本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
図1は、従来の改良型のアクティブRF IDタグを読み取るためのリーダ/ライタ装置(R/W)とRF IDタグのタイムチャートを示している。リーダ/ライタ装置すなわち読み取りおよび書き込み装置は、コマンド(CMD)の送信とRF IDからの受信を同じ周波数チャネルで時分割的に行う。リーダ/ライタ装置は、例えば2秒といった一定の周期で例えば100msの持続時間でID要求コマンドを送信し、残りの時間は受信待ち状態となる。
1つのリーダ/ライタ装置によって複数のRF IDタグに対応できるようにするために、各RF IDタグは、一般的には、リーダ/ライタ装置による1回のID要求に対して、衝突回避のためにリーダ/ライタ装置へ応答送信するタイミングをランダムにずらすように構成されている。各RF IDタグは、コマンド受信後の所定時間内のランダムに選択されたタイムスロットでリーダ/ライタ装置へ応答送信し、従って応答の衝突の確率が低減される。そのためにはリーダ/ライタ装置は受信待ちの持続時間を長くする必要がある。例えば、各RF IDタグからのランダムなタイミングにおける応答送信のための持続時間が0〜1.5秒程度の場合、リーダ/ライタ装置は1.5秒以上の受信待ち持続時間を確保する必要がある。従って、リーダ/ライタ装置の応答送信の周期が長くなる。RF IDタグは、リーダ/ライタ装置から送信された要求コマンドを検出するために、一定周期でキャリア・センスを行い、即ち受信RF信号の強度の検知を行い、キャリアを検知した時のみ受信処理および送信動作に移行するよう構成されている。リーダ/ライタ装置による送信の周期が2秒である場合、それを確実に検知するためには、キャリア・センス持続時間も少なくとも約2秒確保する必要がある。
通常、RF IDタグは、キャリア・センスから次のキャリア・センスまでの間の期間は、リーダ・ライタ装置の要求が未検出のときはパワーダウン・モードへ移行し、できるだけ消費電力を削減し、バッテリ稼動時間を長くする必要がある。しかし、キャリア・センス持続時間を少なくとも約2秒確保しようとすると、パワーダウン時間をほとんど確保できなくなり、消費電力の削減も困難である。
従って、図1のアクティブRF IDタグは、リーダ/ライタ装置からの長い周期の要求コマンドに対して応答する必要があるので、キャリア・センス持続時間が長くなり、消費電力が多くなり、バッテリ稼動時間も短くなる。
図2は、さらに改良されたアクティブRF IDタグ200とリーダ/ライタ装置300の構成を示している。
アクティブRF IDタグ200は、制御部210と、メモリ214と、メモリ214に格納されているタグID(ID_tag)等のデータを所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部220と、データ生成部220から受け取ったベースバンドの符号化データでキャリアを変調して、周波数f2または相異なる周波数f2i(n=1、2、...n)のRF信号を送信する送信部(TX)230と、周波数f1のRF信号を受信して復調してバースバンド符号化データを生成し、受信RF信号のキャリア強度を表すデータを生成する受信部(RX)250と、受信部250から受け取った符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データを生成するデータ復号部240と、上述のキャリア強度を表すデータに基づいて受信RF信号のキャリアの有無を判定するキャリア判定部246と、予め設定された時間制御シーケンスでウェイクアップ信号を生成するウェイクアップ部270と、送信部230に結合された送信アンテナ(ANT)282と、受信部250に結合された受信アンテナ(ANT)284と、各構成要素210〜270に電力を供給するバッテリ290と、を具えている。
制御部210は、電源投入後は常に活動状態になっていて、メモリ214と、データ生成部220と、送信部230と、受信部250と、データ復号部240と、キャリア判定部246と、ウェイクアップ部270とに、それぞれメモリ制御信号CTRL_M、データ生成制御信号CTRL_ENC、送信制御信号CTRL_TX、受信制御信号CTRL_RX、データ復号制御信号CTRL_DEC、キャリア判定制御信号CTRL_CSおよびウェイクアップ部制御信号を供給する。
メモリ214は、RF IDタグ200のタグID(ID_tag)、現在の時刻T、リーダ/ライタ装置300によるアクセスの記録、ウェイクアップ部270の制御スケジュールおよび時間制御シーケンス、バッテリ290の現在の電力残量、等の情報を格納している。これらの情報は、制御部210の制御の下で格納され、更新される。制御部210は、定期的にまたは周期的にバッテリ290の供給電圧の値を検知することによってその現在の電力残量を判定して、バッテリ290の電力残量を表す情報をメモリ214に格納する。
ウェイクアップ部270は、時間を測定し時刻を生成するタイマ274を含み、RF IDタグ200の電源投入後は常に活動状態になっていて、タイマ274の時刻およびメモリ214から読み出した予め設定された制御スケジュールおよび時間制御シーケンスに従って例えば2秒といった所定の周期でウェイクアップ信号(Wakeup)を制御部210に供給する。制御部210は、リーダ/ライタ装置300から、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正または更新する命令と、現在の時刻Tと、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスとを受信データとして受信したとき、メモリ214中の時刻T、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正し更新する。制御部210は、メモリ214中の時刻Tに基づいてタイマ274の時刻を修正し、タイマ274によって生成された現在の時刻Tをメモリ214に書き込み更新する。
データ生成部220は、メモリ214に格納されているタグID(ID_tag)等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従ってそれを符号化して送信部230に供給する。そのデータはバッテリ残量およびアクセス記録を含むことがある。データ復号部240は、受信した符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データをデータ生成部220および制御部210に供給する。キャリア判定部246は、受信部250から受信RF信号キャリアの電力の強度を表すデータを受け取って受信キャリアの有無を判定してその判定結果を制御部210に供給する。
リーダ/ライタ装置300は、ホスト・コンピュータ(図示せず)との間でデータを送受信する制御部310と、メモリ314と、制御部310から受け取ったコマンド(CMD)等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部320と、データ生成部320から受け取ったベースバンド符号化データでキャリアを変調して周波数f1のRF信号を送信する送信部(TX)330と、周波数f2またはf21〜f2nのRF信号を受信するよう構成された受信部(RX)350と、受信部350から受け取った受信データを所定の符号化方式に従って復号してバースバンド符号化データを生成し、その生成した復号データを制御部310に供給するデータ復号部340と、時間を測定し時刻を生成するタイマ374と、送信部330に結合された送信アンテナ(ANT)382と、受信部350に結合された受信アンテナ(ANT)384と、を具えている。
制御部310は、ホスト・コンピュータからのタグID要求コマンド等のコマンドを受け取ったとき、そのようなコマンドを含むデータをデータ生成部320に供給する。そのデータは、RF IDタグ200の使用すべき送信周波数f2またはf2i、基準の現在の時刻T、新しいまたは更新された制御スケジュールおよび時間制御シーケンス等を含んでいてもよい。そのようなコマンドには、現在の時刻Tとともにタイマ274の時刻を修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。そのようなコマンドには、新しいまたは更新された制御スケジュールまたは時間制御シーケンスとともにメモリ214に格納されているスケジュールまたはシーケンスを修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。
