JP2018013942A - Monitoring system and monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モニタリングシステム及びモニタリング方法に関するものである。 The present invention relates to a monitoring system and a monitoring method.
大規模プラント等では、設備異常による操業停止を防止するため、複数の機器の監視を常時もしくは定期的に行うモニタリングシステムが導入されている。
大規模なモニタリングシステムにおいて、長距離のケーブル布設を避けるために、無線タグを検出部に配置してモニタリングを行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、振動を検知するセンサを備えたＲＦＩＤタグを利用してモニタリングを行う技術が開示されている。
In a large-scale plant or the like, a monitoring system that constantly or regularly monitors a plurality of devices has been introduced in order to prevent operation stoppage due to equipment abnormality.
In a large-scale monitoring system, in order to avoid laying a cable over a long distance, a technique for performing monitoring by arranging a wireless tag in a detection unit is known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for performing monitoring using an RFID tag including a sensor that detects vibration.
しかし、特許文献１の技術は、センサで検知した情報を外部の監視装置に伝送して、この監視装置の演算部で演算処理を行った後に、その演算結果を監視装置の表示部に表示することを前提とする技術であるため、複雑なシステム構成となる。このためシステム導入に際し手間がかかり、かつ大きなコストが必要となるという問題があった。 However, the technique of Patent Document 1 transmits information detected by a sensor to an external monitoring device, performs arithmetic processing in the arithmetic unit of the monitoring device, and then displays the arithmetic result on the display unit of the monitoring device. Therefore, the system configuration is complicated. For this reason, there is a problem that it takes time to introduce the system and a large cost is required.
また、特許文献１の技術では、ＲＦＩＤタグ自体に損傷等の不具合が生じている場合に、その不具合を検知することはできないという問題もあった。 Further, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that when a malfunction such as damage occurs in the RFID tag itself, the malfunction cannot be detected.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記した従来技術の問題を解決し、複数のモニタリングタグを用いてモニタリングを行うシステムを簡易かつ安価に構築でき、かつ、モニタリングに用いるＲＦＩＤタグ自体の不具合も含めて検出できる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to easily and inexpensively construct a system for monitoring using a plurality of monitoring tags, And it is providing the technique which can detect also including the malfunction of RFID tag itself used for monitoring.
上記のような問題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位を設けたモニタリングタグ、を用いることによって上記問題を解決することができることを見出し、以下の発明を完成させた。本発明は、以下の［１］〜［１１］を提供する。
［１］複数のモニタリングタグと、各モニタリングタグで検出したモニタリング情報を、各モニタリングタグに固有のＩＤ情報と関連付けて、まとめて読み取る読取端末を備えたモニタリングシステムであって、前記モニタリングタグが、前記ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップと、該メモリ情報を前記読取端末に送信するアンテナ回路と、タンパー検知用回路を有し、該タンパー検知用回路に、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位を設けた、モニタリングシステム。
［２］前記読取端末で読み取った情報を集積する記憶手段を備えた管理サーバを備えた、［１］に記載のモニタリングシステム。
［３］前記管理サーバに、前記記憶手段に集積された情報に基づき各モニタリング対象物の状態を評価する演算手段を備えた、［２］に記載のモニタリングシステム。
［４］前記モニタリングタグは、シート状の基材に、前記アンテナ回路と前記ＩＣチップを搭載したＲＦＩＤタグを内蔵する［１］〜［３］の何れかに記載のモニタリングシステム。
［５］前記アンテナ回路が、導電性材料の細粒を含む樹脂溶液を前記基材の面上に印刷して形成された回路、又は金属箔を前記基材の面上に圧着及びエッジングして形成した回路である、［１］〜［４］の何れかに記載のモニタリングシステム。
［６］前記モニタリングタグが、少なくとも前記タンパー検知用回路を封止する封止材を有し、該封止材に、前記刺激応答部位を露出させる開口部を形成した、［１］〜［５］の何れかに記載のモニタリングシステム。
［７］前記刺激応答部位が、タンパー検知用回路を刺激応答性樹脂で被覆してなる、［１］〜［６］の何れかに記載のモニタリングシステム。
［８］前記刺激応答部位が、刺激応答性金属からなる、［１］〜［６］の何れかに記載のモニタリングシステム。
［９］複数のモニタリングタグと、各モニタリングタグで検出したモニタリング情報を、各モニタリングタグに固有のＩＤ情報と関連付けて、まとめて読み取る読取端末を用いるモニタリング方法であって、
前記モニタリングタグとして、ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップと、該メモリ情報を読取端末に送信するアンテナ回路と、タンパー検知用回路を有し、該タンパー検知用回路に、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位を設けたモニタリングタグを用いる、モニタリング方法。
［１０］前記複数のモニタリングタグを、それぞれ別個のモニタリング対象物に設置してモニタリングを行う、［９］に記載のモニタリング方法。
［１１］前記複数のモニタリングタグのうち、少なくとも２以上のモニタリングタグを、同一のモニタリング対象物に設置してモニタリングを行う、［９］に記載のモニタリング方法。
In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, the monitoring tag provided with a stimulus response site that changes the memory information of the IC chip in response to a specific stimulus is used. The inventors have found that the problem can be solved, and have completed the following invention. The present invention provides the following [1] to [11].
