JP2011191889A - Remote detection system - Google Patents

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Kazumasa Haruta
一政 春田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To configure a remote detection system, using small-sized tags and having a longer communication distance. <P>SOLUTION: A remote detection system 101 includes a reader/writer 30, active tags 40A, 40B and passive tags 50A to 50F. The reader/writer 30 communicates with the active tags 40A, 40B and reads detection data acquired by the active tags 40A, 40B. The active tags 40A, 40B detect the sensing information of the respective passive tags 50A to 50C, 50D to 50F, and transmits these data to the reader/writer 30. Each of the passive tags 50A to 50C, 50D to 50F includes a resonance circuit, resonating in a frequency band of radio waves for communication performed between the active tags 40A, 40B and the reader/writer 30, and an antenna connected to the resonant circuit. The active tags 40A, 40B analyze the frequency of reflected signals from the passive tags 50A to 50C, 50D to 50F and acquires the sensing information. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、RF−IDタグを用いた遠隔検知システムに関するものである。   The present invention relates to a remote detection system using an RF-ID tag.

従来、RF−ID技術に関するものとして例えば特許文献1、特許文献2が開示されている。   Conventionally, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are disclosed as related to the RF-ID technology.

特許文献1のデータ通信システムは、データキャリアと本体リーダライタとの間に中継リーダライタが設けられている。中継リーダライタはデータキャリアに接近して配置され、中継リーダライタを介してデータキャリアと本体リーダライタとの間でデータ通信が行われる。中継リーダライタには電池が内蔵されていて、データキャリアが中継リーダライタに実装されたときに電源スイッチが入るように構成されている。   In the data communication system of Patent Document 1, a relay reader / writer is provided between a data carrier and a main body reader / writer. The relay reader / writer is disposed close to the data carrier, and data communication is performed between the data carrier and the main body reader / writer via the relay reader / writer. The relay reader / writer has a built-in battery, and is configured such that the power switch is turned on when the data carrier is mounted on the relay reader / writer.

特許文献2の無線応答装置は、インピーダンス変換部を有するSAW−IDタグで無電源のトランスポンダが構成されている。図1は、特許文献2の状態検知システムの構成を示すブロック図である。状態検知システム1は、送受信機10および無線応答装置である状態検知センサ20を有する。送受信機10は、アンテナ11を介して状態検知センサ20に質問信号を送信する。また、送受信機10は、状態検知センサ20から送信された応答信号をアンテナ11を介して受信する。状態検知センサ20は無給電で動作するセンサ(パッシブセンサ)である。インピーダンス変換部22は、外力や光など、周囲の状態の変化をインピーダンス変化に変換する。周囲の状態によってインピーダンス変換部22のインピーダンスが変化し、アンテナ21と識別信号発生部23とのインピーダンス整合状態が変化するので、状態検知センサ20は、周囲の状態に応じた応答信号を出力することになる。   In the wireless response device of Patent Document 2, a non-powered transponder is configured by a SAW-ID tag having an impedance converter. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the state detection system of Patent Document 2. As shown in FIG. The state detection system 1 includes a transceiver 10 and a state detection sensor 20 that is a wireless response device. The transceiver 10 transmits a question signal to the state detection sensor 20 via the antenna 11. Further, the transceiver 10 receives the response signal transmitted from the state detection sensor 20 via the antenna 11. The state detection sensor 20 is a sensor (passive sensor) that operates without power supply. The impedance converter 22 converts changes in the surrounding state such as external force and light into impedance changes. Since the impedance of the impedance converter 22 changes depending on the surrounding state and the impedance matching state between the antenna 21 and the identification signal generator 23 changes, the state detection sensor 20 outputs a response signal corresponding to the surrounding state. become.

特開2001−127672号公報JP 2001-127672 A 特開2007−18492号公報JP 2007-18492 A

特許文献1は、不揮発性メモリを有したデータキャリアが受信信号による電力でデータ通信を行うシステムであるため、キャリアはメモリデータの変復調、受信信号−電圧変換等の機能が必要で、構成が複雑となり、大型になる問題がある。また中継リーダライタはメモリデータを本体リーダライタに中継するのみであり、キャリアと本体リーダライタの通信距離を長くする効果があるだけである。   Since Patent Document 1 is a system in which a data carrier having a non-volatile memory performs data communication with power of a received signal, the carrier needs functions such as modulation / demodulation of memory data, received signal-voltage conversion, and the configuration is complicated. There is a problem of becoming large. Further, the relay reader / writer only relays the memory data to the main body reader / writer, and only has an effect of increasing the communication distance between the carrier and the main body reader / writer.

特許文献2の構成は、SAWをIDとしてインピーダンス変換部がセンサ等に使われる無電源SAWトランスポンダである。しかしSAWをIDとして使用する場合、トランスバーサル型でIDTの有無による“0”“1”判定でIDを付与することになる。トランスバーサル型SAWは共振子型SAWに比べロスが大きいため、そもそも通信距離等の特性は見込めない。またIDの桁数を大きくするほどIDT本数が増加しIDT往復の距離が増大するためロスはさらに増大する。しかも、インピーダンスは通信距離に大きな影響を与えるため、インピーダンスの変化を読み取る方式は、読み取り可か不可かに影響を与えシステムとして安定性が悪い。IDのための構成とセンサとを別々に備えるため小型化にも不利である。   The configuration of Patent Document 2 is a non-power supply SAW transponder in which an impedance converter is used for a sensor or the like with SAW as an ID. However, when SAW is used as an ID, an ID is assigned based on a “0” or “1” determination based on the presence or absence of IDT in the transversal type. Since the transversal type SAW has a larger loss than the resonator type SAW, characteristics such as a communication distance cannot be expected in the first place. Further, as the number of digits of the ID is increased, the number of IDTs increases and the distance of the IDT reciprocation increases, so that the loss further increases. In addition, since the impedance greatly affects the communication distance, the method of reading the change in the impedance affects whether it can be read or not, and is not stable as a system. Since the configuration for ID and the sensor are separately provided, it is disadvantageous for miniaturization.

