JP5541000B2 - 無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラム - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラム Download PDF

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この発明は、無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。
従来、無線通信システムの一つに、RFID(Radio Frequency Identification)タグを用いたシステムがある。RFIDタグを用いたシステムでは、無線通信によってIC(Integrated Circuit、集積回路)タグに対して個別情報の読み書きが行われる。RFIDタグの応用例として、センサ付きのRFIDタグを物品に添付し、センサで検知した周囲の情報をタグ内のメモリに記憶させるシステムがある。
図19は、従来の無線通信システムを示すブロック図である。図19に示すように、RFIDタグ1はRFID部5およびセンシング部2からアクセス可能なメモリ6を有する。センサ3が検知した周囲の情報は、コントローラ4の制御によってメモリ6に書き込まれる。センシング部2がメモリ6にアクセスしている間、RFID部5にはビジー(BUSY)信号が出力される。このビジー信号の出力によって、RFID部5のメモリ6へのアクセスが拒否される。
ホスト12はRFIDタグ1を制御するコマンドや、メモリ6からセンサ3の検知情報を読み出すコマンドを発行する。発行されたコマンドは、リーダライタ11から無線通信によって送信される。RFIDタグ1では、送信されてきたコマンドをRF部8で受信し、論理回路部7でコマンドを解析する。センサ3の検知情報をメモリ6から読み出すコマンドの場合、論理回路部7の制御によってメモリ6から該当する情報が読み出され、RF部8からリーダライタ11へ送信される。RFID部5がメモリ6にアクセスしている間、センシング部2にはビジー信号が出力される。このビジー信号の出力によって、センシング部2のメモリ6へのアクセスが拒否される。RFIDタグ1は、センシング部2およびセンシング部2がアクセスする際のメモリ6に電力を供給する電池9を内蔵している。
複数のプロセスが共有メモリにアクセスする際の競合を回避する方法がある。例えば、プロセスごとにメモリへのアクセス周期およびアクセス時間に基づいてメモリへのアクセス期間を設定することによって、メモリアクセスが競合しないようにスケジューリングを行う方法がある。
また、RFIDタグを用いたシステムにおいて、複数のリーダライタがRFIDタグにアクセスする際の競合を回避する装置がある。例えば、複数のリーダライタについてRFIDタグへのアクセスタイミングを制御する情報を格納し、この制御情報に基づいてRFIDタグへのアクセスが競合しないように複数のリーダライタを集中的に制御する装置がある。
特開2008−24385号公報 特開2000−148577号公報 特開2009−246915号公報
しかしながら、従来のシステムでは、共有メモリに対するセンシング部のアクセスが集中して起こると、RFID部がメモリにアクセスする機会が失われてしまうため、メモリから所望の情報を読み出してリーダライタへ送信することができなくなるという問題点がある。一方、共有メモリに対するRFID部のアクセスが集中して起こると、センシング部がメモリにアクセスする機会が失われてしまうため、センサの検知情報をメモリに書き込むことができなくなるという問題点がある。例えばRFIDタグがリーダライタの近くにいるときには、RFID部のメモリへのアクセスが集中して起こることがある。
RFIDタグの共有メモリに情報を書き込むことができる無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的とする。RFIDタグの共有メモリから読み出した情報をリーダライタへ無線通信によって送信することができる無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的とする。
無線通信システムは上位装置、RFIDリーダライタおよびRFIDタグを備える。上位装置は第1の記憶部、設定部および第1のタイミング部を有する。第1の記憶部は、RFIDリーダライタがRFIDタグに通信する通信タイミングと、RFIDタグが通信とは異なる動作を行う動作タイミングとを記憶する。設定部は、動作タイミングをRFIDタグへ送信して設定する。第1のタイミング部は、通信タイミングでRFIDリーダライタを制御する。RFIDタグは通信部、機能部、共有メモリ、第2の記憶部および第2のタイミング部を有する。通信部はRFIDリーダライタと通信する。機能部は、通信部とは異なる機能を実行する。共有メモリには、通信部と機能部とがアクセスできる。第2の記憶部は動作タイミングを記憶する。第2のタイミング部は動作タイミングに基づいて、機能部を動作させる。
この無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムによれば、RFIDタグの共有メモリに情報を書き込むことができる。RFIDタグの共有メモリから読み出した情報をRFIDリーダライタへ無線通信によって送信することができる。
実施例1にかかる無線通信システムを示すブロック図である。 実施例1にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。 実施例2にかかる無線通信システムのホストを示すブロック図である。 実施例2にかかるホストのアクセスタイミング設定メモリの一例を示す図である。 実施例2にかかる無線通信システムのRFIDタグを示すブロック図である。 実施例2にかかるRFIDタグの共有メモリの一例を示す図である。 実施例2にかかるRFIDタグのセンシング部の動作を示すフローチャートである。 図7の続きを示すフローチャートである。 実施例2にかかる無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 実施例2にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。 実施例3にかかる無線通信システムのホストを示すブロック図である。 実施例3にかかるRFIDタグのセンシング部の動作を示すフローチャートである。 図12の続きを示すフローチャートである。 実施例3にかかる無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 実施例3にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。 実施例4にかかるホストのアクセスタイミング設定メモリの一例を示す図である。 実施例4にかかるRFIDタグの共有メモリの一例を示す図である。 実施例4にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。 従来の無線通信システムを示すブロック図である。