[1] A monitoring system including a plurality of monitoring tags and a reading terminal that collectively reads monitoring information detected by each monitoring tag in association with ID information unique to each monitoring tag, and the monitoring tag includes: An IC chip that stores memory information including the ID information, an antenna circuit that transmits the memory information to the reading terminal, and a tamper detection circuit are included. The tamper detection circuit affects a monitoring target. A monitoring system provided with a stimulus response part that changes memory information of the IC chip in response to a specific stimulus.
[2] The monitoring system according to [1], further including a management server including a storage unit that accumulates information read by the reading terminal.
[3] The monitoring system according to [2], wherein the management server includes calculation means for evaluating the state of each monitoring object based on information accumulated in the storage means.
[4] The monitoring system according to any one of [1] to [3], wherein the monitoring tag includes an RFID tag in which the antenna circuit and the IC chip are mounted on a sheet-like base material.
[5] The antenna circuit is formed by pressing and edging a circuit formed by printing a resin solution containing fine particles of a conductive material on the surface of the base material, or a metal foil on the surface of the base material. The monitoring system according to any one of [1] to [4], which is a formed circuit.
[6] The monitoring tag includes a sealing material that seals at least the tamper detection circuit, and an opening that exposes the stimulation response site is formed in the sealing material. ] The monitoring system in any one of.
[7] The monitoring system according to any one of [1] to [6], wherein the stimulus response part is formed by covering a tamper detection circuit with a stimulus responsive resin.
[8] The monitoring system according to any one of [1] to [6], wherein the stimulus response site is made of a stimulus responsive metal.
[9] A monitoring method using a reading terminal that reads a plurality of monitoring tags and monitoring information detected by each monitoring tag in association with ID information unique to each monitoring tag,
The monitoring tag includes an IC chip that stores memory information including ID information, an antenna circuit that transmits the memory information to a reading terminal, and a tamper detection circuit. A monitoring method using a monitoring tag provided with a stimulus response part that changes memory information of the IC chip in response to a specific stimulus that affects the IC chip.
[10] The monitoring method according to [9], wherein monitoring is performed by installing the plurality of monitoring tags on separate monitoring objects.
[11] The monitoring method according to [9], wherein monitoring is performed by installing at least two or more monitoring tags among the plurality of monitoring tags on the same monitoring target.
上記構成からなる本発明によれば、複数のモニタリング対象物のモニタリングを行うモニタリングシステムを簡易かつ安価に構築でき、かつ、モニタリングに用いるＲＦＩＤタグ自体の不具合も含めて検出できるモニタリングシステムを実現することができる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to easily and inexpensively construct a monitoring system that monitors a plurality of monitoring objects, and to realize a monitoring system that can detect defects in the RFID tag itself used for monitoring. Can do.
以下、本発明の一実施形態におけるモニタリングシステムを詳述する。 Hereinafter, a monitoring system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
このモニタリングシステムは、図１に示すように、複数のモニタリングタグ１と各モニタリングタグで検出したモニタリング情報を各モニタリングタグ１に固有のＩＤ情報と関連付けてまとめて読み取る読取端末２を備えたモニタリングシステムである。読取端末２で読み取った情報を管理する管理サーバ１３を備えることが好ましい。
各モニタリングタグ１は、それぞれ別のモニタリング対象物に設置したものでも、同一のモニタリング対象物の異なる箇所に設置したものでもよい。モニタリングタグの設置方法は特に限定されず、貼付や埋設等、適宜最適な形態を採用することができる。
読取端末２は、モニタリングタグ１に対して非接触で信号の伝達および電力の供給が可能なものであり、例えば、汎用のリーダ或いはリーダライタ（以下リーダライタ等）を用いることができる。
As shown in FIG. 1, this monitoring system includes a reading terminal 2 that collectively reads a plurality of monitoring tags 1 and monitoring information detected by each monitoring tag in association with ID information unique to each monitoring tag 1. It is. It is preferable to include a management server 13 that manages information read by the reading terminal 2.
Each monitoring tag 1 may be installed in a different monitoring object or may be installed in a different location of the same monitoring object. The method for installing the monitoring tag is not particularly limited, and an optimal form such as sticking or embedding can be adopted as appropriate.
The reading terminal 2 can transmit signals and supply power to the monitoring tag 1 in a non-contact manner. For example, a general-purpose reader or reader / writer (hereinafter referred to as a reader / writer) can be used.
＜モニタリングタグ＞
モニタリングタグ１は、図２及び図３に示すように、ＲＦＩＤタグ３を内蔵している。ＲＦＩＤタグ３とは、固体識別情報（Identification）を記憶したＩＣチップ４を埋め込んだ無線用（Radio Frequency）タグを意味する。
モニタリングタグ１の形状は、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型等の形状から、用途に応じて最適なものを選択することができる。
<Monitoring tag>
As shown in FIGS. 2 and 3, the monitoring tag 1 includes an RFID tag 3. The RFID tag 3 means a radio frequency tag in which an IC chip 4 storing solid identification information (Identification) is embedded.
As the shape of the monitoring tag 1, an optimum shape can be selected from shapes such as a label type, a card type, a coin type, and a stick type according to the application.
