JPH07115383A - 遠隔タグから高速でデータを読取り且つデータを書込む装置 - Google Patents

遠隔タグから高速でデータを読取り且つデータを書込む装置

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JPH07115383A
JPH07115383A JP3100611A JP10061191A JPH07115383A JP H07115383 A JPH07115383 A JP H07115383A JP 3100611 A JP3100611 A JP 3100611A JP 10061191 A JP10061191 A JP 10061191A JP H07115383 A JPH07115383 A JP H07115383A
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JP
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signal
tag
frequency
interrogator
data
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JP3100611A
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English (en)
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Peter L Hendrick
エル． ヘンドリック ピーター
Donald F Speirs
エフ． スペアーズ ドナルド
Michael A Wolf
エイ． ウォルフ マイケル
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AMTECH TECHNOL
Amtech Systems Inc
Original Assignee
AMTECH TECHNOL
Amtech Systems Inc
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Publication date
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    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】移動する質問器の経路内の固定した位置に位置
させることが可能な電子的タグからデータを読取り且つ
書込むための装置に関する。 【構成】タグが移動している場合には静止状態にある質
問器が、遠隔タグへ連続的なＲＦ信号を送給する。タグ
は、受信したＲＦ信号を、タグ内に格納されているデー
タで後方散乱変調させる。後方散乱変調信号は、第一及
び第二周波数Ｆ１及び２Ｆ１の信号から構成されてお
り、第二周波数は第一周波数の２倍で、且つ二つの二進
ビット１及び０の一方１０は第一周波数信号の半周期
と、第二周波数の信号の１周期で表わされ、且つ二つの
二進ビットの他方は第二周波数の信号の１周期とそれに
続く第一周波数の信号の半周期によって表わされる。信
号は、又、周波数２Ｆ１の５周期とそれに続く周波数Ｆ
１の半周期によって構成されるフレームマーカーを有し
ている。ＲＦによる書込み信号は、三つの異なった周波
数、のパルスで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠隔タグからデータを読
取り且つ該タグ内にデータを書込む高速システム乃至は
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特定の物体に関する固定データを有する
電子的タグを使用する従来技術の物体及び乗り物識別シ
ステムが多数存在している。これらの電子的タグは、も
ともと、家畜を識別するために、農務省に対してニュー
メキシコ州のロスアラモスにあるロスアラモス国家研究
所によって開発されたものである。コード化され電気的
に読取り可能な形態で動物の識別データを有するタグが
動物に取付けられるか又は埋め込まれる。電子的読取器
が飼料供給ステーションに配置されて、動物が近くを通
り過ぎる際にそのタグを読取る。これらの読取器は、質
問器とも呼ばれ、連続的なＲＦ信号を送信し、該信号
は、タグからの識別データで「後方散乱」される。これ
らのタグは、アンテナを有しており、該アンテナは、タ
グからの情報を有する変調信号を質問器へ反射させる。
これらの早期のシステムは、米国特許第４，０７５，６
３２号及び第４，３６０，８１０号に記載されている。
【０００３】技術が進歩するに従い、これらの遠隔移動
物体を識別するためのシステムは、動物を識別すること
以外の有用性を有するものであることが判明した。例え
ば、該タグは、例えば自動車、コンテナ又は貨車などの
ような移動物体乃至は移動可能な物体に取付けることが
可能である。又、質問器を移動物体に取付け且つタグを
その経路に沿った固定位置に位置させることも可能であ
る。これらのタグ内の情報は、これらの移動乗り物又は
物体の移動経路及び位置を追跡するために使用すること
が可能である。鉄道の全車両を駅において又は軌道に沿
って断続的にモニタすることが可能であり、従ってそれ
らの位置及び同一性を中央コンピュータで断続的に追跡
することが可能である。米国特許第４，７３９，３２８
