JP7382822B2 - RFID tag - Google Patents
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Description
本開示は、電力で動作する第1機能部及び第2機能部と発電部とを備えたRFID(radio frequency identifier)タグに関する。 The present disclosure relates to an RFID (radio frequency identifier) tag that includes a first functional section, a second functional section, and a power generation section that operate using electric power.
特許文献1には、表示器と二次電池とを備えたRFIDタグが示されている。このRFIDタグにおいては、二次電池へ充放電を行う充放電回路が、2つのキャパシタを有する。
機能部と発電部とを備えるRFIDタグにおいては、機能部の数が増え、総消費電力が大きくなると、電力不足が生じたときに、各機能部の所望の動作が得られなくなる。一方、電力不足を補うために発電電力を蓄積する大容量の蓄電部を追加すると、RFIDタグが発電可能となってから蓄電部に電力が溜まるまでに長い時間を要する。この場合、速やかな起動を要求される機能部について、その要求に応じることが困難になるという課題が生じる。 In an RFID tag that includes a functional section and a power generation section, as the number of functional sections increases and the total power consumption increases, it becomes impossible to obtain the desired operation of each functional section when a power shortage occurs. On the other hand, if a large-capacity power storage unit that stores generated power is added to compensate for power shortages, it will take a long time from the time when the RFID tag becomes capable of generating power until the power is stored in the power storage unit. In this case, a problem arises in that it becomes difficult to comply with a request for a functional unit that is required to start up quickly.
本開示は、各機能部への適した電力供給を容易に実現できる充電構成を備えたRFIDタグを提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an RFID tag with a charging configuration that can easily realize suitable power supply to each functional unit.
本開示のRFIDタグは、
RFID用ICと、
環境からエネルギーを受けて発電する発電部と、
電力を蓄積する第1蓄電部及び第2蓄電部と、
電力で動作する第1機能部及び第2機能部と、
前記発電部が発電した電力を用いて前記第1蓄電部の充電と前記第2蓄電部の充電とを個別に制御できる充電制御部と、
を備え、
前記第1機能部は前記第1蓄電部の電力で動作し、前記第2機能部は前記第2蓄電部の電力で動作し、
前記第1機能部は、前記RFID用ICと第1制御部とを含み、
前記第2機能部は、リーダライタからの要求に応じて点灯可能な発光器を含み、
前記第1制御部は、前記第2蓄電部の充電量に基づく前記発光器の動作可否の情報を前記RFID用ICに書き込む。
The RFID tag of the present disclosure includes:
RFID IC and
A power generation section that receives energy from the environment and generates electricity,
A first power storage unit and a second power storage unit that store electric power;
A first functional unit and a second functional unit that operate using electric power;
a charging control unit that can separately control charging of the first power storage unit and charging of the second power storage unit using the power generated by the power generation unit;
Equipped with
The first functional unit operates with the power of the first power storage unit, and the second functional unit operates with the power of the second power storage unit,
The first functional section includes the RFID IC and a first control section ,
The second functional unit includes a light emitter that can be lit in response to a request from a reader/writer,
The first control unit writes information on whether or not the light emitter can operate based on the amount of charge in the second power storage unit to the RFID IC.
本開示によれば、第1機能部と第2機能部とへそれぞれ適した電力供給を行うことができるという効果がある。 According to the present disclosure, there is an effect that power can be appropriately supplied to the first functional section and the second functional section.
以下、本開示の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るRFIDタグを示す分解斜視図である。図2は、実施形態1に係るRFIDタグの回路構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an RFID tag according to a first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing the circuit configuration of the RFID tag according to the first embodiment.
