JP3742045B2 - Wireless tag and telemetry system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品や人の状態を読み取り、その管理を行うテレメトリシステムに係わり、特に、物品や人から得たセンサデータを無線タグを用いて上位装置に転送するテレメトリシステム、及びそのテレメトリシステムで使用するのに適した無線タグに関する。
【0002】
【従来の技術】
無線タグは、ICチップとアンテナを内部に埋め込んだ電子荷札(タグ)であり、貼付した物品や人の識別や制御をワイヤレスで行うことができる。例えば荷物の収集・配送を行う物流管理システムにおいて、ベルトコンベア上を移動している荷物を、配送トラックに搭載する場合、物流管理システムはアンテナと質問機を用いて荷物に貼付されている無線タグから配送先を読み取り、配送トラックに搭載できるようにベルトコンベアを切り換える。
【0003】
このような無線タグを用いたシステムでは、アンテナの通信エリア内に複数の無線タグが存在した場合、質問機からの送信信号に全ての無線タグが返信信号を送るため、無線タグと質問機間で混信を起こし、質問機は無線タグを識別できなくなるという問題がある。複数の無線タグと質問機の混信を防止し、それぞれの無線タグを識別できる従来技術として、WO98/21691に記載されている識別方法がある。
【0004】
この識別方法では、質問機と複数の無線タグは次のように動作する。それぞれの無線タグは質問機の質問コマンドに対し、各々の識別ビットを返信する。質問機は多く受信した識別ビットをIDビットとして無線タグに送信する。それぞれの無線タグは受信したIDビットと返信した識別ビットが等しい場合、次の識別ビットを返信する。無線タグは受信したIDビットと返信した識別ビットが等しくない場合、残りの識別処理には参加せず、再び質問機が質問コマンドを出すまで無応答となる。この処理を繰り返すことにより、最終的には1つの無線タグのみが識別される。一度識別された無線タグは、質問機より初期化コマンドを受信するまで識別処理には参加しない。この識別処理を繰り返すことで全ての無線タグを識別することができる。
【0005】
このように従来の技術では、質問機が受信した識別ビットを無線タグにIDビットとして送ることで、それぞれの無線タグに識別処理への参加を判定させ、最終的に1つの無線タグを識別することができる。また一度識別された無線タグは、質問機より初期化コマンドを受信するまで返信を返さなくなるので、質問機と無線タグ間の混信が減り通信状態が向上する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
物品や人を管理する場合、識別だけでなく、物品や人の状態を監視することが重要である。従来の技術を用いることにより、無線タグを持つ物品や人がアンテナの通信エリア内に多数存在しても、それぞれの物品や人を識別することはできるが、無線タグに物品や人の状態(=センサデータ)を記憶することができないため、物品や人を監視することは困難である。
【0007】
これまで離れた物品や人の監視には、テレメトリシステムが使われてきた。テレメトリシステムでは、例えば血圧や脈拍など人の生体データを上位装置に送信する場合、血圧センサや脈拍センサのデータを記憶するセンサ装置と、記憶したセンサデータを上位装置に送信する無線機を用いてきた。しかし無線機を使うテレメトリシステムでは、物品や人によって割り当てる周波数を変える必要があり、多数の物品や人を監視することは困難である。
【0008】
また、従来の技術では、質問機が受信した識別ビットによって無線タグが選別されていくため、無線タグのIDビットにより、質問機との通信開始時間が変化する。無線タグにセンサデータを記憶できるようになった場合、質問機との通信が開始できないために無線タグのセンサデータが満杯になり、質問機で受信するセンサデータに欠落が生じることが考えられる。また、一度選別処理された無線タグは、質問機から初期化コマンドを受信するまで返信を返さなくなるが、無線タグにセンサデータを記憶できるようになった場合、初期化コマンドを受信するまでに無線タグのセンサデータが満杯になり、質問機で受信するセンサデータが欠落することがある。
【0009】
本発明の目的は、割り当て周波数管理を必要としないテレメトリシステム及び無線タグを提供することにある。
また本発明の他の目的は、無線タグ内のセンサデータが満杯になる前に質問機との通信を開始し、センサデータを欠落させないテレメトリシステム及び無線タグを提案することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の無線タグは、アンテナと、アンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、識別符号を記憶する識別領域及びデータを記憶するデータ領域を有する不揮発性メモリと、不揮発性メモリに対するデータの読み出し及び書き込みを制御するタグ制御部と、接続されている外部センサからの入力信号をタグ制御部の制御下にセンサデータに変換しタグ制御部に送るセンサ制御部とを備えることを特徴とする。
識別領域は、各無線タグを識別するための不変の識別符号と、通信優先度を表す可変の情報とを記憶するために用いることができる。
【0011】
前記無線タグは、通信優先度設定部を備え、当該通信優先度設定部は、不揮発性メモリのデータ領域に記憶されているセンサデータの量に基づいて通信優先度を表す情報を生成し、当該情報を前記識別領域の一部に書き込むようにしてもよい。通信優先度設定部は、データ領域の容量と当該データ領域に記憶されているセンサデータの量から計算されるセンサデータ領域の使用率に基づいて通信優先度を表す優先ビットを生成し、生成した優先ビットを識別領域の識別符号の前に書き込む。
【0012】
タグ制御部は、質問コマンド待ち受け状態で質問機からの質問コマンドを受信したとき不揮発性メモリの識別領域の先頭ビットを送信し、その後、質問機から受信した受信ビットと送信ビットが一致すれば識別領域の次のビットを送信し、不一致であれば質問コマンド待ち受け状態に戻る制御を行うものとすることができる。
前記無線タグは、不揮発性メモリのデータ領域に記憶されているセンサデータの量が設定値を超えたとき無線タグ内の制御状態を初期化する機能を有する通信制御初期化部を備えることができる。
【0013】
本発明によるテレメトリシステムは、質問機と、それぞれ異なるセンサに接続された複数の無線タグとを含み、各センサのデータを質問機を介して個別に取り出すテレメトリシステムにおいて、無線タグは、タグアンテナと、タグアンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、当該無線タグを識別するための識別符号を記憶する識別領域及びデータを記憶するデータ領域を有する不揮発性メモリと、不揮発性メモリに対するデータの読み出し及び書き込みを制御するタグ制御部と、接続されたセンサからの入力信号をタグ制御部の制御下にセンサデータに変換しタグ制御部に送るセンサ制御部とを備え、質問機は、無線タグと通信を行うためのアンテナと、アンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、受信データを記憶するためのメモリと、無線タグにコマンドを送信する送信部と、無線タグからの受信信号を解析する受信部と、各部の動作を制御する制御部とを備え、質問機から複数の無線タグに向けて質問コマンドを送信する処理、質問コマンドを受信した無線タグが各々の識別領域の先頭ビットを送信する処理、受信したビットあるいは受信したビットの1つを質問機が複数の無線タグに向けて送信する処理、受信ビットと先に送信したビットとが一致すれば識別領域の次のビットを送信し、不一致であれば質問コマンド待ち受け状態に戻る無線タグの処理、によって1つの無線タグを識別する識別処理を行い、識別された1つの無線タグに対してセンサデータの読み出し処理を行うことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図において、同等の機能部分には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本発明によるテレメトリシステムの一例を示す全体模式図である。ここでは、複数の患者にセンサと無線タグを装着し、患者の生体データを収集する医療用テレメトリシステムを例にとって説明する。
