JP2629368B2

JP2629368B2 - 移動体識別装置

Info

Publication number: JP2629368B2
Application number: JP1219576A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　　邦彦; 正夫小寺; 順志宇津
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH0382979A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は移動体識別装置に関し、特にその混信を防止
するものである。

［従来の技術］近年、コンテナ、自動車、人体等の移動体にID（識
別）カードを装着して、物流管理、料金徴収、ゲート管
理等を行うことが試みられており、この場合の上記IDカ
ードを、中央の送受信機（質問器）からの質問電波に対
して識別コードを応答する小形軽量の送受信機（応答
器）となし、非接触で移動体の識別を行うものが注目さ
れている。

その一例を第７図と第８図を参照しつつ以下に説明す
る。

質問器100の高周波発振器101（以下、発振器）から出
力された搬送波は、分岐102、変調器103、サーキュレー
タ104を介して、アンテナ105から送信される。質問器10
0待機時、すなわち読み書きすべきIDカード200の到来を
待っている時には、質問器100の変調入力1aは第８図に
示すように“ON"状態を保持し、アンテナ105からは無変
調高周波が送信され続ける。

IDカード200が、質問器100の検知領域内に進入すると
（第８図（３）のＢ）、第７図の経路ｂから前記無変調
高周波はIDカード200のアンテナ201に受信され、高周波
検波器202で検波され、増幅器203で増幅された後、ピー
ク検出器204と波形整形器206に入力される（第８図中信
号2a）。そしてピーク検出器204の出力2bは、電源205に
入力され、IDカード200のCPU207に電源が供給され（第
７図中点線）、CPU207が作動し始める。

一方、質問器100からの無変調高周波は1Cの経路から
同時にIDカード200のアンテナ211で受信されている。そ
して、IDカード200のCPU207は、作動後自分のIDカード
をメモリ208からロードし変調信号に変換後、出力し
（信号2C）、終端抵抗210が一方に接続された反射形変
調器209で、前記のアンテナ211で受信された無変調波を
ASK変調し（第８図（５）のＥ）、再び、アンテナ211が
送り返す。この送り返された変調波は経路2dを介して、
質問器100のアンテナ105に受信され、サーキュレータ10
4を介して、ミキサ106に入力される。このミキサ106に
は、前記分岐102より出力される無変調高周波が、局発
信号として入力されており、ミキサ106は受信波と局発
信号を混合二乗検波（ホモダイン検波）し、前記IDカー
ド200の変調信号2Cに準じた信号を出力する。そして増
幅器107、波形整形器108を介して信号1dとしてホストコ
ンピュータ（図示しない）に出力される。

ホストコンピュータは、IDカード200のIDコードを読
み取り、次に、IDカード200に対し所定のデータを書き
込むために書き込み信号1aを変調信号として出力する。
そして、前記の発振器101からの無変調高周波を、ASK変
調し（第８図（１）のＡ）、サーキュレータ104、アン
テナ105、経路1b、アンテナ201を介して高周波検波器20
2に入力され、検波された書き込み信号は増幅器203、波
形整形器206を介してCPU207に入力され（信号2e）、メ
モリ208にストアされる。この後CPU207は、その読み書
き動作を停止するが、場合によっては、書き込み終了を
伝える信号を変調器209に出力し、質問器100に確認信号
を送ることもある。

この間、IDカードのピーク検出器204の出力は、作動
開始時点（第８図（４）のＣ）から“ON"を保持し続け
ているが、やがて、IDカード200が交信領域から離脱
（第８図（４）のＤ点）すると共に“OFF"となり、IDカ
ード200は、その作動を停止する。

ところで、この一連の作動が第１のIDカードで進行し
ている時、第２のIDカードが侵入すると第２のIDカード
が作動し始め、読み書きができないといった誤動作が発
生する。

そこで、この問題を解決するために、例えば特開昭63
−134978号公報では、応答器に対するデータ要求信号
（質問信号）に先立って、質問器より事前信号を一定周
期でパルス的に発し、この事前信号を受信して返信した
応答器との間で優先的に交信する装置が提案されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来装置では、事前信号が間隔を
おいて発せられるために、前後の事前信号の間に複数の
応答器が交信領域内に進入して、両者が事前信号に応答
し混信するという問題が生じる。この確率を小さくする
には、事前信号のパルス間隔を短くする必要があるが、
このパルス間隔を質問器からの書込み信号のパルス周期
にまで小さくすると、書込み信号との誤信が発生し、ま
たこの事前信号は常時発せられるため、同程度の周波数
バンドを使用する識別装置周囲の他のエレクトロニクス
機器に思わぬノイズを発生せしめるおそれがある。

