JP4399065B2

JP4399065B2 - Data carrier multiple identification method and data communication system

Info

Publication number: JP4399065B2
Application number: JP30775099A
Authority: JP
Inventors: 雅行荒井; 彰久山崎; 勝佐々木
Original assignee: Tokyo Keiki Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: JP2001126037A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データキャリアとリーダ本体装置との間で非接触にてデータ通信を行う場合における多数のデータキャリアの識別を行う多数識別方法及び多数のデータキャリアの識別を行うことができるデータ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データが格納されたデータキャリアとリーダ本体装置との間でデータ通信を行い、データキャリアのデータをリーダ本体装置から読み出すことが行われており、そのデータ通信は、例えば光、電磁誘導、または電波を媒体として用い、互いに通信可能範囲内にあるリーダ本体装置とデータキャリアとの間で行われる。
【０００３】
近年、このようなシステムにおいて、複数のデータキャリアがリーダ本体装置の通信可能範囲内に存在する状態で使用する用途が開発されており、この場合に、各データキャリアをリーダ本体装置において識別する必要性が出てきている。例えば、データキャリアを交通機関の定期券として用いる場合に、複数の異なる交通機関の定期券であるデータキャリアを重ねたままで改札を通ったり、または物流において物品に仕分けデータ等が格納されたデータキャリアを貼付し、一度に多数の物品を処理する場合などがある。
【０００４】
従来の多数識別方式としては、図８に示したタイミングチャートによって行う方式が知られている。即ち、まず始めにリーダ本体装置から起動コマンドが送出され、リーダ本体装置の通信可能範囲内にある各データキャリア（１）〜（４）がこの起動コマンドを受けると、各データキャリアが内部に有する乱数発生器に例えば１から８までの乱数を発生させる。そして、その乱数に例えば２０ｍ秒を乗じた時間を経た後、自分のＩＤ番号をリーダ本体装置に返送する。乱数によってタイムスロットを決めることで、各データキャリアからの返事は分散され、衝突する確率を低くすることができる。衝突したデータキャリア（１）、（３）からの返事は、リーダ本体装置で正常に受信できず無視される。次いで、リーダ本体装置は、ＩＤ番号が正常に返送されたデータキャリアとのデータ通信を行い、データキャリアに格納するデータの読み書きを行う。データ通信が成功すると、リーダ本体装置は、ホルトコマンドを送信し、以降そのデータキャリアは、起動コマンドに対して無応答に設定され、他のデータキャリアとの衝突はしなくなる。
【０００５】
再びリーダ本体装置は、起動コマンドを送出し、先に衝突等により正常に受信できなかったデータキャリアからの返事を待ち、正常に返事を受けたデータキャリアとデータ通信を行い、通信終了後そのデータキャリアに対してホルトコマンドを送信する。このサイクルを起動コマンド送出後にデータキャリアからの返事がこなくなるまで繰り返す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の多数識別方式では、リーダ本体装置が起動コマンドを送出した後は、乱数の上限値に２０ｍ秒をかけた時間中継続して、リーダ本体装置の受信イネーブル信号はハイとなっており、リーダ本体装置の受信回路はデータキャリアからの返事を待っている。しかしながら、データキャリアから必ず各タイムスロットに返事が来るとは限らず、その間に外来ノイズを多く受信してしまうため、そのノイズでリーダ本体装置が誤動作することがある。また、このような誤動作を防ぐための別途の付加回路を設けるとコストが上昇するという課題がある。
【０００７】
また、この従来の多数識別方式では、衝突の確率を低くするためには、タイムスロット数を大きく取るのが効果的であるが、タイムスロット数を大きく取ると、データキャリアが少なくても決められたタイムスロット時間受信待ちをするので、全体としての効率は悪くなるという課題がある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、多数のデータキャリアの識別を行うにあたって、データキャリアからの受信待ち時間を短縮することができ、ノイズからの影響を受け難くすることができる多数識別方法及びデータ通信システムを提供することをその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の多数識別方法は、
1)リーダ本体装置の通信可能範囲内にある各データキャリアが、それぞれ乱数によりノード番号を設定し、
2)前記リーダ本体装置が、ノード番号を順次指定して、該指定したノード番号を持つデータキャリアとデータ通信を行う一方で、該指定したノード番号を持つデータキャリアが複数ある場合には、該データキャリアとのデータ通信を行わず、ノード番号を一巡指定した後、データ通信が成功しなかったデータキャリアに対してシャッフルコマンドを送り、
3)シャッフルコマンドを受けて、該データ通信が成功しなかったデータキャリアが、それぞれ乱数によりノード番号を再設定し、
4)複数のデータキャリアが重複したノード番号の設定をしなくなるまで、前記2)〜3)の手順を繰り返す。
【００１０】
また、本発明によるデータ通信システムは、複数のデータキャリアとリーダ本体装置とからなり、
前記データキャリアが乱数発生器を備え、リーダ本体装置の通信可能範囲内にある各データキャリアが、それぞれ乱数発生器によりノード番号を設定し、
前記リーダ本体装置が、ノード番号を順次指定することにより、該指定したノード番号を持つデータキャリアとデータ通信を行う一方で、該指定したノード番号を持つデータキャリアが複数ある場合には、該データキャリアとのデータ通信を行わず、ノード番号を一巡指定した後、データ通信が成功しなかったデータキャリアに対してシャッフルコマンドを送るものであり、
前記データキャリアの乱数発生器が、前記シャッフルコマンドを受けて、該データ通信が成功しなかったデータキャリアが、それぞれ乱数によりノード番号を再設定するものであり、
