JPH0732369B2 - Data communication device - Google Patents

Data communication device

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JPH0732369B2
JPH0732369B2 JP62311291A JP31129187A JPH0732369B2 JP H0732369 B2 JPH0732369 B2 JP H0732369B2 JP 62311291 A JP62311291 A JP 62311291A JP 31129187 A JP31129187 A JP 31129187A JP H0732369 B2 JPH0732369 B2 JP H0732369B2
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Japan
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signal
unit
data
transmission
circuit
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猪一 平尾
和徳 森川
尚登 藤坂
亮一 三宅
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Omron Corp
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Omron Corp
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は誘導電磁界を用いて非接触で近接する第1,第2
のユニット間でデータ通信を行うデータ通信装置に関す
るものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to first and second contactless proximity using an induction electromagnetic field.
The present invention relates to a data communication device for performing data communication between units.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

(従来技術) 従来例えば特開昭62−63050号に示されているように、
工作機械のツールシャンク等に夫々の工具データを保持
するデータ記憶装置を設け、データ入出力装置からその
データ記憶装置にデータをシリアル伝送して書込んだ
り、書込まれた内容を読出したりするようにしたデータ
伝送装置が提案されている。このようなデータ伝送装置
では、データ入出力装置とデータ記憶装置間の通信は夫
々一定の高周波信号を用いてそれを周波数シフトキーイ
ング(FSK)変調することによって行われている。
(Prior Art) Conventionally, for example, as disclosed in JP-A-62-63050,
A data storage device that holds each tool data is provided in the tool shank of a machine tool, so that data can be serially transmitted from the data input / output device to the data storage device for writing or reading the written contents. A data transmission device based on the above has been proposed. In such a data transmission device, communication between the data input / output device and the data storage device is performed by using a constant high frequency signal and performing frequency shift keying (FSK) modulation thereof.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこのような従来のデータ伝送装置によれ
ば、データ記憶装置及びデータ入出力装置にFSK信号を
復調するためのPLL回路等が必要となって多くの消費電
力を要する。データ記憶装置はデータ入出力装置から誘
起される交流電圧を整流して電源としている場合があ
り、このときには消費電力が多ければ誘起電圧が高くな
いとデータ通信が行えないため、通信可能な距離が短く
なるという欠点がある。又データ記憶装置側に電池を設
けている場合には電池寿命が短くなるという欠点があっ
た。一方出願人はデータ記憶装置の消費電力を少なくす
るために、データ記憶装置からデータ入出力装置にデー
タを伝送する際にその送信データに基づいて共振回路の
共振周波数を不連続に変化させるようにした方式を提案
している(未公開)。この場合にはデータ記憶装置の消
費電力を少なくすることができるが、データ入出力装置
との間の結合係数によって通信範囲が定まるためデータ
入出力装置からの出力を大きくしても通信距離を大きく
することができないという欠点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to such a conventional data transmission device, a PLL circuit for demodulating an FSK signal is required in the data storage device and the data input / output device, which consumes a lot of power. It requires electricity. The data storage device may rectify the AC voltage induced from the data input / output device and use it as a power supply. At this time, if the power consumption is high, data communication cannot be performed unless the induced voltage is high. It has the drawback of being shorter. Further, when a battery is provided on the data storage device side, there is a drawback that the battery life becomes short. On the other hand, in order to reduce the power consumption of the data storage device, the applicant has made it possible to discontinuously change the resonance frequency of the resonance circuit based on the transmission data when transmitting the data from the data storage device to the data input / output device. The proposed method is proposed (unpublished). In this case, the power consumption of the data storage device can be reduced, but since the communication range is determined by the coupling coefficient with the data input / output device, the communication distance can be increased even if the output from the data input / output device is increased. There is a drawback that you cannot do it.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明はこのような従来のデータ伝送装置の問題点に鑑
みてなされたものであって、一定周波数のキャリアを用
いて送信信号を相互に伝送すると共に、送受信効率を向
上させることによって通信距離を大きくすることを技術
的課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the conventional data transmission apparatus, in which transmission signals are mutually transmitted by using a carrier of a constant frequency, and the communication distance is improved by improving transmission / reception efficiency. Making it larger is a technical issue.

