JP4915060B2 - 情報アクセス・システムおよびアクティブ型非接触情報記憶装置 - Google Patents

情報アクセス・システムおよびアクティブ型非接触情報記憶装置 Download PDF

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Description

本発明は、リーダ／ライタ装置によって非接触で情報の読み取り書き込みが可能なアクティブ型の非接触情報記憶装置に関し、特に、省電力のアクティブ型のＲＦ ＩＤまたは非接触ＩＣカードを読み取るためのシステムに関する。
バッテリ給電型すなわちアクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、商品等に取り付けられまたは人によって携帯され、それら商品および人に関するＩＤおよび情報を含む所定の周波数のＲＦ信号を送信し、そのＲＦ信号はリーダ装置によって読み取られる。その読み取られた情報はコンピュータ等によってさらに処理され、商品の流通および人の行動を監視および管理できる。バッテリ給電によるアクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、電力をリーダ／ライタ装置から非接触で受け取るパッシブ・タイプのＲＦ ＩＤタグに比べて、通信可能距離が比較的長く、実用的である。しかし、アクティブ・タイプのＲＦ ＩＤタグは、一定周期でＲＦ信号を送信するので、第三者によって追跡される危険性があり、セキュリティに問題がある。そのセキュリティ対策として、リーダ／ライタ装置からのタグＩＤの要求に対してのみ応答する改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグがある。
特表２０００−５０９５３６号公報には、高周波識別装置が記載されている。その高周波識別装置は、レシーバと、トランスミッタと、マイクロプロセッサとを備える集積回路を有する。レシーバとトランスミッタとは、共に、アクティブ・トランスポンダを構成する。その集積回路は、好ましくは、レシーバ、トランスミッタ及びマイクロプロセッサを含むモノリシックな単一ダイ集積回路である。その装置は、電力供給を磁気結合に依存するトランスポンダの代わりにアクティブ・トランスポンダを有するので、この装置は遥かに大きな有効範囲を有する。
特表２０００−５０９５３６号公報
２０００年４月２１日付けで公開された特開２０００−１１３１３０号公報には、低消費電力のＩＣタグ検知システムが記載されている。そのシステムは、通信回路と制御部と、これらに電池から電力を供給する電源部と、計時手段と、を備え、所定の設定時刻ごとに送信を行うＩＣタグであって互いに設定時刻の異なるものを複数個備えるとともに、これらとの通信に基づいてそれぞれの有無を検知する検知機も備えていて、検知機が、通信回路を有し、その受信の有無をＩＣタグそれぞれの設定時刻ごとに逐次判別して検知を行う。検知機からの問い合わせが無いので、ＩＣタグは無駄な反応や電池消耗を回避できる。
特開２０００−１１３１３０号公報
２００１年９月１４付けで公開された特開２００１−２５１２１０号公報には、二重リンクにおいて、両ノードの送信機に、それぞれ独立した基準発振器を必要としない周波数ロックの実現方法が記載されている。全二重リンクにおいて、受信周波数の情報を利用して、送信機の搬送周波数を同調させることによって、リンクにおける両ノードの送信周波数を同時にロックする。第一の送信機の搬送周波数におけるオフセットは、対応する第二の受信機におけるオフセットとして検出される。第二の受信機は、検出したオフセットに応じて当該送信機の搬送周波数を偏移させ、第一の送信機に検出されたオフセットを知らせる。第一の受信機において検出されたオフセットによって、当該送信機の搬送周波数が補正される。
特開２００１−２５１２１０号公報
リーダ／ライタ装置からのＩＤ要求に対してのみ応答する上述の改良型のアクティブＲＦ ＩＤタグは、受信回路が必要であり、送信専用のアクティブＲＦ ＩＤタグに比べて回路規模が大きく消費電力が大幅に増加する。
発明者たちは、リーダ／ライタ装置が異なる周波数でＲＦ ＩＤタグへ送信しかつＲＦ ＩＤタグから連続的に受信可能な状態をとるよう構成すれば、ＲＦ ＩＤタグの消費電力が大幅に減少してバッテリ稼動時間を長くすることができると認識した。
本発明の目的は、アクティブ非接触情報記憶装置の消費電力を減少させることである。
本発明の別の目的は、安全性の高いリーダ／ライタ装置およびアクティブ非接触情報記憶装置を実現することである。
本発明の特徴によれば、アクティブ型非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システムは、情報処理装置に接続されていて、第１の周波数のＩＤ要求信号を送信し、その第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号をいつでも受信可能なように連続的な受信待ち状態をとるよう構成された読取り書込み装置と、メモリと、制御部と、バッテリと、時間を測定するタイマと、その第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、そのＩＤ要求信号を受信したときにその第２の周波数の応答信号を送信する送信部と、を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置と、を含む。第１の動作モードにおいて、その非接触情報記憶装置のその制御部は、第１の所定の周期毎の所定期間に、その送信部を不動作状態にしかつその受信部を動作状態にしてその受信部をその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスするよう制御する。