号、第４，７８２，３４５号、第４，７８６，９０７
号、第４，８１６，８３９号、第４，８３５，３７７
号、第４，８５３，７０５号は、全て、これらの識別シ
ステムにおいて使用されるアンテナ及びプログラム器を
具備するこれらシステムを一般的に記載している。
【０００４】ある種の適用においては、これらの電子的
タグ内に収納されるデータを読取ることが可能であるば
かりか、そのデータを修正し、即ち書込まれるべきデー
タを供給するために使用される質問器又はタグの何れか
が移動中に、タグ内にデータを書込むことが可能である
ことが重要となっている。例えば、鉄道貨車の同一性乃
至は識別を知ることのみならず、その内容をも知ること
が重要な場合がある。これらの内容のリストは、コンピ
ュータによって編集することが可能であり、且つ貨車が
その経路に従って質問器を通過する際に鉄道貨車に取付
けられているタグ内に書込むことが可能である。本発明
のシステム即ち装置は、非常に効率的なコーディング技
術を使用しており、それは、タグと質問器との間で必要
とされる通信時間を著しく短縮し、且つ非常に高いレベ
ルの信頼性を維持することを可能としている。このこと
はタグ又は質問器を非常に高速度で移動することを可能
としている。
【０００５】この様な高速動作の場合、従来技術のコー
ディング方法は十分に効率的なものではない。データレ
ートは、約１０キロボーからほぼ２００キロボーへ増加
させる必要がある。同時に、従来の質問器は制限増幅器
を使用してタグ情報をデコードしているので、より効率
的なコードを与え且つ送信したＤＣ信号成分を導入する
ことなしにタグがデータを後方散乱変調することを可能
とするコードを提供することが必要である。質問器にお
いて使用されるこれらの制限増幅器は、著しいＤＣ成分
を有する信号に対して問題を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】信号のＤＣ成分を増加
させずに上記問題を解決するための一つの解決策は、ク
ロック速度を増加させることによって信号データレート
を増加させることである。しかしながら、この解決方法
における問題は、クロック速度が速くなると、より多く
の電流、従ってより多くのパワーが必要とされ、そのこ
とはタグのバッテリ寿命を減少させるということであ
る。従って、必要とされるデータレートを得るためには
ある程度のクロック速度における増加が必要であるとし
ても、クロック速度を増加させるというより強制的なア
プローチのみに依存するのではなく、コードの効率を増
加させることが本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】質問器と相対的に移動可
能であるタグからデータを読取り且つデータを書込むた
めの本発明システム乃至は装置は、通常遠隔物体に取付
けられるタグへＲＦ信号を送信する質問器を使用してい
る。一方、タグを固定した位置に設け且つ質問器を移動
可能とすることも可能である。該質問器は、タグによっ
て受信され且つ格納されるべきＲＦ信号を変調すること
によってデータを送信することが可能である。該タグ
は、連続的なＲＦ信号を受信すると、そのＲＦ信号を後
方散乱変調し且つタグが取付けられている遠隔物体の同
一性又は内容を表わすデータなどのようなタグのメモリ
内に収納されているデータで後方散乱変調された信号を
帰還させることが可能である。
【０００８】本発明に基づいてコードの効率を改善する
ために、後方散乱変調読取り信号（この名称は、質問器
によって読取られるのでその様に命名されている）が、
第一及び第二周波数ｆ１及び２ｆ１の信号から構成され
ており、第二周波数２ｆ１は第一周波数ｆ１の２倍であ
り、且つ二つの二進ビット１及び０の一方が第一周波数
の信号の半周期とそれに続く第二周波数の信号の１周期
によって表わされ、且つ該二つの二進ビットの他方は第
二周波数の信号の１周期とそれに続く第一周波数の信号
の半周期によって表わされる。各周波数の周期間におい
て、高から低又は低から高への信号における遷移が存在
している。実際のデータレートは柔軟性があり、且つ所
望の適用に適合すべくスケーリングすることが可能であ
る。従って、二つの周波数がｆ１及び２ｆ１によって関
係付けられている限り、それらの絶対値は変化すること
が可能である。
【０００９】この読取りコーディング手法は著しい利点
を有している。第一に、任意の与えられた値のｆ１に対
するデータレートは、従来のコーディング手法よりも２
倍増加される。そのことは、与えられた量の経過時間内
に通過されるデータ量が２倍であることを意味してい
る。二進１、二進０又はフレームマーカーを表わす読取
りパルスコードは、信号がその通常の形態から反転して
受信されたとしても、適切に動作する。一つ置きの二進
ビットは、その先行ビットからタグによって反転され、
尚且つ質問器によって適切にデコードされる。この技術
は、二つの二進ビットのシーケンスを表わす送信信号の
ＤＣ成分をゼロへ減少させる。更に、質問器による受信
期間中位相反転においてビット又はマーカーが反転され
る場合にエラーが発生することはない。
【００１０】読取りコード信号のフレームの終わりを示
すために使用されるフレームマーカー信号は、周波数２
ｆ１の信号の５周期とそれに続く周波数ｆ１の信号の半
周期である。
【００１１】タグからの後方散乱変調信号は、ＲＦレン
ジ内に読取り／書込みタグが存在しており、且つそれが
所望する場合には、そのタグ内に書込みを行なうことが
