JP4466426B2 - Non-contact reader / writer - Google Patents
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Description
この発明は、非接触リーダライタで特に変調した送信コマンドを送信した際の、受信信号に含まれる蛍光灯のノイズ成分の除去に関するものである。 The present invention relates to removal of a noise component of a fluorescent lamp included in a received signal when a transmission command that is particularly modulated by a non-contact reader / writer is transmitted.
近年、非接触リーダライタである無線通信装置はRFID(Radio Frequency Identification)システムとして注目されてきている。 In recent years, wireless communication devices that are non-contact reader / writers have attracted attention as RFID (Radio Frequency Identification) systems.
一般の無線通信装置では都市雑音除去回路を搭載し、都市雑音の一種である蛍光灯のノイズを除去している。(例えば特許文献1参照。)。 A general wireless communication device is equipped with an urban noise removal circuit to remove the fluorescent light noise, which is a kind of urban noise. (For example, refer to Patent Document 1).
図10は上記従来の無線通信装置の都市雑音除去回路を示しており、101はアンテナ、102は送受共用器、103は帯域通過フィルタ、104は低雑音増幅回路、105、112はミキサ、106、113は中間周波増幅回路、107、114は中間周波帯域通過フィルタ、108はリミッタ増幅回路、109は変調回路、110は出力、111、118は局部発振回路、115は可変遅延回路、116は可変アッテネータ回路、117はハイブリッドである。
FIG. 10 shows an urban noise elimination circuit of the conventional wireless communication apparatus, wherein 101 is an antenna, 102 is a duplexer, 103 is a band pass filter, 104 is a low noise amplification circuit, 105 and 112 are mixers, 106, 113 is an intermediate frequency amplifier circuit, 107 and 114 are intermediate frequency band pass filters, 108 is a limiter amplifier circuit, 109 is a modulation circuit, 110 is an output, 111 and 118 are local oscillation circuits, 115 is a variable delay circuit, and 116 is a
以上のように構成された無線通信装置について、その動作を説明する。無線通信装置はアンテナ101で信号を受信する。そのときに、受信信号にノイズが含まれる。そのノイズ信号は受信信号と帯域が異なるため、ノイズ信号をミキサ112の信号経路で選択受信し、ノイズの参照信号を可変遅延回路115、可変アッテネータ回路116でデータ処理し、ハイブリッド117で参照信号を受信信号から逆相合成することでノイズ成分を受信信号から除去する。
一般の無線通信装置で受信する受信信号は、受信信号とノイズ信号とが混在している状態である。そのノイズ信号除去するために従来発明では、都市雑音除去回路を搭載している。 A reception signal received by a general wireless communication apparatus is a state in which a reception signal and a noise signal are mixed. In order to remove the noise signal, the conventional invention is equipped with an urban noise elimination circuit.
都市雑音除去回路では、受信信号とは異なる周波数帯域で雑音信号のみを選択受信して、ノイズの参照信号を得る手段を持ち、その参照信号を元に受信信号を加工することで都市雑音の影響を受けないようにしている。 The city noise elimination circuit has a means to select and receive only noise signals in a frequency band different from the received signal and obtain a noise reference signal. By processing the received signal based on the reference signal, the influence of city noise is obtained. I am trying not to receive it.
ここでRFIDシステムの通信方式を説明する。RFIDシステムでは電波をコマンドの送受信のためのキャリアとして用いるためと、タグへの電力供給という2つの目的のために、常に送信電波を出しておかなければならない。すなわち、送信電波を利用した負荷変調を用いている。 Here, the communication method of the RFID system will be described. In the RFID system, it is necessary to always transmit a transmission radio wave for the two purposes of using a radio wave as a carrier for sending and receiving commands and supplying power to the tag. That is, load modulation using transmitted radio waves is used.
この負荷変調方式は、電波を利用してリーダライタからタグへコマンドを送信しる場合には、コマンドによって変調した電波を送信する。タグからリーダライタへ応答信号を返す場合には送信電波の反射の有無による変調を利する方式である。 In this load modulation method, when a command is transmitted from a reader / writer to a tag using a radio wave, the radio wave modulated by the command is transmitted. When a response signal is returned from the tag to the reader / writer, the modulation based on the presence or absence of reflection of the transmission radio wave is used.
