JP2018010484A - 電子回路、ｒｆｉｄシステム、及びｒｆｉｄシステムのデータ取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的に外部機器を動作させ外部機器のデータをリーダライタに返信可能なＲＦＩＤ用の電子回路を提供する。【解決手段】電子回路は、アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、電源電力を外部機器に供給する電力外部供給部と、アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、信号送受信部で受信した第１のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して外部機器を電源電力で動作させ、外部機器からデータを受け取り外部機器の動作が終了すると第１のコマンドに対する第１の返信を信号送受信部に送信させ、第１のコマンドの後に受信した第２のコマンドに応答してデータを含む第２の返信を信号送受信部に送信させる処理部とを含み、第１のコマンドは、第１のコマンド受信後から最大許容時間内に第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。【選択図】図２

Description

本願開示は、電子回路、ＲＦＩＤシステム、及びＲＦＩＤシステムのデータ取得方法に関する。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）を利用したＩＣ（Integrated Circuit）のうち、無線で電力を供給されるタイプのものとして、パッシブ型のＲＦＩＤタグや非接触ＩＣカードなどがある。これらのパッシブ型のＲＦＩＤ回路は、リーダライタから供給される無線周波数の電磁波から電力を得て動作するため、電池等の電源を必要としない。電磁波から得られる電力はリーダライタとの距離によって異なり、距離が短いほど多くの電力が得られる。距離が短く電力が大きい場合には、ＲＦＩＤ回路から外部機器へ電力を供給することが可能である。これにより、センサやマイコン等の外部機器をＲＦＩＤタグに接続し、ＲＦＩＤタグからの電力により外部機器を動作させる使用形態が実現できる。

ＲＦＩＤタグに例えば温度センサを接続することにより、ＲＦＩＤタグが装着された対象物の温度を温度センサにより計測し、リーダライタから温度を読み取ることができる。また情報機器や家電機器等の機器に設けられた制御用のマイコンにＲＦＩＤタグを接続することにより、機器が梱包された状態のままで、出荷時等に機器を有効化するコードをＲＦＩＤタグのメモリに書込むことができる。購入後の機器の電源投入時にマイコンがＲＦＩＤタグのメモリを読み込むことにより、有効化コードが書込まれている場合にのみ、正常に機器を動作させてよい。

リーダライタからＲＦＩＤタグへの通信は、リーダライタから送信する無線周波数搬送波（ＲＦキャリア）を変調することにより行われる。ＲＦＩＤタグからリーダライタへの通信は、バックスキャッタ変調により行われる。バックスキャッタ変調とは、ＲＦＩＤタグによりＲＦＩＤタグのアンテナの反射係数を通信データに応じて２つの状態の間で変化させることである。これによりリーダライタが送信する無線周波数搬送波を反射させて、ＲＦＩＤタグからリーダライタにデータを送信する。またＲＦＩＤタグにおいては、リーダライタから供給される無線周波数搬送波をアンテナで受信して得られる交流電力を、整流回路により整流して直流電力を生成する。

ＲＦＩＤタグに接続された外部機器が収集する情報や外部機器が保持している情報等を、リーダライタがＲＦＩＤタグを介して読み出すためには、リーダライタから何らかのデータ読み出しコマンドをＲＦＩＤタグに送信することが考えられる。国際規格のEPCglobal Gen2 Ver.2.0仕様（以下ＥＰＣ仕様）では、Ｒｅａｄ系のコマンドはＲＦＩＤタグがコマンド受信後からＴ１時間後に応答を開始することが規定されている。Ｔ１時間は比較的短く、送受信レートに応じて数十〜数百マイクロ秒である。Ｔ１時間での応答は、ＥＰＣ仕様において、"Immediate Tag reply"と呼ばれる。

Ｒｅａｄ系のコマンドに応答してＲＦＩＤタグが外部機器を動作させ、外部機器によるデータ収集等の必要に応じた動作の後に外部機器から得たデータをリーダライタに返信する場合、外部機器の動作にある程度の時間がかかる。そのため、ＲＦＩＤタグがＲｅａｄ系のコマンドを受信してから上記のＴ１時間後に、ＲＦＩＤタグからリーダライタへデータを返信することが通常はできない。

この問題を避けるためには、例えば、ＲＦＩＤタグがＴ１時間後からダミーデータ（全てゼロ等のデータ）を連続的に返信し続け、外部機器からデータを受領した時点で、ダミーデータから正規のデータに切り替えて正規のデータを返信してもよい。しかしながら、ＲＦＩＤタグは、動作時にリーダライタから供給される無線周波数搬送波を受信して動作用の電力を生成しており、無変調の連続波（Continuous Wave：ＣＷ）を受信している期間において受け取れる電力が最も大きい。一方、上記のようにダミーデータを返信している期間においては、データ返信のために無線周波数搬送波がバックスキャッタにより半分近くの期間で反射されるため、ＲＦＩＤタグが動作用の電力として受け取れる電力が半分近くに減少してしまう。そのため、外部機器の消費する電力が増加した場合に、ＲＦＩＤタグの電源電圧が低下し、リセットが発生してしまうという問題がある。