可能であることを質問器に知らせる。質問器は、（１）
そのレンジ内に読取り／書込みタグが存在しており、且
つ（２）この様なタグが、タグのメモリ内に書込まれる
ことが必要である質問器からの何らかのデータの書込み
を受取る準備がなされていることを認識することが可能
である。該質問器は、受信したタグＩＤを、そのメッセ
ージリストと比較して、それがそのタグに対するメッセ
ージを有するか否かを判別する。有する場合には、それ
は、ＲＦキャリアを変調することによって該タグへのメ
ッセージを送信する。
【００１２】質問器によって送信される本発明の書込み
パルスコードも独特なものであり、且つタグと質問器と
の間のデータ交換の速度において、従来技術のコードと
比較して著しい改善を提供している。二つの二進数１及
び０の一方は、周波数２ｆ２の信号によって表わされ、
且つ他方のビットは、第一ビットの周波数の２倍の周波
数である周波数４ｆ２の信号によって表わされる。ＲＦ
送信による書込みのモード信号は、ＲＦ信号による書込
みと干渉を発生することのある上述した後方散乱変調読
取り信号パルスから容易に区別可能なものでなければな
らない。従って、書込み信号のモード信号が、読取り信
号パルスの周期よりも著しく長い周期の低値（ＲＦな
し）を有するものであることが望ましい。その理由のた
めに、モード信号の周波数は、読取りパルスコードにお
いて使用される最低の周波数の半分よりも大きなもので
はない。例えば、最低周波数の読取りパルスがｆ１の周
波数を有する場合には、モード信号の周波数ｆ２はｆ１
の半分とすることが可能である。この技術を使用して、
タグは、モード信号を一層短い読取りパルスから信頼性
を持って区別することが可能である。この基準は重要で
ある。なぜならば、タグが検知した書込み信号と干渉す
ることのある読取り信号を変調している間に、モード信
号を信頼性を持って検知せねばならないからである。
【００１３】モード信号は、フレームマーカーよりも期
間が一層長い。それは、各々が他の読取り信号の低周期
よりも長い４周期の低（ＲＦなし）を有しているので、
他の読取り信号から区別することは非常に容易である。
このことは、ノイズに対する大きな許容差を与えてい
る。本発明の書込み信号を使用して、後述する如く、タ
グのモードを変化させる書込みシーケンスの一部である
モード信号は、好適には、四つの高値の周期が介在する
四つの低値（ＲＦオフ）の周期である。モード信号に対
してこのタイプの信号が使用されると、各周期はフレー
ムマーカーと同一の期間とすることが可能である。この
ことは、信号のコード化及びデコード動作に必要とされ
るハードウエアの複雑性及びコストを減少させることを
可能としている。
【００１４】質問器は、（１）例えば帰還された後方散
乱変調信号からタグが取付けられている遠隔物体のＩＤ
データを有する後方散乱変調信号からのデータを認識
し、且つ（２）ＲＦ信号を変調することによってタグへ
データを送信する能力を有している。所望により、質問
器は、タグのＩＤから、それが特定の識別されたタグへ
送信すべきデータを有するか否かを決定することが可能
である。この様に、タグが、その様なデータを受取るた
めの正しいタグであると識別された後においてのみ、デ
ータが選択的にタグへ送信され且つタグによって受信さ
れ且つ格納されることが可能である。
【００１５】タグが質問器からの連続的なＲＦ信号のレ
ンジ内に来ると、該タグは、質問器からの信号を受信し
且つ後方散乱変調する。次いで、該データが質問器によ
って受信され且つ解釈される。これらのタグ及び質問器
は、読取り及び書込みパルス信号が本明細書に記載する
ものであるという点を除いて、大略、米国特許第４，７
３９，３２８号に記載されるものと同じである。変調さ
れた信号は、質問器へ帰還され、該質問器は、その信号
を解釈し且つタグからの全てのデータを採取する。該タ
グは、そのＩＤ及び、内容又は、例えば、それが取付け
られている貨車に関する情報、例えば重量、内容、寸法
などのような情報を有することが可能である。
【００１６】質問器から書込みメッセージを受信する
と、タグは、その新たに受信したデータを、後方散乱変
調信号として、質問器へ送り返す。質問器は、それが送
り出した送信ＲＦ信号のメッセージに対してタグから得
られた新たなデータをチェックする。一致する場合に
は、書込み動作が成功裡に完了し、従って動作が終了さ
れる。エラーがある場合には、動作が成功裡に完了する
まで、質問器はエラー内のメッセージの部分を再送する
ことが可能である。
【００１７】
【実 施 例】本明細書においては、本発明の新規な特
徴を与える側面を除いて、タグ及び質問器に関する多く
の詳細な点については説明を割愛する。なぜならば、そ
の様な詳細は、例えば米国特許第４，７３９，３２８
号、第４，７８２，３４５号、第４，７８６，９０７
号、第４，８１６，８３９号、第４，８３５，３７７
号、第４，８５３，７０５号などに記載されているから
である。
【００１８】図１を参照すると、本発明の読取りパルス
コードが示されている。所望により、これらのコードを
使用して、タグは、そのメモリ内の所定の情報を断続的
にスクロール動作することが可能であり、従って質問器
からの十分な強度の受信ＲＦ信号上の情報を後方散乱変
調する準備がなされる。そうでない場合には、スクロー
ル動作は、質問器から十分に強いＲＦ信号を受信するこ
とによって起動される。図１のコードフォーマットを使
用する後方散乱変調情報は、連続的なＲＦ信号を送り出