本発明の目的は、上述の課題を解消して、小型のタグを用い、且つ通信距離を長くした遠隔検知システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a remote detection system that solves the above-described problems and uses a small tag and has a long communication distance.

本発明の遠隔検知システムは、アクティブタグと、当該アクティブタグとの間で通信を行うリーダとを含む遠隔検知システムにおいて、アクティブタグとリーダとの間でなされる通信電波の周波数帯域で共振する共振回路と、当該共振回路に接続されたアンテナとを含むパッシブタグを備え、アクティブタグは、アンテナ、送受信回路、復調回路、制御回路、ID回路、及び電源回路を備え、トランスポンダ方式によってパッシブタグを遠隔検知し、リーダとの通信情報に前記パッシブタグの情報を含める手段を含む。   The remote detection system of the present invention is a remote detection system that includes an active tag and a reader that communicates with the active tag, and that resonates in a frequency band of communication radio waves between the active tag and the reader. A passive tag including a circuit and an antenna connected to the resonance circuit is provided. The active tag includes an antenna, a transmission / reception circuit, a demodulation circuit, a control circuit, an ID circuit, and a power supply circuit. The passive tag is remotely connected by a transponder method. Means for detecting and including information of the passive tag in communication information with the reader.

この構成により、アクティブタグとリーダ装置との間での無線通信と、パッシブタグとアクティブタグとの間でのトランスポンダ通信とが互いに有効に作用して、小型のパッシブタグを用いて且つトランスポンダ通信よりも遠距離での通信が可能となる。   With this configuration, the wireless communication between the active tag and the reader device and the transponder communication between the passive tag and the active tag effectively work with each other, using a small passive tag and transponder communication. Can communicate over long distances.

前記パッシブタグの共振回路を、検出量に応じて共振周波数が変化するセンサ素子を含むもの、又はセンサ素子自体、とすればパッシブセンサタグの検知内容をリーダで読み取ることができる。   If the resonance circuit of the passive tag includes a sensor element whose resonance frequency changes according to the detection amount, or the sensor element itself, the detection content of the passive sensor tag can be read by a reader.

また、アクティブタグとリーダとの間での無線通信の距離を、アクティブタグとセンサタグとの間でのトランスポンダ通信の距離より長くすれば、従来のトランスポンダ通信より遠距離でパッシブタグを利用できるようになる。   In addition, if the distance of the wireless communication between the active tag and the reader is made longer than the distance of the transponder communication between the active tag and the sensor tag, the passive tag can be used at a longer distance than the conventional transponder communication. Become.

前記共振回路は例えばSAWデバイスである。
前記アンテナは、例えばフィルムと当該フィルムに形成された放射電極とで形成され、前記フィルムに前記共振回路が設けられる。
また、例えば前記パッシブタグの前記アンテナと前記共振回路は気密封止される。
The resonant circuit is, for example, a SAW device.
The antenna is formed of, for example, a film and a radiation electrode formed on the film, and the resonance circuit is provided on the film.
For example, the antenna and the resonance circuit of the passive tag are hermetically sealed.

本発明によれば、リーダとアクティブタグとの通信電波によって、通信距離の比較的短いパッシブタグの出力をトランスポンダ方式で検出できる。また、通信距離の比較的長いリーダとアクティブタグとの間の無線通信で、長距離の1対多点の複数点検知ができる。すなわちアクティブタグ方式とパッシブタグ方式が融合される。   According to the present invention, the output of a passive tag having a relatively short communication distance can be detected by a transponder method using the communication radio wave between the reader and the active tag. In addition, long-distance one-to-many multipoint detection can be performed by wireless communication between a reader having a relatively long communication distance and an active tag. That is, the active tag method and the passive tag method are merged.

そのため、パッシブタグのトランスポンダ方式での有効通信距離を超える範囲でも、パッシブタグを用いた遠隔検知が可能となる。しかもパッシブタグはID回路を必要としないので、小型、軽量で、製造が容易となる。   Therefore, remote detection using a passive tag is possible even in the range exceeding the effective communication distance of the passive tag transponder system. Moreover, since the passive tag does not require an ID circuit, the passive tag is small and lightweight and easy to manufacture.

例えば、病院で体温を遠隔検知する場合、複数配置されたアクティブタグの中で体温検知センサタグの近傍のアクティブタグから温度情報とともにID情報(例えば、病院内の位置情報)などとともに無線検知できる。さらに、複数のアクティブタグの情報はリーダとの無線通信によりリーダに検知情報を集中できる。   For example, when remotely detecting body temperature in a hospital, wireless detection can be performed together with temperature information and ID information (for example, position information in the hospital) from active tags in the vicinity of the body temperature detection sensor tag among a plurality of active tags. Furthermore, the information of a plurality of active tags can be concentrated on the reader by wireless communication with the reader.

