JP4968433B2 - 非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置および非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステム - Google Patents
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更に詳しくは、ICタグ、RFID、ICタグシステム、RFIDシステム、センサネットワーク等に関する。
そして、このような中、データを搭載したICチップを、アンテナコイルと接続した、シート状ないし札状の非接触式のICタグが、近年、種々提案され、商品や包装箱等に付け、万引き防止、物流システム、商品管理等に利用されるようになってきた。
勿論、ICを持たない単なる共振タグも物品の存在感知に用いられている。
センサによる測定データを蓄積するメモリを搭載せずに、センサによる測定データを送信する送信動作のみを行う第1のセンサ付きICタグの場合、サンサによる測定データを蓄積するメモリを搭載し、センサによる測定データを送信する送信動作のみを行う第2のセンサ付きICタグの場合、いずれも、受信機が通信距離内にあれば、リアルタイムにホスト側にデータを送信できるが、受信機が通信距離内にないとセンサの測定データの閲覧ができない。
送信のみであるため、データの再送要求やメモリ内クリア要求等を受信することが不可能である。
センサによる測定データを蓄積するメモリを搭載し、送受信ICを備えた第3のセンサ付ICタグの場合、受信機が通信距離内になくても測定データを保存可能で、あとでデータの閲覧が可能であるが、電池を搭載してこれを電源としてデータの通信のための回路の動作を行う、アクティブ型の場合、受信待機状態の電流が大きいため、電池の消費が非常に早いという問題がある。
センサによる測定データを蓄積するメモリを搭載し、接触式スイッチを使用し、そのスイッチ動作によりデータの通信を行う第4のセンサ付ICタグの場合、受信機が通信距離内になくても測定データを保存可能で、あとでデータの閲覧が可能で、アクティブ型であっても受信時の電池の消費を低く抑えることができるが、接触式スイッチを用いているため、ハウジングすることができなかったり、使用する環境が限られていた。
また、この場合は、ICタグの設定やICタグへの要求は、物理的に該接触式スイッチの回路を遮断するなどしないと、簡単に、行うことができない。
また、メモリを搭載し、送受信用のICチップを用いた場合においても、常時受信待機するタイプの場合、ICタグが待機電流を消費してしまい、電池の消費が大きくなるという問題がある。
このタイプの場合、接触式スイッチを用いて電池の消費の抑制をはかることはできるが、ハウジングすることができなかったり、ICタグの設定やICタグへの要求は、物理的に該接触式スイッチの回路を遮断するなどしないと、簡単に、行うことができないという問題があった。
本発明はこれらに対応するもので、センサ部を搭載したアクティブ型のICタグにおいて、送信用のICチップ(制御部のこと)を用いた場合において、電池の消費の抑制をはかることができ、且つ、小型化にも対応してハウジングすることができる非接触型データキャリア装置を提供しようとするものである。
具体的には、所定の制御用信号の入力スイッチとなる非接触式スイッチと、該非接触式スイッチを介して制御用信号入力を受信し、前記制御部に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送る制御用信号受信部とを備えた非接触型データキャリア装置を提供しようとするものである。
特に、前記制御用信号受信のための、前記非接触式スイッチと制御用信号受信部とが、制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うための各部とは、別のものである非接触型データキャリア装置を提供しようとするものである。
同時にそのような非接触型データキャリア装置を用いた、センサシステムを提供しようとするものである。
そして、上記の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置であって、前記所定の処理動作が、メモリ内のIDや測定データ等のデータの送信要求の処理動作、あるいは、各種の設定要求の処理動作の、1以上を含むものであることを特徴とするものである。 また、上記いずれかの非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置であって、前記センサ部が、湿度、照度、加速度などの各種状態を検知する検知センサであることを特徴とするものである。
そして、上記の非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステムであって、前記データ受信部と前記制御用信号送信部と、これらを関連付けて制御する制御部とを一体として備えていることを特徴とするものである。
本発明の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置は、このような構成にすることにより、センサ部を搭載したアクティブ型のICタグにおいて、送信用のICチップ(制御部のこと)を用いた場合において、電池の消費の抑制をはかることはでき、且つ、小型化にも対応してハウジングすることができる非接触型データキャリア装置の提供を可能としている。
具体的には、センサ部と、該センサ部により得られたデータを保存するメモリ部と、該メモリ部の情報を送信するための送信部と、上記各部を関連つけて制御する制御部とを備え、該制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うものであり、所定の制御用信号の入力スイッチとなる非接触式スイッチと、該非接触式スイッチを介して制御用信号を受信し、前記制御部に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送る制御用信号受信部とを備えており、前記制御部は、制御用信号受信部から送られた起動指示信号を受け取り起動し、制御用信号の内容に対応する所定の処理動作を行うものであり、前記制御用信号受信のための、前記非接触式スイッチと制御用信号受信部は、前記制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うための各部から、回路的に独立しており、前記非接触式スイッチは、共振タグであり、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせ、制御用信号を受信するもので、且つ、該共振回路の共振周波数は、前記制御部に制御されてセンサ部により得られたデータの送信等のデータ通信を行う際の周波数と、異なっていることにより、これを達成している。
