JP4835534B2 - Ｒｆタグシステム，ｒｆタグ，タグリーダ - Google Patents

Description

本発明は、タグリーダとＲＦタグとが電磁波を用いて通信を行うＲＦタグシステム，及びそのシステムに使用されるＲＦタグ並びにタグリーダに関する。

特許文献１には、リーダライタより送信されるキャリアにより給電されて動作し、キャリアを負荷変調して応答を返す一般的な構成（パッシブモード）のＲＦタグの機能を備えると共に、ＰＬＣ（Power Line Communication）に使用されるZigBee（登録商標）規格に対応し、 ZigBeeスレーブとしても構成されるハイブリッド型のタグが開示されている。斯様に構成されるタグでは、リーダライタとの通信距離が長くパッシブモードでは応答を返せない場合は、ZigBeeスレーブより電源の供給を受けてアクティブモードで応答を返す技術が開示されている。

また、特許文献２には、データキャリアに電池を内蔵し、特許文献１と同様にパッシブモードによる応答が困難である場合は、電池からの電源供給を受けてアクティブモードで応答を返す技術が開示されている。
実用新案登録第３１２８６９７号公報 特開平１１−１３１８８４号公報

しかしながら、これらの技術は何れも、電池が消耗した場合には結局通信可能な距離が減少するため、適切なタイミングで電池を交換する必要があり、管理に手間を要するという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池交換などの管理に手間を要することなく、通信距離をより柔軟に設定することができるＲＦタグシステム，及びそのシステムに使用されるＲＦタグ並びにタグリーダを提供することにある。

請求項１記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグに、タグリーダより送信される電磁波から自身の動作用電源を生成する電源生成部と、その動作用電源電力を蓄積する電力蓄積部とを備え、動作モードとして、電源生成部より供給される電源で動作してバックスキャッタ方式で応答を行うパッシブモードと、電力蓄積部より供給される電源で動作して自身が送信する電磁波を変調して応答を行うアクティブモードとを実行可能とする。そして、タグリーダが送信した応答方式を指定するコマンドを受信すると、ＲＦタグは、電力蓄積部の電力蓄積量に基づき指定された応答方式が実行可能であれば、当該方式により、ＲＦタグの固有ＩＤ情報と前記電力蓄積量を示す情報とを含む応答信号を返信する。
すなわち、ＲＦタグは、電力蓄積部の電力蓄積状態に応じてパッシブモードとアクティブモードとを選択可能であり、アクティブモードを選択した場合はタグリーダとの通信距離を伸ばすことができ、通信をより安定した状態で行うことができる。また、タグリーダは、ＲＦタグからの応答により電力蓄積部の電力蓄積状態を把握できるので、その状態に応じて、以降の応答方式にどちらを指定するかを決定することができる。

請求項２記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、動作モードとして、電源選択部が電力蓄積部を選択すると共に応答方式選択部がパッシブ変調部を選択するセミパッシブモードも選択できる。したがって、パッシブモードよりも通信距離を伸ばすことができき、タグリーダに応答を返信する際には電力蓄積部に蓄積されている電力を消費しないので、動作時間をより長くすることができる。

請求項３記載のＲＦタグシステムによれば、タグリーダは、通信可能なＲＦタグが複数存在する場合、タイムスロット方式により輻輳制御を行うので、パッシブモード，アクティブモードで動作するＲＦタグが混在している場合でも、通信の衝突を極力回避して各ＲＦタグとの通信を短時間で行うことができる。

請求項４記載のＲＦタグシステムによれば、タグリーダは、ＲＦタグの応答信号に含まれる情報からそのタグがアクティブモードで動作可能な時間を推定し、その推定した時間内でアクティブモードによる通信を行う。したがって、ＲＦタグの電力蓄積部における電力蓄積状態を把握して通信を確実に行うことができる。

請求項５記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグのアクティブ変調部は、電磁波を振幅変調するように構成されるので、タグリーダ側の受信回路は、応答方式がパッシブ，アクティブの何れの場合であっても共通の復調回路で対応でき、回路構成が大型化することを回避できる。

請求項６記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、動作を開始する場合、不揮発性メモリに記憶されている動作モードを読み出してその動作モードを実行する。そして、タグリーダは、ＲＦタグに送信するコマンドにより、そのＲＦタグに不揮発性メモリに書き込ませる動作モードを指定するので、ＲＦタグが起動する毎に、タグリーダにより以前に指定された動作モードで動作させることができる。