図3Aは、リーダ/ライタ装置300のコマンドを含むRF信号の送信処理42のタイミングを示している。図3Bは、リーダ/ライタ装置300の受信待ち状態46および受信RF信号の受信処理48のタイミングを示している。図3Cは、アクティブRF IDタグ200のキャリア・センス50および52、受信RF信号の受信処理54、および応答を含むRF信号の送信処理56のタイミングを示している。
図3Aを参照すると、リーダ/ライタ装置300のデータ生成部320は、制御部310から受け取ったRF IDタグに対するタグID要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化データを生成する。送信部330は、送信処理42の連続する各タイムスロットにおいて、そのコマンドを含むRF信号を充分短い間隔で繰り返し送信する。
図3Cを参照すると、アクティブRF IDタグ200において、受信部250およびキャリア判定部246は、ウェイクアップ部274のウェイクアップ信号に従って例えば2秒といった一定の周期的時間Tで例えば約1ms〜10msの所定の持続時間で発生するキャリア・センス50および52のタイミングで制御部210によってイネーブル(活動化、enable)される。それによって、受信部250は受信待ち状態になり、キャリア判定部246は受信部250からの受信RF信号キャリア電力の強度を表すデータに従って受信キャリアの有無の判定を行う。RF IDタグ200がリーダ/ライタ装置300に接近していないときは、キャリア判定部246はキャリアを検知せず(ND)、キャリアが存在しないと判定する。キャリア・センス50相互間の期間51において、RF IDタグ200は休止モードに入って、制御部210およびウェイクアップ部270だけがイネーブルまたはパワー・オン(付勢)されており、その他の構成要素214〜250はディセーブル(非活動化、disable)またはパワー・ダウン(消勢)されている。休止期間51の時間長は、キャリア・センス期間50の終了時点と次のキャリア・センス期間50の開始時点との間の時間長より短くてもよい。
RF IDタグ200がリーダ/ライタ装置300に接近してRF IDタグ200の受信部250がRF信号を受信したときに、キャリア・センス52のタイミングでキャリア判定部246は、RF信号のキャリアを検知し(DT)、キャリアが存在すると判定する。そのキャリアが存在するという判定に応答して、受信部250およびデータ復号部240は直後の受信処理54のタイミングで例えば100msといった所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部250はそのRF信号を受信し復調してコマンドを含む符号化データを生成し、データ復号部240はそのデータを所定の符号化方式に従って復号しコマンドを取り出して制御部210に供給する。そのコマンドに応答して、制御部210は、所定期間内のランダムに選択された送信処理56のタイミングで例えば100msといった所定の持続時間において、データ生成部220および送信部230をイネーブルし、データ生成部220はメモリ214から取り出したタグID(ID_tag)を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はそのタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。
図3Bを参照すると、リーダ/ライタ装置300の受信部350は、常に受信待ち状態46にあり、RF IDタグ200が接近してRF信号を受信したときに、受信処理48のタイミングにおいて受信RF信号を復調して符号化データを生成し、データ復号部350は符号化データを所定の符号化方式に従って復号してタグIDを含む応答データを再生し、その再生されたタグIDを制御部310に供給する。制御部310は、そのタグIDをホスト・コンピュータに供給する。ホスト・コンピュータは、タグIDを処理して、商品の流通または人を監視し管理するのに用いる。
図4は、図2の構成を変形したより安全なアクティブRF IDタグ202とリーダ/ライタ装置302の構成を示している。この場合、RF IDタグ202とリーダ/ライタ装置302の間で送信データは暗号化され、受信データは暗号解読されて認証に用いられる。
RF IDタグ202は、図2のRF IDタグ200におけるデータ生成部220の代わりにデータ生成部222を具え、図2のデータ復号部240の代わりにデータ復号部242を具えている。RF IDタグ202のメモリ214は、タグID(ID_tag)に加えて、認証用の現在の時刻T、認証用のシステムID(ID_system)および暗号鍵/復号鍵Keを格納しており、データ生成部222およびデータ復号部242にそれらの情報を供給する。その認証用の現在の時刻T、認証用のシステムIDおよび暗号鍵/復号鍵Keは、リーダ/ライタ装置302によって予めRF IDタグ202に送信され、制御部210によってメモリ214に予め書き込まれる。データ生成部222は、メモリ214に格納されている暗号鍵Keを用いて所定の暗号方式に従って送信データを暗号化する暗号化部224を含んでいる。データ復号部242は、受信データを所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて解読する解読部244を含んでいる。RF IDタグ202のその他の構成はRF IDタグ200と同様である。システムIDは、リーダ/ライタ装置302とRF IDタグ202等の複数のRF IDタグで構成される同じグループによって共有される共通のIDを表している。
リーダ/ライタ装置302は、図2のリーダ/ライタ装置300におけるデータ生成部320の代わりにデータ生成部322を具え、図2のデータ復号部340の代わりにデータ復号部342を具えている。リーダ/ライタ装置302のメモリ314は、認証用の現在の時刻T、認証用のシステムID(ID_system)および暗号鍵/復号鍵Keを格納している。データ生成部324は、メモリ314に格納されている所定の暗号方式に従って暗号鍵Keを用いて送信データを暗号化する暗号化部322を含んでいる。データ復号部342は、所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて受信データを解読する解読部344を含んでいる。リーダ/ライタ装置302のその他の構成はリーダ/ライタ装置300と同様である。
図5Aは、リーダ/ライタ装置302の送信コマンド(CMD)を含むRF信号の送信処理42のタイミングを示している。図5Bは、リーダ/ライタ装置302の受信待ち状態46および受信RF信号の受信処理48のタイミングを示している。図5Cは、アクティブRF IDタグ202のキャリア・センス50、52および53、受信RF信号の受信処理54および55、および認証成功の場合における応答を含むRF信号の送信処理56のタイミングを示している。
図5Aを参照すると、リーダ/ライタ装置300のデータ生成部320は、制御部310から受け取ったRF IDタグに対するタグID要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化された暗号データを生成する。リーダ/ライタ装置300のその他の送信の動作は図3Aの場合と同様である。
図5Cを参照すると、アクティブRF IDタグ202において、受信部250およびキャリア判定部246の動作は、図3Cの場合と同様であり、受信部250およびキャリア判定部246は、ウェイクアップ部274のウェイクアップ信号に従って一定の周期で所定の持続時間で発生するキャリア・センス50、52および53のタイミングで制御部210によってイネーブルされて、受信部250は受信待ち受け状態になる。