リセットが発生すると、リーダライタとＲＦＩＤタグとの通信が中断され、リーダライタがＲＦＩＤタグを認識するインベントリ・シーケンスからやり直すことが必要になり、通信再開まで時間がかかる。またリセットが頻発する場合は、その通信距離では正常に動作できない状況であるので、通信距離を短くすることが必要になってしまう。

特開２００８−９０５９９号公報 特開２０１２−２３４２４３号公報

以上を鑑みると、安定的に外部機器を動作させ外部機器のデータをリーダライタに返信可能なＲＦＩＤ用の電子回路が望まれる。

電子回路は、アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、前記電源電力を外部機器に供給する電力外部供給部と、前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、前記信号送受信部で受信した第１のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第１のコマンドに対する第１の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第１のコマンドの後に受信した第２のコマンドに応答して前記データを含む第２の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部とを含み、前記第１のコマンドは、前記第１のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。

少なくとも１つの実施例によれば、安定的に外部機器を動作させ外部機器のデータをリーダライタに返信可能なＲＦＩＤ用の電子回路を提供できる。

ＲＦＩＤシステムの構成の一例を示す図である。 ＲＦＩＤタグの構成の一例を示す図である。 ＲＦＩＤシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の一例を示す図である。 外部機器からデータ取得する際にリーダライタが実行する動作の一例を示すフローチャートである。 外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグが実行する動作の一例を示すフローチャートである。 ＲＦＩＤシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の変形例を示す図である。 外部機器からデータ取得する際にリーダライタが実行する動作の変形例を示すフローチャートである。 外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグが実行する動作の変形例を示すフローチャートである。 図８に示されるステップＳ３５の外部機器駆動動作の一例を示すフローチャートである。 ＨＦの規格の場合において外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグが実行する動作の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお以下の図面において、同一又は対応する構成要素は同一又は対応する番号で参照し、その説明は適宜省略する。

図１は、ＲＦＩＤシステムの構成の一例を示す図である。図１に示すＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグＩＣ１０、外部機器１１、アンテナ１２、及びリーダライタ１３を含む。外部機器１１はＲＦＩＤタグＩＣ１０に信号線１７及び電源線１８を介して接続される。信号線１７を介してデータ信号や制御信号が伝送され、電源線１８を介してＲＦＩＤタグＩＣ１０が生成した電源電圧が外部機器１１に供給される。

リーダライタ１３からＲＦＩＤタグＩＣ１０への通信は、リーダライタから送信する無線周波数搬送波１５を変調することにより行われる。ＲＦＩＤタグＩＣ１０からリーダライタ１３への通信は、バックスキャッタ変調によりアンテナ１２により反射された反射波１６により行われる。バックスキャッタ変調においては、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が、アンテナ１２の反射係数を通信データに応じて２つの状態の間で変化させる。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、無線周波数搬送波１５をアンテナ１２で受信して得られる交流電力を、清秋回路により整流して直流電力を生成する。当該直流電力によりＲＦＩＤタグＩＣ１０が駆動すると共に、当該直流電力の一部がＲＦＩＤタグＩＣ１０から外部機器１１に供給され、供給された電力により外部機器１１が駆動される。

外部機器１１は特に限定されないが、例えば何らかの物理量を測定して当該物理量を示すデータを収集するセンサであってよい。センサが収集するデータは例えば温度等であってよい。外部機器１１は、何らかの値を収集、計算、保持等をするマイクロコンピュータ等であってもよい。

リーダライタ１３がＲＦＩＤタグＩＣ１０を介して外部機器１１からのデータを取得する場合、リーダライタ１３は第１のコマンドとそれに後続する第２のコマンドとを送信する。ここで第１のコマンドは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、第１のコマンド受信後から最大許容時間内において第１のコマンドに応答する第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。前述のＥＰＣ仕様においては、Delayed Tag replyとして規定される返信方式を採用するコマンドが、第１のコマンドに相当する。ＥＰＣ仕様において上記条件に合致するコマンドの例としては、Ｗｒｉｔｅ、Ｌｏｃｋ、ＢｌｏｃｋＷｒｉｔｅ、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅ、ＢｌｏｃｋＰｅｒｍａｌｏｃｋ等がある。なおこれらのコマンドで指定できるＥＰＣ仕様のパラメータに、外部機器アクセスを指定する数値（コード）の定義がある訳ではないが、予め図１のＲＦＩＤシステムにおいて、外部機器アクセスを指定することを意味する数値を決めておけばよい。そのような予め決めておく数値としては、ＥＰＣ仕様において既存の定義済みの数値以外の数値や、実装されていないメモリアドレスを表す数値などを用いればよい。