実施形態1のRFIDタグ1は、図1に示すように、筐体10と、回路基板20と、発電部31、32と、表示器33と、発光器29と、蓋体40とを備える。筐体10は、一方が開放された凹状の形態を有し、回路基板20と表示器33とを重ねかつ表示器33の左右に2つの発電部31、32を並べて収容できる。表示器33はシート配線33hを介して回路基板20に接続される。回路基板20は、複数の集積回路、複数の電気素子、RFID通信用のアンテナ導体とを有する。発電部31、32は、外部から光を受けて発電する光発電パネルであるが、熱又は振動など様々な環境エネルギーを吸収して発電を行う構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
RFIDタグ1は、さらに、図2に示すように、発電部31、32の発電電力を蓄積する第1蓄電部21及び第2蓄電部22と、第1蓄電部21及び第2蓄電部22の充電制御を行う充電制御部23と、充電された電力を用いて各部の電源電圧を生成する電源IC(Integrated Circuit)24、25と、RFID用IC26と、表示器33及び発光器29の制御を行う制御部27と、第2蓄電部22の充電状態を検出するための第1比較器28と、を備える。第1蓄電部21、第2蓄電部22、充電制御部23、電源IC24、25、RFID用IC26、第1比較器28、発光器29及び制御部27は、回路基板20に搭載される。第1比較器28は、本開示に係る検出部の一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the
表示器33は、例えば液晶表示器であり、画面に表示を行う。表示内容は、特に限定されないが、例えばRFIDタグ1により管理される物品の管理情報などを含む。表示器33の表示は、RFIDタグ1の動作中に常時行うことが要求され、表示器33の動作期間は長い。表示器33は、外光を利用して表示を行う反射型の液晶表示器であり、消費電力が小さい。
The
発光器29は、例えば発光ダイオードであり、点灯表示を行う。点灯表示の用途は、特に限定されないが、例えば複数のRFIDタグ1の中から特定のものだけを抽出する場合に、特定のRFIDタグ1の発光器29のみ点灯、点滅又は消灯させるように使用されてもよい。発光器29は臨時の要求に応じて駆動される構成としてもよく、その動作期間は、表示器33の動作期間と比較して短い。発光器29の消費電力は、表示器33の消費電力と比べて大きい。比較される消費電力は、標準的な駆動時の消費電力としてもよい。
The
RFID用IC26は、例えばUHF(Ultra High Frequency)帯の電波を使用し、アンテナ導体を介してリーダライタと無線通信を行う。RFID用IC26は、リーダライタから情報を読み書きが可能な記憶部、並びに、個体識別情報を記憶した記憶部を有する。リーダライタは、RFIDタグ1が管理する物品の管理情報を記憶部から読み出し、更新した管理情報を記憶部へ書き込むことができる。さらに、リーダライタは、表示器33の表示内容を示す情報、並びに、発光器29を駆動するコマンドを記憶部に書き込める構成としてもよい。
The RFID IC 26 uses radio waves in the UHF (Ultra High Frequency) band, for example, to perform wireless communication with the reader/writer via an antenna conductor. The RFID IC 26 has a storage section that can read and write information from a reader/writer, and a storage section that stores individual identification information. The reader/writer can read the management information of the article managed by the
制御部27は、RFID用IC26と通信を行って、RFID用IC26の記憶部の情報を読み書きできる。さらに、制御部27は、表示器33の表示制御と、発光器29の駆動制御とを行う。
The
第1蓄電部21及び第2蓄電部22は、発電部31、32が発電した電力を蓄積できる。第1蓄電部21及び第2蓄電部22は、充電量に応じて電圧が変化するコンデンサであってもよい。第1蓄電部21の蓄電容量(例えば静電容量50μF~500μF)は、第2蓄電部22の蓄電容量(例えば静電容量0.7mF~2mF)よりも小さい。
The first
電源IC24は、第1蓄電部21に蓄積された電力から電源電圧を生成し、生成された電源電圧を制御部27、RFID用IC26及び表示器33へ供給する。電源IC25は、第2蓄電部22に蓄積された電力から電源電圧を生成し、生成された電源電圧を発光器29へ供給する。生成される電源電圧は、1種類であってもよいし、複数種類であってもよい。
The power supply IC 24 generates a power supply voltage from the power stored in the first
第1比較器28は、第2蓄電部22の電圧と基準電圧Vrefとを比較し、発光器29の駆動の可否情報を示す信号を、制御部27へ送る。基準電圧Vrefは、発光器29を駆動できる最低限の電圧に設定されていてもよい。
充電制御部23は、発電部31、32が発電した電力で動作し、発電された電力を第1蓄電部21及び第2蓄電部22に送る。充電制御部23は、第1蓄電部21と第2蓄電部22との充電状況に応じて、第1蓄電部21の充電を第2蓄電部22の充電よりも優先させる。例えば、両方とも要充電の充電状態であるとき、充電制御部23は、第1蓄電部21の充電電流と第2蓄電部22の充電電流との割合を、例えば1:0など、第1蓄電部21の方を大きくする。上記の割合は、5:1など、第2蓄電部22に少量の充電が行われる割合としてもよい。また、充電制御部23は、第1蓄電部21が満充電に達して充電を停止した期間に、第2蓄電部22を充電し、第1蓄電部21の電力が消費されて充電再開になったら、第2蓄電部22の充電を停止又は第1蓄電部21の充電停止期間よりも充電量を低減する。
The charging
続いて、第1蓄電部21の充電を第2蓄電部22の充電よりも優先する充電制御の具体例について説明する。ただし、次の充電制御は一例にすぎず、充電制御部23による充電制御は次の例に限られるものでない。
Next, a specific example of charging control that prioritizes charging of the first
図3は、図2の回路構成のうち充電制御に関する構成の詳細を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing details of a configuration related to charging control in the circuit configuration of FIG. 2. In FIG.