モニタリングタグ１は、特定の刺激に応答して刺激を検出する刺激応答部位６を備えている。この刺激応答部位６は、ＩＣチップ４から引き出されたループ回路７に形成されている。
図３に示すように、モニタリングタグ１は、前記のＲＦＩＤタグ３とループ回路７と刺激応答部位６と後述する送受信アンテナ１７を、封止材で封止して構成されている。
封止材としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＥＶＡ樹脂からなる群から構成される少なくとも何れかを用いることが好ましい。封止材で封止後、さらに、カバーフィルムを積層することが好ましい。
カバーフィルムは、センサが設置される環境に応じて、適宜最適なものを選択することが好ましく、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、塩化ビニルフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる群から構成される少なくとも何れかを用いることが好ましい。
カバーフィルムは、耐候性(耐湿、耐熱、耐塩害等)、水蒸気バリア性、電気絶縁性、機械的特性(引張強度、伸び、引裂き強度等)、耐薬品性、封止材との接着性などの要求に応じて、様々な性能をもつフィルム(ＰＶＦ、ＰＥＴ等)を積層させた構造とすることもできる。
The monitoring tag 1 includes a stimulus response portion 6 that detects a stimulus in response to a specific stimulus. The stimulus response part 6 is formed in a loop circuit 7 drawn from the IC chip 4.
As shown in FIG. 3, the monitoring tag 1 is configured by sealing the RFID tag 3, the loop circuit 7, the stimulus response part 6, and a transmitting / receiving antenna 17 described later with a sealing material.
The sealing material is composed of a group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polytetrafluoroethylene resin, polyurethane resin, epoxy resin, silicone resin, EVA resin. It is preferable to use at least one of them. After sealing with a sealing material, it is preferable to further laminate a cover film.
The cover film is preferably selected as appropriate according to the environment in which the sensor is installed, and is composed of a group consisting of a polyethylene film, a polypropylene film, a vinyl chloride film, a polystyrene film, and a polyethylene terephthalate (PET) film. It is preferable to use at least one of these.
Cover film has weather resistance (moisture resistance, heat resistance, salt damage resistance, etc.), water vapor barrier properties, electrical insulation, mechanical properties (tensile strength, elongation, tear strength, etc.), chemical resistance, adhesion to sealing materials, etc. In accordance with the above requirements, a structure in which films having various performances (PVF, PET, etc.) are laminated can be used.
通常、タンパー検知用回路とは、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられた対象物から、ＲＦＩＤタグ３が故意に（盗難等の目的のために）引き剥がされた場合に、機械的に破壊されるように設けられた回路、すなわち、その回路の開裂によって、その要因となった行為（すなわち、タンパー行為）を検知することを目的として敷設された回路を意味する。本明細書において、タンパー検知用回路とは、前記のようなＲＦＩＤタグ３の引き剥がしを検出する回路の他に、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられたモニタリング対象物が、その特性に影響を及ぼす特定の刺激に晒された場合に、その刺激に起因した物理的あるいは化学的反応によって断線もしくは短絡が生じて抵抗が変化する回路、すなわち、その抵抗の変化によって、特定の刺激に晒されたことを検知することを目的として敷設された回路をも含むものとする。 Normally, the tamper detection circuit is mechanically destroyed when the RFID tag 3 is deliberately peeled off (for the purpose of theft) from an object to which the RFID tag 3 is attached. It means a circuit provided for the purpose of detecting an installed circuit, that is, an action (that is, a tampering action) caused by the cleavage of the circuit. In the present specification, the tamper detection circuit is a specific circuit that has an RFID tag 3 attached to the monitoring target in addition to the circuit that detects the peeling off of the RFID tag 3 as described above. When exposed to a stimulus, a circuit in which resistance changes due to a disconnection or short circuit caused by a physical or chemical reaction caused by the stimulus, that is, detection of exposure to a specific stimulus due to the change in resistance Including circuits laid for the purpose of doing so.
＜刺激応答部位＞
このタンパー検知用回路であるループ回路７には、上記の物理的あるいは化学的反応を生じる刺激応答部位６を備えている。
本明細書において、刺激応答部位とは、モニタリング対象物が、その特性に影響を及ぼす特定の刺激に晒された場合に「応答する」機能、具体的には、特定の刺激に晒された場合に、その刺激に起因した物理的あるいは化学的反応を生じさせて、タンパー検知用回路を断線・短絡、もしくは導通させて、ＩＣチップへのメモリ情報を変化させる機能、すなわち、外部環境の変化を検知するセンサ機能を有する部位を意味する。
<Stimulus response site>
A loop circuit 7 as a tamper detection circuit is provided with a stimulus response portion 6 that generates the physical or chemical reaction.
In this specification, a stimulus response site is a function that “responds” when a monitoring object is exposed to a specific stimulus that affects its characteristics, specifically, when the monitor object is exposed to a specific stimulus. In addition, the physical or chemical reaction caused by the stimulus is caused, and the tamper detection circuit is disconnected, short-circuited, or conducted to change the memory information to the IC chip, that is, the change of the external environment. It means a part having a sensor function to detect.