ＥＰＣ仕様では、Delayed Tag replyを採用するコマンドに対して、タグは最大許容時間内に応答を返せばよく、最大許容時間としては２０ｍｓと比較的長い時間が規定されている。リーダライタは、タグからの応答を最大許容時間の終了まで待ち、応答を待っている期間においては無線周波数の連続波ＣＷを送信する。

図１のＲＦＩＤシステムにおいて、リーダライタ１３は、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定した第１のコマンドを送信する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、第１のコマンドに応じてリーダライタ１３からの受信電力により外部機器１１を動作させ、外部機器１１からデータを取得して外部機器１１の動作が終了すると、第１のコマンドに対する第１の返信を送信する。リーダライタ１３は、第１の返信に応答して第２のコマンドを送信する。この第２のコマンドは、ＲＦＩＤタグＩＣ１０からデータを読み出すコマンドであってよく、例えばＥＰＣ仕様に規定されるＲｅａｄであってよい。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、第２のコマンドに応答して、前記取得したデータを送信する。

図２は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の構成の一例を示す図である。図２において、各ボックスで示される各回路又は機能ブロックと他の回路又は機能ブロックとの境界は、基本的には機能的な境界を示すものであり、物理的な位置の分離、電気的な信号の分離、制御論理的な分離等に対応するとは限らない。各回路又は機能ブロックは、他のブロックと物理的にある程度分離された１つのハードウェアモジュールであってもよいし、或いは他のブロックと物理的に一体となったハードウェアモジュール中の１つの機能を示したものであってもよい。

図２に示すＲＦＩＤタグＩＣ１０は、電源生成部２１、電力外部供給部２２、信号送受信部２３、信号処理部２４、外部Ｉ／Ｆ処理部２５、及び不揮発メモリ部２６を含む。電源生成部２１と信号送受信部２３とがアンテナ１２に接続される。

電源生成部２１は、アンテナ１２を介して受信した電磁波から直流の電源電力を生成する。電源生成部２１が生成した電源電力は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の各部に供給される。電力外部供給部２２は、必要に応じて電源電力を外部機器１１に供給する。電力外部供給部２２、信号送受信部２３、信号処理部２４、外部Ｉ／Ｆ処理部２５、及び不揮発メモリ部２６は、電源生成部２１から供給された電源電力（直流電力）で駆動する。

信号送受信部２３は、アンテナ１２を介して信号を送受信する。具体的には信号送受信部２３は、アンテナ１２が受信した変調された搬送波を復調し、復調後の信号を信号処理部２４に供給する。信号送受信部２３は更に、信号処理部２４から受け取った送信信号により無線周波数搬送波をバックスキャッタし、リーダライタに返信する。

信号処理部２４は、リーダライタ１３から信号送受信部２３を介して受信したコマンドを解釈し、コマンドの内容に応じた処理を実行する。外部Ｉ／Ｆ処理部２５は、適切な通信規格をサポートし、信号処理部２４の制御の下で外部機器１１と通信する。不揮発メモリ部２６は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やＦＲＡＭ（登録商標）（Ferroelectric Random Access Memory）等で構成され、データを不揮発的に記憶する。

信号処理部２４は、信号送受信部２３で受信した第１のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択すると、外部機器１１を電源生成部２１の電源電力で動作させる。具体的には信号処理部２４は、電力外部供給部２２に指示して電源電力を外部に出力させると共に、外部Ｉ／Ｆ処理部２５を介して外部機器１１にデータ取得等を指示するコマンドを送信する。外部機器１１（図１参照）は指示された動作を実行し、動作により得られたデータをＲＦＩＤタグＩＣ１０に送信する。

信号処理部２４は、外部機器１１からデータを受け取り外部機器１１の動作が終了すると、前述の第１のコマンドに対する第１の返信を信号送受信部２３に送信させる。信号処理部２４は、前述の第１のコマンドの後に受信した第２のコマンドに応答して、外部機器１１から取得したデータを含む第２の返信を信号送受信部２３に送信させる。信号処理部２４は、外部機器１１から受け取ったデータを不揮発メモリ部２６に一旦格納しておき、上記の第２のコマンドを受信した時点で不揮発メモリ部２６からデータを読み出し、読み出したデータを第２の返信に含めてよい。

図３は、ＲＦＩＤシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の一例を示す図である。以下に、図３を参照しながら、図１のＲＦＩＤシステムによる外部機器からのデータ取得動作の一例について説明する。

