JP4985239B2 - Ｒｆタグシステム，ｒｆタグ及びタグリーダ - 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、電力が蓄積される複数の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に構成される。
すなわち、ＲＦタグは、電力蓄積部における電力の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。

そして、ＲＦタグがタグリーダで要求された動作モードで返信した応答信号で電力蓄積部についての電力蓄積量を示す情報を返信すると、タグリーダは、複数の電力蓄積部の何れかを選択させるための電源選択指令をＲＦタグに送信し、ＲＦタグは、その電源選択指令に応じてアクティブモードで使用する電力蓄積部を選択する。したがって、タグリーダは、例えばＲＦタグをアクティブモードで動作させる期間の長さに応じて電力が供給可能と判定される電源を選択させて、ＲＦタグをアクティブモードで確実に動作させることができる。

請求項２記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグは、タグリーダからの電源選択指令がなく、且つ動作モードにアクティブモードが指定されると、複数の電力蓄積部よりアクティブモードで動作可能な状態にあるものを検出して選択し、アクティブモードで動作する。そして、タグリーダに対する応答信号では、全ての電力蓄積部について電力蓄積量を示す情報を返信する。
すなわちこの場合、ＲＦタグは、アクティブモードに使用可能な電源を自身で選択するので、タグリーダがＲＦタグからの応答を繰り返し受けて、使用させるべき電力蓄積部の選択を繰り返す必要がなくなり、処理時間の短縮することができる。また、タグリーダは、ＲＦタグからの応答により全ての電力蓄積部の電力蓄積量を一括して把握できるので、電力蓄積量が多いものを優先して指定すれば通信を安定した状態で行うことができる。

請求項３記載のＲＦタグシステムによれば、ＲＦタグが備える複数の電力蓄積部のうち少なくとも１つは、電源生成部により生成された動作用電源を蓄積可能に構成されるもので、他の１つは、少なくとも最初に使用される段階で電力が蓄積された状態にある電池とする。したがって、電力蓄積部において、電源生成部により生成された電源の蓄積量が少ない場合でも、電池を選択することでＲＦタグはアクティブモードで動作することができる。

請求項５記載のＲＦタグによれば、請求項１記載のＲＦタグシステムに使用されるＲＦタグと同様に複数の電力蓄積部を備え、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に構成される。そして、タグリーダに対する応答信号において、電力蓄積部の電力蓄積量を示す情報を返信し、タグリーダより送信される電源選択指令に応じてアクティブモードで使用する電力蓄積部を複数の内から選択する。したがって、アクティブモードでの動作時間をより長くすることができる。

請求項６記載のＲＦタグによれば、タグリーダからの電源選択指令がなく、且つ動作モードにアクティブモードが指定されると、複数の電力蓄積部よりアクティブモードで動作可能な状態にあるものを検出して選択し、アクティブモードで動作する。そして、タグリーダに対する応答信号では、全ての電力蓄積部について電力蓄積量を示す情報を返信するので、請求項２と同様の効果が得られる。

請求項７記載のＲＦタグによれば、複数の電力蓄積部のうち少なくとも１つは、電源生成部により生成された動作用電源を蓄積可能に構成されるもので、他の１つは、少なくとも最初に使用される段階で電力が蓄積された状態にある電池とするので、請求項３と同様の効果が得られる。

請求項８記載のタグリーダによれば、複数の電力蓄積部の何れかを利用したアクティブモードでも動作可能に構成されるＲＦタグからの応答信号により、電力蓄積部の電力蓄積量を示す情報が返信されると、それらの情報に基づいて、ＲＦタグにアクティブモードで使用する電力蓄積部を選択させるコマンドを送信する。したがって、例えばＲＦタグをアクティブモードで動作させる期間の長さに応じて電力が供給可能と判定される電源を選択することで、ＲＦタグをアクティブモードで確実に動作させることができる。

