JP3632292B2 - 移動体識別装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器からの送信電波を受けて起動し識別用データを送信する応答器と、応答器からの識別用データを受信する質問器とを備え、質問器が受信した識別用データから応答器を保持した移動体を識別する移動体識別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の装置としては、例えば、所定の部屋や施設への入口に質問器を設け、この質問器にて、入口に接近してきた人が所持した応答器(例えばカード)から識別用データを読み取り、その読み取った識別用データから接近してきた人が予め登録された人であるかどうかを識別して、登録された人である場合にのみ、入口のドアの施錠(ロック)を解除して、入室を許可するドアロックシステム、或いは、宅配便の配送センタにおいて、集荷した荷物に応答器としての電子荷札(タグ)を設けると共に、荷物の仕分け作業を行う搬送ライン等に質問器を設け、質問器側でタグから識別用データを読みとることにより、タグが設けられた荷物の配送先を識別して、荷物の仕分け作業を自動で行なうようにした電子荷札システム等、種々の装置が知られている。
【0003】
また、この種の装置では、応答器は、使用者が携帯可能なカード、或いは物体に取付可能なタグとして、自由に移動可能に構成されることから、応答器に、電源供給用の電池を内蔵するようにしたものや、電磁誘導によって質問器側から応答器に電源を供給するようにしたものが知られている。
【0004】
そして、このうち、応答器に電池を内蔵した装置では、応答器の使用に伴い電池電圧が低下し、応答器が正常動作しなくなることから、従来では、応答器に、電池電圧を検出する電池電圧検出回路を設け、質問器からの指令により、電池電圧検出回路を動作させて、その検出結果を応答信号として送信させ、質問器側で、その応答信号から応答器の電池切れを判断して、使用者に報知するようにしていた。
【0005】
例えば、特開昭63−249284号公報には、データの書込電圧が読取電圧よりも高いEEROMを備えた応答器に対して、質問器側より電源供給を行ない、応答器側では、質問器から供給された電源電圧を昇圧してデータ書込用の電圧を生成するように構成されたシステムにおいて、応答器に電源電圧検出回路を設けて、その検出結果をステータス信号として応答器から質問器に送信するようにし、質問器が応答器のメモリにデータを書き込む際には、応答器からのステータス信号から電源電圧を確認して、応答器の電源電圧が低い場合にはデータの書き込みを中止することが開示されているが、応答器に電池を内蔵したシステムにおいて、質問器側で応答器の電池切れを判定する際には、この公報に開示されたものと同様、応答器に電源(電池)電圧検出回路を設けて、質問器側でその検出回路による測定結果を読み取り、応答器の電池切れを判断するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように質問器側で応答器の電池切れを判断する場合、従来では、質問器から応答器に対して電池電圧の検出・送信指令を出力して、応答器から電池電圧を表わす状態信号を送信させるようにしていたため、質問器と応答器との間で、本来のシステムの動作には必要のない、電池切れ判定のためだけの通信を行わなければならず、通信時間が増大してしまうといった問題がある。
【0007】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、質問器と応答器との間で、電池切れ判定のためだけの通信を行うことなく、質問器側で応答器の電池切れを正確に判定できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の移動体識別装置は、電源供給用の電池を内蔵し、質問器からの送信電波により起動して、予めメモリに格納された識別用データを送信する応答器と、応答器起動用の送信電波を発射すると共に、この送信電波を受けて起動した応答器から送信されてくる識別用データを受信する質問器とを備える。また、応答器は、電池の出力電圧が第1電圧以上のときには、質問器からの送信電波により起動して識別用データを質問器に送信可能で、電池の出力電圧が第1電圧よりも高い第2電圧以上のときには、更に、質問器からの指令に従い、メモリへのデータの書き込みを含む所定動作を実行可能に構成される。
【0009】
そして、質問器は、応答器からの識別用データの受信後、データ書込指令手段にて、応答器に所定の書込データを送信することにより、応答器に対して、書込データをメモリに書き込ませると共に、書込確認信号を送信させ、その後、電池切れ判定手段にて、応答器からの書込確認信号を受信できたか否かを判断して、書込確認信号を受信できない場合に、応答器の電池切れを判定する。
【0010】
つまり、請求項1に記載の移動体識別装置では、応答器に、電池電圧が第2電圧以上のときと第1電圧以上のときとで実行可能な通信動作が異なるものを使用し、質問器側では、応答器との間のデータ通信時に、応答器の通信動作の変化を検出することにより、応答器の電池電圧が、第2電圧以上であるか、第1電圧から第2電圧までの範囲内にあるかを判断して、第1電圧から第2電圧までの範囲内にあるときに、電池切れを判定するようにしているのである。
【0011】
