JP3700927B2 - 非接触移動体識別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場の自動化ラインにおける製品、部品の管理、または搬送システムなどにおける製品の非接触移動体識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非接触移動体識別装置は、質問器と応答器とからなっており、質問器は、上位制御機器からの指令信号に基づいてコマンド（応答器のメモリの書き換え情報となる指令信号）を生成して送信回路で、変調後に応答器に伝送する。応答器は、識別対象の移動体に固定されると共に、質問器からのコマンドを復調して内蔵メモリへのデータを書込んだり、読み出したり（メモリの記憶内容の書き換え）、応答信号（質問器に送信する応答信号）を変調して質問器に伝送している。
【０００３】
そして、応答器は、質問器の送信変調波から電力と受信データとを取り出し、電池を内蔵せずに電力の供給をしている。また、質問器の送信回路は、位相変調を採用しているので、変調信号の位相変化に伴い、送信波の振幅が減少する。したがって、電力伝送効率及び通信信頼性を向上するために該位相変化点における振幅変化を急峻にしている。
【０００４】
一方、自己の送信信号の誤受信を防止するために、質問器の受信回路は、送信信号の搬送波の周波数ｆｃ１を除去するフィルタを用いたり、送信信号とリンクした機能などを有するソフトウエアで送信中を検出して、受信機能を停止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記質問器と応答器間における電力伝送効率及び通信信頼性を向上させるために、前記位相の変化を急峻にする手段として、アンテナの線径を変化したり、直列に抵抗を挿入したりして送信ループアンテナの増幅率（以下、Ｑ値という。）を低めに選定しているが、アンテナの抵抗値を大きくするか巻数を少なくしなければならず、送信出力が低下するという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、送信出力が低下しにくく、通信の信頼性が向上する非接触移動体識別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するためにこの発明による非接触移動体識別装置は、識別対象の移動体に固定されると共に、送信された指令信号を復調して内蔵メモリへデータを書込み又は読み出し、生成した応答信号を変調して伝送する応答器と、上記応答器に上記指令信号を伝送し、送られてきた上記応答信号を受信して、復調されたデータを生成する質問器とを備えた非接触移動体識別装置において、上記質問器に、上記指令信号を搬送波で位相変調する変調手段と、この変調手段の出力信号を増幅する増幅手段と、上記変調手段により位相変調する信号の位相の変化を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいて上記質問器から送信される送信信号の位相変化点における振幅を低下させるように上記増幅手段の増幅率を変化させる増幅率制御手段と、を備え、上記応答器に、上記質問器から送信された送信信号の振幅の低下に基づいて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１はこの発明の実施の形態１による非接触移動体識別装置の全体構成を示す結線図、図２は質問器の送信部を示す結線図である。図１及び図２において、非接触移動体識別装置は、上位制御機器１と、この上位制御機器１により制御される質問器２、及び応答器３とを備え、質問器２から応答器３へ指令信号４及び応答器３の電力を伝送しており、指令信号４を伝送していなくとも常時、無変調の電力波を送信している。
【０００９】
質問器２は、送信部と受信部とインターフェイス回路（以下、Ｉ／Ｆ回路という。）とから成り、送信部は、上位制御機器１からＩ／Ｆ回路１０を介して送信される指令信号を変調すると共に、送信中であることを検出する変調手段及び送信検出手段としての変調回路１１と、変調データを抵抗Ｒ１を介して増幅する増幅手段としての増幅器１４と、変調回路１１から出力される位相変化点パルスによりスイッチングされ、位相変化点において増幅器１４に帰還抵抗Ｒｆを接続して増幅器１４のゲインを増加または減少させる増幅率変更手段としてのスイッチ回路１７と、増幅器１４の出力を応答器１へ送信する送信アンテナ回路１９とから成っている。
【００１０】
受信部は、応答器３の応答信号５を受信する受信手段としての受信アンテナ回路２１と、送信信号４のキャリア周波数ｆｃ１などを阻止すると共に、応答器３の応答信号５のキャリア周波数ｆｃ２を通過する特性を有するフィルタ回路２３と、変調回路１１の送信中信号のオン・オフと反対の動作をするように接続され、フィルタ回路２３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換すると共に、送信中信号Ｘによってこの変換動作を停止する変換手段及び停止手段としての比較回路２５と、比較回路２５の出力である応答信号の復調を成す復調手段としての復調回路２７とを備えている。