す質問器によってデコードすることが可能なものでなけ
ればならない。更に、本発明のタグ又は質問器は、しば
しば、例えば高速列車上などのように互いに相対的に非
常に高速で移動するので、質問器は、非常に迅速に、信
号をデコードし、タグのＩＤ（同一性乃至は識別）を決
定し、且つ所望により、タグが質問器の書込みレンジ内
にある間にタグへメッセージを書込むことが可能なもの
でなければならない。このことは、タグ識別ステップは
非常に迅速に行なわれねばならないことを意味してい
る。２００キロボーに近付くデータレートが必要とされ
ることが多い。
【００１９】この識別ステップは、後方散乱変調データ
に対する図１に示した新たなコードを使用することによ
り本発明においては著しく高速化されている。図１Ａに
示した如く、二進０を表わすために、信号１０は、第一
周波数ｆ１での半周期と、それに続く第一周波数の２倍
の周波数である第二周波数２ｆ１での１周期とを使用し
ている。二進１は、図１Ｂに示した如く、反対のシーケ
ンス１２によって表わされ、即ち、周波数２ｆ１での１
周期とそれに続く周波数ｆ１での半周期である。これら
の信号は、図１Ａ及び図１Ｂに示してある。これらの信
号は、図１の右側に示した如く、反転させることも可能
である。信号１１は反転０であり、信号１３は反転１で
ある。この特定の組の信号の独特な側面は、該信号が、
それらが通常の形態であろうと又は反転された形態であ
ろうと、１及び０として正確にデコードすることが可能
であるということである。本発明のこのコーディング技
術は、図１に示した如く、一つ置きの二進ビットを反転
させている。
【００２０】通常の信号又は反転信号の何れをも受信す
るという質問器の能力は、信号を後方散乱変調する場合
に、タグが一つ置きのビットを反転することを可能とし
ている。交互に反転する一連の二進ビットが質問器にお
いて受信されると、後方散乱変調信号の平均レベルはゼ
ロであるので、それはゼロのＤＣ成分を有している。検
知用の制限増幅器を使用する質問器の場合、これは著し
い利点を有している。
【００２１】図１Ｃに示した読取りコードフレームマー
カー信号１４及び１５は、データのフレームの端部を示
す。これらの信号は、又、奇数個の二進ビットから構成
されるフレーム内において使用される場合にゼロのＤＣ
成分を与えるべく独特に構成されており且つ何れかのこ
の様なビットが通常の形態で送信されるか又は反転され
た形態で送信されるかに拘らず、一連の二進０及び１ビ
ットの任意の組合わせから通常の形態１４又は反転した
形態１５の何れかにおいて個別的に識別可能なものであ
る。フレームマーカーだけでなくフレーム全体のＤＣ成
分がゼロに等しいことを確保するために、フレームマー
カーは、それに先行するビット及びそれに続くビットと
相対的に反転されねばならず、そのことは、フレームが
奇数個の二進ビットとそれに続く単一のフレームマーカ
ーとから構成されることを必要とする。
【００２２】通常の形態であろうと又は反転した形態で
あろうと、周波数２ｆ１の五つの周期とそれに続く周波
数ｆ１の半周期とを有するフレームマーカーのシーケン
スはこの基準を満足するものである。更に、１、０及び
フレームマーカーを有する後方散乱データは、送信信号
及び受信信号の間の位相角差に依存して、受信期間中
に、不本意に反転される場合がある。従って、このデー
タは、何れの形態においても、フレームマーカーとして
質問器によって認識可能なものでなければならない。図
１に示した二進データフォーマットは、タグによって後
方散乱変調されると、１、０及びフレームマーカーに対
する独特の区別可能な二進コードを供給し、米国特許第
４，７３９，３２８号に記載されるもののような従来技
術のコードと比較して任意の与えられたクロック速度に
おいて２倍の送信速度で送信することが可能である。
【００２３】書込み動作を実行するために、質問器及び
タグは、三つの異なった周波数を使用する四つの異なっ
た書込み信号を使用することが必要であるに過ぎない。
理解を簡単にするために、これらの周波数をｆ２，２ｆ
２，４ｆ２であるとし、後の二つの周波数は最初の周波
数の整数倍であるとする。図２Ａに示した第一信号２０
は、周波数４ｆ２の半周期の間ＲＦをオフさせ、次いで
同じ時間の間ＲＦをオンさせることによって、二進
「０」ビットを表わす。図２Ｂに示した第二信号２１
は、周波数２ｆ２の半周期の間ＲＦをオフし且つ同じ時
間の間ＲＦをオンさせ、二進１を表わす。図２Ｃに示し
た第三フレームマーカー信号２２は、周波数ｆ２の１周
期の間ＲＦをオフし且つ同じ時間の間ＲＦをオンさせ
る。最後に、図２Ｄに示したモード信号２３は、周波数
ｆ２の１周期毎にＲＦをオフ及びオンさせそれを４回繰
返したものである。質問器とタグとの間の書込み通信シ
ーケンスの全体は、図２に示したこれら四つのタイプの
信号のみを使用して実施することが可能であり、これら
の四つのタイプの信号の各々は、各々が他のものの整数
倍又は分周である三つの異なった周波数からの一つを選
択したもので構成されている。本発明のタグの好適実施
例の回路を図３に示してある。該タグは、米国特許第
４，７８２，３４５号及び第４，８１６，８３９号に記
載されるものと同様のタイプのアンテナ３０を有してい
る。アンテナ３０は、ＲＦ検知器３１への入力端に接続
されている。質問器がタグへ情報を書込むことを所望す
る場合には、質問器がＲＦ書込み信号を送給する。この
書込み信号はアンテナ３０上に表われ、ＲＦ検知器３１