このため、請求項1に記載の移動体識別装置によれば、質問器と応答器との間で、電池電圧検出用の特別なデータ通信を行うことなく、質問器側で応答器の電池切れを判定することができ、質問器と応答器との間の通信を必要最小限に抑えて、その通信時間を短縮することができる。
【0012】
次に請求項2に記載の移動体識別装置は、上記請求項1に記載の装置において、電池切れ判定手段が、応答器から書込確認信号を受信できない場合に、データ読取指令手段にて、応答器に書込データの読取指令を送信することにより、応答器に対して、メモリから書込データを読み取り、そのデータを返送させるようにし、このデータ読取指令手段からの取指令送信後に応答器からのデータを受信できない場合に、応答器の電池切れを判定する。
【0013】
これは、データ書込指令手段から応答器に書込データを送信した際、応答器側では、そのデータをメモリに書き込み、書込確認信号を送信したにも関わらず、何等かの通信不良によって、質問器側でこの書込確認信号を受信できないことも考えられるからである。つまり、本発明(請求項2)では、質問器側で、応答器の電池切れをより正確に判定できるようにするために、応答器からの書込確認信号を受信できなかった場合には、書込データの読取指令を送信して、応答器側で書込データがメモリに書き込まれたか否かを再度確認するのである。
【0014】
従って、本発明(請求項2)によれば、質問器側にて、応答器の電池切れを、より正確に判定できる。
一方、請求項3に記載の移動体識別装置は、請求項1又は請求項2に記載の装置と同様、電源供給用の電池を内蔵し、質問器からの送信電波により起動して、予めメモリに格納された識別用データを送信する応答器と、応答器起動用の送信電波を発射すると共に、この送信電波を受けて起動した応答器から送信されてくる識別用データを受信する質問器とを備えている。
【0015】
そして、本発明(請求項3)では、応答器が、識別用データの送信等を行うための動作クロックを発生するクロック発生源として、電池電圧の低下に伴い発振周波数が低下する発振回路を備え、質問器は、応答器からの送信データ受信時に、送信速度検出手段にて、そのデータの受信時間から応答器側の送信速度を検出し、その検出された送信速度が所定速度以下であるときに、電池切れ判定手段にて、応答器の電池切れを判定する。
【0016】
つまり、請求項3に記載の移動体識別装置では、応答器のクロック発生源に、例えばCR発振器のような、電池電圧の低下に伴い発振周波数が低下する発振回路を用いることにより、応答器の通信特性(詳しくは送信速度)が電池電圧に応じて変化するようにし、質問器側では、応答器との間のデータ通信時に、応答器の送信速度を検出して、その検出した送信速度が所定速度以下であるときに応答器の電池切れを判定するようにしているのである。
【0017】
従って、本発明(請求項3)によれば、請求項1に記載の移動体識別装置と同様、質問器と応答器との間で、電池電圧検出のためだけの通信を実行することなく、質問器側で応答器の電池切れを判定することができ、質問器と応答器との間の通信を必要最小限に抑えて、その通信時間を短縮することができる。
【0018】
また特に、本発明(請求項3)では、質問器側にて、応答器からのデータの送信速度を検出するだけでよいため、質問器側にて応答器の起動時に送信されてくる識別用データを受信するだけでよいシステム、つまり、識別用データに基づく移動体の識別後に、質問器から応答器に書込データを送信して、応答器のメモリにデータを書き込む必要のないシステムであっても適用することができる。
【0019】
次に、請求項4に記載の移動体識別装置は、上記請求項3に記載の装置において、応答器のメモリには、起動時に送信する識別用データの一つとして、出荷時の送信速度が記憶されており、質問器側に設けられた電池切れ判定手段は、送信速度検出手段にて検出された送信速度と、受信した識別用データに含まれる応答器出荷時の送信速度とを比較することにより、応答器の電池電圧を推定して、応答器の電池切れを判定する。
【0020】
即ち、請求項3に記載のように、応答器のクロック発生源を、電池電圧の低下に伴い発振周波数が低下する発振回路にて構成した場合、質問器側で、応答器のデータの送信速度から電池電圧の低下を検出することはできるものの、電池電圧と送信速度との相対関係は、発振回路の発振周波数によって変化するので、発振回路の特性にばらつきがあると、それに応じて、質問器側での電池電圧の検出特性も変化してしまう。また、質問器側での電池電圧の検出特性は、発振回路の特性のばらつきだけでなく、質問器側での送信速度の検出誤差によっても変化する。
【0021】
そこで本発明(請求項4)では、応答器のメモリに、出荷時(換言すれば電池が新品であるとき)の送信速度を記憶しておき、これを識別用データの一つとして応答器から送信させることにより、質問器側で応答器の送信速度から電池切れを判定する際には、実際の送信速度と識別用データに含まれる初期の送信速度を比較することにより、そのときの電池電圧を正確に推定して、電池切れを判定できるようにしているのである。
【0022】
従って、本発明(請求項4)によれば、質問器側にて、応答器の電池切れをより正確に判定できるようになる。