まずタイミングｔ１において、リーダライタ１３が、図３（ａ）に示されるようにＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１を送信する。ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１は、前述の第１のコマンドの一例であり、他のコマンドであってもよい。ＥＰＣ仕様では、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドのコマンド長（ビット数）が最も少ない。従って、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを用いることで、コマンド送信からデータ取得までの時間を最も短くすることができる。第１のコマンドはメモリに対する書き込み又は消去系のコマンドであってよい。前述のように、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１から最大許容時間（例えば２０ｍｓ）内において、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１に応答する第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できる。

ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１は、コマンドを特定するコード、ＲＦＩＤタグＩＣ１０のＩＤ（識別子）、消去対象アドレスを指定するパラメータ等を含んでよい。リーダライタ１３とＲＦＩＤタグＩＣ１０との間で、外部機器動作を指定するコードとして、特定のアドレス値を予め取り決めておく。リーダライタ１３が、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１の消去対象アドレスを当該特定のアドレス値に設定することで、リーダライタ１３が外部機器動作を要求していることを、ＲＦＩＤタグＩＣ１０に通知することができる。

外部機器動作を要求するＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１に応答して、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が、外部機器動作３３として図３（ｃ）に示されるように外部機器１１を動作させる。ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１の終了タイミングｔ２の後、リーダライタ１３は無線周波数連続波ＣＷを送信しており、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はこの無線周波数連続波ＣＷから抽出した電源電力で動作する。またＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１にこの電源電力の一部を供給し、外部機器１１を駆動する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０が受信する受信電力は図３（ｄ）に示されている。

例えば温度センサによる温度測定等の外部機器動作３３により、外部機器１１が例えば温度データ等のデータ３４を取得する。データ３４が外部機器１１からＲＦＩＤタグＩＣ１０に供給されると、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はデータ３４を不揮発メモリ部２６に格納する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は更に、外部機器動作３３の終了後に、タイミングｔ３において第１の返信３５を送信する。第１の返信３５は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１に応じた処理が成功裡に終了したことを示す返信である。ＥＰＣ仕様においては、第１の返信３５は、Delayed Tag replyに規定される返信であり、コマンドが成功裡に終了したときに送信する返信である。第１の返信３５は、ヘッダ、ＲＦＩＤタグＩＣ１０のＩＤ、及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を含むが、処理の成功を示すだけの返信であるため、データ３４をこの第１の返信３５に含めることはできない。

なお第１の返信３５が返信されるタイミングｔ３からの暫くの期間、無線周波数連続波ＣＷをバックスキャッタするため、図３（ｄ）に示されるようにＲＦＩＤタグＩＣ１０が受信する電力は低減する。この時点では既に外部機器動作３３は終了しているために、受信電力が低減しても問題はない。

リーダライタ１３は、第１の返信３５に応答して、タイミングｔ４においてＲｅａｄコマンド３２を送信する。Ｒｅａｄコマンド３２は、前述の第２のコマンドの一例である。ＥＰＣ仕様では、Ｒｅａｄコマンドは、送受信レートに応じた数十〜数百マイクロ秒の長さの時間Ｔ１後の返信を要求する。Ｒｅａｄコマンド３２は、コマンドを特定するコード、ＲＦＩＤタグＩＣ１０のＩＤ、読み出しアドレス等を含んでよい。このＲｅａｄコマンド３２の読み出しアドレスには、外部機器１１からのデータを読み出すために予め割り当てられたアドレス値を指定する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンド３２の指定する読み出しアドレスの値に基づいて、外部機器１１から取得したデータ３４を返信する動作が指示されていると判断できる。

ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンド３２に応答して、タイミングｔ５において第２の返信３６を送信する。第２の返信３６は返信データ３７を含む。返信データ３７は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が不揮発メモリ部２６からデータ３４を読み出し、読み出したデータを第２の返信３６に含めたものである。返信データ３７はデータ３４と等しくてよい。第２の返信３６は、ヘッダ、返信データ、ＲＦＩＤタグＩＣ１０のＩＤ、及びＣＲＣを含んでよい。

以上のようにして、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、第１のコマンドに応答してセンサ等の外部機器１１の動作を開始し、外部機器１１の動作の終了後に第１の返信を返す。外部機器１１の動作中にＲＦＩＤタグＩＣ１０が返信動作をすることはないため、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はリーダライタ１３から最大限の電力を受信している状態で外部機器１１を駆動することができる。従って、ＲＦＩＤタグＩＣ１０とリーダライタ１３との間の通信距離がそれほど短くなくとも、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の電源電圧が低下してリセットが生じることなく、安定した外部機器からのデータ収集動作を実現することができる。

また安定した外部機器からのデータ収集動作を実現するにあたっては、規格で定められる既存のコマンドをそのまま用い、既存のコマンド及び返信に関する規定にしたがってデータ収集動作を実装している。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０及びリーダライタ１３においてデータ収集動作の手順を実装する際に、コマンド及び返信レベルにおいて規格から外れるような変更を加える必要が無く、容易にデータ収集動作を実装することができる。

