JP6422336B2 - Reader / writer device - Google Patents
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Description
本発明は、非接触型ICカード等のRFIDメディアに対して情報の書き込みや読み出しを行うリーダ/ライタ装置に関し、特に、周囲環境の変化に伴うRFIDメディアの誤検出を回避する技術に関する。 The present invention relates to a reader / writer device for writing and reading information to and from an RFID medium such as a non-contact type IC card, and more particularly to a technique for avoiding erroneous detection of the RFID medium due to a change in the surrounding environment.
近年、カードやラベルに対して非接触状態にて情報の読み出しや書き込みを行うことが可能なICが搭載された非接触型ICカードや非接触型ICラベル等のRFIDメディアがその優れた利便性から急速に普及しつつある。このようなRFIDメディアは、リーダ/ライタ装置に近接させることによって、リーダ/ライタ装置から電源が供給され、情報の読み出しや書き込みが行われる。 In recent years, RFID media such as a non-contact type IC card or a non-contact type IC label equipped with an IC capable of reading and writing information in a non-contact state with respect to a card or a label has an excellent convenience. Since then, it is spreading rapidly. When such RFID media is brought close to the reader / writer device, power is supplied from the reader / writer device to read and write information.
一般にリーダ/ライタ装置は、いわゆるポーリングと呼ばれる、RFIDメディアに対する問いかけ信号の送信を常時行っており、この問いかけ信号に対する応答信号を受信した場合に、RFIDメディアが近接していると判断し、RFIDメディアに対するデータの送受信を行う。そのため、問いかけ信号の常時送信により、RFIDメディアが近接していない状態においても電力が消費され続けることとなり、省電力化の面で好ましくない。 In general, a reader / writer device constantly transmits an inquiry signal to an RFID medium called so-called polling. When a response signal to the inquiry signal is received, the reader / writer apparatus determines that the RFID medium is close to the RFID medium. Send / receive data to / from. For this reason, the constant transmission of the inquiry signal causes power to continue to be consumed even when the RFID medium is not in proximity, which is not preferable in terms of power saving.
そこで、非接触ICカードを用いた非接触式カード錠であって、待機状態においてはカード検出手段のみに駆動電源を供給し、カード検出手段にて非接触ICカードを検出した場合に、非接触ICカードと通信を行う通信手段に駆動電源を供給することで省電力化を図る技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された技術においては、カード検知手段においてカード検知用信号を周期的に出力し、このカード検知用信号に対して、予め決められた値を有する応答信号を受信した場合に、非接触ICカードが近接していると判断している。 Therefore, a non-contact type card lock using a non-contact IC card, in which the drive power is supplied only to the card detection means in the standby state, and the non-contact IC card is detected by the card detection means. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151867 discloses a technique for saving power by supplying drive power to a communication unit that communicates with an IC card. In the technique disclosed in Patent Document 1, when a card detection signal is periodically output by the card detection means and a response signal having a predetermined value is received with respect to the card detection signal, The contactless IC card is judged to be close.
上述したようなリーダ/ライタ装置においては、RFIDメディアが近接していない場合でも金属等が近接している場合、アンテナ側のインピーダンスの値が変化し、それにより、カード検知用信号の値が変化する。そのため、RFIDメディアが近接していると判断するカード検知用信号の値を設定した後、リーダ/ライタ装置の近傍に空き缶や鉄板等が放置されている場合、その空き缶等によってカード検知用信号の値が変化し、リーダ/ライタ装置にRFIDメディアが近接していないにも関わらず、RFIDメディアが近接していると判断されたり、リーダ/ライタ装置にRFIDメディアが近接しているにも関わらず、RFIDメディアが近接していないと判断されたりしてしまう虞れがある。 In the reader / writer device as described above, even when the RFID medium is not close, when the metal is close, the impedance value on the antenna side changes, thereby changing the value of the card detection signal. To do. Therefore, after setting the value of the card detection signal for determining that the RFID medium is close, if an empty can or iron plate is left in the vicinity of the reader / writer device, the card detection signal is Although the value changes and the RFID media is not close to the reader / writer device, it is determined that the RFID media is close, or the RFID media is close to the reader / writer device. There is a risk that the RFID medium may be determined not to be close to each other.
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、RFIDメディアに対して情報の書き込みや読み出しを行うリーダ/ライタ装置において、省電力化を図りながらも周囲環境の変化に伴うRFIDメディアの誤検出を回避することができるリーダ/ライタ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional techniques as described above, and in a reader / writer device that writes and reads information to and from an RFID medium while saving power. An object of the present invention is to provide a reader / writer device capable of avoiding erroneous detection of RFID media due to changes in the surrounding environment.
