JP4992971B2 - センサによる検出値を蓄積するアクティブ非接触情報記憶装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触で情報の読取り書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、センサを有しセンサによる検出値を蓄積する省電力型のアクティブ型のＲＦ ＩＤタグまたは非接触ＩＣカードに関する。

バッテリ給電型すなわちアクティブ・タイプのＲＦＩＤ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および情報を搬送する所定の周波数の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ＲＦＩＤ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ＲＦＩＤ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ＲＦＩＤタグがある。

周囲の環境における物理的量を検出するセンサを有しそのような複数の検出値のデータを蓄積するアクティブＲＦＩＤタグを、リーダ／ライタ装置によって読み取ることによって、ＩＤと共に検出値データを収集することができる。

２０００年４月２１日付けで公開された特開２０００−１１３１３０号公報（Ａ）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（Ａ）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

２００１年３月１５日付けで公開された国際公開公報ＷＯ０１／１７８０４（Ａ１）（米国特許６８２８９０５Ｂ２に対応）には、自動車の空気タイヤにおける圧力を監視し無線で信号送信するシステムが記載されている。このシステムは、自動車のホイールの空気タイヤにおける圧力または圧力の変化を監視し無線で信号送信する。そのシステムは、自動車に設けられ少なくとも１本のアンテナが設けられた受信機ユニットと、空気タイヤに設けられていてタイヤ圧力信号を測定、評価および送信するユニットと、からなる。その送信ユニットは、圧力の変化が閾値を超えない場合は、圧力信号は送信されない。それによって電気が節約される。
ＷＯ０１／１７８０４

前述のＷＯ０１／１７８０４のシステムでは、バッテリの電力残量に関係なく測定値の変化量が閾値を超えたかどうかにのみ応じて信号が送信され、従ってバッテリ電力残量がなくなるとシステムは突然動作しなくなる。

発明者たちは、バッテリの電力残量（残電力）に応じて、ＲＦ ＩＤタグの検出動作モードを変化させれば、バッテリ稼働時間を長くすることができ、電力残量が低くなってもＲＦ ＩＤタグから少なくとも最小限のデータを取得できると認識した。

本発明の目的は、バッテリの電力残量に応じて、動作モードを変えることができるアクティブ型非接触情報記憶装置を実現することある。

本発明の別の目的は、アクティブ型非接触情報記憶装置におけるバッテリ稼働時間を長くすることである。

本発明の特徴によれば、読取り書込み装置によって読み取り及び／又は書き込み可能なアクティブ型非接触情報記憶装置は、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、その読取り書込み装置から、第１の周波数の情報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その読取り書込み装置に送信する送信部と、その受信部およびその送信部を制御する制御部と、物理的な量または状態を検出して対応する検出データを保持するセンサ部と、そのバッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、その電力残量検出部によって検出されたそのバッテリの電力残量に応じて検出データ用の閾値を決定する閾値設定部と、その決定された閾値に従ってそのセンサ部からの検出データを処理する比較部とを含み、その電力残量検出部によって検出されたそのバッテリの電力残量に応じて動作モードを決定する電力管理部と、を具えている。その制御部は、その決定された動作モードに従って、所定のタイミングでその受信部、そのセンサ部またはその電力残量検出部を動作させる。間欠的に発生する所定の休止期間において、その制御部は、その送信部、その受信部、そのセンサ部、そのメモリおよびその電力残量検出部を不動作状態にする。その電力管理部は、その決定された動作モードに従って決定されたそのセンサ部からの所要の検出データをそのメモリに格納させる。その制御部は、その受信部を、所定期間にその第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう制御する。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情報要求信号を受信するよう動作させ、その情報要求信号に応答して、その送信部を、そのメモリに格納されたデータを搬送するその第２の周波数の応答信号を送信するよう動作させる。

本発明は、さらに、上述のアクティブ型非接触情報記憶装置を実現するためのプログラムに関する。

本発明によれば、バッテリの電力残量に応じてアクティブ型非接触情報記憶装置の動作モードを変えることができ、アクティブ型非接触情報記憶装置におけるバッテリ稼働時間を長くすることができる。

図１は、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２Ａは、リーダ／ライタ装置のタグ情報要求コマンドを搬送するＲＦ信号の送信処理のタイムチャートを示している。図２Ｂは、リーダ／ライタ装置２の受信待ち状態および受信ＲＦ信号の受信処理のタイムチャートを示している。図２Ｃ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搬送するＲＦ信号の送信処理のタイムチャートを示している。 図３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４Ａおよび４Ｂ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５は、本発明の原理による、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タグの構成を示している。 図６Ａ〜６Ｃは、バッテリのそれぞれの異なる電力残量における、アクティブＲＦ ＩＤタグのセンス、比較、キャリア・センス、受信ＲＦ信号の受信処理、および応答を搬送するＲＦ信号の送信処理のタイムチャートを示している。 図７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タグの構成を示している。 図８は、バッテリの検出電圧に応じた、比較の閾値および検出動作モード（オン／オフ）の関係を表すテーブルの例を示している。 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、アクティブ型非接触情報記憶装置としてアクティブＲＦ ＩＤタグの構成を示している。 図１１は、バッテリの検出電圧に応じた、温度センサとしてのセンサの検出値の分解能および検出動作モード、およびＲＦ ＩＤタグの動作モードの関係を表すテーブルの例を示している。 図１２Ａ〜１２Ｃ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。 . .