その第１の動作モードにおいて、その受信部が或る所定期間にその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスしても検知できなかったとき、その制御部は、そのキャリア・センスのその或る所定期間と次にキャリア・センスを行うべき次のその所定期間との間の非キャリア・センス期間において、その受信部およびその送信部を不動作状態を維持するよう制御する。その第１の動作モードにおいて、その受信部が或る所定期間にその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、その制御部は、その受信部をさらにそのＩＤ要求信号を受信するよう動作させ、その後第２の動作モードに移行する。その第２の動作モードにおいて、その制御部は、その受信部を不動作状態にして、第２の所定の周期毎のそれぞれの所定の時間期間において、その送信部を、動作状態にしてそのメモリに格納されたその非接触情報記憶装置のＩＤを含むその第２の周波数のＲＦ信号を送信するよう動作させ、その第２の周波数のＲＦ信号が送信された後でその送信部とその受信部を不動作状態にし、その第２の周波数のＲＦ信号を２回以上送信した後、その第１の動作モードに移行する。
また、本発明は、上述の情報アクセス・システムを実現するためのアクティブ型非接触情報記憶装置に関する。
本発明によれば、アクティブ型非接触情報記憶装置の消費電力を減少させることができ、それによってそのバッテリ稼動時間を長くすることができ、また安全性の高い読取り書込み装置およびアクティブ型非接触情報記憶装置を実現することができる。
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。
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／ライタ装置とＲＦ ＩＤタグのタイムチャートを示している。 図２は、さらに改良されたアクティブＲＦ ＩＤタグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。 図３Ａは、リーダ／ライタ装置のコマンドを含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図３Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図３Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および応答を含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。 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タグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。 図５Ａは、リーダ／ライタ装置の送信コマンド（ＣＭＤ）を含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図５Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図５Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および認証成功の場合における応答を含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。 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タグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。 図７Ａは、リーダ／ライタ装置の送信コマンドを含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。図７Ｂは、リーダ／ライタ装置の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイミングを示している。図７Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、およびＩＤを含む応答を含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。 図８は、リーダ／ライタ装置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〜９Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグ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１０は、本発明の別の実施形態による、アクティブＲＦ ＩＤタグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。 図１１Ａおよび１１Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグが異なる２つのリーダ／ライタ装置に順次接近した場合におけるアクティブＲＦ ＩＤタグのキャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および応答を含むＲＦ信号の送信処理のタイミングを示している。 図１２は、リーダ／ライタ装置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１４は、本発明のさらに別の実施形態によるアクティブＲＦ ＩＤタグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。 本発明のさらに別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タグとリーダ／ライタ装置の構成を示している。
符号の説明
２０４ アクティブ型ＲＦ ＩＤタグ
２１０ 制御部
２２０ データ生成部
２４０ データ復号部
２４６ キャリア判定部
２３０ 送信部
２５０ 受信部
２６０ モード切り換え部
３０４ リーダ／ライタ装置

