JP4018290B2 - 非接触ｉｄタグ識別システムの質問器とその送信制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法に係わり、とくに複数の質問器がそのサービスエリアが重なる状態で使用されることのある非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触ＩＤタグは、その動作電源を自装置にもたず、質問器から送られてくる電磁波を電磁結合により受け取って、それを電源として動作し、非接触ＩＤタグとの間で情報の授受を行う。このような非接触ＩＤタグと質問器とから成る非接触ＩＤタグシステムでは、非接触ＩＤタグは応答器と呼ばれ、また質問器はリーダライタ装置とも呼ばれており、例えば、非接触ＩＤタグを携行している人物又は物が質問器のサービスエリア（交信可能エリア）へ入ってくると、その非接触ＩＤタグの識別コード等を質問器が読みとることで、その人物又は物の識別を行う。
【０００３】
図３は、従来の質問器の構成を示すブロック図、図４は非接触ＩＤタグ（応答器）の構成を示すブロック図である。シンセサイザ１からの搬送波は、変調器２へ入力され、質問データにより変調されて送信アンプ３で増幅される。そしてサーキュータ４を介してアンテナ５へ供給され、空中へ放射される。非接触ＩＤタグが質問器のサービスエリアへ入り、アンテナ５と非接触ＩＤタグのアンテナ２０が電磁結合すると、変復調器２１はアンテナ２０の受信波から電力、クロック、質問データをとり出し、電力を制御器２２及びメモリ２３へ供給して非接触ＩＤタグを動作状態とし、とり出したクロック、質問データを制御器２２へ送出する。これを受けた制御器は、質問データを解析し、その結果に応じてメモリ２３のリード又はライトを行い、また応答データを生成して変調器２１へ送る。変復調器２１は、応答データに応じてその反射波の振幅が変化するように構成されており、こうして振幅変調された反射波が質問器のアンテナ５で受信される。
【０００４】
質問器のアンテナ５で受信された反射波は、サーキュレータ４を介して分配器６へ送られ、ここで２分されて一方はそのまま受信系Ｒ２へ、他方は９０°位相シフタ７を介して受信系Ｒ１へ入力される。受信系Ｒ１又はＲ２では、送信アンプ３の出力搬送波をローカル搬送波としてミキサ８又は１１とフィルタ９又は１２で入力高周波（応答データを含む）をベースバンド信号に変換し、受信アンプ１０又は１３で増幅する。これら受信系Ｒ１、Ｒ２からのベースバンド信号は、合成アンプ１４で合成されたのち、レベル変換器１５でディジタル信号に変換され、応答データとして出力される。ここで、２つの受信系Ｒ１、Ｒ２を用いたのは、以下の理由による。
即ち、受信波信号を検波してベースバンド信号に変換するためのローカル搬送波は、搬送波同期回路のような複雑な回路を用いず、送信用搬送波をそのまま用いている。ところが、受信波と送信搬送波の位相差は質問器と非接触ＩＤタグとの位置関係により変化し、これが直交する（９０°位相差）か又はそれに近い状態になると受信系Ｒ２のみではベースバンド出力の振幅が著しく低下する。これをさけるために、受信波とそれを９０°位相シフトした受信波のそれぞれを検波することで、必ずベースバンド信号が所定レベル以上の振幅で取り出せるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような非接触ＩＤタグ識別システムでは、質問器は常に搬送波を送出し、いつ非接触ＩＤタグがサービスエリアへ入ってきても対応できるようにしている。しかし、これでは、とくに携帯型の質問器の場合、電源の消耗が大きく、電源用電池の大容量化が必要になる。あるいは１日の充電による使用可能時間が短くなってしまう問題があった。また、システムによっては、複数の質問器がそのサービスエリアに重なりがあるような配置で用いられることもあり、そのような場合には各質問器からの送信波が干渉して伝送誤りを生じてしまうこともある。
【０００６】
本発明の目的は、質問器の消費電力を低減でき、かつ複数台の質問器をそのサービスエリアが重なるような配置で使用しても非接触ＩＤタグと質問器の通信がより確実に行えるようにした非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とを備えた質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合の質問器の送信制御方法であって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンのオンレベルが常には同時刻にオンとならないように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした質問器の送信制御方法を開示する。
【０００８】
更に本発明は、無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とをそれぞれ備えた複数の質問器と、非接触ＩＤタグとを備えた非接触ＩＤタグ識別システムであって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
