JPH05297127A - 移動体識別装置の交信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】固定された質問器と移動体に保持された応答器
との間で非接触で交信を行う移動体識別装置において、
余分な送信コマンドを省略可能とし、交信フォーマット
に自由度を持たせることによりデータ伝送を効率化し、
高速で移動する移動体に応答器を保持させた場合でも、
確実に交信可能とする。 【構成】質問器１は、応答器２からの信号を所定長さ分
（例えば、１バイト分）受信するごとにリセットされて
受信時間をカウントするタイマーカウンタ１８を備え、
所定長さ分以上にわたり応答器２からの信号が受信され
ないときにタイマーカウンタ１８のカウント値に基づい
てフレーム間の区切りを判定する。 【効果】質問器１からのコマンドを重複して送信する必
要がなくなり、交信効率を改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体に保有された応
答器に対して、質問器から電波などの非接触交信手段を
用いて応答器の識別番号を読み取ったり、応答器へデー
タを書き込んだりする移動体識別装置における交信方式
に関するものであり、例えば、列車などの高速で移動す
る移動体を識別することにより運行管理を行うシステム
や、自動車を識別することによって有料道路を通過する
自動車を管理するシステム、その他ＦＡ分野や物流分野
において利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の移動体識別装置の概略構成
を示している。質問器１から電波などの非接触交信手段
を用いて質問信号Ｑを応答器２に送信する。応答器２
は、この質問信号Ｑを受信して、自己の識別番号を含む
応答信号Ａを返信する。質問器１は、この応答信号Ａを
受信することにより、応答器２の識別番号を読み取るも
のである。また、質問信号Ｑに含まれるデータにより、
質問器１から応答器２へデータを書き込んだりする。

【０００３】この種の無線通信システムでは、マルチパ
ス、妨害波、干渉波等の影響により、１回の交信ではデ
ータが正常に受信できない場合もあり、複数回の交信を
行うことによってデータ誤りや失報を防ぎ、システムの
信頼性を高める方法がよく用いられている。

【０００４】図５は、質問器１から応答器２のデータを
２回読み出す場合の通信フォーマットを示している。こ
の通信フォーマットでは、一つのコマンドに対して数バ
イトからなる一つのフレームをレスポンスとして返信し
ている。図５（ａ）は質問信号Ｑの信号フォーマット、
図５（ｂ）は応答信号Ａの信号フォーマットを示してい
る。図５（ａ）において、ＣＯＭ１は質問の内容を示す
コマンドであり、ＢＣＣはデータ伝送の誤りを検出する
為のチェックコードである。図５（ｂ）において、ＣＯ
Ｍ１は応答の内容（前記質問の内容と同じである）を示
すコマンドであり、ＩＤ１は応答器２の識別番号、ＤＴ
１は応答器２から読み出したデータ、ＢＣＣは伝送誤り
を検出するためのチェックコードを示している。

【０００５】このような移動体識別装置を利用して、列
車に応答器２を搭載し、線路沿いの所定箇所に設置され
た質問器１と交信させて、列車を識別することにより列
車の運行管理を行うシステムや、自動車に応答器２を搭
載し、料金所等の近傍に設置された質問器１と交信させ
て、自動車を識別することにより有料道路を通過する自
動車を管理するシステム（例えば、特開平３−１８９７
９２号公報参照）等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の移動
体識別装置における交信方式では、図５に示したよう
に、一つのコマンドに対して１フレームの返信データが
対応しているので、交信の信頼性を高めるために、同じ
内容のデータを数回連続して読み出したい場合において
もコマンドを毎回送信しなければならず、時間的なロス
が生じていた。また、一つのコマンドに対して数フレー
ムを連続して返信するようなコマンドを付加したとして
も、受信側ではその連続して返信されて来る１フレーム
の先頭を判別することができず、正確に受信データをデ
コードし、返信データが示す内容の処理を行うことがで
きない。したがって、従来は、図５の通信フォーマット
に示すように、同じ内容のデータを連続で読み取る度に
コマンドを送信する必要があり、交信に余分な時間がか
かり、交信効率上、好ましくないという問題があった。
特に、列車や自動車のように高速で移動する移動体の情
報などを管理するシステムでは、交信時間が短いので、
交信効率が良くないことが実用化の妨げとなっていた。