充電制御部23は、電力入力線L1又は電力出力線L2、L3と第1蓄電部21及び第2蓄電部22との接続を切り替えるスイッチSW1~SW4と、スイッチSW1~SW4を切り替えるスイッチ制御部23Aとを備える。電力入力線L1は、発電部31、32の発電電力を伝送する。電力出力線L2は、第1蓄電部21から電源IC24へ電力を伝送する。電力出力線L2に伝送される電力は、電源IC24を介して、制御部27、RFID用IC26及び表示器33へ送られる。電力出力線L3は、第2蓄電部22から電源IC25へ電力を伝送する。電力出力線L3に伝送される電力は、電源IC25を介して発光器29へ送られる。スイッチSW1、SW3は、電力入力線L1と第1蓄電部21、電力入力線L1と第2蓄電部22をそれぞれ接続又は切断する。スイッチSW2は、第1蓄電部21と電力出力線L2とを接続又は切断する。スイッチSW4は、第2蓄電部22と電力出力線L3とを接続又は切断する。
The charging
スイッチ制御部23Aは、第1蓄電部21及び第2蓄電部22の充電状態を示す信号を入力し、この信号に基づいてスイッチSW1~SW2を制御する。充電状態を示す信号は、第1蓄電部21の電圧と第2蓄電部22の電圧であってよいが、充電率が分かれば電圧に限定されない。以下、第1蓄電部21の電圧を第1蓄電電圧と呼び、第2蓄電部22の電圧を第2蓄電電圧と呼ぶ。電圧に基づく制御の代わりに、充電率に基づく制御が採用された場合には、第1蓄電電圧及び第2蓄電電圧の電圧を充電率と読み替えればよい。
図4は、充電制御の一例を示すタイミングチャートである。 FIG. 4 is a timing chart showing an example of charging control.
スイッチ制御部23Aは、第1蓄電電圧が電源供給開始電圧V0以上でスイッチSW2をオンして第1蓄電部21からの放電を開始する。スイッチSW2をオンした後、スイッチ制御部23Aは、第1蓄電電圧が電源供給開始電圧V0よりも低い放電終了電圧を下回ったらスイッチSW2をオフして第1蓄電部21の放電を停止してもよい。スイッチ制御部23Aは、第1蓄電電圧が充電再開電圧V1以下のとき、並びに、第1蓄電電圧が充電再開電圧V1以下から充電終了電圧V2に達するまで、スイッチSW1をオンして第1蓄電部21を充電する。スイッチ制御部23Aは、第1蓄電電圧が充電終了電圧V2に達してから充電再開電圧V1に低下するまで、スイッチSW1をオフして第1蓄電部21の充電を停止する。充電終了電圧V2は、第1蓄電部21の満充電を示す電圧であり、充電再開電圧V1は、電源供給開始電圧V0と充電終了電圧V2との間に設定される。充電終了電圧V2は、本開示の第1電圧の一例に相当する。充電再開電圧V1は、本開示の第2電圧の一例に相当する。
The
上記のスイッチSW1、SW2の制御によれば、発電部31、32が規定量以上の発電を行っている場合、速やかに第1蓄電電圧が電源供給開始電圧V0を超え、第1蓄電部21から放電が開始される。よって、制御部27、RFID用IC26及び表示器33へ速やかに電力が供給される。その後、第1蓄電電圧は上昇し、第1蓄電部21が満充電に達すると、第1蓄電部21への充電の停止と再開が繰り返されて、第1蓄電電圧は充電終了電圧V2と充電再開電圧V1との間を遷移する。
According to the control of the switches SW1 and SW2, when the
スイッチ制御部23Aは、同様に、第2蓄電電圧が電源供給開始電圧Vb0以上でスイッチSW4をオンして第2蓄電部22の放電を可能とする。図4には示さないが、スイッチ制御部23Aは、第2蓄電電圧が電源供給開始電圧Vb0よりも低い放電最低電圧を下回ったらスイッチSW4をオフして第2蓄電部22の放電を停止してもよい。さらに、スイッチ制御部23Aは、第2蓄電電圧が電源供給開始電圧Vb0よりも高い充電終了電圧に達したら、スイッチSW4をオフして第2蓄電部22への充電を停止してもよい。充電終了電圧は、第2蓄電部22が満充電のときの電圧に相当する。電源供給開始電圧Vb0が、満充電の電圧に相当する充電終了電圧に設定されていてもよい。
Similarly, the
スイッチ制御部23Aは、第2蓄電電圧が充電終了電圧以下のとき、第1蓄電部21の充電停止中(本開示の第1期間に相当)にスイッチSW3をオンして第2蓄電部22を充電する。また、スイッチ制御部23Aは、第2蓄電電圧が充電終了電圧以下であっても、第1蓄電部21の充電中(充電の再開中)には、スイッチSW3をオフして第2蓄電部22の充電を行わない。
上記のスイッチSW3、SW4の制御によれば、発電部31、32が規定量以上の発電を行っている場合、第1蓄電部21が満充電となった後、第1蓄電部21の充電の停止と再開とが繰り返される間、第1蓄電部21の充電停止の期間に、発電電力を用いて第2蓄電部22を充電する。そして、充電が進んで、第2蓄電電圧が電源供給開始電圧Vb0を超えたら、第2蓄電部22には大きな電力の蓄積が遂行される。充電の優先度が低いことで第2蓄電部22の充電時間は長くなるが、大きな電力が蓄積されることで発光器29の駆動が可能となる。さらに、第2蓄電部22の電力出力線L3と、第1蓄電部21の電力出力線L2とは切り離されているので、発光器29が大電力を消費して電源電圧が降下しても、第1蓄電部21に電圧降下の影響が及ぶことがなく、制御部27及び表示器33の動作が停止してしまうことがない。
