JP3022106B2 - 無線周波符号識別方法 - Google Patents

無線周波符号識別方法

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JP3022106B2
JP3022106B2 JP5304008A JP30400893A JP3022106B2 JP 3022106 B2 JP3022106 B2 JP 3022106B2 JP 5304008 A JP5304008 A JP 5304008A JP 30400893 A JP30400893 A JP 30400893A JP 3022106 B2 JP3022106 B2 JP 3022106B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人、物、動物などのい
わゆる物体を識別するに際して、これらの物体に識別符
号が付加されたタグを取りつけ、無線周波帯の搬送波を
用いて非接触にて該識別符号を読み出し物体を識別する
ことに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、識別符号が記録された半導体不揮
発性メモリを有するタグと、該識別符号を読み出すため
のリーダーとの間で、非接触によるデーターの伝送を、
無線周波帯の搬送波を用いて行う無線周波符号識別シス
テムにおいて、タグからリーダーに該識別符号を伝送す
る際には、タグに内蔵され、半導体不揮発性メモリと併
存する半導体回路にてメモリ読出クロックを発生させ、
このメモリに記録された識別符号を読み出すと共に、タ
グ搬送波を発生させ、メモリ読出データーに基づきタグ
搬送波を変調し(一般に振幅変調、位相変調または周波
数変調など任意の変調方法を採用し得る)、タグに同時
に内蔵されたコイルなどで実現されるアンテナにこのよ
うにして変調された搬送波が供給される。
【0003】上記メモリ読出クロックおよび上記タグ搬
送波は上記半導体回路に含まれる内部発振器より得られ
る信号、または、リーダーより送出されるリーダー搬送
波をタグ回路にて受信した信号を利用して作り出すこと
ができる。
【0004】読み出された識別符号により変調される上
記タグ送出搬送波の周波数は、従来100kHzから5
00kHz程度の周波数が用いられている。
【0005】タグから送出される変調された上記タグ搬
送波はリーダーにて受信、復調され、タグに内蔵された
半導体不揮発性メモリに記録されている識別符号が検出
確認される。
【0006】上記タグに内蔵される半導体不揮発性メモ
リおよび半導体回路の動作電源はタグに内蔵される電池
を利用してもよいが、常に電池寿命を考慮する必要があ
り、使い勝手がよくない。従って、従来より無電池型の
タグが実用化されているが、この場合上記のメモリ読出
クロックおよびタグ搬送波を作り出すためのリーダー搬
送波を利用して整流回路にて直流電力を取り出し、上記
タグに内蔵される半導体不揮発性メモリおよび半導体回
路の動作電源としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記無電池型タグで
は、上述のように不揮発性メモリ読出クロックおよびタ
グ搬送波を作成するためのリーダー搬送波をタグ内蔵回
路部の動作電源作成用搬送波と共用しているため、次の
課題がある。
【0008】すなわち、リーダー搬送波を常にタグ内蔵
回路部の動作電源作成用として使用するため、リーダー
搬送波を基準として作成されるタグ搬送波がリーダー用
受信アンテナにて受信されるとき、このリーダー用受信
アンテナではリーダー搬送波が同時に受信され、このリ
ーダー用受信アンテナの位置においてリーダー搬送波が
作り出す電磁波の強度はタグから送出されるタグ搬送波
が作り出す電磁波の強度より遥かに大きい。また、リー
ダー用受信アンテナをリーダー搬送波送出用送信アンテ
ナと共用するときは両電磁波の強度差がさらに増大す
る。
【0009】通常、リーダー搬送波からタグ搬送波を作
り出す際には集積化の容易な回路をねらい、タグにて受
信されたリーダー搬送波を分周して作り出すため、リー
ダー搬送波の周波数とタグ搬送波の周波数は異なり、フ
ィルターによりタグ搬送波が分離されて、リーダーに内
蔵される後続の増幅器に供給されるが、両搬送波の強度
差が非常に大きく、フィルターによるタグ搬送波の分離
は実用上困難である。
【0010】このフィルターによるタグ搬送波の分離を
容易にする一つの手段はいうまでもなく上記リーダー搬
送波の分周比を大きくしリーダー搬送波の周波数とタグ