負荷変調方式においては、受信部ではタグからの応答の無い状態の受信信号レベルを基
準とし、その基準からタグの負荷変調による信号レベルの変化分とその変化している時間を利用する。
In the load modulation method, the reception unit uses the received signal level in a state where there is no response from the tag as a reference, and uses the change amount of the signal level due to the load modulation of the tag and the changing time from the reference.
以上がRFIDシステムにおける送受信システムであるが、このRFIDシステムには大きな課題となる点が存在する。 The above is the transmission / reception system in the RFID system, but this RFID system has a significant problem.
RFIDシステムでは上記のように変調された送信コマンドを送信し、タグからの負荷変調によって送受信を行うが、リーダライタから電波を送信した場合に、アンテナ近傍に蛍光灯が存在すると、リーダライタから出た電波が蛍光灯に入射する。この場合に、蛍光灯内で蛍光灯の発光に伴う変調を、リーダライタの送信電波が受ける。 In the RFID system, the transmission command modulated as described above is transmitted, and transmission / reception is performed by load modulation from the tag. However, when a radio wave is transmitted from the reader / writer, if there is a fluorescent lamp near the antenna, it is output from the reader / writer. Radio waves enter the fluorescent lamp. In this case, the transmission radio wave of the reader / writer receives the modulation accompanying the light emission of the fluorescent lamp in the fluorescent lamp.
蛍光灯により変調を受けた電波はタグからの電波と同様にリーダライタによって受信され、ノイズとなる。このノイズは目的のタグからの受信信号と周波数帯域は同一であり、受信信号と分離するために、都市雑音成分を参照信号として選択的に受信し、影響を受けないようにするという従来技術は適用できない。 The radio wave modulated by the fluorescent lamp is received by the reader / writer like the radio wave from the tag and becomes noise. This noise has the same frequency band as the received signal from the target tag, and in order to separate the received signal from the received signal, the conventional technique of selectively receiving the urban noise component as a reference signal and preventing it from being affected is Not applicable.
本発明は、タグからの受信信号と周波数帯域が同一であるノイズの除去を目的とする非接触リーダライタの提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a non-contact reader / writer for the purpose of removing noise having the same frequency band as a received signal from a tag.
本発明の非接触リーダライタは、受信アンテナと、光センサと、前記光センサが検知した電磁波に所定係数を乗じた信号を前記受信アンテナで受信した電磁波信号から除去する除去手段を有し、その所定係数をフィードバック回路を用いて決定する。 The non-contact reader / writer of the present invention has a receiving antenna, an optical sensor, and a removing means for removing a signal obtained by multiplying the electromagnetic wave detected by the optical sensor by a predetermined coefficient from the electromagnetic wave signal received by the receiving antenna. The predetermined coefficient is determined using a feedback circuit.
上記構成により変調信号によって蛍光灯からノイズ信号が発生した場合には、光センサよりノイズ信号の波形パターンを検知し、受信信号より除去する際にはその信号レベルをフィードバック回路で決定し、周波数帯域の同じ蛍光灯のノイズ信号に対して有効となる。 When a noise signal is generated from a fluorescent lamp by the modulation signal with the above configuration, the waveform pattern of the noise signal is detected from the optical sensor, and when removing it from the received signal, the signal level is determined by the feedback circuit, and the frequency band This is effective for noise signals of the same fluorescent lamp.
また、本発明の非接触リーダライタは、受信アンテナと、光センサと、前記光センサが検知した電磁波に所定係数を乗じる可変アッテネータと、前記可変アッテネータの出力信号を前記受信アンテナで受信した電磁波信号から除去する除去手段を有する。 The non-contact reader / writer of the present invention includes a receiving antenna, an optical sensor, a variable attenuator that multiplies a predetermined coefficient to the electromagnetic wave detected by the optical sensor, and an electromagnetic wave signal that is received by the receiving antenna as an output signal of the variable attenuator. And removing means for removing from.