該質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合において、各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンが単独でオンとなるタイムスロットを有するように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした非接触ＩＤタグ識別システムを開示する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明になる非接触ＩＤタグ識別システムの質問器の構成例を示すブロック図で、図３に示した従来の質問器に、送信制御器３０、読み取りスイッチ３１、及びメモリ３２を付加した構成となっている。ここで読み取りスイッチ３１は手動スイッチで、送信制御器３０は、この読み取りスイッチ３１がオンとなっている間だけ、メモリ３２に設定されたタイミングパターンでもって送信アンプ３からの送信搬送出力をオンオフし、読み取りスイッチがオフのときは送信アンプ３の出力を常に停止とするように制御する。
【００１０】
ここで、サービスエリア内に１台のみの質問器が配置されているときは、図１の質問器は、間欠的に搬送波を送信して非接触ＩＤタグの認識や情報の授受を行うことになる。従って、例えばサービスエリア内を人物が非接触ＩＤタグを所持してその人の識別や情報授受を行うシステムでは、そのサービスエリア内を通過している間に少なくとも１回は非接触ＩＤタグと交信できる頻度で搬送波送信を行えるようなタイミングパターンをメモリ３２に設定しておけば、間欠的に搬送波送信を行って消費電力を節減しながら、非接触ＩＤタグの認識や情報授受を確実に行える。
【００１１】
複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときは、間欠的な送信タイミングが質問器の間で異なるようなタイミングパターンを各質問器に設定する。図２は質問器が３台のときのタイミングパターンの設定例を示したもので、どの質問器も１回の送信時間はｔ０とし、この時間幅ｔ０のタイムスロット９個で１周期Ｔとなるパターンをもっている。各質問器が各周期内にオンとなるタイムスロットはいずれも２回で、このように各質問器に対して送信のチャンスが同じとなるようにするのが好ましい。各タイムスロットには符号Ｓ１〜Ｓ９を付して図示されているが、これら各タイムスロットの時間幅ｔ０は、その間に非接触ＩＤタグとの間で通信を行い必要な情報伝送を完了できるだけの時間としておく。
【００１２】
図２に例示したタイミングパターンでは、例えば図２のように３台の質問器の読み取りスイッチが同時にオンとされたとすると、最初のタイムスロットＳ１では全ての質問器の送信が衝突し、正常な伝送ができない。しかしその後はタイムスロットＳ３で質問器Ｑ１が、タイムスロットＳ４では質問器Ｑ２が、さらにタイムスロットＳ５では質問器Ｑ３が単独で搬送波出力を行うから、これら３台の質問器のサービスエリアが重なった場所に非接触ＩＤタグがあっても、確実に通信を行うことができる。また、これらのパターンは、時間軸方向にシフトしても全く同じパターンになることはないから、読み取りスイッチのオン時間が異なっていても、必ず単独でオンとなるタイムスロットがあるので、少なくともパターンの周期Ｔ以内には必ず１回の通信が行える。従ってパターン周期Ｔを、例えば人が非接触ＩＤタグをもってサービスエリア内を通過する時間よりも短く設定しておけば、間欠的送信による使用電力節約を行いながら（図２では２／９）、確実に非接触ＩＤタグとの通信が行え、かつ複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときでも、相互の干渉を避けて非接触ＩＤタグと通信が行えるようになる。
【００１３】
なお、タイミングパターンの設定方法は、図２に限られたものではなく、種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、パターンの周期も各質問器で必ずしも同一である必要もない。また、複数台の質問器のサービスエリアが重なる領域に複数個の非接触ＩＤタグがあったときは、それら各非接触ＩＤタグとの間で確実に通信できるようにした技術が特願平９ー３３１３１８号で提案されている。この場合には、それら複数の非接触ＩＤタグとの通信を行うに足りる時間よりもタイムスロットの時間幅ｔ０が大きくなるように設定する必要がある。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、質問器の消費電力を軽減できるので携帯型とするのが容易になる効果があり、また、複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときでも、常に確実にどの質問器も非接触ＩＤタグと通信を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる質問器の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のメモリ３２に設定するタイミングパターンの例である。
【図３】従来の質問器の構成例を示すブロック図である。
【図４】非接触ＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３ 送信アンプ
３０ 送信制御器
３１ 読み取りスイッチ
３２ メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法に係わり、とくに複数の質問器がそのサービスエリアが重なる状態で使用されることのある非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非接触ＩＤタグは、その動作電源を自装置にもたず、質問器から送られてくる電磁波を電磁結合により受け取って、それを電源として動作し、非接触ＩＤタグとの間で情報の授受を行う。このような非接触ＩＤタグと質問器とから成る非接触ＩＤタグシステムでは、非接触ＩＤタグは応答器と呼ばれ、また質問器はリーダライタ装置とも呼ばれており、例えば、非接触ＩＤタグを携行している人物又は物が質問器のサービスエリア（交信可能エリア）へ入ってくると、その非接触ＩＤタグの識別コード等を質問器が読みとることで、その人物又は物の識別を行う。