【００１１】
応答器３は、質問器２との送信信号の送受信を行う送受信アンテナ回路３１と、振幅位相変調された信号を復調したり、応答信号を変調したりする変復調回路３３と、この変復調回路３３と信号を送受して、指令信号４を解析したり応答信号５を作成したりする制御回路３５と、この制御回路３５によりデータを読み書きするメモリ３７とから成っている。なお、３０は、送受信アンテナ回路３１が受信した電力（電流）を整流して応答器３の電源とする電源整流回路である。
【００１２】
次に、上記のように構成された非接触移動体識別装置の動作を図１から図３によって説明する。図３は図２の各部の動作を示すタイムチャートで、図２における位相変調前データ（原信号）Ａ、位相変調後の変調データＢ、位相変化信号Ｐ、送信アンテナ回路１９のアンテナ電流（電圧）Ｉの各波形を示すものである。
【００１３】
まず、上位制御機器１から送られた伝送データを、質問器２はＩ／Ｆ回路１０を介して変調回路１１によりキャリア周波数ｆｃ１で位相変調した変調データを増幅器１４により増幅し、送信アンテナ回路１９により応答器３に指令信号を送信する。一方、変調回路１１は、指令信号を変調することにより送信中信号Ｘを発生し、送信中信号Ｘに基いて比較回路２５をオフする。
【００１４】
したがって、質問器２の受信アンテナ回路２１は、指令信号４の周波数成分のうち、応答信号５の周波数ｆｃ２に近い周波数成分も受信してフィルタ回路２３もパスし、ノイズが入力されるものの比較回路２５がオフであるため、出力が生じない。よって、データの誤受信を防止できるので、通信の信頼性が向上する。
【００１５】
また、前記変調回路１１における方式、特定のタイミングＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・・で、原信号Ａが零の時に位相変調させるものであり、まず、原信号ＡがタイミングＳ１において零であるので、変調回路１１は位相変化信号Ｐ１を発生し、同時に、原信号Ａに対応する基本位相から１８０°反転する。
【００１６】
位相変化信号Ｐがスイッチ回路１７に入力され、スイッチングすることにより増幅回路１４に帰還抵抗Ｒｆを接続して、増幅器１４のゲインを減少し、増幅器１４の出力を減少してアンテナ電流Ｉの位相変化点での振幅を低くし、位相変化点におけるアンテナ電流Ｉを減少させる。また、位相変化信号Ｐがローになってスイッチ回路１７がオフし、増幅器１４のゲインが復帰して増幅器１４の出力を増加させ、アンテナ電流Ｉを増加させることで、アンテナ電流Ｉを急峻に変化させる。
【００１７】
この指令信号４を受信した応答器３は、送受信アンテナ回路３１の受信電流波形も位相変化点での振幅変化が拡大する。これは、タイミングＳ３，Ｓ４でも同様である。よって、検波の信頼性、通信信頼性が向上する。なお、応答器３は、指令信号４の位相の変化する点における送信信号の振幅の低下に基いて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を設け、位相変化検出手段の有無で復調することで、質問器２からの指令信号４の復調が容易になる。
【００１８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図４によって説明する。図４中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示し、説明を省略する。図４において、質問器２には、Ｉ／Ｆ回路１０を介して上位制御機器１から調歩同期式により送られたデータを以下のようにハード的に処理する信号処理部１０１とを備えている。信号処理部１０１は、伝送データのスタートビットを検出するビット検出手段と、ビット検出手段の信号に基いて比較回路２５を停止させる停止手段と、ビット検出手段の信号に基いて、所定のフレーム分スタートビットを検出しなければ送信中信号を停止する停止手段とを有している。
【００１９】
次に、上記のように構成された非接触移動体識別装置の動作を図４及び図５を用いて説明する。なお、図５は図４の各部の動作を示すタイミングチャートで、送信コマンドデータＮ、送信中信号Ｘ、応答信号５の復調前データＺの各波形を示している。
まず、信号処理部１０１は、スタートビットの検出により変調回路１１が送信中信号Ｘを出力して比較回路２５の動作を停止し、受信禁止状態にする（タイミングＳ３１）。信号処理部１０１は、送信コマンドデータＮが終了するとストップビットからデータが変化しないので、送信コマンドデータＮが終了したことを検出する。このとき信号処理部１０１は、最後のスタートビット（タイミングＳ３２）から所定のフレーム分に相当する時間を経過しても、スタートビットが来ないとき送信コマンドデータＮが終了したとみなし、変調回路１１が送信中信号Ｘをローとして受信許可状態にする（タイミングＳ３３）。
【００２０】
比較回路２５は動作が許可されたので、応答信号５による受信データを出力し、このデータを復調回路２７で復調して通信する（Ｓ３４）。なお、送信中信号Ｘは、応答信号５を受信する前にローとすることは言うまでもない。