請求項７記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、アクティブモードにおいてタグリーダに自発的に電磁波を送信して通信を開始するので、何らかの要因によってＲＦタグ側で通信を行う必要が生じた場合に、タグリーダから電磁波が送信されていなくても通信を開始することができる。

請求項８記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、外部より与えられる信号の状態が所定の条件となった場合に通信を開始するので、外部よりＲＦタグにトリガとなる信号を与えることで通信を開始させることができる。

請求項９記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、内部に備えたタイマによって所定時間が計時される毎に通信を開始するので、例えばＲＦタグが取り付けられている側において、周期的に通信を開始することが適切なアプリケーションに好適である。

（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、ＲＦタグの構成を示す機能ブロック図である。ＲＦタグ１は、リーダライタ（タグリーダ）２より送信されるキャリア（電磁波）をアンテナ３により受信すると、そのキャリアを電源生成部４において平滑化することで動作用電源を生成する。また、その動作用電源は、例えば電気二重層コンデンサや二次電池などで構成される電源蓄積部（電力蓄積部）５に供給されて、電力が蓄積（充電）されるようになっている。尚、ＲＦタグ１は、電源蓄積部５に蓄積された電力で例えば数分〜十数分程度の動作が可能となるよう、電源蓄積部５の容量に応じたサイズで構成されている。

電源生成部４，電源蓄積部５より出力される電源は、電源選択部６を介すことで、それらの何れか一方がＲＦタグ１の動作用源電源として供給されるようになっている。また、電源生成部４，電源蓄積部５より出力される電源の電圧Ｖ１，Ｖ２は電圧検出部（蓄積量検出部）７により検出され、その検出結果は制御部８に与えられている。すなわち、電源蓄積部５における電力の蓄積量は、コンデンサ又は二次電池の端子電圧レベルにより検出することができる。制御部８は、ＣＰＵ又はマイクロコンピュータで構成され、電圧検出部７により検出される電源電圧に応じて電源選択部６に電源選択信号を出力する。

また、アンテナ３を介して受信したリーダライタ２からの送信信号は復調部９により復調され、受信データが制御部８に出力される。制御部８は、受信データに含まれているコマンドに対する応答データを返信するが、その応答データは、応答選択部（応答方式選択部）１０及び変調部１１を介して変調されると、アンテナ３を介してリーダライタ２側に返信される。変調部１１は、アクティブ変調部１１Ａ，パッシブ変調部１１Ｐを備えている。

パッシブ変調部１１Ｐは、一般的なＲＦタグが採用する変調方式を実行するもので、リーダライタ２より送信されるキャリアをバックスキャッタ方式（負荷変調方式）により変調する。一方、アクティブ変調部１１Ａは、上記キャリア相当の周波数信号（電磁波）を内部で発振出力し、その周波数信号を例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式により変調（振幅変調）する。

ここで、図２（ａ）は、パッシブ変調部１１Ｐの概略的な回路イメージを示す。バックスキャッタ方式は、応答データに応じてスイッチをオンオフすることでアンテナ３のインピーダンスを変化させ、キャリアを反射させることでその振幅を変調する。図２（ｂ）は、リーダライタ（ＲＷ）２がＲＦタグ１に送信するキャリアの波形を示し、図２（ｃ）は、ＲＦタグ１がリーダライタ２に返信する応答データ波形を示す。

図３（ａ）は、アクティブ変調部１１Ａの概略的な回路イメージを示す。アクティブ変調部１１ＡがキャリアをＡＳＫ変調した（変調部は図示していない）被変調信号は、アンプにより増幅されてアンテナ３より送信される。図３（ｂ）は、リーダライタ２がＲＦタグ１に送信するキャリアの波形を示すが、リーダライタ２はコマンドを送信すると、ＲＦタグ１からの応答を受信するためキャリアの出力を停止する。図３（ｃ）は、ＲＦタグ１がリーダライタ２に返信する応答信号波形（ＡＳＫ変調波）を示す。

再び図１を参照する。制御部８が出力した応答データを何れの変調部１１Ａ，１１Ｐにより変調するかは、制御部８が応答選択部１０に出力する変調方式選択信号により決定される。応答選択部１０はデマルチプレクサであり、上記選択信号に応じて応答データを変調部１１Ａ，１１Ｐの何れか一方に出力する。また、制御部８は、不揮発性メモリ１２に必要なデータを書き込んで記憶させるようになっている。