特許文献2の状態検知システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the state detection system of patent document 2. FIG. 本発明の遠隔検知システム101のブロック図である。It is a block diagram of the remote detection system 101 of this invention. 図3(A)は図2に示したリーダライタ30の構成を示すブロック図である。図3(B)は図2に示したアクティブタグ40Aの構成を示すブロック図である。図3(C)は図2に示したパッシブタグ50Aの構成を示すブロック図である。FIG. 3A is a block diagram showing a configuration of the reader / writer 30 shown in FIG. FIG. 3B is a block diagram showing a configuration of the active tag 40A shown in FIG. FIG. 3C is a block diagram showing a configuration of the passive tag 50A shown in FIG. 図4(A)はパッシブタグ50Aの平面図、図4(B)はパッシブタグ50Aの正面断面図である。4A is a plan view of the passive tag 50A, and FIG. 4B is a front sectional view of the passive tag 50A. アクティブタグ(40A,40B)とパッシブタグ(50A〜50F)との間での送信信号と反射信号の周波数スペクトラムを示す図である。It is a figure which shows the frequency spectrum of the transmission signal and reflected signal between an active tag (40A, 40B) and a passive tag (50A-50F). 図6(A)は、図3(A)に示したリーダライタ30の制御回路31の処理内容を示すフローチャートである。図6(B)は、図3(B)に示したアクティブタグ40Aの制御回路41の処理内容を示すフローチャートである。FIG. 6A is a flowchart showing the processing contents of the control circuit 31 of the reader / writer 30 shown in FIG. FIG. 6B is a flowchart showing the processing contents of the control circuit 41 of the active tag 40A shown in FIG.

本発明の遠隔検知システムについて、図1以降の各図を参照して説明する。
図2は本発明の遠隔検知システム101のブロック図である。この遠隔検知システム101は、リーダライタ30、アクティブタグ40A,40B、及びパッシブタグ50A〜50Fを含む。リーダライタ30はアクティブタグ40A,40Bとの間で通信を行い、アクティブタグ40A,40Bが取得した検知データを収集する。
The remote detection system of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a block diagram of the remote sensing system 101 of the present invention. The remote detection system 101 includes a reader / writer 30, active tags 40A and 40B, and passive tags 50A to 50F. The reader / writer 30 communicates with the active tags 40A and 40B and collects the detection data acquired by the active tags 40A and 40B.

アクティブタグ40Aはパッシブタグ50A〜50Cのそれぞれのセンシング情報を検知し、それらのデータをリーダライタ30へ送信(応答)する。また、アクティブタグ40Aは自身でも所定のセンシングを行い、その情報をリーダライタ30へ送信(応答)する。同様に、アクティブタグ40Bはパッシブタグ50D〜50Fのそれぞれのセンシング情報を検知し、それらのデータをリーダライタ30へ送信(応答)する。また、アクティブタグ40Bは自身でも所定のセンシングを行い、その情報をリーダライタ30へ送信(応答)する。   The active tag 40 </ b> A detects the sensing information of each of the passive tags 50 </ b> A to 50 </ b> C and transmits (responds) those data to the reader / writer 30. Further, the active tag 40A itself performs predetermined sensing and transmits (responds) the information to the reader / writer 30. Similarly, the active tag 40B detects the sensing information of each of the passive tags 50D to 50F, and transmits (responds) those data to the reader / writer 30. Further, the active tag 40B itself performs predetermined sensing and transmits (responds) the information to the reader / writer 30.

パッシブタグ50A〜50C,50D〜50Fは、アクティブタグ40A,40Bとリーダライタ30との間でなされる通信電波の周波数帯域で共振する共振回路と、その共振回路に接続されたアンテナとを含む。   The passive tags 50A to 50C and 50D to 50F include a resonance circuit that resonates in a frequency band of communication radio waves between the active tags 40A and 40B and the reader / writer 30, and an antenna connected to the resonance circuit.

図2に示した遠隔検知システム101は、アクティブタグ40A,40Bによる検知データ、及びパッシブタグ50A〜50Cによる検知データをアクティブタグ40A,40Bを介して収集する。この例では、パッシブタグ50A〜50Cはアクティブタグ40Bから一定距離を超えて離れているので、アクティブタグ40Bはパッシブタグ50A〜50Cの影響を受けない。同様に、パッシブタグ50D〜50Fはアクティブタグ40Aから一定距離を超えて離れているので、アクティブタグ40Aはパッシブタグ50D〜50Fの影響を受けない。   The remote detection system 101 illustrated in FIG. 2 collects detection data by the active tags 40A and 40B and detection data by the passive tags 50A to 50C via the active tags 40A and 40B. In this example, since the passive tags 50A to 50C are separated from the active tag 40B by a certain distance, the active tag 40B is not affected by the passive tags 50A to 50C. Similarly, since the passive tags 50D to 50F are separated from the active tag 40A by a certain distance, the active tag 40A is not affected by the passive tags 50D to 50F.

図3(A)は図2に示したリーダライタ30の構成を示すブロック図である。図3(B)は図2に示したアクティブタグ40Aの構成を示すブロック図である。図3(C)は図2に示したパッシブタグ50Aの構成を示すブロック図である。アクティブタグ40Bの構成はアクティブタグ40Aと同一である。また、パッシブタグ50B〜50Fの構成はパッシブタグ50Aと基本的に同一である。   FIG. 3A is a block diagram showing a configuration of the reader / writer 30 shown in FIG. FIG. 3B is a block diagram showing a configuration of the active tag 40A shown in FIG. FIG. 3C is a block diagram showing a configuration of the passive tag 50A shown in FIG. The configuration of the active tag 40B is the same as that of the active tag 40A. The configuration of the passive tags 50B to 50F is basically the same as that of the passive tag 50A.

