JP3578013B2 - ID tag transceiver - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はIDタグとの間で電波信号を送受信するIDタグ用送受信装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、移動体の識別システムとして、高周波の電波を利用したリモートIDシステムがある。これは、コントローラとIDタグとの間で電波による通信を行い、離れた位置にあるIDタグのデータを読み取ったり、IDタグにデータを書き込んだりするものである。
【0003】
上記リモートIDシステムは、配送システム、在庫管理システム、販売システムなどの種々のシステムに応用することが考えられている。その一例として、回転すし店の集計システムがある。このシステムの概要は、すしを載せる皿に埋め込んだIDタグに、すしの種類、作った時刻、売値などのデータを記録しておき、客が食事を終えたとき、食べたすしの皿を一か所に集めてそれら皿のIDタグと通信し、そして、IDタグからデータを得て客の支払うべき金額を計算する、というものである。
【0004】
このような集計システムに応用したような場合、IDタグと通信するリーダライタ(送受信装置)は手持式のものが採用される。手持式リーダライタでは、通常、リーダライタ本体をテーブル上に積み重ねられた皿の上方に保持して送受信を行う。ところが、送受信のための電波はそれ程強くないため、積み重ねられた皿の枚数にもよるが、下の方の皿と通信できなくなるという不具合を生ずる場合がある。
【0005】
それならば、リーダライタ本体を積み重ねられている皿の中程に保持して送受信すれば良いように思われるが、リーダライタの送信アンテナは1個のコイルから構成されており、その送信アンテナ用コイルから送信される磁束のうち、当該送信アンテナ用コイルの中心部分の磁束はほぼ直進し、IDタグのアンテナ用コイルと鎖交しなくなる。このため、リーダライタの真横付近にある皿のIDタグとは通信できず、全部の皿と通信するには、リーダライタ本体を積み重ねられている皿に沿って上下に移動させなばならず、操作が煩わしいという問題がある。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、それ程動かさなくても、多くのIDタグと通信することが可能となるIDタグ用送受信装置を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項1の発明は、送信アンテナ用コイルと中心をずらして共振アンテナ用コイルを配置し、送信時に共振アンテナ用コイルを開閉手段によって開閉すると共に、共振アンテナ用コイルの閉時に当該共振アンテナ用コイルの共振周波数を前記送信アンテナ用コイルの送信周波数と同じとなるように制御する構成としたことを特徴とする。
この構成によれば、共振アンテナ用コイルの開時には、送信アンテナ用コイルだけから電波信号が送信され、閉時には、送信アンテナ用コイルから送信される電波信号によって共振アンテナ用コイルに起電力が発生し、その結果、共振アンテナ用コイルは磁束を発生する。共振アンテナ用コイルから積極的に電波信号を送信するように構成した場合は、その閉時には、共振アンテナ用コイルからも電波信号(磁束)が送信される。このため、共振アンテナ用コイルの開時と閉時とでは、同じ場所でも磁束の向きと強度が変化するので、共振アンテナ用コイルの開時に通信できなかったIDタグがあっても、そのIDタグとは共振アンテナ用コイルの閉時に通信できるようになる。しかも、共振アンテナ用コイルの共振周波数を送信アンテナ用コイルの送信周波数と同じに設定することによって、少ない電力で所要の電波を発信することができる。
【0008】
請求項2の発明は、送信のための信号の変調方式が周波数偏移変調である場合、送信周波数の変化に同期して共振アンテナ用コイルの共振周波数を変化させるようにしたものである。このようにすることによって、一層効率良く電波信号を発信することができる
【0009】
請求項3の発明は、送信アンテナ用コイルの共振周波数を開閉手段の開閉に応じて切り替えるようにしたものである
共振アンテナ用コイルの閉時には、送信アンテナ用コイルは共振アンテナ用コイルと電磁結合してそのリアクタンスが変化する。このため、送信アンテナ用コイルの共振周波数を開閉手段の開閉に応じて切り替えることにより、少ない電力で電波信号を送信することができる
【0010】
請求項の発明は、送受信装置を、手持ち部と、この手持ち部の一端側に設けられ送信アンテナ用コイルおよび共振アンテナ用コイルを配設した頭部とを備えた手持式のものとし、共振アンテナ用コイルを、送信アンテナ用コイルの半分の大きさに形成し、頭部を上向きとしたとき送信アンテナ用コイルの左側半分または右側半分に対向する位置に設けたものである
【0011】
IDタグを付した物品が積み重ねられていた場合、共振アンテナ用コイルが送信アンテナ用コイルに対して上下方向にずれた位置となる状態で共振アンテナ用コイルが開閉されると、ほぼ直進する磁束の位置が上下に変化するため、積み重ねられた全ての物品のIDタグと通信できるようになる。一方、積み上げられている物品の横に手持式の送受信装置を保持する場合、手持ち部を横にした状態のときが自然で持ち易く、操作し易くなる。このため、上記の請求項2の発明のように、頭部を上向きとしたとき送信アンテナ用コイルの左側半分または右側半分に対向する位置に設けると、手持ち部を横にした時、共振アンテナ用コイルが送信アンテナ用コイルの上または下に位置するようになるので、操作し易い状態でIDタグと通信することができるのである
【0012】
請求項5の発明は、共振アンテナ用コイルを送信時に送信アンテナ用コイルよりIDタグ側となるように配置したことを特徴とするものである
