JP4872858B2 - Ｒｆタグシステム及びｒｆタグ - 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。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。

そして、タグリーダ側の動作状態には、電力供給期間，コマンド送信期間，キャリア送信期間，キャリア停止期間があり、ＲＦタグは、タグリーダより指定された動作モードでの動作が可能であればその動作モードの応答期間で応答し、タグリーダは、ＲＦタグからの応答を受信すると、検出したＲＦタグに対して固有ＩＤと動作モードとを指定して通信を行う。したがって、ＲＦタグ側がアクティブ，パッシブの何れのモードで動作していても、タグリーダは同様の手順で通信を行うことが可能となり、動作モードに応じた通信手順の切り替えを不要とすることができる。

また、ＲＦタグは、電力蓄積部の蓄積電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以上で且つタグリーダからのコマンド送信がない場合、電力蓄積量が前記アクティブモードで動作可能なレベルよりも低いレベルに設定される電圧低下検出レベルを下回ると、タグリーダのキャリア停止期間において自身の固有ＩＤ情報と、電力蓄積量を示す情報とを自発的に送信し、タグリーダは、ＲＦタグからの応答を受信すると、検出したＲＦタグに対して電力を供給するためのキャリア送信を開始する。
すなわち、ＲＦタグをアクティブモードで動作させれば電力蓄積部の電力を消費するため、連続して動作させると動作時間が短くなってしまう。一方、タグリーダは、アクティブモードで通信可能なＲＦタグが存在するか否かを、定期的にコマンドを送信して確認する必要がある。

そこで、本発明のＲＦタグは、アクティブモードで動作可能な状態になると、最初はアクティブモードで動作を開始して待機する。その待機状態でタグリーダとの通信が開始されないまま時間が経過すると、電力蓄積部に蓄積されている電力が次第に消費されて行く。そして、電力蓄積量が電圧低下検出レベルを下回ると、ＲＦタグは、タグリーダに対して自発的に固有ＩＤ情報等を送信することで、タグリーダがＲＦタグの検出を容易に行えるようにする。タグリーダは、ＲＦタグからの応答を検出した場合、ＲＦタグに電力を供給するため所定時間キャリア送信を行うと、ＲＦタグがタグリーダからのキャリアを受信し、電源生成部にて自身の動作電力を生成し電力蓄積部に蓄積することで、電力蓄積量の低下したＲＦタグに電力を供給することを可能とする。また、ＲＦタグは、アクティブモードとパッシブモードとを交互に切り替えるので、電力蓄積部の電力消費を抑制することができる。

請求項２記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、タグリーダに自発的に送信を行うと所定期間アクティブモードで動作してタグリーダからのコマンド送信を待ち、コマンド送信があれば引き続きアクティブモードで動作する。一方、コマンド送信がない場合、動作可能であればパッシブモードで動作し、パッシブモードでの動作が不能であれば休止モードに移行する。その後、タグリーダによるキャリアの送信を検出すると、電源生成部が生成した電力を電力蓄積部に蓄積し、そのタグリーダがキャリア停止期間に移行すると蓄積した電力量に応じて自発的に送信を決定する。

すなわち、ＲＦタグがアクティブモードで連続して動作すると、電力を消耗して動作時間が短くなってしまう、また、パッシブモードとアクティブモードとを併用する場合には、両者の切り替えを行う必要がある。これに対して請求項２の構成によれば、ＲＦタグがアクティブモードで自発的に応答を送信した後に、タグリーダからのコマンド送信がなければ自動的にパッシブモード又は休止モードに移行し、キャリアの検出→停止になれば自発的な応答送信を繰り返すので、電力蓄積部の電力消費を抑制し、動作時間をより長くすることができる。尚、「休止モード」とは、電力蓄積部の電力量が少なくパッシブモードで動作できない場合、電力蓄積部の電力によりタグリーダのキャリア検出のみを行うモードである。

請求項３記載のＲＦタグによれば、請求項１のシステムにおけるＲＦタグと同様の効果が得られる。
請求項４記載のＲＦタグによれば、タグリーダに自発的に送信を行うと所定期間アクティブモードで動作してタグリーダからのコマンド送信を待ち、コマンド送信があれば引き続きアクティブモードで動作する。一方、コマンド送信がない場合、動作可能であればパッシブモードで動作し、パッシブモードでの動作が不能であれば休止モードに移行する。その後、タグリーダによるキャリアの送信を検出した後、そのタグリーダがキャリア停止期間に移行すると再度自発的に送信を行う。したがって、請求項２のシステムに使用されるＲＦタグと同様の効果が得られる。

（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７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。