図3(A)に示すように、リーダライタ30は、アンテナ35、送受信回路34、変復調回路33、制御回路31、メモリ32、及びインターフェース回路36を備えている。送受信回路34はアンテナ35を介してアクティブタグ40A,40Bとの間で送信及び受信を行う。変復調回路33は送信信号の変調及び受信信号の復調を行う。制御回路31は各種コマンドをシリアル信号にして変復調回路33へ出力することによって、アクティブタグ40A,40Bに対して所定のコマンドを送信する。また、制御回路31は変復調回路33から復調信号を入力し、パッシブタグ及びアクティブタグ毎の検知データを区別してメモリ32に書き込む(収集する)。さらに、制御回路31はインターフェース回路36を介して外部回路との間でケーブルを介して通信を行い、検知データを外部へ出力する。   As shown in FIG. 3A, the reader / writer 30 includes an antenna 35, a transmission / reception circuit 34, a modulation / demodulation circuit 33, a control circuit 31, a memory 32, and an interface circuit 36. The transmission / reception circuit 34 performs transmission and reception with the active tags 40A and 40B via the antenna 35. The modem circuit 33 modulates the transmission signal and demodulates the reception signal. The control circuit 31 transmits various commands as serial signals to the modulation / demodulation circuit 33, thereby transmitting predetermined commands to the active tags 40A and 40B. Further, the control circuit 31 receives the demodulated signal from the modulation / demodulation circuit 33, distinguishes the detection data for each passive tag and active tag, and writes (collects) it in the memory 32. Further, the control circuit 31 communicates with an external circuit via the interface circuit 36 via a cable, and outputs detection data to the outside.

図3(B)に示すように、アクティブタグ40Aは、アンテナ48、送受信回路47、変復調回路46、制御回路41、電源回路42、メモリ43、センサ44、及びID回路45を備えている。送受信回路47はアンテナ48を介してアクティブタグ用のリーダライタ30との間で送信及び受信を行う。変復調回路46はリーダライタ30への送信信号の変調及び受信信号の復調を行う。変復調回路46はまた、パッシブタグ50A〜50Cからの反射信号の検出も行う。センサ44は例えば温度センサ、湿度センサ、ガスセンサ等である。ID回路45はリーダライタ30がアクティブタグを識別するために用いる固有の情報を発生する回路である。   As shown in FIG. 3B, the active tag 40A includes an antenna 48, a transmission / reception circuit 47, a modulation / demodulation circuit 46, a control circuit 41, a power supply circuit 42, a memory 43, a sensor 44, and an ID circuit 45. The transmission / reception circuit 47 performs transmission and reception with the reader / writer 30 for the active tag via the antenna 48. The modem circuit 46 modulates the transmission signal to the reader / writer 30 and demodulates the reception signal. The modem circuit 46 also detects reflected signals from the passive tags 50A to 50C. The sensor 44 is, for example, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas sensor, or the like. The ID circuit 45 is a circuit that generates unique information used by the reader / writer 30 to identify an active tag.

なお、必要なセンシングを全てパッシブタグで行う場合には、アクティブタグにこのようなセンサ44を設ける必要はない。また、メモリ43は必ずしも制御回路41の外に設ける必要はない。   When all necessary sensing is performed with a passive tag, it is not necessary to provide such a sensor 44 on the active tag. The memory 43 is not necessarily provided outside the control circuit 41.

制御回路41は検知データをシリアル信号にして変復調回路46へ出力することによって、リーダライタ30へ検知データを送信する。また、制御回路41は変復調回路46から復調信号を入力し、リーダライタ30からのコマンドを識別し、コマンドに応じた処理を行う。検知データの応答要求コマンドであれば、既に取得した検出データにIDを付与したシリアル信号を変復調回路46へ出力する。制御回路41はさらに、変復調回路46によって検出されたパッシブタグ50A〜50Cからの反射信号の周波数情報を読み取り、パッシブタグ50A〜50Cのセンシング情報を取得する。例えば、パッシブタグ50A〜50Cの反射信号の周波数は個別に設定されているので、その周波数の検出によってパッシブタグ50A〜50Cのうち、どのパッシブタグからの反射信号であるかを検知し、前記周波数情報を検知データとしてメモリ43へ書き込む。
このように、制御回路41は、リーダライタ30へ送信する情報にパッシブタグの情報を含める手段を備える。
The control circuit 41 transmits the detection data to the reader / writer 30 by outputting the detection data as a serial signal to the modulation / demodulation circuit 46. The control circuit 41 receives a demodulated signal from the modulation / demodulation circuit 46, identifies a command from the reader / writer 30, and performs processing according to the command. If it is a response request command for detection data, a serial signal obtained by assigning an ID to already acquired detection data is output to the modem circuit 46. The control circuit 41 further reads the frequency information of the reflected signals from the passive tags 50A to 50C detected by the modulation / demodulation circuit 46, and acquires the sensing information of the passive tags 50A to 50C. For example, since the frequencies of the reflected signals of the passive tags 50A to 50C are individually set, the passive tag 50A to 50C is detected from which passive tag by detecting the frequency, and the frequency is detected. Information is written to the memory 43 as detection data.
As described above, the control circuit 41 includes means for including information on the passive tag in the information transmitted to the reader / writer 30.

図3(C)に示すように、パッシブタグ50Aは、SAWデバイス54とアンテナの放射電極52A,52Bを備えてSAWトランスポンダを構成している。SAWデバイス54は圧電基板と圧電基板に形成されるIDT電極と含む共振回路を構成している。放射電極52A,52Bはダイポールアンテナを構成していて、上記共振回路に接続されている。
なお、ダイポールアンテナに代えて、ループアンテナ、モノポールアンテナ等のアンテナを用いてもよい。
As shown in FIG. 3C, the passive tag 50A includes a SAW device 54 and antenna radiation electrodes 52A and 52B to form a SAW transponder. The SAW device 54 constitutes a resonance circuit including a piezoelectric substrate and an IDT electrode formed on the piezoelectric substrate. The radiation electrodes 52A and 52B constitute a dipole antenna and are connected to the resonance circuit.
In place of the dipole antenna, an antenna such as a loop antenna or a monopole antenna may be used.