キャリア判定部246によるキャリアが存在するという判定(DT)に応答して、受信部250およびデータ復号部242は直後の受信処理54および55のタイミングで所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部250はそのRF信号を受信し復調してコマンドを含む符号化された暗号データを生成し、データ復号部240はそのデータを所定の符号化方式に従って復号し暗号データを所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて解読してコマンドを取り出して制御部210に供給する。そのコマンドに応答して、制御部210は、そのコマンドに含まれている時刻TおよびシステムIDを用いてリーダ/ライタ装置302を認証する。
認証が成功した場合は、所定期間内のランダムに選択された送信処理56のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部222および送信部230をイネーブルし、データ生成部222は、メモリ214から取り出したタグID(ID_tag)、時刻TおよびシステムID(ID_system)を含むデータを、所定の暗号方式に従って暗号鍵Keを用いて暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はその暗号化されたタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。認証が失敗した場合は、データを生成および送信することなく処理を終了する。
図5Bを参照すると、リーダ/ライタ装置302の受信部350は、常に受信待ち状態46にあり、RF IDタグ202が接近してRF信号を受信したときに、受信処理48のタイミングにおいて受信RF信号を復調して符号化された暗号データを生成し、データ復号部350は符号化された暗号データを所定の符号化方式に従って復号し、その復号された暗号データを、所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて解読してタグIDを含む応答データを再生し、その再生された応答を制御部310に供給する。その受信再生された応答に応答して、制御部310は、その応答に含まれている時刻TおよびシステムIDを用いてRF IDタグ202を認証し、そのタグIDをホスト・コンピュータに供給する。
通常、リーダ/ライタ装置300にRF IDタグ200が接近していない時間ははるかに長いので、アクティブRF IDタグ200は大部分の時間期間は休止モードになる。従って、アクティブRF IDタグ200の消費電力は大幅に低減され、バッテリ290の稼動時間は大幅に長くなる。
また、通常、リーダ/ライタ装置302およびRF IDタグ202が送信データを暗号化し、時刻TおよびシステムIDを用いて相互認証を行うことによって、リーダ/ライタ装置302およびRF IDタグ202によって送信されるデータが、第三者に傍受されても、そのデータを不正に使用される危険性がなくなる。従って、リーダ/ライタ装置302およびRF IDタグ202の安全性が高くなる。
上述のアクティブRF IDタグ200とリーダ/ライタ装置300は、今回の発明者およびその他の者によって2000年年6月3日に出願された特願2005−164066号に記載されており、ここでこの出願を参照して組み込む。
しかし、RF IDタグ200はリーダ/ライタ装置300と通信可能な範囲に長時間とどまる場合は、キャリア・センス、受信、認証および送信を行うので、著しく電力を消耗し、バッテリ290の稼動時間が短くなる。
発明者たちは、RF IDタグがキャリアを検出するまでは短い周期でキャリア・センスし、リーダ/ライタ装置からの送信キャリアを検出しコマンドを受信したときは、その後は所定期間だけ短い周期でIDの送信のみを行い、長い周期でキャリア・センスし、その後コマンドを受信できなくなったときは、再び短い周期でキャリア・センスを行うようにし、それによってバッテリ稼働時間をより長くすることができると認識した。
図6は、本発明の実施形態による、アクティブ型非接触情報記憶装置としてのアクティブRF IDタグ204とリーダ/ライタ装置304の構成を示している。アクティブ型非接触情報記憶装置として、アクティブRF IDタグ204の代わりに、アクティブRF IDタグ204と同様の構成を有する非接触ICカードを用いてもよい。
アクティブRF IDタグ204は、制御部210と、メモリ214と、メモリ214に格納されているタグID(ID_tag)等のデータを所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部220と、データ生成部220から受け取ったベースバンドの符号化データでキャリアを変調して、周波数f2または相異なる周波数f2i(n=1、2、...n)のRF信号を送信する送信部(TX)230と、周波数f1のRF信号を受信して復調してバースバンド符号化データを生成し、受信RF信号のキャリア強度を表すデータを生成する受信部(RX)250と、受信部250から受け取った符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データを生成するデータ復号部240と、上述のキャリア強度を表すデータに基づいて受信RF信号のキャリアの有無を判定するキャリア判定部246と、その判定結果に従ってRF IDタグ204の動作モードを切り換えるモード切り換え部260と、予め設定された時間制御シーケンスでウェイクアップ信号を生成するウェイクアップ部270と、送信部230に結合された送信アンテナ(ANT)282と、受信部250に結合された受信アンテナ(ANT)284と、各構成要素210〜270に電力を供給するバッテリ290と、を具えている。周波数f1およびf2は、例えばそれぞれ300MHzおよび301MHzである。周波数f2iは、例えば301MHz、302MHz、....305MHzである。送信部(TX)230の送信出力は、例えば100mWである。代替構成として、アンテナ282と284は1つのアンテナであってもよい。
制御部210は、電源投入後は常に活動状態になっていて、メモリ214と、データ生成部220と、送信部230と、受信部250と、データ復号部240と、キャリア判定部246と、モード切り換え部260と、ウェイクアップ部270とに、それぞれメモリ制御信号CTRL_M、データ生成制御信号CTRL_ENC、送信制御信号CTRL_TX、受信制御信号CTRL_RX、データ復号制御信号CTRL_DEC、キャリア判定制御信号CTRL_CS、モード切り換え部制御信号およびウェイクアップ部制御信号を供給する。制御部210およびモード切り換え部260は、プログラムに従って動作するマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータであってもよい。
メモリ214は、RF IDタグ204のタグID(ID_tag)、現在の時刻T、リーダ/ライタ装置300によるアクセスの記録、ウェイクアップ部270の制御スケジュールおよび時間制御シーケンス、バッテリ290の現在の電力残量、等の情報を格納している。これらの情報は、制御部210の制御の下で格納され、更新される。制御部210は、定期的にまたは周期的にバッテリ290の供給電圧の値を検知することによってその現在の電力残量を判定して、バッテリ290の電力残量を表す情報をメモリ214に格納する。
ウェイクアップ部270は、時間を測定し時刻を生成するタイマ274を含み、RF IDタグ204の電源投入後は常に活動状態になっていて、タイマ274の時刻およびメモリ214から読み出した予め設定された制御スケジュールおよび時間制御シーケンスに従って例えば1秒および2秒といった所定の時間期間T1およびT2の周期的タイミングでウェイクアップ信号(Wakeup)を制御部210に供給する。制御部210は、リーダ/ライタ装置304から、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正または更新する命令と、現在の時刻Tと、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスとを受信データとして受信したとき、メモリ214中の時刻T、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを修正し更新する。制御部210は、メモリ214中の時刻Tに基づいてタイマ274の時刻を修正し、タイマ274によって生成された現在の時刻Tをメモリ214に書き込み更新する。