図７に、パッシブモードとアクティブモードとを両立させる場合の応答データ波形を示す。図７（ａ）に示すように、リーダライタ２は、無変調キャリアを送信してＲＦタグ１に動作用電源電力の充電を行わせる充電期間（電力供給期間）を経た後、ＲＦタグ１にコマンドを送信する（コマンド送信期間）。そのコマンドは、パッシブモード，アクティブモードの何れか又は両方のモードで受信可能な信号となっている。ＲＦタグ１は、リーダライタ２からのコマンドを受信した場合の動作モードがパッシブモードであれば、コマンド受信後のパッシブ応答期間（キャリア送信期間）で応答をリーダライタ２に返信し（図７（ｂ）参照）、コマンドを受信した場合の動作モードがアクティブモードであれば、リーダライタ２からのキャリア送信が停止しているアクティブ応答期間（キャリア停止期間）で応答をリーダライタ２に返信する（図７（ｃ）参照）。

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変調（例えば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）、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１０がパッシブ変調部１１Ｐを選択するセミパッシブモードでも動作可能であるから、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。

そして、リーダライタ２の動作状態には、充電期間，コマンド送信期間，パッシブ応答期間，アクティブ応答期間があり、ＲＦタグ１は、リーダライタ２より指定された動作モードでの動作が可能であればその動作モードの応答期間で応答し、リーダライタ２は、ＲＦタグ１からの応答を受信すると、検出したＲＦタグ１に対して固有ＩＤと動作モードとを指定して通信を行う。したがって、ＲＦタグ１側がアクティブ，パッシブの何れのモードで動作していても、リーダライタ２は同様の手順で通信を行うことが可能となり、動作モードに応じた通信手順の切り替えを不要とすることができる。

（第２実施例）
図８乃至図１０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ついて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１実施例は、ＲＦタグ１の基本的な動作形態を示したが、第２実施例では、ＲＦタグ１の電源蓄積部５に電力が充分に蓄積されてアクティブモードで動作可能な状態となった場合に、ＲＦタグ１側で自発的に動作モードを切り替えるように制御する。

図８は、ＲＦタグ１の電源蓄積部５に電力が全く蓄積されていない状態から動作を開始する場合について、リーダライタ２との通信処理手順を示すものである。ＲＦタグ１は、リーダライタ２によって送信されたキャリアを所定期間受信すると、電源蓄積部５に電力を蓄積することができる。そして、電源蓄積部５の端子電圧Ｖ２がアクティブモードで動作可能な電圧Ｖａ’（第１実施例のＶａよりもマージンを持たせて高めに設定されている）以上になると、ＲＦタグ１はアクティブモードで動作を開始する（アクティブ１）。また、図８（ｃ）に示すように、制御部８は、電源蓄積部５の電圧Ｖ２について、上記動作可能電圧Ｖａ’を所定レベルだけ下回る電圧に電圧低下検出レベルＶｌを設定している。

尚、図８（ａ）においてリーダライタ２が最初にＲＦタグ１に送信するキャリアは、ＲＦタグ１に対し電源蓄積部５の充電を行わせる目的で送信する無変調キャリアでも良いし、リーダライタ２がその他のＲＦタグと通信を行う目的で送信したキャリアでも良い。また、リーダライタ２は、基本的には充電期間と、アクティブ応答期間とで構成される制御周期Ｔを繰り返すようになっている。

ＲＦタグ１は、アクティブモードで動作を開始すると、リーダライタ２よりリクエストコマンドが送信されるのを待って待機する。その待機期間中に、電源蓄積部５の電力は次第に消費されて電圧Ｖ２が次第に低下し、電圧Ｖａ’を下回ると、ＲＦタグ１はリーダライタ２に対して自発的に応答（電圧低下検出応答，図５（ｂ）に示すフレーム））を送信する（アクティブ２）。その応答の送信から期間Ｔａが経過すると、次の期間Ｔｂは動作モードを「パッシブ」に切り替える。以降は、周期Ｔ１毎に自発的な応答の送信を繰り返し、動作モードを「アクティブ」，「パッシブ」に交互に切り替える。

その間に、リーダライタ２がキャリアの送信を開始し、電源蓄積部５に電力が蓄積されて電圧Ｖ２が電圧Ｖａ’を上回ると、ＲＦタグ１は周期Ｔ１毎の自発的な応答の送信を停止して、アクティブ（１）に戻る。以上のように電源蓄積部５の電圧Ｖ２に応じて、動作モードを切り替える。
ＲＦタグ１が、所定周期Ｔ１毎に自発的に返信した応答を、リーダライタ２がアクティブ応答期間で受信すると、図９（ａ）に示すように、リーダライタ２は、以降は通常の通信と同様に、応答を受信したＲＦタグ１を選択するリクエストを送信する。そして、ＲＦタグ１がその選択リクエストに対して応答を返すと、ＲＦタグ１は引き続きアクティブモードで動作する。

