JP4410745B2 - Rfidプロトコルアナライザ - Google Patents
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Description
通常、RFID ICタグ/カード300自身には電源を所有しておらず、RFIDリーダ・ライタ200が送信する搬送波をRFID ICタグ/カード300が受信して、これに内蔵の整流回路にて整流してRFID ICタグ/カード300に内の通信制御を司るICの電源として供給する。
RFIDリーダ・ライタ200とRFID ICタグ/カード300とのデータ送受信は、RFIDリーダ・ライタ200から常時搬送波を送信すると共に規定の通信プロトコルに従ったデータ(通信モード、通信対象ICタグ/カードコード番号の有効桁数、送信データ等)を先ず送信することから始まる。
RFID ICタグ/カード300はRFIDリーダ・ライタ200が送信する搬送波を受信して、これを電源として動作可能となり、RFIDリーダ・ライタ200は送信データをデコードして、該当のRFID ICタグ/カード300が所定のデータをRFIDリーダ・ライタ200に返信する。
この場合、通信対象のRFID ICタグ/カード300を認知するまでの検索通信過程では、該当RFID ICタグ/カード300は1枚とは限らない為、RFID ICタグ/カード300から送信される返信データの衝突が発生する。
これらの異常現象としてはフレミングエラー(複数ICタグ/カードからの同時返送波出力と出力波形位相ズレ等により、出力波形変形により通信波形認知不可となり通信開始からの通信認知不可能なエラー)も発生する。
データ衝突/フレミングエラーが発生せず、RFIDリーダ・ライタ200が正常にデータ受信できれば、それで検索通信過程は終了するが、データ衝突/フレミングエラー等が発生すると、所定のRFID ICタグ/カード300とのデータ受信が終了するまでRFIDリーダ・ライタ200は通信の再実行を繰返す。
以降、RFIDリーダ・ライタ200は内蔵ソフトウェアに従って、RFID ICタグ/カード300とのデータ送受信を実施する。
既存のRFIDリーダ・ライタ200は通信制御ソフトが備わり、通信プロトコル規格に従った動作をする通常のRFIDリーダ・ライタ200である。
既存のRFIDスペクトルアナライザ400は、測定モードを設定し、通信経路に設置し、測定設定条件に合致した通信状態発生時の通信スペクトラム、波形状態を測定する通常のスペクトルアナライザ機能である。
これは、実フィールドRFID ICタグ/カード300とRFIDリーダ・ライタ200との間での伝送にて通信プロトコルに連動して測定動作するようなものではなく、非リアルタイム動作計測用スペクトルアナライザである。
例として、所定データを設定回数検知した時にモニタ開始、設定データ検知のみの通信状態トレース等のリアルタイム動作計測ができない問題があった。
下記に本発明が解決しようとする課題を示す。
すなわち、既存技術・製品である実フィールドのRFID ICタグ/カードと特定(相手の仕様熟知)の通信相手の実フィールドのRFIDリーダ・ライタとの短時間での通信プロトコル遵守可否の確認は可能であるが、複数メーカから出荷される不特定の多品種RFIDリーダ・ライタとの通信可否確認には実フィールドのRFIDリーダ・ライタとの通信をテスト冶具(データ衝突発生、変調度、プロトコル規定パラメータ等変更可能テスト冶具)を作成して確認する必要があり、確認に長時間を要する。
すなわち、本発明のRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置を活用すれば、通信相手の不特定多品種の実フィールドRFIDリーダ・ライタが通信プロトコルを遵守しているか、その動作実力マージン確認等が簡易にできると共に、これら確認情報を基に通信対象の実フィールドRFIDリーダ・ライタに合致した実フィールドRFID ICタグ/カードが短期間で開発できる。
該1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナのうちの一方に接続されて、前記無線周波信号の変復調信号処理を行って変復調データを取り出し、および該1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナのうちの他方に接続されて、前記輻輳無線周波信号を出力とし、前記輻輳無線周波信号の発生・変調処理のために輻輳データを入力とする擬似ICタグ/カードシミュレータ部と、
前記変復調データおよび前記輻輳データを出力とし、前記変復調データの蓄積、変調データの生成および復調データにより前記通信プロトコルの解析、更に、前記輻輳データの生成を行って輻輳・変調・解析データを入出力する擬似ICタグ/カードシミュレータ制御部と、
ホストPCと、
前記輻輳・解析データを入力とし、前記ホストPCに前記輻輳・解析データの結果の表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを前記ホストPCへの出力とし、前記ホストPCにインストールされた第3のアナライザI/F制御ソフト部とを備えて、
前記RFIDリーダ・ライタが伝送する前記通信プロトコルの遵守状態、該通信プロトコルの動作特性および無線周波信号の動作特性それぞれの実力マージンの確認を簡易に行うように構成されたものである。
すなわち、本発明のRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置を活用すれば、通信相手の不特定多品種の実フィールドのRFIDリーダ・ライタが通信プロトコルを遵守しているか、その動作特性の実力マージンの確認等が簡易に行えると共に、これら確認情報を基に通信対象の実フィールドのRFIDリーダ・ライタに合致した実フィールドのRFID ICタグ/カードが短期間で開発できる。