【０００３】
図３は、従来の質問器の構成を示すブロック図、図４は非接触ＩＤタグ（応答器）の構成を示すブロック図である。シンセサイザ１からの搬送波は、変調器２へ入力され、質問データにより変調されて送信アンプ３で増幅される。そしてサーキュータ４を介してアンテナ５へ供給され、空中へ放射される。非接触ＩＤタグが質問器のサービスエリアへ入り、アンテナ５と非接触ＩＤタグのアンテナ２０が電磁結合すると、変復調器２１はアンテナ２０の受信波から電力、クロック、質問データをとり出し、電力を制御器２２及びメモリ２３へ供給して非接触ＩＤタグを動作状態とし、とり出したクロック、質問データを制御器２２へ送出する。これを受けた制御器は、質問データを解析し、その結果に応じてメモリ２３のリード又はライトを行い、また応答データを生成して変調器２１へ送る。変復調器２１は、応答データに応じてその反射波の振幅が変化するように構成されており、こうして振幅変調された反射波が質問器のアンテナ５で受信される。
【０００４】
質問器のアンテナ５で受信された反射波は、サーキュレータ４を介して分配器６へ送られ、ここで２分されて一方はそのまま受信系Ｒ２へ、他方は９０°位相シフタ７を介して受信系Ｒ１へ入力される。受信系Ｒ１又はＲ２では、送信アンプ３の出力搬送波をローカル搬送波としてミキサ８又は１１とフィルタ９又は１２で入力高周波（応答データを含む）をベースバンド信号に変換し、受信アンプ１０又は１３で増幅する。これら受信系Ｒ１、Ｒ２からのベースバンド信号は、合成アンプ１４で合成されたのち、レベル変換器１５でディジタル信号に変換され、応答データとして出力される。ここで、２つの受信系Ｒ１、Ｒ２を用いたのは、以下の理由による。
即ち、受信波信号を検波してベースバンド信号に変換するためのローカル搬送波は、搬送波同期回路のような複雑な回路を用いず、送信用搬送波をそのまま用いている。ところが、受信波と送信搬送波の位相差は質問器と非接触ＩＤタグとの位置関係により変化し、これが直交する（９０°位相差）か又はそれに近い状態になると受信系Ｒ２のみではベースバンド出力の振幅が著しく低下する。これをさけるために、受信波とそれを９０°位相シフトした受信波のそれぞれを検波することで、必ずベースバンド信号が所定レベル以上の振幅で取り出せるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような非接触ＩＤタグ識別システムでは、質問器は常に搬送波を送出し、いつ非接触ＩＤタグがサービスエリアへ入ってきても対応できるようにしている。しかし、これでは、とくに携帯型の質問器の場合、電源の消耗が大きく、電源用電池の大容量化が必要になる。あるいは１日の充電による使用可能時間が短くなってしまう問題があった。また、システムによっては、複数の質問器がそのサービスエリアに重なりがあるような配置で用いられることもあり、そのような場合には各質問器からの送信波が干渉して伝送誤りを生じてしまうこともある。
【０００６】
本発明の目的は、質問器の消費電力を低減でき、かつ複数台の質問器をそのサービスエリアが重なるような配置で使用しても非接触ＩＤタグと質問器の通信がより確実に行えるようにした非接触ＩＤタグ識別システムの質問器とその送信制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とを備えた質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合の質問器の送信制御方法であって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンのオンレベルが常には同時刻にオンとならないように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした質問器の送信制御方法を開示する。
【０００８】
更に本発明は、無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とをそれぞれ備えた複数の質問器と、非接触ＩＤタグとを備えた非接触ＩＤタグ識別システムであって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
該質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合において、各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンが単独でオンとなるタイムスロットを有するように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした非接触ＩＤタグ識別システムを開示する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明になる非接触ＩＤタグ識別システムの質問器の構成例を示すブロック図で、図３に示した従来の質問器に、送信制御器３０、読み取りスイッチ３１、及びメモリ３２を付加した構成となっている。ここで読み取りスイッチ３１は手動スイッチで、送信制御器３０は、この読み取りスイッチ３１がオンとなっている間だけ、メモリ３２に設定されたタイミングパターンでもって送信アンプ３からの送信搬送出力をオンオフし、読み取りスイッチがオフのときは送信アンプ３の出力を常に停止とするように制御する。
【００１０】