上記構成により変調信号によって蛍光灯からノイズ信号が発生した場合には、光センサよりノイズ信号の波形パターンを検知し、可変アッテネータによって、ノイズ信号のレベルを調整し受信信号より除去する事でよりノイズ信号の無い、受信信号が得られ周波数帯域の同じノイズ信号に対して有効となる。 When a noise signal is generated from a fluorescent lamp by the modulation signal by the above configuration, the noise signal waveform pattern is detected by the optical sensor, and the noise signal level is adjusted and removed from the received signal by the variable attenuator. A reception signal without a signal is obtained and is effective for noise signals having the same frequency band.
本発明の非接触リーダライタは、受信アンテナと、光センサと、前記光センサが検知した電磁波に所定係数を乗じた信号を前記受信アンテナで受信した電磁波信号から除去する除去手段を有し、前記所定係数を受信アンテナが受信した信号に基づいて決定する。 The non-contact reader / writer of the present invention includes a receiving antenna, an optical sensor, and a removing unit that removes a signal obtained by multiplying the electromagnetic wave detected by the optical sensor by a predetermined coefficient from the electromagnetic wave signal received by the receiving antenna, The predetermined coefficient is determined based on the signal received by the receiving antenna.
上記構成により変調信号によって蛍光灯からノイズ信号が発生した場合には、光センサよりノイズ信号の波形パターンを検知し、ノイズ信号のレベルを受信信号により決定、調整し受信信号より除去する事でよりノイズ信号の無い、受信信号が得られ周波数帯域の同じノイズ信号に対して有効となる。 When a noise signal is generated from the fluorescent lamp by the modulation signal with the above configuration, the waveform pattern of the noise signal is detected from the optical sensor, and the level of the noise signal is determined by the received signal, adjusted, and removed from the received signal. A received signal without a noise signal is obtained and effective for a noise signal having the same frequency band.
本発明の非接触リーダライタは、受信アンテナを収納するケース内にシールドした光センサを設けた。 In the non-contact reader / writer of the present invention, a shielded optical sensor is provided in a case that houses a receiving antenna.
上記の構成により、非接触リーダライタの送信した変調信号による光センサへの影響をシールドする事によって減少させる事でより、光センサの受信信号を蛍光灯からのノイズ信号分のみに近づけ、信号処理後の受信信号の精度を向上させる事となる。 The above configuration reduces the influence of the modulation signal transmitted by the non-contact reader / writer on the optical sensor by shielding it, so that the received signal of the optical sensor approaches only the noise signal from the fluorescent lamp, and signal processing The accuracy of later received signals will be improved.
本発明の非接触リーダライタは、光センサを非接触リーダライタ内に内蔵し、光センサの入力を光ファイバや反射鏡を利用する。 The non-contact reader / writer of the present invention incorporates an optical sensor in the non-contact reader / writer and uses an optical fiber or a reflecting mirror for the input of the optical sensor.
上記の構成により、光センサ自身を非接触リーダライタ内に内蔵し、その入力を独立させることにより、非接触リーダライタの送信した変調信号による光センサへの影響を減少させる事でより、光センサの受信信号を蛍光灯からのノイズ信号分のみに近づけ、信号処理後の受信信号の精度を向上させる事となる。 With the above configuration, the optical sensor itself is built in the non-contact reader / writer, and by making the input independent, the influence of the modulation signal transmitted by the non-contact reader / writer on the optical sensor is reduced, so that the optical sensor The received signal is brought close to only the noise signal from the fluorescent lamp, and the accuracy of the received signal after signal processing is improved.