【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、固定された質問
器と移動体に保有された応答器との間で非接触で交信を
行う移動体識別装置において、余分な送信コマンドを省
略可能とし、交信フォーマットに自由度を持たせること
によりデータ伝送を効率化し、高速で移動する移動体に
応答器を保持させた場合でも、確実に交信できる交信方
式を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図２に示すように、移動体に
保有されて固有の識別番号を割り当てられた応答器２
と、前記応答器２に対して電波等の非接触交信手段を用
いて交信を行う質問器１とからなり、質問器１は周期的
にコマンドと無変調信号を交互に応答器２へ送信し、応
答器２は質問器１から送られて来るコマンドを受信する
と、返信データの内容に従って質問器１からの無変調信
号に変調をかけて質問器１に返信する移動体識別装置に
おいて、図１に示すように、応答器２は、質問器１から
のコマンドＣＯＭ２を受信すると、設定されたフレーム
間隔Ｔで、質問器１に複数フレームからなる同じ内容の
応答信号を返信し、質問器１は、応答器２からの信号を
所定長さ分（例えば、１バイト分）受信するごとにリセ
ットされて受信時間をカウントするタイマーカウンタ１
８を備えており、所定長さ分以上にわたり応答器２から
の信号が受信されないときにタイマーカウンタ１８のカ
ウント値に基づいてフレーム間の区切りを判定するよう
に構成されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の交信方式では、応答器２からの信号を
所定長さ分受信するごとにリセットされて受信時間をカ
ウントするタイマーカウンタ１８を備えているので、こ
のタイマーカウンタ１８のカウント値が所定長さ分以上
になると、フレーム間の区切りであることを判定するこ
とができ、質問器１からのコマンドを重複して送信する
必要がなくなり、交信の効率を改善することができるも
のである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明を適用した移動体識別装置の構成を
示すブロック図である。図中、１は質問器、２は応答器
である。質問器１は、無変調の搬送波を発振するための
搬送波発振器１０と、質問信号Ｑを送信すると共に応答
信号Ａを受信するための送受信アンテナ１１と、ＰＳＫ
信号の変復調を行うＰＳＫ変復調部１２と、ＦＳＫ信号
の変復調を行うＦＳＫ変復調部１３と、１バイトの並列
データと１ビットずつの直列データを変換するためのシ
フトレジスタ１４と、シフトレジスタ１４に対して１バ
イト毎に送受信データを入出力するための制御回路１５
と、受信バッファを兼ねるＲＡＭ１６と、質問器１の動
作を設定するための設定部１７と、受信時間をカウント
するためのタイマーカウンタ１８とを備えている。応答
器２は、質問信号Ｑを受信すると共に応答信号Ａを送信
するための送受信アンテナ２１と、ＰＳＫ信号の変復調
を行うＰＳＫ変復調部２２と、ＦＳＫ信号の変復調を行
うＦＳＫ変復調部２３と、１バイトの並列データと１ビ
ットずつの直列データを変換するためのシフトレジスタ
２４と、シフトレジスタ２４に対して１バイト毎に送受
信データを入出力するための制御回路２５と、受信バッ
ファを兼ねるＲＡＭ２６と、リチウム電池等の内蔵電池
２７とを備えている。