なお、質問器側で応答器の電池切れを判定した際には、応答器の識別用データと共にその旨を記憶するようにし、定期的に、電池切れを判定した応答器のリストを打ち出して、その応答器の使用者や管理者等に、電池の交換或いは応答器の交換(電池を交換できない場合)を促すようにしてもよいが、前述のドアロックシステムのように、応答器を個人が所持して使用するようなシステムであれば、請求項5に記載のように、質問器に報知手段を設け、電池切れ判定手段にて応答器の電池切れを判定した際には、その旨を報知手段にて速やかに報知するようにすることが望ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
図1は本発明を入室管理用のドアロックシステムに適用した実施例の構成を表わすブロック図である。
【0024】
図1に示す如く、本実施例のドアロックシステムは、例えば研究所等の施設において、各部屋への入室用のドアに設けられた電気鍵であるドアロック装置2と、常時はドアロック装置2をロック状態に保持し、必要に応じてロックを解除して入室を許可するドアコントローラ4と、ドアコントローラ4からの信号を受けてシステムの動作状態等を表示する表示装置6と、ドアに入室しようとする人が近付いてきたときに、その人が所持したメモリカード(本発明の応答器であり、以下の説明では単にカードという)30からその人固有の識別用データ(以下、IDデータという)を読み出し、これをドアコントローラ4に出力する質問器10とから構成されている。
【0025】
尚、質問器10及び表示装置6は、ドア付近の壁に取り付けられている。これは、質問器10はカード30との間でデータ通信を行なう必要があり、表示装置6はドアコントローラ4側の動作状態等を見易く表示するためである。
また、質問器10は、図2に示す如く、カード30との間でデータ通信を行なうための送受信用のアンテナ12と、カード30を起動してIDデータをはじめとする各種データを送信させるための所定周波数の搬送波(以下キャリアという)を発生するキャリア発振器14と、キャリア発振器14からのキャリアにデータを重畳する変調器16と、変調器16を通過したキャリアをアンテナ12側に出力すると共に、アンテナ12からの受信信号を分離するサーキュレータ18と、サーキュレータ18にて分離された受信信号を検波する検波器22と、この検波器22からの検波信号を取り込み、カード30からの送信データを復元してドアコントローラ4に転送すると共に、変調器16に送信用のデータを出力して、キャリアにこのデータを重畳させるCPU20とから構成されている。
【0026】
このため、質問器10からは、通常は無変調のキャリアが送信され、CPU20が送信用のデータを出力しているときに、そのデータに応じて変調された変調信号が送信されることになる。
一方、カード30には、図3に示す如く、例えばリチウム電池等からなる電源供給用の電池32が内蔵されている。また、カード30には、質問器10からの送信信号を受信する受信用のアンテナ34と、質問器10から送信されてきたキャリアを反射することにより質問器10にIDデータ等の各種データを送信する送信用のアンテナ50との2種類のアンテナが備えられている。
【0027】
そして、アンテナ34からの受信信号は、検波器36にて検波された後、増幅器38にて増幅されて、CPU40に入力される。また検波器36にて検波された受信信号は、比較器46にも入力される。比較器46は、検波後の受信信号の電圧レベルが所定レベル以上か否かを判断することにより、カード30(詳しくはカードの使用者)が質問器10近傍の通信エリア内に入ったか否かを判断するためのものであり、受信信号の電圧レベルが所定レベル以上で、カード30が質問器10近傍の通信エリア内に入ったと判断すると、電池32から、増幅器38,CPU40,及びCPU40の動作クロックを発生するクロック発振器42への給電経路に設けられた電源スイッチ(SW)48をオンして、これら各部を起動する。
【0028】
このため、カード30は、カード30の使用者が質問器10の設置されたドアに近付き、カード30が質問器10の通信エリア内に入るまでの間は、通信動作を停止しており、カード30が質問器10の通信エリア内に入ると、増幅器38,CPU40,クロック発振器42が起動されて、質問器10との間の通信を開始することになる。
【0029】
また、CPU40には、CPU40の動作用のプログラム,IDデータ,質問器10からの送信データ等を記憶するメモリ44が接続されると共に、IDデータ等を質問器10に送信するための変調器52が接続されている。なお、変調器52は、CPU52から出力される送信データに応じてダイオードの導通・非導通を変えてインピーダンスを変更することで、アンテナ50が受信した質問器10からのキャリアを反射するか吸収するかを切り換える。つまり、カード30は、質問器10から送信されてくるキャリアを利用して、IDデータ等の各種データを送信するようにされている。
【0030】
また次に増幅器38は、電池電圧VD が、CPU40等が動作可能な第1電圧(例えば2V)よりも高い第2電圧(例えば2.4V)以上であるときに動作するようにされている。つまり増幅器38は、図4に示すように、検波後の受信信号を増幅する増幅回路38aに加えて、電源スイッチ48を介して電池から電源供給を受けているとき、その供給電圧にて電池電圧判定用の基準電圧を生成する基準電圧発生回路38bと、この生成された基準電圧と電池電圧VD とを比較して、電池電圧VD が第2電圧以上であるか否かを判断する電圧検知回路38cと、この電圧検知回路38cにて電池電圧VD が第2電圧以上であると判断されたときに、電圧検知回路38cからの出力信号により、電池32から増幅回路38aへの給電経路を導通する電源スイッチ38dとを備え、電池電圧VD が第2電圧よりも低いときには、増幅回路38aへの給電を禁止して、その動作を停止するようにされている。