本発明の非限定的な実施形態を、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、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２０２とリーダ／ライタ装置３０２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２０２の代わりに、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２と同様の構成を有する非接触ＩＣカードを用いてもよい。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。代替構成として、認証を行わなくてもよく、また、送信データを暗号化しなくてもよい。

アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２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）等のデータを暗号化しその暗号データを符号化して符号化データを生成するデータ生成部２２２と、データ生成部２２２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ｆ_２または相異なる周波数ｆ_２ｉ（ｎ＝１、２、．．．ｎ）のＲＦ信号を送信する送信部（ＴＸ）２３０と、周波数ｆ_１のＲＦ信号を受信して復調してベ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復号しその復号データを暗号解読して解読データを生成するデータ復号部２４２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等に電力を供給するバッテリ２９０と、を具えている。周波数ｆ_１およびｆ_２は、例えばそれぞれ３００ＭＨｚおよび３０１ＭＨｚである。周波数ｆ_２ｉは、例えば３０１ＭＨｚ、３０２ＭＨｚ、．．．．３０５ＭＨｚである。送信部（ＴＸ）２３０の送信出力は、例えば１ｍＷ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、送信タイムスロットをランダムに選択するための乱数を発生する乱数発生部２１１と、送信周波数ｆ_２ｉを切り換える周波数切り換え部２１２と、送信タイミングを調整するためのタイミング調整部２１３とを含んでいる。

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２２２と、送信部２３０と、受信部２５０と、データ復号部２４２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。制御部２１０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２０２のタグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、認証用のシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）および暗号鍵／復号鍵Ｋｅ、現在の時刻Ｔ、リーダ／ライタ装置３０２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、キャリア・センスの周期Ｔｓ、受信処理持続時間、送信周期、送信持続時間、等の情報を格納している。メモリ２１４は、現在の時刻Ｔ、システムＩＤおよび暗号鍵／復号鍵Ｋｅを、データ生成部２２２およびデータ復号部２４２に供給する。これらの情報は、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。メモリ２１４におけるこれらの情報は、制御部２１０の制御の下で格納され、更新される。

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。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。ここでは、所定の暗号方式を共通鍵暗号方式として説明するが、公開鍵暗号方式であってもよい。

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２０２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秒といった所定のキャリア・センス周期Ｔｓ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、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２２２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暗号化方式でそれを暗号化し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んでいてもよい。データ復号部２４２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その復号データを所定の暗号化方式に従って暗号解読しその解読データをデータ生成部２２２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３０２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そのデータを暗号化しその暗号データを符号化して符号化データを生成するデータ生成部３２２と、データ生成部３２２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ｆ_１のＲＦ信号を送信する送信部（ＴＸ）３３０と、周波数ｆ_２またはｆ_２１〜ｆ_２ｎ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復号しその復号データを暗号解読してベースバンド解読データを生成し、その解読データを制御部３１０に供給するデータ復号部３４２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。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。

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。

制御部３１０は、ホスト・コンピュータからのタグＩＤまたはタグ情報の要求コマンド（以下、単にタグ情報要求コマンドという）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３２２に供給する。そのデータは、ＲＦ ＩＤタグ２０２の使用すべき送信周波数ｆ_２またはｆ_２ｉ、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２Ａは、リーダ／ライタ装置３０２のタグ情報要求コマンド（ＣＭＤ）を搬送するＲＦ信号の送信処理４２のタイムチャートを示している。図２Ｂ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のタイムチャートを示している。図２Ｃ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搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイムチャートを示している。

図２Ａを参照すると、リーダ／ライタ装置３０２のデータ生成部３２２は、制御部３１０から受け取ったＲＦ ＩＤタグに対するタグ情報要求コマンドを含むデータを生成しそれを所定の暗号化方式に従って暗号化し、その暗号データを所定の符号化方式に従って符号化して、符号化された暗号データを生成する。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、そのコマンドを搬送するＲＦ信号を充分短い間隔で繰り返し送信する。

図２Ｃ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Ｔｓ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の時間期間に制御部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２０２がリーダ／ライタ装置３０２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２０２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２０２がリーダ／ライタ装置３０２に接近してＲＦ ＩＤタグ２０２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の時間期間にキャリア判定部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２４２は直後の受信処理５４の時間期間に例えば１００ｍｓといった所定の持続時間においてイネーブルされる。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２４２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。

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、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の時間期間に例えば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、システムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）等の所要の情報を含むデータを、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。その他の所要の情報には、例えば、パッケージ内の商品の内容、個数および状態、発送者、移動、経由地および宛先、等に関する情報が含まれていてもよい。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２Ｂ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の時間期間において受信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３４２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。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。

通常、リーダ／ライタ装置３０２にＲＦ ＩＤタグ２０２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２０２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２０２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。

図３は、リーダ／ライタ装置３０２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４Ａおよび４Ｂは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２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３を参照すると、ステップ４０２において、リーダ／ライタ装置３０２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又は情報要求があるかどうかを判定する。タグＩＤ又は情報の要求があるまでステップ４０２は繰り返される。タグＩＤ又は情報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４１４および受信処理のステップ４２２に進む。

ステップ４１４において、制御部３１０はタグ情報要求コマンドおよび関連する情報をデータ生成部３２２に供給する。データ生成部３２２は、制御部３１０から受け取ったタグ情報要求コマンド、およびメモリ３１４から取り出した現在の時刻ＴおよびシステムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを、例えばＤＥＳ（Data Description Standard）、トリプルＤＥＳまたはＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）等の所定の暗号方式に従って、メモリ３１４から取り出した暗号鍵Ｋｅを用いて暗号化し、その暗号データを、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し、送信部３３０は、図２Ａの送信処理４２の時間期間にその符号化データでキャリアを変調して周波数ｆ_１のＲＦ信号を送信する。制御部３１０は、タグ情報要求コマンド中にそのコマンドに対する応答の送信周波数ｆ_２または可変送信周波数ｆ_２ｉを指定するデータ、その可変送信周波数ｆ_２ｉ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３０２はその周波数ｆ_２ｉを時分割で複数の送信周期ｔ_{ＲＷ−ＣＹ}における複数コマンド毎に（例えば、少なくとも１つのキャリア・センス周期分の数の送信周期ｔ_{ＲＷ−ＣＹ}における複数コマンド毎に）変更するようにしてもよい。それによって、複数のＲＦＩＤ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３０２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４１４に戻る。図２Ａでは、データ送信は繰り返し継続される。

