JP4441257B2 - センサ情報伝送ｉｃタグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣタグ装置に係わり、特に外界の状況を検知できるセンサ情報伝送ＩＣタグ装置に関する。

従来、外界の情報をセンサを用いて収集することは知られている。例えば、各種プラントや送配電設備、アミューズメント施設など、大規模の敷地面積を有する施設又は広範囲にわたる設備において構成する機器の保守、管理を実行するためには、様々なセンサ機器とこの機器により検出された値を伝送する情報伝達システムが必須となる。

また、動物の生態系観察など測定対象が不規則に移動し、測定範囲が限定できない環境下においては、計測データの保持とデータ収集手段及び計測機器へ電力を供給する手段が必要となる。このように地域性や環境の面で人間が介在できないような場所において広範囲かつ定期的に各設備の計測を行うためには、情報伝達機器や電力供給手段など、多大な設備投資が必要となる。

一方、近年、外部と非接触で種々のデータを送受信すると共にデータを記憶させることが可能な小さなＩＣタグが注目を浴びており、これの応用も種々の分野で考えられてきている。このようなＩＣタグを用いて上述のような広範囲におけるデータを集めることも考えられている。

例えば、特許文献１には、送電設備に送電設備の状態に係る物理量をセンサで検知しＩＣタグで近傍に設けられたＩＣタグリーダに無線データを送信し、そのデータを通信媒体により遠隔の端末機器に送り、物理量を時間的に連続して監視する異常検査システムが記載されている。また特許文献２には、管理舎内に設置されている主受発信器から一定時間間隔で各牛に取り付けられている検知受発信器に信号を送り、これに応じて各牛の体温を測定しこの温度を検知受発信器に送信するシステムが記載されている。

しかし、これらの検知された物理量や体温などを測定するセンサは、例えば特許文献３に記載されているように、通常、ＩＣタグやＲＦＩＤに内蔵されあるいはこれと一体になっている。したがって、種々のデータをＩＣタグにより測定しようとすると、その度毎にＩＣタグを変えなければならなかった。しかも精度のよいセンサをＩＣタグに内蔵させるとＩＣタグが全体として大型化したり重くなったりし、更にＩＣタグのＣＰＵにセンサの制御ロジックを書き込む必要もあり、製造コストが高くなって価格も高くなってしまうことが多い。

また、使用するＩＣタグとデータの授受を行うリーダライタが近くに置かれる場合があり、あるいはＩＣタグから相当離れて設置されたリーダライタまで送信しなければならない場合もある。更に、ＩＣタグ自体に電力を供給可能な場合や供給できない場合もあり、どのような測定データをどのような環境で得るかによって、ＩＣタグの使い方を変えなければならない場合も多く、このような場合に従来のＩＣタグは操作性が悪く、非常に不便であった。
特開２００２−２３０６７５号公報 特開２００２−２３３２６１号公報 特開２００１−２９１１８１号公報

外界のデータを測定する従来のＩＣタグは、測定対象を換えたり状況が変わる度毎にＩＣタグを換える必要があり、操作性が悪く、非常に不便であった。

本発明は上記のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、種々の状況下で外界の色々なデータを得てリーダライタに送信可能な操作性の良いＩＣタグなどを提供することを目的とする。

本発明の特徴の１つは、ＩＣタグ自体に外界の値、データなどを測定するセンサを有せず、センサを接続可能なインターフェースを有する点にある。

本発明の請求項１によれば、センサからのデータを入力するセンサインターフェース部と、制御部と、ＲＦモジュールと、アンテナインターフェース部と、無線インターフェース部と、電源部と、電源インターフェース部とからなるＩＣタグと、
前記センサインターフェース部に接続されたセンサと、
前記ＲＦモジュールは、一対のスイッチ入力端子に切換え可能に接続された送受信部と、前記スイッチ入力端子に一方に接続された内部アンテナと、前記送受信部に接続されている起電部と、データメモリとから構成されており、
前記スイッチ入力端子の他方は前記アンテナインターフェース部が接続され、このアンテナインターフェース部には外部アンテナが接続されており、
前記電源部には、前記電源インターフェース部が接続され、前記電源インターフェース部には外部電源が接続され、前記無線インターフェース部には無線モジュールアンテナが接続されており、
前記制御部には、前記センサインターフェース部、前記送受信部、前記起電部、前記データメモリ、前記無線インターフェース部並びに前記電源部が接続されており、
前記センサの情報を伝送する距離に応じて前記スイッチの入力端子に接続された前記内部アンテナ又は前記外部アンテナを選択する前記センサ情報を伝送する第1の伝送手段と、
前記第1の伝送手段による伝送距離より遠方に前記センサ情報を伝送する場合に、前記電源部に接続された前記無線インターフェース部を介して前記無線モジュールアンテナから前記センサ情報を伝送する第２の伝送手段とを具備することを特徴とするセンサ情報伝送ＩＣタグ装置を提供する。

