般的であるが、特に限定するものではない。また、小規模であればスタンドアロンであっても構わない。また、該RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3は、身体の体温,脈拍,血圧等を測定する箇所に直接貼り付けることができる構造とする。このため、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のセンサ入力端子付きRFIDタグ4は、パッシブ動作を行うバッテリーレス型が好適となる。   Next, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a measurement system using the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention. The measurement system can transmit measurement data by performing wireless communication with the reader 1 and the reader 1. One unit is composed of one to a plurality of RFID tag built-in CMC sensors 3, and one unit or a plurality of units are connected to a network depending on the scale of the measurement system. The network is generally the Internet or an intranet, but is not particularly limited. If it is small, it may be a stand-alone. The RFID tag built-in CMC sensor 3 has a structure that can be directly attached to a location where body temperature, pulse, blood pressure, etc. of the body are measured. Therefore, the RFID tag 4 with a sensor input terminal in the RFID tag built-in type CMC sensor 3 is preferably a batteryless type that performs a passive operation.

次に、図3は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムで用いるリーダーの概略回路ブロック図であり、リーダー1は、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のセンサ入力端子付きRFIDタグ4間との無線通信及びCMCセンサ12の駆動を行うためのアンテナ2及びRFID通信部14と、ネットワークと通信を行うためのネットワーク通信部16と、前記各通信部の制御を行うためのCPU15と、メモリ17,クロック18及び電源部19とにて構成する。   Next, FIG. 3 is a schematic circuit block diagram of a reader used in a measurement system using the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention. The reader 1 is an RFID tag with a sensor input terminal in the RFID tag built-in CMC sensor 3. An antenna 2 and an RFID communication unit 14 for performing wireless communication with each other and driving of the CMC sensor 12, a network communication unit 16 for communicating with a network, and a CPU 15 for controlling each of the communication units , Memory 17, clock 18 and power supply unit 19.

また、リーダー1とRFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のセンサ入力端子付きRFIDタグ4間との無線通信及びRFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のCMCセンサ12の駆動に用いるキャリアは、RFID通信用として電波法で定められた周波数及び電波送信レベルを使用し、例えば953MHz帯が好適となる。該953MHz帯は、遠隔型RFIDタグ通信で用いられる周波数であり、通信距離はパッシブ動作であっても3〜5m程度ある。   The carrier used for wireless communication between the reader 1 and the RFID tag 4 with a sensor input terminal in the RFID tag built-in CMC sensor 3 and for driving the CMC sensor 12 in the RFID tag built-in CMC sensor 3 is used for RFID communication. The frequency and radio wave transmission level defined by the Radio Law are used, and for example, the 953 MHz band is suitable. The 953 MHz band is a frequency used in remote RFID tag communication, and the communication distance is about 3 to 5 m even in passive operation.

図4は図1における検出器が位相検出器の場合の動作原理図であり、センシングの変化により計測信号と基準信号に位相変化が生じる用途に適応する。この場合、検出器13の一方の入力端子に基準信号を入力し、他方の入力端子に計測信号を入力すると、内蔵ログアンプにて信号レベルを適正に調整した後、両信号の位相差を演算してアナログ信号(電圧信号)で出力するものである。この型のICとして、例えばアナログデバイセズ社のAD8302があり、位相差の測定範囲は−180〜+180°で±90°の違いを区別しないのが一般的であるため、−90°を中心とする0〜−180°又は+90°を中心とする0〜+180°の範囲となる。出力電圧は、−180〜0°の範囲で0〜1.8V、0〜+180°の範囲で1.8V〜0Vであり、どちらか一方の位相範囲を使用する。このように、検出器13は前記IC又は同等の機能を有したICを使用する。   FIG. 4 is an operation principle diagram in the case where the detector in FIG. 1 is a phase detector. In this case, when a reference signal is input to one input terminal of the detector 13 and a measurement signal is input to the other input terminal, the signal level is appropriately adjusted by the built-in log amplifier, and then the phase difference between the two signals is calculated. Thus, an analog signal (voltage signal) is output. As this type of IC, for example, there is AD8302 of Analog Devices, Inc., and the phase difference measurement range is -180 to + 180 °, and it is common not to distinguish the difference of ± 90 °. The range is 0 to + 180 ° centered on 0 to −180 ° or + 90 °. The output voltage is 0 to 1.8 V in the range of −180 to 0 °, 1.8 V to 0 V in the range of 0 to + 180 °, and one of the phase ranges is used. Thus, the detector 13 uses the IC or an IC having an equivalent function.