上記目的を達成するために本発明は、
RFIDメディアを検出するための検出用信号を出力する検出用信号出力手段と、
RFIDメディアに対する通信用データを出力する制御手段と、
前記検出用信号出力手段から出力された検出用信号、及び前記制御手段から出力されて変調された通信用データを送信し、前記通信用データに対するRFIDメディアからの受信データを受信する送受信手段とを有し、
前記制御手段が、
前記検出用信号出力手段に前記検出用信号を一定時間毎に間欠出力させて当該検出用信号を一定時間毎に前記送受信手段を介して間欠送信するとともに、周囲環境による前記送受信手段における前記検出用信号の値の変化を検出する動作を行う低消費電力モードと、
前記通信用データを出力して当該通信用データを送受信手段を介して送信するとともに、前記受信データを前記送受信手段を介して受信する動作を行う通常電力モードとを有し、
前記低消費電力モードにて前記送受信手段における前記検出用信号の値が基準値として設定された値から変化した場合に前記通常電力モードに移行し、前記通常電力モードにおける処理が終了した場合または前記通常電力モードにて前記通信用データに対する受信データが前記送受信手段を介して受信されない場合に前記低消費電力モードに移行するリーダ/ライタ装置において、
前記制御手段は、前記低消費電力モードとして動作を開始する際に、前記送受信手段における前記検出用信号の値を前記基準値として設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A detection signal output means for outputting a detection signal for detecting the RFID medium;
Control means for outputting data for communication with the RFID medium;
Transmitting and receiving means for transmitting the detection signal output from the detection signal output means and the communication data output from the control means and modulated, and receiving the received data from the RFID medium for the communication data; Have
The control means is
The detection signal output means is intermittently output at regular intervals to transmit the detection signal intermittently via the transmission / reception means at regular intervals, and the detection signal in the transmission / reception means according to the surrounding environment. A low power consumption mode for detecting the change in the value of the signal;
A normal power mode for outputting the communication data and transmitting the communication data via a transmission / reception unit and performing an operation of receiving the reception data via the transmission / reception unit;
When the value of the signal for detection in the transmission / reception means changes from the value set as a reference value in the low power consumption mode, the mode is shifted to the normal power mode, and the processing in the normal power mode is completed or In a reader / writer device that shifts to the low power consumption mode when reception data for the communication data is not received via the transmission / reception means in the normal power mode,
The control means sets the value of the detection signal in the transmission / reception means as the reference value when starting the operation in the low power consumption mode.
上記のように構成された本発明においては、低消費電力モードにおいて、RFIDメディアを検出するための検出用信号が送受信手段を介して一定時間毎に間欠送信されており、この検出用信号送受信手段における値が基準値として設定された値から変化した場合に、RFIDメディアが近接していると判断され、通常電力モードに移行する。そして、通常電力モードにおいて、通信用データが送受信手段を介して送信され、この通信用データに対するRFIDメディアからの受信データが受信されることにより、RFIDメディアに対する情報の書き込みや読み出しが行われる。その後、通常電力モードにおける処理が終了した場合や、通常電力モードに移行して通信用データが送信されたものの、この通信用データに対する受信データが送受信手段を介して受信されない場合に低消費電力モードに移行する。このように、検出用信号を一定時間毎に間欠送信する低消費電力モードにおいてRFIDメディアの近接を判断し、その後、通常電力モードに移行し、RFIDメディアに対する情報の書き込みや読み出しを行うことにより、省電力化が図られている。ところが、リーダ/ライタ装置に金属等が近接することでリーダ/ライタ装置の周囲環境が変化すると、送受信手段における検出用信号の値が変化してしまう。そのため、リーダ/ライタ装置にRFIDメディアが近接していない状態であっても、検出用信号の値が基準値として設定された値から変化してしまい、リーダ/ライタ装置にRFIDメディアが近接していないにも関わらず、RFIDメディアが近接していると判断されたり、その後、リーダ/ライタ装置にRFIDメディアが近接した状態となっても、RFIDメディアが近接していないと判断されたりしてしまう虞れがある。そこで、制御手段において、低消費電力モードとして動作を開始する際に、送受信手段における検出用信号の値を基準値として設定する。これにより、リーダ/ライタ装置の周囲環境が変化した場合であっても、変化した周囲環境における検出用信号の値を基準値として、RFIDメディアが近接していると判断されることになり、周囲環境の変化に伴うRFIDメディアの誤検出が回避されることになる。 In the present invention configured as described above, in the low power consumption mode, the detection signal for detecting the RFID medium is intermittently transmitted at regular intervals via the transmission / reception means, and this detection signal transmission / reception means When the value at is changed from the value set as the reference value, it is determined that the RFID medium is approaching, and the mode shifts to the normal power mode. In the normal power mode, communication data is transmitted via the transmission / reception means, and when data received from the RFID medium is received for the communication data, information is written to or read from the RFID medium. After that, when the processing in the normal power mode is completed or when the communication data is transmitted after shifting to the normal power mode, the received data for the communication data is not received via the transmission / reception means. Migrate to In this way, by determining the proximity of the RFID medium in the low power consumption mode in which the detection signal is intermittently transmitted every predetermined time, and then shifting to the normal power mode and performing writing and reading of information on the RFID medium, Power saving is achieved. However, when the ambient environment of the reader / writer device changes due to the proximity of metal or the like to the reader / writer device, the value of the detection signal in the transmission / reception means changes. Therefore, even when the RFID medium is not in proximity to the reader / writer device, the value of the detection signal changes from the value set as the reference value, and the RFID medium is in proximity to the reader / writer device. In spite of the absence, it is determined that the RFID medium is in close proximity, or after that, even if the RFID medium is in proximity to the reader / writer device, it is determined that the RFID medium is not in proximity. There is a fear. Therefore, when the control means starts operation in the low power consumption mode, the value of the detection signal in the transmission / reception means is set as a reference value. As a result, even if the ambient environment of the reader / writer device changes, it is determined that the RFID medium is close by using the detection signal value in the changed ambient environment as a reference value. An erroneous detection of the RFID medium accompanying a change in the environment is avoided.