以下に添付図面を参照して、この無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。無線通信システム、無線通信方法および無線通信プログラムは、上位装置との通信タイミングおよびRFIDタグ内の機能部の動作タイミングを記憶しておき、上位装置および機能部がそれぞれのタイミングでRFIDタグ内の共有メモリにアクセスするものである。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
(実施例1)
・無線通信システム、上位装置およびRFIDタグの説明
図1は、実施例1にかかる無線通信システムを示すブロック図である。図1に示すように、無線通信システムは上位装置21、RFIDリーダライタ25およびRFIDタグ26を備える。
上位装置21は、設定部22、第1のタイミング部23および第1の記憶部24を有する。第1の記憶部24は、RFIDリーダライタ25がRFIDタグ26に通信する通信タイミングと、RFIDタグ26が通信とは異なる動作を行う動作タイミングとを記憶する。設定部22は動作タイミングをRFIDタグ26へ送信して設定する。第1のタイミング部23は通信タイミングでRFIDリーダライタ25を制御する。
RFIDタグ26は通信部27、共有メモリ28、機能部29、第2のタイミング部30および第2の記憶部31を有する。通信部27はRFIDリーダライタ25と通信する。機能部29は、通信部27とは異なる機能を実行する。通信部27および機能部29は共有メモリ28にアクセス可能である。第2のタイミング部30は動作タイミングに基づいて、機能部29を動作させる。第2の記憶部31は動作タイミングを記憶する。
RFIDリーダライタ25は、上位装置21の制御によってRFIDタグ26の共有メモリ28に情報を書き込んだり、共有メモリ28から情報を読み出したりする。
・無線通信方法の説明
図2は、実施例1にかかる無線通信方法を示すフローチャートである。図2に示すように、RFIDリーダライタ25とRFIDタグ26との間の無線通信が開始されると、上位装置21は、設定部22および第1のタイミング部23により、第1の記憶部24に記憶されている動作タイミングを、RFIDリーダライタ25を介してRFIDタグ26へ送信する(ステップS1)。RFIDタグ26は、RFIDリーダライタ25から受信した動作タイミングを、通信部27および共有メモリ28を介して第2の記憶部31に記憶する(ステップS2)。
RFIDタグ26は、第2の記憶部31に記憶された動作タイミングに基づいて機能部29により、通信部27によるRFIDリーダライタ25との通信とは異なる動作を行い、共有メモリ28にアクセスする(ステップS3)。また、上位装置21は、第1の記憶部24に記憶されている通信タイミングでRFIDリーダライタ25を制御し、RFIDタグ26内の通信部27を介して共有メモリ28にアクセスする(ステップS4)。そして、共有メモリ28に対して、動作タイミングでの機能部29によるアクセスと通信タイミングでの通信部27によるアクセスとが繰り返し実行される。なお、ステップS3とステップS4の順序は問わない。
実施例1によれば、通信タイミングと動作タイミングとがずれていることによって、RFIDリーダライタ25と通信タイミングで通信する通信部27と動作タイミングで動作する機能部29とが異なるタイミングで共有メモリ28にアクセスする。従って、共有メモリ28に対する機能部29のアクセスが頻繁に起こっても、通信部27も共有メモリ28にアクセスすることができるので、通信部27は共有メモリ28から情報を読み出してRFIDリーダライタ25へ送信することができる。また、共有メモリ28に対する通信部27のアクセスが頻繁に起こっても、機能部29も共有メモリ28にアクセスすることができるので、機能部29の動作によって得られた情報を共有メモリ28に書き込むことができる。
(実施例2)
実施例2は、上位装置からRFIDリーダライタを介してRFIDタグへ動作タイミングを送信してRFIDタグに動作タイミングを設定するものである。
・ホストおよびRFIDリーダライタの説明
図3は、実施例2にかかる無線通信システムのホストを示すブロック図である。図3に示すように、上位装置としてのホスト41は、時刻設定部としてのタグ時刻設定部42、設定部としてのアクセスタイミング設定部43、センシングデータ読み取り制御部44、第1のタイミング部としてのアクセスタイミング制御部45、第1の記憶部としてのアクセスタイミング設定メモリ46、時計47およびコマンド処理部48を備えている。
タグ時刻設定部42は、時計47の時刻に基づいて図示しないRFIDタグの時計の時刻を設定する。タグ時刻設定部42による時刻の設定によって、ホスト41の時計47の時刻に合わせてRFIDタグの時計の時刻が更新される。アクセスタイミング設定部43は、RFIDタグの機能部が動作する動作タイミングとしてのアクセスタイミングを設定する。アクセスタイミング設定メモリ46は、RFIDタグの通信部がRFIDリーダライタ51と通信する通信タイミングとしてのアクセスタイミング、およびRFIDタグの機能部が動作する動作タイミングとしてのアクセスタイミングを記憶する。