図5は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにおけるセンサ入力端子付きRFIDタグの第一実施例の回路ブロック図であり、センサ入力端子付きRFIDタグ4は、CMCセンサユニット6からのセンサデータをA/D変換器9で計測データに変換して得られたシリアルデータを入力し、読出しコマンドにてリーダー1に送信するなどの機能を有するRFIDチップ8と、該RFIDチップ8にアンテナ5を接続して構成する。   FIG. 5 is a circuit block diagram of a first embodiment of an RFID tag with a sensor input terminal in a CMC sensor with a built-in RFID tag according to the present invention. The RFID tag 4 with a sensor input terminal receives sensor data from a CMC sensor unit 6 as A. An RFID chip 8 having a function of inputting serial data obtained by conversion into measurement data by the / D converter 9 and transmitting it to the reader 1 by a read command, and an antenna 5 connected to the RFID chip 8 Configure.

上記アンテナ5はリーダー1と電磁波による無線通信を行うため、RFIDチップ8内又は一部RFIDチップ8外の同調キャパシタ(図示せず)から成る同調回路20に接続し、953MHz帯等のキャリア周波数に同調させて共振回路を構成する。   Since the antenna 5 performs radio communication with the reader 1 by electromagnetic waves, the antenna 5 is connected to a tuning circuit 20 including a tuning capacitor (not shown) inside the RFID chip 8 or partly outside the RFID chip 8, and has a carrier frequency such as a 953 MHz band. A resonance circuit is formed by tuning.

上記同調回路20の後段には、リーダー1のアンテナ2から出力された電磁波が当該センサ入力端子付きRFIDタグ4のアンテナ5を通過した時に発生する誘導起電力の電圧波形を検波したり、該誘導起電力を半波又は全波整流して直流電圧を取り出すための整流回路21を接続する。   In the subsequent stage of the tuning circuit 20, the voltage waveform of the induced electromotive force generated when the electromagnetic wave output from the antenna 2 of the reader 1 passes through the antenna 5 of the RFID tag 4 with the sensor input terminal is detected. A rectifier circuit 21 is connected to extract a DC voltage by rectifying the electromotive force by half wave or full wave.

次に、上記整流回路21の後段には、検波したキャリアを分周してシステム用のクロックを生成するためのクロック生成回路22と、信号受信時においてキャリアから信号を取り出す復調動作を行ったり信号送信時においてスイッチング素子(図示せず)により変調動作を行うための変復調回路23と、上記直流電圧を安定化して当該RFIDチップ8及び周辺回路に回路電源を供給したり、充電用コンデンサ25に充電電圧を供給するための電源回路24を接続する。該電源回路24は、CMCセンサユニット6を駆動するセンサ駆動用電源10の供給にも使用される。   Next, after the rectifier circuit 21, a clock generation circuit 22 for dividing the detected carrier to generate a system clock, and a demodulation operation for extracting a signal from the carrier at the time of signal reception are performed. A modulation / demodulation circuit 23 for performing a modulation operation by a switching element (not shown) during transmission, stabilizes the DC voltage, supplies circuit power to the RFID chip 8 and peripheral circuits, and charges the charging capacitor 25. A power supply circuit 24 for supplying voltage is connected. The power supply circuit 24 is also used to supply a sensor driving power supply 10 that drives the CMC sensor unit 6.

次に、上記変復調回路23の後段には、該変復調回路23の制御や不揮発性メモリであるFRAM(Ferroelectric RAM:米国Ramtron社の登録商標)27に対する当該RFIDチップ8のIDデータや計測データ等の書込み又は読出し制御を行うためのロジック回路26を接続する。該ロジック回路26には、外部のA/D変換器9で得られたシリアルデータを入力するためのクロック信号(CLK)とシリアル入力信号(SI)の端子を設ける。   Next, after the modulation / demodulation circuit 23, control of the modulation / demodulation circuit 23 and ID data and measurement data of the RFID chip 8 with respect to FRAM (Ferroelectric RAM: a registered trademark of Ramtron, USA) 27 which is a nonvolatile memory, A logic circuit 26 for performing writing or reading control is connected. The logic circuit 26 is provided with terminals for a clock signal (CLK) and a serial input signal (SI) for inputting serial data obtained by the external A / D converter 9.