According to the control of the switches SW3 and SW4, when the
<RFIDタグの動作例>
RFID用IC26の記憶部には、管理対象物品の管理情報が書き込まれている。その状態で、RFIDタグ1に環境光が照射されると、発電部31、32の発電により第1蓄電電圧が電源供給開始電圧V0まで速やかに上昇し、第1蓄電部21の放電により制御部27、RFID用IC26及び表示器33が速やかに起動する。速やかな起動は、第1蓄電部21の蓄電容量が小さいことと、充電制御部23が第1蓄電部21を優先的に充電することで実現される。
<Operation example of RFID tag>
Management information of managed articles is written in the storage section of the
起動後、制御部27は、RFID用IC26から管理情報を読み出し、表示器33を表示制御して管理情報を表示する。作業員は、RFIDタグ1に対応づけられた物品について、表示器33の画面表示から管理情報を確認できる。所定の工程を経るなどして、物品の管理情報を更新する場合には、作業員は、リーダライタを用いた無線通信によりRFID用IC26の記憶部へ新たな管理情報を書き込む。管理情報が書き換えられたら、制御部27は、新たな管理情報を表示器33から表示する。
After startup, the
複数の物品と複数の物品に対応づけられた複数のRFIDタグ1があり、その中からいずれかの物品を抽出(ピックアップ)する要求が生じた場合、作業員は、リーダライタを用いて抽出要求のあるRFIDタグ1に応答要求を行う。作業員による応答要求は、第1例として、リーダライタが、複数のRFIDタグ1に、応答を要求するRFIDタグ1の識別情報と応答要求のコマンドコードとを書き込むことで実現する。RFID用IC26の記憶部に、応答要求のコマンドコードが書き込まれ、制御部27がこれを読み込むと、RFIDタグ1の制御部27が識別情報を照合する。そして、RFID用ICに記憶された識別情報と同一であれば、制御部27は、応答要求に応じて応答処理を実行し、同一でなければ、応答要求を無視する。第2例として、上記の作業員による応答要求は、リーダライタが、複数のRFIDタグ1から識別情報を読み込み、対象の識別情報を有するRFIDタグ1に応答要求のコマンドコードを書き込むことで実現されてもよい。対象のRFIDタグ1の制御部27は、RFID用IC26の記憶部から応答要求を読み込むことで、応答要求に応じて応答処理を実行する。
When there are multiple items and
第2蓄電部22は、第1蓄電部21より低い優先度で蓄積され、かつ、蓄電容量が大きいため、RFIDタグ1が発電可能な環境に置かれた後、比較的に長い時間が経過してから第2蓄電部22からの放電が可能となる。しかしながら、発光器29は、発電可能となってから短時間で駆動要求されることは少なく、臨時で短い時間の駆動が要求されるので、多くの場合、応答要求がなされた場合に、第2蓄電部22に電力が蓄積されている。
Since the second
図5は、制御部が実行する応答処理の一例を示すフローチャートである。制御部27は、応答処理を開始すると、先ず、第1比較器28の出力に基づき、発光器29の駆動が可能か否かを判別する(ステップS1)。判別の結果、駆動可能であれば、発光器29を駆動する(ステップS2)。作業員は、RFIDタグ1の発光器29の点灯を確認し、複数のRFIDタグ1の中から特定のものを容易に抽出できる。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of response processing executed by the control unit. When the
一方、第2蓄電部22の充電が進んでないときに、発光器29の駆動要求があると、発光器29は駆動不可となる。この場合、ステップS1の判別結果がNOとなる。この場合、制御部27は、RFID用IC26の記憶部に、発光器29の動作不可の情報を書き込む(ステップS3)。ステップS3の処理は、本開示に係る第1制御部の処理動作に相当する。リーダライタは、応答要求の後、複数のRFIDタグ1から情報を読み出し、発光器29の動作不可の情報が記憶部に書き込まれていないか確認する。そして、発光器29の動作不可の情報があった場合には、リーダライタは、リーダライタの通知部(表示通知部、音声通知部など)に、「抽出要求されたRFIDタグ1は存在するが、電力不足で応答できない」旨の通知を出力する。作業員は、この通知に基づき、しばらく時間をおいて、第2蓄電部22の充電量が増したころに、再度、リーダライタから応答要求を送ることで、特定のRFIDタグ1の発光器29を点灯させることができる。一方、発光器29が点灯したRFIDタグ1が無く、加えて、リーダライタの通知部に上記の存在を示す通知が行われない場合、作業員は、抽出対象のRFIDタグ1が、その場に存在しないことを認識できる。
On the other hand, if a request is made to drive the