（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。

更に、ＲＦタグ１はバッテリ（電力蓄積部）４０を備えている。バッテリ４０は、例えば一次電池であり、外部より交換可能となるように内蔵されている。そして、電源生成部４，電源蓄積部５，バッテリ４０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１つが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，バッテリ４０より出力される電源の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３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２次電池の端子電圧レベルにより検出することができ、バッテリ４０の電力蓄積量も、そ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，或いはリーダライタ２より送信される電源選択コマンド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（ＲＷ）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。

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に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又はバッテリ４０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又はバッテリ４０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。

また、図５（ａ）（３）は、ＲＦタグ１のＩＤを指定する情報を含むと共に、ＲＦタグ１の電源蓄積部５，バッテリ４０の何れかを指定する「電源番号」を含む送信フレームである。リーダライタ２は、「電源番号」により何れかを指定することで、「コマンド」に応じて電力蓄積量の情報を取得する場合と、ＲＦタグ１をアクティブモード，又はセミパッシブモードで動作させる場合に使用する電源を選択させる場合とがある。例えば電源番号「２」は電源蓄積部５を指定し、電源番号「３」は、バッテリ４０を指定するものとする。

図５（ｂ）（１）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又はバッテリ４０の端子電圧Ｖ２又はＶ３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。
図５（ｂ）（２）は、リーダライタ２が電源番号を指定しなかった場合に、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、図５（ｂ）（１）のフレーム構成における「タグ電力」に替えて、ＲＦタグ１が内蔵する全ての電源蓄積部の「電源番号」並びにそれらの「電力量」を含むようになっている。

次に、本実施例の作用について図６及び図７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）、応答データを生成すると（ステップＳ１１，この場合、図５（ａ）（２）のフレーム）、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）、送信フレームにおいて電源番号が指定されているか否かを判断する（ステップＳ１３）。電源番号の指定があれば（ＹＥＳ）、送信フレームで指定されている電源番号が「２」であるか否かを判断する（ステップＳ２ａ）。電源番号が「２」であれば（ＹＥＳ：電源蓄積部５を選択）、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）、応答データを生成する（ステップＳ１２，この場合、図５（ｂ）（１）のフレーム）。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。

また、ステップＳ２ａにおいて、電源番号が「３」であれば（ＮＯ：バッテリ４０を選択）、電圧検出部７により検出されるバッテリ４０の電源電圧Ｖ３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Ｓ８ａ）。Ｖ３≧Ｖａであれば（ＹＥＳ）、制御部８は、電源選択部６によりバッテリ４０の電源Ｖ３を選択し（ステップＳ８ｂ）、続いてステップＳ９ａに移行する。
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又はバッテリ４０の電源Ｖ３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。

更に、ステップＳ１３において、リーダライタ２からの送信フレームに電源番号の指定がなかった場合（ＮＯ）、制御部８は、電源蓄積部５並びにバッテリ４０の電源電圧Ｖ２，Ｖ３を検出する（ステップＳ１４）。それから、続くステップＳ１５，Ｓ１６においてステップＳ８，Ｓ９と同様の処理を行うと、ステップＳ１７で応答データを生成し（この場合、図５（ｂ）（２）のフレーム）、ステップＳ９ａに移行する。また、ステップＳ１５で「ＮＯ」と判断すると、ステップＳ１８，Ｓ１９においてステップＳ８ａ，Ｓ８ｂと同様の処理を行ってからステップＳ１７に移行する。

図７は、図６に示す処理でリーダライタ２がＲＦタグ１に、アクティブモード又はセミパッシブモードで使用する電源を選択させる前段階の処理も併せて示す、両者間の通信シーケンスの一例である。先ず、リーダライタ２は、（１）ＲＦタグ１に対して電源番号「２」を指定し、電源蓄積部５の電力情報の返信をリクエストする。すると、ＲＦタグ１は、そのリクエストに対する応答において電源蓄積部５の電力情報を返信する。次に、リーダライタ２は、（２）電源番号「３」を指定してバッテリ４０の電力情報の返信をリクエストし、ＲＦタグ１は、応答においてバッテリ４０の電力情報を返信する。但し、バッテリ４０の電力が常に十分であることを前提とする場合は、（２）のリクエストを行う必要はない。