上記FRAM27は強誘電体型の不揮発性メモリであり、回路電源がOFFになっても当該RFIDチップ8のIDデータや計測データ等は消失することはない。また、データの書込み電圧は、EEPROMやフラッシュメモリのように高圧に昇圧する必要がないため、昇圧回路が簡略化される。また、書込み又は読出し速度はDRAMと同等であり、EEPROMやフラッシュメモリよりはるかに高速であるという特徴を持つものである。このように、不揮発性メモリとしてはFRAM27が好適であるが、他のメモリを使用しても構わない。   The FRAM 27 is a ferroelectric nonvolatile memory, and the ID data, measurement data, etc. of the RFID chip 8 are not lost even when the circuit power is turned off. In addition, since the data write voltage does not need to be boosted to a high voltage unlike an EEPROM or a flash memory, the booster circuit is simplified. Further, the writing or reading speed is equivalent to that of DRAM, and is characterized by being much faster than EEPROM and flash memory. Thus, although FRAM27 is suitable as a non-volatile memory, you may use another memory.

また、図6は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにおけるセンサ入力端子付きRFIDタグの第二実施例の回路ブロック図であり、基本的には上記第一実施例と同様であるが、外部のA/D変換器9をA/D変換回路28として内蔵した点のみが異なる。この場合、前記A/D変換回路28には、CMCセンサユニット6で得られたセンサデータを入力するためのアナログ入力信号(Ai)の端子を設ける。何れの実施例においても、センサデータは、A/D変換器9又はA/D変換回路28に内蔵のスケーラーアンプ(図示せず)にて適正レベルにスケーリングした後、A/D変換を行うことにより計測データが得られる。なお、前記A/D変換器9又はA/D変換回路28の入力端子が複数チャンネルある場合は、CMCセンサユニット6も同数用意することにより、体温,脈拍,血圧等を一度に計測することが可能となる。   FIG. 6 is a circuit block diagram of a second embodiment of the RFID tag with a sensor input terminal in the CMC sensor with a built-in RFID tag of the present invention, which is basically the same as the first embodiment, The only difference is that the A / D converter 9 is incorporated as an A / D conversion circuit 28. In this case, the A / D conversion circuit 28 is provided with an analog input signal (Ai) terminal for inputting sensor data obtained by the CMC sensor unit 6. In any of the embodiments, the sensor data is A / D converted after being scaled to an appropriate level by a scaler amplifier (not shown) built in the A / D converter 9 or the A / D conversion circuit 28. Measurement data can be obtained. If the A / D converter 9 or the A / D converter circuit 28 has a plurality of input terminals, the same number of CMC sensor units 6 can be prepared to measure body temperature, pulse, blood pressure, etc. at once. It becomes possible.

次に、計測システムの動作概要をフローチャートを用いて説明する。   Next, an outline of the operation of the measurement system will be described using a flowchart.

図7は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの計測開始時のフローチャートである。該動作ではまず、リーダー1内のRFID通信部14よりRFIDタグ内蔵型CMCセンサ3に対し、計測開始コマンドを送信する。(ステップS1−1)該コマンド信号は、キャリアにマンチェスタ符号を重畳した変調波である。   FIG. 7 is a flowchart at the start of measurement of the measurement system using the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention. In the operation, first, a measurement start command is transmitted from the RFID communication unit 14 in the reader 1 to the RFID tag built-in CMC sensor 3. (Step S1-1) The command signal is a modulated wave in which a Manchester code is superimposed on a carrier.

次に、上記コマンド信号は、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のセンサ入力端子付きRFIDタグ4のアンテナ5で受信される。(ステップS1−2)この時、該アンテナ5及びRFIDチップ8内の同調回路20にて変調信号が共振し、誘導起電力が発生する。そこで、該誘導起電力をRFIDチップ8内の電源回路24より充電用コンデンサ25に充電し、当該RFIDチップ8及び周辺回路用電源並びにCMCセンサユニット6を駆動するセンサ駆動用電源10とする。(ステップS1−3)   Next, the command signal is received by the antenna 5 of the RFID tag 4 with a sensor input terminal in the CMC sensor 3 with a built-in RFID tag. (Step S1-2) At this time, the modulation signal resonates in the tuning circuit 20 in the antenna 5 and the RFID chip 8, and an induced electromotive force is generated. Therefore, the induced electromotive force is charged into the charging capacitor 25 from the power supply circuit 24 in the RFID chip 8 to obtain the sensor driving power supply 10 for driving the RFID chip 8, the peripheral circuit power supply, and the CMC sensor unit 6. (Step S1-3)