一方、図１０に示すように、ＲＦタグ１がパッシブモードで動作している間にリーダライタ２が最初のリクエストを送信し、ＲＦタグ１がそれに対して応答を返し、続いて選択リクエスト，選択応答のやり取りが行われると、ＲＦタグ１はリーダライタ２がキャリアをＯＦＦするまでパッシブモードで動作することになる。

すなわち、ＲＦタグ１をアクティブモードで動作させれば電源蓄積部５の電力を消費するため、アクティブモードでの動作が連続すると動作時間が短くなってしまう。一方、リーダライタ２は、アクティブモードで通信可能なＲＦタグが存在するか否かを、定期的にコマンドを送信して確認する必要がある。そこで、ＲＦタグ１は、アクティブモードで動作可能な状態になると、リーダライタ２に対して自発的に固有ＩＤ情報等を送信することで、リーダライタ２がＲＦタグ１の検出を容易に行えるようにする。また、アクティブモードとパッシブモードとを交互に切り替えて動作することで、電源蓄積部５の電力消費を抑制する。

また、図１０のケースで、ＲＦタグ１がアクティブモードで自発的に応答を送信した後に、リーダライタ２からのコマンド送信がなく且つパッシブモードでの動作が不能であればＲＦタグ１は休止モードに移行する。ここで「休止モード」とは、電源蓄積部５の電力量が少なくパッシブモードで動作できない場合、電源蓄積部５の電力にキャリア検出のみを行うモードである。

以上のように第２実施例によれば、ＲＦタグ１は、電源蓄積部５の電圧Ｖ２が所定レベルＶａ’以上となった場合にアクティブモードで動作を開始し、リーダライタ２からのコマンド送信がない状態で、電圧Ｖ２が所定レベルＶａ’よりも低い電圧低下検出レベルＶｌを下回ると、リーダライタ２に対して周期Ｔ１で自身の固有ＩＤ情報と、電力蓄積量を示す情報とを自発的に送信し、アクティブモードで動作してリーダライタ２からのコマンド送信を待つ期間Ｔａと、パッシブモードで動作してコマンド送信を待つ期間Ｔｐとを切り換える。
そして、リーダライタ２は、充電期間と、アクティブ応答期間とで構成される制御周期を繰り返し、ＲＦタグ１からの応答を受信すると、そのＲＦタグ１に対して電力を供給するためのキャリア送信を開始する。

すなわち、従来のＲＦタグは、リーダライタに対して自発的に自身の状態を通知することがないため、ＲＦタグがアクティブモードで動作可能か否かを確認するには、リーダライタが定期的にコマンドを送信し、その応答結果より判断するしかなかった。これに対して、第２実施例の構成によれば、ＲＦタグ１が、アクティブ応答期間に自発的に応答を送信するので、リーダライタ２は、定期的にＲＦタグ１の検出を行う必要がなくなる。したがって、検出処理を簡素化し、処理の高速化を図ることができる。

また、ＲＦタグ１は、リーダライタ２に自発的に送信を行うと所定期間アクティブモードで動作してリーダライタ２からのコマンド送信を待ち、コマンド送信があれば引き続きアクティブモードで動作する。一方、コマンド送信がない場合、動作可能であればパッシブモードで動作し、パッシブモードでの動作が不能であれば休止モードに移行する。その後、リーダライタ２によるキャリアの送信を検出すると、電源生成部４で生成した電力を電源蓄積部５に蓄積し、そのリーダライタ２がアクティブ応答期間に移行すると蓄積した電力量に応じて自発的に送信を決定する。

すなわち、ＲＦタグ１がアクティブモードで連続して動作すると、電力を消耗して動作時間が短くなってしまう、また一般に、パッシブモードとアクティブモードとを併用する場合には、両者の切り替えを行う必要がある。これに対して第２実施例の構成によれば、ＲＦタグ１がアクティブモードで自発的に応答を送信した後に、コマンド送信がなければ自動的にパッシブモード又は休止モードに移行し、キャリアＯＮ→ＯＦＦになれば自発的な応答送信を繰り返すので、電源蓄積部５の電力消費を抑制し、動作時間をより長くすることができる。