本発明によれば、種々の状況下で外界の色々なデータを得てリーダライタに送信可能な操作性の良いＩＣタグやそのようなＩＣタグを用いた測定方法が得られる効果がある。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。まず、本発明によるＩＣタグの使い方に応じた典型的な４つの基本構成例を図１〜４により説明する。

＜第１の基本的構成例＞
図１に、ＩＣリーダライタが近距離にある場合に用いられる第１の基本構成例を示す。ＩＣタグ１１は、無線によりリーダライタ（図示せず）との間でデータの授受を行うＲＦモジュール１２と、種々のセンサ１３ａ〜１３ｄで測定した測定データをソケット１１ｂを介して入力するセンサインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１４と、ＲＦモジュール１２及びセンサインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１４を含む全体の制御を行う制御部１５とから成る。

ＲＦモジュール１２は、リーダライタと無線通信を行う内蔵アンテナ１６と、この内蔵アンテナ１６に接続された送受信部１７と、制御データ及び測定データを記憶するデータメモリ１８と、外部から放射される電波を受信して電流を誘起し起電力を発生する起電部１９とから成る。

センサＩ／Ｆ部１４は、ソケット１１ｂに接続されるセンサ１３ａ〜１３ｄに対応してパルス、リレー、接点などの入出力回路を有する。また、センサＩ／Ｆ部１４はＡＤ変換回路をも内蔵しており、接続されるセンサデータがアナログ値かデジタル値かに応じてアナログ用かデジタル用に交換される。

起電部１９は、外部からの電波により起電力を発生して各部に電源を供給する。外部のＩＣタグリーダライタから制御データが送信されてきて、内蔵アンテナ１６により受信され送受信部１７を介して制御部１５で解読され、データメモリ１８に、測定頻度などのパラメータが制御データとして記憶される。

この制御データに基づいて、制御部１５はセンサＩ／Ｆ部１４、ソケット１１ｂを介して接続されているセンサに制御信号を送り、測定の頻度などを指示する。接続されているセンサにより測定された測定データは、センサＩ／Ｆ部１４、ソケット１１ｂを介して制御部１５に入り、測定データとして一旦データメモリ１８に記憶される。その後、データメモリ１８に記憶された測定データは送受信部１７を介して内蔵アンテナ１６から外部のＩＣタグリーダライタに送信される。

この第１の基本構成例によれば、外部に接続する部品がセンサ以外には何もなく、全体構成が簡単で小型にできる利点がある。反面、内蔵アンテナ１６を用いなければならないので、ハンディ型のＩＣタグリーダライタをＩＣタグに近づけて用いる接触型又は近接型のシステムに用いられることになる。

＜第２の基本的構成例＞
図２に、ＩＣリーダライタが中距離にある場合に用いられる第２の基本構成例を示す。ＩＣタグ２１は、無線によりリーダライタ（図示せず）との間でデータの授受を行うＲＦモジュール２２と、種々のセンサ２３ａ〜２３ｄで測定した測定データをソケット２１ｂを介して入力するセンサＩ／Ｆ部２４と、ＲＦモジュール２２及びセンサＩ／Ｆ部２４を含む全体の制御を行う制御部２５と、外部アンテナ２６ｏに接続されるアンテナＩ／Ｆ部２６ａとから成る。

この構成例と図１の構成との違いは、内蔵アンテナ２６がスイッチ部２６ｓに接続され、送受信部２７を介してソケット部（図示せず）を介して外部アンテナ２６ｏにも接続可能になっている点である。

ＲＦモジュール２２は、内蔵アンテナ２６と、この内蔵アンテナ２６に接続されたスイッチ部２６ｓと、このスイッチ部に接続された送受信部２７と、制御データ及び測定データを記憶するデータメモリ２８と、外部から放射される電波を受信して電流を誘起し起電力を発生する起電部２９とから成る。

センサＩ／Ｆ部２４は、ソケット２１ｂに接続されるセンサ２３ａ〜２３ｄに対応してパルス、リレー、接点などの入出力回路を有する。また、センサＩ／Ｆ部２４はＡＤ変換回路をも内蔵しており、接続されるセンサデータがアナログ値かデジタル値かに応じてアナログ用かデジタル用に交換される。