次に、上記コマンド信号は、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のCMCセンサユニット6のアンテナ7でも受信され、分周器11にて分周して変調信号を生成する。(ステップS1−4)該変調信号は、CMCセンサ12の駆動信号として用いられると共に、基準信号として前記検出器13に入力する。(ステップS1−5)次に、CMCセンサ12にて対象物の微少変化のセンシングを行い、得られた計測信号を同様に前記検出器13に入力する。(ステップS1−6)   Next, the command signal is also received by the antenna 7 of the CMC sensor unit 6 in the RFID tag built-in CMC sensor 3 and is divided by the frequency divider 11 to generate a modulation signal. (Step S1-4) The modulation signal is used as a drive signal for the CMC sensor 12 and input to the detector 13 as a reference signal. (Step S1-5) Next, the CMC sensor 12 senses a minute change of the object, and the obtained measurement signal is input to the detector 13 in the same manner. (Step S1-6)

次に、上記検出器13にて得られたセンサデータを、センサ入力端子付きRFIDタグ4内のA/D変換器9又はRFIDチップ8に内蔵のA/D変換回路28に入力し、計測データとしてデジタルデータに変換する。(ステップS1−7)その後、RFIDチップ8内のロジック回路26の制御により前記計測データをFRAM27に書込む。(ステップS1−8)以上のようにして、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3により、身体の体温,脈拍,血圧等の計測が行われる。   Next, the sensor data obtained by the detector 13 is input to the A / D converter 9 in the RFID tag 4 with the sensor input terminal or the A / D conversion circuit 28 built in the RFID chip 8, and the measurement data As digital data. (Step S1-7) Thereafter, the measurement data is written into the FRAM 27 under the control of the logic circuit 26 in the RFID chip 8. (Step S1-8) As described above, the body temperature, pulse, blood pressure, etc. of the body are measured by the RFID tag built-in CMC sensor 3.

図8は本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの計測データ読出し時のフローチャートである。該動作ではまず、リーダー1内のRFID通信部14よりRFIDタグ内蔵型CMCセンサ3に対し、データ読出しコマンドを送信する。(ステップS2−1)   FIG. 8 is a flowchart at the time of reading measurement data of the measurement system using the RFID tag built-in CMC sensor of the present invention. In the operation, first, a data read command is transmitted from the RFID communication unit 14 in the reader 1 to the RFID tag built-in CMC sensor 3. (Step S2-1)

次に、上記コマンド信号は、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のRFIDタグ4のアンテナ5で受信される。(ステップS2−2)   Next, the command signal is received by the antenna 5 of the RFID tag 4 in the CMC sensor 3 with a built-in RFID tag. (Step S2-2)

次に、RFIDチップ8内のロジック回路26の制御により計測データをFRAM27より読出す。(ステップS2−3)   Next, the measurement data is read from the FRAM 27 under the control of the logic circuit 26 in the RFID chip 8. (Step S2-3)

次に、キャリア信号に対して上記計測データで変調をかけ、リーダー1に応答することによりデータ読出しが行われる。(ステップS2−4)   Next, data is read by modulating the carrier signal with the measurement data and responding to the reader 1. (Step S2-4)

以上のようにして、該RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3内のセンサ入力端子付きRFIDタグ4及びCMCセンサユニット6が同一のリーダー1と無線通信を行うため、システム構築を簡素化した計測システムが得られることになる。   As described above, since the RFID tag 4 with sensor input terminal and the CMC sensor unit 6 in the CMC sensor 3 with a built-in RFID tag perform wireless communication with the same reader 1, a measurement system that simplifies the system construction is obtained. Will be.