この請求項5の構成によれば、共振アンテナ用コイルをIDタグにより近付けることにより、共振アンテナ用コイルによる磁束の効果を大きくでき、IDタグ近傍の磁場の形を大きく変化させることができる。特に、送信アンテナ用コイルから送信される電波信号によって共振アンテナ用コイルが磁束を発生するように構成した場合、共振アンテナ用コイルに誘起される電流によって生成される磁束の量は送信アンテナ用コイルの磁束の量よりも少ないので、この請求項5の構成による効果は大きい
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、この実施例は、回転すし店の集計システムに適用したものである。ここで、回転すし店とは、次のようなシステムの店である。
【0014】
店内には、ループ状のコンベアが設けられ、そのコンベアに沿って客席が設けられている。すしは皿に載せられ、コンベアによって客席に運ばれる。客は、コンベアによって運ばれてくる皿のうちから好みのすしが載せられている皿を取り、食べ終えた後の皿は順にテーブルの上に重ね置いて行く。店側では、すしをその売値に応じた色、或いは模様の皿に載せるので、客は、重ね置いた皿と枚数とから店に支払うべきおおよその金額を知ることができるようになっている。食事を終えた後は、店員によって皿の枚数が色或いは模様別に数えられ、店に支払うべき金額が決定される。
【0015】
図8に示すように、すしを載せる皿1(リードライト対象物)は、例えばメラニン樹脂などのプラスチック製のもので、その内部には、IDタグ2が埋め込まれている。このIDタグ2の電気回路は、図7に示すように、電波信号を送受信するためのアンテナ用コイル3と、共振コンデンサ4と、制御用IC5と、平滑部6とから構成され、共振コンデンサ4、制御用IC5および平滑部6はプリント配線基板7上に搭載されている。
【0016】
上記制御用IC5は、制御部としてのMPU(マイクロプロセッサユニット)8の他、整流部9、変復調部10、メモリ部11などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。ここで、メモリ部11は、一時記憶用の消去可能な不揮発性メモリとしてEEPROMを有している。また、平滑部6は、図示はしないが平滑コンデンサ、ツェナーダイオードなどを有している。
【0017】
そして、上記アンテナ用コイル3は、共振コンデンサ4と並列に接続されて共振回路を構成し、外部の送受信装置であるリーダライタから所定の高周波数の電力用電波信号が送信されてくると、これを受信して整流部9に供給する。整流部9は、平滑部6と共に動作用電源回路を構成するもので、共振回路から送信されてきた電力用電波信号を整流し、平滑部6により平滑化し且つ一定電圧の直流電力(動作用電力)にしてMPU8などに供給する。
【0018】
リーダライタから送信されてくるデータなどの信号は、電力用電波信号に重畳して送信されるようになっており、その信号は、変復調部10により復調されてMPU8に与えられる。MPU8は、メモリ部11が有するROMに記憶された動作プログラムに従って動作するもので、変復調部10から入力される信号に応じた処理を実行し、受信したデータをメモリ部11が有するEEPROMに書き込んだり、メモリ部11からデータを読み出して変復調部10により変調し、アンテナ用コイル3から電波信号として送信したりする。
【0019】
このIDタグ2と通信するIDタグ用送受信装置としては、図6に示す手持式リーダライタ12がある。この手持式リーダライタ12は、図3および図4に示すように、手持ち部を兼用する操作部13と、この操作部13の一端側に設けられた頭部14とから構成されており、頭部14には例えば液晶からなる表示部15が配設されている。操作部13には、複数のキースイッチが設けられ、そのキースイッチにより動作内容を指示したり、例えば皿1の種類別単価などの各種データを入力したりするようになっている。
【0020】
手持式リーダライタ12は、その電気的構成を示す図1のように、MPU16、動作プログラムなどを記憶したROM17、データなどを一時記憶するRAM18からなる制御部19を主体として構成され、この制御部19には送信部20および受信部21が接続されている。そして、送信部20には送信アンテナ用コイル22が接続され、受信部21には受信アンテナ用コイル23が接続されている。これら送信アンテナ用コイル22と受信アンテナ用コイル23は、手持式リーダライタ12の頭部14の前部(表示部15の配置側)内側に前後に並べて配設されている(図4参照)。なお、図1では、操作部13のキースイッチ、表示部15は省略してある。
【0021】
上記MPU16は手持式リーダライタ12の全体を統括制御するもので、IDタグ2との通信を行う場合、まず、キャリア信号を送信部20で変調して送信アンテナ用コイル22から電力用電波信号として送信し、IDタグ2を動作させる。その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するようにして送信部20で変調して送信アンテナ用コイル22から送信する。IDタグ2から送信された電波信号を受信する場合には、IDタグ2から送信された電波信号を受信アンテナ用コイル23により受信し、受信部21で復調してデータとして弁別する。
【0022】
このような手持式リーダライタ12とIDタグ2との間での送受信において、変調方式としては、送信するデータの「0」、「1」を二つの周波数に対応させる周波数偏移変調(FSK)方式が採用され、この実施例では、「1」を125KHz、「0」を100KHzに対応させるようにしている。
【0023】
さて、手持式リーダライタ12には、余り動かさなくとも積み重ねられた全ての皿1のIDタグ2と通信できるようにするために、共振アンテナ用コイル24が設けられている。この共振アンテナ用コイル24は、送信アンテナ用コイル22の半分の大きさに形成されて頭部14の前部内側に配設されている。この共振アンテナ用コイル24は、具体的には、図3および図4に示すように、手持式リーダライタ12を頭部14が上向きとなる姿勢に保持したとき、送信アンテナ用コイル22の前側であって該送信アンテナ用コイル22の右側半分或いは左側半分に対向する位置に配設されている。