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。

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 パッシブモードとアクティブモードとを両立させる場合の応答データ波形を示す図 本発明の第２実施例であり、（ａ）はリーダライタとＲＦタグとの間の通信手順，（ｂ）はＲＦタグの動作モード、（ｃ）は電圧Ｖ２の変化の一例を示す図 アクティブモードでリクエストを受信した場合の（ａ）はリーダライタ，ＲＦタグ間で行う通信の手順、（ｂ）はＲＦタグの動作モードの切り替え状態を示す図 図８相当図（パッシブモードでリクエストを受信した場合）

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は不揮発性メモリを示す。

Claims (4)

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ＲＦタグは、前記タグリーダより送信される電磁波を受信して前記電源生成部が生成した動作用電力を前記電力蓄積部に蓄積し、生成した動作用電力がパッシブモードで動作可能なレベル以上となった場合にパッシブモードで動作可能となり、前記電力蓄積部に蓄積した電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以上となった場合にアクティブモードで動作可能となり、
   前記タグリーダは、前記無変調キャリアを送信してＲＦタグに電力を供給する電力供給期間と、キャリアを変調して前記ＲＦタグにコマンドを送信する期間と、パッシブモードにて前記ＲＦタグからの応答を受信するためのキャリア送信期間と、アクティブモードにて前記ＲＦタグからの応答を受信するためのキャリア停止期間とを有し、送信するコマンドによって前記ＲＦタグの動作モードを指定し、
   前記ＲＦタグは、前記タグリーダによって指定された動作モードでの動作が可能な場合は前記動作モードにおける応答期間で応答し、その応答データに少なくとも自身の固有ＩＤを示す情報を含み、
   前記タグリーダは、前記電力送信期間と、前記キャリア停止期間とで構成される制御周期を繰り返し、
   前記ＲＦタグは、前記電力蓄積部の蓄積電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以上で且つ前記タグリーダからのコマンド送信がない場合、前記電力蓄積量が前記アクティブモードで動作可能なレベルよりも低いレベルに設定される電圧低下検出レベルを下回ると、前記タグリーダのキャリア停止期間において自身の固有ＩＤ情報と、前記電力蓄積量を示す情報とを自発的に送信し、
   前記タグリーダは、前記ＲＦタグからの応答を受信すると、検出したＲＦタグに対して電力を供給するためのキャリア送信を開始することを特徴とするＲＦタグシステム。
2. 前記ＲＦタグは、前記タグリーダに自発的に送信を行うと所定期間アクティブモードで動作して前記タグリーダからのコマンド送信を待ち、コマンド送信があった場合は引き続きアクティブモードで動作し、
   コマンド送信がなかった場合は、パッシブモードで動作可能であればパッシブモードで動作し、パッシブモードでの動作が不能であれば動作を休止する休止モードに移行して、以降にタグリーダによるキャリアの送信が行われたことを検出した場合、前記電源生成部で生成した電力を前記電力蓄積部に蓄積し、前記タグリーダが前記キャリア停止期間に移行すると、蓄積した電力量に応じて自発的に送信を決定することを特徴とする請求項１記載のＲＦタグシステム。
3. 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、
   前記動作モードとして、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、
   前記タグリーダより送信される電磁波を受信して前記電源生成部が生成した動作用電力を前記電力蓄積部に蓄積し、生成した動作用電力がパッシブモードで動作可能なレベル以上となった場合にパッシブモードで動作可能となり、前記電力蓄積部に蓄積した電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以上となった場合にアクティブモードで動作可能となり、
   前記タグリーダによって指定された動作モードでの動作が可能な場合は前記動作モードにおける応答期間で応答し、その応答データに少なくとも自身の固有ＩＤを示す情報を含み、
   前記電力蓄積部の蓄積電力量がアクティブモードで動作可能なレベル以上で且つ前記タグリーダからのコマンド送信がない場合、前記電力蓄積量が前記アクティブモードで動作可能なレベルよりも低いレベルに設定される電圧低下検出レベルを下回ると、前記タグリーダのキャリア停止期間において自身の固有ＩＤ情報と、前記電力蓄積量を示す情報とを自発的に送信することを特徴とするＲＦタグ。
4. 前記タグリーダに自発的に送信を行うと所定期間アクティブモードで動作して前記タグリーダからのコマンド送信を待ち、コマンド送信があった場合は引き続きアクティブモードで動作し、
   コマンド送信がなかった場合は、パッシブモードで動作可能であればパッシブモードで動作し、パッシブモードでの動作が不能であれば動作を休止する休止モードに移行し、以降にタグリーダによるキャリアの送信を検出した後、前記タグリーダがキャリア停止期間に移行すると、再度自発的に送信を行うことを特徴とする請求項３記載のＲＦタグ。

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