搬送波の周波数比を大きくすることであるが、この場合
タグ搬送波の周波数をタグに内蔵し得るコイルなどで形
成される小型アンテナで効率よく伝送し得る高周波数に
設定するためにはリーダー搬送波の周波数を上記分周比
だけ高める必要があり、これは実用上無理がある。
【0011】すなわち、本発明の無線周波符号識別方法
では、実使用状態におけるリーダーとタグとの距離は高
々数メートル以内であり、この距離の範囲内ではリーダ
ー搬送波周波数が数10MHz以下の場合、タグはリー
ダーから送出される電磁波の誘導電磁界の領域にあリ、
この領域においては一般に許容されるリーダー送出電力
は周波数が高いほど小さい。一方、リーダー搬送波は、
上述のようにタグ内蔵回路部の直流電源用として使用さ
れることもあり、一般に許容される範囲内でリーダー送
出電力を高くしたいが、このためにはリーダー搬送波の
周波数は低いほうが望ましく、この意味でリーダー搬送
波周波数を高くすることは困難である。
【0012】また、リーダー搬送波を断続的に送出しリ
ーダー搬送波が送出されている期間にタグに内蔵される
直流電源を充電し、リーダー搬送波が停止している期間
に充電された直流電源を活用しタグに内蔵される発振器
を作動させタグ搬送波を作り、リーダー受信アンテナに
てリーダー搬送波が停止している期間にタグ搬送波を安
定して受信できるようにする手段もとり得るが、タグ搬
送波の周波数安定度をよくするためにはタグに内蔵され
る発振器の発信周波数安定度を良好に保つ必要があり、
そのためには水晶あるいはセラミック共振子を使用しな
ければならず、タグの小型化、低価格化の面で課題が残
る。
【0013】本発明は上記の諸課題を解決するものであ
り、無線周波によりタグに内蔵される不揮発性メモリに
記録された識別符号を無電池式にてリーダーに伝送し、
上記識別符号を正しく検出、確認し得る無線周波符号識
別方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するために、本発明では識別符号が記録された半導体
不揮発性メモリを有するタグから識別符号を読み出すリ
ーダーに識別符号を伝送するときに、リーダーから第1
のリーダー搬送波を断続して送出し、この第1のリーダ
ー搬送波送出期間に、タグで受信された第1のリーダー
搬送波によってタグに内蔵される直流電源を充電し、第
1のリーダー搬送波の送出が中断されている期間に、前
記リーダーから第2のリーダー搬送波を送出し、この第
2のリーダー搬送波送出期間に、上記充電された直流電
源を活用しながら、タグで受信された第2のリーダー搬
送波をタグに内蔵される半導体不揮発性メモリの読出ク
ロックおよびタグからリーダーに識別符号を送出するた
めに使用するタグ搬送波を作成するときの基準信号とし
て利用することを特徴とする。
【0015】また、第1のリーダー搬送波が第2のリー
ダー搬送波より送出レベルが高いこと、さらに、第1の
リーダー搬送波が第2のリーダー搬送波より低周波であ
ることを特徴とする。
【0016】
【作用】上記のようにリーダーから第1のリーダー搬送
波および第2のリーダー搬送波を交互に送出し、第1の
リーダー搬送波によりタグに内蔵される直流電源を充電
し、第2のリーダー搬送波をタグに内蔵される不揮発性
メモリの読出クロック、および、タグ搬送波を作り出す
基準信号とすることにより、タグに内蔵される半導体回
路の動作に十分な直流電力を供給でき、さらに水晶ある
いはセラミック共振子などを使用する事なく周波数安定
度のよいタグ搬送波を作り出すことができるため、タグ
からリーダーに安定して識別符号を伝送できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面を参照
しながら説明する。
【0018】図1は本発明による無線周波符号識別方法
を実現するためのリーダー1の部分回路ブロック図であ
る。図において、2は第1のリーダー搬送波を作り出す
第1発振器、3は第2のリーダー搬送波を作り出す第2
発振器、4は第1,第2発振器2,3から得られる信号
を切り替えてその出力端にいずれかの信号を出力するス
イッチ回路、5はスイッチ回路4のスイッチ動作を制御
するところの例えば無安定マルチバイブレータなどで構
成されるスイッチ駆動回路、6はスイッチ回路4の出力
信号を増幅する増幅器、7は増幅器6の出力信号をタグ
へ向けて送出するためのリーダーアンテナコイルであ
り、このリーダーアンテナコイル7から第1および第2
のリーダー搬送波がスイッチ回路4の動作に応じて交互
に送出される。
【0019】図2はタグ8に内蔵される半導体チップの