起電部２９は、外部からの電波により起電力を発生して各部に電源を供給する。外部のＩＣタグリーダライタから制御データが送信されてきて、例えば外部アンテナ２６ｏにより受信され送受信部２７を介して制御部２５で解読され、データメモリ２８に、測定頻度などのパラメータが制御データとして記憶される。

この制御データに基づいて、制御部２５はセンサＩ／Ｆ部２４、ソケット２１ｂを介して接続されているセンサに制御信号を送り、測定の頻度などを指示する。接続されているセンサにより測定された測定データは、センサＩ／Ｆ部２４、ソケット２１ｂを介して制御部２５に入り、測定データとして一旦データメモリ２８に記憶される。その後、データメモリ２８に記憶された測定データは送受信部２７、アンテナＩ／Ｆ部２６ａを介して外部アンテナ２６ｏから外部のＩＣタグリーダライタに送信される。

この第２の基本構成例によれば、アンテナＩ／Ｆ部２６ａを介して接続された外部アンテナ２６ｏを用いて制御データや測定データの送受信を行うことが可能である。したがって、ＩＣタグリーダライタが図１に示した構成の場合よりも遠くにあっても通信を行うことが可能となり、環境の影響を受けにくい利点がある。

＜第３の基本的構成例＞
次に、ＩＣタグ内に電源回路も有する本発明の第３の基本構成例について図３を用いて説明する。即ち、本発明によるこの構成例と図２に示した構成との違いは、ＩＣタグ３１内に、独立した電源部３９ｐ、及びこの電源部３９ｐと外部の外部電源３９ｏに接続される電源Ｉ／Ｆ部３９ａ及び図示しないソケット部を有している点である。

ＩＣタグ３１は、無線によりリーダライタ（図示せず）との間でデータの授受を行うＲＦモジュール３２と、種々のセンサ３３ａ〜３３ｄで測定した測定データをソケット３１ｂを介して入力するセンサＩ／Ｆ部３４と、ＲＦモジュール３２及びセンサＩ／Ｆ部３４を含む全体の制御を行う制御部３５と、外部アンテナ３６ｏに接続されるアンテナＩ／Ｆ部３６ａと、電源部３９ｐと、外部電源３９ｏに接続される電源Ｉ／Ｆ部３９ａとから成る。

ＲＦモジュール３２は、内蔵アンテナ３６と、この内蔵アンテナ３６に接続されたスイッチ部３６ｓと、このスイッチ部に接続された送受信部３７と、制御データ及び測定データを記憶するデータメモリ３８と、外部から放射される電波を受信して電流を誘起し起電力を発生する起電部３９とから成る。

センサＩ／Ｆ部３４は、ソケット３１ｂに接続されるセンサ３３ａ〜３３ｄに対応してパルス、リレー、接点などの入出力回路を有する。また、センサＩ／Ｆ部３４はＡＤ変換回路をも内蔵しており、接続されるセンサデータがアナログ値かデジタル値かに応じてアナログ用かデジタル用に交換される。

電源部３９ｐは、外部電源３９ｏから供給される電力をＩＣタグの各部に供給する。外部のＩＣタグリーダライタから制御データが送信されてきて、例えば外部アンテナ３６ｏにより受信され送受信部３７を介して制御部３５で解読され、データメモリ３８に、測定頻度などのパラメータが制御データとして記憶される。

この制御データに基づいて、制御部３５はセンサＩ／Ｆ部３４、ソケット３１ｂを介して接続されているセンサに制御信号を送り、測定の頻度などを指示する。接続されているセンサにより測定された測定データは、センサＩ／Ｆ部３４、ソケット３１ｂを介して制御部３５に入り、測定データとして一旦データメモリ３８に記憶される。その後、データメモリ３８に記憶された測定データは送受信部３７、アンテナＩ／Ｆ部３６ａを介して外部アンテナ３６ｏから外部のＩＣタグリーダライタに送信される。

本発明のこの第３の基本構成例によれば、外部から電源の供給を受けることが可能であり、種々のセンサを接続して測定することが可能になると共に、制御データによる幅広い条件設定が可能となる利点がある。

またこの構成においても、アンテナＩ／Ｆ部３６ａを介して接続された外部アンテナ３６ｏを用いて制御データや測定データの送受信を行うことが可能であるから、ＩＣタグリーダライタが図１に示した構成の場合よりも遠くにあっても、通信を行うことが可能となり、環境の影響を受けにくい利点もある。