図４Ａを参照すると、ステップ５０２において、ＲＦ ＩＤタグ２０２が起動されたとき、制御部２１０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２０２がいったん起動されると、制御部２１０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、所定の周期Ｔｓ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、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に供給する。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３０２からコマンドを搬送する周波数ｆ_１のＲＦ信号を受信して（図２Ｃ、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。ステップ５１２はＲＦ信号の受信が完了するまで繰り返される。

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５１４において、制御部２１０はデータ復号部２４２をイネーブルし、データ復号部２４２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５１５において、制御部２１０は受信部２５０をディセーブルする。

図４Ｂを参照すると、ステップ５１６において、制御部２１０の制御の下で、データ復号部２４２は、メモリ２１４から取り出した暗号鍵／復号鍵Ｋｅを用いて復号データを所定の暗号方式に従って解読し、解読されたコマンド、タグＩＤ（ＩＤ＿ｔａｇ）、時刻Ｔ、システムＩＤ（ＩＤ＿ｓｙｓｔｅｍ）を含むデータを制御部２１０に供給する。そのデータは、制御スケジュールおよび時間制御シーケンスを含んでいてもよい。制御部２１０は、そのデータを受け取った後、暗号解読された時刻ＴおよびシステムＩＤとメモリ２１４に格納されている時刻ＴおよびシステムＩＤとを比較することによって、両者が一致するかどうかを判定し、それによってリーダ／ライタ装置３０２の認証を行う。

ステップ５１８において、制御部２１０は認証が成功したかどうかを判定する。認証が失敗したと判定された場合は、ステップ５２０において、制御部２１０はデータ復号部２４２をディセーブルする。その後、手順はステップ５３０に進む。

ステップ５１８において認証が成功したと判定された場合は、ステップ５２２において、制御部２１０は、データ復号部２４２からタグ情報要求コマンドを含む復号され暗号解読されたデータを受け取り、その解読データに含まれている解読された受信コマンドを処理し、リーダ/ライタ装置３０２によるアクセス記録をメモリ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５２６において、制御部２１０は、そのタグ情報要求コマンドに従って、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ランダムに選択された１つのタイムスロットにおいてデータ生成部２２２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２Ｃの送信処理５６の時間期間である。データ生成部２２２は、メモリ２１４から読み出したＲＦ ＩＤタグ２０２のタグ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して送信部２３０に供給する。送信部２３０は、その符号化暗号データでキャリアを変調して、周波数ｆ_２またはｆ_２ｉのＲＦ信号をアンテナ２８４を介して送信する（図２Ｃ、送信５６）。周波数ｆ_２ｉの切り換えは、制御部２１０の周波数切り換え部２１２によって行われる。タイミング調整部２１３は、複数のタイムスロットの周期を所定周期になるように調整する。

ステップ５２９において、制御部２１０は、データ生成部２２２および送信部２３０をディセーブルする。ステップ５３０において、制御部２１０は、ＲＦ ＩＤタグ２０２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。

再び図３を参照すると、ステップ４２２において、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ｆ_２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４２２〜４２４は繰り返される。受信が完了したと判定された場合は、手順はステップ４２８に進む。

ステップ４２８において、受信部３５０は受信データをデータ復号部３４２に供給する。データ復号部３４２は受信データを所定の符号化方式に従って復号し、その復号データを所定の暗号方式に従って暗号解読して、そのデータを受信したという判定およびその解読データを制御部３１０に供給する。制御部３１０は、暗号解読された時刻ＴおよびシステムＩＤとメモリ３１４に格納されている時刻ＴおよびシステムＩＤとを比較することによって、一致するかどうかを判定し、それによってＲＦ ＩＤタグ２０２の認証を行う。ＲＦ ＩＤタグ２０２の制御部２１０およびリーダ／ライタ装置３０２の制御部３１０において、受信した時刻Ｔと格納されていた時刻Ｔとの間に所定の範囲内の誤差（例えば±０．５秒）があった場合にも、両者は一致すると判定してもよい。

ステップ４３０において、制御部３１０は認証が成功したかどうかを判定する。認証が失敗したと判定された場合は、手順はステップ４２２に戻る。認証が成功したと判定された場合は、手順はステップ４３２に進む。

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。データ受信待ち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２Ｂ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３０２は送信を充分短い間隔で繰り返し行い常に受信待ち状態にあるので、ＲＦＩＤタグ２０２のキャリア・センス時間を大幅に減らすことができる。例えば入出管理などにおけるように１日に数回しか送受信を行わず、動作時間のほとんどがキャリア・センスである場合は、ＲＦＩＤタグ２０２全体の消費電力は、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ＲＦＩＤタグ２０２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Ｐ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、バッテリ電力残量Ｐ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、電力残量Ｐが閾値Ｐｔｈ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。ＲＦＩＤタグ２０２の応答データ中にバッテリ電力残量Ｐを含ませ、リーダ／ライタ装置３０２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３０２以外の別のリーダ／ライタ装置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３０２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。

アクティブＲＦ ＩＤタグ２０２とリーダ／ライタ装置３０２の構成および動作は、ＵＳ２００６／２７６２０６−Ａ１（特開２００６−３３８４８９号公報（Ａ）に対応）に開示されており、ここで、この文献全体を参照して組み込む。

周囲の環境に関する物理的値または状態を検出するセンサを有しその検出値を記録するアクティブＲＦＩＤタグを、リーダ／ライタ装置によって読み取ることによって、タグＩＤと共に物理的量または状態の検出データを収集することができる。今回と前回の測定値の間の差が、閾値を超えない場合は、そのようなデータを記録しないように構成することによって、データ記録に要する電力を節減し、ＲＦ ＩＤタグのバッテリの稼働時間を長くし、所要のメモリ容量を削減することができる。

図１〜４ＢのアクティブＲＦ ＩＤタグ２０２に関連してセンサを設けて周期的にその検出値を記録する場合、ウェイクアップ部２７０が所定の周期でウェイクアップ信号を発生し、それに応じてセンサが一時的にイネーブルされて、検出値のデータを周期的にメモリ２１４に格納するよう構成することが想定される。長い期間にわたってメモリ２１４に格納された大量の検出データが、後でリーダ／ライタ装置３０２によって読み取られる。