データ生成部220は、メモリ214に格納されているタグID(ID_tag)等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従ってそれを符号化して送信部230に供給する。そのデータはバッテリ残量およびアクセス記録を含むことがある。データ復号部240は、受信した符号化データを所定の符号化方式に従って復号して復号データをデータ生成部220および制御部210に供給する。キャリア判定部246は、受信部250から受信RF信号キャリアの電力の強度を表すデータを受け取って受信キャリアの有無を判定してその判定結果をモード切り換え部260に供給する。
モード切り換え部260は、キャリア判定部246による判定結果とタイマ264によるキャリア・センス開始または受信処理完了の時点からの時間期間T3の経過とに応答して、キャリアセンス・モードとアクティブ・モードの間の切り換えのためのモード選択信号MODE_SELを制御部210に供給する。時間期間T3は典型的には時間期間T1およびT2の2倍より長い。代替構成として、モード切り換え部260とウェイクアップ部270を一体化し、タイマ264と274を一体化するように構成してもよい。
リーダ/ライタ装置304は、ホスト・コンピュータ(図示せず)との間でデータを送受信する制御部310と、メモリ314と、制御部310から受け取ったコマンド(CMD)等を含む所定のフォーマットのデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化して符号化データを生成するデータ生成部320と、データ生成部320から受け取ったベースバンド符号化データでキャリアを変調して周波数f1のRF信号を送信する送信部(TX)330と、周波数f2またはf21〜f2nのRF信号を受信するよう構成された受信部(RX)350と、受信部350から受け取った受信データを所定の符号化方式に従って復号してベースバンド符号化データを生成し、その生成した復号データを制御部310に供給するデータ復号部340と、時間期間を測定し時刻を生成するタイマ374と、送信部330に結合された送信アンテナ(ANT)382と、受信部350に結合された受信アンテナ(ANT)384と、を具えている。送信部(TX)330の送信出力は例えば100mWである。代替構成として、アンテナ382と384は1つのアンテナであってもよい。
制御部310は、ホスト・コンピュータからのタグID要求コマンド等のコマンドを受け取ったとき、そのようなコマンドを含むデータをデータ生成部320に供給する。そのデータは、RF IDタグ204の使用すべき送信周波数f2またはf2i、基準の現在の時刻T、新しいまたは更新された制御スケジュールおよび時間制御シーケンス等を含んでいてもよい。そのようなコマンドには、現在の時刻Tとともにタイマ274の時刻を修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。そのようなコマンドには、新しいまたは更新された制御スケジュールまたは時間制御シーケンスとともにメモリ214に格納されているスケジュールまたはシーケンスを修正または更新するよう命令するコマンドが含まれていてもよい。
図7Aは、リーダ/ライタ装置304のコマンドを含むRF信号の送信処理42のタイミングを示している。図7Bは、リーダ/ライタ装置304の受信待ち状態46および受信RF信号の受信処理48のタイミングを示している。図7Cは、アクティブRF IDタグ204のキャリア・センス50および52、受信RF信号の受信処理54、およびIDを含む応答を含むRF信号の送信処理56および57のタイミングを示している。
図7Aを参照すると、リーダ/ライタ装置304のデータ生成部320は、制御部310から受け取ったRF IDタグに対するタグID要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化データを生成する。送信部330は、送信処理42の連続する各タイムスロットにおいて、そのコマンドを含むRF信号を充分短い間隔で繰り返し送信する。
図7Cを参照すると、制御部210は、初期状態では、ウェイクアップ部270からの周期的な時間期間T1の経過を表すウェイクアップ信号に応答して、受信部250およびキャリア判定部246をイネーブルするように動作する。RF IDタグ204において、受信部250およびキャリア判定部246は、ウェイクアップ部274のウェイクアップ信号に従って例えば1秒といった一定の時間期間T1の周期的タイミングで例えば約1ms〜10msの所定の持続時間で発生するキャリア・センス50および52のタイミングで制御部210によってイネーブル(活動化、enable)される。それによって、受信部250は受信待ち状態になり、キャリア判定部246は受信部250からの受信RF信号キャリア電力の強度を表すデータに従って受信キャリアの有無の判定を行う。RF IDタグ204がリーダ/ライタ装置304に接近していないときは、キャリア判定部246はキャリアを検知せず(ND)、キャリアが存在しないと判定する。キャリア・センス50相互間の期間51において、RF IDタグ204は休止モードに入って、制御部210、モード切り換え部260およびウェイクアップ部270だけがイネーブルまたはパワー・オン(付勢)されており、その他の構成要素214〜250はディセーブル(非活動化、disable)またはパワー・ダウン(消勢)されている。休止期間51の時間長は、キャリア・センス期間50の終了時点と次のキャリア・センス期間50の開始時点との間の時間長より短くてもよい。
RF IDタグ204がリーダ/ライタ装置304の通信可能範囲に近づくと、RF IDタグ204の受信部250がRF信号を受信したときに、キャリア・センス52のタイミングでキャリア判定部246は、RF信号のキャリアを検知し(DT)、キャリアが存在すると判定する。そのキャリアが存在するという判定に応答して、受信部250およびデータ復号部240は直後の受信処理54のタイミングで例えば100msといった所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部250はそのRF信号を受信し復調してコマンドを含む符号化データを生成し、データ復号部240はそのデータを所定の符号化方式に従って復号しコマンドを取り出して制御部210に供給する。そのコマンドに応答して、制御部210は、ウェイクアップ部270にキャリア・センス52の開始からの時間期間T1および受信処理54の完了からの時間期間T2を設定させ、受信処理54の完了を表す信号をモード切り換え部260に供給する。
次いで、制御部210は、所定期間内のランダムに選択された送信処理56のタイミングで例えば100msといった所定の持続時間において、データ生成部220および送信部230をイネーブルし、データ生成部220はメモリ214から取り出したタグID(ID_tag)を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はそのタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。
そのキャリアが存在するという判定と受信処理54の完了とに応答して、モード切り換え部260は、キャリア・センス52の開始または受信処理54の完了からの時間期間T3(例えば、9.2秒)をカウントするようタイマ264を設定する。モード切り換え部260は、時間期間T3の経過後、キャリアセンス・モードへの移行を表すモード切り換え信号MODE_SELを制御部210に供給する。