＜第４の基本的構成例＞
次に、遠距離とも無線通信を行える無線モジュールアンテナを接続可能な本発明の第４の基本構成例を図４を用いて説明する。即ち、本発明によるこの構成例と図３に示した構成との違いは、ＩＣタグ４１内に、外部に接続される無線モジュールアンテナ４０に接続可能な無線Ｉ／Ｆ部４０ａと、図示しないソケット部を有している点である。

ＩＣタグ４１は、上記無線Ｉ／Ｆ部４０ａと、無線によりリーダライタ（図示せず）との間でデータの授受を行うＲＦモジュール４２と、種々のセンサ４３ａ〜４３ｄで測定した測定データをソケット４１ｂを介して入力するセンサＩ／Ｆ部４４と、ＲＦモジュール４２及びセンサＩ／Ｆ部４４を含む全体の制御を行う制御部４５と、外部アンテナ４６ｏに接続されるアンテナＩ／Ｆ部４６ａと、電源部４９ｐと、外部電源４９ｏに接続される電源Ｉ／Ｆ部４９ａとから成る。

ＲＦモジュール４２は、内蔵アンテナ４６と、この内蔵アンテナ４６に接続されたスイッチ部４６ｓと、このスイッチ部に接続された送受信部４７と、制御データ及び測定データを記憶するデータメモリ４８と、外部から放射される電波を受信して電流を誘起し起電力を発生する起電部４９とから成る。

センサＩ／Ｆ部４４は、ソケット４１ｂに接続されるセンサ４３ａ〜４３ｄに対応してパルス、リレー、接点などの入出力回路を有する。また、センサＩ／Ｆ部４４はＡＤ変換回路をも内蔵しており、接続されるセンサデータがアナログ値かデジタル値かに応じてアナログ用かデジタル用に交換される。

電源部４９ｐは、外部電源４９ｏから供給される電力をＩＣタグの各部に供給する。外部のＩＣタグリーダライタから制御データが送信されてきて、無線モジュールアンテナ４０により受信され無線Ｉ／Ｆ部４０ａを介して制御部４５で解読され、データメモリ４８に、測定頻度などのパラメータが制御データとして記憶される。

この制御データに基づいて、制御部４５はセンサＩ／Ｆ部４４、ソケット４１ｂを介して接続されているセンサに制御信号を送り、測定の頻度などを指示する。接続されているセンサにより測定された測定データは、センサＩ／Ｆ部４４、ソケット４１ｂを介して制御部４５に入り、測定データとして一旦データメモリ４８に記憶される。その後、データメモリ４８に記憶された測定データは無線Ｉ／Ｆ部４０ａを介して無線モジュールアンテナ４０から外部のＩＣタグリーダライタに送信される。

本発明のこの第４の基本構成例によれば、ＩＣタグリーダライタとの制御データ及び測定データの送受信は、遠距離無線通信が可能な無線モジュールアンテナ４０によりなされる。したがって、後述するような放牧する家畜の観察、データ管理など、ＩＣタグをＩＣタグリーダライタに近づけることができないシステムにおいて、有用である。

また、外部から電源の供給を受けることが可能であるから種々のセンサを接続して測定することが可能になると共に、制御データによる幅広い条件設定が可能となる利点もある。

＜実際的な本発明の一実施形態＞
次に、本発明の他の実際的な実施形態の場合について図面を用いて説明する。図５にこの場合の構成例を示す。ＩＣタグ５１はメイン基板５１ａとセンサインターフェース（Ｉ／Ｆ）部５１ｂの基板から成っており、センサＩ／Ｆ部５１ｂはメイン基板５１ａに、ソケット部５２ａ，５２ｂを介して接続可能にされている。

センサＩ／Ｆ部５１ｂは、外部のセンサ５３と接続可能なソケット５３ｂを有しており、センサ５３により外界のデータがアナログ値により得られるかデジタル値として得られるかにより取り替えられる。

メイン基板５１ａには、このＩＣタグの全体の制御を行う制御部５４と、この制御部５４に接続されるＲＦＩＤインターフェース（Ｉ／Ｆ）部５５と、同じく制御部５４に接続される無線インターフェース（Ｉ／Ｆ）部５６と、この無線インターフェース（Ｉ／Ｆ）部５６に電源接続される電源制御回路５７と、電源制御回路５７に電源接続される整流回路５８と、電源制御回路５７及び整流回路５８に各々接続されるソケット部５７ａ，５８ａと、無線Ｉ／Ｆ部５６に接続されるソケット部５６ａと、ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５に接続される接続されるスイッチ部６０と、このスイッチ部６０により選択的に接続される内蔵アンテナ６１と、ソケット部５９ａが設けられている。ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５は、アンテナとの間の送受信部の機能と、外部からの電波を受信して電力を発生する起電器の機能も有する。また、制御部５４は、制御データ及び測定データを記憶するデータメモリ５４ｃに接続されている。