前記リーダ本体装置が、シャッフルコマンドを受けてノード番号を再設定したデータキャリアに対して、順次ノード番号を指定して該指定したノード番号を持つデータキャリアとデータ通信を行い、該指定したノード番号を持つデータキャリアが複数ある場合に、該データキャリアとのデータ通信を行わず、ノード番号を一巡指定した後、データ通信が成功しなかったデータキャリアに対して該シャッフルコマンドを送る処理を繰り返すことにより、リーダ本体装置が各データキャリアを識別してデータ通信を行う。
【００１１】
各データキャリアが乱数により設定したノード番号を用いて、リーダ本体装置が該データキャリアとデータ通信を行うようにしたため、リーダ本体装置のデータキャリアからの応答待ちの時間が限定される。従って、従来のように、返事待ちの時間を長く設定する必要はないため、ノイズによる誤動作の可能性を小さくすることができる。乱数により設定したデータキャリアのノード番号が重複し、リーダ本体装置が複数のデータキャリアからの応答を受けた場合には、衝突が起こるためデータ通信は行わず、後でシャッフルコマンドを送出して、ノード番号の設定し直しを行う。
【００１２】
前記リーダ本体装置が、指定したノード番号を持つデータキャリアとのデータ通信に成功したときに、該データキャリアに対して、シャッフルコマンド及びノード番号を指定した呼びかけに対して以降無応答となるホルトコマンドを送ると良く、これにより、データ通信が成功したデータキャリアをシャッフル対象から外して、データ通信が成功しなかったデータキャリアとの次回のデータ通信の成功の可能性を高めることができる。
【００１３】
また、任意には、前記データキャリアは、リーダ本体装置の通信可能範囲内に入ることにより、自動的に所定の番号をノード番号として初期設定することとしても良く、または、リーダ本体装置の通信可能範囲内に入ることにより、自動的に乱数による番号をノード番号として初期設定することとしても良い。
【００１４】
また、乱数発生器は、Ｍ系列発生器と除算回路とが組み合わされたものから構成することができる。例えば、各データキャリアが持つＩＤ番号等の属性データを初期値として、Ｍ系列発生器で適当なクロックでビットシフトした後、任意の多項式で除算した除算結果の一部のビットの値からノード番号を決定することもでき、高いランダム性を持つノード番号とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１及び図２は本発明に係るデータ通信システムまたは、本発明に係る多数識別方法を用いて実施されるデータ通信システムのブロック図である。
【００１７】
図において、１０はＩＣカードとなったデータキャリアであり、２０はリーダ本体装置であり、データキャリア１０とリーダ本体装置２０とは非接触でデータ通信が可能となっており、この実施形態によるシステムでは、電磁誘導方式によるデータ通信を採用している。
【００１８】
図２に示したように、データキャリア１０は送受信コイル１１、増幅器１２、１６、復調器１８、変調器１９、制御回路１３、コンデンサ１４、メモリ１５を有しており、送受信コイル１１に誘導された信号は、増幅器１２及び復調器１８を経て受信信号の復調が行われ、制御回路１３へと取り込まれるようになっている。同時に、送受信コイル１１に誘導された信号は、整流器１７で整流、平滑化されコンデンサ１４に蓄電され直流電源となる。制御回路１３には後述の乱数発生器１３Ａが内蔵される。また、制御回路１３はメモリ１５と接続され、受信信号に含まれたコマンドに基づいてメモリ１５のアドレスのデータを読み出し、またはメモリ１５のアドレスに受信信号に含まれたデータを書き込むといった処理を行うようになっている。メモリ１５には、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリが用いられ、直流電源が生成されない状態であってもデータが保持される。メモリ１５から読み出されたデータは、変調器１９において変調され、増幅器１６を介して送受信コイル１１に印加される。
【００１９】
また、リーダ本体装置２０は、送信コイル２１、受信コイル２２、増幅器２３、２４、変調器２５、復調器２６、制御回路２７及び処理回路であるホストコンピュータ２８を有している。このホストコンピュータ２８は、マイクロコンピュータで構成され、適当なコマンドを送出すると共に、データキャリア１０から読み出されたデータを処理するものである。送信コイル２１及び受信コイル２２は、リーダ本体装置２０に対して通信可能範囲Ａ内にあるデータキャリア１０の送受信コイル１１と電磁誘導結合し、データ通信が行われる。例えば、リーダ本体装置２０からデータキャリア１０へのデータ伝送は、ＤＰＳＫ等の変調をして行われ、データキャリア１０からリーダ本体装置２０へのデータ伝送は、さらにスペクトラム拡散して行われる。
【００２０】
図３に、リーダ本体装置２０から送信されるコマンド及びデータキャリア１０から返信されるレスポンスの形式例を示す。リーダ本体装置２０から送信される信号は、図３(ａ)に示すように、先頭１バイト中の２ビットが後述のノード番号の指定を行う領域となっており、残りの６ビットがコマンド指定の領域となっている。さらに、属性データ(８バイト)、アドレス（１バイト）及びデータ（８〜１６バイト）が続く。コマンドとしては、起動コマンド、リードコマンド、ライトコマンド、ホルトコマンド、シャッフルコマンド等があり、コマンドによっては、送信しないブロックがあることもある。例えば、起動コマンドが指定された場合には、ノード番号、コマンドデータのみが送られる。また、ホルトコマンドが指定された場合には、ノード番号、コマンドデータ及び属性データのみが送られ、リードコマンドが指定された場合には、ノード番号、コマンドデータ、属性データ及びアドレスが送られ、ライトコマンドの場合には、ノード番号、コマンドデータ、属性データ及びアドレスに続いて書き込むべきデータが送られる。また、図３（ｂ）に示すように、データキャリア１０から返送される信号も、その先頭１バイト中の２ビットが後述のノード番号を表す領域となっており、残りの６ビットが正常または異常等のステータスを表す領域となっている。さらに、データ（１６バイト）が続く。リーダ本体装置２０から送信されたコマンドによっては、ステータスのみをレスポンスする場合もある。
【００２１】
図４は、データキャリア１０のメモリ１５の格納内容を示している。メモリ１５には、ノード番号、属性データ及びデータが格納される。リードコマンドやライドコマンドでメモリ１５のデータの読み込みまたは書き込みを行うときには、データキャリア１０において、コマンドと共に送られてきたノード番号と属性データの両方の照合がとられ、両方が一致したときに、メモリ１５にアクセス可能となる。
【００２２】