ウェイクアップ部270は、時間期間T1およびT2の周期的タイミングを表す信号を制御部210に供給する。制御部210は、ウェイクアップ部270からの周期的な時間期間T2の経過を表す各ウェイクアップ信号に応答して、送信処理56と同様に、所定期間内のランダムに選択された送信処理57のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部220および送信部230をイネーブルし、データ生成部220はメモリ214から取り出したタグID(ID_tag)を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はそのタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。
次いで、モード切り換え部260からのアクティブ・モードへ移行を表すモード切り換え信号MODE_SELを受け取った後、ウェイクアップ部270からの時間期間T2の周期的タイミングを示すウェイクアップ信号に応答して、キャリア・センスも受信処理も行うことなく時間期間T2の周期的タイミングで同様の送信処理57が繰り返される。
タイマ264がキャリア・センス52の開始または受信処理54の完了から時間期間T3をカウントしたとき、モード切り換え部260は、キャリアセンス・モードへの移行を表すモード切り換え信号MODE_SELを制御部210に供給する。キャリアセンス・モードへの移行を表すモード切り換え信号MODE_SELを受け取った後、制御部210は、ウェイクアップ部270からの時間期間T1の周期的タイミングを表すウェイクアップ信号に応答して、キャリア・センス52を行うように受信部250およびキャリア判定部246をイネーブルするように動作する。キャリア・センス52の開始タイミングは、先行するキャリア・センス52の開始から周期的に時間期間T1をカウントしたタイミングであっても、先行する送信処理57の完了から時間期間T1をカウントしたタイミングであってもよい。RF IDタグ204がリーダ/ライタ装置304の通信可能範囲に位置する限り、キャリア判定部246は、キャリア・センス52のタイミングでRF信号のキャリアを検知する(DT)。キャリア判定部246によってRF信号のキャリアが検知された(DT)場合は、同様に、受信処理54および送信処理56が行われ、次いでキャリア・センスも受信処理も行うことなく時間期間T2の周期的タイミングで同様の送信処理57が繰り返される。
RF IDタグ204がリーダ/ライタ装置304から遠ざかることによってキャリア判定部246によってRF信号のキャリアが検知されなかった(ND)場合は、キャリアセンス・モードを維持して、キャリア・センス52および50が時間期間T1の周期的タイミングで繰り返される。
図7Bを参照すると、リーダ/ライタ装置304の受信部350は、常に受信待ち状態46にあり、RF IDタグ204が接近してRF信号を受信したときに、受信処理48のタイミングにおいて受信RF信号を復調して符号化データを生成し、データ復号部350は符号化データを所定の符号化方式に従って復号してタグIDを含む応答データを再生し、その再生されたタグIDを制御部310に供給する。制御部310は、そのタグIDをホスト・コンピュータに供給する。ホスト・コンピュータは、タグIDを処理して、商品の流通または人を監視し管理するのに用いる。
従って、リーダ/ライタ装置304にRF IDタグ204が接近していない期間は、RF IDタグ204はキャリアセンス・モードで動作して、大部分の期間を占める休止期間51が休止モードになる。リーダ/ライタ装置304にRF IDタグ204が接近した状態を維持している期間は、RF IDタグ204はアクティブ・モードで動作して、長い周期で受信処理56を行い、主として時間期間T2の周期的タイミングで送信処理56および57を行う。従って、RF IDタグ204の消費電力は大幅に低減され、バッテリ290の稼動時間は大幅に長くなる。
図8は、リーダ/ライタ装置304によって実行される処理のフローチャートを示している。図9A、9Bおよび9Cは、アクティブRF IDタグ204によって実行される処理のフローチャートを示している。
図8を参照すると、ステップ402において、リーダ/ライタ装置304の制御部310は、ホスト・コンピュータから受け取ったタグID要求があるかどうかを判定する。タグIDの要求があるまでステップ402は繰り返される。タグIDの要求があると判定された場合、手順は送信処理のステップ412および受信処理のステップ422に進む。
ステップ412において、制御部310はID要求コマンドおよび関連する情報をデータ生成部320に供給し、データ生成部320はID要求コマンドを含むデータを生成してその生成データを、例えばNRZ(Non Return to Zero)符号化法またはマンチェスタ符号化法等の所定の符号化方式に従って符号化する。送信部330は、図7Aの送信処理42のタイミングでその符号化データでキャリアを変調して周波数f1のRF信号を送信する。制御部310は、ID要求コマンド中に、さらにそのID要求コマンドに対する応答の送信周波数f2または可変送信周波数f2iを指定するデータ、その可変送信周波数f2iを使用すべき時刻またはタイムスロットを表すデータ、現在の時刻Tを表すデータ、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを含ませてもよい。
リーダ/ライタ装置304はその周波数f2iを時間期間T2またはT3などの周期で送信タイムスロット毎に変更するようにしてもよい。それによって、複数のRF IDタグが同時に存在する場合でも、RF IDタグからの応答送信が衝突する確率が減り、リーダ/ライタ装置304で同時に識別できるRF IDタグの数を増大させることができる。
ステップ418において制御部210はデータ送信を終了すべきかどうかを判定する。終了すると判定された場合は、手順はこのルーチンを出る。データ送信を継続すると判定された場合は、手順はステップ412に戻る。図7Aでは、データ送信は繰り返し継続される。
図9Aを参照すると、ステップ502において、RF IDタグ204が起動されたとき、制御部210、モード切り換え部260およびウェイクアップ部270がイネーブルされる。RF IDタグ204がいったん起動されると、制御部210、モード切り換え部260およびウェイクアップ部270は常にイネーブルされて活動状態にある。ウェイクアップ部270は、タイマ274および時間制御シーケンスに従って、時間期間T1の周期的タイミングで受信RF信号のキャリア・センスを行うタイミングを表すウェイクアップ信号を制御部210に供給する。ステップ504において、制御部210は、ウェイクアップ部270から受け取ったウェイクアップ信号がオン状態(ON)を示しているかどうかを判定する。制御部210は、タイマ274によって時間期間T1の周期的タイミングでウェイクアップ信号がオン状態になるまで、ステップ504を繰り返す。
ステップ504においてウェイクアップ信号がオン状態(ON)を示していると判定された場合、ステップ506において、制御部210は、例えば約1ms〜10msのような短い持続時間の期間だけ受信部250およびキャリア判定部246をイネーブルする。受信部250はRF信号の受信待ち状態となり、キャリア判定部246は、受信部250から受け取った受信キャリア電力を表すデータに基づいて受信RF信号のキャリアの存在を判定して、その判定結果を制御部210およびモード切り換え部260に供給する。モード切り換え部260は、キャリアが検知された場合にはキャリア・センス52の開始からの時間期間T3をカウントするようタイマ264を設定する。ステップ508において、制御部210は、その判定結果に従ってキャリアが検知されたかどうかを判定する。キャリアが検知されなかったと判定された場合は、ステップ509において制御部210は受信部250およびキャリア判定部246をディセーブル(非可動化)する。その後、手順はステップ530に進む。