図1に図示するように、1はプロトコルモニタ受信部、2は擬似リーダ・ライタシミュレータ部、3は擬似ICタグ/カードシミュレータ部、4は制御部であり、10はこれら4つの部位によって構成されるRFIDプロトコルアナライザである。
更に、5はアナライザI/F制御ソフト部、6はプロトコルモニタ用アンテナ、7は擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ、8は擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナおよび100はホストPCであり、これら5つの部位およびRFIDプロトコルアナライザ10によって構成されるものがRFIDプロトコルアナライザの複合装置システムである。
200は実フィールドに有するRFIDリーダ・ライタであり、および300は実フィールドに有するRFID ICタグ/カードであり、上記のRFIDプロトコルアナライザの複合装置システムとのよりRFID全体のシステム構成となる。
アナライザI/F制御ソフト部5はホストPC100の記憶部に格納されているソフトウエアである。
アナライザI/F制御ソフト部5はRFIDプロトコルアナライザ10に内蔵された制御用ソフトとホストPC100に備えるソフトウエア資源とのインタフェースを行う役割を担っている。
RFIDプロトコルアナライザ10で処理した結果の表示・出力・パラメータ入力などのマンマシーンインタフェースはホストPC100を用いて行われる。
プロトコルモニタ用アンテナ6、擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7および擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8の動作・役割は自明であるので、本発明動作説明としては省略する。
制御部4は、プロトコルモニタ受信部1、擬似リーダ・ライタシミュレータ部2および擬似ICタグ/カードシミュレータ部3のそれぞれを制御する部位であり、ハードであるCPU(Central Processor Unit)と各機能制御ソフトウエアによって構成される。
RFIDプロトコルアナライザ10はプロトコルモニタ受信部1、擬似リーダ・ライタシミュレータ部2および擬似ICタグ/カードシミュレータ部3および制御部4が収納筺体に収められている。
収納筺体の前面パネルには、電磁界強度表示用ディジタル表示器、動作表示用LEDおよびアンテナケーブル接続用のコネクタが配設されている。
各コネクタにケーブルを介してプロトコルモニタ用アンテナ6、擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7および擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8の各アンテナがそれぞれ接続されている。
収納筺体の後面パネルには、ホストPC100とのインタフェースケーブルが接続されるコネクタが配設されている。
プロトコルモニタ受信部1、擬似リーダ・ライタシミュレータ部2および擬似ICタグ/カードシミュレータ部3のそれぞれの部位はユニット構造を有しており、いずれか一つのユニットを選択して備えた単一装置、いずれか二つのユニットを選択して備えた複合装置または三つのユニット全てを備えた複合装置とすることも可能である。制御部4は、選択されたユニット構成に用いるハードの範囲および制御ソフトウエアの範囲を備えればよい。
図3はプロトコルモニタ受信部1、擬似リーダ・ライタシミュレータ部2および擬似ICタグ/カードシミュレータ部3の三つのユニット全てを備えた複合装置システムの本体となるRFIDプロトコルアナライザ10の回路ブロック図である。
プロトコルモニタ用アンテナ6は、実フィールドで動作中のRFIDシステムのRFIDリーダ・ライタ200とRFID ICタグ/カード300との間での無線回線の通信プロトコル、電磁界強度、搬送波周波数のモニタが行えるように、無線回線に電磁界結合して、結合で得た信号をプロトコルモニタ受信部1へ導く。
プロトコルモニタ受信部1にて検出されたプロトコル情報は制御部4に備えるプロトコルモニタ用レジスタに一時蓄積され、次にCPUにて解析処理されて、その結果をアナライザI/F制御ソフト部5に伝達する。
擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7はRFID ICタグ/カード300との間での無線回線を構成し、無線回線に電磁界結合して、結合で得た信号を擬似リーダ・ライタシミュレータ部2へ導く。
擬似リーダ・ライタシミュレータ部2で検出された通信コンプライアンス試験情報は制御部4に備える擬似シミュレータ用レジスタに一時蓄積され、次にCPUにて解析処理されて、その結果をアナライザI/F制御ソフト部5に伝達する。
擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8a、8bはRFIDリーダ・ライタ200との間での無線回線を構成し、無線回線に電磁界結合して、結合で得た信号を擬似ICタグ/カードシミュレータ部3へ導く。
擬似ICタグ/カードシミュレータ部3で検出されたデータ衝突/擬似ノイズ発生情報は制御部4に備える擬似シミュレータ用レジスタに一時蓄積され、次にCPUにて解析処理されて、その結果をアナライザI/F制御ソフト部5に伝達する。