本発明によれば、RFIDメディアを検出するための検出用信号を一定時間毎に送受信手段を介して間欠送信するとともに、周囲環境による送受信手段における検出用信号の値の変化を検出する動作を行う低消費電力モードと、通信用データを送受信手段を介して送信するとともに、この通信用データに対するRFIDメディアからの受信データを送受信手段を介して受信する動作を行う通常電力モードとを有し、低消費電力モードにて送受信手段における検出用信号の値が基準値として設定された値から変化した場合に通常電力モードに移行し、通常電力モードにおける処理が終了した場合または通常電力モードにて通信用データに対する受信データが送受信手段を介して受信されない場合に低消費電力モードに移行する構成であることにより、省電力化を図ることができる。また、制御手段が、低消費電力モードとして動作を開始する際に、送受信手段における検出用信号の値を基準値として設定する構成であることにより、周囲環境が変化した場合であっても、変化した周囲環境における検出用信号の値を基準値として、RFIDメディアが近接していると判断されることになり、周囲環境の変化に伴うRFIDメディアの誤検出を回避することができる。 According to the present invention, a detection signal for detecting an RFID medium is intermittently transmitted via a transmission / reception unit at regular intervals, and an operation for detecting a change in the value of the detection signal in the transmission / reception unit due to the surrounding environment is performed. A low power consumption mode, and a normal power mode in which communication data is transmitted via the transmission / reception means, and reception data from the RFID medium for the communication data is received via the transmission / reception means. When the value of the detection signal in the transmission / reception means changes from the value set as the reference value in the power consumption mode, it shifts to the normal power mode, and when the processing in the normal power mode is completed or for communication in the normal power mode When the received data for the data is not received via the transmission / reception means, the configuration shifts to the low power consumption mode. Ri, it is possible to achieve power saving. In addition, when the control means starts operating in the low power consumption mode, the value of the detection signal in the transmission / reception means is set as the reference value, so that even if the surrounding environment changes The detection signal value in the surrounding environment is used as a reference value, so that it is determined that the RFID medium is close, so that erroneous detection of the RFID medium accompanying a change in the surrounding environment can be avoided.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明のリーダ/ライタ装置の実施の一形態を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a reader / writer device of the present invention.