【0024】
この共振アンテナ用コイル24は、MPU16に接続された共振制御手段としての共振周波数切替回路25に接続されている。この場合、共振アンテナ用コイル24の一方の端部は共振周波数切替回路25に直接的に接続され、他方の端部は開閉手段としてのリレー26を介して共振周波数切替回路25に接続されている。このリレー26は半導体を用いたスイッチにより構成され、MPU16からの駆動信号によって動作する駆動回路27によって開閉制御される。
【0025】
ところで、リレー26の開閉によって、共振アンテナ用コイル24のコイルとしての機能が無効化されたり、有効化されたりする。そして、共振アンテナ用コイル24の有効、無効によって送信アンテナ用コイル22と共振アンテナ用コイル24との相互誘導作用が生じたり、生じなかったりするため、送信アンテナ用コイル22のインダクタンスが変化する。すると、送信アンテナ用コイル22の共振周波数が変化するため、電波信号の出力低下を招く。
【0026】
この問題を解消するために、送信部20に自動同調手段としての自動同調回路28が設けられている。この自動同調回路28は送信アンテナ用コイル24と共振回路を構成する複数のコンデンサ(図示せず)からなり、送信アンテナ用コイル24に接続するコンデンサの静電容量をリレー26の開時と閉時とで異なるようにしたものである。そして、送信するデータの「0」、「1」に応じて送信周波数が異なることに対応するために、自動同調回路28は、「0」を送信する場合と「1」を送信する場合とで送信アンテナ用コイル24に接続するコンデンサの静電容量を異ならせるようにもなっている。
【0027】
一方、共振アンテナ用コイル24は、リレー26の閉時に送信アンテナ用コイル22が送信する電波信号により誘導起電力を発生する。この場合において、送信アンテナ用コイル22から送信されるデータが「0」の場合と「1」の場合とで電波信号の周波数は異なる。前記共振周波数切替回路25は、共振アンテナ用コイル24の共振周波数を、送信アンテナ用コイル22からの電波信号が「0」の場合と「1」の場合とで異ならせる機能を有している。
【0028】
この共振周波数切替回路25は、共振アンテナ用コイル24と共振回路を構成する複数のコンデンサ(図示せず)からなり、MPU16からの制御信号に基き、共振アンテナ用コイル24に接続するコンデンサの静電容量を送信アンテナ用コイル22が送信するデータ信号の「0」、「1」に応じて異ならせるように構成されている。
【0029】
ここで、手持式リーダライタ12の送信時、リレー26が開状態にあって、送信アンテナ用コイル22に電流が流れると、図5(a)に示すように、ほぼ直進する磁束は送信アンテナ用コイル22の中心を通る線Aの付近に存在する。リレー26が閉じられると、送信アンテナ用コイル22と共振アンテナ用コイル24との双方に電流が流れるため、送信アンテナ用コイル22と共振アンテナ用コイル24とで作られる磁束の向きと強さが変化する。その結果、図5(b)に示すように、ほぼ直進する磁束は送信アンテナ用コイル22の中心を通る線Aから共振アンテナ用コイル24の反対側へとずれた線Bの付近に存在するようになる。
【0030】
次に上記構成の作用を図1のフローチャートを参照しながら説明する。
食事を済ませた客の支払い金額を集計する場合、図6に示すように、手持式リーダライタ12の操作部13を手に持ち、その頭部14をテーブル上に積まれている皿1群の横の上下方向中央に保持する。このとき、手持式リーダライタ12としては、操作部13を横にした場合の姿勢が、操作部13を持つに楽な姿勢で、この状態では、送信アンテナ用コイル22と共振アンテナ用コイル24とは上下に位置する形態となる。
【0031】
この状態で操作部13により通信開始の操作を行う。すると、MPU16は、リレー26を開放し(ステップS1)、この状態で送信部20の自動同調回路28を共振アンテナ用コイル24が無効化されている時の静電容量に設定して、送信アンテナ用コイル22の共振周波数を送信する電力用電波信号の周波数と一致するようにする(ステップS2)。
【0032】
この状態で、MPU16はキャリア信号を送信部20で変調して電力用電波信号として送信アンテナ用コイル22から送信し、その後、送信すべきデータの 「0」、「1」に応じて電力用電波信号の周波数を変化させて送信アンテナ用コイル22から送信する。このデータの送信時において、MPU16は、送信データが「0」、「1」と変わる都度、送信アンテナ用コイル22の共振周波数が 「0」、「1」に対応した周波数となるように自動同調回路28を制御する。
【0033】
一方、皿1のIDタグ2側では、送信された電波信号をアンテナ用コイル3により受け、その電波信号を整流部9および平滑部6で整流平滑化して一定電圧の直流電力に変換し、MPU16などの動作用電源とする。
【0034】
動作用電源の供給により、各皿1のIDタグ2のMPU8は動作を開始し、送信されてきた電波信号の内容に応じた処理、この場合には、メモリ部11から皿1のID番号、皿1の種類、売値などのデータを読み出し、これを変復調部10で変調してアンテナ用コイル3から送信するという動作を行う。各皿1のIDタグ2から送信された電波信号は受信アンテナ用コイル23で受信され、その受信信号は受信部21で復調されてデータとしてRAM18に記憶される(以上、ステップS3)。
【0035】
ここで、手持式リーダライタ12において、電波信号は送信アンテナ用コイル22のみから送信されているため、図5(a)にAで示す線の近くの磁束はほぼ直進し、IDタグ2のアンテナ用コイル3とは磁束が鎖交しない。このため、当該IDタグ2とは通信できない。
【0036】
所定時間経過すると、次にMPU16は、リレー26を閉じて共振アンテナ用コイル24を有効化させる(ステップS4)。次いで、MPU16は、送信部20の自動同調回路28を制御し、共振アンテナ用コイル24と送信アンテナ用コイル22とが相互誘導作用を生じた状態で送信アンテナ用コイル22の共振周波数が電力用電波信号の送信周波数と一致するようにする(ステップS5)。