ループ回路７の両端は、ＲＦＩＤタグ３内のＩＣチップ４の所定のピンに有線接続されている。ＩＣチップ４は、ループ回路７の抵抗状態の高低を区別して検知可能なもの（例えば、NXP Semiconductors社製UCODE G2iL+）を使用することが好ましい。
ループ回路７は、通電可能なループとしてつながっていればよく、形状は特に限定されない。使用環境及び使用目的等に応じて、平面、湾曲、ロッド状等、適宜最適な形状に設計することができる。ループ回路７の大きさも同様に、適宜最適な大きさとすることができる。
ループ回路７に刺激応答部位６を設けた本発明によれば、ループ回路７を自在に配線して刺激応答部位６を所望の位置に配置することができるため、送受信アンテナ１７をモニタリング対象物の表面あるいは表面近傍に配置してリーダライタ等との通信距離を維持しつつ、所望の箇所のモニタリングを高い精度で行うことができる。また、例えば、刺激応答部位６を地下ガソリンタンク内部に配置して地下ガソリンタンク内部の腐食を検出したり、電柱に配置して漏電を検出したり、土中配管等に配置して漏水及び漏電を検出したり等、各種用途に幅広く適用することができる。
Both ends of the loop circuit 7 are wire-connected to predetermined pins of the IC chip 4 in the RFID tag 3. It is preferable to use an IC chip 4 that can detect and detect the resistance state of the loop circuit 7 (for example, UCODE G2iL + manufactured by NXP Semiconductors).
The loop circuit 7 may be connected as a loop that can be energized, and the shape is not particularly limited. Depending on the use environment, the purpose of use, etc., it can be designed to have an optimal shape such as a flat surface, a curved shape, a rod shape and the like. Similarly, the size of the loop circuit 7 can be appropriately set to an appropriate size.
According to the present invention in which the stimulus response part 6 is provided in the loop circuit 7, the loop circuit 7 can be freely wired and the stimulus response part 6 can be arranged at a desired position. It is possible to monitor a desired location with high accuracy while maintaining the communication distance with the reader / writer by arranging it on the surface or in the vicinity of the surface. Further, for example, the stimulation response part 6 is arranged inside the underground gasoline tank to detect corrosion inside the underground gasoline tank, is arranged on the utility pole to detect electric leakage, or is arranged on the underground pipe or the like to cause water leakage and electric leakage. It can be widely applied to various uses such as detection of
前記のように刺激応答部位６が特定の刺激に応答してループ回路７が断線もしくは短絡して、ループ回路７の抵抗が変化した場合には、ＩＣチップ４内でメモリ９の書き換えが行われ、メモリ情報が変化する。
例えば、ループ回路７が断線もしくは短絡して、高抵抗状態となった場合、メモリ９の所定アドレスの「フラグ」がＯＦＦからＯＮ（或いはＯＮからＯＦＦ）となるようにして、これをリーダライタ等で読み取ることにより、ＲＦＩＤタグ３が取り付けられたモニタリング対象物が特定の刺激に晒されたことを検知するシステムを構築することができる。
上記のように、本実施形態で用いるセンサ１は、ＩＣチップ４に、ループ回路７とアンテナ回路５の２つの回路をそれぞれ接続し、ループ回路７に設けた刺激応答部位６が特定の刺激に応答してループ回路７の抵抗が変化したことを、ＩＣチップ４内でメモリ情報として記憶させるものであるため、簡単な回路構成からなるコンパクトなセンサとすることができる。例えば、センサ部の構成として、複数の刺激応答部位を並列に接続して並列回路を構成し、各刺激応答部位とそれぞれ直列に抵抗器を配置して、合成抵抗値の変化に基づいて腐食箇所を特定する等、何らかの演算処理を必要とする構成を採用する場合には、センサ部で検出される情報を演算処理して測定値とするコンピュータチップをＲＦＩＤタグ内に設ける必要があり、センサ部をコンピュータチップに接続する端子も必要となるため、ＲＦＩＤタグを大型化せざるを得ず、演算処理用の電力も必要となるが、上記のように、ＩＣチップ４に接続したループ回路７に刺激応答部位６を設ける構造とすることにより、上記のコンピュータチップが不要となる他、センサをコンピュータチップに接続する端子も不要となり、省電力で、コンパクトかつ簡易な構造で、配置の自由度が高いシステムを構築することができる。
本実施形態では、図２に示すように、アンテナ回路５とＩＣチップ４を有線接続しているが、他の実施形態として図４に示すように、ＩＣアンテナを用いず磁界及び／又は電波共振を利用した無線方式を採用することもできる。
As described above, when the stimulus response portion 6 is disconnected or short-circuited in response to a specific stimulus and the resistance of the loop circuit 7 is changed, the memory 9 is rewritten in the IC chip 4. Memory information changes.
For example, when the loop circuit 7 is disconnected or short-circuited to be in a high resistance state, the “flag” of a predetermined address in the memory 9 is changed from OFF to ON (or from ON to OFF), and this is read / written. By reading the above, it is possible to construct a system that detects that the monitoring object to which the RFID tag 3 is attached has been exposed to a specific stimulus.
As described above, in the sensor 1 used in the present embodiment, two circuits of the loop circuit 7 and the antenna circuit 5 are connected to the IC chip 4 respectively, and the stimulus response part 6 provided in the loop circuit 7 is used for a specific stimulus. Since the fact that the resistance of the loop circuit 7 has changed in response is stored as memory information in the IC chip 4, a compact sensor having a simple circuit configuration can be obtained. For example, as a configuration of the sensor unit, a plurality of stimulation response sites are connected in parallel to form a parallel circuit, a resistor is arranged in series with each stimulation response site, and a corrosion location based on a change in the combined resistance value In the case of adopting a configuration that requires some kind of calculation processing, such as specifying a sensor chip, it is necessary to provide a computer chip in the RFID tag that performs calculation processing on information detected by the sensor unit to obtain a measurement value. Since a terminal for connecting to the computer chip is also necessary, the RFID tag must be enlarged and power for arithmetic processing is also required. However, as described above, the loop circuit 7 connected to the IC chip 4 is connected to the loop circuit 7. The structure provided with the stimulus response portion 6 eliminates the need for the above-mentioned computer chip, and also eliminates the need for a terminal for connecting the sensor to the computer chip. And a simple structure, it is possible flexibility of arrangement to build high system.