図1に示すように、本形態におけるリーダ/ライタ装置10は、RFIDメディアとなるICカード40に対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うものであって、アンテナコイル11と、キャパシタ12と、RFネットワーク13と、符号化回路19aと、発振器15と、変調器16と、送信アンプ14と、直交検波器20と、受信アンプ17a,17bと、A/D変換器18a,18bと、復号回路19bと、マイコン30とを有している。
As shown in FIG. 1, a reader / writer device 10 according to the present embodiment writes and reads information in and out of contact with an IC card 40 serving as an RFID medium. 12,
直交検波器20は、ミキサー21a,21bと、位相シフト器22とを有している。マイコン30は、本願発明における制御手段となるものであって、IQ値検知部31と、データ送受信部32と、比較部33と、記憶部34と、設定部35とを有している。
The quadrature detector 20 includes mixers 21 a and 21 b and a
符号化回路19aは、マイコン30から出力された問いかけ信号や送信データ列からなるRFIDメディアに対する通信用データを符号化する。
The
発振器15は、本願発明における検出用信号出力手段となるものであって、13.56MHzの信号を発生し、検出用信号として出力する。
The
変調器16は、符号化回路19aにて符号化された通信用データを、発振器15から出力された信号からなるキャリア波に乗せることで、発振器15から出力されたキャリア波を変調する。
The modulator 16 modulates the carrier wave output from the
送信アンプ14は、変調器16にて変調されたキャリア波や、発振器15から出力されたキャリア波を増幅させる。
The transmission amplifier 14 amplifies the carrier wave modulated by the modulator 16 and the carrier wave output from the
RFネットワーク13は、本願発明における送受信手段となるものであって、送信アンプ14にて増幅されたキャリア波をアンテナコイル11を介して送信したり、通信用データに対するICカード40からの受信データをアンテナコイル11を介して受信したりする。また、RFネットワーク13では、アンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの変化によってキャリア波の振幅及び位相が変化する。
The
アンテナコイル11は、キャパシタ12と並列に接続されており、RFネットワーク13によって送信されるキャリア波やキャリア波に乗せられた通信用データを、電磁波を放射することによって送信し、また、電磁波を受信することによって、通信用データに対するICカード40からの受信データを受信する。
The antenna coil 11 is connected in parallel with the capacitor 12 and transmits the carrier wave transmitted by the
ミキサー21aは、RFネットワーク13にて受信された、通信用データに対するICカード40からの受信データに、発振器15から出力された13.56MHzの信号を乗算し、通信用データに対するICカード40からの受信データのI成分を出力する。また、RFネットワーク13から取り出したキャリア波に、発振器15から出力された13.56MHzの信号を乗算し、キャリア波のI成分を出力する。
The mixer 21 a multiplies the reception data received from the IC card 40 for the communication data received by the
位相シフト器22は、発振器15から出力された13.56MHzの信号の位相を90°変化させる。
The
ミキサー21bは、RFネットワーク13にて受信された、通信用データに対するICカード40からの受信データに、発振器15から出力されて位相シフト器22にて90°位相が変化した13.56MHzの信号を乗算し、通信用データに対するICカード40からの受信データのQ成分を出力する。また、RFネットワーク13から取り出したキャリア波に、発振器15から出力されて位相シフト器22にて90°位相が変化した13.56MHzの信号を乗算し、キャリア波のQ成分を出力する。
The mixer 21b receives the 13.56 MHz signal output from the
受信アンプ17aは、ミキサー21aから出力された、キャリア波や通信用データに対するICカード40からの受信データのI成分を増幅するとともに高周波成分を除去して出力する。 The reception amplifier 17a amplifies the I component of the reception data from the IC card 40 with respect to the carrier wave and communication data output from the mixer 21a, and removes and outputs the high frequency component.
受信アンプ17bは、ミキサー21bから出力された、キャリア波や通信用データに対するICカード40からの受信データのQ成分を増幅するとともに高周波成分を除去して出力する。
The
A/D変換器18aは、受信アンプ17aから出力された、キャリア波のI成分をディジタル値に変換して出力する。
The A /
A/D変換器18bは、受信アンプ17bから出力された、キャリア波のQ成分をディジタル値に変換して出力する。
The A /
復号回路19bは、受信アンプ17a,17bから出力された、通信用データに対するICカード40からの受信データを復号する。
The
IQ値検知部31は、A/D変換器18a,18bから出力された、キャリア波のI成分及びQ成分のディジタル値が入力され、このディジタル値に基づいて、キャリア波のI値及びQ値を検知する。
The IQ
設定部35は、後述する低消費電力モードとして動作を開始する際に、RFネットワーク13におけるキャリア波のI値及びQ値のディジタル値を基準値として設定し、記憶部34に記憶させる。
The setting
記憶部34は、設定部35にて設定された基準値を記憶する。
The
比較部33は、IQ値検知部31にて検知された、キャリア波のI値及びQ値と、記憶部34に記憶された基準値とを比較し、比較結果を出力する。
The
データ送受信部32は、比較部33から出力された比較結果が、IQ値検知部31にて検知されたキャリア波のI値及びQ値が、記憶部34に記憶された基準値から変化したものである場合、通信用データの送信を開始し、問いかけ信号の出力及びその後の送信データの出力を行い、また、復号回路19bにて復号された受信データを受信する。
The data transmission /
このように構成されたリーダ/ライタ装置10は、低消費電力モードと通常電力モードとを有している。低消費電力モードにおいては、マイコン30は、発振器15から出力されたキャリア波を、RFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して一定時間毎に間欠送信するとともに、周囲環境によるRFネットワーク13におけるキャリア波のI値及びQ値の変化を検出する動作を行う。通常電力モードにおいては、マイコン30は、ICカード40に対する通信用データを、RFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信するとともに、通信用データに対するICカード40からの受信データを受信する動作を行う。そして、通常電力モードにおいて、マイコン30にてRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して通信用データ及び受信データの送受信を行うことで、ICカード40に対する情報の書き込みや読み出しを行うことになる。
The reader / writer device 10 configured as described above has a low power consumption mode and a normal power mode. In the low power consumption mode, the microcomputer 30 intermittently transmits the carrier wave output from the
リーダ/ライタ装置10との間にて非接触状態にてデータの送受信を行うICカード40は、ICカードデバイス41と、アンテナ42と、キャパシタ43とを有している。
The IC card 40 that transmits and receives data to and from the reader / writer device 10 in a non-contact state includes an
ICカードデバイス41は、リーダ/ライタ装置10から送信された問いかけ信号に対して応答した後、リーダ/ライタ装置10との間にて決められたプロトコルに従って、情報の送受信をアンテナ42を介して行う。
The
以下に、上述したリーダ/ライタ装置10の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the above-described reader / writer device 10 will be described.