電源制御回路５７のソケット部５７ａには、外部電源６２である電池、ソーラーバッテリあるいはＤＣ電源から所定電圧の直流が供給可能に構成される。整流回路５８のソケット部５８ａには電波により電力の供給を受けるとき接続される電源供給用アンテナ６３のソケット部５８ｂが必要に応じて接続される。

無線Ｉ／Ｆ部５６に接続されるソケット部５６ａには外部から無線モジュールアンテナ６４のソケット部５６ｂが接続可能に構成される。更にソケット部５９ａには、外部から外部アンテナ６５のソケット部５９ｂが接続可能に構成されている。

内蔵アンテナ６１、外部アンテナ６５及び無線モジュールアンテナ６４は、ＩＣタグとデータの送受信を行うリーダライタの距離の遠近に応じて使い分けられる。即ち両者の距離が非常に離されている場合には無線モジュールアンテナ６４、もっと近い場合には外部アンテナ６５を用い、ハンディ型リーダライタを用いる場合のように、両者を近づけることができる場合には、内蔵アンテナ６１を用いる。

上述のＩＣタグを図７に示すような送電線の電流計測に用いる場合の動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。電流計測を行う送電線７１に電流計（クランプメータ）７２がセンサ７３として設置される。クランプメータ７２にはＩＣタグ５１のセンサＩ／Ｆ部５１ｂが接続されている。センサＩ／Ｆ部５１ｂにはアナログ値計測用のものが用いられる。また、ソケット５９ｂには、ソケット５９ａを介して外部アンテナ６５が接続され、ソケット５８ａにはソケット５８ｂを介して電源供給用アンテナ６３が接続されている。ＩＣタグ５１に、これらの外部アンテナ６５や電源供給用アンテナ６３が接続されたものを全体としてＩＣタグ装置７３と呼ぶことにする。

ＩＣタグ装置７３はＩＣタグリーダライタ７４と無線により送信を行い、センサ５３としてクランプメータ７２が接続されていることが、予め外部アンテナ６５を介してＩＣタグリーダライタ７４に送信される。またＩＣタグリーダライタ７４は測定制御パソコン７５が接続されている。

ＩＣタグ装置７３の電源供給用アンテナ６３はＩＣタグリーダライタ７４から送信される電力を受信し、整流回路５８で直流に整流した後、電源制御回路５７を介して、無線Ｉ／Ｆ部５６、ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５、制御部５４、センサＩ／Ｆ部５１ｂ、センサ５３などに電源を供給する。

スイッチ部６０のスイッチは上方に倒され、ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５はソケット５９ａ，５９ｂを解して外部アンテナ６５に接続されている。したがって、ＩＣタグリーダライタ７４との制御データや測定データの送受信は、外部アンテナ６５によりなされる。

図６に従ってこの実施形態の動作を説明する。スタートすると、ステップＳ６０１で、外部アンテナ６５からデータを受信し、ステップＳ６０２で受信データがあるか否か確認する。

受信データがあった場合には、ステップＳ６０３において外部アンテナ６５から受信したデータのうちの制御データを、ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５、制御部５４を介して、データメモリ５４ｃに記憶する。この制御データには、センサ５３により電流値を測定すること、その電流値の測定頻度、送信頻度、オフセット値、シフト値、ゲイン値（測定値の大きさ）などの測定のためのデータ（パラメータ）が含まれている。

次のステップＳ６０４では、データメモリ５４ｃに記憶された制御データに含まれる測定頻度を調べてセンサ５３で測定されるデータを取り込むかどうかを検知する。測定する時刻になっていれば、ステップＳ６０５においてセンサ５３、即ちクランプメータ７２で測定した電流値を、センサＩ／Ｆ部５１ｂを介して制御部５４に取り込む。ステップＳ６０６では、この取り込まれた測定データがアナログ値かどうか検知し、アナログ値であれば、制御部５４において測定データをＡＤ変換（ステップＳ６０７）して、そのデータをデータメモリ５４ｃに記憶する（ステップＳ６０８）。