また、前記所定の処理動作が、メモリ内のIDや測定データ等のデータの送信要求の処理動作、あるいは、各種の設定要求の処理動作の、1以上を含むものである、請求項2の発明の形態とすることにより、制御用信号の内容に対応する所定の種々の処理動作を行うことを可能にしている。
所定の制御用信号の入力スイッチとなる非接触式スイッチと、該非接触式スイッチを介して制御用信号を受信し、前記制御部に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送る制御用信号受信部とを備えており、前記制御部は、制御用信号受信部から送られた起動指示信号を受け取り起動し、制御用信号の内容に対応する所定の処理動作を行うものであり、例えば、制御部への入力(制御用信号受信部の出力でもある)が、所定の立ち上がり電圧で制御部が駆動され、所定入力のパターン、例えば、1010の繰り返しで、センサ部のデータを送信部を介して送信する処理動作を行う。そして、所定の立ち上がり電圧で制御部が駆動され、別の所定入力のパターン、例
えば、1000の繰り返しでセンサ部のデータを記録するメモリの内容を初期状態に設定する。
そしてまた、所定の立ち上がり電圧で制御部が駆動され、更に別の所定入力のパターンで他の設定を行う。
即ち、センサ部のデータの送信のためのICチップ(制御部がこれに相当する)を用いずに、メモリ内のセンサ部の測定データの送信要求や各種設定要求等は、内部にある非接触式スイッチに制御用信号が入力されたときのみ行うため、非接触で、且つ、前記ICチップの待機時の消費電流を格段に抑制することができ、電源を長期間使用することを可能としている。
センサ部の測定データを、常時送信するのではなく、ユーザーの必要時に送信させることが可能となり、膨大なデータ量に対しても消費電流を抑制することが可能となり、電源を長期間使用することを可能としている。
センサ部の測定したデータを受信部にて正確に受信できなかった場合には、制御用信号受信のためのインターフェース部を介して、非接触で再送の要求が可能であり、また正確に受信できた場合には、メモリ内クリア要求にてメモリ内をクリアすることができるため、正確なデータの取得が可能である。
また、タグに対して各種設定を行うことができるため、リユースが可能である。
勿論、各種設定や処理動作の要求は物理的に回路を遮断することなくできるものとしている。
なおまた、非接触式スイッチを用いているため、完全に密封した状態でも使用することができ、使用する環境に依存することがない。
前記非接触式スイッチは、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせるもので、該共振回路の共振周波数は、前記制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信等のデータ通信を行う際の周波数と、異なっており、前記非接触式スイッチは、共振タグである。
これにより、比較的簡単に非接触式スイッチを形成可能である。
特に、前記センサ部が、湿度、照度、加速度などの各種状態を検知する検知センサである、請求項3の発明の形態の場合、汎用的に広く用いることができ、有効である。
同時に、そのような非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置を物品に添付して利用できるセンサシステムの提供を可能にした。
図1(a)は本発明の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置の実施の形態の1例とそれを用いたセンサシステムを示した概略構成図で、図1(b)は制御部への起動信号の1例を示した図で、図1(c)は制御用信号の1例を示した図で、図2は受信部と制御用信号送信部とを1体とした受信機を用いたセンサシステムを示した概略構成図で、図3は本発明の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置の利用と処理動作とを関連付けて順に示したフロー図である。
尚、図3中、S1〜S8は動作ステップを示している。
図1〜図3において、10は非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置、11は制御部、12は送信部、13はセンサ部、14はメモリ部、15は電源部、16は制御信号受信部、17は非接触式スイッチ、20、20Aは受信機、21、21Aは受信部、22、22Aは制御部、23Aは制御信号送信部、30、30Aは制御信号送信機、31、31Aは制御信号送信部である。
本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10は、図1(a)に示すように、センサ部13と、該センサ部13により得られたデータを保存するメモリ部14と、該メモリ部の情報を送信するための送信部15と、上記各部を関連つけて制御する制御部11とを備え、該制御部14に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行う、アクティブ型の非接触型データキャリア装置である。
ここでは、電源部15は、センサ部13の動作用の電源およびメモリ部のデータの送信を行うデータ通信のための電源として用いられる。
本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10は、特に、制御部11に制御されて、センサ部13により得られたデータの送信を行うための送信部とは別に、所定の制御用信号受信のための、非接触式スイッチ17と制御用信号受信部16を備えており、制御用信号受信のための、非接触式スイッチ17と制御用信号受信部16は、制御部11に制御されて、センサ部13により得られたデータの送信を行うための各部から、回路的に独立している。