【0031】
なおこれは、電池電圧VD がCPU40が動作可能な最低電圧(第1電圧)であるときには、CPU40において質問器10からのデータを正確に復元できずにメモリ44に誤ったデータを書き込んでしまうとか、或いは質問器10からのデータを復元できても、そのデータをメモリ44に正確に書き込むことができない、といったことが考えられるためであり、上記のように構成することにより、質問器10からの送信データをメモリ44に正確に書き込むことができるようにしているのである。
【0032】
この結果、例えば図5に示す如く、カード30において、メモリ44からデータを読み取って質問器10に送信することのできる「読み取り可能範囲」は、電池電圧VD が最大電圧(例えば3.2V)から第1電圧(例えば2V)に低下するまでの電圧範囲内となり、質問器10からのデータを受信してメモリ44に書き込むことのできる「書き込み可能範囲」は、電池電圧VD が最大電圧(例えば3.2V)から第2電圧(例えば2.4V)に低下するまでの電圧範囲内となる。
【0033】
次に、上記のように構成された本実施例のドアロックシステムにおける、質問器10,カード30及びドアコントローラ4の動作について、図6に示すフローチャートに沿って説明する。
図6に示すように、質問器10のCPU20は、通常、キャリア発振器14からのキャリアをアンテナ12からそのまま送信させるキャリア送信処理(S100;Sはステップを表わす)を実行する。そして、この状態でカード30が質問器10の通信エリア内に入ると、カード30側では、比較器46にてその旨が判定されて、CPU40等の内部回路が起動する(S200)。すると、カード30のCPU40は、メモリ44に格納されたプログラムに従い、メモリ44からIDデータを読み込み、これを変調器52に出力することにより、アンテナ50からIDデータを送信させる(S210)。なお、このとき、カード30の電池電圧VD が、第1電圧(例えば2V)よりも低い場合には、CPU40が起動しないので、IDデータは送信されない。
【0034】
このように、カード30が質問器10の通信エリア内に入って正常動作すると、カード30からIDデータが送信されるので、質問器10のCPU20は、アンテナ12によりカード30からのIDデータが受信され、その受信信号がサーキュレータ18及び検波器22を介して入力されたか否かを判断することにより、通信エリア内に入ったカード30からIDデータが送信されてくるのを待つ(S110)。そして、質問器10のCPU20は、カード30からのIDデータを受信すると、このIDデータをドアコントローラ4に出力する(S120)。
【0035】
すると、ドアコントローラ4は、このIDデータが予め登録されているか否かを判断することにより、ドアを開くかどうかを判定し(S310)、IDデータが登録されており、ドアを開く場合には、ドアロック装置2によるドアロックを解除して、IDカードを所持した人の入室を許可する(S320)。なお、IDデータが解読不能であったり、登録されていない場合には、ドアのロック状態を保持する。
【0036】
一方、質問器10のCPU20は、IDデータをドアコントローラ4に出力した後は、変調器16に所定の書込データ(当該質問器が設置されたドアの位置や現在時刻等のデータ)を出力することにより、アンテナ12からカード30に書込データを送信させる、データ書込指令手段としての処理を実行する(S130)。
【0037】
このように質問器10から送信された書込データは、カード30のアンテナ34にて受信され、検波器36,増幅器38を介して、カード30側のCPU40に入力される。するとCPU40は、その受信した書込データをメモリ44に書き込み(S230)、その後、書込確認信号を変調器52に出力することにより、アンテナ50から書込確認信号を送信させる。
【0038】
なお、このとき、カード30の電池電圧VD が、第2電圧(例えば2.4V)よりも低い場合には、増幅器38が動作せず、CPU40には書込データが入力されないので、質問器10から送信された書込データはメモリ44に書き込まれず、カード30から書込確認信号が送信されることはない。
【0039】
またこのように、カード30側で、質問器10からの書込データを受信してそのデータをメモリ44に書き込むと、カード30から書込確認信号が送信されるので、質問器10のCPU20は、カード30からの書込確認信号を受信できたか否かを判断することにより、カード30が正常動作しているか否かを判断する、電池切れ判定手段としての処理を実行する(S140)。
【0040】
そして、カード30からの書込確認信号を受信できない場合には、カード30はIDデータを送信できるにもかかわらず、書込確認信号を送信できない状態であるので、電池電圧VD は第1電圧から第2電圧の範囲内にあり、電池32が寿命切れ(電池切れ)間近であると判断して、カード30の電池切れを表わすデータをドアコントローラ4に出力する(S150)。
【0041】
すると、ドアコントローラ4は、先に入力されたIDデータに関連付けて、そのカード30の電池切れを記憶し、表示装置6にその旨を表示して、カード30の使用者に、カード30が電池切れ間近である旨を報知する(S330)。