本発明はかかる課題を解決するもので、交信領域内に
進入した複数の応答器による混信を有効に防止できると
ともに、書込み信号の誤信やノイズ発生のおそれがない
移動体識別装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の構成を第１図で説明すると、固定側に設けた
質問器と移動体に設けた応答器との間で識別通信を行う
移動体識別装置において、上記質問器には、無変調の搬
送波を連続的に発生する搬送波発生手段と、応答器進入
信号を受信した時に、上記搬送波に代え、搬送波の周波
数より低く、かつ信号周波数より高い周波数の副搬送波
を発生する副搬送波発生手段と、上記搬送波ないし副搬
送波を発信する送信手段と、変調されて至った上記搬送
波ないし副搬送波を受信復調して、上記応答器進入信号
ないし識別信号を得る復調手段とを具備せしめ、一方、
上記応答器には、上記搬送波ないし副搬送波を受信した
時に作動する電源と、受信した上記搬送波を変調して上
記応答器進入信号を返信する進入信号返信手段と、受信
した上記副搬送波を変調して上記識別信号を返信する識
別信号返信手段と、上記副搬送波の周波数以下の周波数
成分を受信した時に交信信号を発生する交信信号発生手
段と、上記電源の作動開始時に上記交信信号が存在する
場合に、上記応答器進入信号の返信を禁止する返信禁止
手段とを具備せしめてある。

［作用］上記構成の移動体識別装置において、最初の応答器が
交信領域内に進入すると、質問器からの無変調搬送波を
受信して上記応答器の電源が作動を開始し、進入信号返
信手段より応答器進入信号が返信される。

質問器の副搬送波発生手段は、上記応答器進入信号を
受信すると、上記搬送波に代えて副搬送波を発生し、応
答器の識別信号返信手段は、受信した上記副搬送波を変
調して識別信号を返信する。

この間に次の応答器が交信領域内に進入しても、上記
質問器からは副搬送波が発信されているから、返信禁止
手段が作動して応答器進入信号の返信が禁止され、交信
状態には入らない。

かかる作動において、交信領域内に進入した最初の応
答器は、質問器の無変調搬送波を受信して応答器進入信
号を返信し、これに対して、上記質問器は副搬送波を発
信するが、上記応答器進入信号の返信から副搬送波の発
信までの時間は十分短く設定することが可能であるか
ら、この間に次の応答器が交信領域内に進入する確率は
極めて小さい。

上記無変調搬送波は連続的なものであるから、最初の
応答器が交信領域内に進入した時点で即座に応答器進入
信号が発せられて副搬送波の発信が開始され、短い時間
間隔で続く次の応答器の交信が確実に禁止される。

また、上記搬送波は無変調であることにより、常時発
射しても書込み信号との誤信は避けられ、また、他の機
器にノイズ等の悪影響を与えることもない。

［実施例］第２図において、300は、高周波電波を送受信して移
動体に装着された応答器（IDカード）に対して読み書き
を行なう質問器であり、400は移動体に装着される読み
書き可能なIDカードである。

質問器300において、301は送受信のための無変調搬送
波を発生する発振器。302は高周波を所定の電力比で２
方向に分配する分岐。303は、PINダイオード等で構成さ
れ、高周波を電気的に“ON"、“OFF"することで、ASK変
調を行う変調器。304は高周波の伝送経路を制御するサ
ーキュレータ。304は高周波電波を送受信するアンテ
ナ。306は、ショットキーバリアダイオード等で構成さ
れ、２入力を混合二乗検波するミキサで、本実施例では
ホモダイン検波器として働く。307はミキサ306の出力を
受けて、受信波の振副変調成分のみを増幅する増幅器。
308は、増幅された振副変調成分の副搬送波成分のみを
検波する包絡線検波器。309は包絡線検波器308の出力を
ディジタル信号に成形する波形整形器である。

IDカード400に於て、401は受信専用アンテナで、質問
器300からの作動用無変調波と、書き込み用高周波を受
信する。402は高周波成分を検波しその包絡線を出力す
る搬送波検波器。403は、直接検波器402の出力を増幅す
る増幅器。404は、増幅された包絡線のピーク値を検出
保持するピーク検出器。405はピーク検出404の出力を受
けて“ON"状態の時に電源電圧を図中点線の経路で供給
する電源。406は増幅器403から出力される包絡線のうち
の書き込み用ASK信号の周波数成分および幅搬送波の周
波数成分を通過させ、該周波数成分が存在する時に“O
N"を出力する高域成分検出器。407は、増幅器403の出力
をディジタル信号に整形する波形整形器。408は、電源4
05の出力（図中点線）により起動され、高域成分検出器
406の出力が発生するタイミングにより読み出しのため
の変調信号を出力し、波形整形器407の出力を書き込み
信号として入力する所定の処理ルーチンがプログラムさ
れたCPU。409は、CPU408に接続され、読み出しのための
データを保持し、読み出し時にCPU408に出力し、書き込
み時にCPU408から書き込みデータを入力し、保持するメ
モリであり、CPU停止時にもその内容を保持する機能を
有する。