回路ブロック図である。図において、9は図1に示した
構成のリーダー1より送出される第1および第2のリー
ダー搬送波を受信するタグ受信アンテナコイル、10は
タグ受信アンテナコイル9より得られる第1のリーダー
搬送波を整流しタグに内蔵される不揮発性メモリをはじ
めとする全ての回路部に直流電力を供給する整流回路、
11はタグ受信アンテナコイル9より得られる信号から
第2のリーダー搬送波を取り出すための、高域通過ろ波
器あるいは帯域通過ろ波器で構成されるフィルター、1
2はフィルター11の出力信号を増幅、整形する増幅・
整形回路、13は増幅・整形回路12の出力信号を受
け、周波数を分周する第1分周回路であり、第2のリー
ダー搬送波からタグ搬送波18を作り出すもの、14は
第1分周回路13の出力信号を受けてメモリ読出クロッ
ク17を作り出す第2分周回路、15はシリアル読出機
能を有する、EPROM,EEPROMなどで実現され
る不揮発性メモリであり、第2分周回路14より得られ
るメモリ読出クロックによりあらかじめ記録されている
識別符号が読み出されるもの、16は例えば排他的OR
回路などで構成され、第1分周回路13で作り出された
タグ搬送波を不揮発性メモリ読出信号で位相変調する変
調回路、19は変調回路16の出力信号をリーダーに伝
送するためのタグ送信アンテナコイルである。
【0020】次に、第1および第2のリーダー搬送波周
波数、タグ搬送周波数、第1および第2分周回路の分周
比につき、その一例を説明する。第1のリーダー搬送周
波数は従来例にもあるように100kHz近辺が好まし
く、例えば125kHzを選択し得る。第2のリーダー
搬送周波数の1例として21.4MHzを選択し、第1
分周回路の分周比を1/2、第2分周回路の分周比を1
/1024とすれば、タグ搬送波周波数は図2より1
0.7MHz、メモリ読出クロックは10.45kHzと
なる。上記のタグ搬送波周波数の10.7MHzは、ち
ょうどFM放送受信機の中間周波数と一致し、この周波
数の近辺には放送波が存在せず、リーダーにて受信しや
すい周波数となり、また、メモリ読出クロックはそのま
まタグ識別符号の伝送速度と同一と考えられるが、リー
ダーに後続する任意のデーター処理装置とRS232C
のような標準的インターフェースにて接続できる速度で
あり、使い勝手もよい。従って、上記の各周波数および
分周比の選択は一つの妥当な選択となる。
【0021】また、第2のリーダー搬送波周波数として
1.8MHz、第1分周回路の分周比を1/4、第2分
周回路の分周比を1/64とすれば、タグ搬送波周波数
は図2より450kHz、メモリ読出クロックは7.0
3kHzとなる。この場合、タグ搬送波周波数はちょう
どAM放送受信機の中間周波数と一致し、この周波数の
近辺には放送波は存在せず、リーダーにて受信しやすい
周波数となり、また、上記と同様にして後続するデータ
ー処理装置とRS232Cなどで接続でき、使い勝手が
よい。従って、上記の周波数および分周比の選択も妥当
と考えられる。
【0022】ところで、図2の回路構成ではフィルター
11の不完全さにより第1のリーダー搬送波がフィルタ
ー11で除去しきれず第1のリーダー搬送波によって増
幅・整形回路12以下変調回路16までが動作し、希望
しないタグ搬送波がタグ送信アンテナコイル19より送
出されることもあり得るが、上述のように妥当な第1お
よび第2のリーダー搬送波の周波数を考えると一般的に
は第1のリーダー搬送波周波数より第2のリーダー搬送
波周波数のほうが高いのが望ましく、この場合には上記
の希望しないタグ搬送波の周波数は第2のリーダー搬送
波によって作り出される本来設定されたタグ搬送波周波
数より低く、リーダーの受信回路部により十分識別でき
る。
【0023】また、第2のリーダー搬送波はタグに内蔵
される不揮発性メモリの読出クロックおよびタグ搬送波
用基準信号として利用されるのみであり、タグ内蔵の直
流電源を充電するものでないためその送出レベルは第1
のリーダー搬送波送出レベルより小さくても差し支えな
く、むしろ、タグ搬送波がリーダーにて受信されると
き、この第2のリーダー搬送波がリーダー受信部から見
ると妨害波として作用するため、第2のリーダー搬送波
の送出レベルはその機能を果たす範囲で小さいほうが望
ましい。
【0024】なお、リーダーの受信、復調回路は一般的
な放送受信機で採用されている技術をそのまま活用する
ことができるため、ここでは詳述を省略する。
【0025】さらに、上記タグ受信アンテナコイル9お
よびタグ送信アンテナコイル19に、その受信、送信効