リーダライタ２は、ＲＦタグ１を以降にアクティブモード又はセミパッシブモードで動作させる場合に、その稼動想定時間に対して電源蓄積部５の電力蓄積量が不十分であると判断したとする。すると、リーダライタ２は、（３）電源番号「３」を指定し、アクティブモード又はセミパッシブモードで使用する電源にバッテリ４０を選択させるリクエストを行う。この場合、図６のフローにおいては、
ステップＳ２ａ：ＮＯ→ステップＳ８ａ：ＹＥＳ（であれば）→ステップＳ８ｂ
となり、ＲＦタグ１は、バッテリ４０を動作用電源として選択する。そして、ステップＳ７での応答において、バッテリ４０を選択した結果を返信することになる。
また、例えば図７において、リーダライタ２が、電源蓄積部５，バッテリ４０の何れの電力も不足していると判断した場合は、（３）においてＲＦタグ１にパッシブモードでの動作を指定することも可能である（その選択が可能な状況の場合）。

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、その動作用電源電力を蓄積する電源蓄積部５と、バッテリ４０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又はバッテリ４０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ＲＦタグ１に応答方式を指定するコマンドを送信すると、ＲＦタグ１は、そのコマンドを受信して、電源蓄積部５又はバッテリ４０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、その応答信号によって、ＲＦタグ１のタグＩＤと前記電力蓄積量を示す情報とを送信するようにした。したがって、ＲＦタグ１は、電源蓄積部５又はバッテリ４０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が選択可能であり、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又はバッテリ４０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又はバッテリ４０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又はバッテリ４０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、ＲＦタグ１は、リーダライタ２に対する応答信号で電源蓄積部５又はバッテリ４０について電力蓄積量を示す情報を返信すると、リーダライタ２は、電源蓄積部５又はバッテリ４０の何れかを選択させるための電源選択指令をＲＦタグ１に送信し、ＲＦタグ１は、その電源選択指令に応じてアクティブモード又はセミパッシブモードで使用する電源を選択する。
したがって、リーダライタ２は、例えばＲＦタグ１をアクティブモードで動作させる期間の長さに応じて電力が供給可能と判定される電源を選択させて、ＲＦタグ１をアクティブモードで確実に動作させることができる。また、電源の１つをバッテリ４０とすることで、電源蓄積部５の電力蓄積量が少ない場合でも、バッテリ４０を選択すればＲＦタグ１はアクティブモードで動作することができる。

更に、ＲＦタグ１は、リーダライタ２からの電源選択指令がなく、且つ動作モードにアクティブモードが指定されると、電源蓄積部５，バッテリ４０よりアクティブモードで動作可能な状態にあるものを検出して選択し、アクティブモードで動作する。そして、リーダライタ２に対する応答信号では、電源蓄積部５，バッテリ４０双方の電力蓄積量を示す情報を返信する。
この場合、ＲＦタグ１は、アクティブモードに使用可能な電源を自身で選択するので、リーダライタ２がＲＦタグ１からの応答を繰り返し受けて、使用させるべき電源の選択を繰り返す必要がなくなり、処理時間の短縮することができる。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，バッテリ４０双方の電力蓄積量を一括して把握できるので、電力蓄積量が多いものを優先して指定すれば通信を安定した状態で行うことができる。

尚、本実施例の場合、ＲＦタグ１がバッテリ４０を備えるとしても、電力蓄積量が十分である限りは電源蓄積部５を優先して使用し、バッテリ４０は、電源蓄積部５の電力蓄積量が不十分である場合に使用するので、バッテリ４０の交換頻度は、従来構成よりも極めて少なくなることは明らかである。