図４は、外部機器からデータ取得する際にリーダライタ１３が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、リーダライタ１３内のプロセッサ等の制御回路による制御下において、リーダライタ１３に内蔵される種々の電子回路が動作することにより実行されてよい。

なお図４及び以降の図において、フローチャートに記載された各ステップの実行順序は一例にすぎず、本願の意図する技術範囲が、記載された実行順番に限定されるものではない。例えば、Ａステップの次にＢステップが実行されるように本願に説明されていたとしても、Ａステップの次にＢステップを実行することが可能なだけでなく、Ｂステップの次にＡステップを実行することが、物理的且つ論理的に可能である場合がある。この場合、どちらの順番でステップを実行しても、当該フローチャートの処理に影響する全ての結果が同一であるならば、本願に開示の技術の目的のためには、Ｂステップの次にＡステップが実行されてもよいことは自明である。Ａステップの次にＢステップが実行されるように本願に説明されていたとしても、上記のような自明な場合を本願の意図する技術範囲から除外することを意図するものではなく、そのような自明な場合は、当然に本願の意図する技術範囲内に属する。

ステップＳ１において、リーダライタ１３はＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを送信する。ステップＳ２において、リーダライタ１３は返信期限が過ぎたか否かを判断する。即ち、リーダライタ１３は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを送信してからの経過時間が最大許容時間（例えば２０ｍｓ）を超過しているか否かを判断する。経過時間が期限内である場合、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、リーダライタ１３は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０から返信を受信したか否かを判断する。返信を受信していない場合、処理はステップＳ２に戻る。返信を受信すると、処理はステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、リーダライタ１３は、ステップＳ１でＲＦＩＤタグＩＣ１０宛に送信したＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドが外部機器からのデータ収集のためのコマンドであったか否かを判断する。外部機器向けのコマンドでなかった場合、処理を終了する。外部機器向けのコマンドであった場合、処理はステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、リーダライタ１３は、外部機器から取得したデータの読み出しを指定するＲｅａｄコマンドを送信する。その後ステップＳ６において、リーダライタ１３は、Ｒｅａｄコマンドに対する返信として、ＲＦＩＤタグＩＣ１０から外部機器のデータを受信する。

なおステップＳ２において経過時間が返信期限を過ぎていると判断された場合、処理はステップＳ７に進む。ステップＳ７において、リーダライタ１３は適宜エラー処理を実行する。このエラー処理は、例えばＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドの対象であるＲＦＩＤタグＩＣ１０が通信範囲内に未だ存在するか否かを判断する処理、その判断結果に応じたその後の処理等を含んでよい。

図５は、外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグＩＣ１０が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の信号処理部２４による制御下において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の各部が動作することにより実行されてよい。

ステップＳ１１において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを受信する。ステップＳ１２において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドに含まれる書き込みアドレス（消去対象アドレス）の指示する対象が外部機器であるのか、或いはタグ内部の不揮発メモリであるのかを判断する。コマンドが不揮発メモリ向けである場合、処理はステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドにより指定された不揮発メモリ部への書き込み動作（ブロック消去動作）を実行する。ステップＳ１４において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、書き込み処理（ブロック消去処理）終了後、終了サインを返信する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、処理が成功裡に完了したことを示す第１の返信を送信する。

ステップＳ１２においてコマンドが外部機器向けであると判断された場合、処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、電力外部供給を開始する。即ち、電源生成部２１の生成した電力が、電力外部供給部２２を介して外部に供給される（図２参照）。

ステップＳ１６において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１からデータを取得する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、取得したデータを内部の不揮発メモリ部２６に格納してよい。ステップＳ１７において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、電力外部供給を終了する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ステップＳ１６でのデータ取得に応答して、電力外部供給部２２からの外部への電力供給を終了させる。ステップＳ１８において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、終了サインを返信する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、テータを問題なく取得し外部機器１１の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第１の返信を送信する。

ステップＳ１９において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンドを受信する。ステップＳ２０において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンドに応答して、ステップＳ１６で取得したデータを返信する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンドに応答して、取得データを含む第２の返信を送信する。

図６は、ＲＦＩＤシステムにおける外部機器からのデータ取得動作の変形例を示す図である。以下に、図６を参照しながら、図１のＲＦＩＤシステムによる外部機器からのデータ取得動作の変形例について説明する。

まずタイミングｔ１において、リーダライタ１３が、図６（ａ）に示されるようにＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−１を送信する。このＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−１は、図３で説明したＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド３１と同様である。

外部機器動作を要求するＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−１に応答して、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が、外部機器動作４３として図６（ｃ）に示されるように外部機器１１を動作させる。ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−１の終了タイミングｔ２の後、リーダライタ１３は無線周波数連続波ＣＷを送信しており、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はこの無線周波数連続波ＣＷから抽出した電源電力で動作する。またＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１にこの電源電力の一部を供給し、外部機器１１を駆動する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０が受信する受信電力は図６（ｄ）に示されている。