リーダ本体装置２０との通信可能範囲Ａにあるデータキャリア１０が多数存在する場合がある環境下において、通信の衝突を避ける為に、次の手順によって、通信が行われる。その手順について、図５のタイムチャート図及び図６のホストコンピュータ２８におけるフローチャート図を参照しながら説明する。今、リーダ本体装置２０の通信可能範囲Ａには、４個のデータキャリア１０(１０（ａ）〜１０（ｄ)）が存在しているものとする。
【００２３】
データキャリア１０は、リーダ本体装置２０との通信可能範囲Ａ内に進入すると、送受信コイル１１に誘起されたリーダ本体装置２０からの受信信号を、整流器１７で整流、平滑化することにより、コンデンサ１４に電源電圧を蓄電する。これにより、制御回路１３は動作可能となり、制御回路１３は内蔵した乱数発生器１３Ａに、例えば０から３までの間の乱数を発生させ、自分のノード番号としてその数字をメモリ１５に記憶する。このノード番号は、リーダ本体装置２０との通信を行うための仮ＩＤ番号となる。図５の例では、データキャリア１０（ａ）がノード０、データキャリア１０（ｂ）がノード１、データキャリア１０（ｃ）がノード３、データキャリア１０（ｄ）がノード１となっている。
【００２４】
一方、リーダ本体装置２０のホストコンピュータ２８では、処理が開始されると、まずステップＳ１でノード番号を０に設定し、ステップＳ２で、リーダ本体装置２０のホストコンピュータ２８から、ノード番号０を指定した起動コマンドを送出する。制御回路２７において、この起動コマンドが正しいコマンドであると判断されると、変調器２３を経て、送信コイル２２から該起動コマンドが送信される。
【００２５】
この起動コマンドを受信した各データキャリア１０(ａ)〜１０（ｄ）は、起動コマンドと共に指定されたノード番号０と、自己のメモリ１５に格納されたノード番号との一致を照合し、一致するデータキャリア１０が、ノード番号、ステータス信号及び自己の属性データをデータとしたレスポンスを送信する。この例の場合には、データキャリア１０(ａ)のみがレスポンスを送信する。こうして、ノード番号の一致した起動コマンドを受けたデータキャリア１０(ａ)は、以降、リードコマンド、ライトコマンドを受け付けることができるようになる。
【００２６】
ステップＳ３でデータキャリア１０(ａ)からのレスポンスが正常にリーダ本体装置２０で受信されたかどうかが判定され、正常であると判定された場合には、次のステップＳ４に進み、リーダ本体装置２０のホストコンピュータ２８は、受け取ったデータキャリア１０(ａ)の属性データをノード番号０と関連付けて取り込む。
【００２７】
次に、ステップＳ５で、ノード番号が乱数の上限値３であるかどうかを判定した後、判定結果がｎｏの場合にはステップＳ６で、ノード番号に１を加算して、ノード番号１を指定した起動コマンドを送信する（ステップＳ２）。このノード番号１を指定した起動コマンドに対しては、データキャリア１０（ｂ）とデータキャリア１０（ｄ）がレスポンスを送信するので、衝突が発生し、リーダ本体装置２０では正常に受信することができない（ステップＳ３でｎｏ）。
【００２８】
正しく受信することができなかった場合には、そのまま無視し、ステップＳ５、Ｓ６へと進み、ノード番号を増分して、ノード番号２を指定した起動コマンドを送信する。このノード番号２の起動コマンドに対しては、所定時間経過しても、いずれのデータキャリア１０からもレスポンスがないので、正常に受信できなかったと判定して、ステップＳ５、Ｓ６を経て、ステップＳ２へ戻り、ノード番号３の起動コマンドを送信する。これに対しては、データキャリア１０（ｃ）からの正常なレスポンスがある。従って、ステップＳ４に進み、ノード番号３と関連付けてデータキャリア１０（ｃ）の属性データを取り込む。
【００２９】
このように、ステップＳ２からステップＳ６までの処理を繰り返して、ノード番号が０から３までを指定した起動コマンドを一通り送出した後は、ステップＳ７へと進み、まず、最初に属性データ等のレスポンスが正常に得られたデータキャリア１０(ａ)に対して、その属性データを解釈し、ノード番号（０）、属性データ及び所望アドレスをつけたリードコマンドを作成して送信し、そのデータキャリア１０(ａ)のメモリ１５の所望アドレスのデータを読み出す。または必要によっては、ノード番号、属性データ、所望アドレス、所望データをつけたライトコマンドを作成して送信し、データキャリア１０（ａ）のメモリ１５の所望アドレスにデータを書き込む。データキャリア１０(ａ)は、ノード番号及び属性データが自己のものと一致することを確認した後、リーダ本体装置２０から送られてきたコマンドに応対してレスポンスを送信する。こうして、データキャリア１０(ａ)とのデータ通信が完了すると、完了後、リーダ本体装置２０は、データキャリア１０（ａ）に対してホルトコマンドを送出し、データキャリア１０(ａ)を以降、起動コマンド及び後述のシャッフルコマンドに対して、無応答にする。同様に、２番目に属性データ等のレスポンスが正常に得られたデータキャリア１０(ｃ)に対して、そのデータの読み出し、または書き込みを行い、データ通信を完了した後に、ホルトコマンドを送出する。
【００３０】
次に、ステップＳ８で、リーダ本体装置２０は、シャッフルコマンドを送出する。シャッフルコマンドは、ホルトコマンドを受けていないデータキャリア１０（ｂ）、１０（ｄ）に対して、乱数によりノード番号を変更させる役割を持っている。これにより、データキャリア１０（ｂ）、１０（ｄ）は、内蔵した乱数発生器１３Ａにより新たな乱数を発生し、新たなノード番号を各メモリ１５内に格納する。そして、ステップＳ１からステップＳ８を、繰り返す。例えば、データキャリア１０（ｂ）の新たなノード番号が０、データキャリア１０（ｄ）の新たなノード番号が１になったとすると、次回のリーダ本体装置２０からのノード番号０を指定した起動コマンドに対して、データキャリア１０（ｂ）のみがレスポンスを返信し、ノード番号１を指定した起動コマンドに対してデータキャリア１０（ｄ）のみがレスポンスを返信する。このように、正常に各データキャリア１０(ａ)〜（ｄ）全てのデータを読めるまで、ステップＳ１〜Ｓ８を繰り返す。
【００３１】
リーダ本体装置２０は、取り得るすべてのノード番号を指定した起動コマンドに対して（または別途のコマンドでもよい）、何らの応答もなくなったら処理を終了するか、またはこの手続を引き続き繰り返すことにより、通信可能範囲Ａ内にあるデータキャリア１０が時間的に変化していく場合に、その変化に対応して順次データキャリア１０の処理を行っていくことができる。
【００３２】
以上のように、この実施形態のリーダ本体装置２０は、ノード番号を指定し、特定のノード番号とのデータ通信を行っている。ノード番号が一致したデータキャリア１０からは直ちに返事が送られるため、一致しない場合の待ち時間も小さくてすみ、従来のようにリーダ本体装置２０を返事待ち状態にし続ける必要はないため、外来ノイズやデータキャリア１０の整流器１７等から発生するノイズ等の影響を小さくすることができる。