（第２実施例）
図８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、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て行う。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２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。
また、例えば荷物３１の搬送途中に何らかの理由でコンベアが所定時間停止し、荷物３１の搬送に予定よりも時間を要した結果、ＲＦタグ１における電源蓄積部５の電力が過剰に消費された場合でも、動作用電源をバッテリ４０側に切り替えれば、アクティブモードでの通信を継続することができる。

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。
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２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自身が推定を行っても良い。

バッテリ４０は、一次電池に限ることなく、最初から充電された状態にある二次電池であっても良い。その場合、ＲＦタグ１が受信している電力に自身が動作するのに必要とする以上の余裕がある時には、前記二次電池に充電を行うように構成しても良い。
また、バッテリ４０に替えて、電源蓄積部５と同じものを配置しても良い。
電力蓄積部を３つ以上備えても良い。
リーダライタ２が電源番号を指定せず、ＲＦタグ１がアクティブモードで使用する電源を自律的に選択する場合に、アクティブモードの動作可能電圧Ｖａ以上で電圧が最も高い電源を選択するようにしておけば、通信をより安定して行うことができる。

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 リーダライタとＲＦタグとの通信シーケンスの一例を示す図 本発明の第２実施例を示すシステム構成図

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、４０はバッテリ（電力蓄積部，電池）を示す。

Claims (8)

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、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、電力が蓄積される複数の電力蓄積部と、これら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、前記タグリーダで要求された動作モードで返信した応答信号において、前記電力蓄積部についての電力蓄積量を示す情報を返信し、
   前記タグリーダは、前記複数の電力蓄積部の何れかを選択させるための電源選択指令を前記ＲＦタグに送信し、
   前記ＲＦタグは、前記電源選択指令に応じて、前記アクティブモードにおいて使用する電力蓄積部を選択することを特徴とするＲＦタグシステム。
2. 前記ＲＦタグは、前記タグリーダからの電源選択指令がなく、且つ動作モードにアクティブモードが指定された場合は、前記複数の電力蓄積部よりアクティブモードで動作可能な状態にあるものを検出して選択するとアクティブモードで動作し、
   前記タグリーダに対する応答信号において、全ての電力蓄積部について電力蓄積量を示す情報を返信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. 前記ＲＦタグが備える前記複数の電力蓄積部のうち少なくとも１つは、前記電源生成部により生成された動作用電源を蓄積可能に構成されるもので、他の１つは、少なくとも最初に使用される段階で電力が蓄積された状態にある電池であ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. 請求項１乃至３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。
5. 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、
   電力が蓄積される複数の電力蓄積部と、
   これら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、
   前記タグリーダで要求された動作モードで返信した応答信号において、前記電力蓄積部についての電力蓄積量を示す情報を返信し、
   前記タグリーダより送信される電源選択指令に応じて、前記アクティブモードにおいて使用する電力蓄積部を、前記複数の内から選択することを特徴とするＲＦタグ。
6. 前記タグリーダからの電源選択指令がなく、且つ動作モードにアクティブモードが指定された場合は、前記複数の電力蓄積部よりアクティブモードで動作可能な状態にあるものを検出して選択するとアクティブモードで動作し、
   前記タグリーダに対する応答信号において、全ての電力蓄積部について電力蓄積量を示す情報を返信することを特徴とする請求項５記載のＲＦタグ。
7. 前記複数の電力蓄積部のうち少なくとも１つは、前記電源生成部により生成された動作用電源を蓄積可能に構成されるもので、他の１つは、少なくとも最初に使用される段階で電力が蓄積された状態にある電池であることを特徴とする請求項５又は６記載のＲＦタグ。
8. パッシブモード，並びに内蔵されている複数の電力蓄積部の何れかを利用したアクティブモードの何れでも動作可能に構成されるＲＦタグと電磁波を用いて通信を行うタグリーダにおいて、
   前記ＲＦタグからの応答信号により前記電力蓄積部の電力蓄積量を示す情報が返信されると、それらの情報に基づいて、前記ＲＦタグに対し、前記アクティブモードにおいて使用する電力蓄積部を選択させるコマンドを送信することを特徴とするタグリーダ。

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