及びデコーダ３３を介してメッセージメモリ３４へ通過
する。ＲＦ検知器３１の一部は、常に、オンしており、
従って、それはタグのバッテリ寿命を長持ちさせるため
にほとんど電力を使用することがないように設計される
べきである。デコーダ３３は、書込み信号ビットパター
ンを図２に示した四つの可能な書込みパルスコード、即
ちモード信号、二進１又は二進０及びフレームマーカー
へ分離させる。適切な信号シーケンスによって表わされ
る場合には、受信データはメモリ３４内に書込まれる。
このメモリは、例えばＥＥＰＲＯＭ、ＥＡＲＯＭ又はバ
ッテリバック型ＲＡＭなどのような何れかの非揮発性メ
モリとすることが可能である。所望により、メモリ３４
内に新たに書込まれたデータは、質問器による後方散乱
変調及び検証のためにエンコーダ３５及び変調器３２を
介して帰還させることが可能である。
【００２４】タグが質問器による受信のためにメモリ３
４内のデータを後方散乱変調すると、メモリ３４からの
データがエンコーダ３５へ通過される。エンコーダ３５
は、所望により、バッテリの電力を節約するために、Ｒ
Ｆが存在する場合にのみターンオンさせるようにするこ
とが可能である。このメモリ３４からの「読み返しメッ
セージ」は、図１に示した本発明のコードを使用してエ
ンコーダ３５によってエンコードされる。このエンコー
ドされたデータは、変調器３２へ通過される。変調器３
２は、アンテナ３０上のＲＦ負荷を変化させることによ
り後方散乱を変調させ、エンコードした信号をタグから
質問器へ送給する。この後方散乱変調技術は、米国特許
第４，７３９，３２８号により詳細に記載されている。
【００２５】図４のタグ状態線図は、タグから情報を読
取り且つタグへ情報を書込むために使用される信号シー
ケンスを示している。タグが質問器のＲＦレンジ内に存
在しない場合には、それはデフォルトモード４０のまま
である。このモードにある間に、タグはそのメモリから
のデータを断続的にスクロール動作させることが可能で
あり、従って、それは、常に、何らかの受信したＲＦ信
号を後方散乱変調する準備がなされている。一方、この
様なスクロール動作は、ＲＦ信号によって自動的に開始
させるようにすることが可能である。タグが質問器のＲ
Ｆフィールド内に入ると、それは、質問器から図２に示
したタイプのモード信号を受信する。このモード信号
は、図２Ｄに示した如く、周波数ｆ２を有しており、そ
れは、読取り信号との干渉を回避するために、最低の読
取りパルス周波数ｆ１の半分以下である。このことにつ
いては先に説明をした。図４に示したデフォルトモード
４０にある間にモード信号を認識すると、タグは、図４
における識別モード（ＩＤモード）４１へスイッチされ
る。このＩＤモードにおいては、タグは、モード信号を
認識した後に、受信したＲＦ信号をそのメモリ内に収納
されている選択したデータで後方散乱変調させる。本発
明の一実施例においては、後方散乱変調データのフレー
ム＃０は、アドレスデータに対し５ビットを有してお
り、ＩＤデータ以外のタグ内に永久的に存在する任意の
所望のデータに対する３ビットを有しており、タグ識別
のために６４ビットを有しており、ユーザデータとして
４７個の付加的なビットを有しており、４個のチェック
サムビットを有しており、リザーブしたフィールド内に
５個のエキストラなビットを残している。タグは、フレ
ーム＃０を介して断続的にスクロール動作し、所定のデ
ータを質問器へ送給する。ＩＤモード４１においてデー
タを送給している間に、タグが第二モード信号を受取る
と、それは、図４における「傾聴モード」４２へシフト
する。この傾聴モードにおいては、タグはデータの送給
を停止し且つ質問器によってタグ内に書込まれるべきデ
ータの受信をする準備をする。この傾聴モードにおいて
は、タグ内の後方散乱変調はターンオフされるので、も
はや読取りパルスと書込みパルスとの間の干渉の可能性
は存在しない。
【００２６】この傾聴モード４２にある間に、質問器が
タグへ書込みを行なうことを所望すると、質問器は、図
４に示した如く、命令メッセージをタグへ送給する。こ
のメッセージが完了すると、タグは図４に示した「了承
モード」４３へシフトする。この命令メッセージは、１
及び０のシーケンス内に含まれる情報の一つ又はそれ以
上のフレームとそれに続くフレームマーカーとから構成
されている。命令メッセージは、通常、命令フレームを
有している。命令フレームは、送信データフレームが格
納されるべきメモリ内の所望の位置などのような命令を
タグに供給する。この様な命令フレームは、格納すべき
データを有する実際のデータフレームによって追従され
る場合もされない場合もある。
【００２７】送給された前の命令メッセージを検証する
ために、質問器はタグからの了承フレームを読取ること
が可能である。タグがメッセージを受信し且つ比較した
後に、質問器は図２に示したタイプの付加的なモード信
号を送給することが可能であり、それは、タグを傾聴モ
ード４２へ復帰させる。このモード信号は、タグのメモ
リの選択した内容をスクロール動作させること、又は質
問器からの書込み命令メッセージを受信することなどの
種々の動作を行なうための付加的な命令を受信するよう
にタグを設定する。この様な命令メッセージは、タグが
受信するデータフレームと呼ばれる次の一連のビットを
どこに格納するかをタグに通告する。（１）固定したデ
ータフィールドをアンロックしてその中にデータを書込
むことを可能とするため、又は（２）可変データフィー