【0037】
この後、MPU16は、送信アンテナ用コイル22から送信するデータの「0」、「1」に応じて電波信号の周波数を変化させる。このとき、MPU16は、送信データが「0」、「1」と変わる都度、送信アンテナ用コイル22および共振アンテナ用コイル24の共振周波数が「0」、「1」に対応した周波数となるように自動同調回路28および共振周波数切替回路25を制御する。
【0038】
さて、共振アンテナ用コイル24が有効化されると、磁束の向きと強さが変化し、直進する磁束の位置が図5(b)に示すように変わる。このため、今まで通信できなかったIDタグ2のアンテナ用コイル3と鎖交する磁束が生ずるようになってそのIDタグ2との通信が可能となり、そのIDタグ2との通信を完了したところで(以上、ステップS6)、エンドとなる。
【0039】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
共振アンテナ用コイル24は送信アンテナ用コイル22の半分の大きさとは限らない。例えば、共振アンテナ用コイル24を送信アンテナ用コイル22と同じ大きさとし、共振アンテナ用コイル24を送信アンテナ用コイル22の横(頭部14を上向きとしたとき、左右の方向)に配置する構成であっても良い。
リードライト対象物は回転すし店の皿1に限られない。
変調方式は周波数偏移変調に限られない。
共振アンテナ用コイル24からも送信アンテナコイル22と同じ電波信号を出力するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における手持式リーダライタの電気的構成を示すブロック図
【図2】通信時の制御内容を示すフローチャート
【図3】手持式リーダライタの正面図
【図4】各アンテナ用コイルの配置図
【図5】共振アンテナ用コイルの開時と閉時の磁束を示す図
【図6】IDタグと通信する状態の斜視図
【図7】IDタグの電気的構成を示すブロック図
【図8】皿の斜視図
【符号の説明】
図中、1は皿、2はIDタグ、3はアンテナ用コイル、12は手持式リーダライタ(IDタグ用送受信装置)、13は操作部(手持ち部)、14は頭部、16はMPU、19は制御部、22は送信アンテナ用コイル、23は受信アンテナ用コイル、24は共振アンテナ用コイルである。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ID tag transmitting / receiving device for transmitting / receiving a radio signal to / from an ID tag.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
For example, as a moving object identification system, there is a remote ID system using high-frequency radio waves. In this method, communication between a controller and an ID tag is performed by radio waves, and data of an ID tag at a remote position is read or data is written to the ID tag.
[0003]
The remote ID system is considered to be applied to various systems such as a delivery system, an inventory management system, and a sales system. One example is a tallying system for rotating sushi restaurants. The outline of this system is to record data such as the type of sushi, the time it was made, and the selling price on an ID tag embedded in the plate on which the sushi is to be placed. It collects them in places, communicates with the ID tags on those dishes, and obtains data from the ID tags to calculate the amount to be paid by the customer.
[0004]
When applied to such an aggregation system, a handheld type reader / writer (transmitter / receiver) for communicating with the ID tag is employed. In a hand-held reader / writer, transmission / reception is usually performed by holding the reader / writer body above a plate stacked on a table. However, radio waves for transmission and reception are not so strong, and depending on the number of stacked dishes, there may be a problem that communication with the lower dish cannot be performed.
