JP2019517058A

JP2019517058A - Ｒｆデバイス及びそのｒｆタグ検出方法

Info

Publication number: JP2019517058A
Application number: JP2018554058A
Authority: JP
Inventors: 黄英傑; 紀朝文; 江邦健
Original assignee: 九齊科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2019-06-20
Also published as: CN109478245A; WO2017181340A1; US20190130144A1

Abstract

【課題】ＲＦデバイス及びそのＲＦタグ検出方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、ＲＦデバイス及びそのＲＦタグ検出方法を提供する。前記ＲＦデバイスは、リーダとＲＦタグとを含む。リーダは、第１コイルと複数の第２コイルとを含み、第１コイルが第１周波数帯をサポートし、各第２コイルが第２周波数帯をサポートし、第２周波数帯は第１周波数帯に等しくなく、かつ各第２コイルが互いに間隔をあけて重ならない。ＲＦタグは、第１ＲＦ回路と第２ＲＦ回路とを含む。第１ＲＦ回路は、第１周波数帯をサポートし、第１周波数帯を経由して第１コイルに通信でき、第２ＲＦ回路が第２周波数帯をサポートし、第２周波数帯を経由して少なくとも１個の第２コイルに通信できる。【選択図】図２

Description

本発明は、ＲＦデバイス及びそのＲＦタグ検出方法に関する。

ＲＦタグ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）は、無線通信技術であり、信号を周波数変電磁界に変調し、データを物品に付着するＲＦタグから伝送する。ＲＦタグ内部の電力供給の有無により、ＲＦタグを受動型及び能動型に区分することができる。
受動型ＲＦタグ内部の集積回路は、ＲＦリーダから発せられた電磁波で駆動でき、ＲＦタグが受信した信号の強度が十分な時、ＲＦリーダに対しデータを発することができる。能動型ＲＦタグは、内部電力を通じて、随時ＲＦタグの内部メモリのデータをリーダに自動的に送信できる。

日常生活において、ＲＦタグは、幅広く活用されており、例えば、決済時に商品のバーコードを読み取って購買額を計算し、倉庫にて商品のバーコードを読み取って在庫状況を確認し、商品の出庫又は入庫時に商品のバーコードを読み取って物流状況を確認し、荷物を分類し、ＲＦを人員或いは物品上に設けて在庫、資産に対する追跡及び管理を行い、紙幣及び製品の偽造防止技術にも用いられ、更に人体に埋め込んで個人の身分証明書とすることもある。

しかしながら、従来のＲＦタグは、タグ位置情報識別機能を持っておらず、すなわち、リーダとタグがＲＦ通信を行う過程で、リーダはペアリングするタグの有無を知るだけで、そのセンシング範囲内のタグ位置を特定できない。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、ＲＦデバイス及びそのＲＦタグ検出方法を提供することを目的とする。

一実施例において、前記ＲＦデバイスは、リーダとＲＦタグとを含む。リーダは、第１コイルと複数の第２コイルとを含み、第１コイルが第１周波数帯をサポートし、各第２コイルが第２周波数帯をサポートし、第２周波数帯は第１周波数帯に等しくなく、かつ各第２コイルが互いに間隔をあけて重ならない。ＲＦタグは、第１ＲＦ回路と第２ＲＦ回路とを含む。第１ＲＦ回路は、第１周波数帯をサポートし、第１周波数帯を経由して第１コイルに通信でき、第２ＲＦ回路が第２周波数帯をサポートし、第２周波数帯を経由して少なくとも１個の第２コイルに通信できる。

一実施例において、前記第１ＲＦ回路は、第２ＲＦ回路にカップリングし、第１コイルが第１周波数帯を持つ第１ＲＦ信号を送信する場合、第１ＲＦ回路が第１ＲＦ信号を受信することで、第２ＲＦ回路に電力を供給し、第２ＲＦ回路に第２周波数帯を持つ第２ＲＦ信号を送信させて少なくとも１個の第２コイルと通信することができる。