ステップ508においてキャリアが検知されたと判定された場合は、ステップ510において、制御部210は、キャリア判定部246をディセーブルし、さらに例えば100ms〜200msといった所定の持続時間において受信部250をイネーブルしたまま、リーダ/ライタ装置300からコマンドを含む周波数f1のRF信号を受信して(図7C、受信54)、受信RF信号を復調する。ステップ512において、制御部210は、受信部250によるRF信号の受信が完了したかどうかを判定する。受信完了していないと判定された場合は、ステップ513において受信タイムアウト・エラーかどうかを判定する。ステップ512は、RF信号の受信が完了するかまたは受信タイムアウト・エラーと判定されるまで繰り返される。受信タイムアウト・エラーと判定された場合は、手順はステップ530に進む。ステップ530において、制御部210は、RF IDタグ204を休止モードにする。休止モードにおいて、基本的に制御部210、切り換え部260およびウェイクアップ部270だけがイネーブルされた状態を維持し、その他の構成要素214〜250はディセーブルされた状態になる。
ステップ512においてRF信号の受信が完了したと判定された場合は、ステップ516において、制御部210はデータ復号部240をイネーブルし、データ復号部240は制御部210の制御の下で受信部250から受信データを受け取ってそれを所定の符号化方式に従って復号する。ステップ520において、制御部210は受信部250をディセーブルする。
図9Bを参照すると、ステップ522において、制御部210は、データ復号部240からID要求コマンドを含む復号データを受け取り、復号データに含まれている受信コマンドを処理し、リーダ/ライタ装置304によるアクセスの記録をメモリ214に格納する。受信データ中に時刻修正コマンドおよび現在の時刻Tが含まれていた場合は、制御部210は、ウェイクアップ部270のタイマ274の時刻をその時刻Tに修正または更新する。
ステップ525において、制御部210は復号部240をディセーブルする。ステップ526において、制御部210はそのID要求コマンドに従って、所定の期間(例えば500ms)内の所定数のタイムスロット(例えば100msの幅の5つのタイムスロット)の中の乱数に従って選択された1つのタイムスロットにおいてデータ生成部220および送信部230をイネーブルする。その選択されたタイムスロットが図7Cの送信処理56のタイミングである。データ生成部220は、メモリ214から読み出したRF IDタグ204のタグID(ID_tag)を含むデータを所定の符号化方式に従って符号化して送信部230に供給する。送信部230は、タグIDを含むデータでキャリアを変調して、所定のまたは指定された周波数周波数f2またはf2iのRF信号をアンテナ284を介して送信する。
ステップ529において、制御部210は、データ生成部220および送信部230をディセーブルする。モード切り換え部260が、キャリア判定部246からキャリアの存在を表す信号を受け取った後(ステップ508)直ぐに、またはその後のステップ529において制御部210からアクティブ・モードへの移行が可能であることを表す信号を受け取ったとき、ステップ538においてモード切り換え部260は、制御部210にアクティブ・モードへの移行を表すモード切り換え信号MODE_SELを制御部210に供給する。そのモード切り換え信号MODE_SELに従って、制御部210は、ステップ529の後のステップ538においてアクティブ・モードに移行する。
図9Cを参照すると、ステップ540において、制御部210は、RF IDタグ204を休止モードにする。休止モードにおいて、基本的に制御部210、モード切り換え部260およびウェイクアップ部270だけがイネーブルされた状態を維持し、その他の構成要素214〜250はディセーブルされた状態になる。ウェイクアップ部270のタイマ274は、周期的な時間時間T1およびT2をカウントし続け、時間期間T2の周期的タイミングでウェイクアップ信号を制御部210に供給する。
ステップ554において、制御部210は、ウェイクアップ部270から受け取った時間期間T2の周期的タイミングを表すウェイクアップ信号がオン状態(ON)を示しているかどうかを判定する。制御部210は、ウェイクアップ信号がオン状態になるまでステップ554を繰り返す。
ステップ554においてウェイクアップ信号(T2)がオン状態(ON)を示していると判定された場合、ステップ556において、ステップ526と同様に、所定の期間内の所定数のタイムスロットの中の乱数に従って選択された1つのタイムスロットにおいてデータ生成部220および送信部230をイネーブルする。データ生成部220は、メモリ214から読み出したRF IDタグ204のタグID(ID_tag)を含むデータを所定の符号化方式に従って符号化して送信部230に供給する。送信部230は、タグIDを含むデータでキャリアを変調して、所定のまたは指定された周波数周波数f2またはf2iのRF信号をアンテナ284を介して送信する。ステップ559において、制御部210は、データ生成部220および送信部230をディセーブルする。
ステップ562において、制御部210は、モード切り換え部260から時間期間T3の経過を表すモード切り換え信号MODE_SELを受け取ったかどうか、即ちキャリアセンス・モードへの移行のタイミングかどうかを判定する。キャリアセンス・モードへの移行のタイミングであると判定された場合は、ステップ564において、制御部210は、RF IDタグ204をキャリアセンス・モードに移行させる。その後、手順は図9Aのステップ530に戻る。キャリアセンス・モードへの移行のタイミングでないと判定された場合は、図9Cのステップ540に戻る。
代替構成として、図9Aのステップ525の後、破線で示されているように、ステップ538に進み、その後、図9Cのアクティブ・モードにおけるステップ556に進んでもよい。即ち、ステップ526およびステップ529は、ステップ556および559と同様の処理であり、省略することができる。
再び図8を参照すると、ステップ422において、リーダ/ライタ装置304の制御部310は受信部350をイネーブルして受信待ち状態にする。受信部350は周波数f2のRF信号の受信を待って(受信待ち46)、RF信号を受信する(受信処理48)。ステップ424において、制御部310は受信部350がRF信号の受信を完了したかどうかを判定する。受信が完了するまでステップ424は繰り返される。受信が完了したと判定された場合は、ステップ426において、受信部350は受信データをデータ復号部340に供給する。データ復号部340は受信データを所定の符号化方式に従って復号して応答データを再生し、データを受信したことおよびその応答データを制御部210およびデータ生成部220に供給する。
ステップ432において、制御部310はその復号データをホスト・コンピュータに送出する。ステップ436において制御部310はデータ受信待ちを終了するかどうかを判定する。終了すると判定された場合は、手順はこのルーチンを出る。データ送信を継続すると判定された場合は、手順はステップ422に戻る。図7Bでは、データ受信待ちは繰り返し継続される。
このように、リーダ/ライタ装置304は送信を行い常に受信待ち状態にあるので、リーダ/ライタ装置304から遠ざかっている限りRF IDタグ204のキャリア・センス時間を大幅に減らすことができ、リーダ/ライタ装置304に接近しいている間は、主として周期的に送信を行い、長い周期でキャリア・センスおよび受信処理を行うので、RF IDタグ204全体の消費電力を大幅に削減できる。
メモリ214に格納される制御スケジュールとして、休日および平日の夜間(例えば、6:00pm〜6:00am)の所定の時刻と所定の時刻の間の時間期間を指定し、平日の昼間(例えば、6:00am〜6:00pm)の所定の時刻と所定の時刻の間の時間期間を指定してもよい。この場合、ウェイクアップ部270は、その休日および夜間においてウェイクアップ信号を発生せず、従ってRF IDタグ204は休止モードになってキャリア・センスを全く行わず、一方、その平日の昼間において所定の周期(例えば1秒)で、キャリア・センスを行う。
ウェイクアップ部270は、制御部210の制御の下で、メモリ214に格納されたバッテリ290の電力の残量に従ってウェイクアップ信号を発生させてもよい。この場合、バッテリ残量が充分であるときは、比較的短い周期で(例えば1秒)キャリア・センスを行い、残量が閾値より低くなったときは、比較的長い周期で(例えば2秒)キャリア・センスを行うようにしてもよい。RF IDタグ204の応答データ中にバッテリ残量を含ませ、リーダ/ライタ装置304経由でホスト・コンピュータへ通知し、ホスト・コンピュータによってユーザに対するバッテリ切れの警告を表示するよう構成してもよい。