本例では、非接触式スイッチ17として、共振タグを用いており、その共振回路の共振周波数を、制御部11に制御されて、センサ部13により得られたデータの送信等のデータ通信を行う際の周波数と、異ならせている。
これにより、センサ部のデータの送信と制御用信号の受信における信号の衝突を回避できる。
例えば、データの送信等のデータ通信の周波数を315MHzとし、共振タグの共振周波数を13.56MHzとする。
尚、ここでは、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせるが、小型で、消費電力が少ない非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置が実現でき、ハウジングが可能であれば、この方式のものに限定はされない。
非接触式スイッチ17は所定の制御用信号の入力スイッチとなるものであり、また、制御用信号受信部17は、非接触式スイッチ17を介して制御用信号を受信し、制御部11に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送るものである。
制御部11は、制御用信号受信部16から送られた起動指示信号を受け取り起動し、制御用信号の内容に対応する所定の処理動作を行うもので、単にプロセッサとも呼ばれ、ICチップからなり、ここでは、制御部11の管理の下でメモリ部13のデータの送信を送信部12を介して行うため、これを、データ通信用のICチップとも言う。
制御部11は、起動指示信号、制御用信号を受け取らない間は、制御用信号に対応する処理動作は行わない。
送信部12は、送信回路、アンテナコイル等からなる。
センサ部13は、ここでは、温度センサであるが、制御部11の管理の下、所定の間隔あるいは所定の時刻に検知された温度をメモリ部14に保存する。
メモリ部14は、不揮発性の読み込み書き込みが可能なもので、ここでは制御部とは別体のICメモリからなる。
例えば、図1(b)に示すように、制御部11への入力(制御用信号受信部16の出力でもある)が、所定の立ち上がり電圧V1で制御部が起動され、図1(c)に示すような入力パターン(ここでは1010の繰り返し)の制御用信号を受け取り、センサ部13にて得られたメモリ14のデータを送信部12を介して送信する処理動作を行う。
制御用入力に対応した所定の処理動作としては、メモリ部14内のIDや測定データ等のデータの送信要求の処理動作、あるいは、各種の設定要求の処理動作が挙げられる。
尚、起動指示信号と制御用信号とを別にしても、一体的にしても良い。
制御用信号送信機30から制御用信号が非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10に送信されると、非接触式スイッチ17がスイッチ動作して制御用信号受信部16へ制御用信号が受信される。
そして、更に、制御用信号受信部16から、起動信号、制御用信号を制御部11が受けとり、制御部11の管理の下、送信部12を介して、メモリ部14のデータが送信され、外部の受信機20の受信部にて、送信されたデータが受信される。
図1(a)に示すセンサシステムは、受信機20と制御用信号送信機30とを別体としている形態であるが、これらを一体とした受信機を用いても良い。
即ち、場合によっては、図2に示すように、データ受信部21と制御用信号送信部23と、これらを関連付けて制御する制御部22とを一体として備えている受信機20を備えたセンサシステムとしても良い
図3は、物品を搬送する際に、本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10を該物品に添付して、搬送における物品の温度変化を、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10のセンサ部13により検知され得た温度値をもとに知り、これをもとに物品の温度変化が所定の許容範囲にあるか否かを知るためのセンサシステムで、前記図1(a)に示す制御信号送信機と同様の制御信号送信機30Aと図2に示す受信機20と同様の受信機20Aを共に用いたセンサシステムにおけるフロー図である。
先ず、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10を搬送する物品に添付する。(S1〜S2)
次いで、搬送前に制御信号送信機30Aが、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10に対し、メモリ部13内クリアの処理動作、時間リセットの処理動作の要求の制御用信号を含む信号を送信すると、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10は、非接触式スイッチ17のスイッチ動作して制御信号受信部16が制御用信号を受信する。(S3)
そして、制御信号受信部16が、得られた起動信号やこれらの制御用信号を制御部11に送ると、制御部11はこれらの制御用信号に対応した処理動作を行う。(S4)
ここでは、メモリ部13内クリアの処理動作、時間リセットの処理動作を行う。
この状態で物品は搬送される。(S5)
目的の場所に搬送されると、そこで、受信機20Aにてメモリ13部内のデータを送信する処理動作を要求する制御用信号を含む信号を、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10に対して送信されると、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10は、非接触式スイッチ17のスイッチ動作して制御信号受信部16が制御用信号を受信する。(S6)
そして、制御信号受信部16が、得られた起動信号や制御用信号を制御部11に送ると、制御部11はこれらの制御用信号に対応した処理動作を行う。(S7)
ここでは、メモリ13部内のデータを送信する処理動作を行う。
このようにして、受信機20Aにより得られたデータにより、搬送途中の温度変化を把握することができる。
更に、このように搬送された物品から非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10をはずして、再利用することができる。(S8)
