JP4161558B2 - 移動体識別装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動体識別装置（電波産業会標準規格ＲＣＲＳＴＤ−１，ＳＴＤ−２９）に係り、特にその無線通信プロトコルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無電池の無線タグ（応答器）を使用する移動体識別装置の通信のプロトコルは特開平１１−３５５３６５号公報に記載されているように、コマンドの受信、データの受信など無線タグの動作・機能が多岐にわたっているため、質問器はデータとクロックを同時に伝送しなければならないことと併せて通信のプロトコルが複雑になり、制御回路、制御方法が複雑になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、移動体識別装置の応答器が半導体メモリを持ち、質問器は応答器のメモリ情報を読み出す機能を持ち、簡単な通信プロトコルで応答器の情報を読み出し、質問器の通信制御回路および制御方法を簡略化する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するに、長い通信距離においても無電池の応答器にできるだけ多くの電力を与えるために、デューティ比が一定で同一周期の繰り返しパルスで、搬送波である２．４５ＧＨｚ帯の信号を変調することとする。
【０００５】
本発明の移動体識別装置の特徴的構成を示すと、以下の通りである。
（１）応答器と質問器からなる移動体識別装置において、質問器からの同一デューティ比で同一周期の複数のパルス信号でＡＳＫ変調した信号毎に応答器がメモリの情報を１ビット送信することを特徴とする。
（２）上記（１）において、応答器が送信するメモリの情報の１ビット毎に質問器から送出する同一デューティ比で同一周期の複数のパルス数を変化させることを特徴とする。
（３）上記（１）において、応答器が送信するメモリの情報の１ビット毎に質問器から送出する同一デューティ比で同一周期の複数のパルス数を一定にすることを特徴とする。
（４）上記（１）において、応答器の送信するメモリの１ビットの情報を、質問器からの同一デューティ比で同一周期の複数のパルスのうちの隣り合う１以上のパルス間隔で、当該複数のパルス間隔内に送信することを特徴とする。
（５）上記（４）において、応答器の送信するメモリの１ビットの情報を、質問器からの同一デューティ比で同一周期の複数のパルスの最初から一定のパルス数毎に送信することを特徴とする。
（６）上記（４）において、応答器の送信するメモリの１ビットの情報を送信する毎に、複数のパルス間隔内の送信タイミングを変化させて送信することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は移動体識別装置を構成する質問器および応答器からなる無線タグシステムの例を示す。図１において１は応答器、２は応答器アンテナ、３はレクテナ回路（アンテナと整流回路含む回路）４は論理回路、５はメモリ回路、６は質問器、７は質問器アンテナ、８はＲＦ（高周波）回路、９は制御回路、１０は制御装置である。
【０００７】
応答器１のメモリ回路の情報を読み出す動作を説明する。制御装置１０からの応答器１のメモリ情報の読み取りの命令は、制御回路９にてデータ化され、ＲＦ部８で生成された２．４５ＧＨｚのマイクロ波の搬送波信号にＡＳＫ変調されて、質問器アンテナ７から放射される。放射されたマイクロ波信号は応答器アンテナ２にて受信され、レクテナ回路３において応答器１の論理回路４およびメモリ回路５を動作させるための電力として整流して供給される。さらにレクテナ回路３においては、変調信号が検波されて、論理回路４を動作させるためのクロックが抽出される。
【０００８】
論理回路４では、所定の論理に従い、クロック信号に応じてメモリ回路５から順次アドレスされた部分の情報が取り出され、当該情報に応じてレクテナ回路３で受信した信号に対して変調がかけられ、応答器アンテナ２から放射される。この放射された信号は、質問器アンテナ７で受信されて、ＲＦ回路で検波された後、データとして制御回路９を介して制御装置１０に取り出され、応答器１のメモリ回路５の情報として認識される。
【０００９】
図２は一周期時間Ｔ、デューティｔ／Ｔのパルス信号を表す。電池を持たない応答器１に対して、質問器６から放射電波で電力を供給する場合、デューティｔ／Ｔが大きいほど大きな電力を供給することができ、応答器１と質問器６の通信できる距離をできるだけ長く採りたい場合にはこのデューティをできるだけ大きくすればよい。
【００１０】
図２のパルス信号を質問器６のＲＦ回路８でＡＳＫ変調すると、図３のような交流信号が得られる。図３において１１は図２におけるデューティｔ／Ｔの信号で変調をかけたマイクロ波搬送波信号で、包絡線の内部がマイクロ波搬送波信号成分である。
【００１１】
図４は図２の質問器６から放射する搬送波信号の変調信号成分を、一定周期Ｔのパルスを、パルスｐｂ１が立ち上がる時刻から次のパルスｐｂ２が立ち上がるまでｔｉ１の時間にｔｉ１／Ｔ個のパルスを発生させ、次に、ｐｂ３のパルスが立ち上がるまでのｔｉ２の時間内にｔｉ２／Ｔ個のパルスを発生させるように、順次生成する。
【００１２】
この変調波信号を応答器１のレクテナ回路３で検波することで図２に示したと同様の変調波信号が検波・復調して得られ、論理回路４においてクロック信号として論理回路を動作させる。
【００１３】