図2は、図1に示したリーダ/ライタ10の動作を説明するためのフローチャートである。また、図3は、図1に示したリーダ/ライタ装置10の動作を説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the reader / writer 10 shown in FIG. FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the reader / writer device 10 shown in FIG.
図1に示したリーダ/ライタ装置10は、上述したように低消費電力モードと通常電力モードとの2つのモードを有しており、ICカード40に対する情報の書き込みや読み出しを行っていない状態においては、低消費電力モードとして動作を行う(ステップ1)。 The reader / writer device 10 shown in FIG. 1 has the two modes of the low power consumption mode and the normal power mode as described above, and in a state where information is not written to or read from the IC card 40. Operates in the low power consumption mode (step 1).
リーダ/ライタ装置10が低消費電力モードとして動作を開始する場合は、まず、発振器15からキャリア波が一定時間毎に間欠出力され、出力されたキャリア波のみが変調器16及び送信アンプ14を介してRFネットワーク13に送られ、アンテナコイル11を介して送信される(ステップ2)。この発振器15からのキャリア波の間欠出力及びこのキャリア波のみの間欠送信は、マイコン30の制御によって行ってもよく、またその他の制御手段を用いて行ってもよい。
When the reader / writer device 10 starts operation in the low power consumption mode, first, a carrier wave is intermittently output from the
RFネットワーク13に送られたキャリア波は、RFネットワーク13から見たアンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの変化の影響を受け、RFネットワーク13においてその振幅及び位相が変化する。
The carrier wave sent to the
アンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの変化の影響を受け、RFネットワーク13にて振幅及び位相が変化したキャリア波は、直交検波器20にてI成分とQ成分とが抽出され、それぞれ受信アンプ17a,17b及びA/D変換器18a,18bを介してディジタル値のI値及びQ値としてマイコン30のIQ値検知部31にて検知される。
The carrier wave whose amplitude and phase are changed by the
そして、マイコン30の設定部35において、IQ値検知部31にてI値及びQ値が検知されたキャリア波が、現在の低消費電力モードにて最初に間欠送信されたキャリア波である場合(ステップ3)、IQ値検知部31にて検知されたキャリア波のI値及びQ値が、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているかどうかを判断するための基準値として設定され、記憶部34に記憶される(ステップ4)。この設定部35における動作を、キャリブレーションと称する。
When the carrier wave whose I value and Q value are detected by the IQ
その後、低消費電力モードにおいて、ICカード40が近接しているかどうかのカード検出動作に移行し、図3に示すように、発振器15から引き続きキャリア波が一定時間毎に間欠出力され、出力されたキャリア波のみが変調器16及び送信アンプ14を介してRFネットワーク13に送られ、アンテナコイル11を介して、一定時間毎に間欠送信される。
Thereafter, in the low power consumption mode, the operation shifts to a card detection operation as to whether or not the IC card 40 is close, and as shown in FIG. 3, a carrier wave is continuously output from the
RFネットワーク13に送られたキャリア波は、上述したように、RFネットワーク13から見たアンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの変化の影響を受け、RFネットワーク13においてその振幅及び位相が変化する。
As described above, the carrier wave sent to the
アンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの変化の影響を受け、RFネットワーク13にて振幅及び位相が変化したキャリア波は、直交検波器20にてI成分とQ成分とが抽出され、それぞれ受信アンプ17a,17b及びA/D変換器18a,18bを介してディジタル値のI値及びQ値としてマイコン30のIQ値検知部31にて検知される。
The carrier wave whose amplitude and phase are changed by the
すると、マイコン30の比較部33において、IQ値検知部31にて検知されたキャリア波のI値及びQ値と、記憶部34に記憶された基準値とが比較され、比較結果が出力される。なお、マイコン30の設定部35において基準値として設定されたI値及びQ値は、比較部33において、IQ値検知部31にて検知されたキャリア波のI値及びQ値と比較できるような構成であれば、記憶部34に記憶しておく必要はない。
Then, the
ここで、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接している場合と近接していない場合とでは、RFネットワーク13から見たアンテナコイル11及びキャパシタ12のインピーダンスの値が変化することにより、RFネットワーク13においてキャリア波の振幅及び位相が変化することになる。
Here, when the IC card 40 is close to the reader / writer device 10 and when it is not close, the impedance values of the antenna coil 11 and the capacitor 12 as viewed from the
図4は、図1に示したリーダ/ライタ装置10における、キャリア波の変化を説明するための図であり、(a)は波形を示す図、(b)はその変化をディジタル値として捉える方法を説明するための図である。 4A and 4B are diagrams for explaining the change of the carrier wave in the reader / writer device 10 shown in FIG. 1, wherein FIG. 4A is a diagram showing the waveform, and FIG. 4B is a method of capturing the change as a digital value. It is a figure for demonstrating.