図3の回路構成は一例にすぎない。本発明の機能が実現される回路であれば他の回路構成でもよい。
以下に本発明のRFIDプロトコルアナライザの複合装置システムをRFIDプロトコルモニタ装置、RFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置およびRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置の単独装置として、それぞれの詳細な構成の説明を行う。
図4に図示するように、1はプロトコルモニタ受信部、4Aはプロトコルモニタ制御部であり、10Aはこれら2つの部位によって構成されるRFIDプロトコルモニタ装置である。
更に、5AはアナライザI/F制御ソフト部、6はプロトコルモニタ用アンテナ、および100はホストPCであり、これら3つの部位およびRFIDプロトコルモニタ装置10Aによって構成されるものがRFIDプロトコルモニタ装置システムである。
以下にRFIDプロトコルモニタ装置システムを形成するプロトコルモニタ機能について説明する。
検波(キャリア抽出、サブキャリア抽出、変調波の復調)回路では、実フィールドのRFIDリーダ・ライタ200が送信データにより変調された送信キャリア(搬送波)が受信され、この受信波が所定のフイルタで炉波された信号が検波(復調)増幅され、プロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路に入力される。
更に、実フィールドのRFID ICタグ/カード300が送信したサブキャリア(副搬送波)と送信データ(変調波)も所定のフイルタで炉波され、検波増幅器にて検波(復調)増幅され、プロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路に入力される。
更に、プロトコルモニタ用アンテナ6で受信された受信信号(受信波)はプロトコルモニタ受信部1に有する電磁界強度検出回路に入力される。
電磁界強度検出回路では、実フィールドのRFIDリーダ・ライタ及び実フィールドのRFID ICタグ/カードが送信した搬送波/副搬送波の電磁界強度が電磁界強度検出回路に内蔵のA/D変換器にて検出され、プロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路に入力される。
また、電磁界強度モニタを行うときには、実フィールドの動作システムに電磁界強度影響をおよぼすことのないように、モニタ側の結合電磁界強度を極力少なくする対策(例:受信アンテナの最小化、モニタ信号最先端受信部の高入力インピーダンス化等)も行われるように制御される。
プロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路では、RF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)と 検波(キャリア抽出、サブキャリア抽出、変調波の復調)回路とにより導かれ、入力された電力値が設計範囲以内か否かをチェックして、その結果をA/D、AGC (Automatic Gain Control)に導き、AGC動作による制御をRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)に対して行い、受信信号(波)の電力値を所定値にするように制御する。
このようにプロトコルモニタ受信部1では、プロトコルモニタ用アンテナ6に誘起された無線周波信号を入力とし、この入力された無線周波信号の復調信号処理を行って検波(復調)増幅されたデータや電磁界強度データである復調データを出力するものである。
なお、プロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路は、無線周波信号の制御・調整が行われて実フィールドのRFIDリーダ・ライタ及び実フィールドのRFID ICタグ/カードから得られた受信信号(データ)および搬送波/副搬送波のレベル情報をプロトコルモニタ制御部4Aに有するプロトコルモニタ用レジスタのうちプロトコルモニタ用レジスタアレイの所定アドレスの記憶エリアに格納(書込み)させると共に、受信した搬送波のタイミング情報からRFIDプロトコルモニタ装置10A内で必要とする実フィールドのRFIDリーダ・ライタ及び実フィールドのRFID ICタグ/カードから得られた受信信号(データ)に同期のとれた各種タイミングパルスの生成も行う。
先ず、プロトコルモニタ機能の制御ソフトがホストPC100から指令される動作指示内容に従ってプロトコルモニタ制御部4A内に有するプロトコルモニタ機能の動作命令用のレジスタアレイの該当レジスタに各種動作データを書込む。
各種動作データとは、書き込みデータ例で云えば、モニタ信号(データ)の種別として全てのリーダ・ライタ送信データ、全てのICタグ/カード送信データ、通信エラー発生時のみの送信データおよび送信元データ等の復調データを指す。
電磁界強度のモニタであれば、その条件としては、変調信号が非出力状態である時、ICタグ/カードの変調信号が出力されている時等およびモニタ開始/停止条件等のタイミングでモニタされるのである。
更に、プロトコルモニタ制御部4Aは、内部に有するプロトコルモニタ用レジスタのうちアクセス制御回路は、レジスタ アレイとプロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路との間にインタフェースされる復調データ等の各種信号の制御を行う。