〔発明の構成と効果〕[Constitution and effect of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は第1のユニットと第2のユニット間でシリアル
データの半二重データ伝送を行うデータ通信装置であっ
て、第1図〜第3図に示すように、第1のユニットは、
第2のユニットに対向する面に設けられた第1のコイル
を有する発振器と、データ送信時には送信データ信号に
対応させて第1,第2のデューティ比を有し、データ受信
時には一定の第3のデューティ比を有する一定周期の送
信パルス信号を発生し、発振器に該一定周期の送信パル
ス信号を与えることによってその発振を断続する送信パ
ルス発生手段と、発振器の発振周波数に実質的に等しい
共振周波数を有し、第2のユニットに対向する面に設け
られた第2のコイルを含む第1の共振回路と、送信パル
ス発生手段の送信パルスに対応した信号が与えられ発振
器の発振停止時のタイミングを有する受信ゲート信号を
発生する受信ゲート信号発生手段と、受信ゲート信号発
生手段の受信ゲート信号が与えられる間に第1の共振回
路に得られる電磁誘導信号を検波する検波回路と、受信
ゲート信号の所定タイミングで検波回路の出力をサンプ
リングするサンプルホールド回路と、サンプルホールド
回路のホールド信号を所定レベルで弁別する第1の比較
器と、を有するものであり、第2のユニットは、第1の
ユニットの発振器の発振周波数に実質的に等しい共振周
波数を有し第1をユニットに対向する面に設けられた第
3のコイルを含む第2の共振回路と、第2の共振回路に
得られる信号を検波する検波回路と、検波出力を所定の
閾値レベルで弁別することによって送信パルス信号を得
る第2の比較器と、第1のユニットからのデータ受信時
に第2の比較器の出力に基づいて第1,第2のデューティ
比の送信パルス信号より送信データ信号を復調するデー
タ復調手段と、第2の共振回路とアース間に接続された
スイッチング素子を有し、第1のユニットへのデータ伝
送時に第2の比較器より得られる第3のデューティ比の
送信パルス信号に基づいて発振器の発振停止のタイミン
グで該スイッチング素子を送信データに対応させて断続
することにより第2の共振回路に生じる残響を制御する
残響制御手段と、を有することを特徴とするものであ
る。
(Means for Solving Problems) The present invention is a data communication apparatus for performing half-duplex data transmission of serial data between a first unit and a second unit, and is shown in FIGS. 1 to 3. So the first unit
An oscillator having a first coil provided on a surface facing the second unit, and a first and a second duty ratio corresponding to a transmission data signal at the time of data transmission, and a constant third at the time of data reception. And a resonance frequency substantially equal to the oscillation frequency of the oscillator, for generating a transmission pulse signal of a constant cycle having a duty ratio of, and for intermittently oscillating the oscillation by applying the transmission pulse signal of the constant cycle to the oscillator. And a first resonance circuit including a second coil provided on a surface facing the second unit, and a timing corresponding to a signal corresponding to the transmission pulse of the transmission pulse generating means when the oscillation of the oscillator is stopped. A reception gate signal generating means for generating a reception gate signal having: and an electromagnetic wave obtained in the first resonance circuit while the reception gate signal of the reception gate signal generating means is given. What has a detection circuit for detecting the conducted signal, a sample hold circuit for sampling the output of the detection circuit at a predetermined timing of the reception gate signal, and a first comparator for discriminating the hold signal of the sample hold circuit at a predetermined level And the second unit has a resonance frequency substantially equal to the oscillation frequency of the oscillator of the first unit, and the second resonance unit includes a third coil provided on a surface facing the first unit. Circuit, a detection circuit for detecting a signal obtained in the second resonance circuit, a second comparator for obtaining a transmission pulse signal by discriminating the detection output at a predetermined threshold level, and data from the first unit Data demodulation means for demodulating the transmission data signal from the transmission pulse signal of the first and second duty ratios based on the output of the second comparator during reception, the second resonance circuit and the A switching element connected between the first unit and the switching element at the timing of stopping the oscillation of the oscillator based on the transmission pulse signal of the third duty ratio obtained from the second comparator during data transmission to the first unit. And reverberation control means for controlling reverberation generated in the second resonance circuit by intermittently corresponding to the transmission data.