次のステップＳ６０９では、データメモリ５４ｃに記憶された測定データを送信するかを検知する。この検知は先にデータメモリ５４ｃに記憶された制御データの送信頻度に基づいて制御部５４においてなされる。測定データの送信時刻になっていたら、外部アンテナ６５からデータメモリ５４ｃに記憶された測定データをＩＣタグリーダライタ７４に送信される。

ステップＳ６０２で受信データがない場合、ステップＳ６０４で測定データを取り込まない場合、及びステップＳ６０９で測定データを送信しない場合には、いずれもステップＳ６０１に戻ってデータの受信を行う。

このようにして、送電線の電流計測がなされ、ＩＣタグリーダライタ７４に測定データが受信され、測定制御パソコン７５によって電流値の経時的な変化を例えばグラフと表示することが可能となる。また、ＩＣタグリーダライタ７４からＩＣタグ装置７３に送信する制御データのゲイン値などのパラメータを変えれば測定する電流値を微弱電流から大容量の電流までのデータが計測可能となる。

次に本発明の一実施形態のＩＣタグをバルブの開閉状態の点検に適用する場合の例について説明する。図８にバルブ開閉部にＩＣタグを設けた概略図を示す。同図において、８１は例えばガスなどが通される導管であり、この導管８１に開閉バルブ８２が設けられており、この開閉バルブ８２に開閉センサ８３が設置され、この開閉センサ８３の近傍にＩＣタグ装置８４が設けられている。この場合のＩＣタグには、センサ５３として開閉センサ８３が接続され、外部電源６２としてＤＣ電源から３．３Ｖあるいは５Ｖの直流が供給されている。スイッチ部６０はＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５を内蔵アンテナ６１に接続しており、ハンディ型リーダライタ８５とのデータの送受信は内蔵アンテナ６１によりなされる。

バルブの点検を行う保守員はこのハンディ型ＩＣタグリーダライタ８５を携帯し、これをＩＣタグ装置８４に近づけて制御データを送信する
図６に従ってこの場合の動作を説明する。ステップＳ６０１において、内蔵アンテナ６１でデータを受信し、ステップＳ６０２で受信データがあることが確認される。制御データは図５に示すＩＣタグの内蔵アンテナ６１で受信され、ＲＦＩＤＩ／Ｆ部５５を介して制御部５４の制御の下にデータメモリ５４ｃに記憶される(ステップＳ６０３）。

機構された制御データに基づいて、ステップＳ６０４で測定データを取り込む時刻になると、センサＩ／Ｆ部５１ｂを介して開閉センサ８３の開閉程度を表すデータを取り込む。

その後、測定（開閉）データがアナログ値であった場合には、ステップＳ６０７においてその計測データをデジタルデータに変換し、ステップＳ６０８においてそのデータを、データメモリ５４ｃに記憶する。

次のステップＳ６０９で、保守員のハンディ型ＩＣタグリーダライタ８５などが近づけられて、測定データの送信要求があった場合などでは、測定データを内蔵アンテナ６１を介して送信する(ステップＳ６１０）。ハンディ型ＩＣタグリーダライタ８５に測定データである開閉データの基準値が記憶されており、ハンディ型ＩＣタグリーダライタ８５で受信されたデータと基準値を比較しこの値より大きい場合又は小さい場合には、バルブが正常状態になっていないことを検知することができる。ハンディ型ＩＣタグリーダライタ８５にアラ−ムを設けておけば、保守員の注意を喚起することが可能となる。

次に、本発明によるＩＣタグを、放牧している動物、例えば牛の体温管理に用いる場合の例について図９を用いて説明する。この場合、センサとして温度センサを用い、ＩＣタグはこの温度センサに接続して、牛９１に付けておくことができる。しかし放牧されている牛は、比較的広い範囲を移動するので、ＩＣタグで得られたデータを読み取るＩＣタグリーダライタ９２は牛の近くに置くことができない。このような場合には、図５に示す無線モジュールアンテナ６４を用いる。なお、牛９１の個体情報は牛識別コードとして予め登録されている。

したがって、この場合には無線モジュールアンテナ６４のソケット５６ｂがソケット５６ａに接続され、外部電源６２として例えば３．３Ｖの電池がＩＣタグ１１のソケット５７ａに接続される。これらの部品が接続されたＩＣタグ１１、即ちＩＣタグ装置９３は一方、センサ５３として動物の体温を測定する温度センサ９４がセンサＩ／Ｆ部５１ｂに接続される。図示していないがＩＣタグ装置９３の制御部５４には、温度センサ９４で測定されたデータを所定温度と比較する比較回路と、測定データが所定温度を超えたとき警告信号を生成する警告回路を有する。