また、 プロトコルモニタ用レジスタのうちのアクセス排他制御回路は、レジスタ アレイに対してプロトコルモニタ制御部4Aに有するCPU及びプロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路から同時にアクセス(データ書込み/読出し)が発生した時にいずれか一つからのアクセスのみを許可するようにアクセス排他制御(同時アクセス時の排他制御)を行う。
プロトコルモニタ制御部4A内の通信I/Fと接続されるアナライザI/F制御ソフト部は、プロトコルモニタ制御部4Aで処理された解析データを入力とし、ホストPC100にインストールされ、ホストPC100に解析データの結果を表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを出力するように構成されたものである。更に、次のような処理が行われる。
ホストPC100内に常駐(インストール)してホストPC100との連絡、ホストプログラム等の資源活用を行うホストPCインストール制御用ソフトであるI/F制御ソフト5Aから動作指示(開始指示はホストPC側が行う)がホストPC100とRFIDプロトコルモニタ装置10Aとの間の通信I/F回線を介してRFIDプロトコルモニタ装置10Aに有するプロトコルモニタ制御部4Aに転送される。
各種動作データの書き込みによってプロトコルモニタ受信部1に有するプロトコルモニタ制御回路が動作して、このプロトコルモニタ制御回路はプロトコルモニタ制御部4Aに有するプロトコルモニタ用レジスタの内容に従って実フィールドのRFIDリーダ・ライタ200と実フィールドのRFID ICタグ/カード300との間の通信信号/搬送波/副搬送波/電磁界強度等をホストPC100の表示部に表示させてモニタすることができる。なお電磁界強度モニタおよびRFIDプロトコルモニタ装置10Aの動作状態監視はRFIDプロトコルモニタ装置10Aの全面パネルの表示器によってモニタすることができる。
以上によって、RFIDプロトコルモニタ装置10Aを備えたRFIDプロトコルアナライザは、実フィールドのRFIDリーダ・ライタと実フィールドのRFID ICタグ/カードとの間の伝送の開始から終了の間、リアルタイムで選択的・間歇的トレースから偶発的発生不良原因究明を行うように構成されたものである。
図5に図示するように、2は擬似リーダ・ライタシミュレータ部、4Bは擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部であり、10Bはこれら2つの部位によって構成されるRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置である。
更に、5BはアナライザI/F制御ソフト部、7は擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナおよび100はホストPCであり、これら3つの部位およびRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置10Bによって構成されるものがRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置システムである。
このシステムは、実フィールドのRFIDリーダ・ライタと実フィールドのRFID ICタグ/カードとの間の伝送に替えRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置10Bと実フィールドのRFID ICタグ/カードとの間の伝送が行われるように対向させたものである。
以下にRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置システムを形成する擬似リーダ・ライタシミュレータ機能について説明する。
伝送される信号形式(書き込みデータ)例としては、搬送波周波数が13.56MHz、13.567MHzおよび13.553MHzであり、データ符号化方式の種別が、IECで規定された「256中1(1バイトの値を一つの“ポーズ”の位置で表わす。(図8参照))」または「4中1(同時に2ビットの値を一つのパルス位置で表わす。)」等のパルス位置変調方式であり、搬送波の変調方式がASK(Amplitude Shift Keying(図7参照))の変調度10%または100%等に変更可能としており、変調波パルス幅が9.44μs等であり、変調波の標準出力タイミングからの出力開始位相差が5x1/搬送波等、パルス位置の変更が可能としており、実フィールドのRFID ICタグ/カード300側の変調特性のマージンを計測できるようにしている。
その他、送信データ値、送信データ数、送信データ間隔値、許容受信待ち時間、データ受信終了時の処理指示等をIECで定めている。
RFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置10B内に有する擬似リーダ・ライタシミュレータ部2と実フィールドのRFID ICタグ/カード300との間に伝送される信号は、擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7を介して結合させる。
擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4Bに各種動作データの書込みによって擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路が動作し、この擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路は擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4B内の擬似シミュレータ用レジスタに記憶された内容に従って送信データを擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する変調回路に送出して変調信号を作成すると共に搬送波出力回路を起動する。