[0005]
In that case, it seems that it is sufficient to hold the reader / writer body in the middle of the stacked dishes for transmission and reception. However, the transmission antenna of the reader / writer is composed of one coil, and the transmission antenna coil Of the magnetic fluxes transmitted from the transmission antenna coil, the magnetic flux at the center of the transmission antenna coil goes substantially straight, and does not link with the antenna coil of the ID tag. For this reason, it is not possible to communicate with the ID tag of the plate immediately beside the reader / writer, and to communicate with all the plates, the reader / writer body must be moved up and down along the stacked plates, There is a problem that operation is troublesome.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ID tag transmission / reception device that can communicate with many ID tags without much movement.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to dispose a resonance antenna coil at a position deviated from a transmission antenna coil, open and close the resonance antenna coil by an opening / closing means during transmission, and provide a resonance antenna coil. The structure is such that the resonance frequency of the resonance antenna coil is controlled to be the same as the transmission frequency of the transmission antenna coil at the time of closing.
According to this configuration, when the resonance antenna coil is open, a radio signal is transmitted only from the transmission antenna coil, and when the resonance antenna coil is closed, an electromotive force is generated in the resonance antenna coil by the radio signal transmitted from the transmission antenna coil. As a result, the coil for the resonance antenna generates a magnetic flux. If the configuration is such that the radio wave signal is actively transmitted from the resonance antenna coil, the radio wave signal (magnetic flux) is also transmitted from the resonance antenna coil when the antenna is closed. For this reason, the direction and intensity of the magnetic flux change at the same location when the resonant antenna coil is opened and when it is closed. Can be communicated when the resonance antenna coil is closed. In addition, by setting the resonance frequency of the resonance antenna coil to be the same as the transmission frequency of the transmission antenna coil, required electric waves can be transmitted with a small amount of power.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, when the modulation scheme of a signal for transmission is frequency shift keying, the resonance frequency of the resonance antenna coil is changed in synchronization with a change in the transmission frequency. By doing so, a radio signal can be transmitted more efficiently .
[0009]
According to a third aspect of the present invention, the resonance frequency of the transmission antenna coil is switched according to the opening and closing of the opening and closing means .
When the resonance antenna coil is closed, the transmission antenna coil is electromagnetically coupled to the resonance antenna coil and its reactance changes. Therefore, by switching the resonance frequency of the transmission antenna coil in accordance with the opening and closing of the opening and closing means, a radio signal can be transmitted with a small amount of power .
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the transmitting and receiving apparatus is a hand-held type including a hand-held unit and a head provided at one end of the hand-held unit and provided with a transmission antenna coil and a resonance antenna coil. The antenna coil is formed in half the size of the transmission antenna coil, and is provided at a position facing the left half or the right half of the transmission antenna coil when the head is directed upward .
[0011]
When articles with ID tags are stacked, when the resonance antenna coil is opened and closed in a state where the resonance antenna coil is vertically displaced with respect to the transmission antenna coil, the magnetic flux of almost going straight on Since the position changes up and down, it becomes possible to communicate with the ID tags of all the stacked articles. On the other hand, when holding the hand-held transmission / reception device beside the stacked articles, it is natural and easy to operate and operate when the hand-held part is in a horizontal state. For this reason, as in the second aspect of the present invention, when the head is turned upward and provided at a position opposite to the left half or the right half of the transmission antenna coil, the resonance antenna is used when the hand-held part is laid down. Since the coil is located above or below the coil for the transmitting antenna, it is possible to communicate with the ID tag in an easy-to-operate state .
[0012]
The invention according to claim 5 is characterized in that the resonance antenna coil is arranged on the ID tag side of the transmission antenna coil during transmission .
According to this configuration, by bringing the coil for the resonance antenna closer to the ID tag, the effect of the magnetic flux by the coil for the resonance antenna can be increased, and the shape of the magnetic field near the ID tag can be greatly changed. In particular, when the resonance antenna coil is configured to generate a magnetic flux by a radio signal transmitted from the transmission antenna coil, the amount of magnetic flux generated by the current induced in the resonance antenna coil depends on the transmission antenna coil. Since the amount is smaller than the amount of magnetic flux, the effect of the configuration of claim 5 is large .
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment is applied to a tallying system of a revolving sushi shop. Here, the rotating sushi shop is a shop having the following system.
[0014]
Inside the store, a loop-shaped conveyor is provided, and seats are provided along the conveyor. Sushi is placed on a plate and transported to the audience by a conveyor. The customer takes the dish on which the favorite sushi is placed from among the dishes carried by the conveyor, and after eating, the dishes are sequentially stacked on the table. The shop places the sushi on a dish of a color or a pattern according to the selling price, so that the customer can know the approximate amount to be paid to the shop from the stacked dishes and the number of dishes. After the meal, the clerk counts the number of plates by color or pattern, and determines the amount to be paid to the store.
[0015]
As shown in FIG. 8, a dish 1 (read / write object) on which sushi is placed is made of plastic such as melanin resin, for example, and has an ID tag 2 embedded therein. As shown in FIG. 7, the electric circuit of the ID tag 2 includes an antenna coil 3 for transmitting and receiving a radio signal, a resonance capacitor 4, a control IC 5, and a smoothing unit 6. The control IC 5 and the smoothing unit 6 are mounted on a printed wiring board 7.