アクセスタイミング制御部45は、アクセスタイミング設定メモリ46に記憶されている通信タイミングとしてのアクセスタイミングに基づいて、ホスト41がRFIDリーダライタ51を介してRFIDタグにアクセスするタイミングを制御する。センシングデータ読み取り制御部44は、アクセスタイミング制御部45により制御されたアクセスタイミングで、ホスト41がRFIDリーダライタ51を介してRFIDタグからデータを読み出すのを制御する。コマンド処理部48は、タグ時刻設定部42により設定される時刻、アクセスタイミング設定部43により設定される動作タイミングとしてのアクセスタイミング、およびセンシングデータ読み取り制御部44によるデータ読み出しの制御内容に基づいて、コマンドの作成などの処理を行う。
RFIDリーダライタ51は、RF(Radio Frequency)部52および論理回路部53を備えている。論理回路部53は、ホスト41から受け取ったコマンドやデータなどに基づいて、RFIDタグへ送信するデータを生成する。RF部52は、論理回路部53により生成されたデータに対して変調および符号化処理を行い、送信信号としてアンテナから送信する。RF部52は、アンテナを介して受信した信号に対して復号および復調処理を行う。
・ホストのアクセスタイミング設定メモリの説明
図4は、実施例2にかかるホストのアクセスタイミング設定メモリの一例を示す図である。図4に示すように、アクセスタイミング設定メモリ46は、RFIDタグの通信部がRFIDリーダライタ51と通信する通信タイミングとしてのアクセスタイミング(リーダライタからのアクセスタイミング)について、周期およびオフセット時間(遅延時間)を記憶する。RFIDタグの機能部が動作する動作タイミングとしてのアクセスタイミング(センシング部のアクセスタイミング)についても同様である。また、アクセスタイミング設定メモリ46は、同期開始時刻を記憶する。アクセスタイミング設定メモリ46に設定された同期開始時刻になると、ホスト41の動作とRFIDタグの動作との同期が開始する。それぞれのアクセスタイミングの周期およびオフセット時間、並びに同期開始時刻については、RFIDタグ内の記憶領域を示すメモリアドレスおよび設定データが設定される。
例えば図4に示す例では、リーダライタからのアクセスタイミングについて周期の項目には、メモリアドレスとして0001および設定データとして5分というデータが設定されている。これは、RFIDタグ内のメモリアドレス0001で示される記憶領域にアクセスの周期として5分というデータを格納することを表している。また、リーダライタからのアクセスタイミングについてオフセット時間の項目には、メモリアドレスとして0002および設定データとして10秒というデータが設定されている。これは、RFIDタグ内のメモリアドレス0002で示される記憶領域に、各周期の各開始時点からの遅延時間として10秒というデータを格納することを表している。
センシング部のアクセスタイミングについて周期の項目には、メモリアドレスとして0003および設定データとして1分が設定されている。また、センシング部のアクセスタイミングについてオフセット時間の項目には、メモリアドレス0004、設定データとして0秒が設定されている。同期開始時刻の項目には、メモリアドレスとして0006および設定データとして同期を開始する時刻が設定されている。なお、アクセスタイミング設定メモリ46に設定される項目、メモリアドレスの値および設定データの値は、上述した例に限らない。これ以降、図4に示す項目、メモリアドレスおよび設定データの例を用いて説明する。
・RFIDタグの説明
図5は、実施例2にかかる無線通信システムのRFIDタグを示すブロック図である。図5に示すように、RFIDタグ61は通信部としてのRFID部62、および機能部としてのセンシング部66を備えている。RFID部62は、RFIDリーダライタ51から送信されてきた電波から取り出された電力により駆動される。RFID部62はRF部63、論理回路部64および共有メモリ65を有する。
RF部63は、アンテナを介して受信した信号に対して復号および復調処理を行う。RF部63は、論理回路部64により生成されたデータに対して変調および符号化処理を行い、送信信号としてアンテナから送信する。論理回路部64は、受信したデータからコマンドを抽出し、センシング部66を制御するデータなどを共有メモリ65に書き込む。論理回路部64は、共有メモリ65からデータを読み出し、RF部63へ渡す。論理回路部64は、論理回路部64が共有メモリ65にアクセスする際にセンシング部66へビジー信号を出力する。
共有メモリ65は、RFID部62の論理回路部64とセンシング部66のメモリアクセス部67とからアクセス可能なデュアルポートメモリを備えている。共有メモリ65は、例えば強誘電体メモリ(FRAM:Ferroelectric Random Access Memory)であってもよい。
センシング部66はメモリアクセス部67、コマンド解読部68、第2のタイミング部としてのアクセスタイミング制御部69、第2の記憶部としてのアクセスタイミング設定メモリ70、センサ制御部71、センサ72、タグ時刻設定部73、アクセスタイミング設定部74および時計75を備えている。メモリアクセス部67は共有メモリ65からコマンドや、センサ72を制御するデータを読み出す。メモリアクセス部67は、センサ72により取得したデータを共有メモリ65に書き込む。コマンド解読部68は、共有メモリ65から読み出されたコマンドを解読する。
センサ制御部71は、解読されたコマンドやセンサ72を制御するデータに基づいてセンサ72を制御する。センサ72の一例として、例えば環境の温度を検出する温度センサ、環境の湿度を検出する湿度センサ、または振動や衝撃を検出する加速度センサなどが挙げられる。タグ時刻設定部73は、解読されたコマンドおよびホスト41のタグ時刻設定部42により設定された時刻をRFIDタグ61の時計75に設定する。アクセスタイミング設定部74は、解読されたコマンドに基づいて、ホスト41のアクセスタイミング設定部43により設定されたリーダライタからのアクセスタイミングおよびセンシング部のアクセスタイミングの設定データをアクセスタイミング設定メモリ70に記憶させる。アクセスタイミング設定メモリ70はリーダライタからのアクセスタイミングおよびセンシング部のアクセスタイミングの設定データを記憶する。