変調回路から出力された変調信号および搬送波出力回路から出力された搬送波は擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有するRF信号出力部のPA(Power Amplifier)、整合器を経て擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7に送られ、このアンテナ7から送信相手の実フィールドのRFID ICタグ/カード300に対して送信される。
更に、擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有するRF信号出力部から送信される変調信号/搬送波の電力(電圧/電流)の一部は、A/D、AGC−Tに入力されて、そのA/D変換値が擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路に入力され、その変換値が規定値範囲内となるように擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路内で送信波レベルを規定レベルにするようにA/D、AGC−TのうちAGCを制御して、RF信号出力部から送信される変調信号/搬送波の電力値を規定範囲内に設定することができる。
実フィールドのRFID ICタグ/カード300から送信される送信データ(送信信号)のRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置10Bへの受信は、擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ7を介して行われ、擬似リーダ・ライタシミュレータ2に有するRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)に入力される。RF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)では規定の帯域幅信号が増幅され、その出力信号は検波(サブキャリア)回路及びA/D、AGC−Rに入力される。
擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する検波(サブキャリア)回路では、実フィールドのRFID ICタグ/ カード300が送信した変調信号(送信信号波)を受信されて検波(復調)増幅する。
A/D、AGC−RのA/Dでは、RF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)での受信信号(受信波)の一部を入力として、受信信号の電力(電圧/電流)の監視を行い、この電力値をチェックしてその結果を擬似リーダ・ライタシミュレータ2に有する擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路に出力する。
擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路ではRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)から入力された電力値が規定値範囲以内か否かをチェックしてその結果、A/D、AGC−RのうちのAGCを制御してRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)での受信信号(波)の電力値を規定値となるように制御する。
擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する擬似リーダ・ライタシミュレータ制御回路は、これら制御・調整で得られた実フィールドのRFID ICタグ/カード300からの送信データ(送信信号)を受信処理して、擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4Bに有する擬似シミュレータ用レジスタ アレイの所定アドレスの記憶エリアに格納(書込み)する。
このように擬似リーダ・ライタシミュレータ部2の機能は、擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナに誘起する無線周波信号を入出力とし、無線周波信号の変復調信号処理を行って変復調データを入出力する。
擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4Bに有する擬似シミュレータ用レジスタ内のアクセス制御回路は、レジスタアレイと擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する擬似シミュレータ制御回路との間のインタフェース各種信号の制御を行う。
また、擬似シミュレータ用レジスタ内のアクセス排他制御回路は、レジスタアレイに対して擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4Bに有するCPU及び擬似リーダ・ライタシミュレータ部2に有する擬似シミュレータ制御回路から同時にアクセス(データ書込み/読出し)が発生した時にいずれか一つからのアクセスのみを許可するアクセス排他制御(同時アクセス時の排他制御)を行う。