410は、前記変調器303と同じ構成の変調器であり、一
方の端子の終端抵抗411で終端する事により、反射形ASK
変調を実現する。つまり、変調入力“ON"の時に受信高
周波は、終端抵抗411に吸収され、反射せず、変調入力
“OFF"時に反射することによって、ASK変調を行なう。4
11は、線路の特性インピーダンスに等しい終端抵抗。41
2は、送受信兼用アンテナ。かかる移動体識別装置の作
動を第３図〜第７図を援用して説明する。

質問器300の発振器301で発生した無変調搬送波は分岐
302、変調器303、サーキュレータ304を介してアンテナ
から送信される。質問器303の待機時すなわち、読み書
きすべきIDカード400の到来を待っている時には、質問
器300の変調器303の変調入力3aは、第３図（１）のＡに
示す様に“ON"状態を保持し、アンテナ305からは無変調
返送波が送信され続ける（第３図（２）のＤ）。そして
IDカード400が質問器300の検知領域内（図示しない）に
進入すると（第３図（３）のＦ）、第２図の3bの経路か
ら前記無変調搬送波は、IDカード400のアンテナ401で受
信され、高周波検波器402で検波された後、増幅器403で
増幅される（信号4a）。増幅器403の出力は、ピーク検
出器404に入力される。ピーク検出器404は、CPU408の作
動のための電源405に対して“ON"を出力し（第３図
（４）のＨ）、電源405は、第２図中点線の経路からCPU
408に対して起動を行なう。

一方、質問器300からの無変調波は、3Cの経路を介し
て、同時にIDカード400のアンテナ412で受信されてい
る。そしてIDカード400のCPU408は、起動後、質問器300
に対して、IDカード400が進入していることを伝えるた
めに、あらかじめ定められたコード（本実施例では、短
かい３パルスで、第３図（５）のＪ）を変調器410に対
して出力する。変調器410は、この変調信号を受けて、
アンテナ412で受信した搬送波をASK変調し再び送り返す
（第３図（６）のＬ）。この変調搬送波は、経路4dを介
して質問器300のアンテナ305、サーキュレータ304を介
してミキサ306に入力される。このミキサ306には常に、
前記分岐302より出力される。無変調搬送波が、局発振
号として入力されており、ミキサ306は、受信波と局発
振号を混合二乗検波し、IDカード400の変調信号4Cに準
じた信号を出力する。そして増幅器307を介して、検波
器308に入力される。検波器308は、データ伝送速度を示
すボーレートより充分早い周波数成分である副搬送波
（後述）を包絡線検波するものであり（たとえば、9600
ボーの伝送速度の時の副搬送波は数百KHzに設定するも
のとする）、増幅された信号は、検波器308からそのま
ま出力され、波形整形器を介してホストコンピュータに
出力される（第３図（８）のＮ）。

ホストコンピュータはIDカード400の進入を検知し、I
Dカード400が保有するIDコードを読み出すために、質問
器300の変調器303に対して、副搬送波（情報を有しない
ディジタルAM）を送出するための信号を入力する（第３
図（１）のＢ）。この副搬送波の周波数は、ボーレート
を規定するデータ伝送速度周波数よりも十分速く設定し
てあるが、前記の無変調搬送波よりは十分低い周波数で
あり、副搬送波を生成するためのチョッパ変調は容易に
実現できる（たとえば、データ伝送速度9600ボーに対し
て副搬送波数百KHz、無変調搬送波数GHzとなる）。

副搬送波は、サーキュレータ304を介してアンテナ305
から送信される（第３図（２）のＥ）。その拡大図を第
４図に示す。この送信された副搬送波は、経路3bから入
力され、ピーク検出出力を保持しつつ、一方、経路3Cか
らIDカード400の変調器410に入力される。

IDカード400のCPU408は、自分のIDコードをメモリ409
からロードし、変調信号に変換後、変調を行なう（第３
図（５）のＫ）。副搬送波は経路4dを介して質問器300
で受信されサーキューレータ304を介してミキサ306に入
力され、変調信号成分を増幅し検波器308に入力される
（第３図（７）のＭ）。検波器308は副搬送波を包絡線
検波し、波形整形後、ホストコンピュータに出力する
（第３図の（８）のＰ）。