このパッシブタグ50Aの共振回路の共振周波数により、アクティブタグ40Aから送信された電波の反射状態は異なる。アクティブタグ40Aは、この反射信号の周波数を検出することによって、パッシブタグ50A〜50Cのセンシング情報を検知する。   The reflection state of the radio wave transmitted from the active tag 40A differs depending on the resonance frequency of the resonance circuit of the passive tag 50A. The active tag 40A detects the sensing information of the passive tags 50A to 50C by detecting the frequency of the reflected signal.

図4(A)はパッシブタグ50Aの平面図、図4(B)はパッシブタグ50Aの正面断面図である。このパッシブタグ50Aはベースフィルム51、SAWデバイス54、及び封止フィルム59を備えている。ベースフィルム51の上面には放射電極52A,52Bが形成されている。SAWデバイス54は、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リチウム等の圧電基板55上にIDT電極56及び反射電極57A,57Bが形成されていて、2端子1ポートの共振回路が構成されている。この共振回路の共振周波数は例えば860MHz〜960MHzの周波数帯である。上記共振回路の共振周波数は温度に対して一定の係数を備えている。すなわち周囲温度に応じて共振周波数が変化する。   4A is a plan view of the passive tag 50A, and FIG. 4B is a front sectional view of the passive tag 50A. The passive tag 50A includes a base film 51, a SAW device 54, and a sealing film 59. On the upper surface of the base film 51, radiation electrodes 52A and 52B are formed. In the SAW device 54, an IDT electrode 56 and reflection electrodes 57A and 57B are formed on a piezoelectric substrate 55 such as lithium niobate or lithium tantalate, and a 2-terminal 1-port resonance circuit is configured. The resonance frequency of this resonance circuit is, for example, a frequency band of 860 MHz to 960 MHz. The resonance frequency of the resonance circuit has a constant coefficient with respect to temperature. That is, the resonance frequency changes according to the ambient temperature.

なお、パッシブタグ50Aの共振周波数は、厳密には、SAWデバイス54の共振回路と放射電極52A,52Bとによって構成される回路の共振周波数であるが、実質的にSAWデバイス54の共振回路の共振周波数に等しい。   Strictly speaking, the resonance frequency of the passive tag 50A is a resonance frequency of a circuit constituted by the resonance circuit of the SAW device 54 and the radiation electrodes 52A and 52B, but substantially the resonance frequency of the resonance circuit of the SAW device 54. Equal to frequency.

このSAWデバイス54はベースフィルム51の上面に実装され、SAWデバイスの2端子が放射電極52A,52Bに接続されている。封止フィルム59は、SAWデバイス54が実装されているベースフィルム51の上面の全面に貼付されていて、この封止フィルム59とベースフィルム51とによってSAWデバイス及び放射電極52A,52Bが封止されている。このような耐湿性のある気密封止パッケージ構造とすれば、パッシブタグは高湿度の環境下でも利用できる。   The SAW device 54 is mounted on the upper surface of the base film 51, and two terminals of the SAW device are connected to the radiation electrodes 52A and 52B. The sealing film 59 is attached to the entire upper surface of the base film 51 on which the SAW device 54 is mounted, and the SAW device and the radiation electrodes 52A and 52B are sealed by the sealing film 59 and the base film 51. ing. With such an airtight sealed package structure having moisture resistance, the passive tag can be used even in a high humidity environment.

ベースフィルム51の裏面(外底面)には、必要に応じて両面粘着シート及び離型紙が貼着される。例えばその離型紙を剥がして患者の所定部位にパッシブタグ50Aを貼付することによって、体温を検知するためのセンサタグとして作用する。   A double-sided pressure-sensitive adhesive sheet and a release paper are attached to the back surface (outer bottom surface) of the base film 51 as necessary. For example, the release paper is peeled off and a passive tag 50A is attached to a predetermined part of the patient, thereby acting as a sensor tag for detecting body temperature.

図5は、アクティブタグ(40A,40B)とパッシブタグ(50A〜50F)との間での送信信号と反射信号の周波数スペクトラムを示す図である。図5において、曲線thruはアクティブタグの送信信号のスペクトラム、曲線SAWはパッシブタグにおけるSAWデバイス以外からの反射信号のスペクトラム、曲線RevはパッシブタグにおけるSAWデバイスからの反射信号のスペクトラム、曲線NWAは、パッシブタグにおけるSAWデバイスの挿入損失の波形である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a transmission signal and a reflection signal between the active tags (40A, 40B) and the passive tags (50A to 50F). In FIG. 5, the curve thru is the spectrum of the transmission signal of the active tag, the curve SAW is the spectrum of the reflected signal from other than the SAW device in the passive tag, the curve Rev is the spectrum of the reflected signal from the SAW device in the passive tag, and the curve NWA is It is a waveform of the insertion loss of the SAW device in a passive tag.

この例では、アクティブタグ40Aの送信信号の周波数(パッシブタグ50Aが存在しない場合又はパッシブタグ50Aの共振回路の共振動作が影響を与えない状態での周波数)ftは868MHz、パッシブタグ50Aの共振回路の共振周波数frは868MHz+100kHz程度である。   In this example, the frequency of the transmission signal of the active tag 40A (the frequency when the passive tag 50A does not exist or the resonance operation of the resonance circuit of the passive tag 50A does not affect) ft is 868 MHz, and the resonance circuit of the passive tag 50A. The resonance frequency fr is about 868 MHz + 100 kHz.