図３の場合と異なり図６に示す動作においては、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が、最大許容時間（例えば２０ｍｓ）内に外部機器１１からのデータ４４を取得できず、外部機器動作４３が終了しない。そのため、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−１からの経過時間が最大許容時間以内であるタイミングｔ３において、図６（ｂ）に示されるようにエラーコード４５−１を返信する。このように、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、最大許容時間内にデータ４４を外部機器１１から受け取った場合には成功裡の動作終了を示す第１の返信を送信するが、最大許容時間内にデータ４４を外部機器１１から受け取らない場合には、エラーコードを返信する。なおＲＦＩＤタグＩＣ１０からのエラーコード４５−１の送信が最大許容時間内である必要があるので、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はある程度の余裕を見てデータ不受領を判断し、エラーコード送信処理を実行することになる。

このエラーコードとしては、リーダライタ１３とＲＦＩＤタグＩＣ１０との間で予め所定のコードを取り決めておき、この指定のコードを内容とするエラーコードを送信する。リーダライタ１３は、この指定のエラーコードを受信すると、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを再送するように動作する。このようにして、エラーコード送信により、リーダライタ１３に対してＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドの再度の送信を促し、データ待ち時間を延長させることが可能となる。

エラーコード４５−１に応答して、リーダライタ１３が、図６（ａ）に示されるようにタイミングｔ４においてＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−２を送信する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、新たに受信したＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−２に応答して、最大許容時間と比較する対象となる経過時間を、新たに受信したコマンド受信からの経過時間として新たに計測し始める。このようにして、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、最大許容時間を新たに設定することになる。

図６に示す動作例においては、このＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−２受信後からの最大許容時間内においても、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は外部機器１１からのデータ４４を取得できず、外部機器動作４３が終了しない。そのため、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−２からの経過時間が最大許容時間以内であるタイミングｔ５において、エラーコード４５−２を返信する。これに応答して、リーダライタ１３が、タイミングｔ６においてＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンド４１−３を送信する。このエラーコードの返信及びＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドの送信は何回繰り返されてもよい。

なおＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器動作４３の最中にエラーコード返信やコマンド受信の動作を実行することになるが、これらの動作の時間的長さは十分短いために電力不足は問題とならない。問題になる場合には、必要に応じて返信や受信動作時に外部機器１１の動作を停止させる等の対策を講じてよい。

その後、例えば温度センサによる温度測定等の外部機器動作４３により、外部機器１１が例えば温度データ等のデータ４４を取得する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器動作４３の終了後に、タイミングｔ７において第１の返信４５−３を送信する。この第１の返信４５−３は、コマンドが成功裡に終了したことを示す返信であり、図３に示す動作における第１の返信３５と同様である。

リーダライタ１３は、第１の返信４５−３に応答して、タイミングｔ８においてＲｅａｄコマンド４２を送信する。Ｒｅａｄコマンド４２は、図３の動作例におけるＲｅａｄコマンド３２と同様である。

ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Ｒｅａｄコマンド４２に応答して、第２の返信４６を送信する。第２の返信４６は返信データ４７を含む。返信データ４７は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０が不揮発メモリ部２６からデータ４４を読み出し、読み出したデータを第２の返信４６に含めたものである。返信データ４７はデータ４４と等しくてよい。第２の返信４６は、ヘッダ、返信データ、ＲＦＩＤタグＩＣ１０のＩＤ、及びＣＲＣを含んでよい。

以上のようにして、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、最大許容時間内に外部機器１１からデータを受信できない場合にはエラーコードを返信し、エラーコード返信後に新たに受信した第１のコマンドを開始タイミングとして最大許容時間を新たに設定する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、新たに設定した最大許容時間内にデータを外部機器１１から受け取った場合に第１の返信を送信し、最大許容時間内にデータを外部機器１１から受け取らない場合にはエラーコードを返信する。このようにして、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１からデータを取得するまで、リーダライタ１３にデータ受信を待たせることが可能となる。

図７は、外部機器からデータ取得する際にリーダライタ１３が実行する動作の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、リーダライタ１３内のプロセッサ等の制御回路による制御下において、リーダライタ１３に内蔵される種々の電子回路が動作することにより実行されてよい。

図７に示す処理手順において、ステップＳ２１乃至Ｓ２４及びステップＳ２６乃至Ｓ２８は、図４に示す処理手順のステップＳ１乃至Ｓ４及びステップＳ５乃至Ｓ７と同一であり、説明を省略する。図７に示す処理手順では、ステップＳ２５が設けられていることが、図４に示す処理手順と異なる。