【００２１】
以上のように、この発明によれば、質問器には、送信信号を搬送波で、位相変調する変調手段と、この変調手段の出力信号を増幅する増幅手段と、上記変調手段により位相変調する信号の位相の変化を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいて上記質問器から送信される送信信号の位相変化点における振幅を低下させるように上記増幅手段の増幅率を変化させる増幅率制御手段を備え、上記応答器に、上記質問器から送信された送信信号の振幅の低下に基づいて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を備えることにより、質問器から応答器に送る送信波の出力が低下しにくく、質問器からの送信信号の復調が容易となって、通信の信頼性が向上する非接触移動体識別装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す非接触移動体識別装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の質問器の送信部を示す結線図である。
【図３】図２の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２を示す非接触移動体識別装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図４の各部の動作を示すタイムチャートである。
【符合の説明】
１ 上位制御機器 ２ 質問器
３ 応答器 ４ 指令信号
５ 応答信号 １０ インターフェイス回路
１１ 変調回路 １４ 増幅回路
１７ スイッチ回路 １９ 送信アンテナ回路
２１ 受信アンテナ回路 ２３ フィルタ回路
２５ 比較回路 ２７ 復調回路
３０ 電源整流回路 ３１ 送受信アンテナ回路
３３ 変復調回路 ３５ 制御回路
３７ メモリ １０１ 信号処理部
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場の自動化ラインにおける製品、部品の管理、または搬送システムなどにおける製品の非接触移動体識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非接触移動体識別装置は、質問器と応答器とからなっており、質問器は、上位制御機器からの指令信号に基づいてコマンド（応答器のメモリの書き換え情報となる指令信号）を生成して送信回路で、変調後に応答器に伝送する。応答器は、識別対象の移動体に固定されると共に、質問器からのコマンドを復調して内蔵メモリへのデータを書込んだり、読み出したり（メモリの記憶内容の書き換え）、応答信号（質問器に送信する応答信号）を変調して質問器に伝送している。
【０００３】
そして、応答器は、質問器の送信変調波から電力と受信データとを取り出し、電池を内蔵せずに電力の供給をしている。また、質問器の送信回路は、位相変調を採用しているので、変調信号の位相変化に伴い、送信波の振幅が減少する。したがって、電力伝送効率及び通信信頼性を向上するために該位相変化点における振幅変化を急峻にしている。
【０００４】
一方、自己の送信信号の誤受信を防止するために、質問器の受信回路は、送信信号の搬送波の周波数ｆｃ１を除去するフィルタを用いたり、送信信号とリンクした機能などを有するソフトウエアで送信中を検出して、受信機能を停止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記質問器と応答器間における電力伝送効率及び通信信頼性を向上させるために、前記位相の変化を急峻にする手段として、アンテナの線径を変化したり、直列に抵抗を挿入したりして送信ループアンテナの増幅率（以下、Ｑ値という。）を低めに選定しているが、アンテナの抵抗値を大きくするか巻数を少なくしなければならず、送信出力が低下するという問題点があった。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、送信出力が低下しにくく、通信の信頼性が向上する非接触移動体識別装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するためにこの発明による非接触移動体識別装置は、識別対象の移動体に固定されると共に、送信された指令信号を復調して内蔵メモリへデータを書込み又は読み出し、生成した応答信号を変調して伝送する応答器と、上記応答器に上記指令信号を伝送し、送られてきた上記応答信号を受信して、復調されたデータを生成する質問器とを備えた非接触移動体識別装置において、上記質問器に、上記指令信号を搬送波で位相変調する変調手段と、この変調手段の出力信号を増幅する増幅手段と、上記変調手段により位相変調する信号の位相の変化を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいて上記質問器から送信される送信信号の位相変化点における振幅を低下させるように上記増幅手段の増幅率を変化させる増幅率制御手段と、を備え、上記応答器に、上記質問器から送信された送信信号の振幅の低下に基づいて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態を図１及び図２によって説明する。図１はこの発明の実施の形態１による非接触移動体識別装置の全体構成を示す結線図、図２は質問器の送信部を示す結線図である。図１及び図２において、非接触移動体識別装置は、上位制御機器１と、この上位制御機器１により制御される質問器２、及び応答器３とを備え、質問器２から応答器３へ指令信号４及び応答器３の電力を伝送しており、指令信号４を伝送していなくとも常時、無変調の電力波を送信している。