アクセスタイミング制御部69は、時計75の時刻およびアクセスタイミング設定メモリ70に設定されているデータに基づいてメモリアクセス部67およびセンサ制御部71を制御し、センサ72の取得データを共有メモリ65に書き込むタイミングを制御する。センシング部66、およびメモリアクセス部67がアクセスする際の共有メモリ65は、RFIDタグ61に内蔵された電池76により供給される電力で駆動される。メモリアクセス部67、コマンド解読部68、アクセスタイミング制御部69、センサ制御部71、タグ時刻設定部73およびアクセスタイミング設定部74は、RFIDタグ61の図示しないプロセッサが無線通信プログラムを実行することにより実現されてもよい。無線通信プログラムはRFIDタグ61の図示しないメモリに格納されていてもよい。後述する「RFIDタグのセンシング部の動作」は、プロセッサが無線通信プログラムを実行することにより実現されてもよい。
・共有メモリの説明
図6は、実施例2にかかるRFIDタグの共有メモリの一例を示す図である。図6に示す例は、図4に例示したアクセスタイミング設定メモリ46の記憶内容に対応している。図6に示すように、共有メモリ65において、例えばメモリアドレス0000で示される記憶領域(初期設定時刻エリア)には初期設定時刻が格納される。初期設定時刻は、ホスト41のタグ時刻設定部42およびRFIDタグ61のタグ時刻設定部73によってRFIDタグ61の時計75に設定される時刻である。
例えばメモリアドレス0001および0002で示される記憶領域(リーダライタからのアクセスタイミングエリア)にはそれぞれリーダライタからのアクセスタイミングの周期およびオフセット時間が格納される。例えばメモリアドレス0003および0004で示される記憶領域(センシング部のアクセスタイミングエリア)にはそれぞれセンシング部のアクセスタイミングの周期およびオフセット時間が格納される。例えばメモリアドレス0005で示される記憶領域(コマンドデータエリア)にはコマンドのデータが格納される。例えばメモリアドレス0006で示される記憶領域(同期開始時刻エリア)には同期開始時刻が格納される。例えばメモリアドレス0007〜XXXXで示される記憶領域(センシングデータエリア)には、センサ72で取得したセンシングデータが格納される。これ以降、図6に示すメモリアドレスおよびデータの例を用いて説明する。
・RFIDタグのセンシング部の動作の説明
図7および図8は、実施例2にかかるRFIDタグのセンシング部の動作を示すフローチャートである。図7に示すように、RFIDタグ61においてセンシング部66の動作が開始されると、アクセスタイミング制御部69は、デフォルトの周期およびオフセット時間で共有メモリ65へのセンシングデータの書き込み、および共有メモリ65のコマンドデータエリアのチェックを開始する(ステップS11)。センシングデータはセンサ72で取得される。共有メモリ65のコマンドデータエリアにはホスト41で発行されたコマンドのデータが格納される。
この状態で、センサ制御部71およびメモリアクセス部67は、センシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングになるのを待つ(ステップS12:No)。センシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングになると(ステップS12:Yes)、メモリアクセス部67は、センシング部66へ入力するビジー信号が例えばLレベルになるのを待つ(ステップS13:No)。
ビジー信号が例えばLレベルになると(ステップS13:Yes)、センサ制御部71はセンサ72から情報を取得する。そして、メモリアクセス部67は、センサ72で取得したセンシングデータを共有メモリ65のセンシングデータエリアに書き込む(ステップS14)。また、メモリアクセス部67は、共有メモリ65のコマンドデータエリアからコマンドのデータを読み出してコマンド解読部68に渡す(ステップS15)。コマンド解読部68がコマンドを解読した結果、コマンドが更新されていない場合(ステップS16:No)、ステップS12に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS13以降の動作を行う。
コマンドは更新されているが(ステップS16:Yes)、ビジー信号が例えばLレベルでない場合(ステップS17:No)、センシング部66は、ビジー信号が例えばLレベルになるのを待つ。コマンドが更新されており(ステップS16:Yes)、かつビジー信号が例えばLレベルである場合(ステップS17:その他のコマンド時、時刻設定コマンド時またはアクセスタイミング設定コマンド時)、センシング部66はコマンドに応じた動作を行う。
時刻設定コマンドである場合(ステップS17:時刻設定コマンド時)、タグ時刻設定部73は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65の、初期設定時刻が格納されている初期設定時刻エリアからデータを読み出す(ステップS18)。タグ時刻設定部73は、読み出した初期設定時刻に基づいて時計75の時刻を更新する(ステップS19)。そして、ステップS12に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS13以降の動作を行う。
アクセスタイミング設定コマンドである場合(ステップS17:アクセスタイミング設定コマンド時)、図8に示すように、アクセスタイミング設定部74は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65の、センシング部のアクセスタイミング(周期およびオフセット時間)が格納されているセンシング部のアクセスタイミングエリアからデータを読み出す。また、アクセスタイミング設定部74は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65の、同期開始時刻が格納されている同期開始時刻エリアからデータを読み出す(ステップS20)。
次いで、アクセスタイミング設定部74は、共有メモリ65から読み出したデータをアクセスタイミング設定メモリ70に書き込む(ステップS21)。そして、アクセスタイミング制御部69は、アクセスタイミング設定メモリ70を参照して同期開始時刻になるのを待つ(ステップS22:No)。同期開始時刻になったら(ステップS22:Yes)、ステップS12に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS13以降の動作を行う。これ以降、ホスト41とセンシング部66とが同時に共有メモリ65にアクセスしないように、ホスト41側の共有メモリ65へのアクセスタイミングと、センシング部66の共有メモリ65へのアクセスタイミングとの間で同期が確立する。