外部機器向けのコマンドに対する返信を受信すると、ステップＳ２５において、リーダライタ１３は、返信内容が所定のエラーコードであるか否かを判断する。返信内容が所定のエラーコードである場合、処理はステップＳ２１に戻り、リーダライタ１３はＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを再度送信する。返信内容が所定のエラーコードでなく第１の返信である場合、処理はステップＳ２６に進み、リーダライタ１３はＲｅａｄコマンドを送信する。

図８は、外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグＩＣ１０が実行する動作の変形例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の信号処理部２４による制御下において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の各部が動作することにより実行されてよい。

図８に示す処理手順において、ステップＳ３１乃至Ｓ３４、ステップＳ３６、及びステップＳ３７は、図５に示す処理手順のステップＳ１１乃至Ｓ１４、ステップＳ１９、及びステップＳ２０と同一であり、説明を省略する。図８に示す処理手順では、図５に示す処理手順と異なり、図５のステップＳ１５乃至Ｓ１８の代わりに、ステップＳ３５の外部機器駆動動作を実行している。このステップＳ３５の外部機器駆動動作は、図９に示されている。

図９は、図８に示されるステップＳ３５の外部機器駆動動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の信号処理部２４による制御下において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の各部が動作することにより実行されてよい。

ステップＳ４１において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、電力外部供給を開始する。即ち、電源生成部２１の生成した電力が、電力外部供給部２２を介して外部に供給される。

ステップＳ４２において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１の動作が完了したか否かを判断する。動作が完了していない場合、処理はステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを受信してから時間Ｔｍａｘが経過したか否かを判断する。時間Ｔｍａｘが経過していない場合、処理はステップＳ４２に戻り、以降の処理を繰り返す。時間Ｔｍａｘが経過した場合、処理はステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０はエラーコードを送信する。なおこのエラーコードの送信が、ＲＦＩＤタグＩＣ１０によるＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドの受信から最大許容時間以内である必要がある。従って、上記の時間Ｔｍａｘは、エラーコード送信の準備及び実際の送信処理にかかる時間を考慮して、当該最大許容時間よりもある程度短い時間に設定しておいてよい。

ステップＳ４５において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、リーダライタ１３がエラーコードに応答して送信したＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを受信する。この後処理はステップＳ４２に戻り以降の処理を繰り返す。ステップＳ４２において、外部機器１１の動作が完了したと判定された場合、処理はステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、外部機器１１からデータを取得する。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、取得したデータを内部の不揮発メモリ部２６に格納してよい。ステップＳ４７において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、電力外部供給を終了する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ステップＳ４６でのデータ取得に応答して、電力外部供給部２２からの外部への電力供給を終了させる。ステップＳ４８において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、終了サインを返信する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、テータを問題なく取得し外部機器１１の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第１の返信を送信する。

以上の説明では、第１のコマンドの例としてＢｌｏｃｋＥｒａｓｅコマンドを用いた場合のデータ取得動作の手順の一例を説明したが、Delayed Tag replyを用いたＥＰＣ仕様の他のコマンドを用いた場合も、同様の手順によりデータ取得動作を実現できる。前述のように、第１のコマンドは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、第１のコマンド受信後から最大許容時間内において第１のコマンドに応答する第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドであればよい。そのようなコマンドは、ＵＨＦ規格であるＥＰＣ仕様以外の他の仕様においても存在する。例えばＨＦの規格において、Write single blockやWrite multiple blocks等のコマンドにおいては、最大許容時間として２０ｍｓが指定されており、この最大許容時間内の選択したタイミングで返信側が返信してよい。この返信時間は、Ｔ１＋Ｔｃ×４０９６×ｎと規定されている。ここでＴ１はリーダライタが送信したコマンドの最後のＥＯＦ（End Of Frame）をＲＦＩＤタグが受信し終わってから、ＲＦＩＤタグが応答を返信し始めるまでの時間であり、Ｔｃは搬送波の周期であり、ｎは任意の整数である。ＲＦＩＤタグがｎの値を自由に選択することができる。

図１０はＨＦの規格の場合において外部機器からデータ取得する際にＲＦＩＤタグＩＣ１０が実行する動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の信号処理部２４による制御下において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０の各部が動作することにより実行されてよい。

図１０に示す処理手順において、ステップＳ５２乃至Ｓ５７及びステップＳ６０は、図５に示す処理手順のステップＳ１２乃至Ｓ１７及びステップＳ２０と同一であり、説明を省略する。図１０に示す処理手順では、ステップＳ５１、Ｓ５８、及びＳ５９が図５に示す処理手順と異なる。以下に、図５とは異なるこれらのステップＳ５１、Ｓ５８、及びＳ５９における動作について説明する。