図4(a)に示すように、リーダ/ライタ装置10から送信されたキャリア波は、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接している場合(一点鎖線にて図示)と、ICカード40が近接していない場合(破線にて図示)とで、RFネットワーク13においてその波形の位相及び振幅が互いに異なるものとなる。
As shown in FIG. 4A, the carrier wave transmitted from the reader / writer device 10 is generated when the IC card 40 is in proximity to the reader / writer device 10 (illustrated by a one-dot chain line). Are not close to each other (illustrated by a broken line), the phase and amplitude of the waveform in the
そこで、図4(b)に示すように、IQ値検知部31において、この位相及び振幅の変化をディジタル値として捉えることにより、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているかどうかを判断することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4B, the
リーダ/ライタ装置10においては、低消費電力モードとして動作を開始する際に、この低消費電力モードにて最初にアンテナコイル11を介して間欠送信されたキャリア波のI値及びQ値がディジタル値としてIQ値検知部31にて検知され、基準値として記憶部34に記憶されている。
In the reader / writer device 10, when the operation is started in the low power consumption mode, the I value and Q value of the carrier wave intermittently transmitted through the antenna coil 11 first in the low power consumption mode are digital values. Is detected by the IQ
そのため、その後、IQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値と記憶部34に基準値として記憶されたI値及びQ値とが比較され、IQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値が、記憶部34に基準値として記憶されたI値及びQ値から変化した場合、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接していると判断することができる。
Therefore, after that, the I value and the Q value detected by the IQ
このようにして、IQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値と記憶部34に基準値として記憶されたI値及びQ値とが比較され、IQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値が、記憶部34に基準値として記憶されたI値及びQ値から変化してその旨が比較結果として比較部33から出力されると(ステップ5)、マイコン30の制御によってリーダ/ライタ装置10が通常電力モードに移行し(ステップ6)、図3に示すようにデータ送受信部32において通信用データの出力が開始され、問いかけ信号が出力されることにより、所定のプロトコルに基づいてポーリングが開始される。
In this way, the I value and Q value detected by the IQ
データ送受信部32から出力された問いかけ信号は、符号化回路19aにて符号化され、変調器16にて発振器15から出力されたキャリア波に乗せられ、それによりキャリア波が変調され、送信アンプ15、RFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信されることになる(ステップ7)。
The inquiry signal output from the data transmission /
その後、問いかけ信号に対してICカード40から応答信号が送信されると、この応答信号が、アンテナコイル11及びRFネットワーク13を介して受信データとして受信される。そして、この受信データが復号回路19bにて復号され、問いかけ信号に対するICカード40からの応答信号であると判断されると(ステップ8)、ICカード40に送信すべき送信データ列がデータ送受信部32から出力される。
Thereafter, when a response signal is transmitted from the IC card 40 to the inquiry signal, the response signal is received as reception data via the antenna coil 11 and the
データ送受信部32から出力された送信データ列は、符号化回路19aにて符号化され、変調器16にて発振器15から出力されたキャリア波に乗せられ、それによりキャリア波が変調され、送信アンプ15、RFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信されることになる。
The transmission data sequence output from the data transmitter /
そして、この送信データ列に対するICカード40からの受信データ列がアンテナコイル11及びRFネットワーク13を介して受信されると、受信された受信データ列は、直交検波器20にて検波され、受信アンプ17a,17bを介して復号回路19bに入力され、復号回路19bにて復号された受信データ列がデータ送受信部32に入力され、図3に示すように、リーダ/ライタ装置10とICカード40との間にてデータの送受信が行われることになる(ステップ9)。
When a reception data string from the IC card 40 for this transmission data string is received via the antenna coil 11 and the
リーダ/ライタ装置10は、例えば、プリンタ装置等のホストに接続されており、ICカード40とのデータの送受信動作にて受信されたICカード40のIDによって認証等が行われた後、ホストにウェイクアップコマンド等が送信されることによって、ICカード40の検出が通知される(ステップ10)。この通知に基づき、ホストは印字出力等の通常動作の処理を行うことになる。なお、図3においては、ホストが通常動作の処理を行っている間、リーダ/ライタ装置10とICカード40との間にてデータの送受信が継続して行われているように記載されているが、上述したように、ICカード40を用いた認証を行ってホストが通常動作の処理を行う場合等においては、通常動作の開始時にのみデータの送受信が行われればよい。 The reader / writer device 10 is connected to a host such as a printer device, for example. After the authentication or the like is performed by the ID of the IC card 40 received in the data transmission / reception operation with the IC card 40, the reader / writer device 10 The detection of the IC card 40 is notified by transmitting a wake-up command or the like (step 10). Based on this notification, the host performs normal operation processing such as print output. In FIG. 3, it is described that data transmission / reception is continuously performed between the reader / writer device 10 and the IC card 40 while the host performs normal operation processing. However, as described above, when authentication is performed using the IC card 40 and the host performs normal operation processing, data transmission and reception need only be performed at the start of normal operation.