【００３３】
尚、図６のフローチャートの変形として、ノード番号０を指定した起動コマンドを送出して、データキャリア１０(ａ)からの属性データが正しく受信できた場合（ステップＳ３の判定がｙｅｓでステップＳ４に進んだ場合）には、ノード番号を増分してノード番号１の起動コマンドを送出する前に、データキャリア１０(ａ)に対するリードコマンドまたはライトコマンドを送出して、そのデータキャリア１０(ａ)のメモリ１５に対して必要なデータの読み書きを行い、データキャリア１０(ａ)との通信を完了しても良い。通信を完了したデータキャリア１０（ａ）には、ホルトコマンドを送出し、以降、データキャリア１０(ａ)を無応答にする。その後、次のステップＳ５、ステップＳ６を経てステップＳ２に進み、増分したノード番号を指定した起動コマンドを送出するようにしても良い。但し、この場合には、ステップＳ７は省略される。
【００３４】
また、上記処理例では、データキャリア１０における乱数の発生は、データキャリア１０がリーダ本体装置２０との通信可能範囲Ａに入ったときに行われるものであったが、これに限るものではなく、データキャリア１０がリーダ本体装置２０との通信可能範囲Ａに入ったときには、まず、ノード番号を一定値（例えば０）に設定し、その後のシャッフルコマンドを受けて初めて乱数発生器１３Ａにより発生された乱数によりノード番号を設定することもできる。例えば、データキャリア１０が前記通信可能範囲Ａにおいて１個しか存在しない可能性が高い場合には、このような手順にしておくと、データキャリア１０との通信が早く完了するため、好ましい。
【００３５】
図７は、本発明のデータキャリア１０で内蔵する乱数発生器１３Ａの一例を表す回路図である。
【００３６】
図７(ａ)図示の乱数発生器１３Ａは、Ｍ系列発生器と巡回検査に用いられる除算回路とが組み合わされたもので、切換信号入力によって切換器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が切り換えられることにより、Ｍ系列発生器と除算回路が切り換えられる。切換信号によって、切換器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の端子Ｂが選択された場合には、図７（ｂ）に示すタップ（１６，１２，３，１）のＭ系列発生器が構成され、端子Ａが選択された場合には、図７（ｃ）に示す多項式ｘ¹⁶＋ｘ¹²＋ｘ⁵＋１の除算回路が構成される。ａ１からａ１６まではシフトレジスタ、ＥＸＯＲはｍｏｄ２加算器（排他論理和演算器）である。始めにＭ系列発生器（切換器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の端子Ｂ）を選択し、属性データを初期値としてパラレルロードし、所定クロックでビットシフトした後、切換信号で切り換えて除算回路とする。そして、多項式ｘ¹⁶＋ｘ¹²＋ｘ⁵＋１で除算した余りを求め、その結果得られた任意の２つのシフトレジスタａ１〜ａ１６の値を、ノード番号とする。Ｍ系列発生器に除算回路を組み合わせて属性データの圧縮を行うことにより、さらにランダム性を高めるようにしている。図７の構成は、データキャリア１０において、巡回検査を行っている場合及びＭ系列を用いてスペクトラム拡散を行っている場合には、既存の回路を用いて構成することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各データキャリアが乱数によりノード番号を設定し、リーダ本体装置がノード番号を順次指定し、該指定したノード番号を持つデータキャリアとデータ通信を行うようにしたことにより、リーダ本体装置の応答待ちの時間が限定され、リーダ本体装置がノイズの影響を受ける確率を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデータ通信システムまたは、本発明に係る多数識別方法が実施されるデータ通信システムのブロック図である。
【図２】本発明に係るデータ通信システムまたは、本発明に係る多数識別方法が実施されるデータ通信システムのブロック図である。
【図３】 (ａ)はリーダ本体装置から送信されるコマンド、（ｂ）はデータキャリアから返信されるレスポンスのそれぞれ形式例である。
【図４】データキャリアのメモリの格納内容を示す図である。
【図５】本実施形態におけるリーダ本体装置及びデータキャリアとの間のデータ通信のタイムチャート図である。
【図６】本実施形態におけるリーダ本体装置の処理回路におけるフローチャート図である。
【図７】 (ａ)はデータキャリアの乱数発生器の回路図の具体例であり、（ｂ）は(ａ)の乱数発生器を構成するＭ系列発生器、（ｃ）は(ａ)の乱数発生器を構成する除算回路の図である。
【図８】従来の多数識別方式におけるリーダ本体装置及びデータキャリアとの間のデータ通信のタイムチャート図である。
【符号の説明】
１０データキャリア
1３ａ乱数発生器
２０リーダ本体装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-identification method for identifying a large number of data carriers and a data communication system capable of identifying a large number of data carriers when data communication is performed in a non-contact manner between a data carrier and a reader main unit. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, data communication is performed between a data carrier in which data is stored and a reader main body device, and data of the data carrier is read from the reader main body device. The data communication is performed by, for example, light, electromagnetic induction, Alternatively, radio waves are used as a medium between the reader main body device and the data carrier that are within a communicable range.