ステップＳ５１では、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Write single blockコマンドを受信する。このWrite single blockは、コマンドのパラメータにより外部機器アクセスを指定可能であり、且つ、最大許容時間内においてコマンドに応答する第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである。ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、この受信コマンドに応じて、不揮発メモリ部２６への書き込み動作又は外部機器１１への電力供給動作を開始する。

ステップＳ５８において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、終了サインを返信する。即ち、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、テータを問題なく取得し外部機器１１の動作が終了すると、処理が成功裡に完了したことを示す第１の返信を送信する。この際、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、ＨＦ規格に規定されている返信タイミング（Ｔ１＋Ｔｃ×４０９６×ｎ）にしたがって終了サインを返信する。

ステップＳ５９において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Read single blockコマンドを受信する。このコマンドは１つのブロックを読み出すコマンドである。その後、ステップＳ６０において、ＲＦＩＤタグＩＣ１０は、Read single blockに応答して、外部機器１１から取得したデータを返信する。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。

１０ ＲＦＩＤタグＩＣ
１１ 外部機器
１２ アンテナ
１３ リーダライタ
２１ 電源生成部
２２ 電力外部供給部
２３ 信号送受信部
２４ 信号処理部
２５ 外部Ｉ／Ｆ処理部
２６ 不揮発メモリ部

Claims (8)

1. アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、
   前記電源電力を外部機器に供給する電力外部供給部と、
   前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、
   前記信号送受信部で受信した第１のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第１のコマンドに対する第１の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第１のコマンドの後に受信した第２のコマンドに応答して前記データを含む第２の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部と、
   を含み、前記第１のコマンドは、前記第１のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、電子回路。
2. 前記第１のコマンドは、EPC Global規格におけるDelayed Tag replyを用いるコマンドである請求項１記載の電子回路。
3. 前記処理部は、前記最大許容時間内に前記データを前記外部機器から受け取った場合に前記第１の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記最大許容時間内に前記データを前記外部機器から受け取らない場合にエラーコードを前記信号送受信部に送信させる請求項１又は２記載の電子回路。
4. 前記エラーコード送信後に新たに受信した前記第１のコマンドを開始タイミングとして前記最大許容時間を新たに設定した後、前記処理部は、前記最大許容時間内に前記データを前記外部機器から受け取った場合に前記第１の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記最大許容時間内に前記データを前記外部機器から受け取らない場合にエラーコードを前記信号送受信部に送信させる請求項３記載の電子回路。
5. 前記第２のコマンドは読み出しコマンドである請求項１乃至４いずれか一項記載の電子回路。
6. 前記第１のコマンドはメモリに対する書き込み又は消去系のコマンドであり、前記第１の返信は、前記第１のコマンドに応じた処理が成功裡に終了したことを示す返信である請求項１乃至５いずれか一項記載の電子回路。
7. リーダライタと、
   少なくとも１つのＲＦＩＤタグＩＣと、
   前記ＲＦＩＤタグに接続された外部機器と
   前記ＲＦＩＤタグＩＣに接続されたアンテナと、
   を含み、
   前記リーダライタは、前記外部機器からのデータを取得するために第１のコマンドを最初に送信し、前記第１のコマンドに応答して前記ＲＦＩＤタグが送信した第１の返信に応答して第２のコマンドを送信し、
   前記ＲＦＩＤタグＩＣは、
   前記アンテナを介して受信した電磁波から電源電力を生成する電源生成部と、
   前記電源電力を前記外部機器に供給する電力外部供給部と、
   前記アンテナを介して信号を送受信する信号送受信部と、
   前記信号送受信部で受信した前記第１のコマンドのパラメータに応じて外部機器動作を選択して前記外部機器を前記電源電力で動作させ、前記外部機器からデータを受け取り前記外部機器の動作が終了すると前記第１のコマンドに対する前記第１の返信を前記信号送受信部に送信させ、前記第１のコマンドの後に受信した前記第２のコマンドに応答して前記データを含む第２の返信を前記信号送受信部に送信させる処理部と、
   を含み、前記第１のコマンドは、前記第１のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、ＲＦＩＤシステム。
8. コマンドのパラメータにより外部機器のアクセスを指定した第１のコマンドをリーダライタから送信し、
   前記第１のコマンドに応じて、ＲＦＩＤタグが前記リーダライタからの受信電力により前記外部機器を動作させ、
   前記外部機器からデータを取得して前記外部機器の動作が終了すると前記ＲＦＩＤタグが前記第１のコマンドに対する第１の返信を送信し、
   前記第１の返信に応答して第２のコマンドを前記リーダライタから送信し、
   前記第２のコマンドに応答して前記データを前記ＲＦＩＤタグから送信する
   各段階を含み、前記第１のコマンドは、前記第１のコマンド受信後から最大許容時間内において前記第１の返信を行うタイミングを返信側が選択できるコマンドである、ＲＦＩＤシステムのデータ取得方法。

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