なお、特定のRFIDタグ1を抽出する処理は、特定のRFIDタグ1のみ発光器29を駆動せず、残りの他のRFIDタグ1が全て発光器29を駆動する処理としてもよい。作業員は、発光していないRFIDタグ1を特定することができる。この場合、作業員からの応答要求は、特定のRFIDタグ1以外に送られればよい。
Note that the process of extracting a
以上のように、実施形態1のRFIDタグ1によれば、第1蓄電部21及び第2蓄電部22を備え、制御部27、RFID用IC26及び表示器33(第1機能部)は第1蓄電部21の電力で駆動され、発光器29(第2機能部)は第2蓄電部22の電力で駆動される。さらに、RFIDタグ1は、第1蓄電部21の充電と第2蓄電部22の充電とを個別に制御できる充電制御部23を備える。したがって、第1機能部に要求される動作条件(速やかな起動等)及び特性(消費電力が小さい等)と、第2機能部に要求される動作条件(臨時的に短い時間の動作等)及び特性(消費電力が大きい等)とに合わせて、第1蓄電部21及び第2蓄電部22の特性(蓄電容量等)及び充電条件を異なせることができる。したがって、第1機能部と第2機能部とにそれぞれ適した電力供給を行えるように、第1蓄電部21及び第2蓄電部22を充電及び放電させることができ、第1機能部の所望の動作と第2機能部の所望の動作との両方の実現が容易となる。
As described above, the
さらに、実施形態1のRFIDタグ1によれば、第1蓄電部21の蓄電容量は第2蓄電部22の蓄電容量よりも小さい。したがって、第1蓄電部21の充電時間を短くできる。さらに、発光器29(第2機能部)の動作期間は、制御部27、RFID用IC26及び表示器33(第1機能部)の動作期間よりも短い。したがって、第1蓄電部21の速やかな充電により、第1機能部が速やかに動作可能となり、第1機能部の長い動作期間に対応することができる。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態1のRFIDタグ1によれば、制御部27、RFID用IC26及び表示器33(第1機能部)の消費電力は、発光器29(第2機能部)の消費電力よりも小さい。したがって、蓄電容量の大きな第2蓄電部22と、蓄電容量の小さな第1蓄電部21とにより、消費電力の異なる第1機能部と第2機能部とそれぞれに適した電力供給を行うことができる。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態1のRFIDタグ1によれば、充電制御部23は、第1蓄電部21の充電を第2蓄電部22の充電よりも優先する。したがって、制御部27、RFID用IC26及び表示器33(第1機能部)の速やかな起動要求に、より対応して、第1蓄電部21を速やかに放電可能な電圧まで充電することができる。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態1のRFIDタグ1によれば、充電制御部23は、第1蓄電電圧が充電終了電圧V2に達したら第1蓄電部21への充電を停止し、第1蓄電電圧が充電再開電圧V1より低下したら第1蓄電部21への充電を再開する。加えて、充電制御部23は、第1蓄電部21への充電の停止期間に第2蓄電部22を充電し、第1蓄電部21への充電が再開されたら第2蓄電部22の充電を停止又は低減する。このような充電制御によれば、第1機能部に対しては安定的な継続動作の要求が高く、第2機能部に対しては動作要求頻度が少なくかつ動作不可の対処が可能である場合に、これらの要求に適した電力供給を実現できる。より具体的には、第1機能部として画面に表示を行う表示器33が採用され、第2機能部として点灯可能な発光器29が採用された場合に、より適した電力供給を実現できる。
Furthermore, according to the
さらに、実施形態1のRFIDタグ1によれば、応答処理の際、制御部27は、第1比較器28の出力に基づき、発光器29が動作可否の情報をRFID用IC26の記憶部に書き込む。したがって、作業員は、リーダライタを用いて、RFIDタグ1が発光器29の駆動が可能か否かを確認することができる。なお、発光器29の動作可否の情報は、応答処理の際に限られず、制御部27は様々なタイミング又は様々な周期でRFID用IC26の記憶部に書き込み、様々なタイミングでリーダライタから発光可能か否かを確認できるようにしてもよい。
(実施形態2)
図6は、本開示の実施形態2に係るRFIDタグにおける充電制御に関する構成を示す回路図である。図7は、実施形態2の充電制御の一例を示すタイミングチャートである。
Furthermore, according to the
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration related to charging control in an RFID tag according to Embodiment 2 of the present disclosure. FIG. 7 is a timing chart showing an example of charging control according to the second embodiment.