このような場合について、図６を用いて動作を説明する。まず比較的遠くに設置されたＩＣタグリーダライタ９２から制御データが送られ、この制御データはＩＣタグ装置９３の無線モジュールアンテナ６４において受信される（ステップＳ６０１）。ステップＳ６０２で受信データがあると、このデータが無線Ｉ／Ｆ５６を介して制御部５４に入力され、データメモリ５４ｃに記憶される。

この制御データにより、例えば所定時間毎に温度を測定し測定された温度をＩＣタグ装置９３から送信するものとする。するとステップＳ６０４で測定データを取り込む時刻になると、センサＩ／Ｆ部５１ｂから温度センサ９４により測定された温度がＩＣタグ５１に取り込まれる(ステップＳ６０５）。測定温度がアナログ値であれば、ステップＳ６０７においてデジタル温度に変換され、ステップＳ６０８においてデジタル温度を一旦データメモリ５４ｃに記憶する（ステップＳ６０８）。

次のステップＳ６０９で測定データを送信する時刻になったと判断されると、ステップＳ６１０において、データメモリに記憶された測定データが上記牛識別コードと共に無線Ｉ／Ｆ５６から無線モジュールアンテナ６４に送られ、遠くに設置されたＩＣタグリーダライタ９２に送信される。

このようにして、ＩＣタグリーダライタ９２では牛９１の体温を所定時間毎に検知することができる。なお、温度センサ９４において測定された温度が所定の温度より高い場合には、その旨の警告信号もＩＣタグリーダライタ９２に送信され、上記牛識別コードによりどの牛の体温が高いかを検知できる。

なお上記例において、測定温度を常時測定しておいて、測定温度が所定温度を超えたときに、所定温度を超えたことをＩＣタグリーダライタ９２に送信するようにすることも可能である。このようにすれば、牛の体温が所定温度を超えたときに、ＩＣタグリーダライタ９２において直ちにそのことを検知することが可能となる利点がある。

次に、人間が所定エリア内にいるかどうかを検知するシステムに本発明によるＩＣタグを適用した場合について図１０を用いて説明する。この場合には超音波信号を発生、送信する超音波信号送信器１０１と、ＩＣタグリーダライタ１０２が設けられており、超音波信号の届く範囲の内外を測定対象たる人１０３が移動する。この人１０３にはＩＣタグ５１に超音波検知センサ１０４が接続されてＩＣタグ装置１０５が構成されている。ＩＣタグ装置１０５では、アンテナとしては外部アンテナ６５を用い、外部電源６２には３．３Ｖ直流の電池が用いられる。

予めＩＣタグリーダライタ１０２からＩＣタグ装置１０５にデータ送出間隔（例えば１秒毎）、個人識別コードなどを制御データとして送信される。この制御データはＩＣタグ装置１０５の外部アンテナ６５で受信され、制御部５４に接続されているデータメモリ５４ｃに記憶される。

超音波信号送信器１０１からは所定アリア内にのみ届く超音波信号が送信されている。人１０３が、このエリア内に入ってくると、ＩＣタグ装置１０５に接続されている超音波検知センサが超音波を検知し、超音波を検知した旨の信号を外部アンテナ６５から送信する。この信号、即ち特定の個人識別コードを有する人のＩＣタグ装置１０５から超音波信号を受信した旨の信号を受け取ったことによって、その人１０３が所定エリア内に入ったことを検知できたことになる。

なお、この例において、超音波信号の代わりに磁気共鳴信号などを送信し、ＩＣタグのＲＦＩＤＩ／Ｆ部などにその信号に共振する回路を設けておき、共振回路出力をＩＣタグリーダライタの送信するようにすれば、ＩＣタグに電源などを有しないでも作動する受動的なシステムを構成することができる。

このように本発明によるＩＣタグでは、センサからデータの測定値だけでなく、特定の移動物があるエリア内にいるかどうかなどの検知も行うことが可能である。このような場合の外界の値を測定する場合に含める。

上述の本発明のＩＣタグは内部に電池を有しておらず、外部に電池など電源を接続する構成となっていたが、内部に電源を有し外部電源が接続されるとその外部電源が使用されるが、ソケットに電源が接続されないときには内部の電池を用いるようにしてもよい。

また上記実施形態では、センサが直にセンサインターフェースに接続されていたが、本発明のＩＣタグに接続されるセンサは、直にセンサインターフェースに接続せず、コードなどにより接続されるようになっていてもよい。