ここで、サービスエリア内に１台のみの質問器が配置されているときは、図１の質問器は、間欠的に搬送波を送信して非接触ＩＤタグの認識や情報の授受を行うことになる。従って、例えばサービスエリア内を人物が非接触ＩＤタグを所持してその人の識別や情報授受を行うシステムでは、そのサービスエリア内を通過している間に少なくとも１回は非接触ＩＤタグと交信できる頻度で搬送波送信を行えるようなタイミングパターンをメモリ３２に設定しておけば、間欠的に搬送波送信を行って消費電力を節減しながら、非接触ＩＤタグの認識や情報授受を確実に行える。
【００１１】
複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときは、間欠的な送信タイミングが質問器の間で異なるようなタイミングパターンを各質問器に設定する。図２は質問器が３台のときのタイミングパターンの設定例を示したもので、どの質問器も１回の送信時間はｔ０とし、この時間幅ｔ０のタイムスロット９個で１周期Ｔとなるパターンをもっている。各質問器が各周期内にオンとなるタイムスロットはいずれも２回で、このように各質問器に対して送信のチャンスが同じとなるようにするのが好ましい。各タイムスロットには符号Ｓ１〜Ｓ９を付して図示されているが、これら各タイムスロットの時間幅ｔ０は、その間に非接触ＩＤタグとの間で通信を行い必要な情報伝送を完了できるだけの時間としておく。
【００１２】
図２に例示したタイミングパターンでは、例えば図２のように３台の質問器の読み取りスイッチが同時にオンとされたとすると、最初のタイムスロットＳ１では全ての質問器の送信が衝突し、正常な伝送ができない。しかしその後はタイムスロットＳ３で質問器Ｑ１が、タイムスロットＳ４では質問器Ｑ２が、さらにタイムスロットＳ５では質問器Ｑ３が単独で搬送波出力を行うから、これら３台の質問器のサービスエリアが重なった場所に非接触ＩＤタグがあっても、確実に通信を行うことができる。また、これらのパターンは、時間軸方向にシフトしても全く同じパターンになることはないから、読み取りスイッチのオン時間が異なっていても、必ず単独でオンとなるタイムスロットがあるので、少なくともパターンの周期Ｔ以内には必ず１回の通信が行える。従ってパターン周期Ｔを、例えば人が非接触ＩＤタグをもってサービスエリア内を通過する時間よりも短く設定しておけば、間欠的送信による使用電力節約を行いながら（図２では２／９）、確実に非接触ＩＤタグとの通信が行え、かつ複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときでも、相互の干渉を避けて非接触ＩＤタグと通信が行えるようになる。
【００１３】
なお、タイミングパターンの設定方法は、図２に限られたものではなく、種々の変形が可能であることはいうまでもない。また、パターンの周期も各質問器で必ずしも同一である必要もない。また、複数台の質問器のサービスエリアが重なる領域に複数個の非接触ＩＤタグがあったときは、それら各非接触ＩＤタグとの間で確実に通信できるようにした技術が特願平９ー３３１３１８号で提案されている。この場合には、それら複数の非接触ＩＤタグとの通信を行うに足りる時間よりもタイムスロットの時間幅ｔ０が大きくなるように設定する必要がある。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、質問器の消費電力を軽減できるので携帯型とするのが容易になる効果があり、また、複数台の質問器のサービスエリアに重なりがあるときでも、常に確実にどの質問器も非接触ＩＤタグと通信を行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる質問器の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のメモリ３２に設定するタイミングパターンの例である。
【図３】従来の質問器の構成例を示すブロック図である。
【図４】非接触ＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３ 送信アンプ
３０ 送信制御器
３１ 読み取りスイッチ
３２ メモリ
Claims (2)
- 無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とを備えた質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合の質問器の送信制御方法であって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンのオンレベルが常には同時刻にオンとならないように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした質問器の送信制御方法。 - 無変調または質問データにより変調された送信搬送波を送出する送信手段と、前記送信搬送波に応答して非接触ＩＤタグから返送されてきた応答信号を受信し復調する受信手段とをそれぞれ備えた複数の質問器と、非接触ＩＤタグとを備えた非接触ＩＤタグ識別システムであって、
前記質問器が、それぞれ、スイッチと、予め定めたタイムスロット毎にオン又はオフレベルとなるタイミングパターンを記憶するメモリと、前記スイッチがオンされると前記メモリのタイミングパターンを読み出してそのオンレベルのタイムスロット毎に前記送信手段が送信搬送波を出力するように制御する送信制御手段を備えており、
該質問器の複数台がそのサービス可能エリアに重なりがある状態で使用される場合において、各質問器の前記スイッチがどのような相対時間差でオンされたときでも各質問器の前記メモリに記憶されたタイミングパターンが単独でオンとなるタイムスロットを有するように各質問器のタイミングパターンを設定し、この各タイミングパターンに基づいて各質問器からの送信搬送波が出力されるようにした非接触ＩＤタグ識別システム。
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