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the antenna circuit 5 and the IC chip 4 are connected by wire, but as another embodiment shown in FIG. 4, a magnetic field and / or radio wave resonance without using an IC antenna is used. It is also possible to adopt a wireless system using the.
＜ＲＦＩＤタグ＞
ＲＦＩＤタグ３は、ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップ４と、アンテナ回路５と、ループ回路７を有している。
ループ回路７は、その回路の断線もしくは短絡によって、タンパーの発生を検知することを目的として敷設されたタンパー検知用回路であり、このタンパー検知用回路であるループ回路７には、上記の物理的あるいは化学的反応を生じる刺激応答部位６を備えている。
アンテナ回路５は、前記のメモリ情報を読取端末２に送信する送受信アンテナ１７と接続する回路である。送受信アンテナ１７は、リーダライタ２から発信された電波を受信する機能、及び、ＩＣチップ４内のメモリ情報を、ＩＣチップ４の内蔵回路１９を経て、リーダライタ２に送信する機能を有する。
前記アンテナ回路は、導電性材料の細粒を含む樹脂溶液を前記基材の面上に印刷して形成、又は金属箔を前記基材の面上に圧着及びエッジングして形成することができる。
<RFID tag>
The RFID tag 3 includes an IC chip 4 that stores memory information including ID information, an antenna circuit 5, and a loop circuit 7.
The loop circuit 7 is a tamper detection circuit laid for the purpose of detecting the occurrence of tampering by disconnection or short circuit of the circuit. The loop circuit 7 which is the tamper detection circuit includes the physical circuit described above. Or the stimulus response site | part 6 which produces a chemical reaction is provided.
The antenna circuit 5 is a circuit connected to the transmission / reception antenna 17 that transmits the memory information to the reading terminal 2. The transmission / reception antenna 17 has a function of receiving radio waves transmitted from the reader / writer 2 and a function of transmitting memory information in the IC chip 4 to the reader / writer 2 via the built-in circuit 19 of the IC chip 4.
The antenna circuit can be formed by printing a resin solution containing fine particles of a conductive material on the surface of the base material, or by pressing and edging a metal foil on the surface of the base material.
ＲＦＩＤタグ３は、電池を内蔵しないパッシブタイプのＲＦＩＤタグである。
ＲＦＩＤタグ３の通信距離は、数ｍｍ〜数ｍの中から、用途に応じて最適なものを選択することができる。
The RFID tag 3 is a passive RFID tag that does not incorporate a battery.
The optimum communication distance of the RFID tag 3 can be selected from several mm to several m depending on the application.
ＲＦＩＤタグ３の製造方法は特に限定されないが、例えば、絶縁性フィルムの表面に硬質アルミニウム箔を張り合わせて長尺の基材を用意し、次に、アルミニウム箔面に、グラビア印刷でエッチングレジストを形成した後、塩化第二鉄水溶液にてエッチングを行って、ＩＣチップ４との整合回路を有するＩＣアンテナ１８を形成することができる。次に、ＩＣチップ４の外部端子となるバンプを、ＩＣアンテナ１８の所定の位置にフリップチップ構造にて位置合わせし、超音波を印加して接合を行った後、ＩＣチップ４とＩＣアンテナ１８の空隙には封止樹脂を充填し、加熱硬化して複数個のＩＣチップ４を搭載したアンテナテープを得ることができる。アンテナテープをカットし、余剰部分を取り除くことで、使用したＩＣチップ４と同数のＲＦＩＤタグ３を作製することができる。 The manufacturing method of the RFID tag 3 is not particularly limited. For example, a long base material is prepared by laminating a hard aluminum foil on the surface of an insulating film, and then an etching resist is formed on the aluminum foil surface by gravure printing. After that, the IC antenna 18 having a matching circuit with the IC chip 4 can be formed by etching with a ferric chloride aqueous solution. Next, bumps serving as external terminals of the IC chip 4 are aligned with a predetermined position of the IC antenna 18 by a flip chip structure and bonded by applying ultrasonic waves, and then the IC chip 4 and the IC antenna 18 are joined. An antenna tape having a plurality of IC chips 4 mounted thereon can be obtained by filling the gaps with a sealing resin and heating and curing. By cutting the antenna tape and removing the excess part, the same number of RFID tags 3 as the IC chips 4 used can be produced.
ＩＣチップ４は、例えば、０．４ｍｍから１ｍｍ角程度の小さな半導体チップであり、基材の中央に配置されている。 The IC chip 4 is a small semiconductor chip of about 0.4 mm to 1 mm square, for example, and is arranged at the center of the base material.
ＩＣチップ４には、ＣＰＵ８とメモリ９が搭載され、特定のＩＤ等を格納する媒体としてのメモリ機能を備えている。データ改ざん等を防ぐための暗号化処理を行うためのプログラムを備えることもできる。 The IC chip 4 includes a CPU 8 and a memory 9 and has a memory function as a medium for storing a specific ID or the like. It is also possible to provide a program for performing an encryption process for preventing data alteration or the like.