【0015】
このテレメトリシステムは、患者4a〜4cの状態を検出するセンサ6a〜6d、センサ6a〜6dに接続されセンサデータを記憶する無線タグ5a〜5d、アンテナ3を通して無線タグ5a〜5dと通信を行う質問機1を備える。質問機1で受信されたセンサ6a〜6dのセンサデータは、質問機1から制御装置2に送信される。
【0016】
図2は、本発明による無線タグの構成例を示すブロック図である。この無線タグ5は、質問機1との通信を行う際に用いるアンテナ21、無線タグ5全体を制御するタグ制御回路23、センサ6の信号を数値データに変換し、変換したセンサデータをタグ制御回路23に送るセンサ制御回路24、タグ制御回路の制御下にあり無線タグ5の識別データであるIDやセンサデータを記憶するEEPROM等の不揮発性メモリ20、タグアンテナ21が質問機1から受信した高周波信号から受信データを復調し、タグ制御回路23に伝えたり、タグ制御回路23からのデータを質問機1に送信するために変調を行うタグ変復調回路22を備える。このように、無線タグ5は外部のセンサ6に接続されてセンサ6からのセンサデータを取り込み、それを質問機に対して送信する機能を有する。
【0017】
図3は、質問機の構成例を示すブロック図である。この質問機1は、無線タグ5と通信を行うために用いるアンテナ3、質問機全体を制御するCPU33、CPU33の制御下にあり無線タグ5から受信したセンサデータや無線タグ5のIDを記憶するメモリ34、CPU33の制御により無線タグ5にコマンドを送信する送信回路32、無線タグ5から受信した信号から「1」あるいは「0」を検出し、CPU33に結果を伝える受信回路35、送信回路32からの送信コマンドを変調しアンテナ3に送信したり、無線タグ5からの受信データを復調し受信回路35に伝える変復調回路31を備える。
【0018】
無線タグ5と質問機1は、無線タグ5が質問機1からのコマンドを解釈し、そのコマンドに対して応答を返すことにより通信を行う。図4に、質問機1の命令(コマンド)の一覧表を示す。例えば、コマンド1は輻輳制御プロトコル状態を初期状態に戻す初期化コマンドである。コマンド2〜7は輻輳制御用のコマンドである。コマンド7は質問コマンドであり、このコマンドによって無線タグの識別が開始される。同様に、コマンド8はデータ読み出しコマンド、コマンド9はデータ書込みコマンドである。
【0019】
(1)無線タグの識別(輻輳制御)
図5及び図6を用いて、本発明の無線タグ識別における輻輳制御について説明する。最初に図5のフローチャートを用いて、質問機側の輻輳制御について説明する。
質問機1は、アンテナ3からカバーエリア内の無線タグに向けて質問コマンドを送信する(S11)。質問機の質問コマンドを受けた無線タグは、それぞれの無線タグに固有の識別符号を1ビットだけ質問機に向けて送信する。
質問機は無線タグからの送信信号の検出を行う(S12)。無線タグからの送信信号を検出できなかった場合には、全ての無線タグの識別を完了したとみなし、識別終了とする(S20)。
【0020】
質問機が無線タグからの送信信号を検出した場合、識別符号の1ビットを受信し(S13)、受信したビットを無線タグに向けて返信する(S14)。無線タグでは、返信されたビットを受信して、図6のフローチャートに従って、識別符号の次の1ビットを質問機に向けて送信する。質問機は受信ビット数をカウントすることによって(識別符号長はシステムで一定の値に定められている)、受信したビットが識別符号の最後のビットであるかどうか検査する(S15)。
【0021】
受信したビットが識別符号の最後のビットでない場合、質問機は、無線タグからの次のビットの送信があるかどうか検査する(S19)。送信信号が検出されれば、無線タグから送信された次の識別符号の1ビットを受信する(S13)。一方、次のビットの送信を検出できなかった場合には識別失敗として、再度質問コマンドを送信する(S11)。
【0022】
受信した識別符号が最後のビットであった場合には、全受信ビットに対してCRC検査を行い(S16)、エラーがあった場合には再度質問コマンドを送信する(S11)。一方、エラーがなかった場合には正しく識別符号が受信されたと判断し、識別完了信号を無線タグに返信することにより、正しく受信できたことを無線タグに通知する(S17)。識別された無線タグの識別符号は接続ケーブルから制御装置2へ出力され(S18)、再び、質問コマンドの送信から繰り返す(S11)。
次に、図6のフローチャートを用いて無線タグ側の輻輳制御について説明する。
【0023】
無線タグ5のタグ制御回路23は、質問機1からの質問コマンドを待ち受ける(S21)。質問機からの質問コマンドを検出すると、無線タグは識別符号を1ビットだけ送信する(S22)。無線タグは質問機が返信する識別符号の1ビットがあるかどうか検査し(S23)、なければ質問コマンドの待ち受けに戻る(S21)。
【0024】
識別符号の1ビットを受信すると、既に送信した識別符号の1ビットと比較する(S24)。受信ビットと送信ビットとが一致しなかった場合は識別に失敗したとして質問コマンドの待ち受けに戻る(S21)。受信ビットと送信ビットとが一致した場合は、そのビットが最後のビットであるかどうか検査する(S25)。最後のビットでない場合は、次のビットを送信する(S22)。最後のビットであれば質問機からの識別完了信号の送信を待つ(S26)。識別完了信号を検出できなければ質問コマンドの待ち受けに戻る(S21)。識別完了信号を検出した場合には識別に成功したとして識別動作を終了する(S27)。
【0025】
図7は、無線タグ5の識別処理の状態遷移図である。無線タグ5が質問機1のアンテナ3の照射領域に入ることにより、電力が供給され、無線タグ5のタグ制御回路23にパワーオンリセットがかかる。この状態を状態SR0とする。状態SR0で、コマンド8(ID/アドレス指定読み出し)を受信した場合は状態SIR0(図8)へ遷移する。また、コマンド9(ID/アドレス指定書き込み)を受信した場合は状態SIW0(図9)へ遷移する。なお、状態SR0でコマンド7,8,9以外のコマンドを受信した場合は状態SR0に留まる。
【0026】
状態SR0でコマンド7(質問)を受信すると、識別符号の先頭1ビットの値を送信する。この状態が状態SR1である。状態SRk(k=1〜n)は、識別符号がkビットだけ読み出された状態である。質問機はその受信した値をコマンド2(0返信)、コマンド3(1返信)によって通知する。図6で説明したように、状態SRkにおいて送信した1ビットの値と質問機からのコマンドが対応していれば、状態SRkから状態SRk+1に遷移する。対応しない場合には状態SR0に遷移する。
【0027】
全ビットの送信が終了する(状態SRn)と、質問機はCRCの検査を行う。エラーが検出されないときは、コマンド5(データOK)を、エラーが検出されたときはコマンド6(データNG)を送信する。コマンド6を受信した無線タグは、識別失敗として状態SR0に遷移する。コマンド5を受信した無線タグは、識別完了として状態SRHに遷移し、コマンド1(初期化)を受信するまではSRHに留まる。したがって、それ以後は識別処理に参加することはない。
【0028】
(2)データの読み出し処理
図8は、ID/アドレス指定読出しコマンドの状態遷移図である。状態SR0でコマンド8(ID/アドレス指定読み出し)を受信することにより、状態SIR0に遷移する。質問機は、データの読み出しアドレス、CRCを送信する。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態SIR1である。
【0029】
状態SIR1では、受信したデータに対してCRC検査を行い、エラーがあれば状態SR0へ、エラーがなければ状態SIR2へ遷移する。質問機はコマンド10(1ビットデータ返送コマンド)を送信する。状態SIR2にある無線タグは、コマンド10を受信するごとに指定されたアドレスから1ビットずつデータを返送する。コマンド10以外のコマンドを受信した場合には状態SR0に遷移する。
【0030】
(3)データの書き込み処理
図9は、質問機を介した無線タグの不揮発性メモリへの書き込み処理の状態遷移図である。状態SR0でコマンド9(ID/アドレス指定書き込み)を受信することにより、状態SIW0に遷移する。質問機は、データの書き込み処理の対象である無線タグの識別符号のバイト数、識別符号、書き込みアドレス、CRCを送信する。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態SIW1である。