時刻設定コマンドおよびアクセスタイミング設定コマンドのいずれでもない場合(ステップS17:その他のコマンド時)、図7に示すように、ステップS12に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS13以降の動作を行う。
・共有メモリへのアクセス動作の説明
図9は、実施例2にかかる無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。図10は、実施例2にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。これらの図に示すように、RFIDタグ61のセンシング部66は、デフォルトの周期およびオフセット時間で共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図9のステップS31、図10の符号81)。
この状態でホスト41およびRFIDリーダライタ51側が共有メモリ65に時刻データおよび時刻設定コマンドを書き込むと(図9のステップS32、図10の符号82)、センシング部66は次のメモリアクセスタイミングで共有メモリ65から時刻情報を読み出す(図9のステップS33、図10の符号83)。また、ホスト41およびRFIDリーダライタ51側が共有メモリ65に、リーダライタからのアクセスタイミング、センシング部のアクセスタイミング、同期開始時刻およびアクセスタイミング設定コマンドを書き込む(図9のステップS34、図10の符号84)。
図示例では、このステップS34のメモリアクセスがセンシング部66のメモリアクセスのタイミングと重なり、ビジー信号が例えばHレベルとなるため、センシング部66のメモリアクセスは休みとなる。図9および図10においては、休みとなるセンシング部66のメモリアクセスを破線で示している。
センシング部66は次のメモリアクセスタイミングで共有メモリ65から、ステップS34で書き込まれたアクセスタイミングおよび同期開始時刻の各設定情報を読み出す(図9のステップS35、図10の符号85)。その後、同期開始時刻になると、センシング部66はセンシング部のアクセスタイミングで共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図9のステップS36、図10の符号86)。ホスト41およびRFIDリーダライタ51側はリーダライタからのアクセスタイミングで共有メモリ65にログデータ読取コマンドを書き込み、該当するセンシングデータを共有メモリ65から読み出す(図9のステップS37、図10の符号87)。
同期開始直後のメモリアクセスでは、センシング部のアクセスタイミングのオフセット時間が例えば0秒であり、リーダライタからのアクセスタイミングのオフセット時間が例えば10秒であるから、両メモリアクセスのタイミングがずれる。図4に示すアクセスタイミング設定メモリ46の例では、センシング部66は例えば1分おきに共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図9のステップS38、図10の符号88)。また、ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は例えば5分おきに共有メモリ65に対してログデータ読取コマンドの書き込みおよびセンシングデータの読み出しを行う(図10の符号89)。
実施例2によれば、RFIDタグ61内の共有メモリ65に対するリーダライタからのアクセスタイミングとセンシング部のアクセスタイミングとがずれていることによって、RFIDタグ61のRFID部62とセンシング部66とが異なるタイミングで共有メモリ65にアクセスする。従って、共有メモリ65に対するセンシング部66のアクセスが頻繁に起こっても、RFID部62も共有メモリ65にアクセスすることができるので、RFID部62は共有メモリ65からセンシングデータを読み出してRFIDリーダライタ51へ送信することができる。また、共有メモリ65に対するRFID部62のアクセスが頻繁に起こっても、センシング部66も共有メモリ65にアクセスすることができるので、センシング部66で得られた情報を共有メモリ65に書き込むことができる。また、従来のようにRFID部のメモリアクセスとセンシング部のメモリアクセスとの競合をビジー信号のみで回避する構成では、ビジー信号を確認してから競合するメモリアクセスを拒否するまでにタイムラグがあるため、共有メモリに対して競合するメモリアクセスが同時に起こってデータが破壊されるおそれがある。それに対して、実施例2によれば、メモリアクセスの周期およびオフセット時間を制御することにより、確実にRFID部62のメモリアクセスとセンシング部66のメモリアクセスとの同期を制御することができる。従って、共有メモリ65のデータが破壊されるのを防ぐことができる。
(実施例3)
実施例3は、RFIDタグからRFIDリーダライタを介して上位装置へ、RFIDタグ内の共有メモリに記憶されている通信タイミングを送信して上位装置に通信タイミングを設定するものである。
・ホストの説明
図11は、実施例3にかかる無線通信システムのホストを示すブロック図である。図11に示すように、実施例3ではホスト41は、アクセスタイミング設定部の代わりに同期開始時刻設定部54を備えている。同期開始時刻設定部54は、ホスト41の動作とRFIDタグ61の動作との同期を開始する時刻をRFIDリーダライタ51を介してRFIDタグ61に設定する。
コマンド処理部48は、RFIDリーダライタ51を介してRFIDタグ61へリーダライタからのアクセスタイミングを読み取るコマンドを発行する。コマンド処理部48は、リーダライタからのアクセスタイミングの周期およびオフセット時間をRFIDタグ61内の共有メモリ65から読み出す。コマンド処理部48は、リーダライタからのアクセスタイミングの周期およびオフセット時間をホスト41内のアクセスタイミング設定メモリ46に書き込む。ホスト41のその他の構成は実施例2と同様である。
