JP3734912B2 - 無線式非接触id認識装置 - Google Patents

無線式非接触id認識装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線式非接触ID認識装置における質問器と応答器の送受信回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、例えば、特公平5−3509号公報に開示されるものがあった。
従来この種の装置は、上記文献の第7頁第26行乃至第44行及び第4図、第5図に開示されるものがあり、質問器から応答器への送信リクエスト信号及び応答器からの返送信号は、AM変調等の搬送波を利用するものであり、また携帯型の応答器は質問器からのリクエストに対応するため、受信復調回路部に常に、または間欠的に電池電圧を供給する必要があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上述べた従来の応答器では、間欠的に動作させたとしても、受信復調回路部の消費電力が大きいため、電池寿命が短くなり、短期間で交換しなければならないという欠点があった。
本発明は、上記問題点を除去し、受信復調回路部の消費電力を低減させ、電池寿命を長くすることができる無線式非接触ID認識装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕リクエスト信号無線送信回路とID信号無線受信回路を有する質問器と、リクエスト信号無線受信回路とID信号無線送信回路を有する応答器とを備えた無線式非接触ID認識装置において、前記質問器から前記応答器への無線通信は前記質問器のリクエスト信号無線送信回路部の送信アンテナに500V以上の高電圧パルスを発生させるようにしたものである。
【0005】
〔2〕上記〔1〕記載の無線式非接触ID認識装置において、前記質問器のリクエスト信号無線送信回路はリクエスト信号制御回路と高電圧パルス発生回路と送信アンテナで構成され、前記高電圧パルス発生回路がパワー半導体スイッチング素子とトランスを有するようにしたものである。
〔3〕上記〔1〕記載の無線式非接触ID認識装置において、前記応答器のリクエスト信号無線受信回路は受信アンテナと起動回路で構成され、この起動回路が抵抗とCMOSゲート素子を有するようにしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の回路ブロック図である。
この図に示すように、無線式非接触ID認識装置は、質問器1と応答器2で構成される。質問器1はリクエスト信号無線送信回路3とID信号無線受信回路4と外部あるいは内部にIDコード記憶部5を有するマイクロコンピュータ6と外部インタフェース(以下、IFという)回路7で構成される。
【0007】
更に、前記リクエスト信号無線送信回路3は、リクエスト信号制御回路8と高電圧パルス発生回路9と送信アンテナ10で構成され、また前記ID信号無線受信回路4は受信アンテナ11と受信復調回路12で構成される。
次に、応答器2はリクエスト信号無線受信回路13とID信号無線送信回路14と外部あるいは内部にIDコード記憶部15を有するマイクロコンピュータ16と電池17で構成されている。
【0008】
更に、リクエスト信号無線受信回路13は、受信アンテナ18と起動回路19で構成され、また、ID信号無線送信回路14は送信アンテナ20と搬送波発振回路21を有する変調回路22で構成される。
図2は本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の質問器のリクエスト信号無線送信回路の具体的回路図である。
【0009】
この図に示すように、抵抗22,23,24,25と、トランジスタ26,27で構成される回路は、マイクロコンピュータ6(図1参照)の出力(HVon)を入力とし、その出力はパワートランジスタ28のベースに接続される。また、抵抗29,30、トランジスタ31で構成される回路は、マイクロコンピュータ6の出力(HVoff )を入力とし、その出力はパワートランジスタ28のベースに接続される。
【0010】
パワートランジスタ28の出力であるコレクタは、トランス32の一次コイル側に接続される。また、トランス32の二次コイル出力(HVO)は、送信アンテナ10に接続される。
図3は本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の応答器のリクエスト信号無線受信回路の具体的回路図である。
【0011】
この図に示すように、受信アンテナ18の出力(HV1)は、その一端がアースに接続された抵抗33の他端に接続され、更に、CMOSインバータ34の入力に接続される。そのインバータ出力(IP)はワンショット回路35に接続され、その出力(TRIG)はマイクロコンピュータ16(図1参照)の外部割り込み端子に接続される。
【0012】
次に、全体の動作について図1を参照しながら説明する。
マイクロコンピュータ6は、質問器1の外部装置から応答器2へのリクエスト要求を、外部IF回路7を介して受け取ると、リクエスト信号制御回路8へ制御信号を出力する。リクエスト信号制御回路8は、その制御信号に基づいて高電圧パルス発生回路9を制御する。高電圧パルス回路9で発生した高電圧、例えば、500V以上が、送信アンテナ10に印加され、アンテナ近傍の電界を乱す。
【0013】
一方、応答器2の受信アンテナ18は、その乱れた電界をキャッチし、それを入力とする起動回路19は、スリープ中のマイクロコンピュータ16の外部割り込み端子に電圧変化を与えることにより、マイクロコンピュータ16を起動する。起動したマイクロコンピュータ16はIDコード記憶部15のIDコードを搬送波発振回路21で発生する搬送波を変調して、高周波の電波として送信アンテナ20から放射される。
【0014】
なお、高電圧パルス回路9で発生する高電圧は、500Vのオーダーを下がると、電波の送信距離が落ちるので、ここでは、500V以上に設定することが望ましい。