＜刺激応答部位＞
前記のように、モニタリングタグ１は、ＲＦＩＤタグ３とループ回路７に形成した刺激応答部位６を、封止材で封止して構成されているが、図３に示すように、モニタリングタグ１は、刺激応答部位６の少なくとも一部を封止材から露出させる開口部２１を有している。
<Stimulus response site>
As described above, the monitoring tag 1 is configured by sealing the stimulation response site 6 formed in the RFID tag 3 and the loop circuit 7 with the sealing material. As shown in FIG. Has an opening 21 that exposes at least a part of the stimulus-responsive portion 6 from the sealing material.
なお、刺激応答部位６を、ＲＦＩＤタグ３又はアンテナ回路の少なくとも何れかに設け、刺激応答部位６が刺激に応答した際に、刺激応答部位６の設置箇所で断線もしくは短絡を生じさせ、その結果、センサがリーダライタ等に対して応答しなくなることを指標としてモニタリング対象物が特定の刺激に晒されたことを検知するシステムを構築することはできる。
ただし、この場合には、読取端末２に対して応答がなくなった原因が、刺激応答部位６が刺激に応答したことに起因するものなのか、もしくは、モニタリングタグの破損に起因するものなのかは区別することができない。
このため、正確な判断のためには、例えば、複数のモニタリングタグ１を使用して、全てのモニタリングタグ１が読取端末２に対して応答しなくなった場合には、刺激応答部位６が刺激に応答したものと判断し、何れかのモニタリングタグ１のみが読取端末２に対して応答しなくなった場合には、そのモニタリングタグ１の故障と判断する、等の手段が必要となる。
これに対し、ループ回路７に刺激応答部位６を備えた場合、刺激応答部位６が刺激に応答した状態でも、ＲＦＩＤタグ３自体及びアンテナ回路５は影響を受けず、センサとリーダライタ等と間の通信は行われるため、上記のような手段によらず、刺激応答部位が刺激に応答した状態と、モニタリングタグ１の破損を区別することができる。
In addition, when the stimulus response part 6 is provided in at least one of the RFID tag 3 or the antenna circuit and the stimulus response part 6 responds to the stimulus, a disconnection or a short circuit is caused at the place where the stimulus response part 6 is installed, and as a result. In addition, it is possible to construct a system for detecting that the monitoring object has been exposed to a specific stimulus by using as an index that the sensor stops responding to the reader / writer or the like.
However, in this case, whether the cause of the loss of response to the reading terminal 2 is due to the stimulus response site 6 responding to the stimulus or due to breakage of the monitoring tag. Cannot be distinguished.
For this reason, for accurate determination, for example, when a plurality of monitoring tags 1 are used and all the monitoring tags 1 stop responding to the reading terminal 2, the stimulation response site 6 is stimulated. When it is determined that a response has been made and only one of the monitoring tags 1 has stopped responding to the reading terminal 2, a means such as determining that the monitoring tag 1 has failed is necessary.
On the other hand, when the stimulus response part 6 is provided in the loop circuit 7, even if the stimulus response part 6 responds to the stimulus, the RFID tag 3 itself and the antenna circuit 5 are not affected, and the sensor and the reader / writer are not affected. Therefore, regardless of the above-described means, it is possible to distinguish the state in which the stimulus response site has responded to the stimulus from the breakage of the monitoring tag 1.
刺激応答部位６の構造は特に限定されないが、例えば、ループ回路７の少なくとも一部を刺激応答性樹脂で被覆して構成することができる。あるいは、ループ回路７の少なくとも一部を刺激性応答性金属に置き換えて構成することができる。ループ回路７の全てを刺激応答性樹脂で被覆したり、ループ回路７の全てを刺激性応答性金属で構成することもできる。
上記の刺激応答性樹脂及び刺激性応答性金属は、検出対象とする刺激に応じて、適宜選択することができる。
The structure of the stimulus response part 6 is not particularly limited. For example, at least a part of the loop circuit 7 may be covered with a stimulus response resin. Alternatively, at least a part of the loop circuit 7 can be replaced with a stimulus-responsive metal. All of the loop circuit 7 can be covered with a stimulus-responsive resin, or all of the loop circuit 7 can be made of a stimulus-responsive metal.
The stimulus responsive resin and the stimulus responsive metal can be appropriately selected according to the stimulus to be detected.
具体的には、刺激応答性樹脂としては、例えば、熱応答性樹脂材料、ｐＨ応答性樹脂材料、応力応答性樹脂材料、光応答性樹脂材料、特定の物質に応答する樹脂材料、またこれら複数を組み合わせた樹脂材料等を例示することができる。
刺激性応答性金属としては、例えば、検出対象とする刺激によって変質（腐食等）して断線する金属或いは不導体となる金属を例示することができる。
また、ループ回路を形成する金属の一部の厚み或いは幅を変更して刺激応答性を向上させて刺激性応答性金属とすることもできる。
Specifically, examples of the stimulus-responsive resin include a heat-responsive resin material, a pH-responsive resin material, a stress-responsive resin material, a photo-responsive resin material, a resin material that responds to a specific substance, and a plurality of these materials. The resin material etc. which combined these can be illustrated.
Examples of the stimuli-responsive metal include a metal that changes in quality (corrosion or the like) due to a stimulus to be detected and is disconnected, or a metal that becomes a nonconductor.
In addition, it is possible to improve the stimulus responsiveness by changing the thickness or width of a part of the metal forming the loop circuit, so that the stimulus responsive metal can be obtained.