[0003]
In recent years, in such a system, an application has been developed in which a plurality of data carriers are used within a communicable range of the reader body device. In this case, it is necessary to identify each data carrier in the reader body device. Sex has come out. For example, when a data carrier is used as a commuter pass for transportation, a data carrier that passes through a ticket gate while overlapping data carriers that are commuter passes for different transportation facilities, or stores sorting data etc. in goods in logistics In some cases, a large number of articles are processed at a time.
[0004]
As a conventional multi-identification system, a system that uses the timing chart shown in FIG. 8 is known. That is, first, a start command is sent from the reader main unit, and when each data carrier (1) to (4) within the communicable range of the reader main unit receives this start command, each data carrier has inside. A random number generator, for example, 1 to 8 is generated. Then, after a time obtained by multiplying the random number by, for example, 20 milliseconds, its own ID number is returned to the reader main unit. By determining the time slot with a random number, replies from each data carrier are distributed and the probability of collision can be lowered. Replies from the collided data carriers (1) and (3) cannot be normally received by the reader main unit and are ignored. Next, the reader main unit performs data communication with the data carrier to which the ID number has been returned normally, and reads / writes data stored in the data carrier. When the data communication is successful, the reader main unit transmits a halt command, and thereafter, the data carrier is set to no response to the activation command, and does not collide with other data carriers.
[0005]
The reader main unit again sends an activation command, waits for a reply from the data carrier that could not be received normally due to a collision, etc., performs data communication with the data carrier that received the reply normally, and after the communication ends, the data Send a halt command to the carrier. This cycle is repeated until no response is received from the data carrier after the start command is sent.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional multi-identification method, after the reader main body device sends the start command, the reception enable signal of the reader main body device becomes high continuously for a period of 20 ms for the upper limit of the random number. The receiving circuit of the reader main unit is waiting for a reply from the data carrier. However, a reply is not always received from the data carrier in each time slot, and a large amount of external noise is received during that time, and the reader main unit may malfunction due to the noise. In addition, if a separate additional circuit for preventing such a malfunction is provided, there is a problem that the cost increases.
[0007]
In addition, in this conventional multiple identification method, it is effective to increase the number of time slots in order to reduce the probability of collision. However, if the number of time slots is increased, it can be determined even if there are few data carriers. However, there is a problem that the efficiency as a whole deteriorates because it waits for reception of the time slot time.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in identifying a large number of data carriers, a large number of identification methods that can reduce the reception waiting time from the data carriers and are less affected by noise. It is another object of the present invention to provide a data communication system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the multiple identification method of the present invention includes:
1) Each data carrier within the communicable range of the reader main unit sets a node number with a random number,
2) When the reader main unit sequentially specifies node numbers and performs data communication with a data carrier having the designated node number, when there are a plurality of data carriers having the designated node number, After specifying the node number once without performing data communication with the data carrier, send a shuffle command to the data carrier for which data communication was not successful,
3) In response to the shuffle command, the data carrier that has not succeeded in data communication resets the node number with a random number,
4) Repeat the above steps 2) to 3) until a plurality of data carriers do not set duplicate node numbers.
[0010]
The data communication system according to the present invention comprises a plurality of data carriers and a reader main unit,
The data carrier includes a random number generator, and each data carrier within the communicable range of the reader body device sets a node number by the random number generator,
When the reader body device performs data communication with the data carrier having the designated node number by sequentially designating the node number, when there are a plurality of data carriers having the designated node number, the data Sending a shuffle command to a data carrier that has not succeeded in data communication after specifying a round of the node number without performing data communication with the carrier,
The data carrier random number generator receives the shuffle command, and the data carrier for which the data communication has not succeeded resets the node number using a random number,
The reader body device performs data communication with the data carrier having the designated node number by sequentially designating the node number with respect to the data carrier in which the node number is reset by receiving the shuffle command, and the designated node number When there is a plurality of data carriers having the data carrier, the data communication with the data carrier is not performed, the node number is specified once, and then the process of sending the shuffle command to the data carrier that has not succeeded in the data communication is repeated. Thus, the reader body device identifies each data carrier and performs data communication.