次に、質問器1の受信アンテナ11が、その電波をキャッチすると、受信復調回路12でIDコード変換されたマイクロコンピュータ6は、IDコード記憶部5のIDコードと比較照合し、照合結果に基づく制御信号を外部IF回路7を介して外部装置へ出力する。
【0015】
次に、図2及び図2の入出力電圧波形を表した図4を用いてリクエスト信号無線送信回路の動作を説明する。
マイクロコンピュータ6(図1参照)の出力信号HVonがL→Hになると、トランジスタ26,27がONとなり、抵抗25を介してパワートランジスタ28にベース電流が流れ、パワートランジスタ28はON状態となる、トランス32の一次側に一次電流が流れる。その時、二次側出力電圧(HVO)には、電磁誘導により、約電源電圧の巻線倍の電圧(この場合には、負の電圧で表す)が発生する。
【0016】
次に、前記HVonがH→L、もう1つのマイクロコンピュータ6の出力信号HVoff がL→Hになると、トランジスタ26,27がOFF、またトランジスタ31がONとなるため、パワートランジスタ28は急激にOFF状態となり、トランス32の磁性コアに蓄えられたエネルギーが放出しようとして、その一次側に高電圧の逆起電圧が発生する。
【0017】
更に、二次側にはその巻線倍の高電圧が発生する。この電圧が送信アンテナ10を介して近傍の電界を乱す。
次に、図3及び図3の入出力電圧波形を表した図5を用いてリクエスト信号無線受信回路の動作を説明する。
応答器2の受信アンテナ18(図1参照)で、その近傍の電界の乱れをキャッチするアンテナ受信電圧(HVI)は、電界の乱れ具合に応じて入力抵抗33の両端に電圧を発生させるその発生電圧が、CMOSインバータ34のスレッシュ電圧を越えると、その出力IPはLとなる。このLの区間はHVIの大きさにより、数個所発生する可能性があるが、後続のワンショット回路35により1つのパルス波形(TRIG)に整形され、マイクロコンピュータ16の割り込み端子に電圧変化を与え、スリープ状態のマイクロコンピュータ16を起動する。
【0018】
上記のように構成したので、質問器1に高電圧パルス発生回路9を有するリクエスト信号無線送信回路3を設けたこと及び応答器2に起動回路19を有するリクエスト信号無線受信回路13を設けたことにより、応答器2のマイクロコンピュータ16は質問器1がリクエストする時だけ起動すればよく、応答器2の電池17の平均消費電力を、従来に比べ大きく低減させることができるため、電池交換の頻度を減らすことができる。
【0019】
また、耐用年限が短いような機器など、用途によっては、電池交換が不要になり、この場合、実装構造の簡便化が可能となり、更に、起動回路も簡素なため、小型化、低コスト化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0020】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、質問器に高電圧パルス発生回路を有するリクエスト信号無線送信回路と、応答器に起動回路を有するリクエスト信号無線受信回路とを設けたことにより、応答器のマイクロコンピュータは、質問器がリクエストする時だけ起動すればよく、応答器の電池の平均消費電力を、従来に比べ大幅に低減することができため、電池交換の頻度を減らすことができる。
【0021】
また、用途によっては、電池の交換を不要にすることも可能であり、その場合、実装構造を簡便化できる。
更に、起動回路も簡素なため、小型化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の回路ブロック図である。
【図2】本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の質問器のリクエスト信号無線送信回路の具体的回路図である。
【図3】本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の応答器のリクエスト信号無線受信回路の具体的回路図である。
【図4】本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の質問器のリクエスト信号無線送信回路の動作タイミングチャートである。
【図5】本発明の実施例を示す無線式非接触ID認識装置の応答器のリクエスト信号無線受信回路の動作タイミングチャートである。
【符号の説明】
1 質問器
2 応答器
3 リクエスト信号無線送信回路
4 ID信号無線受信回路
5,15 IDコード記憶部
6,16 マイクロコンピュータ
7 外部インタフェース(IF)回路
8 リクエスト信号制御回路
9 高電圧パルス発生回路
10,20 送信アンテナ
11,18 受信アンテナ
12 受信復調回路
13 リクエスト信号無線受信回路
14 ID信号無線送信回路
17 電池
19 起動回路
21 搬送波発振回路
22 変調回路
22,23,24,25,29,30,33 抵抗
26,27,31 トランジスタ
28 パワートランジスタ
32 トランス
34 CMOSインバータ
35 ワンショット回路

Claims (3)

  1. リクエスト信号無線送信回路とID信号無線受信回路を有する質問器と、リクエスト信号無線受信回路とID信号無線送信回路を有する応答器とを備えた無線式非接触ID認識装置において、
    前記質問器から前記応答器への無線通信は前記質問器のリクエスト信号無線送信回路部の送信アンテナに500V以上の高電圧パルスを発生させることを特徴とする無線式非接触ID認識装置。
  2. 請求項1記載の無線式非接触ID認識装置において、前記質問器のリクエスト信号無線送信回路はリクエスト信号制御回路と高電圧パルス発生回路と送信アンテナで構成され、前記高電圧パルス発生回路がパワー半導体スイッチング素子とトランスを有することを特徴とする無線式非接触ID認識装置。
  3. 請求項1記載の無線式非接触ID認識装置において、前記応答器のリクエスト信号無線受信回路は受信アンテナと起動回路で構成され、該起動回路が抵抗とCMOSゲート素子を有することを特徴とする無線式非接触ID認識装置。
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