[0016]
The control IC 5 is a one-chip semiconductor element constituting a rectifier 9, a modulator / demodulator 10, a memory 11, etc., in addition to an MPU (microprocessor unit) 8 as a control unit. Here, the memory unit 11 has an EEPROM as an erasable nonvolatile memory for temporary storage. Although not shown, the smoothing unit 6 has a smoothing capacitor, a Zener diode, and the like.
[0017]
The antenna coil 3 is connected in parallel with the resonance capacitor 4 to form a resonance circuit. When a predetermined high-frequency power radio signal is transmitted from a reader / writer which is an external transmission / reception device, And supplies it to the rectifier 9. The rectifying unit 9 constitutes an operation power supply circuit together with the smoothing unit 6. The rectifying unit 9 rectifies an electric power radio signal transmitted from the resonance circuit, smoothes the electric power radio signal by the smoothing unit 6, and supplies a constant voltage DC power (operation electric power). ) And supply it to the MPU 8 and the like.
[0018]
A signal such as data transmitted from the reader / writer is transmitted while being superimposed on a power radio signal, and the signal is demodulated by the modem 10 and provided to the MPU 8. The MPU 8 operates according to an operation program stored in a ROM included in the memory unit 11, executes a process corresponding to a signal input from the modem unit 10, and writes received data to an EEPROM included in the memory unit 11. The data is read from the memory unit 11, modulated by the modem unit 10, and transmitted as a radio signal from the antenna coil 3.
[0019]
As an ID tag transmitting / receiving device that communicates with the ID tag 2, there is a hand-held reader / writer 12 shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the hand-held reader / writer 12 includes an operation unit 13 also serving as a hand-held unit, and a head 14 provided at one end of the operation unit 13. The unit 14 is provided with a display unit 15 made of, for example, liquid crystal. The operation unit 13 is provided with a plurality of key switches, and the operation of the keys is instructed by the key switches, and various data such as a unit price of the plate 1 is input.
[0020]
As shown in FIG. 1 showing the electrical configuration of the hand-held reader / writer 12, the control unit 19 mainly includes an MPU 16, a ROM 17 storing operation programs and the like, and a RAM 18 temporarily storing data and the like. A transmission unit 20 and a reception unit 21 are connected to 19. The transmitting unit 20 is connected to the transmitting antenna coil 22, and the receiving unit 21 is connected to the receiving antenna coil 23. The transmitting antenna coil 22 and the receiving antenna coil 23 are arranged side by side inside the front part (the side where the display unit 15 is arranged) of the head 14 of the hand-held reader / writer 12 (see FIG. 4). In FIG. 1, the key switch of the operation unit 13 and the display unit 15 are omitted.
[0021]
The MPU 16 controls the whole of the handheld reader / writer 12. When communicating with the ID tag 2, first, the MPU 16 modulates the carrier signal by the transmission unit 20 and converts the carrier signal from the transmission antenna coil 22 into a power radio signal. Transmit and operate the ID tag 2. Thereafter, the data to be transmitted is superimposed on the electric wave signal for electric power, modulated by the transmission unit 20 and transmitted from the coil 22 for the transmission antenna. When the radio signal transmitted from the ID tag 2 is received, the radio signal transmitted from the ID tag 2 is received by the receiving antenna coil 23, demodulated by the receiving unit 21, and discriminated as data.
[0022]
In the transmission and reception between the hand-held reader / writer 12 and the ID tag 2, as a modulation method, frequency shift keying (FSK) in which “0” and “1” of data to be transmitted correspond to two frequencies. In this embodiment, "1" corresponds to 125 KHz and "0" corresponds to 100 KHz.
[0023]
Now, the handheld reader / writer 12 is provided with the resonance antenna coil 24 in order to be able to communicate with the ID tags 2 of all the dishes 1 stacked without moving too much. The resonance antenna coil 24 is formed in half the size of the transmission antenna coil 22 and is disposed inside the front part of the head 14. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, when the hand-held reader / writer 12 is held in a posture in which the head 14 is directed upward, the resonance antenna coil 24 is provided in front of the transmission antenna coil 22. It is arranged at a position facing the right half or the left half of the transmission antenna coil 22.
[0024]
The resonance antenna coil 24 is connected to a resonance frequency switching circuit 25 as resonance control means connected to the MPU 16. In this case, one end of the resonance antenna coil 24 is directly connected to the resonance frequency switching circuit 25, and the other end is connected to the resonance frequency switching circuit 25 via a relay 26 as opening / closing means. . The relay 26 is constituted by a switch using a semiconductor, and is controlled to be opened and closed by a drive circuit 27 operated by a drive signal from the MPU 16.
[0025]
By the way, the function of the coil of the resonance antenna coil 24 as a coil is invalidated or activated by opening and closing the relay 26. The mutual induction between the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24 occurs or does not occur depending on whether the resonance antenna coil 24 is enabled or disabled, so that the inductance of the transmission antenna coil 22 changes. Then, since the resonance frequency of the transmission antenna coil 22 changes, the output of the radio signal is reduced.