・RFIDタグの説明
実施例3のRFIDタグは実施例2と同様である。ただし、共有メモリ65に予め図6に示すデータ(初期設定時刻、同期開始時刻およびセンシングデータを除く)が記憶されている。初期設定時刻および同期開始時刻のデータはホスト41からの設定により共有メモリ65に記憶される。センシングデータはセンシング部66により共有メモリ65に書き込まれる。
・RFIDタグのセンシング部の動作の説明
図12および図13は、実施例3にかかるRFIDタグのセンシング部の動作を示すフローチャートである。図12に示すように、RFIDタグ61においてセンシング部66の動作が開始されると、アクセスタイミング制御部69は、センシング部66へ入力するビジー信号が例えばLレベルになるのを待つ(ステップS41:No)。
ビジー信号が例えばLレベルになると(ステップS41:Yes)、アクセスタイミング制御部69は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65のセンシング部のアクセスタイミングエリアに格納されているセンシング部のアクセスタイミング(周期およびオフセット時間)のデータを読み出す(ステップS42)。そして、アクセスタイミング設定部74は、共有メモリ65から読み出したデータをアクセスタイミング設定メモリ70に書き込む(ステップS43)。
この状態で、センサ制御部71およびメモリアクセス部67は、センシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングになるのを待つ(ステップS44:No)。センシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングになると(ステップS44:Yes)、メモリアクセス部67は、センシング部66へ入力するビジー信号が例えばLレベルになるのを待つ(ステップS45:No)。
ビジー信号が例えばLレベルになると(ステップS45:Yes)、センサ制御部71はセンサ72から情報を取得する。そして、メモリアクセス部67は、センサ72から取得したセンシングデータを共有メモリ65のセンシングデータエリアに書き込む(ステップS46)。また、メモリアクセス部67は、共有メモリ65のコマンドデータエリアからコマンドのデータを読み出してコマンド解読部68に渡す(ステップS47)。コマンド解読部68がコマンドを解読した結果、コマンドが更新されていない場合(ステップS48:No)、ステップS44に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS45以降の動作を行う。
コマンドは更新されているが(ステップS48:Yes)、ビジー信号が例えばLレベルでない場合(ステップS49:No)、センシング部66は、ビジー信号が例えばLレベルになるのを待つ。コマンドが更新されており(ステップS48:Yes)、かつビジー信号が例えばLレベルである場合(ステップS49:その他のコマンド時、時刻設定コマンド時または同期開始時刻設定コマンド時)、センシング部66はコマンドに応じた動作を行う。
時刻設定コマンドである場合(ステップS49:時刻設定コマンド時)、タグ時刻設定部73は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65の初期設定時刻エリアから初期設定時刻のデータを読み出す(ステップS50)。タグ時刻設定部73は、読み出した初期設定時刻に基づいて時計75の時刻を更新する(ステップS51)。そして、ステップS44に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS45以降の動作を行う。
同期開始時刻設定コマンドである場合(ステップS49:同期開始時刻設定コマンド時)、図13に示すように、アクセスタイミング設定部74は、メモリアクセス部67を介して共有メモリ65の同期開始時刻エリアから同期開始時刻のデータを読み出す(ステップS52)。アクセスタイミング設定部74は同期開始時刻のデータをアクセスタイミング設定メモリ70に書き込む。
次いで、アクセスタイミング制御部69は、アクセスタイミング設定メモリ70を参照して同期開始時刻になるのを待つ(ステップS53:No)、同期開始時刻になったら(ステップS53:Yes)、ステップS45に戻り、ステップS45以降の動作を行う。これ以降、ホスト41とセンシング部66とが同時に共有メモリ65にアクセスしないように、ホスト41側の共有メモリ65へのアクセスタイミングと、センシング部66の共有メモリ65へのアクセスタイミングとの間で同期が確立する。
時刻設定コマンドおよび同期開始時刻設定コマンドのいずれでもない場合(ステップS49:その他のコマンド時)、図12に示すように、ステップS44に戻り、次のセンシングデータの書き込みおよびコマンドデータエリアのチェックを行うタイミングで、ステップS45以降の動作を行う。
・共有メモリへのアクセス動作の説明
図14は、実施例3にかかる無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。図15は、実施例3にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。これらの図に示すように、アクセスタイミング制御部69は共有メモリ65からセンシング部のアクセスタイミング(周期およびオフセット時間)のデータを読み出す。そして、アクセスタイミング設定部74は、共有メモリ65から読み出したデータをアクセスタイミング設定メモリ70に書き込む(図14のステップS61、図15の符号91)。
センシング部66はセンシング部のアクセスタイミングで共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図14のステップS62、図15の符号92)。この状態でホスト41およびRFIDリーダライタ51側が共有メモリ65に時刻データおよび時刻設定コマンドを書き込むと(図14のステップS63、図15の符号93)、センシング部66は次のメモリアクセスタイミングで共有メモリ65から時刻情報を読み出す(図14のステップS64、図15の符号94)。
ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は共有メモリ65に、リーダライタからのアクセスタイミングを読み取るアクセスタイミング読取コマンドを発行し、リーダライタからのアクセスタイミングを共有メモリ65から読み取る。ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は、リーダライタからのアクセスタイミングをホスト41内のアクセスタイミング設定メモリ46に書き込む(図14のステップS65、図15の符号95)。
図示例では、このステップS65のメモリアクセスがセンシング部66のメモリアクセスのタイミングと重なり、ビジー信号が例えばHレベルとなるため、センシング部66のメモリアクセスは休みとなる。図14および図15においては、休みとなるセンシング部66のメモリアクセスを破線で示している。
ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は共有メモリ65に同期開始時刻および同期開始時刻設定コマンドを書き込む(図14のステップS66、図15の符号96)。センシング部66は次のメモリアクセスタイミングで共有メモリ65から、ステップS66で書き込まれた同期開始時刻の設定情報を読み出す(図14のステップS67、図15の符号97)。その後、同期開始時刻になると、センシング部66はセンシング部のアクセスタイミングで共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図14のステップS68、図15の符号98)。ホスト41およびRFIDリーダライタ51側はリーダライタからのアクセスタイミングで共有メモリ65にログデータ読取コマンドを書き込み、該当するセンシングデータを共有メモリ65から読み出す(図14のステップS69、図15の符号99)。
図6に示す共有メモリ65の例では、センシング部66は例えば1分おきにオフセット時間0秒で共有メモリ65に対してセンシングデータの書き込み、コマンドデータエリアのチェックおよびコマンドのデータの読み出しを行う(図14のステップS70、図15の符号100)。また、ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は例えば5分おきにオフセット時間10秒で共有メモリ65に対してログデータ読取コマンドの書き込みおよびセンシングデータの読み出しを行う(図15の符号101)。
実施例3によれば、実施例2と同様の効果が得られる。また、RFIDタグ61の共有メモリ65内に、種々の同期情報が予め書き込まれているので、他のシステムからRFIDタグ61にアクセスする場合でも、RFIDタグ61やホスト41の同期の設定などを行わなくても、すぐにRFIDタグ61とホスト41との間で同期を確立させることができる。すなわち、別途、監視装置を設けて、監視装置により管理することが不要となる。
(実施例4)
実施例4は、リーダライタからのメモリアクセスやセンシング部のアクセスについて、周期およびオフセット時間の他にメモリアクセスの実行時間を指定するようにしたものである。
・ホストのアクセスタイミング設定メモリの説明
図16は、実施例4にかかるホストのアクセスタイミング設定メモリの一例を示す図である。図16に示すように、アクセスタイミング設定メモリ46は、リーダライタからのアクセスタイミングについて、周期、オフセット時間および実行時間を記憶する。センシング部のアクセスタイミングについても同様である。共有メモリ65に対するリーダライタからのメモリアクセスおよびセンシング部66のメモリアクセスは、それぞれアクセスタイミング設定メモリ46に設定された実行時間の間、継続する。
・共有メモリの説明
図17は、実施例4にかかるRFIDタグの共有メモリの一例を示す図である。図17に示す例は、図16に例示したアクセスタイミング設定メモリ46の記憶内容に対応している。図17に示すように、共有メモリ65において、リーダライタからのアクセスタイミングの実行時間エリアにはRFIDリーダライタ51からのメモリアクセスの実行時間が格納される。センシング部のアクセスタイミングの実行時間エリアにはセンシング部66のメモリアクセスの実行時間が格納される。
・共有メモリへのアクセス動作の説明
図18は、実施例4にかかる無線通信システムの動作を示すタイミング図である。図18に示す例は、図16および図17に例示したアクセスタイミング設定メモリ46および共有メモリ65の記憶内容に対応している。図18に示すように、センシング部66は例えば5分おきにオフセット時間0秒で5秒間継続して共有メモリ65にアクセスする(図18の符号111)。それに対して、ホスト41およびRFIDリーダライタ51側は例えば5分おきにオフセット時間10秒で4分30秒間継続して共有メモリ65にアクセスする(図18の符号112)。
実施例4によれば、実施例2と同様の効果が得られる。また、メモリアクセスの実行時間を指定することにより、ホスト41からRFIDタグ61へコマンドを連続的に送信することができる。なお、実施例3においても同様に、メモリアクセスの実行時間を指定してもよい。
上述した実施例1〜4に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)RFIDリーダライタがRFIDタグに通信する通信タイミングと、前記RFIDタグが前記通信とは異なる動作を行う動作タイミングとを記憶する第1の記憶部と、前記動作タイミングを前記RFIDタグへ送信して設定する設定部と、前記通信タイミングで前記RFIDリーダライタを制御する第1のタイミング部と、を有する上位装置と、前記RFIDリーダライタと通信する通信部と、前記通信部とは異なる機能を実行する機能部と、前記通信部と前記機能部とがアクセスできる共有メモリと、前記動作タイミングを記憶する第2の記憶部と、前記動作タイミングに基づいて、前記機能部を動作させる第2のタイミング部と、を有するRFIDタグと、を備えることを特徴とする無線通信システム。
(付記2)前記通信タイミングは、前記RFIDリーダライタが前記RFIDタグに通信する周期および該周期の各開始時点からの遅延時間を含み、前記動作タイミングは、前記RFIDタグが前記通信とは異なる動作を行う周期および該周期の各開始時点からの遅延時間を含み、前記通信タイミングの遅延時間と前記動作タイミングの遅延時間とが異なることを特徴とする付記1に記載の無線通信システム。