上述のようにリーダ/ライタ装置によるアクセスの記録をメモリ214に格納するようにしたことによって、リーダ/ライタ装置304以外の別のリーダ/ライタによって不正にアクセスされた場合にも、ログが記録されるので、リーダ/ライタ装置304によってそのアクセス記録を読み取り、ホスト・コンピュータによって解析することによって不正なアクセスを発見することができる。
図10は、第1の実施形態の変形であり、本発明の別の実施形態による、アクティブRF IDタグ206とリーダ/ライタ装置306の構成を示している。この実施形態において、リーダ/ライタ装置306は、タイマ274および264の時間期間パラメータT1、T2およびT3をRF IDタグ206に送信し、RF IDタグ206は受け取った時間期間パラメータT1、T2およびT3に従って動作する。図10におけるアクティブRF IDタグ206とリーダ/ライタ装置306の構成のそれ以外の構成および動作は図6のものと同様である。
図10において、リーダ/ライタ装置306のデータ生成部320は、メモリ314に格納されているタイマ274および264用の時間期間パラメータT1、T2およびT3を含むID要求コマンドを含むデータを符号化して符号化されたデータを生成し、送信部330はそのデータでキャリアを変調して周波数f1のRF信号をRF IDタグ206に送信する。
RF IDタグ206の受信部250は受信したRF信号から復調バースバンド信号を生成し、データ復号部240はそのベースバンド信号を復号して、時間期間パラメータT1、T2およびT3を含むデータを生成し、受信結果をデータ生成部220に供給し、時間期間パラメータT1、T2およびT3を制御部210に供給する。制御部210は、タイマ設定命令とともに、時間期間パラメータT1およびT2をウェイクアップ部270のタイマ274に与え、モード切り換え部260の時間期間パラメータT3をタイマ264に与える。タイマ274は、与えられた時間期間パラメータT1およびT2を設定する。タイマ264は、与えられた時間期間パラメータT3を設定する。
図11Aおよび11Bは、アクティブRF IDタグ206が異なる2つのリーダ/ライタ装置306および307に順次接近した場合におけるアクティブRF IDタグ206のキャリア・センス50および52、受信RF信号の受信処理54、および応答を含むRF信号の送信処理56のタイミングを示している。リーダ/ライタ装置307は、時間期間パラメータT1、T2およびT3の具体的な値を除いて、リーダ/ライタ装置と同様の構成を有する。リーダ/ライタ装置306および307の送信部330の送信処理および受信部350の受信待ち状態および受信処理は、図7Aおよび7Bと同様であり、図11Aおよび11Bには示されていない。
図11Aにおいて、RF IDタグ206は、最初、休止期間51を挟んで例えば1秒といった時間期間T1の周期的タイミングでキャリア・センスを行うが、キャリアを検知しない(ND)。RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置306に接近したとき、RF IDタグ206はキャリア・センス52を行ってキャリアを検知し(DT)、キャリアが存在すると判定する。受信部250およびデータ復号部240は直後の受信処理54のタイミングで所定の持続時間においてイネーブルされ、受信部250はそのRF信号を受信し復調してコマンドを含む符号化データを生成し、データ復号部240はそのデータを所定の符号化方式に従って復号しコマンドを取り出して制御部210に供給する。制御部210は、そのコマンドに含まれていた時間期間パラメータT1、T2およびT3をタイマ274および264に設定する。時間期間パラメータT1、T2およびT3は、例えば0.5秒、1.0秒および9.2秒である。制御部210は、所定期間内のランダムに選択された送信処理56のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部220および送信部230をイネーブルし、データ生成部220はメモリ214から取り出したタグID(ID_tag)を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はそのタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。次いで、モード切り換え部260は、制御部210の動作モードをアクティブ・モードに切り換える。
タイマ274における時間期間T2の周期的タイミングで、制御部210は、所定期間内のランダムに選択された送信処理57のタイミングで所定の持続時間において、データ生成部220および送信部230をイネーブルし、データ生成部220はメモリ214から取り出したタグID(ID_tag)を含むデータを生成して所定の符号化方式に従って符号化する。送信部230はそのタグIDを含む応答データでキャリアを変調してRF信号を送信する。以下同様に、周期的な時間期間T2中の送信タイムスロットにおいてそのタグIDを含む応答データで変調されたRF信号が送信される。
キャリアが検知されたキャリア・センス52または順処理完了54から時間期間T3の経過後、モード切り換え部260は、キャリアセンス・モードへの移行を表すモード選択信号MODE_SELを制御部210に供給する。その切り換えの後、RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置306の通信可能な範囲に位置を維持し、RF IDタグ206は時間期間T1(例えば0.5秒)の周期的タイミングでキャリア・センス52を開始してキャリアを検知し(DT)、キャリアが存在すると判定する。このように、RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置306の通信可能な範囲に位置する限り、受信処理54、送信処理56および57が繰り返される。
横軸上の時間63秒において、RF IDタグ206は周期的な時間期間T1(例えば0.5秒)のタイミングでキャリア・センス52を開始し、RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置306の通信可能範囲から離れており、従ってキャリア判定部246はキャリアを検知せず(ND)、キャリアが存在しないと判定する。従って、RF IDタグ206は時間期間T1(例えば0.5秒)の周期的タイミングでキャリア・センスを繰り返す。
図11Bを参照すると、その後、RF IDタグ206が別のリーダ/ライタ装置307に接近し、RF IDタグ206はキャリア・センス52を行ってキャリアを検知し(DT)、キャリアが存在すると判定する。リーダ/ライタ装置307は、リーダ/ライタ装置306とは異なる時間期間パラメータT1、T2およびT3、例えば1.0秒、2.0秒および28.2秒、を含むコマンドをRF IDタグ206に送信する。RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置307の通信可能な範囲に位置する限り、異なる時間期間パラメータT1、T2およびT3で、図11Aと同様に、受信処理54、送信処理56および57が繰り返される。時間154秒において、RF IDタグ206は時間期間T1(例えば1.0秒)の周期的タイミングでキャリア・センス52を開始し、RF IDタグ206がリーダ/ライタ装置307から離れており、RF IDタグ206は時間期間T1(例えば1.0秒)の周期的タイミングでキャリア・センス50を繰り返す。
図12は、リーダ/ライタ装置306によって実行される処理のフローチャートを示している。図13A、13Bおよび13Cは、アクティブRF IDタグ206によって実行される処理のフローチャートを示している。
図12を参照すると、ステップ402は図8のものと同じであり、再び説明することはしない。図12では、図8のステップ412がステップ414に置き換えられている。ステップ414において、制御部310は、ID要求コマンド中に、メモリ314から読み出したRF IDタグ206のタイマ274および264用の時間期間パラメータT1、T2およびT3を含ませる。ステップ414におけるリーダ/ライタ装置306のそれ以外の動作はステップ412と同様である。ステップ418およびステップ422〜436は図8と同じであり、再び説明することはしない。