このクロック信号の論理回路４における計数値に応じてｔｓ１のタイミングでメモリ回路５の第１のアドレスから情報を取り出し、ｐｍ１のパスルスの立ち上がりでレクテナ回路３の変調回路で、応答器の受信信号に変調をかけてアンテナ２から送出する。順次、ｐｍ２、ｐｍ３、‥‥のタイミングでメモリ回路の情報をアドレスを順次１ずつ更新しながら送出する。このときのメモリ情報送出のパルスのタイミングはｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３、‥‥である。
【００１４】
ここで、上記ｐｂ１，ｐｂ２，ｐｂ３，ｐｂ４，ｐｂ５‥‥、ｐｍ１，ｐｍ２，ｐｍ３，ｐｍ４‥‥、ｔｉ１，ｔｉ２，ｔｉ３，ｔｉ４、‥‥およびｔｓ１，ｔｓ２，ｔｓ３，ｔｓ４‥‥は、一般的にそれぞれのグループの中では異なる値を取る、すなわち応答器が送信するメモリの情報の１ビット毎に質問器から送出する同一デューティ比で同一周期の複数のパルス数を変化させる。
【００１５】
図４においてｔｉ１、ｔｉ２、ｔｉ３、‥‥、および、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３、‥‥はあらかじめ決められた規則に従って実行されるもので、最も簡単な例は、応答器が送信するメモリの情報の１ビット毎に質問器から送出する同一デューティ比で同一周期の複数のパルス数を一定にする場合、すなわちｔｉ１、ｔｉ２、ｔｉ３、‥‥がすべて同じで、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３、‥‥がまたすべて同じ場合である。
【００１６】
それぞれの時間を異なる時間として、質問器と応答器間で確認がとれている場合にのみ正しい情報が応答器１から質問器６に読み取られる仕組みを作ることも可能である。
【００１７】
図５は図４に対応した、応答器１のメモリ回路５から読みだれるデータを表し、”１”、”０”、”１”、”１”の順にデータが読み出される。
【００１８】
図６は応答器１において図５のデータが図４のパルスｐｍ１、ｐｍ２、ｐｍ３、‥‥の立ち上がりで読み込まれ、受信信号に対して受信信号の２パルス相当の期間だけ振幅変調がかけられた結果の信号波形を模式的に示したものである。応答器の送信するメモリの１ビットの情報を、質問器からの同一デューティ比で同一周期の複数のパルスのうちの隣り合う１以上のパルス間隔で、当該複数のパルス間隔内に送信する。このとき、振幅変調をかける期間は１パルスあるいは３パルスでも特に問題はなく、質問器６でのＲＦ回路８でのサンプリングタイミングが最適に設定されればよい。
【００１９】
図６において、１２は受信信号の変調されない波形および応答器１のメモリ回路の読み出し情報が”０”の場合の波形であり、１３が応答器１のメモリ回路５の情報が”１”の場合の波形である。図６の波形の信号が応答器１のアンテナ２介して放射され、質問器６のアンテナから受信される。
【００２０】
図７は応答器６で受信した応答器１から放射された信号の復調波形である。１４はデータがないか、あるいはデータが”０”の復調信号、１５はデータが”１”の復調信号である。
【００２１】
この復調信号に合わせて、図４における、データ送出のタイミングパルスｐｍ１、ｐｍ２、ｐｍ３、‥‥に質問器６のＲＦ回路８の受信系のフィルタなどのデレイ時間Δｔ分だけ遅らせたパルス１６の立ち上がりでサンプリングすることでデータが再現され、制御装置１０で読み込みが行われる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると所定のデューティ比で構成した一連のパルス列で、無線タグのデータ１ビットあたりのパルス数と、無線タグにデータを送信させるタイミングとを任意に設定可能にした無線タグシステムの通信プロトコルを構築でき、１ビットあたりのパルス数および無線タグデータの送信タイミングをプログラムすることにより、秘匿性を保って通信することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線タグシステム（構内無線局）の構成例を示すブロック図。
【図２】質問器の変調パルスの時系列表示による波形図。
【図３】質問器の時系列表示による送信信号の波形図。
【図４】質問器の送出タイミングと応答器の送出タイミングを示す図。
【図５】応答器の送出データ列の時系列表示を示す波形図。
【図６】応答器のデータ送出波形の時系列表示を示す波形図。
【図７】質問器のデータ処理の時系列表示を示す波形図。
【符号の説明】
１…応答器、２…応答器アンテナ、３…レクテナ回路、４…論理回路、５…メモリ回路、６…質問器、７…質問器アンテナ、８…ＲＦ回路、９…制御回路、１０…制御装置、１１…送信波形、１２…”０”データ部、１３…”１”データ部、１４…”０”データ部、１５…”１”データ部、１６…サンプリングパルス

Claims (2)

1. アンテナと、
   レクテナ回路と、
   論理回路と、
   メモリ回路とを有し、
   前記アンテナは、同一デューティー比で同一周期のパルス列により変調された搬送波を質問器から受信するものであって、
   前記レクテナ回路は、前記搬送波を整流して前記論理回路とメモリ回路へ電力を供給するものであって、
   前記論理回路は、前記パルス列のパルス数に応じて順次アドレスされた情報を１ビットずつ前記メモリ回路から取り出し、前記アンテナから前記質問器へ送信するものであって、
   前記情報の少なくとも２つのビット間において前記パルス列のパルス数が異なることを特徴とする無線タグ。
2. 同一デューティー比で同一周期のパルス列により変調された搬送波を質問器から受信するものであって、
   前記パルス列のパルス数に応じて順次アドレスされた情報を１ビットずつ前記質問器へ送信するものであって、
   前記情報の少なくとも２つのビット間において前記パルス列のパルス数が異なることを特徴とする無線タグ。

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