以上のように、本発明は蛍光灯からのノイズ信号を受信する光センサとその光センサからの情報を処理する除去手段を有する事で、リーダライタから出た電波が蛍光灯に入射し、その蛍光灯の発光に伴い変調を受けた信号、つまりノイズ信号を除去することに有用である。 As described above, the present invention has an optical sensor that receives a noise signal from a fluorescent lamp and a removing unit that processes information from the optical sensor, so that radio waves emitted from the reader / writer are incident on the fluorescent lamp. It is useful for removing a signal modulated with light emission of a fluorescent lamp, that is, a noise signal.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1から図9を用いて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態1)
図1において、1は電波を受信する受信アンテナ、2は受信アンテナ1で受信した電波を復調する復調部、3は光センサ8からの信号を受信信号から除去するノイズ除去部、4は復調部2で復調した信号を処理する信号処理部、5は送信コマンドを送信するための変調信号を派生させる信号発生部、6は送信信号を送信するためにキャリア波を変調する変調部、7は電波を送信する送信アンテナ、8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯の変調信号であるノイズ信号を検知する光センサである。光センサ8は、蛍光灯の光やこれの反射光の波形を検知する。ノイズ除去部3は、受信アンテナで受信した信号からこの波形をノイズ成分として除去する。9は光センサ8からの信号と、光センサ8からのノイズ信号とノイズ除去部3からの出力信号とを比較し、係数を決定する係数フィードバック回路を示している。このしくみについては後述する。
(Embodiment 1)
In FIG. 1, 1 is a receiving antenna that receives radio waves, 2 is a demodulating unit that demodulates radio waves received by the
以上のように構成された非接触リーダライタについて、その動作を説明する。 The operation of the non-contact reader / writer configured as described above will be described.
信号発生部5はタグと通信を行うための信号を発信し、変調部7はコマンドを送信するための変調を行い、送信用アンテナ8は変調部7で変調された信号を送信する。
The
受信用アンテナ1は送信用アンテナ8からの信号によってタグが応答した信号を受信し、復調部2は受信した信号の復調を行う。
The
光センサ8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯のノイズ信号を検知する。
The
ノイズ除去部3は受信アンテナ1で受信した受信信号を復調部2で復調した後の信号から光センサ8の蛍光灯ノイズ信号と除去する。ノイズ除去部3は公知のフィルタで構成することができる。
係数フィードバック回路9ではノイズ除去部3の出力信号と、光センサからの蛍光灯ノイズ信号とを比較し、除去する蛍光灯ノイズ信号の最適レベルを自動で決定する。
具体的には、まず、光センサ8からのノイズ信号とノイズ除去部3の出力信号を、係数フィードバック回路に含まれる図示しない波形比較部にて比較する。比較した結果、ノイズ信号が完全に除去されていれば、ノイズ除去部3の出力信号はきれいな波形となるが、ノイズが残っている場合は例えば、ノイズ除去部3の出力信号にはひげ部が発生したりする。このひげ部がある場合には、ノイズが的確に除去されていないことになるので、係数フィードバック回路に含まれる適応型フィルタの係数を変更し、ノイズ信号の振幅や波長を変更し、変更したノイズ信号を再度信号除去部3によって除去する。その結果を再度係数フィードアック回路9にフィードバックし、ノイズ成分が残っている場合には再度同じ動作を行う。これを繰り返すことで、ノイズが除去された信号波形が得られる。
例えば、係数フィードバック回路9に用いる適応型フィルタのノイズの振幅レベルを信号振幅レベルの1/nであるという設定をしておいて、入ってきたノイズの振幅レベルを調整する。この調整されたノイズをノイズ除去部3において除去し、その結果の信号波形とノイズ波形とを比較し、再度ノイズの振幅レベルの調整を行うといった動作を繰り返す。
The
The
Specifically, first, the noise signal from the
For example, the noise amplitude level of the adaptive filter used in the
この結果、係数フィードバック回路9によって最適な係数を導き、この係数フィードバック回路9によって調整された光センサ8からのノイズ信号を受信信号から除去することで、受信信号と同一周波数帯である蛍光灯からのノイズ信号の除去が可能となる。
As a result, an optimum coefficient is derived by the
なお、実施の形態1において光センサを独立させたが、図2のように受信用アンテナ1の中にシールドして配置する光センサ内蔵受信アンテナ10でもよい。
Although the optical sensor is made independent in the first embodiment, it may be a receiving