ここで、ＲＦタグ１の動作モードには、使用する電源と変調方式との組合せにより以下の３種類がある。
（１）パッシブモード
一般的なＲＦタグと同様に動作するモードであり、電源生成部４より供給される電源で動作して、リーダライタ２より送信されるキャリアをパッシブ変調部１１Ｐにより負荷変調して応答する。
（２）アクティブモード
電源蓄積部５より供給される電源で動作し、アクティブ変調部１１Ａにより自身が送信するキャリアをＡＳＫ変調して応答する。
（３）セミパッシブモード
電源蓄積部５より供給される電源で動作するが、リーダライタ２に応答信号を返信する場合は、（１）のパッシブモードと同様にパッシブ変調部１１Ｐを使用する。

図４は、リーダライタ２の構成を示す機能ブロック図であるが、その構成は一般的なものとほぼ同様である。制御部１３は、ＣＰＵ又はマイクロコンピュータで構成されてメモリ１４やタイマ１５等を内蔵しており、上位装置（ホスト）１６との間で通信を行うようになっている。制御部１３は、上位装置１６より与えられるトリガにより、送信部１７，アンテナ１８，受信部１９を介してＲＦタグ１との通信を行い、その通信結果を上位装置１６側に送信する。

送信部１７は、符号部２０，変調部２１，増幅部２２で構成されている。符号部２０は、制御部１３より出力される送信データを所定の符号化方式により符号化し、変調部２１は、その符号化されたデータに基づいてキャリアを例えばＡＳＫ変調する。増幅部２２は、被変調信号を増幅してアンテナ１８に出力する。
一方、受信部１９は、復調部２３，復号部２４，キャリアセンス部２５で構成されている。復調部２３は、アンテナ１８により受信されたＲＦタグ１からの応答信号を復調し、復号部２４は、復調信号から応答データを復号して制御部１３に出力する。また、キャリアセンス部２５は、他のリーダライタが通信を行うためキャリアを出力しているか否か、またそのキャリア周波数を検出して制御部１３に出力する。

図５（ａ）は、リーダライタ２がＲＦタグ１に送信するデータのフレーム構成を示すもので、（１），（２）は、ＲＦタグ１のＩＤを指定する情報を含まない場合，含む場合をそれぞれ示す。送信フレームは、「ヘッダ」，（２）の場合は「タグＩＤ」，「動作モード」，「コマンド」，「ＥＤＣ（Error Detection Code）」で構成されている。「ヘッダ」は送信フレームであることを示す情報であり、「動作モード」は、上記のモード（１）〜（３）のうち何れか１つを指定するための情報である。「コマンド」は、リーダライタ２が送信するコマンドの情報であり、「ＥＤＣ」は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）などのエラーチェック用に付加されるコードである。

図５（ｂ）は、ＲＦタグ１がリーダライタ２に返信する応答データのフレーム構成であり、「ヘッダ」，「タグＩＤ」，「タグ電力」，「ステータス」，「ＥＤＣ」で構成されている。「ヘッダ」は応答フレームであることを示す情報であり、「タグＩＤ」は、ＲＦタグ１のＩＤ情報である。「タグ電力」は、電圧検出部７により検出された電源蓄積部５の端子電圧Ｖ２を示す情報であり、「ステータス」は、リーダライタ２によって送信されたコマンドの実行結果を示す情報である。

次に、本実施例の作用について図６も参照して説明する。図６は、ＲＦタグ１の制御部８により実行される処理内容を、本発明の要旨に係る部分のみ示すフローチャートである。尚、ＲＦタグ１は、デフォルトではパッシブモードで動作する。制御部８は、リーダライタ２より送信されたコマンドを受信すると（ステップＳ１）、送信フレームの「動作モード」で指定されている応答方式がアクティブ，セミパッシブ，パッシブの何れであるかを判断する（ステップＳ２，Ｓ３）。

指定された方式がパッシブである場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、電圧検出部７により検出される電源生成部４の電源電圧Ｖ１が、動作可能電圧Ｖｐ以上であるか否かを判断する（ステップＳ４）。Ｖ１≧Ｖｐであれば（ＹＥＳ）、制御部８は、電源選択部６により電源生成部４の電源Ｖ１を選択し（ステップＳ５，デフォルトからのスタートであれば変更なし）、応答選択部１０によりパッシブ変調部１１ｐを選択する（ステップＳ６）。そして、バックスキャッタ方式により応答データを送信する（ステップＳ７）。尚、ステップＳ４においてＶ１＜Ｖｐであれば（ＮＯ）、リーダライタ２に対する応答を行わず処理を終了する。