(作用) このような特徴を有する本発明によれば、第1のユニッ
トは一定の周期で発振器の発振を断続させ、送信時には
そのデューティ比を変化させることによって二値信号を
第2のユニット側に送信するようにしている。第2のユ
ニット側はこの信号を検波し所定の閾値レベルで弁別す
ることによって送信パルス信号を復調し、さらにその信
号のデューティ比に基づいて元の送信データ信号を復調
するようにしている。又第2のユニットから第1のユニ
ットにデータを伝送する際には、第1のユニットより一
定の第3のデューティ比によって発振器の発振を断続す
ると共に、発振の停止時に第2のユニットの共振回路に
設けられるスイッチを送信データ信号に応じて断続する
ことによって第1のユニットの共振回路に得られる残響
を制御するようにしている。第1のユニットは発振器に
与える送信パルス信号に基づきその発振の停止期間内の
受信ゲート信号を発生させると共に、受信ゲート信号に
よって残響のみを取り出しその残響を検波している。そ
して受信ゲート信号の所定タイミングでその信号をサン
プリングして第1の比較器に与えて所定閾値レベルで弁
別することによって第2のユニットから得られる送信信
号を復調するようにしている。
(Operation) According to the present invention having such a feature, the first unit intermittently oscillates the oscillation of the oscillator and changes the duty ratio at the time of transmission, thereby transmitting the binary signal to the second unit side. I am trying to send it to you. The second unit detects the signal and discriminates it at a predetermined threshold level to demodulate the transmission pulse signal, and further demodulates the original transmission data signal based on the duty ratio of the signal. Further, when transmitting data from the second unit to the first unit, the oscillation of the oscillator is interrupted by a constant third duty ratio from the first unit, and the resonance of the second unit occurs when the oscillation is stopped. The switch provided in the circuit is intermittently operated according to the transmission data signal to control the reverberation obtained in the resonance circuit of the first unit. The first unit generates a reception gate signal within the oscillation stop period based on the transmission pulse signal given to the oscillator, extracts only reverberation by the reception gate signal, and detects the reverberation. Then, the signal is sampled at a predetermined timing of the reception gate signal, given to the first comparator, and discriminated at a predetermined threshold level to demodulate the transmission signal obtained from the second unit.

(発明の効果) このように本発明によれば、電磁結合を利用して第1,第
2のユニット間でシリアルデータの半二重データ伝送を
行うようにしている。そして第2のユニットのデータ復
調手段はパルス幅に基づいて信号を復調するようにして
いるため、PLL回路等を用いる必要がなく比較的簡単な
ものとなり消費電力が少なくなる。従って第2のユニッ
トの電力を第1のユニットから得るようにした場合に
は、消費電力が少ないため伝送距離を長くすることが可
能となる。又第2のユニットから第1のユニットにデー
タを伝送する際には、第1のユニットから得られる信号
の残響を送信データに基づいて制御するようにしている
ため、第1のユニットから第2のユニットに与える発振
出力を大きくすればそれに伴って残響レベルを高くする
ことができる。従って第1のユニットに得られる残響の
共振信号も大きくなるためデータ伝送距離を長くするこ
とが可能となる。又第1,第2のユニットに設けられた共
振回路は発振器の発振周波数と実質的に一致させるよう
にしているので、高い効率でデータ伝送を行うことがで
き、SN比も向上させることができるという効果が得られ
る。
As described above, according to the present invention, half-duplex data transmission of serial data is performed between the first and second units by utilizing electromagnetic coupling. Since the data demodulating means of the second unit demodulates the signal based on the pulse width, there is no need to use a PLL circuit or the like, which is relatively simple and consumes less power. Therefore, when the electric power of the second unit is obtained from the first unit, the transmission distance can be increased because the electric power consumption is small. When transmitting data from the second unit to the first unit, the reverberation of the signal obtained from the first unit is controlled based on the transmission data. If the oscillation output given to the unit is increased, the reverberation level can be increased accordingly. Therefore, the resonance signal of reverberation obtained in the first unit also becomes large, so that the data transmission distance can be lengthened. Further, since the resonance circuits provided in the first and second units are made to substantially match the oscillation frequency of the oscillator, it is possible to perform data transmission with high efficiency and improve the SN ratio. The effect is obtained.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(実施例の構成) 第2図は本発明の一実施例によるデータ通信装置を物品