[0011]
Since the reader body device performs data communication with the data carrier using the node number set by each data carrier using a random number, the waiting time for a response from the data carrier of the reader body device is limited. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to set a long waiting time for a reply, so that the possibility of malfunction due to noise can be reduced. When the node number of the data carrier set by the random number is duplicated and the reader main body device receives responses from a plurality of data carriers, a collision occurs, so data communication is not performed, and a shuffle command is sent later, Reset the node number.
[0012]
When the reader main unit has succeeded in data communication with the data carrier having the designated node number, a halt command that no longer responds to the shuffling command and the call designating the node number for the data carrier. Thus, it is possible to increase the possibility of the success of the next data communication with the data carrier in which the data communication is not successful by removing the data carrier in which the data communication has been successful from the shuffle target.
[0013]
Also, optionally, the data carrier may be automatically initialized as a node number by entering the communicable range of the reader body device, or the reader body device can communicate. By entering the range, a random number may be automatically initialized as a node number.
[0014]
The random number generator can be composed of a combination of an M-sequence generator and a divider circuit. For example, the attribute data such as ID number possessed by each data carrier is used as an initial value, the bit number is shifted by an appropriate clock by an M-sequence generator, and the node number is determined from the value of a part of the result of division by an arbitrary polynomial. Can be determined, and a node number having high randomness can be obtained.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
1 and 2 are block diagrams of a data communication system implemented using the data communication system according to the present invention or the multiple identification method according to the present invention.
[0017]
In the figure, 10 is a data carrier that is an IC card, 20 is a reader main unit, and the data carrier 10 and the reader main unit 20 can perform data communication without contact, and the system according to this embodiment Employs data communication by electromagnetic induction.
[0018]
As shown in FIG. 2, the data carrier 10 includes a transmission / reception coil 11, amplifiers 12 and 16, a demodulator 18, a modulator 19, a control circuit 13, a capacitor 14, and a memory 15, and is guided to the transmission / reception coil 11. The received signal is demodulated through the amplifier 12 and demodulator 18 and is received by the control circuit 13. At the same time, the signal induced in the transmission / reception coil 11 is rectified and smoothed by the rectifier 17 and stored in the capacitor 14 to become a DC power source. The control circuit 13 includes a random number generator 13A described later. Further, the control circuit 13 is connected to the memory 15 and performs processing such as reading data at the address of the memory 15 based on a command included in the received signal or writing data included in the received signal at the address of the memory 15. It is like that. The memory 15 is a non-volatile memory such as an EEPROM, and retains data even when a DC power source is not generated. Data read from the memory 15 is modulated by the modulator 19 and applied to the transmission / reception coil 11 via the amplifier 16.
[0019]
The reader body device 20 includes a transmission coil 21, a reception coil 22, amplifiers 23 and 24, a modulator 25, a demodulator 26, a control circuit 27, and a host computer 28 that is a processing circuit. The host computer 28 is constituted by a microcomputer, and sends appropriate commands and processes data read from the data carrier 10. The transmission coil 21 and the reception coil 22 are electromagnetically coupled with the transmission / reception coil 11 of the data carrier 10 within the communicable range A with respect to the reader body device 20 to perform data communication. For example, data transmission from the reader main unit 20 to the data carrier 10 is performed by modulation such as DPSK, and data transmission from the data carrier 10 to the reader main unit 20 is further performed by spectrum spreading.
[0020]
FIG. 3 shows a format example of a command transmitted from the reader main unit 20 and a response returned from the data carrier 10. In the signal transmitted from the reader main unit 20, as shown in FIG. 3A, 2 bits in the first 1 byte are an area for designating a node number described later, and the remaining 6 bits are command designations. It has become an area. Furthermore, attribute data (8 bytes), address (1 byte) and data (8 to 16 bytes) follow. As commands, there are an activation command, a read command, a write command, a halt command, a shuffle command, and the like. Depending on the command, there is a block that is not transmitted. For example, when an activation command is designated, only the node number and command data are sent. When the halt command is specified, only the node number, command data, and attribute data are sent. When the read command is specified, the node number, command data, attribute data, and address are sent, and the write command is sent. In the case of a command, data to be written is sent following the node number, command data, attribute data, and address. Also, as shown in FIG. 3B, in the signal returned from the data carrier 10, 2 bits in the first 1 byte are an area representing a node number to be described later, and the remaining 6 bits are normal or This is an area indicating the status of abnormality or the like. Furthermore, data (16 bytes) follows. Depending on the command transmitted from the reader main unit 20, only the status may be returned.
[0021]
FIG. 4 shows the contents stored in the memory 15 of the data carrier 10. The memory 15 stores a node number, attribute data, and data. When reading or writing data in the memory 15 with a read command or a ride command, both the node number and attribute data sent together with the command are collated in the data carrier 10, and when both match, the memory 15 can be accessed.
[0022]
In an environment where there may be a large number of data carriers 10 in the communication range A with the reader main unit 20, communication is performed according to the following procedure in order to avoid communication collision. The procedure will be described with reference to a time chart in FIG. 5 and a flowchart in the host computer 28 in FIG. It is assumed that there are four data carriers 10 (10 (a) to 10 (d)) in the communicable range A of the reader main unit 20 now.
[0023]
When the data carrier 10 enters the communicable range A with the reader body device 20, the received signal from the reader body device 20 induced in the transmission / reception coil 11 is rectified and smoothed by the rectifier 17, thereby the capacitor 14. To store the power supply voltage. As a result, the control circuit 13 becomes operable, and the control circuit 13 causes the built-in random number generator 13A to generate a random number between 0 and 3, for example, and stores the number as its own node number in the memory 15. This node number is a temporary ID number for performing communication with the reader body device 20. In the example of FIG. 5, the data carrier 10 (a) is the node 0, the data carrier 10 (b) is the node 1, the data carrier 10 (c) is the node 3, and the data carrier 10 (d) is the node 1.