上記においては、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ3を用いることによりシステム構築を簡素化して身体の体温,脈拍,血圧等を容易に計測することができる計測システムについて説明したが、計測の対象物を身体に限定せず、例えば建築構造物や機械等とすれば、当該建築構造物や機械等の微少な振動や歪み及び温度変化を容易に検出することができる計測システムが得られる。このように、本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システムは、あらゆる計測システムに応用することが可能となる。   In the above description, the measurement system that simplifies the system construction by using the RFID tag built-in CMC sensor 3 and can easily measure the body temperature, pulse, blood pressure, etc. of the body has been described. For example, if a building structure or machine is used, a measurement system capable of easily detecting minute vibrations, distortions and temperature changes of the building structure or machine can be obtained. Thus, the RFID tag built-in CMC sensor and measurement system of the present invention can be applied to all measurement systems.

本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを構成する概略回路ブロック図である。It is a schematic circuit block diagram which comprises the RFID tag built-in type CMC sensor of this invention. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the measurement system using the RFID tag built-in type CMC sensor of this invention. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムで用いるリーダーの概略回路ブロック図である。It is a schematic circuit block diagram of the reader used in the measurement system using the RFID tag built-in type CMC sensor of the present invention. 図1における検出器が位相検出器の場合の動作原理図である。FIG. 2 is an operation principle diagram when the detector in FIG. 1 is a phase detector. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにおけるセンサ入力端子付きRFIDタグの第一実施例の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a first embodiment of an RFID tag with a sensor input terminal in a CMC sensor with a built-in RFID tag of the present invention. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにおけるセンサ入力端子付きRFIDタグの第二実施例の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the 2nd Example of the RFID tag with a sensor input terminal in the RFID tag built-in type CMC sensor of this invention. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの計測開始時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of a measurement start of the measurement system using the RFID tag built-in type CMC sensor of this invention. 本発明のRFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムの計測データ読出し時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of the measurement data read-out of the measurement system using the RFID tag built-in type CMC sensor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 リーダー
2 アンテナ
3 RFIDタグ内蔵型CMCセンサ
4 センサ入力端子付きRFIDタグ
5 アンテナ
6 CMCセンサユニット
7 アンテナ
8 RFIDチップ
9 A/D変換器
10 センサ駆動用電源
11 分周器
12 CMCセンサ
13 検出器
14 RFID通信部
15 CPU
16 ネットワーク通信部
17 メモリ
18 クロック
19 電源部
20 同調回路
21 整流回路
22 クロック生成回路
23 変復調回路
24 電源回路
25 充電用コンデンサ
26 ロジック回路
27 FRAM
28 A/D変換回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reader 2 Antenna 3 CMC sensor with built-in RFID tag 4 RFID tag with sensor input terminal 5 Antenna 6 CMC sensor unit 7 Antenna 8 RFID chip 9 A / D converter 10 Power supply for sensor 11 Divider 12 CMC sensor 13 Detector 14 RFID communication unit 15 CPU
16 Network Communication Unit 17 Memory 18 Clock 19 Power Supply Unit 20 Tuning Circuit 21 Rectification Circuit 22 Clock Generation Circuit 23 Modulation / Demodulation Circuit 24 Power Supply Circuit 25 Charging Capacitor 26 Logic Circuit 27 FRAM
28 A / D conversion circuit

Claims (7)