[0026]
In order to solve this problem, the transmission unit 20 is provided with an automatic tuning circuit 28 as automatic tuning means. The automatic tuning circuit 28 includes a transmission antenna coil 24 and a plurality of capacitors (not shown) forming a resonance circuit. The capacitance of the capacitor connected to the transmission antenna coil 24 is determined when the relay 26 is opened and closed. It is different from the above. Then, in order to cope with the fact that the transmission frequency differs according to “0” and “1” of the data to be transmitted, the automatic tuning circuit 28 determines whether to transmit “0” or “1”. The capacitance of the capacitor connected to the transmission antenna coil 24 is also made different.
[0027]
On the other hand, the resonance antenna coil 24 generates an induced electromotive force by a radio signal transmitted by the transmission antenna coil 22 when the relay 26 is closed. In this case, the frequency of the radio signal differs between the case where the data transmitted from the transmission antenna coil 22 is “0” and the case where the data is “1”. The resonance frequency switching circuit 25 has a function of making the resonance frequency of the resonance antenna coil 24 different between a case where the radio signal from the transmission antenna coil 22 is “0” and a case where the radio signal is “1”.
[0028]
The resonance frequency switching circuit 25 includes a resonance antenna coil 24 and a plurality of capacitors (not shown) forming a resonance circuit. Based on a control signal from the MPU 16, the capacitance of the capacitor connected to the resonance antenna coil 24 is controlled. The capacity is made different according to “0” and “1” of the data signal transmitted by the transmission antenna coil 22.
[0029]
Here, when the relay 26 is in the open state during the transmission of the hand-held reader / writer 12 and a current flows through the transmission antenna coil 22, as shown in FIG. It is near the line A passing through the center of the coil 22. When the relay 26 is closed, a current flows through both the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24, so that the direction and strength of the magnetic flux generated by the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24 change. I do. As a result, as shown in FIG. 5 (b), the magnetic flux that travels substantially straight is present near the line B that is shifted from the line A passing through the center of the transmission antenna coil 22 to the opposite side of the resonance antenna coil 24. become.
[0030]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
As shown in FIG. 6, when totaling the payment amounts of customers who have completed a meal, the operation unit 13 of the handheld reader / writer 12 is held in hand, and the head 14 of the group of dishes 1 stacked on the table is provided. Hold it at the center in the horizontal direction. At this time, as the hand-held reader / writer 12, the posture when the operation unit 13 is laid down is a comfortable posture for holding the operation unit 13, and in this state, the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24 Is in the form of being located vertically.
[0031]
In this state, an operation for starting communication is performed by the operation unit 13. Then, the MPU 16 opens the relay 26 (step S1), and in this state, sets the automatic tuning circuit 28 of the transmission unit 20 to the capacitance when the resonance antenna coil 24 is disabled, and sets the transmission antenna. The resonance frequency of the power coil 22 is made to match the frequency of the power radio signal to be transmitted (step S2).
[0032]
In this state, the MPU 16 modulates the carrier signal in the transmission unit 20 and transmits it as a power radio signal from the transmission antenna coil 22, and then transmits the power radio signal according to “0” and “1” of the data to be transmitted The signal is transmitted from the transmission antenna coil 22 while changing the frequency of the signal. At the time of transmitting this data, the MPU 16 automatically tunes so that the resonance frequency of the transmission antenna coil 22 becomes a frequency corresponding to “0” or “1” every time the transmission data changes to “0” or “1”. The circuit 28 is controlled.
[0033]
On the other hand, on the ID tag 2 side of the plate 1, the transmitted radio signal is received by the antenna coil 3, and the radio signal is rectified and smoothed by the rectifying unit 9 and the smoothing unit 6 to be converted into DC power of a constant voltage. Power supply for operation.
[0034]
By supplying the power for operation, the MPU 8 of the ID tag 2 of each plate 1 starts to operate and performs processing according to the content of the transmitted radio signal, in this case, the ID number of the plate 1 from the memory unit 11, An operation of reading data such as the type of the plate 1 and the selling price, modulating the data with the modem 10 and transmitting the data from the antenna coil 3 is performed. The radio signal transmitted from the ID tag 2 of each plate 1 is received by the receiving antenna coil 23, and the received signal is demodulated by the receiving unit 21 and stored in the RAM 18 as data (step S3).
[0035]
Here, in the handheld reader / writer 12, since the radio wave signal is transmitted only from the transmission antenna coil 22, the magnetic flux near the line indicated by A in FIG. The magnetic flux does not interlink with the use coil 3. Therefore, communication with the ID tag 2 is not possible.
[0036]
After a lapse of a predetermined time, the MPU 16 closes the relay 26 and activates the resonance antenna coil 24 (step S4). Next, the MPU 16 controls the automatic tuning circuit 28 of the transmission unit 20 so that the resonance frequency of the transmission antenna coil 22 is changed to the power radio wave in a state where the resonance antenna coil 24 and the transmission antenna coil 22 cause mutual induction. The transmission frequency of the signal is made to match (step S5).