ウェイクアップ信号の発生周期が充分に長い（例えば１時間）場合には、メモリの容量要求は少なく、消費電力も少ないであろう。しかし、ウェイクアップ信号の発生周期が短い（例えば１秒）場合には、メモリの容量要求は多く、消費電力も大きい。メモリの所要容量を減らし消費電力を減らすためには、上述の国際公開公報ＷＯ０１／１７８０４に開示されているように、今回の検出と前回の検出値の差が所定の閾値を超えない場合には検出データをメモリに格納しないようにすればよい。しかし、バッテリ電力残量がなくなったときに、突然、アクティブＲＦＩＤタグにおいてセンシング機能だけでなく、本来のタグＩＤ送信機能さえ失われてしまう。

発明者は、バッテリ電力残量が減少するに従って、センサ機能の性能を下げるようにすれば、アクティブＲＦＩＤタグの所要の最小限の機能の動作時間を長くすることができる、と認識した。

図５は、本発明の原理による、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の構成を示している。ＲＦ ＩＤタグ２０４に対して図１のリーダ／ライタ装置３０２を用いることができる。

ＲＦ ＩＤタグ２０４は、図１のＲＦ ＩＤタグ２０２の構成要素２１０〜２１３、２２２〜２７４、２８２、２８４および２９０に加えて、メモリ制御部２７６、センサ２８６、センサ２８６における検出値を捕捉してそのデータを保持するセンサ・データ読取部２８８、バッテリ２９０用の電力残量検知部２９２および省電力制御部または電力管理部２９４を具えている。ＲＦ ＩＤタグ２０４のその他の構成は図１のＲＦ ＩＤタグ２０２と同様である。バッテリ２９０は、構成要素２１０〜２７０、２８６、２８８、２９２および２９４等に電力を供給する。

構成要素２２２〜２４６、２７０、２７６、２８８および２９２〜２９４は別個の回路としてハードウェアの形態で実装されていても、制御部２１０の一部として実装されていてもよい。代替構成として、構成要素２２２〜２４６、２７０、２７６、２８８および２９２〜２９４の少なくとも一部はソフトウェアの形態で、メモリ（２１４）に格納されたプログラムに従って動作する制御部２１０の機能として実装されていてもよい。

制御部２１０は、省電力制御部２９４からの設定されたＲＦ ＩＤタグ２０４の動作状態または動作モードＳＴに応じて、およびウェイクアップ部２７０からのウェイクアップ信号に応答して、メモリ２１４、メモリ制御部２７６、電力残量検知部２９２、省電力制御部２９４、センサ２８６およびデータ読取部２８８をイネーブルしまたはディセーブルするための制御信号ＥＮ＿ＭＥＭ＿ＣＴＲＬ、ＥＮ＿ＳＮＳＤＴ＿ＣＴＲＬ、ＥＮ＿ＢＡＴ、ＥＮ＿ＣＮＤ＿ＣＴＲＬ、ＥＮ＿ＳＮＳおよびＥＮ＿ＳＮＳ＿ＣＴＲＬを供給する。

電力残量検知部２９２は、制御部２１０の制御の下で、定期的にまたは周期的なタイミングでバッテリ２９０の供給電圧Ｖｂａｔの値を検知することによってその現在の電力残量Ｐを判定して、バッテリ２９０の電力残量Ｐを表すデータＤＡＴＡを省電力制御部２９４に供給する。その電力残量Ｐを表すデータは、検出された供給電圧Ｖｂａｔであってもよい。省電力制御部２９４は、バッテリ２９０の現在の電力残量Ｐに応じて、制御信号ＣＴＲＬをセンサ２８６およびデータ読取部２８８に供給し、センサ２８６の検出値データＤＡＴＡをデータ読取部２８８から読み出し、省電力制御部２９４によって決定された省電力のための動作状態または動作モードＳＴを制御部２１０に供給する。

省電力制御部２９４は、メモリ制御部２７６によって、動作状態または動作モードＳＴによって決定された所定の検出精度または細かさの所要の検出データＤＡＴＡをメモリ２１４に格納させる。検出データの検出精度または細かさの度合いが高いほど、そのデータの検出および格納に要する消費電力が大きくなる。また、省電力制御部２９４は、電力残量Ｐを表すデータＤＡＴＡを、メモリ制御部２７６にメモリ２１４に格納させてもよい。

制御部２１０は、リーダ／ライタ装置３０２からのタグ情報要求コマンドＣＭＤに応答して、メモリ制御部２７６に、メモリ２１４から蓄積された検出値の格納データＤＡＴＡのファイルを読み出させる。ＲＦ ＩＤタグ２０４のその他の構成および動作は図１のＲＦ ＩＤタグ２０２と同様である。

図６Ａ〜６Ｃは、バッテリ２９０のそれぞれの異なる電力残量Ｐにおける、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０４のセンス６２、比較６４、キャリア・センス５０および５３、受信ＲＦ信号の受信処理５４およびデータ取出処理６５、および応答を搬送するＲＦ信号の送信処理５６のタイムチャートを示している。

ＲＦ ＩＤタグ２０４において、ウェイクアップ部２７０からのウェイクアップ信号に従って、および動作モードＳＴに従って、制御部２１０は、最初に、センサ２８６およびデータ読取部２８８か、または受信部２５０およびキャリア判定部２４６か、または電力残量検知部２９２および省電力制御部２９４、をイネーブルする。省電力制御部２９４は、電力残量検知部２９２によって検出された現在のバッテリ２９０の電力残量Ｐに応じて動作モードを決定し、その動作モードを表す状態情報ＳＴを制御部２１０に供給する。制御部２１０は、その動作モードに応じて、センサ２８６、データ読取部２８８、メモリ制御部２７６およびメモリ２１４を、イネーブルしディセーブルする。