Claims (6)

  1. 情報処理装置に接続されていて、第１の周波数のＩＤ要求信号を送信し、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号をいつでも受信可能なように連続的な受信待ち状態をとるよう構成された読取り書込み装置と、
    メモリと、制御部と、バッテリと、時間を測定するタイマと、前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、前記ＩＤ要求信号を受信したときに前記第２の周波数の応答信号を送信する送信部と、を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置と、
    を含む、非接触情報記憶装置内の情報にアクセスするための情報アクセス・システムであって、
    第１の動作モードにおいて、前記非接触情報記憶装置の前記制御部は、第１の所定の周期毎の所定期間に、前記送信部を不動作状態にしかつ前記受信部を動作状態にして前記受信部を前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスするよう制御し、
    前記第１の動作モードにおいて、前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスしても検知できなかったとき、前記制御部は、前記キャリア・センスの前記或る所定期間と次にキャリア・センスを行うべき次の前記所定期間との間の非キャリア・センス期間において、前記受信部および前記送信部を不動作状態を維持するよう制御し、
    前記第１の動作モードにおいて、前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部は、前記受信部をさらに前記ＩＤ要求信号を受信するよう動作させ、その後第２の動作モードに移行し、
    前記第２の動作モードにおいて、前記制御部は、前記受信部を不動作状態にして、第２の所定の周期毎のそれぞれの所定の時間期間において、前記送信部を、動作状態にして前記メモリに格納された前記非接触情報記憶装置のＩＤを含む前記第２の周波数のＲＦ信号を送信するよう動作させ、前記第２の周波数のＲＦ信号が送信された後で前記送信部と前記受信部を不動作状態にし、前記第２の周波数のＲＦ信号を２回以上送信した後、前記第１の動作モードに移行することを特徴とする、
    情報アクセス・システム。
  2. 前記第１の動作モードにおいて前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知した場合に、前記制御部は、さらに、前記タイマに前記第２の所定の周期より長い所定の時間期間の測定を開始させ、前記長い所定の時間期間の経過後に前記第１の動作モードに移行することを特徴とする、請求項１に記載の情報アクセス・システム。
  3. 前記第１の所定の周期、前記第２の所定の周期および前記長い所定の時間期間は可変であり、前記読取り書込み装置から受信する前記ＩＤ要求信号は、前記ＩＤ要求とともに前記第１の所定の周期、前記第２の所定の周期および前記長い所定の時間期間の値を表す情報を含み、
    前記制御部は、さらに、前記読取り書込み装置から受信した前記第１の所定の周期、前記第２の所定の周期および前記長い所定の時間期間の値を前記タイマに設定するものであることを特徴とする、請求項２に記載の情報アクセス・システム。
  4. 前記第１の動作モードにおいて、前記制御部は、前記ＩＤ要求信号に応答して、前記受信部を不動作状態にしかつ前記送信部を動作状態にして、前記送信部を、前記メモリに格納された前記非接触情報記憶装置のＩＤを含む前記第２の周波数の応答ＲＦ信号を送信するよう動作させ、その後前記第２の動作モードに移行することを特徴とする、請求項１に記載の情報アクセス・システム。
  5. メモリと、
    バッテリと、
    時間を測定するタイマと、
    読取り書込み装置に接近したとき、前記読取り書込み装置から、第１の周波数のＩＤ要求信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、
    データでキャリアを変調して第２の周波数の応答信号を前記読取り書込み装置に送信する送信部と、
    前記受信部および前記送信部を制御する制御部と、
    を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置であって、
    第１の動作モードにおいて、前記制御部は、第１の所定の周期毎の所定期間に、前記送信部を不動作状態にしかつ前記受信部を動作状態にして前記受信部を前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスするよう制御し、
    前記第１の動作モードにおいて、前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスしても検知できなかったとき、前記制御部は、前記キャリア・センスの前記或る所定期間と次にキャリア・センスを行うべき次の前記所定期間との間の非キャリア・センス期間において、前記受信部および前記送信部を不動作状態を維持するよう制御し、
    前記第１の動作モードにおいて、前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部は、前記受信部をさらに前記ＩＤ要求信号を受信するよう動作させ、その後第２の動作モードに移行し、
    前記第２の動作モードにおいて、前記制御部は、前記受信部を不動作状態にして、第２の所定の周期毎のそれぞれの所定の時間期間において、前記送信部を、動作状態にして前記メモリに格納された前記非接触情報記憶装置のＩＤを含む前記第２の周波数のＲＦ信号を送信するよう動作させ、前記第２の周波数のＲＦ信号が送信された後で前記送信部と前記受信部を不動作状態にし、前記第２の周波数のＲＦ信号を２回以上送信した後、前記第１の動作モードに移行することを特徴とする、
    アクティブ型非接触情報記憶装置。
  6. メモリと、
    バッテリと、
    時間を測定するタイマと、
    読取り書込み装置に接近したとき、前記読取り書込み装置から、第１の周波数のＩＤ要求信号をキャリア・センスして検知するよう動作する受信部と、
    データでキャリアを変調して第２の周波数の応答信号を前記読取り書込み装置に送信する送信部と、
    前記受信部および前記送信部を制御する制御部と、
    を具えるアクティブ型非接触情報記憶装置であって、
    前記制御部は、前記タイマの時間に従って、第１の所定の周期毎の所定期間に、前記送信部を不動作状態にしかつ前記受信部を動作状態にして前記受信部を前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスするよう制御し、
    前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスしても検知できなかったとき、前記制御部は、前記キャリア・センスの前記或る所定期間と次にキャリア・センスを行うべき次の前記所定期間との間の非キャリア・センス期間において、前記受信部および前記送信部を不動作状態を維持するよう制御し、
    前記受信部が或る所定期間に前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知したとき、前記制御部は、前記受信部をさらに前記ＩＤ要求信号を受信するよう動作させ、前記ＩＤ要求信号に応答して、前記受信部を不動作状態にして、前記タイマに他の時間の測定を開始させ、第２の所定の周期毎のそれぞれの所定の時間期間において、前記送信部を、動作状態にして前記メモリに格納された前記非接触情報記憶装置のＩＤを含む前記第２の周波数の応答ＲＦ信号を送信するよう動作させ、前記第２の周波数の応答ＲＦ信号が送信された後で前記送信部と前記受信部を不動作状態にし、前記他の時間として前記第２の所定の周期より長い所定の時間期間の経過後において、前記送信部を不動作状態にして前記受信部に再び前記キャリア・センスを行わせるよう制御することを特徴とする、
    アクティブ型非接触情報記憶装置。
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