識別システムに適用した全体構成を示すブロック図であ
る。本図においてデータ通信装置は第1のユニットであ
る書込/読出制御ユニット1と、物品2等に取付けられ
る第2のユニットであるIDユニット3を有している。書
込/読出制御ユニット1はIDユニット3に対向する位置
に第1,第2のコイルL1,L2を有しており、IDユニット3
もこれらのコイルに対向する位置に第3のコイルL3を有
している。書込/読出制御ユニット1は例えば更に上位
の制御機器4に接続される。上位制御機器4は書込/読
出制御ユニット1に送信コントロール信号(CT)を送出
した後送信データSDを送出し、書込/読出制御ユニット
1から得られる受信データRDを読込むようにしている。
(Structure of Embodiment) FIG. 2 is a block diagram showing an overall structure in which a data communication device according to an embodiment of the present invention is applied to an article identification system. In the figure, the data communication device has a writing / reading control unit 1 which is a first unit, and an ID unit 3 which is a second unit attached to an article 2 or the like. The writing / reading control unit 1 has first and second coils L1 and L2 at positions facing the ID unit 3, and the ID unit 3
Also has a third coil L3 at a position facing these coils. The writing / reading control unit 1 is connected to, for example, a higher-level control device 4. The upper control device 4 sends a transmission control signal (CT) to the writing / reading control unit 1 and then sends transmission data SD, and reads the received data RD obtained from the writing / reading control unit 1.

さて書込/読出制御ユニット1は第1図に詳細なブロッ
ク図を示すように、一定のクロック信号を発生するクロ
ック発生器11及びそのクロック信号に基づいてタイミン
グ信号を発生するタイムコントローラ12,送信パルス発
生回路13が設けられる。タイムコントローラ12は上位の
制御機器4より得られる送信コントロール信号(CT)が
与えられれば送信パルス発生回路13と受信ゲート発生回
路14に送受信切換信号を送出するものであり、上位制御
機器4はこの送信コントロール信号を与えた後送信パル
ス発生回路13に送信データSDを送る。送信パルス発生回
路13はタイムコントローラ12から受信切換信号が送信状
態となるタイミングでクロック発生器11のクロックを所
定周期計数して一定の周期で送信データSDに応じで第1
及び第2のデューティ比となる送信パルス信号を発生す
るものであって、その出力は発振器15に与えられる。発
振器15は送信パルス発生回路13より送信パルス信号が与
えられたときにのみ一定の周波数の発振をするものであ
り、その発振出力は増幅器16を介して送信用となる第1
のコイルL1に与えるものである。又書込/読出制御ユニ
ット1には受信用となる第2のコイルL2が設けられてい
る。コイルL2にはコンデンサンC1が並列に接続され発振
器15の発振周波数に共振する第1の共振回路17を構成し
ており、その両端に得られる誘起電圧が増幅器18に与え
られる。増幅器18は誘起電圧を増幅するものであり、そ
の出力をアナログスイッチ19を介して検波回路20に与え
る。受信ゲート発生回路14はタイムコントローラ12によ
り与えられる送受信切換信号が受信状態となっていると
きに送信パルスの立下りから所定時間、例えば1クロッ
ク分遅らせた受信ゲート信号を発生するものである。受
信ゲート信号はゲート信号としてアナログスイッチ19に
与えられる。又クロック発生器11及び受信ゲート発生回
路14の受信ゲート信号はサンプリング信号発生回路21に
も与えられている。サンプリング信号発生回路21は受信
ゲート信号の所定のタイミング、例えば終了直前の1ク
ロック分の信号をサンプリング信号としてサンプルホー
ルド回路22に与えるものである。検波回路20はアナログ
スイッチ19を介して得られる信号を検波し、積分信号又
はその包絡線信号を得るものであり、検波信号はサンプ
ルホールド回路22に与えられる。サンプルホールド回路
22はサンプリング信号に基づいて入力信号をホールドす
るものであり、その出力は第1の比較器23に与えられ
る。比較器23は所定の閾値レベルでホールドされている
信号を弁別することによって二値信号を得るものであ
り、その出力は受信信号RDとして上位の制御機器4に与
えられる。
As shown in the detailed block diagram of FIG. 1, the write / read control unit 1 includes a clock generator 11 for generating a constant clock signal, a time controller 12 for generating a timing signal on the basis of the clock signal, and a transmitter. A pulse generation circuit 13 is provided. The time controller 12 sends a transmission / reception switching signal to the transmission pulse generation circuit 13 and the reception gate generation circuit 14 when the transmission control signal (CT) obtained from the upper control device 4 is given. After the transmission control signal is given, the transmission data SD is sent to the transmission pulse generation circuit 13. The transmission pulse generation circuit 13 counts the clock of the clock generator 11 for a predetermined period at the timing when the reception switching signal from the time controller 12 is in the transmission state, and firstly transmits the clock in a predetermined period according to the transmission data SD.