以上説明したように、本実施例においては、カード30が、電池32の電池電圧VD が第2電圧以上であれば、質問器10側からデータを読み書きでき、電池電圧VD が第1電圧以上,第2電圧未満であれば、質問器10側でIDデータの読み出しだけが行なえるようにされている。そして、質問器10側では、カード30からIDデータを受信した後は、アンテナ12から所定の書込データを送信することにより、カード30に対して、そのデータをメモリ44に書き込ませると共に書込確認信号を送信させ、この書込確認信号を受信できたか否かによって、カード30の電池切れを判断して、電池切れを判断したときには、その旨を表わすデータをドアコントローラ4に出力することにより、ドアコントローラ4に対して電池切れを記憶させると共に表示させる。
【0042】
このため、カード30の使用者は、表示装置6の表示状態から電池の交換時期を知ることができる。また、ドアロックシステムの管理者は、ドアコントローラ4に電池切れとして記憶されたカード30のリストを定期的に検索することにより、電池切れ間近なカード30を知ることができ、そのカード30の使用者に対して、電池交換(カード30が電池交換できないものであればカード交換)を催促することができる。
【0043】
また特に、本実施例では、質問器10側でカード30の電池切れを判断するために、質問器10からカード30に対して電池電圧の検出指令を送信して、電池電圧の検出データを送信させる、電池切れ判断のための特別なデータ通信を行なう必要はなく、質問器10側からカード30のメモリ44にデータを書き込むデータ通信の実行時に、質問器10側でカード30の電池切れを判断できる。このため、電池切れ判断のために、質問器10とカード30との間の通信時間が長くなることもなく、従来装置に比べて通信時間を短縮することができる。
【0044】
また、本実施例のようなドアロックシステムの場合、質問器10側でカード30からのIDデータを読み込むことができれば、ドアロックを解除することができる。このため、カード30の電池電圧VD が、質問器10側で電池切れが判断される第1電圧以上第2電圧未満の状態である場合、使用者がドアを通った履歴等をカード30に書き込むことはできないものの、電池電圧VD が第1電圧よりも低くなるまでの間は、カード30を利用してドアを通過することができる。
【0045】
例えば、電池32がリチウム電池の場合、その電圧は、図7に示すように、使用が進むにつれ低下するが、第2電圧:2.4Vから第1電圧:2Vまでの間は、電池の全寿命の数%程度残っているため(図7に示すA領域参照)、電池切れが報知されてから実際にカード30が使えなくなるまでは、充分余裕がある。
【0046】
なお、図7は、リチウム電池を、抵抗値15KΩ,30KΩ,68KΩの抵抗器を介して、夫々、定電流180μA,90μA,40μAで放電させたときの、放電時間に対する電池電圧の変化を表わす、所謂放電特性図である。
従って、使用者は、質問器10からの書込データをカード30のメモリ44に書き込むことによりカード30の使用の履歴を残す必要がなければ、所望のタイミングで電池交換等を行なえばよく、使い勝手を向上できる。
【0047】
ここで、本実施例では、質問器10にてカード30の電池切れを判断した際には、その旨を表わすデータをドアコントローラ4に出力して、報知手段としての表示装置6に電池切れを表示させるものとして説明したが、ドアコントローラ4側では、電池切れを判定したカードを記憶するようにしているため、こうした電池切れの報知は必ずしも実行する必要はない。また、電池切れを報知する場合には、例えば、音声や警報音等を発生することによって電池切れを報知するようにしてもよく、表示と音との組み合せにより電池切れを報知するようにしてもよい。また更に、表示装置6に電池切れを表示する際には、表示装置6に、例えば「電池を交換して下さい」と入ったメッセージを表示するようにしてもよく、ランプやLED等を点灯することにより電池切れを報知するようにしてもよい。
【0048】
一方、本実施例では、カード30において、電池電圧VD が第2電圧よりも低い場合に、CPU40による受信データの復元及びメモリ44へのデータの書き込みを禁止するために、増幅器38に電池電圧VD が第2電圧以上か否かを判定して、その動作を停止させる、基準電圧発生回路38b,電圧検知回路38c及び電源スイッチ38dを設けたが、増幅器38にこれら各部を設ける代わりに、例えば図8に示すように、CPU40に、CPU本体40aとは別に、電池電圧VD が第2電圧以上か否かを判定するための、基準電圧発生回路40b及び電圧検知回路40cを設け、電圧検知回路40cによる判定結果をCPU本体40aに入力して、CPU本体40a側で、電池電圧VD が第2電圧以上である場合にだけ、増幅器38から受信データを取り込むようにしてもよい。
【0049】
そして、CPU40をこのように構成した場合には、CPU40側にて、質問器10からの送信データの内、メモリ44への書込データをはじめとする、特定のデータ(指令)に対する処理動作のみを実行しないようにすることができ、カード30側での信号処理動作を自由に設定することができるようになる。
【0050】