ルドをロックしてその中に爾後にデータが書込まれるこ
とがないようにするためにその他の命令を使用すること
が可能である。
【００２８】タグが了承モード４３にあり且つＲＦフィ
ールドが何らかの理由で停止し、従ってタグが質問器か
ら連続的なＲＦ信号をもはや受信していない場合には、
タグは、図４に示した如く、自動的にデフォルトモード
４０へ復帰する。従って、了承モード４３からデフォル
トモード４０への矢印は「ＲＦの喪失」を表わしてい
る。了承モードとデフォルトモードとの間の差異は、デ
フォルトモードの場合には、全てのメッセージ情報をス
クロール動作させることが可能であるが、了承モードに
おいては最近受信した情報のみがスクロール動作される
という点である。
【００２９】タグが図４に示した傾聴モード４２にあ
り、且つタグがＲＦ信号を受信しているが、図２におけ
る書込みコードにおいて示した如く、信号が、オンから
オフへのレベル遷移を有するものでない状態がある。タ
グは、これらのレベル遷移を検知するためのタイマーを
有しており、且つ所定の期間に対してレベル遷移が発生
しない場合には、タグはタイムアウトと呼ばれるパルス
エッジ間の拡張した時間を検知し、且つタイムアウトが
経過すると自動的にデフォルトモード４０へ復帰し且つ
デフォルトスクロール動作を再度開始する。この時に、
バッテリ電力を節約するために、タグは、デコーダ３３
及びＲＦ検知器３１の一部をパワーダウンさせることが
可能である。タグは、更に、図４に示した如く、ＲＦの
喪失があると、傾聴モード４２から又は１Ｄモード４１
からデフォルトモード４０へ復帰する。
【００３０】タグが傾聴モード４２にある間に、命令メ
ッセージが質問器によってタグへ送給される。これらの
フレームは、セットアップが種々の動作を行なうように
セットアップし、例えば、タグのメモリの選択した内容
によるスクロール動作、又はそのメモリの選択した内容
の無効化などの動作を行なう。更に、傾聴モード４２
は、ハードワイヤード接続を使用して、タグ内に初期的
にデータを入れるために使用することが可能である。こ
のデータは、図３に示したワイヤーによる書込みライン
３６を介して送給される。タグをシッピングする前に、
半永久的にタグ内のデータを変化させることが望ましい
場合がある。このデータは、タグが傾聴モード４２にあ
る間にこのハードワイヤードのワイヤーによる書込み接
続を介してタグ内に入れることが可能であり、該データ
は、それがＲＦを使用する質問器によるか又はハードワ
イヤード接続を介しての爾後の上書きプロセスによって
後に上書きされるまで、タグ内に残存する。タグは、図
３に示したワイヤーによる読取りライン３７を使用し
て、同一の態様でワイヤーによって読取ることが可能で
ある。
【００３１】傾聴モード４２にある間に、タグのデータ
構成を変化させるために命令を発生させることが可能で
あり、従って、タグがスクロール動作している間にタグ
がデフォルトモード４０へ復帰すると、スクロール動作
内に含まれるべきフレーム数を変化させることが可能で
あるか、又は異なった組のフレームを選択することが可
能である。更に、命令コードの１ビットを変化させるこ
とにより、タグ内のある可変ＲＦフレームを無効とさせ
ることが可能であり、従って将来の質問器はこの無効と
されたデータを受付けることはない。この手順は、例え
ば、タグ内のあるデータがもはや有効でないことを将来
の質問器に通知するために使用することが可能である。
例えば、鉄道貨車に取付けられたタグがその内容を変更
した場合に、質問器が命令コードを送給し、その命令コ
ードがタグ内の潜在的に不正確な可変データを無効化さ
せることが可能である。本発明装置は、好適には、読取
り信号及び書込み信号の両方に対して単一の共通なＲＦ
キャリア及びＲＦ信号分極を使用する。
【００３２】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明のＲＦによる読取りパルスコードの
一例を示した説明図。
【図１Ｂ】 本発明のＲＦによる読取りパルスコードの
別の例を示した説明図。
【図１Ｃ】 本発明のＲＦによる読取りパルスコードの
更に別の例を示した説明図。
【図２Ａ】 本発明のＲＦによる書込みパルスコードの
一例を示した説明図。
【図２Ｂ】 本発明のＲＦによる書込みパルスコードの
別の例を示した説明図。
【図２Ｃ】 本発明のＲＦによる書込みパルスコードの
更に別の例を示した説明図。
【図２Ｄ】 本発明のＲＦによる書込みパルスコードの
更に別の例を示した説明図。
【図３】 本発明の読取り／書込みタグの回路のブロッ
ク図。
【図４】 本発明のタグの状態線図。
【符号の説明】
１０，２０ 二進０ １２，２１ 二進１ １４，２２ フレームマーカー ２３ モード信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド エフ． スペアーズ アメリカ合衆国， ニュー メキシコ 87566，サン ホァン， ルート ２， ボックス 280 (72)発明者 マイケル エイ． ウォルフ アメリカ合衆国， ニュー メキシコ 87544，ロス アラモス， アリゾナ ア ベニュー 3195

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 質問器と相対的に移動可能である遠隔物
    体に関連するタグからデータを読取り且つそれにデータ
    を書込む装置において、前記タグへ変調ＲＦ信号を送信