【0031】
状態SIW1では、受信したデータに対してCRC検査を行い、エラーがあれば状態SR0へ、エラーがなければ状態SIW2へ遷移する。質問機はコマンド12(書き込みイネーブル)を送信する。状態SIW2にある無線タグは、コマンド12(書き込みイネーブル)を受信すると不揮発性メモリを書き込み可能状態にする。この状態が状態SIW3である。状態SIW3では、不揮発性メモリへの書き込み処理を開始する。状態SIW3では、コマンド11(書き込みstatus返信コマンド)以外のコマンドを受信すると状態SIW4に遷移し、不揮発性メモリを書き込み不能状態にして状態SR0に遷移する。
【0032】
図10は、無線タグから質問機に返信される返信データのフレームの構造の例を示す図である。無線タグから返される返信データのフレーム40は、無線タグ5の識別を示す識別領域41と、それに続くセンサデータ領域42とから成る。
【0033】
図11は、無線タグに備えられるEEPROM20のメモリマップの例を示す図である。タグの識別情報はアドレス00H番地の識別領域111に、センサデータは01H番地以降のセンサデータ領域112に記憶する。
【0034】
図12は、無線タグ中のセンサ制御回路の構成例を示す図である。センサ制御回路24は、センサ6からのセンサ信号をアナログーデジタル変換するA/D変換器1200、クロックを発生する発振器1201、タグ制御回路23から送られてくる分周信号1203により発振器1201のクロックを分周させ、SCLK信号を発生する分周回路1208、A/D変換器1200のアナログ−デジタル変換結果を格納するラッチ回路1202を備える。
【0035】
SCLKは、センサ6からの信号をアナログ−デジタル変換する間隔を示す信号である。AD開始信号1204は、タグ制御回路23から送られてくるA/D変換開始を示す信号、取込許可信号1206は、ラッチ回路1202にアナログ−デジタル変換結果が格納されていることを示す信号である。
【0036】
図13は、センサデータの格納手順を説明する図である。センサデータの書き込みはコマンドを介さずに行われる。
分周信号1203発生後、AD開始信号1204がHになると(T0)、SCLKが発信を始め、センサ信号1209のアナログ値がA/D変換器1200に取り込まれ、アナログ−デジタル変換を開始する(T1)。SCLKがLに変化すると、センサ信号1209のアナログーデジタル変換結果がラッチ回路1202に格納される(T2)。次に、SCLKがHになると取込許可信号がHになり、センサデータ1205がタグ制御回路23に格納される(T3)。これら一連の動作は、AD開始信号1204がLになるまで続けられる。
センサ制御回路24からセンサデータを受信したタグ制御回路23は、EEPROM20へセンサデータを格納する。図14はEEPROMのアクセス手順を説明する図である。
【0037】
タグ制御回路23内は、EEPROM20へのアクセス回路を含んで構成されている。図示するように、タグ制御回路23内には、質問機1から送られてくるコマンドを解釈して実行するコマンド制御回路1400、EEPROM20からセンサデータを読み出すためのアドレスを格納し、リードクロック94によってカウントアップされるリードカウンタ1401、EEPROM20へセンサデータを書き込むためのアドレスを格納し、ライトクロック93によってカウントアップされるライトカウンタ1402、コマンド制御回路1400のセレクト信号1406により、リードカウンタ1401あるいはライトカウンタ1402をEEPROMアドレス1407としてEEPROM20に出力するセレクタ1403、EEPROM20からセンサデータを読み出したり書き込んだりする時に使用するEEPROMデータバス1410が設けられている。
【0038】
センサ制御回路24から受信したセンサデータをEEPROM20に書き込む場合、コマンド制御回路1400は、セレクタ1403を用いてライトカウンタ1402をEEPROMアドレス1407としてEEPROM20に出力する。更にコマンド制御回路1400は、センサデータをEEPROMデータバス1410を介してEEPROM20に出力する。次にコマンド制御回路1400は、ライトクロック93をEEPROM20に出力し、EEPROM20のEEPROMアドレス1407が指し示す領域にセンサデータを書き込む。この時ライトカウンタはカウントアップされる。
【0039】
またEEPROM20からセンサデータを読み出す場合、コマンド制御回路1400は、セレクタ1403を用いてリードカウンタ1401をEEPROMアドレス1407としてEEPROM20に出力する。次にコマンド制御回路1400は、リードクロック94をEEPROM20に出力し、EEPROM20のEEPROMアドレス1407が指し示す領域からセンサデータを読み出す。リードカウンタ1401とライトカウンタ1402は、最大カウント値を越えると最小値に戻り、再びカウントアップするループ構造になっている。このためEEPROM20のセンサデータ格納領域はループ構造になる。
【0040】
図15は、質問機が複数ある無線タグから1つの無線タグを選択し、選択した無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図である。
例えば、質問機1がアンテナ3の通信エリアに複数存在する無線タグ5a,5b,5dから1つの無線タグを識別してセンサデータを受信する場合、質問機1はアンテナ3を介して通信エリア内にいる無線タグ5a,5b,5dに「質問コマンド」を送信する(T10)。質問機1からの「質問コマンド」を受信した無線タグ5a、無線タグ5d、無線タグ5bは、各々のEEPROM20内のアドレス00HにあるIDのビット1をそれぞれ返信する。この場合、無線タグ5aは「1」を返信し(T11)、無線タグ5dは「1」を返信し(T12)、無線タグ5bは「0」を返信する(T13)。質問機1は同時に「0」と「1」を受信する。質問機1は、同時に「0」と「1」を受信した場合、本例では「1」を優先する。
【0041】
質問機1は、無線タグに「1確認コマンド」を送信する(T14)。無線タグは自分が返信したIDと同じ値の確認コマンドを受信した場合、次のIDビットを返信する。図の例の場合、無線タグ5a及び5dは「1」を返信し(T15)、無線タグ5dは「0」を返信する(T16)。無線タグ5bは、次の「質問コマンド」が来るまで質問機1に対して返答を返さない。質問機1は、同時に「0」と「1」を受信したので、「1確認コマンド」を送信する(T17)。「1確認コマンド」を受信した無線タグ5aは「0」を返信する(T18)。無線タグ5dは質問機に対し返信を行わない。質問機1は、返信してくる無線タグ5が無線タグ5aのみとなっても、受信した値に対して「1確認コマンド」または「0確認コマンド」を送信する(T19)。無線タグ5aは、EEPROM内のアドレス01H以降に記憶しているセンサデータを質問機1に返信する(T20)。
【0042】
このように、本例のテレメトリシステムにおいては、無線タグ5内にセンサ制御回路24を設け、患者4a,4b,4cに装着したセンサ6a,6b,6c,…を用いて患者4の生体データを複数の無線タグ5a,5b,5c,…内に記憶し、質問機1からの要求により、それそれの患者の複数のセンサデータを質問機1に識別可能な形態で返信する。
【0043】
このように、図2に示す無線タグを用いるテレメトリシステムは、無線タグ内にセンサ制御回路を設け、患者に装着したセンサを用いて患者の生体データを無線タグ内に記憶し、質問機からの要求により患者のセンサデータを質問機に返信するようにしたため、従来技術である無線タグを装着した患者の認識だけでなく患者の状態をリアルタイムで監視することができる。
【0044】
本例では患者にセンサと無線タグを装着し、生体データを収集する医療用テレメトリシステムを説明に用いたが、センサと無線タグを装着する対象は患者に限定するものではなく、例えば荷物内に温度センサと無線タグを取り付け、荷物の温度を常に監視するような物流管理システムや、図書館の書籍に湿度センサを取り付け、保管状態を監視する図書館管理システムなどにも適応することが可能である。
【0045】
図16は、テレメトリシステムに用いる本発明の無線タグの他の構成例を示す図である。テレメトリシステムの構成は図1と同様である。この無線タグ5は、タグ制御回路23内に、EEPROM20内に記憶したセンサデータ量に基づいて優先ビットを生成し、タグ制御回路23に優先ビット列を設定する優先ビット設定回路60を備える。