【００１１】以下、図２に示した移動体識別装置の動作
について説明する。質問器１の制御回路１５によりシフ
トレジスタ１４にセットされた１バイトのデータは１ビ
ットずつシリアルにＦＳＫ変復調部１３に送り込まれ
る。ＦＳＫ変復調部１３では、データ”１”を第１の周
波数ｆ１に対応させ、データ”０”を第２の周波数ｆ２
に対応させて、ＦＳＫ信号に変調する。ＰＳＫ変復調部
１２では、搬送波発振器１０により発振された無変調の
搬送波を、ＦＳＫ変復調部１３によりＦＳＫ変調された
信号でＰＳＫ変調して質問信号Ｑとして送受信アンテナ
１１から放射する。応答器２の送受信アンテナ２１で受
信された質問信号Ｑは、ＰＳＫ変復調部２２により復調
されてＦＳＫ信号となる。このＦＳＫ信号は、ＦＳＫ変
復調部２３により復調されて、”１”又は”０”のデー
タとなり、この１ビットずつの直列データがシフトレジ
スタ２４により１バイトの並列データに変換され、制御
回路２５に入力される。制御回路２５に入力されたデー
タはＲＡＭ２６に記憶させることができると共に、ＲＡ
Ｍ２６の記憶内容は制御回路２５により読み出して、シ
フトレジスタ２４にセットすることができる。応答器２
の制御回路２５によりシフトレジスタ２４にセットされ
た１バイトのデータは、１ビットずつシリアルにＦＳＫ
変復調部２３に送り込まれる。ＦＳＫ変復調部２３で
は、データ”１”を第１の周波数ｆ１に対応させ、デー
タ”０”を第２の周波数ｆ２に対応させて、ＦＳＫ信号
に変調する。ＰＳＫ変復調部２２では、質問器１から送
信されて来る無変調の搬送波を、ＦＳＫ変復調部２３に
よりＦＳＫ変調された信号でＰＳＫ変調して応答信号Ａ
として送受信アンテナ２１から再放射する。質問器１の
送受信アンテナ１１で受信された応答信号Ａは、ＰＳＫ
変復調部１２により復調されてＦＳＫ信号となる。この
ＦＳＫ信号は、ＦＳＫ変復調部１３により復調され
て、”１”又は”０”のデータとなり、この１ビットず
つの直列データがシフトレジスタ１４により１バイトの
並列データに変換され、制御回路１５に入力される。制
御回路１５に入力されたデータはＲＡＭ１６に記憶させ
ることができると共に、ＲＡＭ１６の記憶内容は制御回
路１５により読み出して、シフトレジスタ１４にセット
することができる。この移動体識別装置の動作は、設定
部１７により設定でき、応答器２からの返信フレーム間
隔や、返信フレーム数、１フレームの長さ等を設定する
ことができる。これらの設定データは、質問器１から送
信するコマンド内に情報として設定しておくものであ
る。

【００１２】以下、その設定内容について説明する。図
３は１バイトのコマンドを示しており、その第１ビット
Ｂ１〜第８ビットＢ８により応答器２の動作が設定され
る。本実施例では、コマンドとして指定できる命令内容
は、応答器の識別番号等の読み出しあるいは応答器へ
のデータの書き込みの区別、応答器の識別番号の指定
の有無、応答器からの返信間隔、応答器からの返信
フレーム数、応答器から読み出すデータのフレーム
長、応答器への書き込みデータのバイト数等である。
以下、それぞれの内容について説明する。

【００１３】まず、応答器２の識別番号等の読み出し
あるいは応答器２へのデータの書き込みの区別とは、質
問器１が応答器２の識別番号やその他のデータを読み出
す動作を行うのか、あるいは、質問器１から応答器２の
ＲＡＭ２６にデータを書き込む動作を行うのかを区別す
るものであり、例えば、図３に示すコマンドの第１ビッ
トＢ１で選択される。次に、応答器２の識別番号の指
定の有無とは、質問器１からの質問信号に対して応答す
べき応答器２を指定する動作を行うか否かを選択するも
のであり、例えば、図３に示すコマンドの第２ビットＢ
２で選択される。識別番号を指定した場合には、コマン
ドに続く１バイトで指定された識別番号の応答器２のみ
が質問器１からの質問信号に対して応答するものであ
る。また、識別番号を指定しない場合には、質問器１か
らの質問信号を受信した応答器２は、すべて応答動作を
行うものである。また、返信間隔とは、応答器２から
の返信フレームの間に設けられる無返信期間の長さであ
り、例えば、図３に示すコマンドの第３ビットＢ３と第
４ビットＢ４で４通りに指定されるものである。質問器
１からのコマンドにより返信間隔が指定されると、応答
器２は指定された間隔で返信フレームを返信するもので
ある。さらに、返信フレーム数とは、応答器２からの
返信フレームの返信回数であり、例えば、図３に示すコ
マンドの第５ビットＢ５と第６ビットＢ６で４通りに指
定されるものである。質問器１からのコマンドにより返
信回数を指定されると、応答器２は指定された回数の返
信フレームを返信するものである。次に、応答器２か
ら読み出すデータのフレーム長とは、数回連続で応答器
２から返信されるデータの長さであり、例えば、図３に
示すコマンドの第７ビットＢ７と第８ビットＢ８で４通
りに指定されるものである。質問器１からのコマンドに
より返信フレーム長を指定されると、応答器２では、指
定されたフレーム長でデータを返信するものである。さ
らに、応答器２への書き込みデータのバイト数とは、
質問器１から応答器２へデータを書き込む場合におい
て、そのバイト数を指定するものであり、例えば、図３
に示すコマンドの第３ビットＢ３〜第８ビットＢ８で６
４通りに指定されるものである。質問器１からのコマン
ドにより書き込みデータのバイト数が指定されると、応
答器２は、質問器１からのコマンドに続けて指定された
バイト数のデータを書き込みデータとしてＲＡＭ２６に
書き込むものである。なお、〜のパラメータは、質
問器１が応答器２から識別番号等を読み出すときに指定
されるものであり、のパラメータは、質問器１から応
答器２にデータを書き込むときに指定されるものであ
る。