一実施例において、前記第１コイルは、各第２コイルにカップリングし、第１ＲＦ回路が第１周波数帯を持つ第１ＲＦ信号を送信して第１コイルと通信できることで、第２コイルを駆動させて第２周波数帯を持つ第２ＲＦ信号を送信して第２ＲＦ回路と通信することができる。

一実施例において、前記各第２コイルは、異なる時点に第２ＲＦ信号を送信する。

一実施例において、前記第２周波数帯は、第１周波数帯の８倍以上である。

一実施例において、前記第１周波数帯は、１２５ＫＨｚで、第２周波数帯が１３．５ＭＨｚである。

一実施例において、ＲＦデバイスは、各第２コイルにカップリングする処理ユニットを更に含み、処理ユニットが各第２コイルの電流、周波数、位相或いは両端間電圧を検出する。

一実施例において、前記ＲＦタグ検出方法は、第１周波数帯をサポートする第１コイルを設けるステップと、第１周波数帯に等しくない第２周波数帯をサポートし、かつ各第２コイルが互いに間隔をあけて重ならない複数の第２コイルを設けるステップと、ＲＦタグの第１ＲＦ回路を通じて第１周波数帯で第１コイルに通信するステップと、ＲＦタグの第２ＲＦ回路を通じて第２周波数帯で少なくとも１個の第２コイルに通信するステップと、を含む。

一実施例において、第１周波数帯で第１コイルに通信するステップは、第１コイルを通じて第１周波数帯を持つ第１ＲＦ信号を送信して第１ＲＦ回路と通信することであり、第２周波数帯で少なくとも１個の第２コイルに通信するステップは第１ＲＦ回路を第２ＲＦ回路にカップリングすることと、第１ＲＦ回路が第１ＲＦ信号を受信することで、第２ＲＦ回路に電力を供給し、第２ＲＦ回路に第２周波数帯を持つ第２ＲＦ信号を送信させて少なくとも１個の第２コイルと通信することができることと、を含む。

一実施例において、第１周波数帯で第１コイルに通信するステップは、第１ＲＦ回路を通じて第１周波数帯を持つ第１ＲＦ信号を送信して第１コイルと通信することであり、第２周波数帯で少なくとも１個の第２コイルに通信するステップは第１コイルを各第２コイルにカップリングすることと、第１コイルを通じて第１ＲＦ信号を受信することで、第２コイルを駆動させて第２周波数帯を持つ第２ＲＦ信号を送信して第２ＲＦ回路に通信することと、を含む。

上記をまとめると、本発明の一実施例に係るＲＦデバイスは、リーダが異なる周波数帯をサポートする２つのコイルを含み、かつＲＦタグが異なる周波数帯をサポートする２つのＲＦ回路を含むことで、リーダと２つの周波数帯でＲＦ通信を行うことができ、従ってＲＦタグの位置情報を識別できる。

本発明の一実施例に係るＲＦデバイスを示す模式図である。本発明の一実施態様に係る図１のリーダ及びＲＦタグを示す模式図である。本発明の実施例１に係る図２のリーダ及びＲＦタグの実行方式を示す模式図である。本発明の実施例２に係る図２のリーダ及びＲＦタグの実行方式を示す模式図である。本発明のＲＦデバイスの応用例を示す図である。

以下に、添付図面を基に発明の構造原理及び動作原理について具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るＲＦデバイスを示す模式図である。
図１を参照する。ＲＦデバイスは、リーダ１０（ｒｅａｄｅｒ）とＲＦタグ２０（ｔａｇ）とを含み、リーダ１０とＲＦタグ２０がＲＦ信号（或いは無線信号と呼ばれる）で通信を行う。

本発明の一実施態様に係る図１のリーダ１０及びＲＦタグ２０を示す模式図である。
図２を参照する。リーダ１０内に第１コイル１１及び複数の第２コイルが設けられ、第１コイル１１は第１周波数帯をサポートすることで、第１周波数帯のＲＦ信号を送受信することができ、各第２コイルが第２周波数帯をサポートすることで、第２周波数帯のＲＦ信号を送受信することができる。
図２に示すように、６個の第２コイルを例（記載の便宜のため、６個の第２コイルを第２コイル１２、１３、１４、１５、１６、１７に区分する）にすると、第２コイル１２−１７の位置は互いに間隔をあけて重ならない。幾つかの実施態様において、第２コイル１２−１７は、同一平面上にあるよう第１コイル１１の中心に設けさせることができる。