【0046】
図17は、優先ビット設定回路の構成例を示す図である。図示した優先ビット設定回路60は、センサデータカウンタ90、センサデータ容量レジスタ91及び優先ビット生成回路92を備える。センサデータ容量レジスタ91は、EEPROM20内のセンサデータ容量を記憶する。ライトクロック93はセンサデータをEEPROM20に書き込むためのクロック、リードクロック94はEEPROM20からセンサデータを読み出すためのクロックであり、図14にて説明したものである。センサデータカウンタ90は、センサデータライトクロック93により値が増加し、センサデータリードクロック94により値が減少するカウンタである。優先ビット生成回路92は、センサデータカウンタ90の値とセンサデータ容量レジスタ91の値により優先ビット95を生成する。
【0047】
例えば、センサデータをEEPROM20に1バイト書き込んだ場合、図14に示したタグ制御回路23内のライトカウンタ1402はカウントアップし、センサデータカウンタ90もカウントアップする。センサデータをEEPROM20から1バイト読み出した場合、タグ制御回路23内のリードカウンタ1401はカウントアップし、センサデータカウンタ90はカウントダウンする。このようにセンサデータカウンタ90は、EEPROM20内に何バイトのセンサデータが存在しているかを示している。
【0048】
図18は、優先ビット生成回路で使用する優先ビット設定テーブルを説明する図である。この優先ビット設定テーブルを使用して優先ビット生成回路92は、例えばセンサデータ領域の使用率が80%以上の場合は優先ビットとして「1111」を生成し、75%以上80%未満のときは「1110」を、5%以上10%未満の場合には「0001」を生成する。センサデータ領域使用率は、センサデータカウンタ90の値をセンサデータ容量レジスタ91の値で割ることにより算出される。
【0049】
図19は、図16に示した無線タグ5が質問機に返信する返信フレームの構造例を示す図である。このフレーム40は、優先ビット95を返信する優先ビット領域80、優先ビット領域80に続いて無線タグの識別情報を返信する識別領域41、及びセンサデータ領域42を有する。
【0050】
図20は、無線タグ内のEEPROMへ優先ビットを書き込む動作を説明する図である。
例えば無線タグ5から質問機1にセンサデータを返信する場合、無線タグ5は質問機1から「質問コマンド」を受信したか確認を行う(S31)。「質問コマンド」を受信した場合、無線タグ5は質問機1との間で無線タグ識別処理を行う(S37)。自らの無線タグ5が選択されなかった場合は再び質問機1からの「質問コマンド」を待ち、選択された場合(S38)、タグ制御回路23はEEPROM20からセンサデータをリードし(S39)、質問機1へセンサデータを送信する(S40)。この時、センサデータカウンタ90は、センサデータリード信号が発生した回数分減算される(S41)。質問機1から「質問コマンド」を受信しない場合(S31)、センサ制御回路24はセンサ6からの信号をA/D変換してセンサデータを生成する(S32)。タグ制御回路23は、センサデータをEEPROM20に書き込む(S33)。この時、センサデータカウンタ90は、センサデータライト信号93が発生した回数分加算される(S34)。EEPROM20の値に変化があった場合、優先ビット生成回路92は優先ビット95を生成し(S35)、タグ制御回路23が優先ビット95をEEPROM20に書き込む(S36)。
【0051】
図21は、質問機が複数ある無線タグから1つの無線タグを選択し、無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図である。
例えば、質問機1がアンテナ3の通信エリアに複数存在する無線タグ5a,5b,5dから1つを識別し、センサデータを受信する場合、質問機1はアンテナ3を介して通信エリア内にいる無線タグ5a,5b,5dに「質問コマンド」を送信する(T20)。質問機1からの「質問コマンド」を受信した時、無線タグ5aはセンサデータ領域使用率が60%、無線タグ5dはセンサデータ領域使用率が70%、無線タグ5bはセンサデータ領域使用率が40%であったとする。質問機1からの「質問コマンド」を受信した無線タグ5a、無線タグ5d、無線タグ5bは、優先ビット領域80のビット1をそれぞれ返信する。この場合、無線タグ5aは「1」を(T21)、無線タグ5dは「1」を(T22)、無線タグ5bは「0」を(T23)返信する。質問機1は同時に「0」と「1」を受信する。本例の場合、質問機1は同時に「0」と「1」を受信した場合、「1」を優先する。質問機1は、無線タグに「1確認コマンド」を送信する(T24)。無線タグは、自分が返信したIDと同じ値の確認コマンドを受信した場合、次のIDビットを返信する。今の場合、無線タグ5aは優先ビット領域80のビット2の値「0」を(T25)、無線タグ5dは「1」を(T26)返信する。無線タグ5bは、次の「質問コマンド」が来るまで質問機1に対して返答を返さない。
【0052】
質問機1は、同時に「0」と「1」を受信したので「1確認コマンド」を送信する(T27)。「1確認コマンド」を受信した無線タグ5dは、優先ビット領域80のビット3の値「0」を返信する(T28)。無線タグ5aは質問機に対し返信を行わない。質問機1は、返信してくる無線タグ5が無線タグ5dのみとなっても、受信した値に対して「1確認コマンド」または「0確認コマンド」を送信する(T29)。無線タグ5dは、EEPROM内のアドレス01H以降に記憶しているセンサデータを質問機1に返信する(T30)。
【0053】
このように、本例のテレメトリシステムにおいては、無線タグ5内に優先ビット設定回路60を設けてセンサデータ格納領域の使用率により優先ビット95を生成し、質問機に返信するようにすることで、センサデータ格納領域の使用率の高い無線タグが優先して質問機に選択されるようにした。このように優先ビット設定回路を備える無線タグを用いると、無線タグの不揮発性メモリ内に格納できないセンサデータの発生を防ぐことができる。本例のテレメトリシステムの用途も、医療用テレメトリシステムに限定するものではない。
【0054】
図22は、テレメトリシステムにおいて使用する本発明の無線タグの他の構成例を示す図である。テレメトリシステムの構成は図1と同様である。
この無線タグ5は、タグ制御回路23に、無線タグ5の無応答状態を解除する無応答解除回路140を備える。無線タグ5は、一度質問機1との通信が終了すると、質問機1と他の無線タグ5との混信を避けるために無応答モードに移行し、質問機1からの「初期化コマンド」を受信するまで質問機1からの「質問コマンド」に返信を返さなくなる。
【0055】
図23は、無応答解除回路140の構成例を示す図である。無応答解除回路140は、EEPROM20内に何バイトのセンサデータが存在しているかを示すセンサデータカウンタ90、無応答解除が必要なセンサデータ記憶容量を設定する無応答解除値レジスタ142、及び比較器143を備える。比較器143は、センサデータカウンタ90と無応答解除値レジスタ142を比較し、無応答解除信号141を発生する。無応答解除信号はタグ制御回路にリセットをかける。
【0056】
図24は、無応答解除信号141が発生する動作を説明する図である。例えば無線タグ5から質問機1にセンサデータを返信する場合、無線タグ5は質問機1から「質問コマンド」を受信したか確認を行う(S51)。「質問コマンド」を受信した場合に無線タグ5が無応答状態にある場合、再び質問機1からの「質問コマンド」を待ち、無応答状態にない場合(S57)、無線タグ5は質問機1との間で無線タグ識別処理を行う(S58)。自らの無線タグ5が選択されなかった場合は再び質問機1からの「質問コマンド」を待ち、選択された場合(S59)、タグ制御回路23はEEPROM20からセンサデータをリードし(S60)、質問機1へセンサデータを送信する(S61)。この時、センサデータカウンタ90はセンサデータリード信号が発生した回数分減算され(S62)、無線タグ5は、質問機1から「初期化コマンド」を受信するまで無応答状態に移行する(S63)。
【0057】