ホストPC100内に常駐してホストPC100との連絡、ホストプログラム等の資源活用を行うホストPCインストール制御用ソフトであるIF制御ソフト5Bから動作指示(開始指示はホストPC側が行う)が通信回線を介してRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置10Bに有する擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4Bに発生されると、擬似リーダ・ライタシミュレータ機能の制御ソフトが動作指示内容に従って擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部4B内に有する擬似リーダ・ライタシミュレータ機能の動作命令用のレジスタアレイの該当レジスタに所定データを書込む。
以上によって、RFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置システムであるRFIDプロトコルアナライザはRFID ICタグ/カードが伝送する通信プロトコルの遵守状態、該通信プロトコルの動作特性および無線周波信号の動作特性それぞれの実力マージンの確認が簡易に行うように構成されたものである。
図6に図示するように、3は擬似ICタグ/カードシミュレータ部4Cは擬似ICタグ/カードシミュレータ制御部であり、10Cはこれら2つの部位によって構成されるRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置である。
更に、5CはアナライザI/F制御ソフト部、8a、8bは1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナおよび100はホストPCであり、これら4つの部位およびRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置10Cによって構成されるものがRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置システムである。
以下にRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置システムを形成する擬似ICタグ/カードシミュレータ機能について説明する。
1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用ンテナ8a、8bは、RFIDリーダ・ライタが伝送する無線周波信号に結合させ、かつ、輻輳無線周波信号を送出させるものである。
先ず、擬似ICタグ/カードシミュレータ部3の送信機能から説明する。
伝送データのビットの符号化方式はマンチェスタ方式を用いて、伝送される信号形式(書き込みデータ)例としては、変調された副搬送波の周波数は搬送波周波数/32又は搬送波周波数/28とし、変調波の標準出力タイミングからの出力開始位相差は5x1/搬送波とし、変調波パルス幅は搬送波周波数 x32とし、周波数およびタイミングを変化させることができ、変調種別は単一(図9参照)/双副搬送波(図10参照)OOSK(On Off Shift Keying)としており、実フィールドのRFIDリーダライタ200側の変調特性のマージンを計測できるようにしている。
その他、送信データ値、送信データ数、送信データ間隔値、データ受信終了時の処理指示等は所定データ書込みによって擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有する擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路が動作可能状態となり、実フィールドのRFID リーダライタ200が送信する送信データの入力待ちとなる。
実フィールドのRFIDリーダ・ライタから出力される搬送波(キャリア)は、擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8a、8bを介して擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有するRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)に入力される。
このRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)では、入力された搬送波を増幅し、その増幅された信号は検波(キャリア、データ)回路に導かれ、及びA/D、AGC−Rにも導かれる。
擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有する擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路はRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)からA/D、AGC−RのうちA/Dを経由して入力された搬送波の電力値が規定値範囲以内か否かをチェックしてその結果をA/D、AGC−RのうちのAGCを制御してRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)での搬送波受信電力を規定値になるように制御する動作を行い、更に、受信した搬送波信号によってRFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置内で用いる各種タイミング生成する動作を行う。
擬似ICタグ/カードシミュレータ部3が実フィールドのRFIDリーダ・ライタの送信データ(変調波)を受信すると、受信信号は擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8a、8bを介してRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)に入力され、ここで増幅され、その出力信号が検波(キャリア、データ)回路及びA/D、AGC−Rに入力される。