一方、指定された方式がアクティブ，又はセミパッシブである場合は（ステップＳ２：ＹＥＳ）、電圧検出部７により検出される電源蓄積部５の電源電圧Ｖ２が、動作可能電圧Ｖａ以上であるか否かを判断する（ステップＳ８）。Ｖ２≧Ｖａであれば（ＹＥＳ）、制御部８は、電源選択部６により電源蓄積部５の電源Ｖ２を選択し（ステップＳ９）、続いて、指定された方式がアクティブであれば（ステップＳ９ａ：ＹＥＳ）応答選択部１０によりアクティブ変調部１１ａを選択する（ステップＳ１０）。それから、ステップＳ７に移行し、内部で生成したキャリアをＡＳＫ変調して応答データを送信する。尚、ステップＳ８においてＶ２＜Ｖａであれば（ＮＯ）、リーダライタ２に対する応答を行わず処理を終了する。
また、ステップＳ９ａにおいて、指定された方式がセミパッシブであれば「ＮＯ」と判断し、ステップＳ６に移行する。この場合、ＲＦタグ１の動作用電源は電源蓄積部５の電源Ｖ２が選択され、応答方式はパッシブ変調が選択されることになる。

以上のように本実施例によれば、ＲＦタグ１に、リーダライタ２より送信されるキャリアから自身の動作用電源を生成する電源生成部４と、その電源電力を蓄積する電源蓄積部５とを備え、動作モードとして、電源生成部４より供給される電源で動作してバックスキャッタ方式で応答を行うパッシブモードと、電源蓄積部５より供給される電源で動作して自身が送信するキャリアを変調して応答を行うアクティブモードとを実行可能に構成する。

そして、リーダライタ２が送信した応答方式を指定するコマンドを受信すると、ＲＦタグ１は、電源蓄積部５の電力蓄積量に基づき指定された応答方式が実行可能であれば当該方式により応答信号を返信し、その応答信号により、ＲＦタグ１のタグＩＤと前記電力蓄積量を示す情報とを返信するようにした。したがって、ＲＦタグ１は、電源蓄積部５の電力蓄積状態に応じてパッシブモードとアクティブモードとを選択可能であり、アクティブモードを選択した場合はリーダライタ２との通信距離を伸ばすことができ、通信をより安定した状態で行うことができる。また、リーダライタ２は、ＲＦタグ１からの応答により電源蓄積部５の電力蓄積状態を把握し、その状態に応じて以降の応答方式にどちらを指定するかを決定できる。

また、ＲＦタグ１は、動作モードとして、電源選択部６が電源蓄積部５を選択すると共に応答方式選択部がパッシブ変調部１１Ｐを選択するセミパッシブモードも選択可能となるので、パッシブモードよりも通信距離を伸ばすことができる。そして、リーダライタ２に応答を返信する際には電源蓄積部５に蓄積されている電力を消費しないので、動作時間をより長くすることができる。
加えて、ＲＦタグ１のアクティブ変調部１１Ａは、キャリアをＡＳＫ変調するように構成されるので、リーダライタ２側の受信部１９は、応答方式がパッシブ，アクティブの何れの場合であっても共通の復調部２３で対応でき、回路構成が大型化することを回避できる。

（第２実施例）
図７乃至図９は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例は、リーダライタ２の通信可能領域に、複数のＲＦタグ１が存在する場合の通信制御について示す。図７に示すように、リーダライタ２に対し、ＲＦタグ１＿１，２がパッシブモードの動作範囲内に位置しており、ＲＦタグ１＿３，４がアクティブモードの動作範囲内に位置しているとする。

図８は、リーダライタ２が各ＲＦタグ１＿１〜４と通信を行う場合の手順を示すタイムチャートであり、この場合、スロッテッド・アロハ方式（タイムスロット方式）により制御を行う。リーダライタ２は、図５（ａ）に示す送信フレームにおいて、動作モードにパッシブモードを指定してＲＦタグ１にリクエストコマンドを送信する［時点（１）］。すると、パッシブモードの動作範囲内に位置するＲＦタグ１＿１，１＿２は、４つのタイムスロットに対し、ランダムなタイミングでタグＩＤを含む応答データを返信する。図８（２）では、ＲＦタグ１＿１，１＿２がそれぞれスロット１，２で応答したケースを示す。リーダライタ２は、その応答を受信すると、応答フレーム中のＥＤＣを参照して正常に受信できたか否かを確認する。

次に、リーダライタ２は、応答を返したＲＦタグ１＿１，１＿２に対し、それぞれのタグＩＤを指定してタグ選択コマンドを送信する［時点（３），（５）］。タグ選択コマンドを受信したＲＦタグ１＿１，１＿２は選択応答を返信し［時点（４），（６）］、以降にリーダライタ２より送信されるリクエストコマンドに対しては、応答を返さない動作状態に遷移する。
続いて、リーダライタ２は、動作モードにアクティブモードを指定してＲＦタグ１にリクエストコマンドを送信し［時点（７）］、アクティブモードの動作範囲内に位置するＲＦタグ１＿３，１＿４に対して同様の通信を行う。