質問機1から「質問コマンド」を受信しない場合(S51)、センサ制御回路24はセンサ6の状態を数値化してセンサデータを生成する(S52)。タグ制御回路23は、センサデータをEEPROM20に書き込む(S53)。この時、センサデータカウンタ90はセンサデータライト信号93が発生した回数分加算される(S54)。EEPROM20の値に変化があった場合、比較器143はセンサデータカウンタ90の値が無応答解除値レジスタ142の値を超えているか否かの判定を行い(S55)、超えていた場合、無応答解除信号141を発生して無線タグ5を無応答状態から応答状態に移行させる(S56)。
【0058】
図25は、図22に示した無線タグを用いるテレメトリシステムにおいて、質問機が複数ある無線タグから1つの無線タグを選択し、その選択された無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図である。
いま、無線タグ5dは質問機1へのセンサデータ転送を終了して無応答状態にあるとする(T40)。質問機1がアンテナ3の通信エリアに複数存在する無線タグ5から1つを識別し、センサデータを受信する場合、質問機1はアンテナ3を介して、通信エリア内にいる無線タグ5に「質問コマンド」を送信する(T41)。質問機1からの「質問コマンド」を受信した無線タグ5a、無線タグ5bは、IDビットをそれぞれ返信する。図示の例の場合、無線タグ5aは「1」を返信し(T42)、無線タグ5bは「0」を返信する(T43)。この時、無応答状態にある無線タグ5dは応答しない。質問機1は同時に「0」と「1」を受信する。質問機1が同時に「0」と「1」を受信した場合、本例では「1」を優先する。質問機1は、無線タグに「1確認コマンド」を送信する(T44)。無線タグは自分が返信したIDと同じ値の確認コマンドを受信した場合、次のIDビットを返信する。図示の例の場合、無線タグ5aは「0」を返信する(T45)。無線タグ5bは、次の「質問コマンド」が来るまで質問機1に対して返答を返さない。
【0059】
質問機1は、返信してくる無線タグ5が無線タグ5aのみとなったことを認識し、無線タグに「センサ要求コマンド」を送信する(T46)。無線タグ5aは、EEPROM内のアドレス01H以降に記憶しているセンサデータを質問機1に返信し(T47)、無応答状態に移行する(T49)。この間に無線タグ5dはセンサデータを記憶し続け、センサデータカウンタ90が無応答解除値レジスタ142の値を超えると、自らの無応答解除回路140内で無応答解除信号141が発生して無応答状態が解除される(T48)。
【0060】
無線タグ5aとのデータ転送を完了した質問機1は、再び「質問コマンド」を送信する(T50)。質問機1からの「質問コマンド」を受信した無線タグ5d、無線タグ5bはIDビットをそれぞれ返信する。この場合、無線タグ5dは「1」を(T51)、無線タグ5bは「0」を(T52)返信する。質問機1は同時に「0」と「1」を受信する。質問機1は同時に「0」と「1」を受信した場合、「1」を優先する。質問機1は、無線タグに「1確認コマンド」を送信する(T53)。無線タグは自分が返信したIDと同じ値の確認コマンドを受信した場合、次のIDビットを返信する。図示の例の場合、無線タグ5dは「1」を返信する(T54)。無線タグ5bは、次の「質問コマンド」が来るまで質問機1に対して返答を返さない。質問機1は返信してくる無線タグが無線タグ5dのみとなったことを認識し、無線タグ5dに「センサ要求コマンド」を送信する(T55)。無線タグ5dはEEPROM内のアドレス01H以降に記憶しているセンサデータを質問機1に返信する(T56)。
【0061】
このように、図22、図23に示した無線タグを用いるテレメトリシステムにおいては、無線タグ5内に無応答解除値レジスタ142と比較器143を設け、無線タグ5が無応答状態にあっても、センサデータが無応答解除値レジスタ142を越えて記憶されたら、比較器143が無応答解除信号141を発生して応答状態に移行する。このように自らが無応答解除信号を発生することのできる無線タグを用いると、質問機からの「初期化コマンド」が来ないために不揮発性メモリ内のセンサデータが満杯になり、最新のセンサデータを格納できなくなるという問題を回避することができる。このテレメトリシステムの適用も、医療用テレメトリシステムに限定するものではない。
【0062】
なお、図16〜図21にて説明した優先ビット設定回路と、図22〜図25にて説明した無応答解除回路を無線タグに併設してもよい。優先ビット設定回路と無応答解除回路とを併設した無線タグは、輻輳制御で質問コマンド待ち受け状態にあるときに不揮発性メモリ内のセンサデータが増大した場合にも、無応答状態にあるときに不揮発性メモリ内のセンサデータが増大した場合にも対応できる。
【0063】
【発明の効果】
本発明によると、無線タグ内にセンサ制御回路を設け、無線タグが接続されるセンサからのセンサデータを無線タグ内に記憶し、質問機からの要求により記憶したセンサデータを質問機に返信するようにしたため、無線タグが接続されたセンサの信号をリアルタイムで監視できる。また、無線タグ内に、センサデータ格納領域の使用率により優先ビットを生成する優先ビット設定回路を設けると、センサデータ格納領域の使用率の高い無線タグを優先して処理することができる。更に、無線タグ内に、無線タグが無応答状態にあるときセンサデータが一定レベルを越えて記憶されたら、無応答状態を解除して応答状態に移行できる機能を備えることにより、質問機からの「初期化コマンド」が来ないために不揮発性メモリ内のセンサデータが満杯になりセンサデータを格納できなくなるという問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテレメトリシステムの一例を示す全体模式図。
【図2】本発明による無線タグの構成例を示すブロック図。
【図3】質問機の構成例を示すブロック図。
【図4】コマンドの例を説明する図。
【図5】質問機側の輻輳制御について説明するフローチャート。
【図6】線タグ側の輻輳制御について説明するフローチャート。
【図7】輻輳制御処理の状態遷移図。
【図8】ID/アドレス指定読出しコマンドの状態遷移図。
【図9】ID/アドレス指定書込みコマンドの状態遷移図。
【図10】返信データのフレーム構造例の説明図。
【図11】 EEPROMのメモリマップを説明する図。
【図12】センサ制御回路の構成例を示す図。
【図13】センサデータの格納手順を説明する図。
【図14】 EEPROMのアクセス手順を説明する図。
【図15】選択した無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図。
【図16】本発明の無線タグの他の構成例を示す図。
【図17】優先ビット設定回路の構成例を示す図。
【図18】優先ビット設定テーブルの説明図。
【図19】返信フレームの構造例を示す図。
【図20】優先ビットの書き込み手順を説明する図。
【図21】無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図。
【図22】本発明の無線タグの他の構成例を示す図。
【図23】無応答解除回路の構成例を示す図。
【図24】無応答解除信号が発生する動作を説明する図。
【図25】選択された無線タグから質問機へセンサデータを転送する手順を示す図。
【符号の説明】
5…無線タグ、6…センサ、1…質問機、21…アンテナ、23…タグ制御回路、24…センサ制御回路、20…EEPROM、22…タグ変復調回路、3…アンテナ、33…CPU、34…メモリ、32…送信回路、35…受信回路、31…変復調回路、60…優先ビット設定回路、91…センサデータ容量レジスタ、93…センサデータカウンタ、92…優先ビット生成回路、80…優先ビット領域、140…無応答解除回路、142…無応答解除値レジスタ、143…比較器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a telemetry system that reads and manages the state of an article or person, and in particular, a telemetry system that transfers sensor data obtained from an article or person to a host device using a wireless tag, and the telemetry system thereof The present invention relates to a wireless tag suitable for use.