(付記3)前記通信タイミングは、前記RFIDリーダライタの前記RFIDタグへの通信の実行時間を含み、前記動作タイミングは、前記RFIDタグの前記通信とは異なる動作の実行時間を含むことを特徴とする付記2に記載の無線通信システム。
(付記4)前記上位装置は、現在時刻を前記RFIDタグへ送信して設定する時刻設定部を有し、前記RFIDタグは、時計を前記時刻設定部により設定された時刻に合わせることを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の無線通信システム。
(付記5)前記動作タイミングは、前記通信タイミングと前記動作タイミングとの同期開始時刻を含むことを特徴とする付記4に記載の無線通信システム。
(付記6)RFIDリーダライタがRFIDタグに通信する通信タイミングと、前記RFIDタグが前記通信とは異なる動作を行う動作タイミングとを記憶する上位装置から、前記動作タイミングを前記RFIDタグへ送信するプロセスと、前記RFIDタグが前記上位装置から受信した前記動作タイミングを記憶するプロセスと、前記RFIDタグが前記動作タイミングに基づいて前記通信とは異なる動作を行って前記RFIDタグ内の共有メモリにアクセスするプロセスと、前記上位装置が前記通信タイミングで前記RFIDリーダライタを制御して前記共有メモリにアクセスするプロセスと、を含むことを特徴とする無線通信方法。
(付記7)コンピュータを、RFIDリーダライタと通信タイミングで通信する通信部とは異なる機能を実行し、前記通信部がアクセスできる共有メモリにアクセスする機能部、前記機能部が前記通信とは異なる動作を行う動作タイミングを記憶する第2の記憶部、前記動作タイミングに基づいて、前記機能部を動作させる第2のタイミング部、として機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
21 上位装置
22 設定部
23 第1のタイミング部
24 第1の記憶部
25 RFIDリーダライタ
26 RFIDタグ
27 通信部
28 共有メモリ
29 機能部
30 第2のタイミング部
31 第2の記憶部
42 タグ時刻設定部

Claims (5)

  1. 共有メモリと、
    RFIDリーダライタから要求を受信したことに応じて前記共有メモリにアクセスして前記RFIDリーダライタに応答を送信する通信部と、
    前記通信部とは異なる機能を実行する際に前記共有メモリにアクセスする機能部と、
    前記機能部が前記通信部とは異なる動作を行う動作タイミングを記憶する第1の記憶部と、
    前記動作タイミングに基づいて、前記機能部を動作させる第1のタイミング部と、
    を有するRFIDタグと、
    前記通信部と前記機能部とがそれぞれ前記共有メモリにアクセスするタイミングをずらすための、前記RFIDリーダライタが前記RFIDタグに通信する通信タイミングと、前記動作タイミングとの組み合わせを記憶する第の記憶部と、
    前記動作タイミングを前記RFIDタグへ送信して設定する設定部と、
    前記通信タイミングで前記RFIDリーダライタを制御する第のタイミング部と、
    を有する上位装置と
    備えることを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記通信タイミングは、前記RFIDリーダライタが前記RFIDタグに通信する周期および該周期の各開始時点からの遅延時間を含み、
    前記動作タイミングは、前記RFIDタグが前記通信とは異なる動作を行う周期および該周期の各開始時点からの遅延時間を含み、
    前記通信タイミングの遅延時間と前記動作タイミングの遅延時間とが異なることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  3. 前記通信タイミングは、前記RFIDリーダライタの前記RFIDタグへの通信の実行時間を含み、
    前記動作タイミングは、前記RFIDタグの前記通信とは異なる動作の実行時間を含むことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
  4. 共有メモリと通信部と機能部と前記機能部が前記通信部とは異なる動作を行う動作タイミングを記憶する記憶部とを有するRFIDタグが、前記通信部を用いて、RFIDリーダライタから要求を受信したことに応じて前記共有メモリにアクセスして前記RFIDリーダライタに応答を送信するプロセスと、
    前記RFIDタグが、前記機能部を用いて、前記通信部とは異なる機能を実行する際に、前記通信部がアクセスできる前記共有メモリにアクセスするプロセスと、
    前記RFIDタグが、前記動作タイミングに基づいて、前記機能部を動作させるプロセスと、
    前記通信部と前記機能部とがそれぞれ前記共有メモリにアクセスするタイミングをずらすための、前記RFIDリーダライタが前記RFIDタグに通信する通信タイミングと、前記動作タイミングとの組み合わせを記憶する記憶部を有する上位装置が、前記動作タイミングを前記RFIDタグへ送信して設定するプロセスと、
    前記上位装置が、前記通信タイミングで前記RFIDリーダライタを制御するプロセスと、
    を含むことを特徴とする無線通信方法。
  5. コンピュータを、
    RFIDリーダライタ通信する通信部
    前記通信部とは異なる機能を実行する際に、前記通信部がアクセスできる共有メモリにアクセスする機能部、
    前記通信部と前記機能部とがそれぞれ前記共有メモリにアクセスするタイミングをずらすための、前記RFIDリーダライタが前記コンピュータに通信する通信タイミングと、前記機能部が前記通信とは異なる動作を行う動作タイミングとの組み合わせを記憶する上位装置から受信した前記動作タイミングを記憶する記憶部、
    前記動作タイミングに基づいて、前記機能部を動作させるタイミング部、
    として機能させ
    前記通信部は、前記上位装置によって前記通信タイミングで制御されたRFIDリーダライタと通信することを特徴とする無線通信プログラム。
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