【００１４】次に、質問器１のタイマーカウンタ１８
は、応答器２からの返信フレームの区切りを判定するた
めに設けられており、応答器２から正常なデータを１バ
イト受信するたびにリセットされ、リセットされた時点
から受信時間をカウントする。タイマーカウンタ１８の
カウント時間が１バイト分の受信時間を越えれば、正常
なデータが１バイト分以上の時間にわたり受信されてい
ないということであるから、返信フレームの区切りであ
ることを判定できる。

【００１５】図１（ａ），（ｂ）は、本発明を適用した
場合の通信フォーマットを示す図である。図１（ａ）は
質問信号Ｑであり、そのコマンドＣＯＭ２として、ここ
では、識別番号の無指定、読み出しデータのバイト数４
バイト、フレーム返信回数３回、返信間隔Ｔという内容
の命令になっている。最後にチェックコードＢＣＣを付
加して質問信号Ｑが構成されている。図１（ｂ）は応答
器２からの応答信号Ａであり、応答の内容を示すコマン
ドＣＯＭ２（質問信号Ｑのコマンドと同じコマンド）、
自己の識別番号ＩＤ２、自己のＲＡＭ２６から読み出さ
れた４バイトのデータＤＴ２、及びチェックコードＢＣ
Ｃで構成されている。図示されたフォーマットでは、応
答信号Ａは、３つのフレームで構成され、フレーム間隔
Ｔは質問器１から指定された時間に設定されている。応
答信号Ａを受信する質問器１の側では、まず最初に１フ
レームの先頭に位置するコマンドＣＯＭ２と同じ数値の
バイトを見つけ出し、次にその見つけ出したバイトが返
信フレームの先頭に位置するコマンドなのか、４バイト
のデータＤＴ２内の１バイトのデータなのかを判定す
る。その判定を行うための手段として、正常なデータを
１バイト受信するごとに、受信信号の長さをカウントす
るためのタイマーカウンタ１８をリセットし、タイマー
カウンタ１８のカウント値が１バイト長以上になる場
所、つまりフレームとフレームの間をチェックする。も
し、タイマーカウンタ１８のカウント値が１バイト長以
上であれば、そのデータは新しいフレームの先頭である
コマンドとみなすことができる。

【００１６】なお、質問器１は、制御回路１５の制御下
で、周期的にコマンドＣＯＭ２及びチェックコードＢＣ
Ｃと、無変調の搬送波信号とを交互に応答器２へ送信し
ており、応答器２からの応答信号は質問器１からの無変
調の搬送波信号を受信し、変調して再放射することによ
り返信される。これにより、応答器２は発振器を持つ必
要がなく、小型化できると共に、内蔵電池２７の容量を
小さくすることができる。また、この種の移動体識別装
置では、マイクロ波帯の搬送波が使用されることが一般
的であるので、応答器２の搬送波発振器を省略すること
により、応答器２のコスト低減も可能となる。応答器２
の識別番号やその他のデータはＲＡＭ２６に記憶させる
ものである。また、質問器１のＲＡＭ１６には、応答器
２からの返信データを複数回にわたり記憶しておき、受
信動作の終了後にマイクロプロセッサ等で構成された制
御回路１５の比較機能により比較して、各返信データが
一致していれば正しいデータと判定するものである。各
返信データが一致しなければ、再度の交信を行う。ある
いは、３回の返信データのうち、２回が一致し、１回の
みが不一致であるときには、一致した２回の返信データ
を正しいデータとして採用する。これにより、通信の信
頼性を高めることができる。