電力残量Ｐが充分にあり最高の第１の閾値Ｐｔｈ１を超える場合（Ｐ＞Ｐｔｈ１）は、省電力制御部２９４は、消費電力は大きくてもセンサ２８６による最高精度または細かさの検出値をデータ読取部２８８から取得してメモリ２１４に格納する。電力残量Ｐが第１の閾値Ｐｔｈ１以下であるが第２の閾値Ｐｔｈ２を超える場合（Ｐｔｈ１≧Ｐ＞Ｐｔｈ２）は、省電力制御部２９４は、消費電力がより少ないセンサ２８６によるより低精度またはより大きい細かさの検出値をデータ読取部２８８から取得してメモリ２１４に格納する。制御部２１０は、周期的にキャリア・センス５０、５３を行わせて、リーダ／ライタ装置３０２によるタグ情報要求コマンドに応答して、そのような検出値のデータのファイルとタグＩＤとを送信し返す。

電力残量Ｐが第２の閾値Ｐｔｈ２以下であるが第３の閾値Ｐｔｈ３を超える場合（Ｐｔｈ２≧Ｐ＞Ｐｔｈ３）は、センサ２８６による検出を停止して消費電力が減少させ、キャリア・センスのみを行わせてリーダ／ライタ装置３０２によるタグ情報要求コマンドに応答して検出データのファイルとタグＩＤを送信させる。電力残量Ｐが第３の閾値Ｐｔｈ３を超えない場合（Ｐ≦Ｐｔｈ３）は、センサ２８６による検出を停止し、キャリア・センスのみを行わせてリーダ／ライタ装置３０２によるタグ情報要求コマンドに応答してタグＩＤのみを送信して、消費電力を減少させる。それによって、電力残量Ｐが少ない場合でも可能な限り長い期間タグＩＤだけを送信できる。そのタグＩＤのみの送信は、バッテリの交換または充電が必要であることを表す。

図６Ａを参照すると、ＲＦ ＩＤタグ２０４において、バッテリ２９０の電力残量Ｐが充分にあり閾値を超える場合（Ｐ＞Ｐｔｈ）、省電力制御部２９４は、期間６２においてセンサ２８６に環境における物理的量（例えば周囲温度）または状態の値Ｄｃを検出させて（Ｓ）データ読取部２８８に現在のデータＤｃを読み取らせ、期間６４においてその現在の検出値Ｄｃと前の格納した検出値Ｄｓの差の絶対値（Ｄｉｆ＝｜Ｄｃ−Ｄｓ｜）を所定の閾値Ｄｔｈと比較する（Ｃ）。今回の検出値Ｄｃと前の格納値Ｄｓの差の絶対値Ｄｉｆが閾値Ｄｔｈを超える場合（Ｄｉｆ＞Ｄｔｈ）は、期間６６において、省電力制御部２９４は、メモリ制御部２７６にその今回の検出値Ｄｃをメモリ２１４に書き込ませ（Ｗ）、さらに、検出値Ｄｃを新しい格納値Ｄｓとして保持する。次いで、ＲＦ ＩＤタグ２０４は、期間５０、５３においてキャリア・センスを行う。

図６Ｂを参照すると、検出値Ｄｃが前の格納値Ｄｓを超えない場合（Ｄｉｆ≦Ｄｔｈ）は、省電力制御部２９４はその検出値Ｄｃをメモリ２１４に書き込ませず、それによってデータ格納の消費電力およびメモリ容量要求を減少させる。次いで、ＲＦ ＩＤタグ２０４は、期間５０、５３においてキャリア・センスを行う。

図６Ｃを参照すると、ＲＦ ＩＤタグ２０４において、バッテリ２９０の電力残量Ｐが閾値Ｐｔｈより少ない場合（Ｐ＜Ｐｔｈ）、センサ２８６およびデータ読取部２８８のディセーブル状態を維持する。ＲＦ ＩＤタグ２０４は、期間５０、５３においてキャリア・センスのみを行う。

図６Ａ〜６Ｃにおいて、キャリア・センス期間５３において、リーダ／ライタ装置３０２からの送信信号のキャリアを検出した場合は、ＲＦ ＩＤタグ２０４は、その送信信号を受信する（５４）。その送信信号によって搬送されたタグ情報要求コマンドに応答して、制御部２１０は、制御信号ＥＮ＿ＳＮＳＤＴ＿ＣＴＲＬおよびＥＮ＿ＭＥＭ＿ＣＴＲＬによってメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をイネーブルして、メモリ２１４に格納されていた検出値のデータのファイルをタグＩＤとともに読み出して（６５）送信し返す（５６）。

図７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２０６の構成を示している。ＲＦ ＩＤタグ２０６に対して図１のリーダ／ライタ装置３０２を用いることができる。この場合、省電力制御部２９４は、閾値設定部２９６および比較部２９７を具えている。ＲＦ ＩＤタグ２０６のその他の構成は図５のＲＦ ＩＤタグ２０４と同様である。

閾値設定部２９６および比較部２９７は、制御部２１０からの制御信号ＥＮ＿ＣＮＤ＿ＣＴＲＬによってイネーブルされて、電力残量検知部２９２からのバッテリ２９０の電力残量Ｐを処理して、電力残量Ｐに応じて検出動作モードおよび閾値Ｄｔｈを決定し、検出動作モードの状態ＳＴを制御部２１０に供給し閾値Ｄｔｈを比較部２９７に供給する。比較部２９７は、その閾値Ｄｔｈに従って、データ読取部２８８から取り出したセンサ２８６の検出データＤｄを比較処理し、その比較結果（例えば、データの格納の要否）を制御部２１０に供給して、メモリ制御部２７６に所要の検出データＤｄをメモリ２１４に格納させる。そのために、制御部２１０は、制御信号ＥＮ＿ＳＮＳＤＴ＿ＣＴＲＬによって一時的にメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をイネーブルする。メモリ制御部２７６は、現在の日付および時刻とともに所要の検出データをメモリ２１４に格納する。