    する質問器が設けられており、前記信号は前記タグによ
    って受信され且つ格納されるべく意図されたデータを有
    しており、連続的なＲＦ信号を受取ると前記ＲＦ信号を
    後方散乱変調させ且つ後方散乱変調信号を前記質問器へ
    帰還させることが可能な少なくとも１個のタグが設けら
    れており、前記後方散乱変調信号は前記遠隔物体に関連
    するデータで変調され、前記後方散乱変調信号は第一及
    び第二周波数ｆ１及び２ｆ１の信号から構成されてお
    り、第二周波数２ｆ１は第一周波数ｆ１の２倍であり、
    且つ二進ビット１及び０の一方が前記第一周波数の信号
    の半周期とそれに続く前記第二周波数の１周期とによっ
    て表わされ且つ前記二つの二進ビットの他方が前記第二
    周波数の信号の１周期とそれに続く前記第一周波数の信
    号の半周期とによって表わされ、前記質問器が、（１）
    前記第一及び第二周波数の信号から構成される前記帰還
    された後方散乱変調信号から前記タグから情報を受取り
    且つ（２）前記タグへデータを送信する能力を有してお
    り、前記タグ又は前記質問器が移動中に迅速に前記タグ
    からデータを読取り且つ前記タグへデータを送信し且つ
    格納することが可能であることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記後方散乱変調信
    号が、周波数ｆ１及び２ｆ１の信号の周期の間に高レベ
    ルから低レベルへ又は低レベルから高レベルへのレベル
    遷移を常に有することを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記後方散乱変調信
    号が、前記信号が前記質問器によって通常の形態又は反
    転形態で受信された場合に、二進１及び二進０を指定す
    ることが可能であることを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、前記後方散乱変調信
    号の各部分は、先行する二進ビットを表わす先行信号部
    分から反転された単一の二進ビットを表わしており、二
    つの二進ビットのシーケンスを表わす信号のＤＣ成分が
    ゼロであることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項１において、前記後方散乱変調信
    号がフレームマーカー信号を有しており、該フレームマ
    ーカー信号は、周波数２ｆ１の信号の５周期とそれに続
    く周波数ｆ１の信号の半周期とを有することを特徴とす
    る装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記フレームマーカ
    ー信号が、前記周波数２ｆ１の信号の５周期とそれに続
    く周波数ｆ１の信号の半周期であるか、又はその信号の
    反転した形態のものであることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項５において、前記フレームマーカ
    ー信号がそれに先行する二進ビット及びそれに続く二進
    ビットと相対的に反転されていることを特徴とする装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項５において、前記フレームマーカ
    ー信号は、それに先行するか又はそれに続く奇数個の二
    進ビットに関連し、フレーム全体に亘ってゼロに等しい
    ＤＣ成分を有することを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 遠隔物体に取付けられるべく適合されて
    いるタグであって、前記遠隔物体と関連するデータを有
    しており且つ前記タグと相対的に移動可能である質問器
    から変調ＲＦ信号を受取ることによってそのデータの内
    容の少なくとも一部を変化させることが可能なタグにお
    いて、書込み可能非揮発性メモリが設けられており、連
    続的なＲＦ信号を受取ると前記ＲＦ信号を後方散乱変調
    し且つ後方散乱変調信号を前記質問器へ帰還させる後方
    散乱変調手段が設けられており、前記後方散乱変調帰還
    信号は前記遠隔物体に関連する前記データで変調され、
    前記後方散乱変調信号は第一及び第二周波数ｆ１及び２
    ｆ１の信号で構成されており、第二周波数２ｆ１は第一
    周波数ｆ１の２倍であり、二つの二進ビット１及び０の
    一方が前記第一周波数の信号の半周期とそれに続く前記
    第二周波数の信号の１周期によって表わされ、且つ前記
    二つの二進ビットの他方が前記第二周波数の信号の１周
    期とそれに続く前記第一周波数の信号の半周期によって
    表わされることを特徴とするタグ。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、前記後方散乱変調
    信号が、周波数ｆ１及び２ｆ１の周期の間において高レ
    べルから低レベル又は低レベルから高レベルへのレベル
    変換を常に有することを特徴とするタグ。
  11. 【請求項１１】 請求項９において、前記後方散乱変調
    信号が、前記信号が前記質問器によって通常の形態又は
    反転形態で受信される場合に二進１又は二進０を指定す