パッシブタグの共振周波数の変化範囲はアクティブタグ40Aの送信信号の周波数の主帯域(図5に示した例では867〜869MHz)内に存在する。そのため、パッシブタグ(50A〜50F)はアクティブタグ(40A,40B)からの送信信号を受けて、共振周波数に応じた反射信号を送信(反射)する。   The range of change of the resonance frequency of the passive tag exists in the main band of the frequency of the transmission signal of the active tag 40A (867 to 869 MHz in the example shown in FIG. 5). Therefore, the passive tags (50A to 50F) receive transmission signals from the active tags (40A, 40B) and transmit (reflect) reflected signals according to the resonance frequency.

このように、パッシブタグ50Aがアクティブタグ40Aの近方界に存在すると、アクティブタグ40Aが受ける反射信号の周波数がずれるので、アクティブタグ40Aはこの反射信号の周波数を検出して、パッシブタグ50A〜50Cの共振周波数すなわちセンシング情報を検知する。   As described above, when the passive tag 50A exists in the near field of the active tag 40A, the frequency of the reflected signal received by the active tag 40A is shifted. Therefore, the active tag 40A detects the frequency of the reflected signal, and the passive tags 50A to 50A. The resonance frequency of 50C, that is, sensing information is detected.

図6(A)は、図3(A)に示したリーダライタ30の制御回路31の処理内容を示すフローチャートである。図6(B)は、図3(B)に示したアクティブタグ40Aの制御回路41の処理内容を示すフローチャートである。   FIG. 6A is a flowchart showing the processing contents of the control circuit 31 of the reader / writer 30 shown in FIG. FIG. 6B is a flowchart showing the processing contents of the control circuit 41 of the active tag 40A shown in FIG.

リーダライタ30は、図6(A)に示すように、一定タイミング又は不定期のタイミングでアクティブタグに対して検知データを要求するコマンドを送信する。これに続いて、アクティブタグから送信(応答)される検知データを受信し、所定の形式でメモリに格納する。既に述べたとおり、この検知データにはアクティブタグが検知したパッシブタグ50A〜50Fのセンシング情報が含まれている。   As shown in FIG. 6A, the reader / writer 30 transmits a command for requesting detection data to the active tag at a fixed timing or irregular timing. Subsequently, detection data transmitted (response) from the active tag is received and stored in a predetermined format in the memory. As already described, the detection data includes sensing information of the passive tags 50A to 50F detected by the active tag.

アクティブタグ(40A,40B)は、図6(B)に示すように、受信信号の有無を検出し、受信信号があれば、それがリーダライタ30からの何らかの要求コマンドであるか否かを判定する。検知データの送信要求であれば、既に取得した検知データをリーダライタ30へ送信する。また、これとともに、パッシブタグからの反射信号の周波数を解析することによって各パッシブタグのセンシング情報を取得する。そして、それらの検知データを次の送信に備えてメモリへ書き込む。   As shown in FIG. 6B, the active tags (40A, 40B) detect the presence / absence of a received signal, and if there is a received signal, determine whether it is any request command from the reader / writer 30. To do. If it is a detection data transmission request, the already acquired detection data is transmitted to the reader / writer 30. At the same time, the sensing information of each passive tag is acquired by analyzing the frequency of the reflected signal from the passive tag. Then, the detection data is written into the memory in preparation for the next transmission.

本発明に係るアクティブタグは、図3(B)に示したように、リーダライタと通信を行うために送受信回路47及び変復調回路46を備えているので、リーダライタに対する送信信号に対するパッシブタグ(SAWトランスポンダ)の反射信号を受信し解析することは制御回路41の信号処理で実質的に行われる。すなわち送受信回路47及び変復調回路46を既に備えているので、従来構成のアクティブタグの制御回路による信号処理にパッシブタグからの反射信号の解析機能を付加するだけでよい。そのため、アクティブタグの回路規模を殆ど増すことなく、非常に効率の高い遠隔検知システムが構成できる。   As shown in FIG. 3B, the active tag according to the present invention includes a transmission / reception circuit 47 and a modulation / demodulation circuit 46 for communicating with a reader / writer, so that a passive tag (SAW) for a transmission signal to the reader / writer is provided. Receiving and analyzing the reflected signal of the transponder) is substantially performed by the signal processing of the control circuit 41. That is, since the transmission / reception circuit 47 and the modulation / demodulation circuit 46 are already provided, it is only necessary to add a function of analyzing the reflected signal from the passive tag to the signal processing by the control circuit of the active tag having the conventional configuration. Therefore, it is possible to construct a highly efficient remote detection system without substantially increasing the circuit scale of the active tag.