なお、実施の形態1において光センサを独立させたが、図3のように非接触リーダライタの内部に配置し、その光センサへの入力として光ファイバや反射鏡の電波の影響を受け難い導光系11を用いて蛍光灯からのノイズ信号を受信してもよい。
In the first embodiment, the optical sensor is made independent. However, as shown in FIG. 3, the optical sensor is arranged inside the non-contact reader / writer so that the input to the optical sensor is not easily affected by the radio wave of the optical fiber or the reflecting mirror. You may receive the noise signal from a fluorescent lamp using the
(実施の形態2)
次に係数フィードバック回路9を可変アッテネータ部12として、可変アッテネータとフィードバック回路に変更した場合の実施の形態を説明する。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment in which the
図4において、1は電波を受信する受信アンテナ、2は受信アンテナ1で受信した電波を復調する復調部、3は光センサ9からの信号を受信信号から除去するノイズ除去部、4は復調部2で復調した信号を処理する信号処理部、5は送信コマンドを送信するための変調信号を派生させる信号発生部、6は送信信号を送信するためにキャリア波を変調する変調部、7は電波を送信する送信アンテナ、8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯の変調信号であるノイズ信号を検知する光センサ、12は光センサ8で受信した蛍光灯のノイズ信号のレベルを可変する可変アッテネータとノイズ除去部3の後のノイズ信号を除去した後の受信信号の出力と蛍光灯からのノイズ信号とを比較し、最適な係数値を、フィードバック回路を用いて自動決定する可変アッテネータ部である。
In FIG. 4, 1 is a receiving antenna that receives radio waves, 2 is a demodulating unit that demodulates radio waves received by the receiving
実施の形態1と異なるのは係数フィードバック回路ではなく、可変アッテネータを用いて受信信号と同一周波数帯のノイズ信号を除去する際の係数をフィードバック回路で自動決定する点である。 The difference from the first embodiment is not the coefficient feedback circuit, but the point that the coefficient for removing the noise signal in the same frequency band as the received signal is automatically determined by the feedback circuit using a variable attenuator.
以上のように構成された非接触リーダライタについて、その動作を説明する。 The operation of the non-contact reader / writer configured as described above will be described.
信号発生部5はタグと通信を行うための信号を発信し、変調部7はコマンドを送信するための変調を行い、送信用アンテナ8は変調部7で変調された信号を送信する。
The
受信用アンテナ1は送信用アンテナ8からの信号によってタグが応答した信号を受信し
、復調部2は受信した信号の復調を行う。
The receiving
光センサ8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯の変調信号であるノイズ信号を検知する。
The
ノイズ除去部3は受信アンテナ1で受信した受信信号を復調部2で復調した後の信号から光センサ8の蛍光灯ノイズ信号と除去する。
The
可変アッテネータ部12は、抵抗、リアクタンス、キャパシタンス要素で構成され、ここではノイズ除去部3の後のノイズ信号を除去した後の受信信号の出力と蛍光灯からのノイズ信号とを比較し、フィードバック回路で可変アッテネータ12の最適な値を自動で決定し除去するノイズ信号のレベルを最適に調整する。可変アッテネータ部12は、自らの抵抗値を自動で変化させる付属回路をもち、ノイズ除去部3の出力信号とノイズ信号との波形の相関に基づいて抵抗値を変化させる。可変アッテネータ部12の抵抗値が変化すると、信号のレベルが変化する。このノイズ成分を信号除去部3にて、除去した結果の信号を再度ノイズ信号と比較し、という動作を繰り返しノイズを除去していくのは、実施の形態1と同様である。
The
この結果、可変アッテネータ部12によって最適なノイズ信号の信号レベルを調整し、光センサ8からの信号波形を受信信号から除去することで、受信信号と同一周波数帯である蛍光灯からのノイズ信号の除去が可能となる。
As a result, the optimum signal level of the noise signal is adjusted by the
なお、実施の形態2において光センサを独立させたが、図5のように受信用アンテナ1の中にシールドして配置する光センサ内蔵受信アンテナ10でもよい。
Although the optical sensor is made independent in the second embodiment, it may be a receiving
なお、実施の形態2において光センサを独立させたが、図6のように非接触リーダライタの内部に配置し、その光センサへの入力として光ファイバや反射鏡の電波の影響を受け難い導光系11を用いて蛍光灯からのノイズ信号を受信してもよい。