また、EEPROMでは、データを読み出し可能な電圧に対して、データを書き込み可能な電圧が高いことから、メモリ44にEEPROMを使用した場合には、EEPROM自体の動作特性を利用して、質問器10側で電池切れを判定することができる。そして、この場合、電池電圧VD がEEPROMにデータを書き込み可能な電圧(つまり第2電圧)以上であれば、CPU40が誤動作することもないので、増幅器38やCPU40に電池電圧判定用の基準発生回路,電圧検知回路等を設ける必要はなく、カード30の回路構成をより簡素化することができる。また、このように電池電圧VD 判定用の回路を設ける必要がないため、電池32の電力消費量を抑制して、電池32の延命化を図ることもできる。
【0051】
また、上記実施例のように、電池電圧VD が第2電圧以上であるときにだけ増幅器38を動作させるには、増幅器38自体の最低動作電圧が第2電圧となるように、増幅器38の増幅率や回路特性等を設定するようにしてもよい。そして、このようにすれば、増幅器38に、基準電圧発生回路38b,電圧検知回路38c,電源スイッチ38dを設ける必要はないため、増幅器38、延いてはカード30の回路構成を簡素化できると共に、電池32の電力消費量を抑制して、電池32の延命化を図ることができる。
【0052】
また次に、上記実施例においては、質問器10側での電池切れの判定を、書込データの送信後に、カード30から書込確認信号が送信されてきたか否かを判断することにより行なうものとして説明したが、この場合、カード30側にて書込データをメモリ44に書き込み、書込確認信号を送信したにもかかわらず、ノイズの混入等による何等かの通信異常によって、質問器10側で書込確認信号を受信できず、電池切れを判定してしまうことも考えられる。
【0053】
そこで、このような問題を解決するために、例えば図9に示す如く、質問器10において、書込データ送信後に、書込確認信号を受信できないと判断した際(S140:NO)には、カード30に、書込データを読み取るデータ読取命令を送信して(S160)、先に書き込んだ書込データを読み取る読取処理(S250)、及びその読み取った書込データを送信する送信処理(S240)を実行させる、データ読取指令手段としての処理を実行し、データ読取命令の送信後に、カード30から先に送信した書込データが送信されてきたかどうかを判定して(S170)、書込データが送信されてきた場合には、カード30の電池電圧VD は正常であると判断して、ドアコントローラ4への電池切れデータの出力は禁止し、データ読取命令を送信してもカード30から書込データが送信されてこない場合にのみ、電池切れを判定して、その旨を表わすデータをドアコントローラ4に出力する(S180)ようにしてもよい。
【0054】
そして、このようにすれば、質問器10側で、カード30の電池切れをより正確に判定でき、使用者に対して電池切れを正確に報知することが可能になる。なお、図9において、質問器10におけるS100〜S140の動作、カード30におけるS200〜S240の動作、ドアコントローラ4におけるS310〜S320の動作は、図6に示した対応するステップ番号の動作と全く同様であるので、説明は省略する。
【0055】
以上、本発明の一実施例として、カード30側でのIDデータの送信に必要な電圧と、受信データをメモリ44に書き込むのに必要な電圧との差を利用して、質問器10側でカード30の電池電圧VD の低下を判定する、ドアロックシステムについて説明した。しかしこのような方法は、質問器10からカード30に対してデータの書き込みを行なうシステムにおいては有効であるが、質問器10からカード30に対してデータの書き込みを行なう必要のないシステム、つまり質問器10側ではカード30からIDデータを読み込むだけでよいシステムでは、データ書き込みのための無駄な通信を実行しなければならなくなってしまう。
【0056】
そこで、このようなシステムでは、カード30側にてCPU40の動作クロックを発生するクロック発振器42をCR発振器にて構成し、質問器10側にて、カード30からのIDデータの送信速度を検出することにより、カード30の電池電圧VD の低下(換言すれば電池切れ)を判定するようにすればよい。
【0057】
つまり、クロック発振器42にCR発振器を用いた場合、CPU40の内部クロック周波数fは、図10に示す如く、電池電圧VD の低下に伴い低下する。一方、CPU40は、IDデータ等を送信する際には、クロック発振器42から出力される動作クロックに同期してデータを1bit毎にデータ1bit分を変調器52に出力することから、CPU40からのデータの送信速度は、クロック発振器42の発振周波数に応じて変化する。
【0058】
従って、クロック発振器42にCR発振器を用いた場合には、図11に示す如く、電池電圧VD が高ければ、CPU40の内部クロック周波数f,データの送信速度が共に高くなり、1データ当たりの送信時間は短くなる。また逆に、電池電圧VD が低ければ、CPU40の内部クロック周波数f,データの送信速度が共に低くなり、1データ当たりの送信時間は長くなる。
【0059】
このため、質問器10からカード30にデータを書き込む必要のないシステムにあっては、カード30側のクロック発振器42にCR発振器を用い、質問器10側にて、カード30がIDデータを送信するのに要する送信時間からカードの送信速度を検出するようにすれば、無駄な通信を実行することなく、カード30の電池切れを判定できるようになるのである。
【0060】