次に、擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有する擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路はRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)から検波(キャリア、データ)回路を経由して入力された電力値が規定値範囲以内か否かをチェックしてその結果をA/D、AGC−RのうちのAGCを制御してRF信号入力部(整合器、フイルタ、アンプ)での受信信号(受信波)の電力値を規定値になるように制御する。
更に、擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路は、これら制御・調整で得られた実フィールドのRFIDリーダ・ライタ200から送信された送信データ(送信信号)を受信処理して擬似ICタグ/カードシミュレータ部4Cに有する擬似シミュレータ用レジスタアレイの所定アドレスの記憶エリアに格納(書込み)する。
擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路は擬似シミュレータ用レジスタに記憶された内容に従って送信データを変調回路に送出して変調信号を生成する。
生成された変調信号はRF信号出力部のPA、整合器を経てアンテナに送られ、擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8aから送信相手の実フィールドのRFIDリーダ・ライタに向けて送信される。
更に、RF信号出力部から送信される変調信号の一部の電力(電圧/電流)は、 A/D、AGC−TのうちのA/Dに入力されてA/D変換され、その変換値が擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路に入力される。
その変換値が規定値範囲外であれば、擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路はA/D、AGC−TのうちのAGCを制御してRF信号出力部から送信される変調信号の電力を規定値範囲内になるように設定する。
以上のように、擬似ICタグ/カードシミュレータ部3では、一方の擬似ICタグ/カードシミュレータ用ンテナ8aに誘起する無線周波信号を入出力とし、無線周波信号の変復調信号処理を行って変復調データの入出力とする機能を有する。
更に、擬似ICタグ/カードシミュレータ制御部は、変復調データを入出力し、および輻輳データを出力とし、変復調データの蓄積、変調データの生成および復調データにより通信プロトコルの解析、更に、輻輳データの生成を行って輻輳・変調・解析データを入出力する機能を有する。
輻輳無線周波(collision)発生制御回路(擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路同等輻輳無線周波発生器)の送信信号を生成する構成は擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有する送信の機能部と同等であり、実フィールドのRFIDリーダ・ライタ200への輻輳無線周波(コリージョン)を発生し送信する為の回路である。
これにより実フィールドのRFIDリーダ・ライタ200に対して、複数枚の擬似的なRFID ICタグカードとの通信対応の確認できるようにしてある。
擬似ICタグ/カードシミュレータ部3に有する輻輳無線周波(collision)発生制御回路から出力される送信信号(変調波)の出力タイミング、周波数、出力データ値等の出力特性は、擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路からの制御(起動)に従い、擬似ICタグ/カードシミュレータ制御回路の送信機能と同様に、擬似シミュレータ用レジスタの記憶エリアの内容に従って送信データを変調回路に送出して変調信号を生成する。
ここで生成された変調信号はRF信号出力部−CのPA、整合器を経て擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ8bに送られ、このアンテナから送信相手の実フィールドのRFIDリーダ・ライタに向けて2枚目の擬似的なRFID ICタグカードとして送信される。
このRF信号出力部−Cから送信される変調信号の一部の電力(電圧/電流)は、 A/D、AGC−CのうちのA/Dに入力されてA/D変換され、その変換値が輻輳無線周波(collision)発生制御回路に入力される。
その変換値が規定値範囲外であれば、輻輳無線周波(collision)発生制御回路はA/D、AGC−CのうちのAGCを制御してRF信号出力部−Cから送信される変調信号の電力を規定値範囲内に設定する。
これにより、擬似ICタグ/カードシミュレータの送信機能が複数あると同等の動作である。
以上のように、擬似ICタグ/カードシミュレータ部3では、他方の擬似ICタグ/カードシミュレータ用ンテナ8bに誘起させる輻輳無線周波信号を出力とし、輻輳無線周波信号の発生・変調処理のために輻輳データを入力とする機能を有する。
以上のように、アナライザI/F制御ソフト部5Cは,輻輳・変調・解析データを入出力とし、ホストPC100にインストールされ、このホストPC100に輻輳・変調・解析データの結果を表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを出力する機能を有するものである。