ＲＦタグ２０は、第１周波数帯及び第２周波数帯をサポートし、各々第１コイル１１及び第２コイル１２−１７に通信できる。
図２に示すように、ＲＦタグ２０は、第１ＲＦ回路２１と第２ＲＦ回路２２とを含み、第１ＲＦ回路２１が第１周波数帯を通じて第１コイル１１と無線ＲＦ通信を行うことができる。第２ＲＦ回路２２は、第２周波数帯を通じて６個の第２コイル１２−１７のうちの少なくとも１個とＲＦ通信を行うことができる。

ＲＦ信号間の互相干渉を防止するため、リーダ１０とＲＦタグ２０との互いに通信する第１周波数帯は、第２周波数帯に等しくない。幾つかの実施態様において、第１周波数帯は、例えば１２５ＫＨｚの低周波数帯とすることができ、第２周波数帯が低周波数帯と異なる中高周波帯又は超高周波（ＵＨＦ）以上の周波数帯としてもよく、例えば１３．５ＭＨｚである。これを踏まえ、第１コイル１１で低周波数帯をサポートし、かつ第２コイル１２−１７で中高周波或いは超高周波以上の周波数帯をサポートするものを例にすると、図２に示すように、第１コイル１１は大型コイルであり、第２コイル１２−１７が小型コイルである。よって、ＲＦデバイスに含まれる大型コイルの数量は、小型コイルの数量より少なく、こうしてＲＦデバイスの製造コストを削減できる。
図２に示す第１コイル１１と第２コイル１２−１７との間の比率は、例示にすぎないことを理解されたい。第２周波数帯は、第１周波数帯の８倍以上とすることが好ましい。

別の幾つか実施態様において、第２周波数帯は、低周波数帯であり、この場合において第２コイル１２−１７が大型コイルであり、第１周波数帯は低周波数帯と異なる中高周波或いは超高周波以上の周波数帯としてもよく、この場合において第１コイル１１が小型コイルである。

幾つかの実施態様において、２つのＲＦ回路２１、２２は、ＲＦ信号を送受信すると共にＲＦ信号に対し信号処理を行うため、アンテナと符号化モジュールと復号化モジュールとを含む。

以下、第１周波数帯を１２５ＫＨｚ、第２周波数帯を１３．５ＭＨｚとして各々２つの実施例でリーダ１０及びＲＦタグ２０の実行方式を更に説明する。

本発明の実施例１に係る図２のリーダ１０及びＲＦタグ２０の実行方式を示す模式図である。
図３を参照する。第１実施例において、ＲＦタグ２０が能動タグであり、第１ＲＦ回路２１は先に周波数が１２５ＫＨｚの第１ＲＦ信号Ｓ１を送信して第１コイル１１と通信し、リーダ１０は第１ＲＦ信号Ｓ１の磁界範囲内にある場合、リーダ１０の第１コイル１１が第１ＲＦ信号Ｓ１を受信する。本実施例において、第１コイル１１は、第２コイル１２−１７にカップリングして第１ＲＦ信号Ｓ１で生成した誘導電流を第２コイル１２−１７に伝送することで、第２コイル１２−１７を駆動させて第２ＲＦ信号Ｓ２を送信して第２ＲＦ回路２２と通信してＲＦタグ１０を検出する。第２ＲＦ信号Ｓ２の周波数は、第１ＲＦ信号Ｓ１の周波数と等しくなく、その周波数が１３．５ＭＨｚである。次に、ＲＦタグ２０が第２ＲＦ信号Ｓ２的磁界範囲内にある場合、ＲＦタグ２０の第２ＲＦ回路２２は第２ＲＦ信号Ｓ２を受信する。