【０００９】
質問器２は、送信部と受信部とインターフェイス回路（以下、Ｉ／Ｆ回路という。）とから成り、送信部は、上位制御機器１からＩ／Ｆ回路１０を介して送信される指令信号を変調すると共に、送信中であることを検出する変調手段及び送信検出手段としての変調回路１１と、変調データを抵抗Ｒ１を介して増幅する増幅手段としての増幅器１４と、変調回路１１から出力される位相変化点パルスによりスイッチングされ、位相変化点において増幅器１４に帰還抵抗Ｒｆを接続して増幅器１４のゲインを増加または減少させる増幅率変更手段としてのスイッチ回路１７と、増幅器１４の出力を応答器１へ送信する送信アンテナ回路１９とから成っている。
【００１０】
受信部は、応答器３の応答信号５を受信する受信手段としての受信アンテナ回路２１と、送信信号４のキャリア周波数ｆｃ１などを阻止すると共に、応答器３の応答信号５のキャリア周波数ｆｃ２を通過する特性を有するフィルタ回路２３と、変調回路１１の送信中信号のオン・オフと反対の動作をするように接続され、フィルタ回路２３のアナログ出力信号をデジタル信号に変換すると共に、送信中信号Ｘによってこの変換動作を停止する変換手段及び停止手段としての比較回路２５と、比較回路２５の出力である応答信号の復調を成す復調手段としての復調回路２７とを備えている。
【００１１】
応答器３は、質問器２との送信信号の送受信を行う送受信アンテナ回路３１と、振幅位相変調された信号を復調したり、応答信号を変調したりする変復調回路３３と、この変復調回路３３と信号を送受して、指令信号４を解析したり応答信号５を作成したりする制御回路３５と、この制御回路３５によりデータを読み書きするメモリ３７とから成っている。なお、３０は、送受信アンテナ回路３１が受信した電力（電流）を整流して応答器３の電源とする電源整流回路である。
【００１２】
次に、上記のように構成された非接触移動体識別装置の動作を図１から図３によって説明する。図３は図２の各部の動作を示すタイムチャートで、図２における位相変調前データ（原信号）Ａ、位相変調後の変調データＢ、位相変化信号Ｐ、送信アンテナ回路１９のアンテナ電流（電圧）Ｉの各波形を示すものである。
【００１３】
まず、上位制御機器１から送られた伝送データを、質問器２はＩ／Ｆ回路１０を介して変調回路１１によりキャリア周波数ｆｃ１で位相変調した変調データを増幅器１４により増幅し、送信アンテナ回路１９により応答器３に指令信号を送信する。一方、変調回路１１は、指令信号を変調することにより送信中信号Ｘを発生し、送信中信号Ｘに基いて比較回路２５をオフする。
【００１４】
したがって、質問器２の受信アンテナ回路２１は、指令信号４の周波数成分のうち、応答信号５の周波数ｆｃ２に近い周波数成分も受信してフィルタ回路２３もパスし、ノイズが入力されるものの比較回路２５がオフであるため、出力が生じない。よって、データの誤受信を防止できるので、通信の信頼性が向上する。
【００１５】
また、前記変調回路１１における方式、特定のタイミングＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・・で、原信号Ａが零の時に位相変調させるものであり、まず、原信号ＡがタイミングＳ１において零であるので、変調回路１１は位相変化信号Ｐ１を発生し、同時に、原信号Ａに対応する基本位相から１８０°反転する。
【００１６】
位相変化信号Ｐがスイッチ回路１７に入力され、スイッチングすることにより増幅回路１４に帰還抵抗Ｒｆを接続して、増幅器１４のゲインを減少し、増幅器１４の出力を減少してアンテナ電流Ｉの位相変化点での振幅を低くし、位相変化点におけるアンテナ電流Ｉを減少させる。また、位相変化信号Ｐがローになってスイッチ回路１７がオフし、増幅器１４のゲインが復帰して増幅器１４の出力を増加させ、アンテナ電流Ｉを増加させることで、アンテナ電流Ｉを急峻に変化させる。
【００１７】
この指令信号４を受信した応答器３は、送受信アンテナ回路３１の受信電流波形も位相変化点での振幅変化が拡大する。これは、タイミングＳ３，Ｓ４でも同様である。よって、検波の信頼性、通信信頼性が向上する。なお、応答器３は、指令信号４の位相の変化する点における送信信号の振幅の低下に基いて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を設け、位相変化検出手段の有無で復調することで、質問器２からの指令信号４の復調が容易になる。