[0037]
Thereafter, the MPU 16 changes the frequency of the radio signal in accordance with “0” and “1” of the data transmitted from the transmission antenna coil 22. At this time, the MPU 16 sets the resonance frequency of the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24 to a frequency corresponding to “0” and “1” each time the transmission data changes to “0” or “1”. The automatic tuning circuit 28 and the resonance frequency switching circuit 25 are controlled.
[0038]
Now, when the resonance antenna coil 24 is activated, the direction and strength of the magnetic flux change, and the position of the magnetic flux traveling straight changes as shown in FIG. For this reason, a magnetic flux interlinking with the antenna coil 3 of the ID tag 2 which has not been able to communicate until now is generated, and communication with the ID tag 2 becomes possible, and when communication with the ID tag 2 is completed. (The above is the step S6), and ends.
[0039]
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but can be extended or modified as follows.
The size of the resonance antenna coil 24 is not necessarily half that of the transmission antenna coil 22. For example, the configuration is such that the resonance antenna coil 24 has the same size as the transmission antenna coil 22 and the resonance antenna coil 24 is arranged next to the transmission antenna coil 22 (in the left-right direction when the head 14 is directed upward). There may be.
The read / write object is not limited to the dish 1 of the rotating sushi shop.
The modulation method is not limited to frequency shift keying.
It may be also output the same radio signal transmitting antenna coil 22 from the resonance antenna coil 24.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of a hand-held reader / writer according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a flowchart showing control contents during communication; FIG. 3 is a front view of the hand-held reader / writer; FIG. 5 is a view showing a magnetic flux when the resonance antenna coil is opened and closed. FIG. 6 is a perspective view showing a state of communication with the ID tag. FIG. 7 is a view showing an electric configuration of the ID tag. Block diagram shown [Figure 8] Perspective view of plate [Explanation of reference numerals]
In the figure, 1 is a plate, 2 is an ID tag, 3 is an antenna coil, 12 is a hand-held reader / writer (ID tag transceiver), 13 is an operation unit (hand-held unit), 14 is a head, 16 is an MPU, 19 is a control unit, 22 is a transmission antenna coil, 23 is a reception antenna coil, and 24 is a resonance antenna coil.

Claims (5)

IDタグとの間で電波信号を送受信するIDタグ用送受信装置において、
送信アンテナ用コイルと、
この送信アンテナ用コイルと中心をずらして配置された共振アンテナ用コイルと、
この共振アンテナ用コイルを開閉する開閉手段と、
この開閉手段により前記共振アンテナ用コイルが閉じられたとき、当該共振アンテナ用コイルの共振周波数を前記送信アンテナ用コイルの送信周波数と同じとなるように制御する共振制御手段
を具備してなるIDタグ用送受信装置。
In an ID tag transmitting / receiving device that transmits / receives a radio signal to / from an ID tag,
A coil for a transmitting antenna,
A resonance antenna coil that is arranged off-center from the transmission antenna coil;
Opening and closing means for opening and closing the resonance antenna coil ;
An ID comprising resonance control means for controlling the resonance frequency of the resonance antenna coil to be the same as the transmission frequency of the transmission antenna coil when the resonance antenna coil is closed by the opening / closing means. Tag transceiver.
送信のための信号の変調方式が周波数偏移変調であって、前記共振制御手段は送信周波数の変化に同期して前記共振アンテナ用コイルの共振周波数を変化させることを特徴とする請求項1記載のIDタグ用送受信装置。 2. A modulation method of a signal for transmission is frequency shift keying, and said resonance control means changes a resonance frequency of said resonance antenna coil in synchronization with a change of a transmission frequency. ID tag transmitting / receiving device. 前記送信アンテナ用コイルの共振周波数を前記開閉手段の開閉に応じて切り替えることを特徴とする請求項1または2記載のIDタグ用送受信装置。 The transmitting / receiving device for an ID tag according to claim 1 or 2 , wherein a resonance frequency of the coil for the transmitting antenna is switched according to opening / closing of the opening / closing means . 手持ち部と、この手持ち部の一端側に設けられ前記送信アンテナ用コイルおよび共振アンテナ用コイルを配設した頭部とを備え、
前記共振アンテナ用コイルは、前記送信アンテナ用コイルの半分の大きさに形成され、前記頭部を上向きとしたとき前記送信アンテナ用コイルの左側半分または右側半分に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のIDタグ用送受信装置。
A hand-held part, comprising a head provided with the transmitting antenna coil and the resonance antenna coil provided on one end side of the hand-held part,
The resonance antenna coil is formed to be half the size of the transmission antenna coil, and is provided at a position facing the left half or the right half of the transmission antenna coil when the head is directed upward. The transmitting / receiving device for an ID tag according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記共振アンテナ用コイルは、通信時の状態で前記送信アンテナ用コイルよりも前記IDタグ側となるように配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のIDタグ用送受信装置。 The ID tag according to any one of claims 1 to 4, wherein the resonance antenna coil is arranged so as to be closer to the ID tag than the transmission antenna coil in a communication state . Transmitter / receiver.
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