幾つかの実施態様において、第１ＲＦ信号Ｓ１は、ＲＦタグ２０の装置識別番号或いはその他の様々な送信したい情報を含むことができる。

更に、複数の第２コイル１２−１７が送信する第２ＲＦ信号Ｓ２を区別するため、各第２コイル１２−１７は、異なる時点に第２ＲＦ信号Ｓ２を送信できる。言い換えると、同じ時点に複数の第２コイル１２−１７のうちのいずれか１個は第２ＲＦ信号Ｓ２を送信する。例えば、第２コイル１２−１７は、その位置順によって第２ＲＦ信号Ｓ２を送信できる。すなわち、第２コイル１２、第２コイル１３、第２コイル１４、第２コイル１５、第２コイル１６及び第２コイル１７の順で第２ＲＦ信号Ｓ２を送信する。

第２コイル１２−１７が第２ＲＦ信号Ｓ２を送信した後、ＲＦタグ２０は付近の第２コイル１２−１７から送信された第２ＲＦ信号Ｓ２を受信する。例を挙げて説明すると、ＲＦタグ２０が１個の第２コイル、例えば第２コイル１２に隣接する場合、第２ＲＦ回路２２が受信した第２ＲＦ信号Ｓ２は、第２コイル１２からきたものである。ＲＦタグ２０が２個の第２コイル、例えば第２コイル１４及び第２コイル１５に隣接する場合、第２ＲＦ回路２２が受信した第２ＲＦ信号Ｓ２は、第２コイル１４及び第２コイル１５からきたものである。

第２ＲＦ回路２２が第２ＲＦ信号Ｓ２を受信した後、幾つかの実施態様において、第２ＲＦ回路２２は、更に第３ＲＦ信号Ｓ３を送信でき、その周波数は１３．５ＭＨｚである。この場合、第３ＲＦ信号Ｓ３の磁界範囲内にあるコイルは第３ＲＦ信号Ｓ３を受信できる。
例を挙げて説明すると、ＲＦタグ２０が１個の第２コイル、例えば第２コイル１２に隣接する場合、第２コイル１２は第３ＲＦ信号Ｓ３を受信し、この場合第２コイル１３−１７は第３ＲＦ信号Ｓ３を受信しない。ＲＦタグ２０が２個の第２コイル、例えば第２コイル１５、１６に隣接する場合、第２コイル１５、１６は第３ＲＦ信号Ｓ３を受信し、第２コイル１２、１３、１４、１７が第３ＲＦ信号Ｓ３を受信しない。以降もこの例によるものとし、ここでその説明を省略する。

図１に示すように、ＲＦデバイスは、各第２コイル１２−１７にカップリングする処理ユニット３０を更に含み、処理ユニット３０が各第２コイル１２−１７に流れた電流、周波数、位相又はその両端間電圧を検出することで、検出結果を生成してＲＦタグ２０の位置情報を示し、処理ユニット３０はＲＦタグ２０が第２コイル１２−１７のうちのどれに隣接するかを識別できる。例えば、両端間電圧を例にすると、第２コイル１６の両端間電圧に変化が生じ、第２コイル１２、１３、１４、１５、１７の両端間電圧に変化が生じない場合、ＲＦタグ２０は第２コイル１６に隣接することを示している。
次に、ＲＦタグ２０は、第２コイル１６から第２コイル１７に向ける方向に移動することで、第２コイル１６、１７の両端間電圧に同時に変化が生じ、第２コイル１２、１３、１４、１５の両端間電圧に変化が生じない場合、ＲＦタグ２０が第２コイル１６、１７に隣接することを示す。以降もこの例によるものとし、ここでその説明を省略する。ＲＦタグ２０と複数の第２コイル１２−１７との間の相対位置が変更しない場合、第２ＲＦ回路２２が受信した第３ＲＦ信号Ｓ３は、同一の第２コイルからきたものである。

幾つかの実施例において、処理ユニット３０は、中央処理装置、マイクロコントローラ又はマイクロコントローラとすることができ、かつ処理ユニット３０がパソコン或いはサーバー若しくはリーダ１０内に設けられてもよい。本発明はこれに限られるものではない。