【００１８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図４によって説明する。図４中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示し、説明を省略する。図４において、質問器２には、Ｉ／Ｆ回路１０を介して上位制御機器１から調歩同期式により送られたデータを以下のようにハード的に処理する信号処理部１０１とを備えている。信号処理部１０１は、伝送データのスタートビットを検出するビット検出手段と、ビット検出手段の信号に基いて比較回路２５を停止させる停止手段と、ビット検出手段の信号に基いて、所定のフレーム分スタートビットを検出しなければ送信中信号を停止する停止手段とを有している。
【００１９】
次に、上記のように構成された非接触移動体識別装置の動作を図４及び図５を用いて説明する。なお、図５は図４の各部の動作を示すタイミングチャートで、送信コマンドデータＮ、送信中信号Ｘ、応答信号５の復調前データＺの各波形を示している。
まず、信号処理部１０１は、スタートビットの検出により変調回路１１が送信中信号Ｘを出力して比較回路２５の動作を停止し、受信禁止状態にする（タイミングＳ３１）。信号処理部１０１は、送信コマンドデータＮが終了するとストップビットからデータが変化しないので、送信コマンドデータＮが終了したことを検出する。このとき信号処理部１０１は、最後のスタートビット（タイミングＳ３２）から所定のフレーム分に相当する時間を経過しても、スタートビットが来ないとき送信コマンドデータＮが終了したとみなし、変調回路１１が送信中信号Ｘをローとして受信許可状態にする（タイミングＳ３３）。
【００２０】
比較回路２５は動作が許可されたので、応答信号５による受信データを出力し、このデータを復調回路２７で復調して通信する（Ｓ３４）。なお、送信中信号Ｘは、応答信号５を受信する前にローとすることは言うまでもない。
【００２１】
以上のように、この発明によれば、質問器には、送信信号を搬送波で、位相変調する変調手段と、この変調手段の出力信号を増幅する増幅手段と、上記変調手段により位相変調する信号の位相の変化を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に基づいて上記質問器から送信される送信信号の位相変化点における振幅を低下させるように上記増幅手段の増幅率を変化させる増幅率制御手段を備え、上記応答器に、上記質問器から送信された送信信号の振幅の低下に基づいて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を備えることにより、質問器から応答器に送る送信波の出力が低下しにくく、質問器からの送信信号の復調が容易となって、通信の信頼性が向上する非接触移動体識別装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す非接触移動体識別装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の質問器の送信部を示す結線図である。
【図３】図２の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２を示す非接触移動体識別装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図４の各部の動作を示すタイムチャートである。
【符合の説明】
１ 上位制御機器 ２ 質問器
３ 応答器 ４ 指令信号
５ 応答信号 １０ インターフェイス回路
１１ 変調回路 １４ 増幅回路
１７ スイッチ回路 １９ 送信アンテナ回路
２１ 受信アンテナ回路 ２３ フィルタ回路
２５ 比較回路 ２７ 復調回路
３０ 電源整流回路 ３１ 送受信アンテナ回路
３３ 変復調回路 ３５ 制御回路
３７ メモリ １０１ 信号処理部
Claims (1)
- 識別対象の移動体に固定されると共に、送信された指令信号を復調して内蔵メモリへデータを書込み又は読み出し、生成した応答信号を変調して伝送する応答器と、上記応答器に上記指令信号を伝送し、送られてきた上記応答信号を受信して、復調されたデータを生成する質問器とを備えた非接触移動体識別装置において、
上記質問器に、
上記指令信号を搬送波で位相変調する変調手段と、
この変調手段の出力信号を増幅する増幅手段と、
上記変調手段により位相変調する信号の位相の変化を検出する検出手段と、
この検出手段の検出信号に基づいて上記質問器から送信される送信信号の位相変化点における振幅を低下させるように上記増幅手段の増幅率を変化させる増幅率制御手段と、を備え、
上記応答器に、
上記質問器から送信された送信信号の振幅の低下に基づいて位相の変化の有無を検出する位相変化検出手段を備えたことを特徴とする非接触移動体識別装置。
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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