図９は、ＲＦタグ１（＿１とする）側の処理内容を示すフローチャートである。ＲＦタグ１は、リーダライタ２より送信されたデータを受信すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、送信フレーム中の動作モードやコマンド，タグＩＤ等を認識する（ステップＳ１２）。そして、指定された動作モードの実行が可能であれば（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、自身がリーダライタ２によって「選択済み」となっているか否かを判断する（ステップＳ１４）。選択済みでなければ（ＮＯ）、ステップＳ１２で受信したコマンドがリクエストコマンドか否かを判断し（ステップＳ１５）、リクエストコマンドであれば（ＹＥＳ）リーダライタ２に対し応答を返信する（ステップＳ１７）。ここまでが、図８：時点（１）〜（２）に対応する。

続いて、リーダライタ２が送信したタグ選択コマンドを受信すると、ステップＳ１５で「ＮＯ」，ステップＳ１６で「ＹＥＳ」と判断して、コマンドで選択されているのが自身のＩＤであれば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、リーダライタ２に選択応答を返信する（ステップＳ１９）。ここまでが、図８：時点（３）〜（４）に対応する。
以上でＲＦタグ１＿１が「選択済み」の状態となる。そして、以降にリーダライタ２によってコマンドが送信されると、ＲＦタグ１＿１はステップＳ１４で「ＹＥＳ」と判断して、送信フレームにおいて自身のタグＩＤが指定されていれば（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、送信されたコマンドに応じた処理を実行する（ステップＳ２１）。

以上のように第２実施例によれば、リーダライタ２は、通信可能なＲＦタグ１が複数存在する場合、タイムスロット方式により輻輳制御を行うので、パッシブモード，アクティブモードで動作するＲＦタグ１が混在している場合でも、通信の衝突を極力回避して各ＲＦタグ１との通信を短時間で行うことができる。

（第３実施例）
図１０は本発明の第３実施例であり、本発明のＲＦタグシステムを特定のアプリケーションに適用した一例を示す。これは、ＲＦタグ１が取り付けられた荷物３１が例えばコンベアなどにより搬送される場合に、荷物３１の搬送位置をリーダライタ２によって検出するものである。リーダライタ２は４台配置されており、それらは例えばＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワーク３２を介して、図４に示す上位装置１６に対応するサーバ３３と接続されている。

荷物３１が初期位置にある状態で、リーダライタ２＿１は、ＲＦタグ１をパッシブモードで動作させて通信する。そして、荷物３１を初期位置に所定時間滞留させ、リーダライタ２＿１は、その間にキャリアを送信し続けてＲＦタグ１の電源蓄積部５に充電を行う。電源蓄積部５に充電された電力により、アクティブモードによる動作がある程度の時間継続可能な状態になると、リーダライタ２＿１は、荷物３１が移動する直前に、ＲＦタグ１のタグＩＤと共にその時点の電力蓄積量を読み取る。そのデータは、ネットワーク３２を介してサーバ３３に送信される。

サーバ３３は、ＲＦタグ１の電力蓄積量よりアクティブモードでの動作可能時間を推定し、リーダライタ２＿２〜４による通信は、ＲＦタグ１をアクティブモードで動作させる。そして、サーバ３３は、リーダライタ２＿２〜４によるＲＦタグ１との通信結果により、荷物３１が何れの搬送位置にあるかを検出する。

以上のように第３実施例によれば、サーバ３３は、リーダライタ２を介して、ＲＦタグ１の応答信号に含まれる電力蓄積情報を取得すると、その情報からそのタグがアクティブモードで動作可能な時間を推定し、その推定した時間内でアクティブモードによる通信を行うので、ＲＦタグ１の電源蓄積部５における電力蓄積状態に応じてアクティブモードでの通信を確実に行うことができる。

（第４実施例）
図１１及び図１２は本発明の第４実施例であり、第３実施例と異なる部分のみ説明する。第４実施例では、リーダライタ２＿４は、通信ネットワーク３２と接続されておらず、ＲＦタグ１との通信も行わずに、無変調キャリアを連続送信することで移動中のＲＦタグ１に電力を供給するために配置されている（したがって、同じ機能を有する発振器でも良い）。また、サーバ３３は、通信ネットワーク３２を介して接続されているコンベアの駆動装置（図示せず）に対しても、制御指令を送信するようになっている。