[0002]
[Prior art]
The wireless tag is an electronic tag (tag) in which an IC chip and an antenna are embedded, and can identify and control an attached article or person wirelessly. For example, in a logistics management system that collects and delivers packages, when a package moving on a belt conveyor is loaded on a delivery truck, the logistics management system uses an antenna and an interrogator to attach a wireless tag attached to the package. The delivery destination is read from, and the belt conveyor is switched so that it can be mounted on the delivery truck.
[0003]
In such a system using a wireless tag, when there are a plurality of wireless tags in the communication area of the antenna, all the wireless tags send a reply signal to the transmission signal from the interrogator. There is a problem that the interrogator cannot identify the wireless tag. As a conventional technique capable of preventing interference between a plurality of wireless tags and an interrogator and identifying each wireless tag, there is an identification method described in WO 98/21691.
[0004]
In this identification method, the interrogator and the plurality of wireless tags operate as follows. Each wireless tag returns each identification bit in response to the question command of the interrogator. The interrogator transmits many received identification bits as ID bits to the wireless tag. Each wireless tag returns the next identification bit when the received ID bit and the returned identification bit are equal. When the received ID bit is not equal to the returned identification bit, the wireless tag does not participate in the remaining identification processing and does not respond until the interrogator issues a question command again. By repeating this process, only one wireless tag is finally identified. The wireless tag once identified does not participate in the identification process until an initialization command is received from the interrogator. By repeating this identification process, all wireless tags can be identified.
[0005]
As described above, in the conventional technology, the identification bit received by the interrogator is sent to the wireless tag as an ID bit, so that each wireless tag is determined to participate in the identification process, and finally one wireless tag is identified. be able to. Moreover, since the wireless tag once identified does not return a reply until the initialization command is received from the interrogator, the interference between the interrogator and the wireless tag is reduced, and the communication state is improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When managing goods and people, it is important to monitor not only the identification but also the state of the goods and people. By using conventional technology, even if there are many articles or people with wireless tags in the communication area of the antenna, each article or person can be identified. = Sensor data) cannot be stored, it is difficult to monitor articles and people.
[0007]
Telemetry systems have been used to monitor distant items and people. In the telemetry system, for example, when transmitting human biological data such as blood pressure and pulse to a host device, a sensor device that stores blood pressure sensor and pulse sensor data and a wireless device that transmits the stored sensor data to the host device have been used. It was. However, in a telemetry system using a radio device, it is necessary to change the frequency assigned by the article or person, and it is difficult to monitor a large number of articles or persons.
[0008]
In the conventional technique, since the wireless tag is selected based on the identification bit received by the interrogator, the communication start time with the interrogator varies depending on the ID bit of the wireless tag. When sensor data can be stored in the wireless tag, communication with the interrogator cannot be started, so that the sensor data of the wireless tag becomes full, and the sensor data received by the interrogator may be lost. In addition, the wireless tag that has been subjected to the sorting process will not return a reply until the initialization command is received from the interrogator. However, if the sensor data can be stored in the wireless tag, the wireless tag will not receive a reply until the initialization command is received. The sensor data of the tag becomes full, and sensor data received by the interrogator may be lost.
[0009]
An object of the present invention is to provide a telemetry system and a radio tag that do not require allocation frequency management.
Another object of the present invention is to propose a telemetry system and a radio tag that start communication with an interrogator before the sensor data in the radio tag is full and do not lose sensor data.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The wireless tag of the present invention that achieves the above object includes an antenna, a modulation / demodulation unit that performs modulation / demodulation processing for transmitting and receiving signals via the antenna, a non-volatile memory that includes an identification area that stores an identification code and a data area that stores data , A tag control unit that controls reading and writing of data to and from a nonvolatile memory, and a sensor that converts an input signal from a connected external sensor into sensor data under the control of the tag control unit and sends the sensor data to the tag control unit And a control unit.
The identification area can be used to store an invariant identification code for identifying each wireless tag and variable information indicating the communication priority.
[0011]
The wireless tag includes a communication priority setting unit, and the communication priority setting unit generates information indicating the communication priority based on the amount of sensor data stored in the data area of the nonvolatile memory, and Information may be written in a part of the identification area. The communication priority setting unit generates and generates a priority bit representing a communication priority based on the usage rate of the sensor data area calculated from the capacity of the data area and the amount of sensor data stored in the data area. The priority bit is written before the identification code of the identification area.
[0012]
The tag control unit transmits the first bit of the identification area of the non-volatile memory when receiving a question command from the interrogator while waiting for a question command, and then identifies if the received bit and the transmission bit received from the interrogator match. The next bit of the area is transmitted, and if it does not match, control to return to the question command waiting state can be performed.
The wireless tag may include a communication control initialization unit having a function of initializing a control state in the wireless tag when the amount of sensor data stored in the data area of the nonvolatile memory exceeds a set value. .
[0013]
A telemetry system according to the present invention includes an interrogator and a plurality of wireless tags connected to different sensors, respectively. In the telemetry system that individually retrieves data of each sensor via the interrogator, the wireless tag includes a tag antenna and A modulation / demodulation unit that performs modulation / demodulation processing for transmitting / receiving a signal via a tag antenna, a non-volatile memory having an identification area for storing an identification code for identifying the wireless tag, and a data area for storing data; A tag control unit that controls reading and writing of data to and from the memory, and a sensor control unit that converts an input signal from the connected sensor into sensor data under the control of the tag control unit and sends the sensor data to the tag control unit. The device performs an antenna for communicating with the wireless tag and a modulation / demodulation process for transmitting and receiving signals via the antenna. A modulation / demodulation unit, a memory for storing received data, a transmission unit that transmits a command to the wireless tag, a reception unit that analyzes a reception signal from the wireless tag, and a control unit that controls the operation of each unit, Processing for transmitting a question command from the interrogator to a plurality of wireless tags, processing for transmitting a first bit of each identification area by the wireless tag that has received the question command, the received bit or one of the received bits Processing for transmitting to a plurality of wireless tags, processing of the wireless tag that returns the next bit of the identification area if the received bit matches the previously transmitted bit, and returns to the question command waiting state if the bit does not match, An identification process for identifying one wireless tag is performed, and a sensor data reading process is performed for the identified one wireless tag.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, equivalent functional parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an example of a telemetry system according to the present invention. Here, a medical telemetry system that attaches sensors and wireless tags to a plurality of patients and collects patient biometric data will be described as an example.
[0015]
This telemetry system includes
[0016]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless tag according to the present invention. The
[0017]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the interrogator. The
[0018]
The
[0019]
(1) Wireless tag identification (congestion control)
Congestion control in RFID tag identification according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, the congestion control on the interrogator side will be described using the flowchart of FIG.
The
The interrogator detects the transmission signal from the wireless tag (S12). If the transmission signal from the wireless tag cannot be detected, it is considered that identification of all the wireless tags is completed, and the identification is finished (S20).
[0020]
When the interrogator detects a transmission signal from the wireless tag, it receives 1 bit of the identification code (S13) and returns the received bit toward the wireless tag (S14). The wireless tag receives the returned bit and transmits the next 1 bit of the identification code to the interrogator according to the flowchart of FIG. The interrogator checks whether the received bit is the last bit of the identification code by counting the number of received bits (the identification code length is set to a constant value in the system) (S15).