RFIDタグ内蔵型CMCセンサにあっては、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信し、該コマンド信号に対応してセンサデータの解析及び記録処理と該処理にて得られた計測データの伝送制御を行うセンサ入力端子付きRFIDタグと、前記リーダーから送信されるキャリア信号を受信し、該キャリア信号を分周器にて分周して得られた変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサと該CMCセンサより出力される信号を適性レベルのセンサデータに変換する検出器にて成るCMCセンサユニットとにて構成し、当該RFIDタグ内蔵型CMCセンサ内でセンサ信号処理を行い、RFIDタグ通信にて計測データを前記リーダーに送信することにより、システム構築を簡素化して身体の体温,脈拍,血圧等を容易に計測することができることを特徴とした、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   In the RFID tag built-in CMC sensor, the RFID tag communication command signal transmitted from the reader is received, sensor data analysis and recording processing corresponding to the command signal, and measurement obtained by the processing are performed. An RFID tag with a sensor input terminal for controlling transmission of data and a carrier signal transmitted from the reader are received, and a slight change is sensed by a modulation signal obtained by dividing the carrier signal by a frequency divider. A CMC sensor to be performed and a CMC sensor unit including a detector that converts a signal output from the CMC sensor into appropriate level sensor data, and performs sensor signal processing in the RFID tag built-in CMC sensor, By sending measurement data to the reader via RFID tag communication, system construction is simplified and body temperature and pulse And characterized in that it can be easily measured blood pressure, etc., RFID tags embedded CMC sensors and measurement systems. 上記センサ入力端子付きRFIDタグは、リーダーから送信されるRFIDタグ通信用のコマンド信号を受信するためのアンテナ及びRFIDチップと、CMCセンサ及び検出器にセンサ駆動用電源を供給するための電源回路と、前記CMCセンサ及び検出器にて得られたセンサデータの解析処理を行うためのA/D変換器とにて構成することを特徴とした、請求項1に記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   The RFID tag with sensor input terminal includes an antenna and an RFID chip for receiving a command signal for RFID tag communication transmitted from a reader, and a power supply circuit for supplying sensor driving power to the CMC sensor and detector. An RFID tag built-in type CMC sensor according to claim 1, wherein the CMC sensor and the A / D converter for analyzing sensor data obtained by the detector are used. Measuring system. 上記CMCセンサユニットは、リーダーから送信されるキャリア信号を受信するためのアンテナ及び前記キャリア信号を分周して変調信号を得るための分周器と、前記変調信号により微少変化のセンシングを行うCMCセンサと、前記CMCセンサより出力される位相差信号又は電位差信号より適性レベルのセンサデータを出力する検出器とにて構成することを特徴とした、請求項1に記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   The CMC sensor unit includes an antenna for receiving a carrier signal transmitted from a reader, a frequency divider for dividing the carrier signal to obtain a modulation signal, and a CMC for sensing a slight change by the modulation signal. 2. The RFID tag built-in type CMC sensor according to claim 1, comprising a sensor and a detector that outputs sensor data of an appropriate level from a phase difference signal or a potential difference signal output from the CMC sensor. And measuring system. RFIDタグ内蔵型CMCセンサを用いた計測システムにあっては、リーダー及び当該リーダーと無線通信を行うことにより計測データの伝送が行える1個乃至複数のRFIDタグ内蔵型CMCセンサにて構成したものを1ユニットとし、システムの規模により1ユニット乃至複数ユニットをネットワークに接続して構成することを特徴とした、請求項1から3の何れかに記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   In the measurement system using the RFID tag built-in type CMC sensor, the reader is constituted by one or more RFID tag built-in type CMC sensors capable of transmitting measurement data by wireless communication with the reader. 4. The RFID tag built-in CMC sensor and measurement system according to any one of claims 1 to 3, wherein one unit or a plurality of units are connected to a network depending on the scale of the system. 上記リーダーは、RFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のセンサ入力端子付きRFIDタグ間との無線通信及びCMCセンサの駆動を行うためのRFID通信部と、外部ネットワークと通信を行うためのネットワーク通信部と、前記各通信部の制御を行うためのCPUと、メモリ,クロック及び電源部とにて構成することを特徴とした、請求項1から4の何れかに記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   The reader includes an RFID communication unit for performing wireless communication between the RFID tags with sensor input terminals in the RFID tag built-in CMC sensor and driving of the CMC sensor, a network communication unit for communicating with an external network, 5. The RFID tag built-in type CMC sensor and measurement system according to claim 1, comprising a CPU for controlling each of the communication units, a memory, a clock, and a power supply unit. . リーダーとRFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のセンサ入力端子付きRFIDタグ間との無線通信及びRFIDタグ内蔵型CMCセンサ内のCMCセンサの駆動に用いるキャリアは、RFID通信用として電波法で定められた周波数及び電波送信レベルを使用することを特徴とした、請求項1から5の何れかに記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   The carrier used for the wireless communication between the reader and the RFID tag with a sensor input terminal in the RFID tag built-in CMC sensor and the driving of the CMC sensor in the RFID tag built-in CMC sensor is a frequency determined by the Radio Law for RFID communication. The RFID tag built-in CMC sensor and measurement system according to any one of claims 1 to 5, wherein a radio wave transmission level is used. センサ入力端子付きRFIDタグがバッテリーレス型であることを特徴とした、請求項1から6の何れかに記載のRFIDタグ内蔵型CMCセンサ及び計測システム。   The RFID tag built-in type CMC sensor and measurement system according to any one of claims 1 to 6, wherein the RFID tag with a sensor input terminal is a battery-less type.
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