図８は、バッテリ２９０の検出電圧Ｖｂａｔに応じた、比較の閾値Ｄｔｈおよび検出動作モード（オン／オフ）の関係を表すテーブルの例を示している。この場合、ＲＦ ＩＤタグ２０６は、一例として、保冷コンテナの輸送経路および日付および時刻を管理し、コンテナ内の温度の変化を追跡するのに用いられるものとする。センサ２８６は、バッテリ２９０の電力残量Ｐに応じてイネーブルされる温度センサである。

バッテリ２９０の電力残量Ｐを表す検出電圧Ｖｂａｔが充分高く３．０Ｖを超える場合（Ｖｂａｔ＞３．０Ｖ）、閾値設定部２９６は、検出動作モードをオン状態にし、現在の検出温度と前回の格納した検出温度の間の温度差Ｄｉｆに対する閾値Ｄｔｈを２°Ｃに設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．８Ｖより高く３．０Ｖ以下の範囲にある場合（３．０Ｖ≧Ｖｂａｔ＞２．８Ｖ）、閾値設定部２９６は、検出動作モードをオン状態にし、現在の検出温度と前回の格納した検出温度の間の温度差Ｄｉｆに対する閾値Ｄｔｈをより大きい５°Ｃに設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．６Ｖより高く２．８Ｖ以下の範囲にある場合（２．８Ｖ≧Ｖｂａｔ＞２．６Ｖ）、閾値設定部２９６は、検出動作モードをオン状態にし、現在の検出温度と前回の格納した検出温度の間の温度差Ｄｉｆに対する閾値Ｄｔｈをより大きい１０°Ｃに設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．６Ｖ以下である場合（Ｖｂａｔ≦２．６Ｖ）、閾値設定部２９６は、検出動作モードをオフ状態にし、閾値Ｄｔｈを設定しない。閾値Ｄｔｈが大きいほど、格納される検出データの数が減少し、そのデータ格納のための電力消費が減少する。また、センサ２８６による検出を停止すれば、センサ２８６、データ読取部２８８、比較部２９７、メモリ制御部２７６、メモリ２１４が動作せず、従って電力消費が減少する。

図９Ａ〜９Ｃ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。但し、図を簡単にするために図４Ａおよび４Ｂにおける認証のための処理は示されていない。

図９Ａを参照すると、ステップ５０２〜５０４は図４Ａのものと同様である。

ステップ７０６において、制御部２１０は、ＲＦ ＩＤタグ２０６の検出動作モードがオン状態かどうかを判定する。検出動作モードがオン状態でないと判定された場合は、手順はステップ５０６に進む。検出動作モードがオン状態であると判定された場合は、ステップ７０８において、制御部２１０は、センサ２８６およびデータ読取部２８８をイネーブルして、センサ２８６に温度を検出させてデータ読取部２８８にその検出値を読み取らせる。

ステップ７１０において、制御部２１０は、電力残量検知部２９２および閾値設定部２９６をイネーブルし、電力残量検知部２９２に、検出状態におけるバッテリ２９０の検出電圧Ｖｂａｔに対応する電力残量Ｐを検出させて閾値設定部２９６に供給し、電力残量検知部２９２をディセーブルする。ステップ７１２において、制御部２１０は、センサ２８６およびデータ読取部２８８をディセーブルする。

ステップ７１４において、制御部２１０は比較部２９７をイネーブルする。ステップ７１６において、比較部２９７は、現在の検出温度値Ｄｃと前回の格納した検出温度値Ｄｓの間の差の絶対値Ｄｉｆを、予め設定された閾値Ｄｔｈと比較して、差の絶対値Ｄｉｆが閾値Ｄｔｈを超えるかどうかを判定する。差の絶対値Ｄｉｆが閾値Ｄｔｈを超えない場合は、手順はステップ５０６に進む。差の絶対値Ｄｉｆが閾値Ｄｔｈを超える場合は、ステップ７１８において、比較部２９７は、現在の検出温度値Ｄｃを、格納した検出温度値Ｄｓとして保持し、制御部２１０は比較部２９７をディセーブルする。ステップ７２０において、制御部２１０はメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をイネーブルする。

図９Ｂを参照すると、ステップ７２２において、制御部２１０は比較部２９７を一時的にイネーブルし、メモリ制御部２７６は比較部２９７からの現在の検出温度値Ｄｃすなわち格納した検出温度値Ｄｓをメモリ２１４に格納する。ステップ７２４において、制御部２１０はメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をディセーブルする。

ステップ５０６〜５１０は図４Ａのものと同様である。

ステップ７４０において、制御部２１０は、電力残量検知部２９２および閾値設定部２９６をイネーブルし、電力残量検知部２９２に、受信におけるバッテリ２９０の検出電圧Ｖｂａｔに対応する電力残量Ｐを検出させて閾値設定部２９６に供給し、電力残量検知部２９２をディセーブルする。

ステップ５１２〜５２２は図４Ａのものと同様である。

図９Ｃを参照すると、ステップ７４８において、情報要求コマンドに応答して、制御部２１０はメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をイネーブルする。ステップ７５０において、メモリ制御部２７６はメモリ２１４から、所定期間にわたって記録された複数の検出温度値の格納データのファイルを読み取って制御部２１０に供給する（図６Ａ〜６Ｃの期間６５）。ステップ７５２において、制御部２１０はメモリ制御部２７６およびメモリ２１４をディセーブルする。

ステップ５２６は図４Ｂのものと同様である。制御部２１０は、暗号化され符号化された検出温度値の格納データのファイルおよびタグＩＤを、リーダ／ライタ装置３０２に送信する。

ステップ７５８において、制御部２１０は、電力残量検知部２９２および閾値設定部２９６をイネーブルし、電力残量検知部２９２に、送信におけるバッテリ２９０の検出電圧Ｖｂａｔに対応する電力残量Ｐを検出させて閾値設定部２９６に供給し、電力残量検知部２９２および閾値設定部２９６をディセーブルする。