＜読取端末＞
読取端末２は、中央処理装置（ＣＰＵ）２２、メモリ２３、送受信回路１０、および電源回路１１を有している。アンテナ１２および送受信回路１０を介して、中央処理装置（ＣＰＵ）２２とＲＦＩＤタグ４との間で信号の送受信が行われる。読取端末２は、さらに管理サーバ１３として機能するコンピュータに対して通信経路１４を介して接続する通信手段１５を有している。通信経路１４は、単なるケーブルまたは無線通信回線であっても、またローカルエリアネットワーク、インターネット、又はその他の広域ネットワークであってよい。
<Reading terminal>
The reading terminal 2 includes a central processing unit (CPU) 22, a memory 23, a transmission / reception circuit 10, and a power supply circuit 11. Signals are transmitted and received between the central processing unit (CPU) 22 and the RFID tag 4 via the antenna 12 and the transmission / reception circuit 10. The reading terminal 2 further has communication means 15 for connecting to a computer functioning as the management server 13 via a communication path 14. The communication path 14 may be a simple cable or wireless communication line, and may be a local area network, the Internet, or other wide area network.
前記のように、読取端末２として、汎用のリーダライタ等を用いることができる。リーダライタ等を、送受信アンテナ１７とＲＦＩＤタグ３と共に用いて、近距離の無線通信により情報の送受信を行うことができる。送受信アンテナ１７は、リーダライタ等との通信距離の観点から、モニタリング対象物の表面あるいは表面近傍に位置させることが好ましい。一方、刺激応答部位６は、検出精度の観点から、モニタリング対象物の表面もしくは表層付近に限定されることなく、任意の箇所に自由に配置することが好ましい。
リーダライタ等から発信された電波は、モニタリングタグ１の送受信アンテナ１７を介してＩＣアンテナ１８に伝達され、これによりＩＣチップ４に電力が誘導されることによって、リーダライタ等とＩＣチップ４との間で、非接触による情報の送受信が行われる。
As described above, a general-purpose reader / writer or the like can be used as the reading terminal 2. By using a reader / writer or the like together with the transmission / reception antenna 17 and the RFID tag 3, information can be transmitted and received by short-range wireless communication. The transmission / reception antenna 17 is preferably located on the surface of the monitoring object or in the vicinity of the surface from the viewpoint of the communication distance with the reader / writer or the like. On the other hand, from the viewpoint of detection accuracy, it is preferable that the stimulus response part 6 is freely arranged at an arbitrary place without being limited to the surface of the monitoring object or the vicinity of the surface layer.
The radio wave transmitted from the reader / writer or the like is transmitted to the IC antenna 18 via the transmission / reception antenna 17 of the monitoring tag 1, whereby electric power is induced to the IC chip 4, whereby the reader / writer and the IC chip 4 are connected. Information is transmitted and received in a non-contact manner.
＜管理サーバ＞
管理サーバ１３は、読取端末で読み取った情報を集積する記憶手段２０と、記憶手段２０に集積された情報に基づき各モニタリング対象物の状態を評価する演算手段１６を備えている。
<Management server>
The management server 13 includes a storage unit 20 that accumulates information read by the reading terminal, and a calculation unit 16 that evaluates the state of each monitoring object based on the information accumulated in the storage unit 20.
＜モニタリング方法＞
リーダライタ等の読取端末２を用いて、モニタリングタグ１内のＩＣチップ４のメモリ情報を読み取ることができる。
所定の日時が経過する毎にこの読み取りを行うことで、モニタリング対象物の経時変化を、分析用試験片のサンプリング及びその分析等の煩雑な作業を伴わず、簡単に追跡することができる。
具体的には、例えば、鉄筋コンクリート構造物における中性化進行をモニタリングする場合、刺激応答部位を、水素イオン指数（ｐＨ）に応答するものとしておくことで、その鉄筋コンクリート構造物における中性化進行を、非破壊で短時間に検知することができ、刺激応答部位を、鉄筋コンクリート構造物の劣化因子である塩素イオン濃度に応答するものとしておくことで、その鉄筋コンクリート構造物における塩害の進行を、非破壊で短時間に検知することができる。
<Monitoring method>
The memory information of the IC chip 4 in the monitoring tag 1 can be read using a reading terminal 2 such as a reader / writer.
By performing this reading every time a predetermined date and time elapses, it is possible to easily track the change over time of the monitoring target without complicated work such as sampling of the test specimen for analysis and its analysis.
Specifically, for example, when monitoring the progress of neutralization in a reinforced concrete structure, the neutralization progress in the reinforced concrete structure can be controlled by setting the stimulus response site to respond to the hydrogen ion index (pH). It can be detected in a non-destructive manner in a short time, and the stimulus response site is responsive to the chlorine ion concentration, which is a deterioration factor of the reinforced concrete structure, so that the progress of salt damage in the reinforced concrete structure is nondestructive. Can be detected in a short time.
前記のメモリ情報から、「刺激応答部位が所定の刺激に応答した、もしくは、タンパー行為が行われた状態」「刺激応答部位が所定の刺激に応答していない、かつ、タンパー行為も行われていない正常状態」「モニタリングタグが損傷した状態」の何れの状態にあるかを判定することができる。 From the above-mentioned memory information, “the state where the stimulus response part responded to the predetermined stimulus or the tamper action was performed” “the stimulus response part did not respond to the predetermined stimulus, and the tamper action was also performed. It is possible to determine which state is “not normal” or “monitoring tag is damaged”.