[0021]
If the received bit is not the last bit of the identification code, the interrogator checks whether there is transmission of the next bit from the wireless tag (S19). If a transmission signal is detected, 1 bit of the next identification code transmitted from the wireless tag is received (S13). On the other hand, if the transmission of the next bit cannot be detected, the question command is transmitted again as identification failure (S11).
[0022]
If the received identification code is the last bit, a CRC check is performed on all received bits (S16), and if there is an error, a question command is transmitted again (S11). On the other hand, if there is no error, it is determined that the identification code has been correctly received, and an identification completion signal is sent back to the wireless tag to notify the wireless tag that it has been received correctly (S17). The identification code of the identified wireless tag is output from the connection cable to the control device 2 (S18), and is repeated from the transmission of the question command again (S11).
Next, congestion control on the wireless tag side will be described using the flowchart of FIG.
[0023]
The
[0024]
When 1 bit of the identification code is received, it is compared with 1 bit of the identification code already transmitted (S24). If the received bit and the transmitted bit do not match, it is determined that the identification has failed, and the process returns to waiting for a question command (S21). If the received bit matches the transmitted bit, it is checked whether the bit is the last bit (S25). If it is not the last bit, the next bit is transmitted (S22). If it is the last bit, it waits for the transmission of the identification completion signal from the interrogator (S26). If the identification completion signal cannot be detected, the process returns to waiting for a question command (S21). If the identification completion signal is detected, it is determined that the identification is successful, and the identification operation is terminated (S27).
[0025]
FIG. 7 is a state transition diagram of the identification processing of the
[0026]
When the command 7 (question) is received in the state SR0, the value of the first 1 bit of the identification code is transmitted. This state is state SR1. The state SRk (k = 1 to n) is a state in which the identification code is read by k bits. The interrogator notifies the received value by command 2 (0 reply) and command 3 (1 reply). As described with reference to FIG. 6, if the 1-bit value transmitted in the state SRk corresponds to the command from the interrogator, the state SRk transitions to the
[0027]
When all bits have been transmitted (state SRn), the interrogator checks the CRC. When no error is detected, command 5 (data OK) is transmitted, and when an error is detected, command 6 (data NG) is transmitted. The wireless tag that has received the
[0028]
(2) Data read processing
FIG. 8 is a state transition diagram of the ID / address designation read command. When a command 8 (ID / address designation read) is received in the state SR0, the state transits to the state SIR0. The interrogator transmits the data read address and CRC. A state where reception of all the data determined by the system is completed is a state SIR1.
[0029]
In the state SIR1, a CRC check is performed on the received data, and if there is an error, the flow goes to the state SR0, and if there is no error, the flow goes to the state SIR2. The interrogator sends a command 10 (1-bit data return command). The wireless tag in the state SIR2 returns data bit by bit from the specified address every time the
[0030]
(3) Data writing process
FIG. 9 is a state transition diagram of the writing process to the nonvolatile memory of the wireless tag via the interrogator. When the command 9 (ID / address designation write) is received in the state SR0, the state transits to the state SIW0. The interrogator transmits the number of identification tag bytes, identification code, write address, and CRC of the wireless tag that is the target of the data write process. The state SIW1 is a state in which all data determined by the system has been received.
[0031]
In the state SIW1, a CRC check is performed on the received data, and if there is an error, transition is made to the state SR0, and if there is no error, transition is made to the state SIW2. The interrogator sends command 12 (write enable). When receiving the command 12 (write enable), the wireless tag in the state SIW2 makes the nonvolatile memory writable. This state is state SIW3. In the state SIW3, the writing process to the nonvolatile memory is started. In the state SIW3, when a command other than the command 11 (write status reply command) is received, the state transits to the state SIW4, the nonvolatile memory is set in the write disabled state, and the state transits to the state SR0.
[0032]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a frame structure of reply data returned from the wireless tag to the interrogator. The
[0033]
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a memory map of the
[0034]
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a sensor control circuit in the wireless tag. The
[0035]
SCLK is a signal indicating an interval for analog-digital conversion of the signal from the
[0036]
FIG. 13 is a diagram for explaining a procedure for storing sensor data. The sensor data is written without using a command.
When the
The
[0037]
The
[0038]
When writing the sensor data received from the
[0039]
When reading the sensor data from the
[0040]
FIG. 15 is a diagram illustrating a procedure of selecting one wireless tag from wireless tags having a plurality of interrogators and transferring sensor data from the selected wireless tag to the interrogator.
For example, when the
[0041]
The
[0042]
Thus, in the telemetry system of this example, the
[0043]
As described above, the telemetry system using the wireless tag shown in FIG. 2 includes a sensor control circuit in the wireless tag, stores the patient's biological data in the wireless tag using the sensor attached to the patient, Since the sensor data of the patient is returned to the interrogator upon request, not only the recognition of the patient wearing the wireless tag, which is a conventional technique, but also the patient state can be monitored in real time.
[0044]
In this example, a medical telemetry system that attaches a sensor and a wireless tag to a patient and collects biometric data is used in the description. However, the target to which the sensor and the wireless tag are attached is not limited to the patient. The present invention can be applied to a logistics management system in which a temperature sensor and a wireless tag are attached to constantly monitor the temperature of the luggage, or a library management system in which a humidity sensor is attached to a library book to monitor a storage state.
[0045]
FIG. 16 is a diagram showing another configuration example of the wireless tag of the present invention used in the telemetry system. The configuration of the telemetry system is the same as that shown in FIG. The
[0046]
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the priority bit setting circuit. The priority
[0047]
For example, when 1 byte of sensor data is written in the
[0048]
FIG. 18 is a diagram for explaining a priority bit setting table used in the priority bit generation circuit. Using this priority bit setting table, the priority
[0049]
FIG. 19 is a diagram showing an example of the structure of a reply frame sent back to the interrogator by the
[0050]
FIG. 20 is a diagram for explaining the operation of writing the priority bit to the EEPROM in the wireless tag.
For example, when the sensor data is returned from the
[0051]
FIG. 21 is a diagram illustrating a procedure for selecting one wireless tag from wireless tags having a plurality of interrogators and transferring sensor data from the wireless tag to the interrogator.
For example, when the
[0052]
Since the
[0053]
As described above, in the telemetry system of this example, the priority
[0054]
FIG. 22 is a diagram showing another configuration example of the wireless tag of the present invention used in the telemetry system. The configuration of the telemetry system is the same as that shown in FIG.
In the
[0055]
FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration example of the no-
[0056]
FIG. 24 is a diagram for explaining the operation in which the no-
[0057]
When the “question command” is not received from the interrogator 1 (S51), the
[0058]
FIG. 25 shows a procedure for selecting one wireless tag from wireless tags having a plurality of interrogators and transferring sensor data from the selected wireless tag to the interrogator in the telemetry system using the wireless tags shown in FIG. FIG.
Now, it is assumed that the
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
As described above, in the telemetry system using the wireless tag shown in FIGS. 22 and 23, the
[0062]
Note that the priority bit setting circuit described with reference to FIGS. 16 to 21 and the no-response cancellation circuit described with reference to FIGS. A wireless tag with a priority bit setting circuit and a no-response canceling circuit is non-volatile when it is in a no-response state even if sensor data in the nonvolatile memory increases when it is in a question command waiting state in congestion control. It is possible to cope with an increase in sensor data in the memory.