また、本発明に係るアクティブタグでは、アクティブタグとパッシブタグとで用いる周波数帯域が共用されることが可能であるため、例えば、[A]アクティブタグとリーダとの間での通信、及び[B]アクティブタグとパッシブタグとの間での通信において、アクティブタグの構成である、アンテナ、送受信回路、復調回路、及び制御回路が共有できる。これに対し、前述の[A]と前述の[B]とで異なる周波数帯域を用いるとすれば、前記の構成を共有させると、無線通信(電波送受信)の効率が落ち、通信距離が短くなるか、あるいは、無線通信の効率を維持するために、フィルタ素子、デュプレクサ素子及びスイッチ素子などを用いて信号から所定の周波数帯域を選択し、通過させる分波回路、合波回路及び濾波回路などの周波数選択手段をアクティブタグに付加する必要が生じる。   In the active tag according to the present invention, since the frequency band used by the active tag and the passive tag can be shared, for example, [A] communication between the active tag and the reader, and [B In the communication between the active tag and the passive tag, the antenna, the transmission / reception circuit, the demodulation circuit, and the control circuit, which are the configurations of the active tag, can be shared. On the other hand, if different frequency bands are used for the above-mentioned [A] and the above-mentioned [B], if the above configuration is shared, the efficiency of wireless communication (radio wave transmission / reception) is reduced and the communication distance is shortened. Or, in order to maintain the efficiency of wireless communication, a predetermined frequency band is selected from a signal using a filter element, a duplexer element, a switch element, etc., and a demultiplexing circuit, a multiplexing circuit, a filtering circuit, etc. It is necessary to add frequency selection means to the active tag.

したがって、このようにアクティブタグとパッシブタグとで用いる周波数帯域が共用されない場合に比較して、回路の共有がもたらす部品点数が削減される。これにより、装置の小型化及び製造工程が簡略化できる。   Therefore, the number of components caused by circuit sharing is reduced as compared with the case where the frequency band used by the active tag and the passive tag is not shared in this way. Thereby, the miniaturization of the apparatus and the manufacturing process can be simplified.

また、回路の共有化により装置内の回路の数が減らせるので、各回路間を接続する配線長が短縮できる。そのため、配線を配置する面積が削減できるので装置を小型化できる。さらには、配線長の短縮により外界の電磁波が配線に飛び込むノイズが低減できる。そのため、装置の電磁波ノイズ耐性が高まる。   In addition, since the number of circuits in the apparatus can be reduced by sharing the circuits, the length of wiring connecting the circuits can be shortened. Therefore, the area for arranging the wiring can be reduced, so that the apparatus can be miniaturized. Furthermore, the noise that external electromagnetic waves jump into the wiring can be reduced by shortening the wiring length. Therefore, the electromagnetic wave noise tolerance of the device is increased.

なお、個々のパッシブタグはアクティブタグのIDで識別するので、個々のパッシブタグにID回路が不要であり、ID回路を設けることによる信号減衰がなく、パッシブタグから送信(反射)される反射信号の減衰を抑制できるので、ID回路が設けられるときに比べトランスポンダ方式の通信距離を長くできる。   Since each passive tag is identified by the ID of the active tag, an ID circuit is not required for each passive tag, there is no signal attenuation due to the provision of the ID circuit, and the reflected signal is transmitted (reflected) from the passive tag. As a result, the transponder communication distance can be made longer than when an ID circuit is provided.

また、所定部位のセンシングにおいて湿気等が問題となる場合にアクティブタグであれば、全体を耐湿構造とするのはサイズ、部品点数から難易度が高いが、パッシブタグとすればセンサ(チップ)のみ気密封止パッケージに実装すればよいので容易に実現できる。   In addition, if moisture is a problem when sensing a specific part, it is difficult to make the whole moisture-resistant structure because of its size and number of parts, but if it is a passive tag, only the sensor (chip) is used. Since it may be mounted in an airtight sealed package, it can be easily realized.

以上に示した遠隔検知システムによれば、例えば、病院で体温を遠隔検知する場合に、配置された複数のアクティブタグのうち、体温検知用のパッシブタグの近傍に配置されたアクティブタグは、パッシブタグにより得た体温情報とともにアクティブタグのID情報(例えば、病院内の位置情報)をリーダライタ30へ送信する。これによって、病院内の複数の患者の体温情報を、小型、軽量、製造が容易な(使い捨て可能な)体温検知用パッシブタグを用いて一元管理できる。   According to the remote detection system described above, for example, when the body temperature is remotely detected in a hospital, the active tag arranged in the vicinity of the passive tag for body temperature detection among the plurality of active tags arranged is passive. The ID information (for example, position information in the hospital) of the active tag is transmitted to the reader / writer 30 together with the body temperature information obtained from the tag. Thus, body temperature information of a plurality of patients in a hospital can be centrally managed using a body temperature detection passive tag that is small, lightweight, and easy to manufacture (disposable).

《他の実施形態》
以上に示した実施形態はパッシブタグが所定のセンシングを行うセンサタグである例を示したが、パッシブタグの有無の検知を行う場合にも同様に適用できる。この場合、アクティブタグはパッシブタグからの反射信号の有無を検出し、そのことでパッシブタグの有無を検知する。
<< Other embodiments >>
The embodiment described above shows an example in which the passive tag is a sensor tag that performs predetermined sensing. However, the embodiment can be similarly applied to the case where the presence / absence of a passive tag is detected. In this case, the active tag detects the presence / absence of a reflected signal from the passive tag, and thereby detects the presence / absence of the passive tag.

また、以上に示した例では、リーダライタからの送信信号がパッシブタグで反射されて、その反射信号の周波数を検出するようにしたが、リーダライタからの送信信号の終了後に続いて生じるSAWデバイスの残響による送信信号の周波数を検出することによって、検知データを取得するようにしてもよい。   In the above example, the transmission signal from the reader / writer is reflected by the passive tag, and the frequency of the reflected signal is detected. However, the SAW device generated after the transmission signal from the reader / writer is terminated. The detection data may be acquired by detecting the frequency of the transmission signal due to the reverberation of.