本発明の実施例２に係る図２のリーダ１０及びＲＦタグ２０の実行方式を示す模式図である。
図４を参照する。実施例２において、ＲＦタグ２０は受動タグであり、リーダ１０の第１コイル１１は先に周波数が１２５ＫＨｚの第１ＲＦ信号Ｓ１を送信して第１ＲＦ回路２１と通信し、ＲＦタグ２０が第１ＲＦ信号Ｓ１の磁界範囲内にある場合、ＲＦタグ２０の第１ＲＦ回路２１は第１ＲＦ信号Ｓ１を受信して誘導電流を発生する。本実施例において、第２ＲＦ回路２２は第１ＲＦ回路２１にカップリングし、第１ＲＦ回路２１から第１ＲＦ信号Ｓ１に基づいて発生した誘導電流を受信することで、電力を得て第２ＲＦ信号Ｓ２を送信する。第２ＲＦ信号Ｓ２の周波数は、第１ＲＦ信号Ｓ１の周波数に等しくなく、その周波数は１３．５ＭＨｚである。次に、リーダ１０が第２ＲＦ信号Ｓ２の磁界範囲内にある場合、リーダ１０の第２コイル１２−１７は第２ＲＦ信号Ｓ２を受信することで、前記検出結果を生成する。

更に、第２ＲＦ信号Ｓ２の磁界範囲内におけるコイルは、第２ＲＦ信号Ｓ２を受信できる。例を挙げて説明すると、ＲＦタグ２０が１個の第２コイル、例えば第２コイル１７に隣接する場合、第２コイル１７は第２ＲＦ信号Ｓ２を受信し、この時第２コイル１２−１６が第２ＲＦ信号Ｓ２を受信しない。ＲＦタグ２０が２個の第２コイル、例えば第２コイル１３、１６に隣接する場合、第２コイル１３、１６は第２ＲＦ信号Ｓ２を受信し、第２コイル１２、１４、１５、１７が第２ＲＦ信号Ｓ２を受信しない。以降もこの例によるものとし、ここでその説明を省略する。
本実施例において、処理ユニット３０もリアルタイムで各第２コイル１２−１７に流れた電流、周波数、位相或いは両端間電圧に変化が発生したかどうかを検出してＲＦタグ２０ＲＦタグ２０の位置情報を識別することができる。

応用例において、図５に示すように、リーダ１０は、碁盤４０とすることができ、ＲＦタグ２０は少なくとも１この駒５０としてもよい。碁盤４０は複数の第２コイルを通じて駒５０の位置を特定することで、囲碁、チェス、将棋或いはダイヤモンドゲーム等の様々なボードゲームを行うことができる。

上記をまとめると、本発明の一実施例に係るＲＦデバイスによれば、リーダが異なる周波数帯をサポートする２つのコイルを含み、かつＲＦタグが異なる周波数帯をサポートする２つのＲＦ回路を含むことで、リーダと２つの周波数帯でＲＦ通信を行うことができ、従ってＲＦタグの位置情報を識別できる。

なお、本発明では実施例を前記の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変更や修飾を加えることができる。ただし、それら変更や修飾は、当然に本発明に添付されている特許請求の範囲の保護範囲内に含まれる。

本発明に開示されているＲＦデバイス及びそのＲＦタグ検出方法のリーダは、異なる周波数帯をサポートする２つのコイルを含み、かつＲＦタグが異なる周波数帯をサポートする２つのＲＦ回路を含むことで、リーダと２つの周波数帯でＲＦ通信を行うことができ、従ってＲＦタグの位置情報を識別できる。

１０リーダ
１１第１コイル
１２−１７第２コイル
２０ＲＦタグ
２１第１ＲＦ回路
２２第２ＲＦ回路
３０処理ユニット
４０碁盤
５０駒
Ｓ１第１ＲＦ信号
Ｓ２第２ＲＦ信号
Ｓ３第３ＲＦ信号