実施形態2のRFIDタグは、第2蓄電部22及び充電制御部23の構成が実施形態1と異なり、他の構成は実施形態1と同様である。実施形態2のRFIDタグは、発光器29の駆動電力を蓄積する第2蓄電部22が、複数の蓄電器22a~22cを有する。蓄電器22a~22cは、充電量に応じて電圧が変化するコンデンサであってもよい。第1蓄電部21の蓄電容量は、蓄電器22a~22cを総合した第2蓄電部22の蓄電容量よりも小さい。
The RFID tag of the second embodiment is different from the first embodiment in the configurations of the second
実施形態2の充電制御部23は、複数の蓄電器22a~22cの充放電を個別に切り替え可能な、スイッチSW3a~SW3c、SW4a~SW4cを含む。スイッチSW3a~SW3cは、電力入力線L1と複数の蓄電器22a~22cとをそれぞれ接続又は切断する。スイッチSW4a~SW4cは、電力出力線L3と複数の蓄電器22a~22cとをそれぞれ接続又は切断する。
The charging
スイッチ制御部23Aは、実施形態1と同様に、第1蓄電部21を第2蓄電部22よりも優先的に充電する。さらに、実施形態2では、複数の蓄電器22a~22cの充電の優先度が異なり、スイッチ制御部23Aは、優先順に蓄電器22a~22cを充電する。例えば、図7に示すように、実施形態1と同様に、第1蓄電部21が満充電に達した後に第1蓄電部21の充電停止と充電再開と(スイッチSW1のオンとオフ)が繰り返される。そして、第1蓄電部21の充電停止期間(図7のスイッチSW1のOFF期間)に第2蓄電部22が充電される(スイッチSW3a~SW3cのオン)。その際、先ず、優先度が1番目の蓄電器22aが充電される(スイッチSW3aのオン)。そして、蓄電器22aの充電電圧が電源供給開始電圧Vc0を超えたらスイッチSW4aがオンされて蓄電器22aから発光器29へ電力が出力可能となる。その後、第1蓄電部21の充電停止期間に、優先度が2番目の蓄電器22bが充電される(スイッチSW3bのオン)。そして、同様に、優先度が1番目と2番目の蓄電器22a、22bの充電電圧が電源供給開始電圧Vc0を超えたらスイッチSW4bがオンされて蓄電器22a、22bが並列接続され、蓄電器22a、22bから発光器29へ電力が出力可能となる。さらに、その後、第1蓄電部21の充電停止期間に、優先度が3番目の蓄電器22cが充電され(スイッチSW3cのオン)、充電電圧が電源供給開始電圧Vc0を超えたら、スイッチSW4cがオンされて蓄電器22a~22cが並列接続される。そして、蓄電器22a~22cから発光器29へ電力が出力可能となる。
23 A of switch control parts charge the 1st
スイッチSW4bがオンされると、蓄電器22a、22bは並列接続されて同一電圧となり、その後、蓄電器22a、22bは、放電終了電圧となるまで、一体的に充電制御されてもよい。また、スイッチSW4b、SW4cがオンされると、蓄電器22a~22cは並列接続されて同一電圧となり、その後、蓄電器22a~22cは、放電終了電圧となるまで、一体的に充電制御されてもよい。そして。放電により2つの蓄電器22a、22b、又は、3つの蓄電器22a~22cの電圧が最低放電電圧より低下し、スイッチSW4a~SW4cがオフされたら、再び、上述した個別の充電制御へと切り替わってもよい。
When the switch SW4b is turned on, the
第2蓄電部22が、4個以上など更に多くの蓄電器を有する場合には、4個目以降の蓄電器に更に低い優先度が割り当てられ、上記と同様に優先度順の充電制御が行われる。
If the second
以上のように、実施形態2のRFIDタグによれば、第2蓄電部22が複数の蓄電器22a~22cを有し、充電制御部23は、複数の蓄電器22a~22cの充電を個別に制御できる。したがって、第2蓄電部22の総合の蓄電容量が大きくても、個々の蓄電器22a~22cの蓄電容量を小さくできるので、個々の蓄電器22a~22cを例えば順番に充電することで、第2蓄電部22を速やかに放電可能電圧にすることができる。そして、発光器29(第2機能部)を速やかに駆動することが可能となる。例えば、優先度の高い蓄電器22aが放電可能電圧になれば、短い時間であるが発光器29を駆動でき、作業員は、点灯のあったRFIDタグ1を抽出することができる。また、複数の蓄電器22a~22cが放電可能電圧になれば、規定時間の発光器29の駆動が可能となり、作業員は、余裕を持って点灯のあったRFIDタグ1を抽出することができる。
As described above, according to the RFID tag of the second embodiment, the second
(実施形態3)
図8は、実施形態3に係るRFIDタグの回路構成を示す図である。図9は、制御部が実行する電源電圧監視処理の一例を示すフローチャートである。実施形態3のRFIDタグ1Bは、第2蓄電部22の充電残量があり、第1蓄電部21の充電残量が低下したときに、第2蓄電部22の電力を第1蓄電部21又は電源IC24に供給可能とする機能が追加されている。その他の構成要素については、実施形態1又は実施形態2と同様である。続いて、この機能追加の具体的な構成例を、図8を参照しながら説明するが、この機能が追加された構成は図8の例に限定されるものではない。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of an RFID tag according to the third embodiment. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of power supply voltage monitoring processing executed by the control unit. In the
実施形態3のRFIDタグ1Bは、第1蓄電部21と第2蓄電部22とを接続又は切断するスイッチSW11と、第1蓄電部21の充電残量が閾値を下回ったことを検出する第2比較器28Bとを備える。スイッチSW11には、第1蓄電部21から第2蓄電部22へ電流の逆流を防止するダイオードD1が直列に接続されていてもよい。スイッチSW11の制御線は制御部27に接続され、制御部27の制御によりスイッチSW11を切り替えることができる。
The
第2比較器28Bは、第1蓄電部21の電圧と、閾値電圧Vref2とを比較し、比較結果を示す信号を制御部27へ出力する。閾値電圧Vref2は、第1蓄電部21の充電残量が閾値以下になったことを示す電圧であり、例えば、放電停止電圧よりも余裕分高い電圧、あるいは、制御部27、RFID用IC26及び表示器33の動作下限電圧よりも余裕分高い電圧に設定されてもよい。
制御部27は、第1蓄電部21から電力が供給されて起動したら、動作中に常時、図9の電源電圧監視処理を実行する。電源電圧監視処理は、本開示に係る第2制御部の処理動作に相当する。制御部27は、電源電圧監視処理において、第2比較器28Bの出力を判別し(ステップS11)、判別の結果がローレベル(第1蓄電部21の充電残量の低下)でなければ、ステップS11に処理を戻して、ステップS11の判別を繰り返す。