その後、ホストにて通常動作の処理が終了し、その旨がリーダ/ライタ装置10に通知されると(ステップ11)、通常電力モードにおける処理が終了したと判断され、ステップ1に戻り、図3に示すように、低消費電力モードに移行し、再度キャリブレーションが実行され、この低消費電力モードにて最初に間欠送信されたキャリア波についてIQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値が基準値として設定される。
After that, when the normal operation process is completed at the host and the reader / writer device 10 is notified of this (step 11), it is determined that the process in the normal power mode has been completed, and the process returns to step 1, and FIG. As shown in FIG. 4, the shift to the low power consumption mode, calibration is executed again, and the I value and Q detected by the IQ
一方、問いかけ信号に対する応答がない場合は、IQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値の変化が、ICカード40がリーダ/ライタ装置10に近接したことによるものではなく、リーダ/ライタ装置10の近傍に金属等が存在することによる周囲環境の変化によるものであると判断され、ステップ1に戻り、低消費電力モードに移行し、再度キャリブレーションが実行され、この低消費電力モードにて最初に間欠送信されたキャリア波についてIQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値が基準値として設定される。
On the other hand, when there is no response to the interrogation signal, changes in the I value and the Q value detected by the IQ
図5は、図4に示したキャリア波に基づいて設定された基準値を示す図であり、(a)は基準値による波形イメージを示す図、(b)は基準値の位相と振幅を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a reference value set based on the carrier wave shown in FIG. 4, wherein (a) shows a waveform image based on the reference value, and (b) shows the phase and amplitude of the reference value. FIG.
上述したように、問いかけ信号に対する応答がない場合、低消費電力モードに移行し、この低消費電力モードにて最初に間欠送信されたキャリア波についてIQ値検知部31にて検知されたI値及びQ値が基準値として設定されることになるが、この際に設定されるI値とQ値は、通常電力モードから低消費電力モードに移行するまでの間に周囲環境に何ら変化がなければ、問いかけ信号を送信している状態におけるキャリア波のI値及びQ値であるため、キャリア波の波形で示すと、図5(a)に示すように、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているものとして図4(a)にて一点鎖線にて示した波形が、新たに基準値による波形となる。
As described above, when there is no response to the inquiry signal, the mode shifts to the low power consumption mode, and the I value detected by the IQ
そして、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているものとして図4(b)にて示した振幅及び位相によるI値とQ値とが、基準値として設定されることになる。 Then, the I value and Q value based on the amplitude and phase shown in FIG. 4B are set as reference values assuming that the IC card 40 is close to the reader / writer device 10.
これにより、移行した低消費電力モードにおいては、変化した周囲環境によるRFネットワーク13におけるキャリア波のI値及びQ値を基準値として、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているかどうかが判断され、それにより、リーダ/ライタ装置10の近傍に金属等が存在している環境においても、ICカード40の誤検出が回避されることになる。
Thereby, in the shifted low power consumption mode, whether or not the IC card 40 is close to the reader / writer device 10 using the I and Q values of the carrier wave in the
上述したように本形態のリーダ/ライタ装置10においては、キャリア波を一定時間毎にRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して間欠送信するとともに、周囲環境によるRFネットワーク13におけるキャリア波のI値及びQ値の変化を検出する動作を行う低消費電力モードと、通信用データをRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信するとともに、通信用データに対する受信データをRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して受信する動作を行う通常電力モードとを有し、低消費電力モードにてキャリア波のRFネットワーク13におけるI値及びQ値が基準値として設定された値から変化した場合に通常電力モードに移行し、通常電力モードにおける処理が終了した場合または通常電力モードにて問いかけ信号に対する受信データがRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して受信されない場合に低消費電力モードに移行する構成であることにより、省電力化を図ることができる。また、マイコン30において、低消費電力モードとして動作を開始する際に、その低消費電力モードにて最初にRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信したキャリア波のRFネットワーク13におけるI値及びQ値を基準値として設定する構成であることにより、低消費電力モードとして動作を開始した直後の周囲環境によるRFネットワーク13におけるキャリア波のI値及びQ値を基準値として、ICカード40が近接しているかどうかが判断されることになる。それにより、リーダ/ライタ装置10の周囲環境が変化した場合であっても、変化した周囲環境におけるキャリア波のI値及びQ値を基準値として、ICカード40が近接しているかどうかが判断されることになり、周囲環境の変化に伴うICカード40の誤検出を回避することができる。
As described above, in the reader / writer device 10 of the present embodiment, the carrier wave is intermittently transmitted via the