ホストコンピュータはIDカード400のIDコードを読み
取り、次に所定のデータを書き込むために質問器300の
変調器303に対し、変調信号を出力する（第３図（１）
のＣ）。変調された搬送波は経路3bを介してIDカード40
0のアンテナ401で受信され、検波器402、増幅器403、波
形整形器407を介してCPU408に入力され、書き込みデー
タはメモリ409にストアされる。この後IDカード400は、
無処理の状態になり、やがて質問器との交信領域から離
脱する（第３図（３）のＧ）。

このような一連の動作の中で、他のIDカードが進入し
て来た場合について以下に説明する。

IDカード400の増幅器403の出力は、前記のピーク検出
器404と波形整形器407の他に、高域成分検出器406に入
力されており、この高域成分検出器406は、信号4e（第
３図（９））に示す様に、副搬送波と、書き込みデータ
によりASK変調された搬送波を受信しているときのみ“O
N"となり、IDカード400は、電源を入力され起動した時
点で、この信号4eを監視し、同時に4eが“ON"となった
時はすでに他のIDカードが作動中であると判断し、その
作動を延期し、次に4eが“OFF"状態となつた後に作動を
始めるという手順を採る。

IDカード400の処理手順を第５図に、質問器300に接続
されるホストコンピュータの処理手順を第６図に示す。

すなわち、第１のIDカードは、信号4b（第３図（４）
の立上りで起動された後、ステップ41、42に於て、4b＝
“ON"かつ4e＝“OFF"かどうかを判定する。この条件が
成立する事は同時に第２のIDカードが作動していない事
を示しており、第１のIDカードは、ステップ43〜ステッ
プ47を実行し、処理を終了する。質問器のホストコンピ
ュータはIDカード300の進入待機時にはステップ31〜ス
テップ33を繰り返しており、第１のIDカードが進入した
ことで、ステップ33が“YES"となりステップ34〜37を実
行し、再び待機状態となる。

ここで、第１のIDカードが質問器のホストコンピュー
タにより認識され、ステップ34〜37を実行中に第２のID
カードが進入すると、第２のIDカードのステップ42が成
立せず、第２のIDカードは、ステップ43に入らず、第１
のIDカードの終了を待つことになる。しかも、IDカード
の存在を質問器のホストコンピュータに伝える4c−Ｊの
信号は、IDカード間で共通で良いため、極く短時間で認
識を可能としており、第２のIDカードによる混信、誤動
作を防ぐことができる。

なお、上記実施例において、IDカード400のASK変調器
をPSK変調器に置換しても、他の構成は同じで、同等の
効果を得ることができる。

［発明の効果］以上の如く、本発明の移動体識別装置によれば、短い
時間間隔で質問器との交信領域内に進入してくる複数の
応答器の混信を確実に防止するこができるとともに、従
来の如き、進入検知精度を上げた場合の書込み信号との
誤信や他の機器に対するノイズ妨害という問題は生じな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図ないし第６図
は本発明の一実施例を示し、第２図は装置の全体ブロッ
ク構成図、第３図および第４図は信号タイムチャート、
第５図および第６図はそれぞれIDカードおよび質問器の
処理手順を示すフローチャート、第７図および第８図は
従来例を示し、第７図は装置の全体ブロック構成図、第
８図は信号タイムチャートである。 300……質問器 301……発振器 303……変調器 305……アンテナ 306……ミキサ 308……包絡線検波器 400……IDカード（応答器） 401……アンテナ 402……高周波検波器 404……ピーク検出器 405……電源 406……高域成分検出器 408……CPU 409……メモリ 410……変調器 412……アンテナ

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−314985（ＪＰ，Ａ) 特開平１−280274（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−222282（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−134978（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定側に設けた質問器と移動体に設けた応
答器との間で識別通信を行う移動体識別装置において、
上記質問器には、無変調の搬送波を連続的に発生する搬
送波発生手段と、応答器進入信号を受信した時に、上記
搬送波に代え、搬送波の周波数より低く、かつ信号周波
数より高い周波数の副搬送波を発生する副搬送波発生手
段と、上記搬送波ないし副搬送波を発信する送信手段
と、変調されて至った上記搬送波ないし副搬送波を受信
復調して、上記応答器進入信号ないし識別信号を得る復
調手段とを具備せしめ、一方、上記応答器には、上記搬
送波ないし副搬送波を受信した時に作動する電源と、受
信した上記搬送波を変調して上記応答器進入信号を返信
する進入信号返信手段と、受信した上記副搬送波を変調
して上記識別信号を返信する識別信号返信手段と、上記
副搬送波の周波数以下の周波数成分を受信した時に交信
信号を発生する交信信号発生手段と、上記電源の作動開
始時に上記交信信号が存在する場合に、上記応答器進入
信号の返信を禁止する返信禁止手段とを具備せしめたこ
とを特徴とする移動体識別装置。