When the
一方、ステップS11の判別の結果がローレベルであれば、制御部27は、第1比較器28の出力を判別し(ステップS12)、判別の結果がハイレベル(第2蓄電部22の充電残量有り)でなければ、処理をステップS11に戻して、ステップS11からの処理を繰り返す。ステップS12の判別の結果がハイレベルであれば、制御部27は、スイッチSW11を所定時間オンする(ステップS13)。所定時間のオンにより、第2蓄電部22に蓄積されていた電力が第1蓄電部21へ送られ、第1蓄電部21から制御部27、RFID用IC26及び表示器33への電力供給を継続できる。ステップS13でスイッチSW11を所定時間オンした後、制御部27は、スイッチSW11をオフして処理をステップS11に戻す。
On the other hand, if the result of the determination in step S11 is a low level, the
以上のように、実施形態3のRFIDタグ1Bによれば、制御部27は、第1蓄電部21の充電残量が閾値以下になったときに、第2蓄電部22の電力が第1蓄電部21に供給される。RFIDタグ1Bが充電可能な環境に置かれて、第1蓄電部21及び第2蓄電部22の両方が充電された後、第2蓄電部22の電力の消費が無いまま、充電不可の環境となる場合がある。そして、このような場合に至って、第1蓄電部21の電力が不足する際に、上記の電源電圧監視処理により第2蓄電部22の電力を使うことで、制御部27、RFID用IC26及び表示器33をより長く駆動できる。
As described above, according to the
以上、本開示の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、第1機能部として制御部27、RFID用IC26及び表示器33を採用し、第2機能部として発光器29を採用した例を示した。しかし、第1機能部又は第2機能部としては、温度センサ、加速度センサなどの各種センサ、音声出力装置など、様々な機能構成が含まれてもよい。さらに、上記実施形態では、第1蓄電部及び第2蓄電部としてコンデンサを適用した例を示したが、二次電池が適用されてもよい。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
Each embodiment of the present disclosure has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the embodiment described above, an example is shown in which the
1、1B RFIDタグ
20 回路基板
21 第1蓄電部
22 第2蓄電部
22a~22c 蓄電器
23 充電制御部
23A スイッチ制御部
SW1~SW4、SW3a~SW3c、SW4a~SW4c スイッチ
L1 電力入力線
L2、L3 電力出力線
24、25 電源IC
26 RFID用IC(第1機能部)
27 制御部(第1機能部)
28 第1比較器(検出部)
28B 第2比較器
SW11 スイッチ
29 発光器(第2機能部)
31、32 発電部
33 表示器(第1機能部)
V0、Vb0、Vc0 電源供給開始電圧
V1 充電再開電圧
V2 充電終了電圧
1,
26 RFID IC (first functional part)
27 Control unit (first functional unit)
28 First comparator (detection section)
28B Second
31, 32
V0, Vb0, Vc0 Power supply start voltage V1 Charging restart voltage V2 Charging end voltage
Claims (10)
環境からエネルギーを受けて発電する発電部と、
電力を蓄積する第1蓄電部及び第2蓄電部と、
電力で動作する第1機能部及び第2機能部と、
前記発電部が発電した電力を用いて前記第1蓄電部の充電と前記第2蓄電部の充電とを個別に制御できる充電制御部と、
を備え、
前記第1機能部は前記第1蓄電部の電力で動作し、前記第2機能部は前記第2蓄電部の電力で動作し、
前記第1機能部は、前記RFID用ICと第1制御部とを含み、
前記第2機能部は、リーダライタからの要求に応じて点灯可能な発光器を含み、
前記第1制御部は、前記第2蓄電部の充電量に基づく前記発光器の動作可否の情報を前記RFID用ICに書き込む、
RFIDタグ。 RFID IC and
A power generation section that receives energy from the environment and generates electricity,
A first power storage unit and a second power storage unit that store electric power;
A first functional unit and a second functional unit that operate using electric power;
a charging control unit that can separately control charging of the first power storage unit and charging of the second power storage unit using the power generated by the power generation unit;
Equipped with
The first functional unit operates with the power of the first power storage unit, and the second functional unit operates with the power of the second power storage unit,
The first functional section includes the RFID IC and a first control section ,
The second functional unit includes a light emitter that can be lit in response to a request from a reader/writer,
The first control unit writes information on whether or not the light emitter can operate based on the amount of charge of the second power storage unit into the RFID IC.