図１２は、リーダライタ２，ＲＦタグ１間における処理内容や荷物３１の搬送制御を示すフローチャートである。リーダライタ２＿１（ＲＷ１）は、初期位置にある荷物３１に対してキャリアを送信し電力を供給すると（ステップＳ３１）、ＲＦタグ１をパッシブモードで動作させて通信する。その際に、ＲＦタグ１よりタグＩＤと電力情報（電力蓄積量）とを読み取り（ステップＳ３２）、読み取った電力量が、ＲＦタグ１がアクティブモードで動作可能なレベルを超えているか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以下であれば（ＮＯ）ステップＳ３１，Ｓ３２を繰り返し、読み取った電力量が上昇するまで待機する。この間、荷物３１は搬送されず初期位置に滞留したままとなり、ＲＦタグ１の電源蓄積部５に充電が行われる。

そして、ＲＦタグ１の電力蓄積量が上昇し、ステップＳ３３で（ＹＥＳ）と判断すると、リーダライタ２＿１は、ＲＦタグ１にアクティブモードで動作させるためのコマンドを送信し、そのアクティブモードの設定を不揮発性メモリ１２に記憶させる（ステップＳ３４）。すると、ＲＦタグ１は、以降はアクティブモードで動作する。サーバ３３は、リーダライタ２＿１より送信される情報を受けてコンベアを駆動させ、荷物３１を図中右方向に搬送させる（ステップＳ３５）。

荷物３１が、アクティブモードで動作するＲＦタグ１がリーダライタ２＿２（ＲＷ２）との通信が可能な領域内に達すると、リーダライタ２＿２は、ＲＦタグ１と通信してタグＩＤを読み取る（ステップＳ３６）。そして、荷物３１は、引き続き搬送される（ステップＳ３７）。

ここで、荷物３１の搬送距離が長いため、搬送中にＲＦタグ１の電源蓄積部５の電力が消耗すると、ＲＦタグ１は動作を停止する（ステップＳ３８）。その状態から、荷物３１がリーダライタ２＿４（ＲＷ４）との通信可能位置に到達すると、ＲＦタグ１はリーダライタ２＿４より電力の供給を受けて、電源蓄積部５に充電が行われる（ステップＳ３９）。そして、電源蓄積部５における電力蓄積量が動作可能なレベルに達すると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、ＲＦタグ１は動作を開始し、制御部８が不揮発性メモリ１２に記憶されている動作モードの設定を読み出してアクティブモードで動作する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。すると、ＲＦタグ１は、続いてリーダライタ２＿３（ＲＷ３）とアクティブモードで通信し、リーダライタ２＿３はタグＩＤを取得する（ステップＳ４３）。

以上のように第４実施例によれば、ＲＦタグ１は、動作を開始する場合、不揮発性メモリ１２に記憶されている動作モードを読み出してその動作モードを実行し、リーダライタ２は、ＲＦタグ１に送信するコマンドにより、そのＲＦタグ１に不揮発性メモリ１２に書き込ませる動作モードを指定するので、ＲＦタグ１が起動する毎に、リーダライタ２により以前に指定された動作モードで動作させることができる。

（第５実施例）
図１３乃至図１５は本発明の第５実施例を示すものである。第５実施例のＲＦタグ４１は、図１３に示すように、制御部８Ａが外部信号の入力ポート４２を備えていると共に、制御部８Ａの周辺回路としてタイマ４３も備えている。そして、ＲＦタグ４１は、アクティブモードで動作する場合は、入力ポート４２に与えられる外部信号，又はタイマ４３により計時される所定周期のタイマ割り込みをトリガとして、リーダライタ２に対し、自発的に通信を行う（応答を送信する）ように構成されている。すなわち、リーダライタ２によって最初に通信が開始され、その応答を返すという従来の方式とは異なる方式での通信が実行可能となっている。

図１４は、ＲＦタグ４１の入力ポート４２に、一例として光センサ４４を接続した場合を示す。この場合、例えば周囲の照度が低い状態から、照度がある程度上昇して光センサ４４が検出信号を出力すると、ＲＦタグ４１は、その信号出力をトリガとしてリーダライタ２に対する通信を開始する。
また、図１５は、ＲＦタグ４１がタイマ４３による割込み（周期Ｔ１）に応じて通信を開始する場合であり、リーダライタ２に対し、割込み周期Ｔ１毎に応答を送信している。そして、リーダライタ２側は、所定のタイミングでその応答を認識するとＲＦタグ４１にタグ選択コマンドを送信し、ＲＦタグ４１は、そのコマンド送信に対して選択応答を返信する。