ステップ７６０において、制御部２１０は、送信が完了したかどうかを判定する。送信が完了するまでステップ７６０は繰り返される。送信が完了したと判定された場合、手順はステップ５２９に進む。ステップ５２９は図４Ｂのものと同様である。

ステップ７６４において、制御部２１０は、閾値設定部２９６をイネーブルし、閾値設定部２９６は、ステップ７１０、７４０および７５８において検出した複数のバッテリ電力残量Ｐ（Ｖｂａｔ）の中の最小値（Ｖｂａｔ）に基づいて、メモリ２１４または閾値設定部２９６内のメモリに格納されている図８に例示されたテーブルを参照して新しい閾値Ｄｔｈを決定する。代替構成として、閾値設定部２９６は新しい閾値Ｄｔｈを、メモリ２１４または閾値設定部２９６内のメモリに格納されている電力残量Ｐと閾値Ｄｔｈの関係を表す所定の計算式に従って決定してもよい。ステップ７６６において、閾値設定部２９６は、その決定された閾値Ｄｔｈに従って閾値Ｄｔｈを変更し、それに対応する検出動作モードのオフ／オフを設定し、制御部２１０は閾値設定部２９６をディセーブルする。

ステップ５３０において、制御部２１０は、ＲＦ ＩＤタグ２０６を休止モードにする。休止モードにおいて、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、２７６および２８６〜２９４は、ディセーブルまたはパワー・ダウン（消勢）される。その後、手順はステップ５０４に戻る。

この実施形態によれば、ＲＦ ＩＤタグ２０６は、バッテリ２９０の電力残量Ｐまたは検出電圧Ｖｂａｔに応じて、対応する細かさの変化値に対して検出温度値を格納しまたは場合によっては温度を検出せず、所定期間にわたるそのような検出温度値のファイルを蓄積し、リーダ／ライタ装置３０２に送信することができる。それによって、バッテリ２９０の電力残量が減少しても、ＲＦ ＩＤタグ２０６に関連する環境の温度の変化に関する最小限の検出データおよび最小限の精度の検出データを追跡することができる。

図１０は、本発明の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アクティブＲＦ ＩＤタグ２０８の構成を示している。ＲＦ ＩＤタグ２０８に対して図１のリーダ／ライタ装置３０２を用いることができる。この場合、省電力制御部２９４は、モード設定部２９８を具えている。ＲＦ ＩＤタグ２０８のその他の構成は図５のＲＦ ＩＤタグ２０４と同様である。

モード設定部２９８は、制御部２１０からの制御信号ＥＮ＿ＣＮＤ＿ＣＴＲＬに応答して、電力残量検知部２９２からのバッテリ２９０の電力残量Ｐを処理して、電力残量Ｐに応じて動作モードを設定し、その設定された動作モードに従ってセンサ２８６の動作を制御する。

図１１は、バッテリ２９０の検出電圧Ｖｂａｔに応じた、温度センサとしてのセンサ２８６の検出値の分解能および検出動作モード、およびＲＦ ＩＤタグ２０８の動作モードの関係を表すテーブルの例を示している。この場合、ＲＦ ＩＤタグ２０８は、一例として、保冷コンテナの輸送経路および日付および時刻を管理し、コンテナ内の温度の変化を追跡するのに用いられるものとする。センサ２８６は、バッテリ２９０の電力残量Ｐに応じて、イネーブルされ、検出の分解能が設定される。

バッテリ２９０の電力残量Ｐを表す検出電圧Ｖｂａｔが充分高く３．０Ｖを超える場合（Ｖｂａｔ＞３．０Ｖ）、モード設定部２９８は、センサ２８６の検出動作モードをオン状態にし、その検出値の分解能を、消費電力の最も大きい１２ビットに設定し、ＲＦ ＩＤタグ２０８の動作モードを、ＩＤ送信、格納データ送信および検出値書込みの動作に設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．８Ｖより高く３．０Ｖ以下の範囲にある場合（３．０Ｖ≧Ｖｂａｔ＞２．８Ｖ）、モード設定部２９８は、センサ２８６の検出動作モードをオン状態にし、その検出値の分解能を、消費電力のより小さい８ビットに設定し、ＲＦ ＩＤタグ２０８の動作モードを、ＩＤ送信、格納データ送信および検出値書込みの動作に設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．６Ｖより高く２．８Ｖ以下の範囲にある場合（２．８Ｖ≧Ｖｂａｔ＞２．６Ｖ）、モード設定部２９８は、センサ２８６の検出動作モードをオフ状態にし、ＲＦ ＩＤタグ２０８の動作モードを、ＩＤ送信および格納データ送信のみの動作に設定する。検出電圧Ｖｂａｔがより低い値で２．６Ｖ以下である場合（Ｖｂａｔ≦２．６Ｖ）、モード設定部２９８は、センサ２８６をオフ・モードにし、ＲＦ ＩＤタグ２０８の動作モードをＩＤ送信のみの動作に設定する。

図１２Ａ〜１２Ｃは、アクティブＲＦ ＩＤタグ２０８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１２Ａ〜１２Ｃは図９Ａ〜９Ｃを変形したものである。

図１２Ａを参照すると、ステップ５０２〜５０４は図４Ａのものと同様である。

ステップ７０２において、制御部２１０は、電力残量検知部２９２およびモード設定部２９８をイネーブルし、電力残量検知部２９２によってバッテリ２９０のバッテリ電力残量Ｐを検出させ、その検出されたバッテリ電力残量Ｐに基づいて、メモリ２１４またはモード設定部２９８内のメモリに格納されている図１１に例示されたテーブルを参照して新しい動作モードを決定する。ステップ７０４において、モード設定部２９８はその決定された動作モードを設定しまたはその動作モードに変更し、電力残量検知部２９２およびモード設定部２９８をディセーブルする。