    ることが可能であることを特徴とするタグ。
  12. 【請求項１２】 請求項９において、前記後方散乱変調
    信号の各部分は、先行する二進ビットを表わす先行信号
    部分から反転された単一の二進ビットを表わしており、
    二つの二進ビットのシーケンスを表わす信号のＤＣ成分
    がゼロであることを特徴とするタグ。
  13. 【請求項１３】 請求項９において、前記後方散乱変調
    信号がフレームマーカー信号を有しており、前記フレー
    ムマーカー信号が周波数２ｆ１の信号の５周期とそれに
    続く周波数ｆ１の信号の半周期とを有することを特徴と
    するタグ。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記フレームマ
    ーカー信号が、周波数２ｆ１の信号の５周期とそれに続
    く周波数ｆ１の信号の半周期であるか又はその信号の反
    転形態のものであることを特徴とするタグ
  15. 【請求項１５】 請求項１３において、前記フレームマ
    ーカー信号がそれに先行する二進ビット及びそれに続く
    二進ビットと相対的に反転されていることを特徴とする
    タグ。
  16. 【請求項１６】 請求項１３において、前記フレームマ
    ーカー信号は、それに先行するか又はそれに続く奇数個
    の二進ビットと関連し、フレーム全体に亘ってゼロに等
    しいＤＣ成分を有することを特徴とするタグ。
  17. 【請求項１７】 質問器と相対的に移動可能な遠隔物体
    と関連するタグからデータを読取り且つタグにデータを
    書込む装置において、前記タグへ変調したＲＦ書込み信
    号を送信する質問器が設けられており、前記書込み信号
    は前記タグによって受信され且つ格納されることが意図
    されたデータを有しており、前記変調したＲＦ書込み信
    号は周波数２ｆ２を持った信号によって表わされる第一
    二進デジットと周波数４ｆ２を持った信号によって表わ
    される別の二進デジットを有しており、連続的なＲＦ信
    号を受取ると前記連続的なＲＦ信号を後方散乱変調し且
    つ二つの異なった周波数から構成される後方散乱変調信
    号を前記質問器へ帰還させることが可能な少なくとも１
    個のタグが設けられており、前記後方散乱変調信号は前
    記遠隔物体に関係するデータで変調されており、前記質
    問器が、（１）第一及び第二周波数の前記信号から構成
    される前記帰還された後方散乱変調信号から前記タグか
    ら情報を得且つ（２）データを前記タグへ送信する能力
    を有しており、前記タグ又は前記質問器が移動中にデー
    タを前記タグから迅速に読取り且つ前記タグに送信し且
    つ格納することが可能であることを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記二つの二進
    ビットの各々を表わす前記書込み信号が１周期の長さで
    あることを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記周期がＲＦ
    がオフの半周期とそれに続くＲＦがオンの半周期である
    ことを特徴とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１７において、前記ＲＦ書込み
    信号が、周波数ｆ２の信号の１周期を有するフレームマ
    ーカーを有することを特徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０において、前記周期がＲＦ
    がオフである半周期とそれに続くＲＦがオンである半周
    期であることを特徴とする装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１７において、前記ＲＦ書込み
    信号が、周波数ｆ２の信号の４周期を有するモード信号
    を有することを特徴とする装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２２において、前記４周期が、
    ＲＦがオフである四つの半周期とそれらの間に介在する
    ＲＦがオンの四つの半周期であることを特徴とする装
    置。
  24. 【請求項２４】 請求項１７において、前記後方散乱変
    調信号が第一及び第二周波数ｆ１及び２ｆ１の信号から
    構成されており、第二周波数２ｆ１が第一周波数ｆ１の
    ２倍であり、且つ二つの二進ビット１及び０の一方が第
    一周波数の信号の半周期とそれに続く第二周波数の信号
    の１周期によって表わされ、且つ前記二つの二進ビット
    の他方が第二周波数の信号の１周期とそれに続く第一周
    波数の信号の半周期によって表わされることを特徴とす
    る装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２４において、周波数ｆ２が周
    波数ｆ１の半分以下であることを特徴とする装置。
JP3100611A 1990-02-06 1991-02-06 遠隔タグから高速でデータを読取り且つデータを書込む装置 Pending JPH07115383A (ja)

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