以上によって、RFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置システムであるRFIDプロトコルアナライザは、RFIDリーダ・ライタが伝送する通信プロトコルの遵守状態、通信プロトコルの動作特性および無線周波信号の動作特性それぞれの実力マージンの確認が簡易に行うように構成されたものである。
2 擬似リーダ・ライタシミュレータ部
3 擬似ICタグ/カードシミュレータ部
4 制御部
4A プロトコルモニタ制御部
4B 擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部
4C 擬似ICタグ/カードシミュレータ制御部
5 アナライザI/F制御ソフト部
6 プロトコルモニタ用アンテナ
7 擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナ
8 擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナ
10 RFIDプロトコルアナライザ
10A RFIDプロトコルモニタ装置
10B RFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置
10C RFID擬似ICタグ/カードシミュレータ装置
100 ホストPC
200 RFIDリーダ・ライタ
300 RFID ICタグ/カード
Claims (2)
- RFIDリーダ・ライタに記憶された無線周波信号に結合させ、かつ輻輳無線周波信号を送出させる1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナと、
該1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナのうちの一方に接続されて、前記無線周波信号の変復調信号処理を行って変復調データを取り出し、および該1対の擬似ICタグ/カードシミュレータ用アンテナのうちの他方に接続されて、前記輻輳無線周波信号を出力とし、前記輻輳無線周波信号の発生・変調処理のために輻輳データを入力とする擬似ICタグ/カードシミュレータ部と、
前記変復調データおよび前記輻輳データを出力とし、前記変復調データの蓄積、変調データの生成および復調データにより前記通信プロトコルの解析、更に前記輻輳データの生成を行って輻輳・変調・解析データを入出力する擬似ICタグ/カードシミュレータ制御部と、
ホストPCと、
前記輻輳・解析データを入力とし、前記ホストPCに前記輻輳・解析データの結果の表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを前記ホストPCへの出力とし、前記ホストPCにインストールされた第3のアナライザI/F制御ソフトウエア部と
を備え、
前記RFIDリーダ・ライタが伝送する前記通信プロトコルの遵守状態、該通信プロトコルの動作特性および無線周波信号の動作特性それぞれの実力マージンの確認を行うように構成されたRFIDプロトコルアナライザ。 - 前記請求項1記載のRFIDプロトコルアナライザが、擬似ICタグ/カードシミュレータ装置として備える各機能部に加え、
RFIDリーダ・ライタとRFID ICタグ/カードとの間で伝送される無線周波信号に結合させるプロトコルモニタ用アンテナと、該プロトコルモニタ用アンテナに誘起された前記無線周波信号を入力とし、該入力された前記無線周波信号の復調信号処理を行って復調データを出力するプロトコルモニタ受信部と、前記復調データを入力とし、前記復調データの蓄積および通信プロトコルの状態の解析を行って解析データを出力するプロトコルモニタ制御部と、前記解析データを入力とし、前記ホストPCに前記解析データの結果の表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを前記ホストPCへの出力とし、前記ホストPCにインストールされた第1のアナライザI/F制御ソフト部とを備えて、前記無線周波信号の伝送の開始から終了の間、リアルタイムで選択的・間歇的トレースから偶発的発生不良原因究明を行うように構成されたRFIDプロトコルモニタ装置と、
RFID ICタグ/カードに記憶された無線周波信号に結合させる擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナと、該擬似リーダ・ライタシミュレータ用アンテナに接続されて、前記無線周波信号の変復調信号処理を行って変復調データを取り出す擬似リーダ・ライタシミュレータ部と、前記変復調データの蓄積、変調データの生成および復調データにより前記通信プロトコルの解析を行って変調・解析データを取り出す擬似リーダ・ライタシミュレータ制御部と、前記解析データを入力とし、前記ホストPCに前記解析データの結果の表示・記憶・外部伝送させるようなI/F制御データを前記ホストPCへの出力とし、前記ホストPCにインストールされた第2のアナライザI/F制御ソフト部とを備えて、前記RFID ICタグ/カードに記憶された無線周波信号の前記通信プロトコルの遵守状態、該通信プロトコルの動作特性および無線周波信号の動作特性それぞれの実力マージンの確認を簡易に行えるように構成されたRFID擬似リーダ・ライタシミュレータ装置と
のうちの少なくとも一方を、さらに具備することを特徴とする請求項1記載のRFIDプロトコルアナライザ。
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