【００１７】また、本実施例では、返信フレームの先頭
に質問信号に含まれるコマンドＣＯＭ２と同じ内容のコ
マンドＣＯＭ２を配置しているので、フレームの先頭を
確実にチェックすることができる。そして、返信フレー
ムに含まれる返信データＤＴ２にコマンドＣＯＭ２と同
じ数値のデータが存在する場合でも、タイマーカウンタ
１８によりフレームの区切りをチェックしているので、
両者を混同することはない。このように、フレームの区
切りを２重にチェックしているので、質問器１からの質
問信号を返信フレームの区切り毎に送信しなくても、返
信フレームの区切りは容易に判定できる。したがって、
質問信号を返信フレームの間に配置する必要が無くな
り、図５に示した従来の通信フォーマットに比べると、
交信時間は全体として短縮されるものである。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、固定された質
問器と移動体に保有された応答器との間で非接触で交信
を行うことにより移動体を識別する移動体識別装置にお
いて、質問器からの１回の質問信号に対して応答器から
複数回の応答信号を返信するように構成したことによ
り、通信の信頼性が向上するという利点があり、さら
に、所定時間分の返信データを受信するたびにリセット
されて受信時間をカウントするタイマーカウンタを設け
たことにより、所定の長さの応答信号を受信する場合
に、所定時間以上にわたりタイマーカウンタがリセット
されないときには、１回の応答信号と次回の応答信号の
区切りであることを容易に判定することができるという
効果があり、各回の応答信号の間に質問信号を入れる必
要が無くなることにより、交信の効率を向上させること
が可能であり、移動体識別装置に適用した場合、限られ
た交信時間内に効率良くデータを送受できるので、より
高速の移動体を識別したり、より多くのデータ量を移動
体から読み取ることができるという効果がある。

【００１９】請求項２記載の発明では、応答器からの返
信フレーム間隔を質問器から送信するコマンド内の情報
として設定したので、状況によって返信フレーム間隔を
自由に変えられるという効果がある。

【００２０】請求項３記載の発明では、応答器からの返
信フレーム数を質問器から送信するコマンド内の情報と
して設定したので、状況によって返信フレーム数を自由
に変えられるという効果がある。

【００２１】請求項４記載の発明では、応答器から返信
される１フレームの長さを質問器から送信するコマンド
内に情報として設定したので、状況によって返信１フレ
ーム長を自由に変えられるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における通信フォーマットを
示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック回
路図である。

【図３】本発明の一実施例に用いるコマンドの説明図で
ある。

【図４】従来の移動体識別装置の概略構成図である。

【図５】従来例における通信フォーマットを示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 質問器 ２ 応答器 Ｑ 質問信号 Ａ 応答信号 １８ タイマーカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新居 隆之 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に保有されて固有の識別番号を
   割り当てられた応答器と、前記応答器に対して非接触交
   信手段を用いて交信を行う質問器とからなり、質問器は
   周期的にコマンドと無変調信号を交互に応答器へ送信
   し、応答器は質問器から送られて来るコマンドを受信す
   ると、返信データの内容に従って質問器からの無変調信
   号に変調をかけて質問器に返信する移動体識別装置にお
   いて、応答器は、質問器からのコマンドを受信すると、
   設定されたフレーム間隔で、質問器に複数フレームから
   なる同じ内容の応答信号を返信する第１の制御手段を備
   え、質問器は、応答器からの信号を所定長さ分受信する
   ごとにリセットされて受信時間をカウントするタイマー
   カウンタと、所定長さ分以上にわたり応答器からの信号
   が受信されないときにタイマーカウンタのカウント値に
   基づいてフレーム間の区切りを判定する第２の制御手段
   とを備えることを特徴とする移動体識別装置の交信方
   式。
2. 【請求項２】 応答器からの返信フレーム間隔を質問
   器から送信するコマンド内に情報として設定したことを
   特徴とする請求項１記載の移動体識別装置の交信方式。
3. 【請求項３】 応答器からの返信フレーム数を質問器
   から送信するコマンド内に情報として設定したことを特
   徴とする請求項１記載の移動体識別装置の交信方式。
4. 【請求項４】 応答器から返信される１フレームの長
   さを質問器から送信するコマンド内に情報として設定し
   たことを特徴とする請求項１記載の移動体識別装置の交
   信方式。