図５に示した本発明一実施形態のＩＣタグによれば、リーダライタとの距離に応じてアンテナを使い分けることが可能である。また、電源に関しても電池が交流電源、その他電波により電源を供給することも可能であり、測定したい環境に応じて使いわけができ非常に操作性がよい利点がある。

本発明の第１の基本構成例を示す図。 本発明の第２の基本構成例を示す図。 本発明の第３の基本構成例を示す図。 本発明の第４の基本構成例を示す図。 本発明一実施形態のＩＣタグ及びＩＣタグ装置などの構成例を示す図。 本発明によるＩＣタグの動作を説明するための図。 本発明によるＩＣタグを送電線の電流計測に用いる場合の全体外観を示す図。 本発明によるＩＣタグをバルブ開閉に用いる場合の全体外観を示す図。 本発明によるＩＣタグを放牧された牛の体温監視に用いる場合の全体外観を示す図。 本発明によるＩＣタグを所定エリア内に人がいるか否かを検知するシステムに用いる場合の全体外観を示す図。

符号の説明

１１，２１，３１，４１，５１・・・ＩＣタグ、
１２，２２，３２，４２・・・ＲＦモジュール、
１３ａ〜１３ｄ，２３ａ〜２３ｄ，３３ａ〜３３ｄ，４３ａ〜４３ｄ，５３・・・センサ、
１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ｂ，５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５８ａ，５８ｂ，５９ａ，５９ｂ・・・ソケット部、
１４，２４，３４，４４，５１ｂ・・・センサＩ／Ｆ部、
１５，２５，３５，４５，５４・・・制御部、
１６，２６，３６，４６，６１・・・内蔵アンテナ、
２６ａ，３６ａ，４６ａ・・・アンテナＩ／Ｆ部、
２６ｏ，３６ｏ，４６ｏ，６５・・・外部アンテナ、
２６ｓ，３６ｓ，４６ｓ，６０・・・スイッチ部、
１７，２７，３７，４７・・・送受信部、
１８，２８，３８，４８，５４ｃ・・・データメモリ、
１９，２９，３９，４９・・・起電部、
３９ａ，４９ａ・・・電源Ｉ／Ｆ部、
３９ｐ，４９ｐ・・・電源部、
４０，６４・・・無線モジュールアンテナ、
４０ａ，５６・・・無線Ｉ／Ｆ部、
４９ｏ，６２・・・外部電源、
５１ａ・・・メイン基板、
５５・・・ＲＦＩＤＩ／Ｆ部、
５７・・・電源制御回路、
５８・・・整流回路、
６３・・・電源供給用アンテナ、
７１・・・送電線、
７２・・・クランプメータ、
７３，８４，９３，１０５・・・ＩＣタグ装置、
７４，９２，１０２・・・ＩＣタグリーダライタ、
７５・・・測定制御パソコン、
８１・・・導管、
８２・・・開閉バルブ、
８３・・・開閉センサ、
８５・・・ハンディ型ＩＣタグリーダライタ、
９１・・・牛、
９４・・・温度センサ、
１０１・・・超音波信号送信器、
１０３・・・人、
１０４・・・超音波検知センサ。

Claims (1)

1. センサからのデータを入力するセンサインターフェース部と、制御部と、ＲＦモジュールと、アンテナインターフェース部と、無線インターフェース部と、電源部と、電源インターフェース部とからなるＩＣタグと、
   前記センサインターフェース部に接続されたセンサと、
   前記ＲＦモジュールは、一対のスイッチ入力端子に切換え可能に接続された送受信部と、前記スイッチ入力端子に一方に接続された内部アンテナと、前記送受信部に接続されている起電部と、データメモリとから構成されており、
   前記スイッチ入力端子の他方は前記アンテナインターフェース部が接続され、このアンテナインターフェース部には外部アンテナが接続されており、
   前記電源部には、前記電源インターフェース部が接続され、前記電源インターフェース部には外部電源が接続され、前記無線インターフェース部には無線モジュールアンテナが接続されており、
   前記制御部には、前記センサインターフェース部、前記送受信部、前記起電部、前記データメモリ、前記無線インターフェース部並びに前記電源部が接続されており、
   前記センサの情報を伝送する距離に応じて前記スイッチの入力端子に接続された前記内部アンテナ又は前記外部アンテナを選択する前記センサ情報を伝送する第1の伝送手段と、
   前記第1の伝送手段による伝送距離より遠方に前記センサ情報を伝送する場合に、前記電源部に接続された前記無線インターフェース部を介して前記無線モジュールアンテナから前記センサ情報を伝送する第２の伝送手段とを具備することを特徴とするセンサ情報伝送ＩＣタグ装置。

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