Although the optical sensor is made independent in the second embodiment, it is arranged inside the non-contact reader / writer as shown in FIG. 6 and is guided to be hardly influenced by the radio wave of the optical fiber or the reflector as an input to the optical sensor. You may receive the noise signal from a fluorescent lamp using the
(実施の形態3)
次に可変アッテネータ部12を手動の可変アッテネータ13に変更した場合の実施の形態を説明する。
(Embodiment 3)
Next, an embodiment in which the
図7において、1は電波を受信する受信アンテナ、2は受信アンテナ1で受信した電波を復調する復調部、3は光センサ9からの信号を受信信号から除去するノイズ除去部、4は復調部2で復調した信号を処理する信号処理部、5は送信コマンドを送信するための変調信号を派生させる信号発生部、6は送信信号を送信するためにキャリア波を変調する変調部、7は電波を送信する送信アンテナ、8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯の変調信号であるノイズ信号を検知する光センサ、13は光センサ8で受信した蛍光灯のノイズ信号のレベルを可変する可変アッテネータである。
In FIG. 7, 1 is a receiving antenna that receives radio waves, 2 is a demodulating unit that demodulates radio waves received by the receiving
実施の形態1と異なるのは係数フィードバック回路ではなく、可変アッテネータ13を用いて受信信号と同一周波数帯のノイズ信号を除去する際の単一係数を決定する点である。
The difference from the first embodiment is not a coefficient feedback circuit but a
以上のように構成された非接触リーダライタについて、その動作を説明する。 The operation of the non-contact reader / writer configured as described above will be described.
信号発生部5はタグと通信を行うための信号を発信し、変調部7はコマンドを送信するための変調を行い、送信用アンテナ8は変調部7で変調された信号を送信する。
The
受信用アンテナ1は送信用アンテナ8からの信号によってタグが応答した信号を受信し、復調部2は受信した信号の復調を行う。
The receiving
光センサ8は送信用アンテナ7から送信した電波によって蛍光灯が発光する際に伴う変調、つまりタグと同一周波数帯の変調信号であるノイズ信号を検知する。
The
ノイズ除去部3は受信アンテナ1で受信した受信信号を復調部2で復調した後の信号から光センサ8の蛍光灯ノイズ信号を除去する。
The
可変アッテネータ13では光センサ8からの蛍光灯のノイズ信号の信号レベルに対して、受信信号から除去するノイズ信号のレベルを最適に調整する。
The
この結果、可変アッテネータ13によって最適なノイズ信号の信号レベルを調整し、単一的に決定した光センサ8からの信号波形と信号レベルを受信信号から除去することで、受信信号と同一周波数帯である蛍光灯からのノイズ信号の除去が可能となる。
As a result, the optimum signal level of the noise signal is adjusted by the
なお、実施の形態3において光センサを独立させたが、図8のように受信用アンテナ1の中にシールドして配置する光センサ内蔵受信アンテナ10でもよい。
Although the optical sensor is made independent in the third embodiment, it may be a receiving
なお、実施の形態3において光センサを独立させたが、図9のように非接触リーダライタの内部に配置し、その光センサへの入力として光ファイバや反射鏡の電波の影響を受け難い導光系11を用いて蛍光灯からのノイズ信号を受信してもよい。
Although the optical sensor is made independent in the third embodiment, the optical sensor is arranged inside the non-contact reader / writer as shown in FIG. 9 and is not easily affected by the radio wave of the optical fiber or the reflector as an input to the optical sensor. You may receive the noise signal from a fluorescent lamp using the
本発明の非接触リーダライタは、蛍光灯からのノイズの除去に対して有用であり、産業上有用である。 The non-contact reader / writer of the present invention is useful for removing noise from a fluorescent lamp and is industrially useful.
1 ・・・受信用アンテナ
2 ・・・復調部
3 ・・・ノイズ除去部
4 ・・・信号処理部
5 ・・・信号発生部
6 ・・・変調部
7 ・・・送信用アンテナ
8 ・・・光センサ
9 ・・・係数フィードバック回路
10・・・光センサ内蔵受信用アンテナ
11・・・導光系
12・・・可変アッテネータ部
13・・・可変アッテネータ
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