[0024]
On the other hand, when processing is started in the host computer 28 of the reader main unit 20, the node number is first set to 0 in step S1, and the node number 0 is designated from the host computer 28 of the reader main unit 20 in step S2. Send the start command. When the control circuit 27 determines that the activation command is a correct command, the activation command is transmitted from the transmission coil 22 via the modulator 23.
[0025]
The data carriers 10 (a) to 10 (d) that have received this activation command collate the node number 0 specified together with the activation command with the node number stored in the memory 15 of the data carrier 10 and match. The data carrier 10 transmits a response using the node number, the status signal, and its own attribute data as data. In this example, only the data carrier 10 (a) transmits a response. In this way, the data carrier 10 (a) that has received the start command with the matching node number can subsequently receive the read command and the write command.
[0026]
In step S3, it is determined whether or not the response from the data carrier 10 (a) has been normally received by the reader body device 20. If it is determined that the response is normal, the process proceeds to the next step S4, and the reader body device 20 The host computer 28 takes the attribute data of the received data carrier 10 (a) in association with the node number 0.
[0027]
Next, after determining whether or not the node number is the upper limit value 3 of the random number in step S5, if the determination result is no, add 1 to the node number and specify node number 1 in step S6 The start command is transmitted (step S2). Since the data carrier 10 (b) and the data carrier 10 (d) transmit a response to the activation command designating the node number 1, a collision occurs and the reader body device 20 can normally receive the response. Cannot be done (no in step S3).
[0028]
If it cannot be received correctly, it is ignored as it is, and the process proceeds to steps S5 and S6, where the node number is incremented and an activation command specifying node number 2 is transmitted. In response to the activation command of node number 2, since no response is received from any data carrier 10 even after a predetermined time has passed, it is determined that the command has not been received normally, and after steps S5 and S6, step S2 Returning to step S3, the activation command for node number 3 is transmitted. In response to this, there is a normal response from the data carrier 10 (c). Accordingly, the process proceeds to step S4, and attribute data of the data carrier 10 (c) is fetched in association with the node number 3.
[0029]
In this way, after repeating the processing from step S2 to step S6 and sending a start command specifying node numbers from 0 to 3, the process proceeds to step S7. First, the attribute data etc. Interpret the attribute data for the data carrier 10 (a) from which the response was normally obtained, create and transmit a read command with the node number (0), the attribute data, and the desired address, and send the data carrier. The data of the desired address in the memory 15 of 10 (a) is read. Alternatively, if necessary, a write command with the node number, attribute data, desired address, and desired data is created and transmitted, and the data is written to the desired address in the memory 15 of the data carrier 10 (a). The data carrier 10 (a) confirms that the node number and attribute data match those of the data carrier 10 (a), and then transmits a response in response to the command sent from the reader main body device 20. When the data communication with the data carrier 10 (a) is completed in this way, after completion, the reader body device 20 sends a halt command to the data carrier 10 (a) and starts the data carrier 10 (a) thereafter. No response to commands and shuffle commands described later. Similarly, the data carrier 10 (c) from which the response such as attribute data is normally obtained is read or written, and after the data communication is completed, a halt command is transmitted.
[0030]
Next, in step S8, the reader body device 20 sends a shuffle command. The shuffle command has a role of changing the node number with a random number for the data carriers 10 (b) and 10 (d) that have not received the halt command. As a result, the data carriers 10 (b) and 10 (d) generate a new random number by the built-in random number generator 13 </ b> A and store the new node number in each memory 15. Then, Step S1 to Step S8 are repeated. For example, assuming that the new node number of the data carrier 10 (b) is 0 and the new node number of the data carrier 10 (d) is 1, the next start command specifying the node number 0 from the reader main unit 20 On the other hand, only the data carrier 10 (b) returns a response, and only the data carrier 10 (d) returns a response to the activation command designating the node number 1. In this way, steps S1 to S8 are repeated until all the data carriers 10 (a) to 10 (d) can be read normally.
[0031]
The reader main body device 20 terminates the processing when no response is received in response to an activation command designating all possible node numbers (or may be a separate command), or by repeating this procedure, When the data carrier 10 within the communicable range A changes with time, the processing of the data carrier 10 can be performed sequentially corresponding to the change.
[0032]
As described above, the reader body device 20 of this embodiment designates a node number and performs data communication with a specific node number. Since the reply is immediately sent from the data carrier 10 with the matching node number, the waiting time in the case of the mismatch is small, and it is not necessary to keep the reader main unit 20 in the reply waiting state as in the prior art. The influence of noise and the like generated from the rectifier 17 of the data carrier 10 can be reduced.
[0033]
As a modification of the flowchart of FIG. 6, when an activation command specifying node number 0 is sent and the attribute data from the data carrier 10 (a) is correctly received (the determination in step S3 is yes, the process returns to step S4). In the case of advancement), before the node number 1 is incremented and the start command for node number 1 is sent, a read command or a write command for the data carrier 10 (a) is sent and the data carrier 10 (a) It is also possible to read / write necessary data from / to the memory 15 and complete the communication with the data carrier 10 (a). A halt command is sent to the data carrier 10 (a) that has completed communication, and thereafter, the data carrier 10 (a) is made unresponsive. Thereafter, the process proceeds to step S2 through the next step S5 and step S6, and an activation command specifying the incremented node number may be transmitted. However, in this case, step S7 is omitted.