RFID tag.
前記第2機能部の動作期間は前記第1機能部の動作期間よりも短い、
請求項1記載のRFIDタグ。 The power storage capacity of the first power storage unit is smaller than the power storage capacity of the second power storage unit,
The operating period of the second functional section is shorter than the operating period of the first functional section.
RFID tag according to claim 1.
請求項2記載のRFIDタグ。 power consumption of the second functional unit is greater than power consumption of the first functional unit;
RFID tag according to claim 2.
前記第1蓄電部の充電を前記第2蓄電部の充電よりも優先する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 The charging control section includes:
Prioritizing charging of the first power storage unit over charging of the second power storage unit,
The RFID tag according to any one of claims 1 to 3.
前記第1蓄電部の電圧が第1電圧に達したら前記第1蓄電部の充電を停止し、
前記第1蓄電部の電圧が前記第1電圧よりも低い第2電圧に低下したら前記第1蓄電部の充電を再開し、
前記第1蓄電部の充電が停止される第1期間に前記第2蓄電部を充電し、
前記第1蓄電部の充電の再開中に前記第2蓄電部の充電を停止又は前記第1期間よりも充電量を低減する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 The charging control section includes:
When the voltage of the first power storage unit reaches a first voltage, charging of the first power storage unit is stopped;
When the voltage of the first power storage unit drops to a second voltage lower than the first voltage, restarting charging of the first power storage unit,
charging the second power storage unit during a first period in which charging of the first power storage unit is stopped;
Stopping charging of the second power storage unit while resuming charging of the first power storage unit or reducing the amount of charge compared to the first period;
The RFID tag according to any one of claims 1 to 4.
前記第1制御部は、前記検出部の検出結果に基づき前記発光器の動作可否の情報を前記RFID用ICに書き込む、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 further comprising a detection unit that detects whether the amount of charge of the second power storage unit is below a threshold value,
The first control unit writes information on whether or not the light emitter is operable based on the detection result of the detection unit, in the RFID IC.
The RFID tag according to any one of claims 1 to 5.
前記充電制御部は、前記複数の蓄電器の充電制御を個別に行える、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 The second power storage unit includes a plurality of power storage units,
The charging control unit can individually control charging of the plurality of capacitors.
The RFID tag according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 The first functional unit further includes a display that displays on a screen.
The RFID tag according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 further comprising a second control unit that supplies the power of the second power storage unit to the first power storage unit or the first functional unit when the remaining charge of the first power storage unit is equal to or less than a threshold;
The RFID tag according to any one of claims 1 to 8.
前記第1蓄電部の電圧が第1電圧に達したら前記第1蓄電部の充電を停止し、
前記第1蓄電部の電圧が前記第1電圧よりも低い第2電圧に低下したら前記第1蓄電部の充電を再開し、
前記第1蓄電部の充電が停止される第1期間に前記第2蓄電部を充電することで、
前記第2蓄電部の充電量を前記発光器が動作しない量から動作する量へ増加させる、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 The charging control section includes:
When the voltage of the first power storage unit reaches a first voltage, charging of the first power storage unit is stopped;
When the voltage of the first power storage unit drops to a second voltage lower than the first voltage, restarting charging of the first power storage unit,
By charging the second power storage unit during a first period in which charging of the first power storage unit is stopped,
increasing the amount of charge of the second power storage unit from an amount at which the light emitting device does not operate to an amount at which the light emitting device operates;
The RFID tag according to any one of claims 1 to 4.
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