Claims

第１コイルと複数の第２コイルとを含み、前記第１コイルが第１周波数帯をサポートし、各前記第２コイルが第２周波数帯をサポートし、前記第２周波数帯は前記第１周波数帯に等しくなく、かつ各前記第２コイルが互いに間隔をあけて重ならないリーダと、
第１ＲＦ回路と第２ＲＦ回路とを含み、前記第１ＲＦ回路は、前記第１周波数帯をサポートし、前記第２ＲＦ回路が前記第２周波数帯をサポートし、かつ前記第１ＲＦ回路が前記第１周波数帯を経由して前記第１コイルに通信でき、前記第２ＲＦ回路が前記第２周波数帯を経由して少なくとも１個の前記第２コイルに通信できるＲＦタグと、を含むことを特徴とする、
ＲＦデバイス。
前記第１ＲＦ回路は、前記第２ＲＦ回路にカップリングし、前記第１コイルが前記第１周波数帯を持つ第１ＲＦ信号を送信する場合、前記第１ＲＦ回路が前記第１ＲＦ信号を受信することで、前記第２ＲＦ回路に電力を供給し、前記第２ＲＦ回路に前記第２周波数帯を持つ第２ＲＦ信号を送信させて少なくとも１個の前記第２コイルと通信することができることを特徴とする、請求項１に記載のＲＦデバイス。
前記第１コイルは、各前記第２コイルにカップリングし、前記第１ＲＦ回路が前記第１周波数帯を持つ前記第１ＲＦ信号を送信して前記第１コイルと通信できることで、前記第２コイルを駆動させて前記第２周波数帯を持つ前記第２ＲＦ信号を送信して前記第２ＲＦ回路と通信することができることを特徴とする、請求項１に記載のＲＦデバイス。
前記各第２コイルは、異なる時点に前記第２ＲＦ信号を送信することを特徴とする、請求項３に記載のＲＦデバイス。
各第２コイルにカップリングする処理ユニットを更に含み、前記処理ユニットが各前記第２コイルの電流、周波数、位相或いは両端間電圧を検出することを特徴とする、請求項２又は４に記載のＲＦデバイス。
前記第２周波数帯は、前記第１周波数帯の８倍以上であることを特徴とする、請求項２又は４に記載のＲＦデバイス。
前記第１周波数帯は、１２５ＫＨｚで、前記第２周波数帯が１３．５ＭＨｚであることを特徴とする、請求項２又は４に記載のＲＦデバイス。
第１周波数帯をサポートする第１コイルを設けるステップと、
前記第１周波数帯に等しくない第２周波数帯をサポートし、かつ各第２コイルが互いに間隔をあけて重ならない複数の第２コイルを設けるステップと、
ＲＦタグの第１ＲＦ回路を通じて前記第１周波数帯で前記第１コイルに通信するステップと、
前記ＲＦタグの第２ＲＦ回路を通じて前記第２周波数帯で少なくとも１個の前記第２コイルに通信するステップと、を含むことを特徴とする、
ＲＦタグ検出方法。
前記第１周波数帯で第１コイルに通信するステップは前記第１コイルを通じて前記第１周波数帯を持つ前記第１ＲＦ信号を送信して前記第１ＲＦ回路と通信することであり、前記第２周波数帯で少なくとも１個の前記第２コイルに通信するステップは、前記第１ＲＦ回路を前記第２ＲＦ回路にカップリングすることと、前記第１ＲＦ回路が前記第１ＲＦ信号を受信することで、前記第２ＲＦ回路に電力を供給し、前記第２ＲＦ回路に前記第２周波数帯を持つ前記第２ＲＦ信号を送信させて少なくとも１個の前記第２コイルと通信することができることと、を含むことを特徴とする、請求項８に記載のＲＦタグ検出方法。
前記第１周波数帯で第１コイルに通信するステップは前記第１ＲＦ回路を通じて前記第１周波数帯を持つ前記第１ＲＦ信号を送信して前記第１コイルと通信することであり、前記第２周波数帯で少なくとも１個の前記第２コイルに通信するステップは、前記第１コイルを各前記第２コイルにカップリングすることと、前記第１コイルを通じて前記第１ＲＦ信号を受信することで、前記第２コイルを駆動させて前記第２周波数帯を持つ前記第２ＲＦ信号を送信して前記第２ＲＦ回路に通信することと、を含むことを特徴とする、請求項８に記載のＲＦタグ検出方法。