そこで次にドアロックシステムをこのように構成した場合の、質問器10,カード30及びドアコントローラ4の動作について、図12に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、この場合、質問器10及びカード30には、図2及び図3に示した上記実施例と同様のものを使用することができるので、以下の説明では、質問器10及びカード30を構成する各部については、図2,図3に示したものと同様の符号を付し、構成の説明は省略する。
【0061】
図12に示すように、質問器10のCPU20は、通常、上記実施例と同様に、キャリア送信処理(S400)を実行して、キャリア発振器14からのキャリアをそのまま送信する。そして、この状態でカード30が質問器10の通信エリア内に入ると、上記実施例と同様、カード30内のCPU40等の内部回路が起動し(S200)、CPU40は、メモリ44に格納されたプログラムに従い、メモリ44からIDデータを読み込み、これを変調器52に出力することにより、アンテナ50からIDデータを送信させる(S210)。なお、本実施例は、質問器10からカード30にデータを書き込まないシステムであるので、カード30側の動作はこれだけである。
【0062】
次に、質問器10側では、CPU20が、アンテナ12,サーキュレータ18及び検波器22を介してカード30のIDデータが入力されたか否かを判断することにより、通信エリア内に入ったカード30からIDデータが送信されてくるのを待つ(S410)。そして、CPU20は、カード30のIDデータが入力されると、このIDデータをドアコントローラ4に出力する(S420)。
【0063】
すると、ドアコントローラ4は、上記実施例と同様、このIDデータが予め登録されているか否かを判断することにより、ドアを開くかどうかを判定し(S310)、IDデータが登録されており、ドアを開く場合には、ドアロック装置2によるドアロックを解除して、IDカードを所持した人の入室を許可する(S320)。
一方、質問器10のCPU20は、IDデータをドアコントローラ4に出力した後は、IDデータの受信に要した時間から、カード30側のデータの送信速度を算出する、送信速度検出手段としての処理を実行する(S430)。そして、この算出した送信速度が予め設定された所定値以下であるか否かを判断し(S440)、送信速度が所定値以下であれば、カード30の電池電圧VD は低く、電池32が寿命切れ間近であると判断して、カード30の電池切れを表わすデータをドアコントローラ4に出力する(S450)。すると、ドアコントローラ4は、上記実施例と同様、先に入力されたIDデータに関連付けて、そのカード30の電池切れを記憶し、表示装置6にその旨を表示して、カード30を所持した使用者に電池切れ間近である旨を報知する(S330)。
【0064】
なお、質問器10において、算出した送信速度から電池切れを判定する所定値としては、カード30を電池切れを判定したい電池電圧VD で動作させたときの送信速度を設定しておけばよい。例えば、カード30の送信速度が、電池電圧VD =3.2Vのときには38.4kbpsとなり、電池電圧VD =2.4Vのときには25kbpsとなる場合、そのカード30の電池切れを、電池電圧VD が2.4V以下で判定させる際には、所定値として、25kbpsを設定すればよい。
【0065】
以上のように、本実施例では、質問器10とカード30との間で電池切れ判定のためのデータ通信を行なうことなく、またカード30側に電池電圧判定用の回路を設けることなく、質問器10側でカード30の電池切れを正確に判定することができる。また、特に本実施例の場合、質問器10側の判定動作のみでカード30の電池切れを判定できるので、上記実施例のように、質問器10からカード30に書込データを送信して、カード30のメモリ44にデータを書き込むシステムであっても、また質問器10からカード30にデータを送信する必要のないシステムであっても適用することができ、その使用範囲を拡大できる。
【0066】
なお、上記説明では、質問器10にてカード30のデータの送信速度から電池切れを判定するに当たって、予め設定された所定値を用いるものとしたが、例えば、カード30のメモリ44に、カード出荷時に測定した送信速度を記憶しておき、カード30の起動時には、IDデータの一つとして、この出荷時の送信速度を送信するようにすれば、質問器10側にて、電池切れをより正確に判定することができるようになる。
【0067】
つまり、カード30からIDデータの一つとして、出荷時の送信速度を送信するようにすれば、図13に示す如く、質問器10において、カード30側のデータの送信速度を算出(S430)した後、今回算出した送信速度と、出荷時の送信速度との比率から、現在の電池電圧VD を推定し(S460)、この推定した電圧電圧VD が所定値以下であるか否かを判断して(S470)、推定した電池電圧VD が所定値以下であるとき、カード30の電池切れを判断して、ドアコントローラ4にその旨を表わすデータを出力する(S480)することができる。
【0068】
そして、この場合、質問器10側にて、電池電圧VD を正確に推定することができるので、クロック発振器42をはじめとするカード30側の通信系のばらつき、質問器10側での送信速度の算出誤差、等によって生じる電池切れの判定誤差を小さくすることができ、電池切れをより正確に判定することが可能になる。
【0069】