図1(a)に示す本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置においては、データの送信等のデータ通信の周波数も13.56MHzに限定されるものではない。 図1(a)に示す本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10は、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせているが、これに代え、磁気回路を動作させてスイッチ動作を行わせる形態や、超音波を使用してスイッチ動作を行わせる形態や、光を使用してスイッチ動作を行わせる形態や、赤外線を使用してスイッチ動作を行わせる形態も挙げられる。
また、図1(a)に示す本例の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10に更に他の機能、例えば、データの送信の他にデータの受信を行うための、受信部を設けた形態も挙げられる。
この場合には、図1(a)や図2に示すセンサシステムにおいて、受信機20に更に送信機を配する、あるいは、受信機20と送信機を一体化した送受信機を配して、非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置10とデータの送受信を行うことができる。
11 制御部
12 送信部
13 センサ部
14 メモリ部
15 電源部
16 制御信号受信部
17 非接触式スイッチ
20、20A 受信機
21、21A 受信部
22、22A 制御部
23A 制御信号送信部
30、30A 制御信号送信機
31、31A 制御信号送信部
Claims (5)
- センサ部を搭載したアクティブ型の非接触型データキャリア装置であって、前記センサ部と、該センサ部により得られたデータを保存するメモリ部と、該メモリ部の情報を送信するための送信部と、上記各部を関連つけて制御する制御部とを備え、該制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うものであり、所定の制御用信号の入力スイッチとなる非接触式スイッチと、該非接触式スイッチを介して制御用信号を受信し、前記制御部に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送る制御用信号受信部とを備えており、前記制御部は、制御用信号受信部から送られた起動指示信号を受け取り起動し、制御用信号の内容に対応する所定の処理動作を行うものであり、前記制御用信号受信のための、前記非接触式スイッチと制御用信号受信部は、前記制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うための各部から、回路的に独立しており、前記非接触式スイッチは、共振タグであり、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせ、制御用信号を受信するもので、且つ、該共振回路の共振周波数は、前記制御部に制御されてセンサ部により得られたデータの送信等のデータ通信を行う際の周波数と、異なっていることを特徴とする非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置。
- 請求項1記載の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置であって、前記所定の処理動作が、メモリ内のIDや測定データ等のデータの送信要求の処理動作、あるいは、各種の設定要求の処理動作の、1以上を含むものであることを特徴とする非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置。
- 請求項1ないし2のいずれか1項に記載の非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置であって、前記センサ部が、湿度、照度、加速度などの各種状態を検知する検知センサであることを特徴とする非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置。
- アクティブ型の非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステムであって、センサ部と、該センサ部により得られたデータを保存するメモリ部と、該メモリ部の情報を送信するための送信部と、上記各部を関連つけて制御する制御部とを備え、該制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うもので、所定の制御用信号の入力スイッチとなる非接触式スイッチと、該非接触式スイッチを介して制御用信号を受信し、前記制御部に、その起動の指示のための起動指示信号や所定の処理動作指示のための制御用信号を送る制御用信号受信部とを備え、前記制御部は、制御用信号受信部から送られた起動指示信号を受け取り起動し、制御用信号の内容に対応する所定の処理動作を行うものであり、前記制御用信号受信のための、前記非接触式スイッチと制御用信号受信部は、前記制御部に制御されて、センサ部により得られたデータの送信を行うための各部から、回路的に独立しており、前記非接触式スイッチは、共振タグであり、共振回路を動作させてスイッチ動作を行わせ、制御用信号を受信するもので、且つ、該共振回路の共振周波数は、前記制御部に制御されてセンサ部により得られたデータの送信等のデータ通信を行う際の周波数と、異なっている非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置と、前記非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置からデータを受信するデータ受信部と、前記非接触式スイッチ付き非接触型データキャリア装置に制御用信号を送信する制御用信号送信部とを有することを特徴とする非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステム。
- 請求項4記載の非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステムであって、前記データ受信部と前記制御用信号送信部と、これらを関連付けて制御する制御部とを一体として備えていることを特徴とする非接触型データキャリア装置を用いたセンサシステム。
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