なお、本形態においては、低消費電力モードとして動作を開始する際に、その低消費電力モードにて最初にRFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信したキャリア波のRFネットワーク13におけるI値及びQ値を基準値として設定しているが、低消費電力モードとして動作を開始する際に、低消費電力モードとは別個にキャリブレーションを実行する構成であってもよい。そのような構成においては、記憶部34に基準値となるI値及びQ値が記憶されており、実行されたキャリブレーションによって検出されたI値及びQ値が新たに基準値として設定され、記憶部34に記憶されることになる。そして、低消費電力モードに移行し、RFネットワーク13及びアンテナコイル11を介して送信したキャリア波のRFネットワーク13におけるI値及びQ値と、記憶部34に基準値として記憶されたI値及びQ値とが比較され、I値及びQ値の変化が検出された場合に、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接しているものと判断されることになる。
In this embodiment, when the operation starts in the low power consumption mode, the I value of the carrier wave first transmitted through the
また、本形態においては、検出用信号として、マイコン30のデータ送受信部32から出力される通信用データを送信するために発振器15から出力されるキャリア波を用いたが、検出用信号としては、リーダ/ライタ装置10にICカード40が近接した場合にRFネットワーク13においてI値やQ値等の値が変化するものであれば、キャリア波に限らない。
In the present embodiment, the carrier wave output from the
10 リーダ/ライタ装置
11,42 アンテナコイル
12,43 キャパシタ
13 RFネットワーク
14 送信アンプ
15 発振器
16 変調器
17a,17b 受信アンプ
18a,18b A/D変換器
19a 符号化回路
19b 復号回路
20 直交検波器
21a,21b ミキサー
22 位相シフト器
30 マイコン
31 IQ値検知部
32 データ送受信部
33 比較部
34 記憶部
35 設定部
40 ICカード
41 ICカードデバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reader /
Claims (1)
RFIDメディアに対する通信用データを出力する制御手段と、
前記検出用信号出力手段から出力された検出用信号、及び前記制御手段から出力されて変調された通信用データを送信し、前記通信用データに対するRFIDメディアからの受信データを受信する送受信手段とを有し、
前記制御手段が、
前記検出用信号出力手段に前記検出用信号を一定時間毎に間欠出力させて当該検出用信号を前記一定時間毎に前記送受信手段を介して間欠送信するとともに、周囲環境による前記送受信手段における前記検出用信号の値の変化を検出する動作を行う低消費電力モードと、
前記通信用データを出力して当該通信用データを前記送受信手段を介して送信するとともに、前記受信データを前記送受信手段を介して受信する動作を行う通常電力モードとを有し、
前記低消費電力モードにて前記送受信手段における前記検出用信号の値が基準値として設定された値から変化した場合に前記通常電力モードに移行し、前記通常電力モードにおける処理が終了した場合または前記通常電力モードにて前記通信用データに対する受信データが前記送受信手段を介して受信されない場合に前記低消費電力モードに移行するリーダ/ライタ装置において、
前記制御手段は、前記低消費電力モードとして動作を開始する際に、前記送受信手段における前記検出用信号の値を前記基準値として設定することを特徴とするリーダ/ライタ装置。 A detection signal output means for outputting a detection signal for detecting the RFID medium;
Control means for outputting data for communication with the RFID medium;
Transmitting and receiving means for transmitting the detection signal output from the detection signal output means and the communication data output from the control means and modulated, and receiving the received data from the RFID medium for the communication data; Have
The control means is
The detection signal output means intermittently outputs the detection signal at regular time intervals, and the detection signal is intermittently transmitted via the transmission / reception means at regular time intervals, and the detection at the transmission / reception means by the surrounding environment is performed. A low power consumption mode that performs an operation to detect a change in the value of the signal for use,
A normal power mode for outputting the communication data and transmitting the communication data via the transmission / reception means and performing an operation of receiving the reception data via the transmission / reception means;
When the value of the signal for detection in the transmission / reception means changes from the value set as a reference value in the low power consumption mode, the mode is shifted to the normal power mode, and the processing in the normal power mode is completed or In a reader / writer device that shifts to the low power consumption mode when reception data for the communication data is not received via the transmission / reception means in the normal power mode,
The reader / writer device characterized in that the control means sets the value of the detection signal in the transmission / reception means as the reference value when starting the operation in the low power consumption mode.
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