以上、本発明をドアロックシステムに適用した実施例について説明したが、本発明は、質問器と、質問器からの送信電波を受けて、IDデータ等の識別用データを送信する応答器とを備えた移動体識別装置であれば、前述の電子荷札システム等、種々のシステムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ドアロックシステム全体の構成を表わすブロック図である。
【図2】質問器の構成を表わすブロック図である。
【図3】カードの構成を表わすブロック図である。
【図4】カード内の増幅器の構成を表わすブロック図である。
【図5】カードの電池電圧に対する動作特性を説明する説明図である。
【図6】質問器,カード,及びドアコントローラの動作を説明するフローチャートである。
【図7】電池電圧の変化(リチウム電圧の放電特性)を説明する説明図である。
【図8】電池電圧判定用の回路を設けたCPUの構成を表わすブロック図である。
【図9】図6に示したフローチャートの変形例を表わすフローチャートである。
【図10】カードのクロック発振器にCR発振器を用いた場合の電池電圧に対する内部クロック周波数の変化を説明する説明図である。
【図11】カードのクロック発振器にCR発振器を用いた場合の電池電圧に対する送信速度の変化を説明する説明図である。
【図12】カードのクロック発振器にCR発振器を用いた場合の質問器,カード,及びドアコントローラの動作を説明するフローチャートである。
【図13】図12に示したフローチャートの変形例を表わすフローチャートである。
【符号の説明】
2…ドアロック装置 4…ドアコントローラ 6…表示装置
10…質問器 12…アンテナ 14…キャリア発振器
16…変調器 18…サーキュレータ 20…CPU 22…検波器
30…カード(応答器) 32…電池 34,50…アンテナ
36…検波器 38…増幅器 40…CPU 42…クロック発振器
44…メモリ 46…比較器 48…電源スイッチ 52…変調器
Claims (5)
- 電源供給用の電池を内蔵し、質問器からの送信電波により起動して、予めメモリに格納された識別用データを送信する応答器と、
該応答器起動用の送信電波を発射すると共に、該送信電波を受けて起動した応答器から送信されてくる識別用データを受信する質問器と、
を備え、該質問器が受信した識別用データから応答器を保持した移動体を識別して、該移動体に対する所定の動作を実行する移動体識別装置において、
前記応答器は、
前記電池の出力電圧が第1電圧以上のときには、前記質問器からの送信電波により起動して前記識別用データを前記質問器に送信可能で、前記電池の出力電圧が該第1電圧よりも高い第2電圧以上のときには、更に、前記質問器からの指令に従い、前記メモリへのデータの書き込みを含む所定動作を実行可能に構成され、
前記質問器は、
前記応答器からの識別用データの受信後、前記応答器に所定の書込データを送信することにより、前記応答器に対して、該書込データを前記メモリに書き込ませると共に、書込確認信号を送信させるデータ書込指令手段と、
該データ書込指令手段が前記書込データを送信した後、前記応答器から返送されてくる書込確認信号を受信できたか否かを判断し、該書込確認信号を受信できない場合に、前記応答器の電池切れを判定する電池切れ判定手段と、
を備えたことを特徴とする移動体識別装置。 - 前記電池切れ判定手段は、前記書込確認信号を受信できない場合に、更に、前記応答器に前記書込データの読取指令を送信することにより、前記応答器に対して、前記メモリから前記書込データを読み取り、該書込データを返送させるデータ読取指令手段を備え、該データ読取指令手段からの読取指令送信後に前記応答器から書込データを受信できない場合に、前記応答器の電池切れを判定することを特徴とする請求項1に記載の移動体識別装置。
- 電源供給用の電池を内蔵し、質問器からの送信電波により起動して、予めメモリに格納された識別用データを送信する応答器と、
該応答器起動用の送信電波を発射すると共に、該送信電波を受けて起動した応答器から送信されてくる識別用データを受信する質問器と、
を備え、該質問器が受信した識別用データから応答器を保持した移動体を識別して、該移動体に対する所定の動作を実行する移動体識別装置において、
前記応答器は、前記識別用データの送信等を行うための動作クロックを発生するクロック発生源として、電池電圧の低下に伴い発振周波数が低下する発振回路を備え、
前記質問器は、
前記応答器からの送信データ受信時に、該データの受信時間から応答器側の送信速度を検出する送信速度検出手段と、
該送信速度検出手段にて検出された送信速度が所定速度以下であるとき、前記応答器の電池切れを判定する電池切れ判定手段と、
を備えたことを特徴とする移動体識別装置。 - 前記応答器のメモリには、前記識別用データの一つとして、出荷時の送信速度が記憶され、
前記電池切れ判定手段は、前記送信速度検出手段にて検出された送信速度と、前記受信した識別用データに含まれる応答器出荷時の送信速度とを比較することにより、前記応答器の電池電圧を推定して、前記応答器の電池切れを判定することを特徴とする請求項3に記載の移動体識別装置。 - 質問器は、前記電池切れ判定手段にて応答器の電池切れを判定すると、その旨を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれか記載の移動体識別装置。
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