[0034]
Further, in the above processing example, the generation of random numbers in the data carrier 10 is performed when the data carrier 10 enters the communicable range A with the reader body device 20, but this is not a limitation. When the data carrier 10 enters the communicable range A with the reader main unit 20, first, the node number is set to a constant value (for example, 0), and is generated by the random number generator 13A only after receiving a subsequent shuffle command. Node numbers can also be set by random numbers. For example, when there is a high possibility that only one data carrier 10 exists in the communicable range A, it is preferable to use such a procedure because communication with the data carrier 10 is completed quickly.
[0035]
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a random number generator 13A built in the data carrier 10 of the present invention.
[0036]
The random number generator 13A shown in FIG. 7 (a) is a combination of an M-sequence generator and a division circuit used for cyclic inspection. When the switching devices S1, S2, and S3 are switched by switching signal input, The M series generator and the division circuit are switched. When the terminal B of the switching devices S1, S2, S3 is selected by the switching signal, an M-sequence generator of taps (16, 12, 3, 1) shown in FIG. Is selected, a divider circuit of a polynomial x ¹⁶ + x ¹² + x ⁵ +1 shown in FIG. 7C is configured. A1 to a16 are shift registers, and EXOR is a mod2 adder (exclusive OR operator). First, the M series generator (terminals B of the switching devices S1, S2, and S3) is selected, attribute data is loaded in parallel as an initial value, bit-shifted by a predetermined clock, and then switched by a switching signal to form a division circuit. Then, the remainder obtained by dividing by the polynomial x ¹⁶ + x ¹² + x ⁵ +1 is obtained, and the values of any two shift registers a1 to a16 obtained as a result are used as node numbers. Randomness is further improved by compressing attribute data by combining a division circuit with an M-sequence generator. The configuration of FIG. 7 can be configured using an existing circuit when a cyclic inspection is performed on the data carrier 10 and when spectrum spreading is performed using an M-sequence.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each data carrier sets a node number by a random number, the reader main unit sequentially specifies the node number, and performs data communication with the data carrier having the specified node number. By doing so, the waiting time for the response of the reader body device is limited, and the probability that the reader body device is affected by noise can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a data communication system according to the present invention or a data communication system in which a multiple identification method according to the present invention is implemented.
FIG. 2 is a block diagram of a data communication system according to the present invention or a data communication system in which a multiple identification method according to the present invention is implemented.
3A is a format example of a command transmitted from the reader main unit, and FIG. 3B is a format example of a response returned from the data carrier.
FIG. 4 is a diagram showing the contents stored in a memory of a data carrier.
FIG. 5 is a time chart of data communication between the reader main unit and the data carrier in the present embodiment.
FIG. 6 is a flowchart in the processing circuit of the reader body device in the present embodiment.
7A is a specific example of a circuit diagram of a random number generator for a data carrier, FIG. 7B is an M sequence generator constituting the random number generator of FIG. 7A, and FIG. It is a figure of the division circuit which comprises a random number generator.
FIG. 8 is a time chart of data communication between a reader main unit and a data carrier in a conventional multiple identification method.
[Explanation of symbols]
10 Data carrier
13a Random number generator 20 Reader main unit

Claims

A multiple identification method for identifying multiple data carriers in a system that performs data communication between a data carrier and a reader main unit,
1) Each data carrier within the communicable range of the reader main unit sets a node number with a random number,
2) When the reader main unit sequentially specifies node numbers and performs data communication with a data carrier having the designated node number, when there are a plurality of data carriers having the designated node number, After specifying the node number once without performing data communication with the data carrier, send a shuffle command to the data carrier for which data communication was not successful,
3) In response to the shuffle command, the data carrier that has not succeeded in data communication resets the node number with a random number,
4) A multi-identification method in which the steps 2) to 3) are repeated until a plurality of data carriers do not set overlapping node numbers.

When the reader main unit has succeeded in data communication with the data carrier having the designated node number, a halt command that no longer responds to the shuffling command and the call designating the node number for the data carrier. The multiple identification method according to claim 1 or 2, wherein:

3. The multi-identification method according to claim 1, wherein the data carrier automatically enters a predetermined number as a node number by entering a communication range of the reader main unit.

The multiple identification method according to claim 1, wherein the data carrier automatically enters a random number as a node number by entering a communication range of the reader body device.

A data communication system comprising a number of data carriers and a reader main unit,
The data carrier includes a random number generator, and each data carrier within the communicable range of the reader body device sets a node number by the random number generator,
When the reader main unit sequentially designates node numbers and performs data communication with a data carrier having the designated node number, when there are a plurality of data carriers having the designated node number, No data communication is performed, and after a node number is designated once, a shuffle command is sent to a data carrier for which data communication has not been successful.
In response to the shuffle command, the data carrier for which the data communication has not been successful is reset by the respective random number generators,
The reader main unit receives the shuffle command and performs data communication with the data carrier having the designated node number by sequentially specifying the node number with respect to the data carrier in which the node number is reset, and the designated node When there are a plurality of data carriers having a number, data communication with the data carrier is not performed, the node number is specified once, and then the process of sending the shuffle command to the data carrier that has not succeeded in data communication is repeated. ,
Thus, a data communication system in which the reader body device performs data communication by identifying a number of data carriers.

When the reader main body device succeeds in data communication with the data carrier having the designated node number, the halt command which does not respond to the shuffle command and the call designating the node number for the data carrier thereafter The data communication system according to claim 5, wherein

The data communication system according to claim 5 or 6, wherein the node number automatically sets a predetermined number as the data carrier automatically enters a communicable range of the reader main unit.

7. The data communication system according to claim 5, wherein the data carrier is automatically set as a node number by using a random number generated by a random number generator by entering a communicable range of the reader main unit.

The data communication system according to any one of claims 5 to 8, wherein the random number generator is a combination of an M-sequence generator and a division circuit.