また、以上に示した例では、SAWデバイスの温度依存性を積極的に利用して温度センサとして用いるようにしたが、その他に、圧力、磁界、雰囲気等によって共振周波数が変化するようにSAWデバイスを構成すれば、圧力センサ、磁気センサ、ガスセンサのセンサタグとして用いることができ、これらの検知をリーダライタで遠隔で一元的に行うことができる。   In the example described above, the temperature dependence of the SAW device is positively used as a temperature sensor. In addition, the SAW device has a resonance frequency that varies depending on pressure, magnetic field, atmosphere, and the like. If it is comprised, it can be used as a sensor tag of a pressure sensor, a magnetic sensor, or a gas sensor, and these detections can be performed centrally remotely by a reader / writer.

なお、以上の実施形態では、リーダライタがアクティブタグと無線通信するように説明したが、アクティブタグに対して何らかのデータを書き込むことは必須の機能ではないので、単に「リーダ」であってもよい。   In the above embodiment, the reader / writer has been described so as to communicate wirelessly with the active tag. However, since writing some data to the active tag is not an essential function, it may simply be a “reader”. .

30…リーダライタ
31…制御回路
32…メモリ
33…変復調回路
34…送受信回路
35…アンテナ
36…インターフェース回路
40A,40B…アクティブタグ
41…制御回路
42…電源回路
43…メモリ
44…センサ
45…ID回路
46…変復調回路
47…送受信回路
48…アンテナ
50A〜50F…パッシブタグ
51…ベースフィルム
52A,52B…放射電極
54…SAWデバイス
55…圧電基板
56…IDT電極
57A,57B…反射電極
59…封止フィルム
101…遠隔検知システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Reader / writer 31 ... Control circuit 32 ... Memory 33 ... Modulation / demodulation circuit 34 ... Transmission / reception circuit 35 ... Antenna 36 ... Interface circuit 40A, 40B ... Active tag 41 ... Control circuit 42 ... Power supply circuit 43 ... Memory 44 ... Sensor 45 ... ID circuit 46 ... Modulation / demodulation circuit 47 ... Transmission / reception circuit 48 ... Antennas 50A to 50F ... Passive tag 51 ... Base film 52A, 52B ... Radiation electrode 54 ... SAW device 55 ... Piezoelectric substrate 56 ... IDT electrodes 57A, 57B ... Reflection electrode 59 ... Sealing film 101 ... Remote detection system

Claims (7)

アクティブタグと、当該アクティブタグとの間で通信を行うリーダとを含む遠隔検知システムにおいて、
前記アクティブタグと前記リーダとの間でなされる通信電波の周波数帯域で共振する共振回路と、当該共振回路に接続されたアンテナとを含むパッシブタグをさらに備え、
前記アクティブタグは、アンテナ、送受信回路、復調回路、制御回路、ID回路、及び電源回路を備え、トランスポンダ方式によって前記パッシブタグを遠隔検知し、前記リーダへ送信する情報に前記パッシブタグの情報を含める手段を含む、遠隔検知システム。
In a remote detection system including an active tag and a reader that communicates with the active tag,
A passive tag including a resonance circuit that resonates in a frequency band of a communication radio wave made between the active tag and the reader, and an antenna connected to the resonance circuit;
The active tag includes an antenna, a transmission / reception circuit, a demodulation circuit, a control circuit, an ID circuit, and a power supply circuit. The passive tag is remotely detected by a transponder method, and information on the passive tag is included in information transmitted to the reader. A remote sensing system including means.
前記パッシブタグの共振回路は、検出量に応じて共振周波数が変化するセンサ素子を含む、又はセンサ素子自体である、請求項1に記載の遠隔検知システム。   The remote detection system according to claim 1, wherein the resonance circuit of the passive tag includes a sensor element whose resonance frequency changes according to a detection amount, or is the sensor element itself. 前記アクティブタグの制御回路は、前記リーダへ送信する電波が前記パッシブタグで反射されることにより生じる信号を検知し、前記パッシブタグの情報を前記ID回路によるIDで前記リーダと通信する、請求項1又は2に記載の遠隔検知システム。   The control circuit of the active tag detects a signal generated when a radio wave transmitted to the reader is reflected by the passive tag, and communicates information of the passive tag with the reader using an ID by the ID circuit. The remote detection system according to 1 or 2. アクティブタグとリーダとの間での通信距離は、アクティブタグとセンサタグとの間での通信距離より長い、請求項1乃至3の何れかに記載の遠隔検知システム。   The remote detection system according to any one of claims 1 to 3, wherein a communication distance between the active tag and the reader is longer than a communication distance between the active tag and the sensor tag. 前記共振回路はSAWデバイスである、請求項1乃至4の何れかに記載の遠隔検知システム。   The remote detection system according to claim 1, wherein the resonance circuit is a SAW device. 前記アンテナは、フィルムと当該フィルムに形成された放射電極とで形成され、前記フィルムに前記共振回路が設けられた、請求項1乃至5の何れかに記載の遠隔検知システム。   The remote detection system according to claim 1, wherein the antenna is formed of a film and a radiation electrode formed on the film, and the resonance circuit is provided on the film. 前記パッシブタグの前記アンテナと前記共振回路は気密封止された、請求項1乃至6の何れかに記載の遠隔検知システム。   The remote detection system according to claim 1, wherein the antenna and the resonance circuit of the passive tag are hermetically sealed.
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WO2017171206A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 남성원 Gas detecting tag and method of manufacturing same
JP2017227444A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 富士電機株式会社 Wireless sensor system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152176A (en) * 2012-01-26 2013-08-08 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Separately positioned ic tag recognition device and separately positioned ic tag recognition method
WO2017171206A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 남성원 Gas detecting tag and method of manufacturing same
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