以上のように第５実施例によれば、ＲＦタグ１は、アクティブモードにおいて、リーダライタ２に自発的に電磁波を送信して通信を開始するので、何らかの要因によってＲＦタグ１側で通信を行う必要が生じた場合に、リーダライタ２から電磁波が送信されていなくても通信を開始することができる。具体的には、ＲＦタグ１は、光センサ４４より与えられる信号をトリガとして通信を開始したり、内部に備えたタイマ４３により所定時間が計時される毎に通信を開始するので、外部よりＲＦタグ１にトリガとなる信号を与えたり、ＲＦタグ１が取り付けられている側において、周期的に通信を開始することが適切なアプリケーションに好適である。

本発明は、上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
セミパッシブモードで動作する構成は、必要に応じて設ければ良い。セミパッシブモードに対応しない場合、図６のフローチャートでは、ステップＳ２ではアクティブモードか否かだけを判断し、ステップＳ９ａは削除して、ステップＳ９より直接ステップＳ１０に移行すれば良い。
アクティブモードによる通信において、ＲＦタグが採用する変調方式は、ＡＳＫ変調方式に限ることはない。
ＲＦタグ１の応答信号に含まれる電力蓄積情報に基づいてアクティブモードによる通信が可能である時間を推定するのは、第３実施例のように、通信ネットワーク３２を介して接続されているサーバ３３に限ることなく、リーダライタ２自身が推定をおこなっても良い。

第５実施例において、ＲＦタグ４１に対して外部よりトリガ信号を与えるものは、光センサ４４に限ることなく、温度センサや圧力センサなど、その他の物理量センサであっても良いし、ＯＮ／ＯＦＦスイッチやリレーなどでも良い。
また、第５実施例のＲＦタグ４１は、入力ポート４２，タイマ４３の何れか一方のみを備えても良い。

本発明の第１実施例であり、ＲＦタグの構成を示す機能ブロック図 （ａ）はパッシブ変調部の概略的な回路イメージ、（ｂ）はリーダライタがＲＦタグに送信するキャリア波形、（ｃ）はＲＦタグがリーダライタに返信する応答データ波形を示す図 アクティブ変調部に対応する図２相当図 リーダライタの構成を示す機能ブロック図 （ａ）はリーダライタがＲＦタグに送信するデータのフレーム構成、（ｂ）はＲＦタグがリーダライタに返信する応答データのフレーム構成を示す図 ＲＦタグの制御部により実行される処理内容を、本発明の要旨に係る部分のみ示すフローチャート 本発明の第２実施例を示すシステム構成図 リーダライタが各ＲＦタグと通信を行う場合の手順を示すタイムチャート ＲＦタグ側の処理内容を示すフローチャート 本発明の第３実施例を示すシステム構成図 本発明の第４実施例を示すシステム構成図 リーダライタ，ＲＦタグ間における処理内容、及び荷物の搬送制御を示すフローチャート 本発明の第５実施例を示す図１相当図 ＲＦタグの入力ポートに光センサを接続した状態を示す図 タイミングチャート

符号の説明

図面中、１はＲＦタグ、２はリーダライタ（タグリーダ）、３はアンテナ、４は電源生成部、５は電源蓄積部（電力蓄積部）、６は電源選択部、７は電圧検出部（蓄積量検出部）、８は制御部、１０は応答選択部（応答方式選択部）、１１Ａはアクティブ変調部、１１Ｐはパッシブ変調部、１２は不揮発性メモリ、４３はタイマを示す。

Claims (12)