本発明のモニタリングシステムは、刺激応答部位６が刺激に応答した際に、刺激応答部位６の設置箇所で断線もしくは短絡を生じさせ、その結果、センサがリーダライタ等に対して応答しなくなることを指標としてモニタリング対象物が特定の刺激に晒されたことを検知するものであるため、従来技術のように演算処理等の複雑な手順を介することなくモニタリング結果を把握することができる。このため、複雑な構成のシステムは不要であり、複数のモニタリング対象物のモニタリングを行うモニタリングシステムを簡易かつ安価に構築できる。また、上記のように、本発明によれば、モニタリングに用いるＲＦＩＤタグ自体の不具合も含めて検出できるため、検出精度の向上を図ることもできる。 When the stimulus response part 6 responds to the stimulus, the monitoring system of the present invention causes a disconnection or a short circuit at the place where the stimulus response part 6 is installed, and as a result, the sensor does not respond to the reader / writer or the like. Since it detects that the monitoring object has been exposed to a specific stimulus as an index, the monitoring result can be grasped without going through a complicated procedure such as arithmetic processing as in the prior art. Therefore, a system having a complicated configuration is unnecessary, and a monitoring system for monitoring a plurality of monitoring objects can be easily and inexpensively constructed. Further, as described above, according to the present invention, since it is possible to detect the malfunction of the RFID tag itself used for monitoring, it is possible to improve the detection accuracy.
読取端末２の読み取り結果は、常に管理サーバ１３に送信してもよいし、ある一定の条件に達したときにのみ管理サーバ１３に送信するようにしてもよい。上記一定の条件に達したか否かの判断は、読取端末２に設けた条件判定手段によって行わせることができる。このような操作を、１台の読取端末２で多数の（例えば１００個）のモニタリングタグ１に対して行うようにしてもよい。このように、１台の読取端末２で多数のモニタリングタグ１を監視することができるため、多数のモニタリングタグ１を用いてモニタリングを行う際の労力を大幅に低減し、保守管理業務の効率を改善することができる。 The reading result of the reading terminal 2 may always be transmitted to the management server 13, or may be transmitted to the management server 13 only when a certain condition is reached. The determination as to whether or not the certain condition has been reached can be made by a condition determination means provided in the reading terminal 2. Such an operation may be performed on a large number (for example, 100) of the monitoring tags 1 with one reading terminal 2. In this way, since a large number of monitoring tags 1 can be monitored by a single reading terminal 2, the labor required for monitoring using a large number of monitoring tags 1 is greatly reduced, and the efficiency of maintenance management work is improved. Can be improved.
１ モニタリングタグ
２ 読取端末
３ ＲＦＩＤタグ
４ ＩＣチップ
５ アンテナ回路
６ 刺激応答部位
７ ループ回路
８ 中央処理装置（ＣＰＵ）
９ メモリ
１０ 送受信回路
１１ 電源回路
１２ アンテナ
１３ 管理サーバ
１４ 通信経路
１５ 通信手段
１６ 演算手段
１７ 送受信アンテナ
１８ ＩＣアンテナ
１９ 内蔵回路
２０ 記憶手段
２１ 開口部
２２ 中央処理装置（ＣＰＵ）
２３ メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Monitoring tag 2 Reading terminal 3 RFID tag 4 IC chip 5 Antenna circuit 6 Stimulus response part 7 Loop circuit 8 Central processing unit (CPU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Memory 10 Transmission / reception circuit 11 Power supply circuit 12 Antenna 13 Management server 14 Communication path 15 Communication means 16 Calculation means 17 Transmission / reception antenna 18 IC antenna 19 Built-in circuit 20 Memory | storage means 21 Opening part 22 Central processing unit (CPU)
23 memory
Claims (11)
前記モニタリングタグが、
前記ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップと、該メモリ情報を前記読取端末に送信するアンテナ回路と、タンパー検知用回路を有し、該タンパー検知用回路に、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位を設けた、モニタリングシステム。 A monitoring system including a plurality of monitoring tags and a reading terminal that collectively reads monitoring information detected by each monitoring tag, in association with ID information unique to each monitoring tag,
The monitoring tag is
An IC chip that stores memory information including the ID information, an antenna circuit that transmits the memory information to the reading terminal, and a tamper detection circuit are included. The tamper detection circuit affects a monitoring target. A monitoring system provided with a stimulus response part that changes memory information of the IC chip in response to a specific stimulus.
前記モニタリングタグとして、ＩＤ情報を含むメモリ情報を格納したＩＣチップと、該メモリ情報を読取端末に送信するアンテナ回路と、タンパー検知用回路を有し、該タンパー検知用回路に、モニタリング対象物に影響を及ぼす特定の刺激に応答して前記ＩＣチップのメモリ情報を変化させる刺激応答部位を設けたモニタリングタグを用いる、モニタリング方法。 A monitoring method using a reading terminal that reads a plurality of monitoring tags and monitoring information detected by each monitoring tag in association with ID information unique to each monitoring tag,
The monitoring tag includes an IC chip that stores memory information including ID information, an antenna circuit that transmits the memory information to a reading terminal, and a tamper detection circuit. A monitoring method using a monitoring tag provided with a stimulus response part that changes memory information of the IC chip in response to a specific stimulus that affects the IC chip.
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