[0063]
【The invention's effect】
According to the present invention, the sensor control circuit is provided in the wireless tag, the sensor data from the sensor connected to the wireless tag is stored in the wireless tag, and the stored sensor data is returned to the interrogator in response to a request from the interrogator. Since it did in this way, the signal of the sensor to which the wireless tag was connected can be monitored in real time. Further, if a priority bit setting circuit for generating a priority bit according to the usage rate of the sensor data storage area is provided in the wireless tag, a wireless tag having a high usage rate of the sensor data storage area can be preferentially processed. Furthermore, if the wireless tag is stored in a non-response state when the wireless tag is in a non-response state, the wireless tag has a function that can cancel the non-response state and shift to the response state. Since the “initialization command” does not come, the problem that the sensor data in the nonvolatile memory becomes full and the sensor data cannot be stored can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an example of a telemetry system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a wireless tag according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an interrogator.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a command.
FIG. 5 is a flowchart illustrating congestion control on the interrogator side.
FIG. 6 is a flowchart illustrating congestion control on the line tag side.
FIG. 7 is a state transition diagram of congestion control processing.
FIG. 8 is a state transition diagram of an ID / address designation read command.
FIG. 9 is a state transition diagram of an ID / address designation write command.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a frame structure example of reply data.
FIG. 11 is a diagram for explaining an EEPROM memory map;
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a sensor control circuit.
FIG. 13 is a diagram for explaining a procedure for storing sensor data.
FIG. 14 is a diagram for explaining an EEPROM access procedure;
FIG. 15 is a diagram showing a procedure for transferring sensor data from a selected wireless tag to an interrogator;
FIG. 16 is a diagram showing another configuration example of the wireless tag of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of a priority bit setting circuit.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a priority bit setting table.
FIG. 19 is a diagram showing a structure example of a reply frame.
FIG. 20 is a diagram for explaining a priority bit writing procedure;
FIG. 21 is a diagram showing a procedure for transferring sensor data from a wireless tag to an interrogator.
FIG. 22 is a diagram showing another configuration example of the wireless tag of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of a no-response cancellation circuit.
FIG. 24 is a diagram for explaining an operation in which a no-response release signal is generated.
FIG. 25 is a diagram showing a procedure for transferring sensor data from a selected wireless tag to an interrogator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
アンテナと、
前記アンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、
識別符号を記憶する識別領域及びデータを記憶するデータ領域を有する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに対するデータの読み出し及び書き込みを制御するタグ制御部と、
接続されている外部センサからの入力信号を前記タグ制御部の制御下にセンサデータに変換し前記タグ制御部に送るセンサ制御部と、
前記不揮発性メモリの前記データ領域の容量と当該データ領域に記憶されているセンサデータの量から計算される前記データ領域の使用率に基づいて通信優先度を表す優先ビットを生成し、生成した優先ビットを前記識別領域の識別符号の前に書き込む通信優先度設定部とを備え、
前記タグ制御部は、質問コマンド待ち受け状態で質問機からの質問コマンドを受信したとき前記優先ビットのうちの先頭ビットを送信し、その後、複数の無線タグから受信した優先ビットを比較して応答として送信するビットを決定する質問機からビットを受信し、該受信した受信ビットと前記送信ビットが一致すれば前記識別領域の次のビットを送信し、不一致であれば質問コマンド待ち受け状態に戻る制御を行うことを特徴とする無線タグ。A wireless tag in a wireless tag system including a plurality of wireless tags that communicate with an interrogator,
An antenna,
A modulation / demodulation unit for performing modulation / demodulation processing for transmitting and receiving signals via the antenna;
A non-volatile memory having an identification area for storing an identification code and a data area for storing data;
A tag control unit that controls reading and writing of data to and from the nonvolatile memory;
A sensor control unit that converts an input signal from a connected external sensor into sensor data under the control of the tag control unit, and sends the sensor data to the tag control unit;
A priority bit representing a communication priority is generated based on the usage rate of the data area calculated from the capacity of the data area of the nonvolatile memory and the amount of sensor data stored in the data area, and the generated priority A communication priority setting unit that writes bits before the identification code of the identification region,
The tag control unit transmits the first bit of the priority bits when receiving a question command from an interrogator in a question command standby state, and then compares the priority bits received from a plurality of wireless tags as a response. Control is performed to receive a bit from an interrogator for determining a bit to be transmitted, transmit the next bit in the identification area if the received bit matches the transmission bit, and return to a query command waiting state if the bit does not match. A wireless tag characterized by being performed.
前記無線タグは、タグアンテナと、前記タグアンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、当該無線タグを識別するための識別符号を記憶する識別領域及びデータを記憶するデータ領域を有する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに対するデータの読み出し及び書き込みを制御するタグ制御部と、接続されたセンサからの入力信号を前記タグ制御部の制御下にセンサデータに変換し前記タグ制御部に送るセンサ制御部と、前記不揮発性メモリの前記データ領域の容量と当該データ領域に記憶されているセンサデータの量から計算される前記データ領域の使用率に基づいて通信優先度を表す優先ビットを生成し、生成した優先ビットを前記識別領域の識別符号の前に書き込む通信優先度設定部とを備え、
前記質問機は、無線タグと通信を行うためのアンテナと、前記アンテナを介して信号を送受信するための変復調処理を行う変復調部と、受信データを記憶するためのメモリと、無線タグにコマンドを送信する送信部と、無線タグからの受信信号を解析する受信部と、各部の動作を制御する制御部とを備え、
前記質問機から前記複数の無線タグに向けて質問コマンドを送信する処理、質問コマンドを受信した無線タグが各々の優先ビットのうちの先頭ビットを送信する処理、複数の無線タグから該優先ビットを受信した質問機が、該優先ビットに基づいて各無線タグの優先度を判断して優先度の高い無線タグに向けて該受信した優先ビットを送信する処理、受信ビットと先に送信したビットとが一致すれば識別領域の次のビットを送信し、不一致であれば質問コマンド待ち受け状態に戻る無線タグの処理、によって1つの無線タグを識別する識別処理を行い、
識別された1つの無線タグに対して前記センサデータの読み出し処理を行うことを特徴とするテレメトリシステム。In a telemetry system that includes an interrogator and a plurality of wireless tags connected to different sensors, respectively, and retrieves the data of each sensor individually through the interrogator,
The wireless tag includes a tag antenna, a modulation / demodulation unit that performs modulation / demodulation processing for transmitting and receiving signals via the tag antenna, an identification area for storing an identification code for identifying the wireless tag, and data for storing data A non-volatile memory having a region, a tag control unit that controls reading and writing of data to and from the non-volatile memory, and an input signal from a connected sensor is converted into sensor data under the control of the tag control unit. The communication priority is expressed based on the sensor control unit to be sent to the control unit, the capacity of the data region of the nonvolatile memory, and the usage rate of the data region calculated from the amount of sensor data stored in the data region. A communication priority setting unit that generates a priority bit and writes the generated priority bit before the identification code of the identification region,
The interrogator includes an antenna for communicating with a wireless tag, a modulation / demodulation unit for performing modulation / demodulation processing for transmitting / receiving a signal via the antenna, a memory for storing received data, and a command for the wireless tag. A transmission unit that transmits, a reception unit that analyzes a reception signal from the wireless tag, and a control unit that controls the operation of each unit;
Processing for transmitting a question command from the interrogator toward the plurality of wireless tags, processing for transmitting a first bit of each priority bit by a wireless tag that has received the question command, and sending the priority bits from the plurality of wireless tags The received interrogator determines the priority of each wireless tag based on the priority bit and transmits the received priority bit toward the high priority wireless tag, the received bit and the previously transmitted bit If the IDs match, the next bit of the identification area is transmitted, and if the IDs do not match, identification processing for identifying one wireless tag is performed by processing of the wireless tag to return to the question command waiting state.
A telemetry system, wherein the sensor data is read out from one identified wireless tag.
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