1. タグリーダとＲＦタグとが電磁波を用いて通信を行うＲＦタグシステムにおいて、
   前記ＲＦタグは、前記タグリーダより送信される電磁波を受信するアンテナと、このアンテナによって受信される電磁波より自身の動作用電源を生成する電源生成部と、前記動作用電源電力が蓄積される電力蓄積部と、この電力蓄積部の電力蓄積量を検出する蓄積量検出部と、前記電力蓄積量に応じて動作モードを切り替える制御部と、前記動作モードに応じて前記電源生成部と前記電力蓄積部との何れより供給される電源を使用するかを切替える電源選択部と、前記タグリーダより送信される電磁波を用いてバックスキャッタ方式により応答信号を返信するパッシブ変調部と、前記電力蓄積部より供給される電源により自身が送信する電磁波を変調して応答信号を返信するアクティブ変調部と、前記動作モードに応じて前記パッシブ変調部と前記アクティブ変調部との何れか一方を選択する応答方式選択部とを備え、
   前記ＲＦタグの動作モードは、前記電源選択部が前記電源生成部を選択すると共に前記応答方式選択部が前記パッシブ変調部を選択するパッシブモードと、前記電源選択部が前記電力蓄積部を選択すると共に前記応答方式選択部が前記アクティブ変調部を選択するアクティブモードとを有し、
   前記タグリーダは、前記ＲＦタグに対し、当該ＲＦタグによる応答方式を指定するコマンドを送信し、
   前記ＲＦタグは、前記コマンドを受信すると、前記電力蓄積量に基づき、前記コマンドにより指定された応答方式が実行可能であれば当該方式により応答信号を返信し、
   前記応答信号には、前記ＲＦタグの固有ＩＤ情報と、前記電力蓄積量を示す情報とが含まれることを特徴とするＲＦタグシステム。
2. 前記ＲＦタグは、前記動作モードとして、前記電源選択部が前記電力蓄積部を選択すると共に前記応答方式選択部が前記パッシブ変調部を選択するセミパッシブモードも有していることを特徴とする請求項１記載のＲＦタグシステム。
3. 前記タグリーダは、通信可能なＲＦタグが複数存在する場合、タイムスロット方式により輻輳制御を行うことで、前記パッシブモードのＲＦタグと前記アクティブモードのＲＦタグとを一括で検出することを特徴とする請求項１又は２記載のＲＦタグシステム。
4. 前記タグリーダは、前記ＲＦタグの応答信号に含まれる情報から、前記ＲＦタグが前記アクティブモードで動作可能な時間を推定し、その推定した時間内で前記ＲＦタグとアクティブモードによる通信を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＲＦタグシステム。
5. 前記ＲＦタグのアクティブ変調部は、前記電磁波を振幅変調するように構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＲＦタグシステム。
6. 前記ＲＦタグは、前記動作モードの種類のうち何れか１つが書き込まれる不揮発性メモリを備え、動作を開始する場合に前記不揮発性メモリに記憶されている動作モードを読み出し、その動作モードを実行するように構成され、
   前記タグリーダは、前記ＲＦタグに送信するコマンドにより、前記ＲＦタグに前記不揮発性メモリに書き込ませる動作モードを指定可能であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のＲＦタグシステム。
7. 前記ＲＦタグは、前記アクティブモードにおいて、前記タグリーダに自発的に電磁波を送信して通信を開始することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のＲＦタグシステム。
8. 前記ＲＦタグは、外部より与えられる信号が入力される信号入力部を備え、前記外部信号の状態が所定の条件となった場合に、前記通信を開始することを特徴とする請求項７記載のＲＦタグシステム。
9. 前記ＲＦタグは、内部にタイマを備え、前記タイマによって所定時間が計時される毎に、前記通信を開始することを特徴とする請求項７又は８記載のＲＦタグシステム。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載のＲＦタグシステムに使用されることを特徴とするＲＦタグ。
11. 請求項１乃至９の何れかに記載のＲＦタグシステムに使用されることを特徴とするタグリーダ。
12. タグリーダより送信される電磁波を受信するアンテナと、
    このアンテナによって受信される電磁波より自身の動作用電源を生成する電源生成部と、
    前記動作用電源電力が蓄積される電力蓄積部と、
    この電力蓄積部の電力蓄積量を検出する蓄積量検出部と、
    前記電力蓄積量に応じて動作モードを切り替える制御部と、
    前記動作モードに応じて前記電源生成部と前記電力蓄積部との何れより供給される電源を使用するかを切替える電源選択部と、
    前記タグリーダより送信される電磁波を用いてバックスキャッタ方式により応答信号を返信するパッシブ変調部と、
    前記電力蓄積部より供給される電源により自身が送信する電磁波を変調して応答信号を返信するアクティブ変調部と、
    前記動作モードに応じて前記パッシブ変調部と前記アクティブ変調部との何れか一方を選択する応答方式選択部とを備え、
    前記動作モードは、前記電源選択部が前記電源生成部を選択すると共に前記応答方式選択部が前記パッシブ変調部を選択するパッシブモードと、前記電源選択部が前記電力蓄積部を選択すると共に前記応答方式選択部が前記アクティブ変調部を選択するアクティブモードとを有し、
    前記タグリーダにより送信される応答方式を指定するコマンドを受信すると、前記電力蓄積量に基づき、前記コマンドにより指定された応答方式が実行可能であれば当該方式により応答信号を返信し、
    前記応答信号には、前記ＲＦタグの固有ＩＤ情報と、前記電力蓄積量を示す情報とが含まれることを特徴とするＲＦタグ。

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