図１２Ａのステップ７０６〜７０８、７１２、７２０は図９Ａのものと同様である。

図１２Ｂのステップ７２２〜７２４、５０６〜５１５は、図９Ｂのものと同様である。ステップ７２２において、制御部２１０はデータ読取部２８８を一時的にイネーブルし、メモリ制御部２７６はデータ読取部２８８からの検出温度値をメモリ２１４に格納する。

図１２Ｂを参照すると、ステップ７４６において、制御部２１０は、ＲＦ ＩＤタグ２０８の現在の動作モードがメモリ２１４中の格納データを送信するモードかどうかを判定する。そのモードは、図１１のテーブルの状態１〜３に対応する。現在の動作モードがデータ送信のモードである場合は、手順はステップ５２２に進む。ステップ５２２は図９Ｂのものと同様である。

図１２Ｃのステップ７４８〜７５２、５２６、７６０〜７２９および５３０は図９Ｃのものと同様である。

この実施形態によれば、ＲＦ ＩＤタグ２０８は、バッテリ２９０の電力残量Ｐまたは検出電圧Ｖｂａｔに応じて、対応する精度で検出温度値を格納しまたは場合によっては温度を検出せず、所定期間にわたるそのような検出温度値のファイルを蓄積し、リーダ／ライタ装置３０２に送信することができる。それによって、バッテリ２９０の電力残量が減少しても、ＲＦ ＩＤタグ２０８に関連する環境の温度の変化に関する最小限の検出データおよび最小限の精度の検出データを追跡することができる。

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。

Claims (8)

1. 読取り書込み装置による情報の読み取り及び／又は書き込みが可能なアクティブ型非接触情報記憶装置であって、
   識別子を含む情報を記憶するメモリと、
   時間を測定するタイマと、
   少なくとも前記タイマを駆動させる電力を供給するバッテリと、
   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の周波数の情報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、
   物理的な量または状態を検出して対応する検出データを保持するセンサ部と、
   前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、
   前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて検出データ用の閾値を決定する閾値設定部と、前記決定された閾値に従って前記センサ部からの検出データを処理する比較部とを含み、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて動作モードを決定する電力管理部と、
   を具え、
   前記制御部は、前記決定された動作モードに従って、所定のタイミングで前記受信部、前記センサ部または前記電力残量検出部を動作させ、
   間欠的に発生する所定の休止期間において、前記制御部は、前記送信部、前記受信部、前記センサ部、前記メモリおよび前記電力残量検出部を不動作状態にし、
   前記電力管理部は、前記決定された動作モードに従って決定された前記センサ部からの所要の検出データを前記メモリに格納させ、
   前記制御部は、前記受信部を、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情報要求信号を受信するよう動作させ、前記情報要求信号に応答して、前記送信部を、前記メモリに格納されたデータを搬送する前記第２の周波数の応答信号を送信するよう動作させることを特徴とする、アクティブ型非接触情報記憶装置。
2. 前記電力管理部は、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて、電力残量と閾値の関係を表すテーブルに基づいて、検出データ用の閾値を決定する閾値設定部と、前記決定された閾値に従って前記センサ部からの検出データを処理する比較部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
3. 前記電力管理部は、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて、電力残量と閾値の関係を表す所定の式に基づいて、検出データ用の閾値を決定する閾値設定部と、前記決定された閾値に従って前記センサ部からの検出データを処理する比較部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
4. 前記電力管理部は、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて、電力残量とセンサ動作モードの関係を表すテーブルに基づいて、前記センサ部の動作モードを決定する動作モード設定部を含み、
   前記動作モード設定部は、決定された前記センサ部の動作モードに従って前記センサ部の動作モードを設定するものであることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
5. 前記電力管理部は、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量に応じて、電力残量と互いに異なる消費電力の複数のセンサ動作モードの関係を表すテーブルに基づいて、前記センサ部の動作モードを決定する動作モード設定部を含み、
   前記動作モード設定部は、決定された前記センサ部の動作モードに従って前記センサ部の動作モードを設定するものであることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
6. 前記複数のセンサ動作モードは異なる複数の検出精度を有するものであることを特徴とする、請求項５に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
7. 前記電力管理部は、前記電力残量検出部によって検出された前記バッテリの電力残量が所定の閾値を超えない場合に、前記センサ部の動作モードをオフ状態に設定し、
   前記制御部は、前記センサ部の動作モードがオフ状態の場合に前記センサ部を不動作状態にし、前記所定のタイミングにおいて前記受信部を前記第１の周波数のＲＦ信号をキャリア・センスして検知するよう制御することを特徴とする、請求項１に記載のアクティブ型非接触情報記憶装置。
8. 識別情報を含む情報を記憶するメモリと、時間を測定するタイマと、少なくとも前記タイマを駆動させる電力を供給するバッテリと、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の周波数の情報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、物理的な量または状態を検出して対応する検出データを保持するセンサ部と、前記バッテリの電力残量を検出する電力残量検出部と、を具え、読取り書込み装置による情報の読み取り及び／又は書き込みが可能なアクティブ型非接触情報記憶装置に用いられるプログラムであって、
   前記アクティブ型非接触情報記憶装置に、
   間欠的に発生する所定の休止期間において、前記送信部、前記受信部、前記センサ部、前記メモリおよび前記電力残量検出部を不動作状態にし、
   前記検出された前記バッテリの電力残量に応じて動作モードを決定し、前記検出された前記バッテリの電力残量に応じて検出データ用の閾値を決定し、
   前記決定された動作モードに従って、所定のタイミングで前記受信部、前記センサ部または前記電力残量検出部を動作させ、
   前記センサ部を用いて、物理的な量または状態を検出して対応する検出データを保持し、
   前記決定された閾値に従って前記センサ部からの検出データを処理し、前記センサ部からの所要の検出データを前記メモリに格納させ、
   前記受信部を、所定期間に第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、前記受信部をさらに前記第１の周波数の情報要求信号を受信するよう動作させ、前記情報要求信号に応答して、前記送信部を、前記メモリに格納されたデータを搬送する第２の周波数の応答信号を送信するよう動作させる
   処理を実行させるためのプログラム。

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