図13Aを参照すると、ステップ502〜520は図9Aのものと同様であり、再び説明することはしない。但し、制御部210は、タイマ274によってカウントされ、リーダ/ライタ装置306または307によって指定された時間期間T1の周期的タイミングでウェイクアップ信号がオン状態になるまで、ステップ504を繰り返す。ステップ516において、データ復号部240は制御部210の制御の下で受信部250から、時間期間パラメータT1、T2およびT3を含む受信データを受け取ってそれを所定の符号化方式に従って復号する。
図13Bを参照すると、図9Bのステップ522は、ステップ524に置き換えられている。ステップ524において、制御部210は、データ復号部240からの復号データに含まれている受信コマンドを処理し、タイマ274および264に時間期間パラメータT1、T2およびT3を設定する。ステップ524におけるRF ID206のその他の動作はステップ522と同様である。図13Bにおけるステップ526〜538は図9Bのものと同様であり、再び説明することはしない。
図13Cを参照すると、ステップ540〜564は図9Cのものと同様である。但し、制御部210は、タイマ274によってカウントされ、リーダ/ライタ206または207によって指定された時間期間T2の周期的タイミングでウェイクアップ信号がオン状態になるまでステップ554を繰り返す。ステップ562において、制御部210は、タイマ274によってカウントされた時間期間T3の経過を表すウェイクアップ部260からのモード切り換え信号MODE_SELがキャリアセンス・モードへの移行を示しているかどうかを判定する。制御部210は、時間期間T3が経過してモード切り換え信号MODE_SELがキャリアセンス・モードへの移行を示すまでステップ540〜562を繰り返す。
図14は、図6のRF IDタグ204およびリーダ/ライタ装置304を図4のように送受信データの暗号化を行うよう変形したものであり、本発明のさらに別の実施形態によるRF IDタグ208とリーダ/ライタ装置308の構成を示している。
RF IDタグ208は、図6のRF IDタグ204におけるデータ生成部220の代わりにデータ生成部222を具え、図6のデータ復号部240の代わりにデータ復号部242を具えている。RF IDタグ208のメモリ214は、タグID(ID_tag)に加えて、認証用の現在の時刻T、認証用のシステムID(ID_system)および暗号鍵/復号鍵Keを格納しており、データ生成部222およびデータ復号部242にそれらの情報を供給する。その認証用の現在の時刻T、認証用のシステムIDおよび暗号鍵/復号鍵Keは、リーダ/ライタ装置308によって予めRF IDタグ208に送信され、制御部210によってメモリ214に予め書き込まれる。データ生成部222は、メモリ214に格納されている暗号鍵Keを用いて所定の暗号方式に従って送信データを暗号化する暗号化部224を含んでいる。データ復号部242は、受信データを所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて解読する解読部244を含んでいる。RF IDタグ208のその他の構成はRF IDタグ204と同様であり、再び説明することはしない。システムIDは、リーダ/ライタ装置308とRF IDタグ208等の複数のRF IDタグで構成される同じグループによって共有される共通のIDを表している。ここでは、所定の暗号方式は共通鍵暗号方式または公開鍵暗号方式であってもよい。
リーダ/ライタ装置308は、図6のリーダ/ライタ装置304におけるデータ生成部320の代わりにデータ生成部322を具え、図6のデータ復号部340の代わりにデータ復号部342を具えている。リーダ/ライタ装置308のメモリ314は、認証用の現在の時刻T、認証用のシステムID(ID_system)および暗号鍵/復号鍵Keを格納している。データ生成部324は、メモリ314に格納されている所定の暗号方式に従って暗号鍵Keを用いて送信データを暗号化する暗号化部322を含んでいる。データ復号部342は、所定の暗号方式に従って暗号鍵/復号鍵Keを用いて受信データを解読する解読部344を含んでいる。リーダ/ライタ装置308のその他の構成はリーダ/ライタ装置304と同様であり、再び説明することはしない。
この場合、リーダ/ライタ装置208は、図8のステップ426の後に認証処理が挿入され、認証に成功した場合に手順はステップ432に進み、認証に失敗した場合に手順はステップ422に戻る。また、RF IDタグ208は、図9Aのステップ520の後に認証処理が挿入され、認証に成功した場合に手順はステップ522に進み、認証に失敗した場合に手順はステップ509に進む。
図15は、図14のRF IDタグ208およびリーダ/ライタ装置308を図10のようにタイマ274および264の時間期間パラメータT1、T2およびT3をリーダ/ライタ装置309によって設定されるように変形したものであり、本発明のさらに別の実施形態によるアクティブRF IDタグ209とリーダ/ライタ装置309の構成を示している。この実施形態において、リーダ/ライタ装置309は、タイマ274および264の時間期間パラメータT1、T2およびT3をRF IDタグ206に送信し、RF IDタグ206は受け取った時間期間パラメータT1、T2およびT3に従って動作する。図15におけるアクティブRF IDタグ209とリーダ/ライタ装置309の構成のそれ以外の構成および動作は図6のものと同様である。
この場合、リーダ/ライタ装置208は、図12のステップ426の後に認証処理が挿入され、認証に成功した場合に手順はステップ432に進み、認証に失敗した場合に手順はステップ422に戻る。また、RF IDタグ208は、図13Aのステップ520の後に認証処理が挿入され、認証に成功した場合に手順はステップ522に進み、認証に失敗した場合に手順はステップ509に進む。
このように、通常、図14および15におけるリーダ/ライタ装置308および309およびRF IDタグ208および209が送信データを暗号化し、時刻TおよびシステムIDを用いて相互認証を行うことによって、リーダ/ライタ装置308および309およびRF IDタグ208および209によって送信されるデータが、第三者に傍受されても、そのデータを不正に使用される危険性がなくなる。従って、リーダ/ライタ装置308および309およびRF IDタグ208および309の安全性が高くなる。
本発明は、例えば、学校におけるRF IDタグを用いた生徒の登下校管理、展示場におけるRF IDタグを用いた来場者に対する情報支援システム、オフィスにおけるユーザに対するRF IDタグを用いたパーソナル・コンピュータのセキュリティ管理、物流管理システムおけるRF IDタグを用いた物品の管理、等に適用できる。特に、第1のリーダ/ライタ装置の通信可能範囲の或る領域を通過し、別の第2のリーダ/ライタ装置の通信可能範囲の別の領域に長くとどまる場合に、第1のリーダ/ライタ装置によって指定される時間期間パラメータT2およびT3を相対的に短くし、第2のリーダ/ライタ装置によって指定される時間期間パラメータT2およびT3を相対的に長くすることによって、RF IDタグの大幅に消費電力を減少させることができる。
以上の説明では、本発明をRF IDタグに関連して説明したが、これに限定されることなく、本発明が非接触ICカードにも適用できることは、この分野の専門家には理解されるであろう。
以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素を組み合わせること、その変形およびバリエーションは当業者にとって明らかであり、当業者であれば本発明の原理および請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく上述の実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。