率を向上させるためフェライトなどの磁性体を導入する
こと、上記タグ受信アンテナコイル9およびタグ送信ア
ンテナコイル19を1つのコイルで代表させ受信と送信
を共用させること、変調回路16とタグ送信アンテナコ
イル19の間に増幅器、被変調搬送波のみを通過させる
帯域通過フィルターを導入することなどは本発明に基づ
き容易に着想でき、本発明に包含されることはいうまで
もない。
【0026】
【発明の効果】上記のようにリーダーから第1および第
2のリーダー搬送波を交互にタグに伝送し、第1のリー
ダー搬送波を用いてタグに内蔵された半導体回路の動作
に十分な直流電力を供給し、第2のリーダー搬送波をタ
グに内蔵される不揮発性メモリ読出クロックおよびタグ
搬送波を作成する基準信号として用いることにより、タ
グからリーダーに安定して識別符号を伝送できる。
【0027】さらに、第1のリーダー搬送波周波数を第
2のそれより低くすること、第2のリーダー搬送波送出
レベルを第1のそれより低くすることなどはタグからリ
ーダーに安定して識別符号を伝送するときの安定性を向
上させることに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すリーダーの部分回路ブ
ロック図
【図2】本発明の一実施例を示すタグに内蔵される半導
体チップの回路ブロック図
【符号の説明】
1 リーダー 2 第1発振器 3 第2発振器 4 スイッチ回路 5 スイッチ駆動回路 6 増幅器 7 リーダーアンテナコイル 8 タグ 9 タグ受信アンテナコイル 10 整流回路 11 フィルター 12 増幅・整形回路 13 第1分周回路 14 第2分周回路 15 不揮発性メモリ 16 変調回路 17 メモリ読出クロック 18 タグ搬送波 19 タグ送信アンテナコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−142481(JP,A) 特開 昭57−106882(JP,A) 特開 平2−64491(JP,A) 特開 平2−64494(JP,A) 特開 平2−193091(JP,A) 特開 平1−152385(JP,A) 特開 平4−99983(JP,A) 特開 平4−147082(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 H04B 1/59

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】識別符号が記録された半導体不揮発性メモ
    リを有するタグから前記識別符号をリーダーに伝送し、
    前記識別符号を読み出す無線周波符号識別方法におい
    て、前記リーダーから第1のリーダー搬送波を断続して
    送出し、この第1のリーダー搬送波送出期間に、前記タ
    グで受信された第1のリーダー搬送波によってタグに内
    蔵される直流電源を充電し、第1のリーダー搬送波の送
    出が中断されている期間に、前記リーダーから第2のリ
    ーダー搬送波を送出し、この第2のリーダー搬送波送出
    期間に、前記充電された直流電源を活用しながら、タグ
    で受信された第2のリーダー搬送波をタグに内蔵される
    半導体不揮発性メモリの読出クロックおよびタグからリ
    ーダーに識別符号を送出するために使用するタグ搬送波
    を作成するときの基準信号として利用することを特徴と
    する無線周波符号識別方法。
  2. 【請求項2】第1のリーダー搬送波が第2のリーダー搬
    送波より送出レベルが高いことを特徴とする請求項1記
    載の無線周波符号識別方法。
  3. 【請求項3】第1のリーダー搬送波が第2のリーダー搬
    送波より低い周波数であることを特徴とする請求項1記
    載の無線周波符号識別方法。
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JP2011221925A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Mitomo Shoji Kk 無線icタグ、無線icタグの読み取り・書き込み装置、該無線icタグおよび無線icタグの読み取り・書き込み装置を用いた無線icタグ通信システム
CN117119579B (zh) * 2023-10-19 2023-12-22 网络通信与安全紫金山实验室 天线数据的处理方法、装置、设备及存储介质

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