And a transmission pulse signal having a second duty ratio, the output of which is provided to the oscillator 15. The oscillator 15 oscillates at a constant frequency only when a transmission pulse signal is given from the transmission pulse generation circuit 13, and its oscillation output is for transmission via the amplifier 16
Is given to the coil L1. The write / read control unit 1 is also provided with a second coil L2 for receiving. A capacitor C1 is connected in parallel to the coil L2 to form a first resonance circuit 17 that resonates at the oscillation frequency of the oscillator 15, and an induced voltage obtained across the first resonance circuit 17 is applied to the amplifier 18. The amplifier 18 amplifies the induced voltage and supplies its output to the detection circuit 20 via the analog switch 19. The reception gate generation circuit 14 generates a reception gate signal delayed by a predetermined time, for example, one clock from the fall of the transmission pulse when the transmission / reception switching signal provided by the time controller 12 is in the reception state. The reception gate signal is given to the analog switch 19 as a gate signal. The reception gate signals of the clock generator 11 and the reception gate generation circuit 14 are also given to the sampling signal generation circuit 21. The sampling signal generation circuit 21 supplies a predetermined timing of the reception gate signal, for example, a signal for one clock immediately before the end, to the sample hold circuit 22 as a sampling signal. The detection circuit 20 detects a signal obtained via the analog switch 19 to obtain an integrated signal or an envelope signal thereof, and the detection signal is given to the sample hold circuit 22. Sample hold circuit
22 holds an input signal based on the sampling signal, and its output is given to the first comparator 23. The comparator 23 obtains a binary signal by discriminating the signal held at a predetermined threshold level, and its output is given to the host control device 4 as a reception signal RD.

IDユニット3は第3図に示すように書込/読出制御ユニ
ット1に対向する面に設けられたコイルL3及びコンデン
サC2から成る第2の共振回路30を有しており、その両端
の誘起電圧が検波回路31に与えられる。検波回路31はこ
の信号を検波するものであり、その出力は第2の比較器
32に与えられる。比較器32には所定の閾値レベルが設定
され、検波出力をその閾値で弁別するものであり、比較
器32の出力はカウンタ33及びデジタルコンパレータ34に
与えられる。カウンタ33は比較器32の出力によってリセ
ットされて送信パルスが与えられる間にクロック発生器
35の一定の周期でクロック信号を計数しており、その計
数値はデジタルコンパレータ34に与えられる。デジタル
コンパレータ34は比較器32より比較信号が与えられたと
きにカウンタ33の計数値を一定の計数値と比較し、その
計数値を越えているか否かによって「L」もしくは
「H」の出力を得るものであり、その出力をメモリ制御
部36に与える。メモリ制御部36にはIDユニット3の記憶
手段であるメモリ37が接続される。書込/読出制御ユニ
ット1から得られる信号はデータ及びコマンドであるた
め、メモリ制御部36はこのコマンドに基づいて与えられ
たデータをメモリ37に書込むと共に、メモリ37内のデー
タを読出すように制御するものである。又メモリ制御部
36の出力は残響制御パルス発生器38に与えられる。残響
制御パルス発生器38は比較器32の出力が「L」レベルと
なる所定のタイミングでメモリ制御部36から読出された
書込/読出制御ユニット1に送出する送信データに基づ
いてその送出データが「H」レベルのときに所定幅の残
響制御パルスを発生するものである。さて共振回路30の
両端には夫々アースとの間に抵抗を介してスイッチング
素子であるFET39,40が接続される。FET39,40は残響制御
パルス発生器38の残響制御パルスに基づいて共振回路30
の両端を夫々接地するように制御するものである。又本
実施例ではIDユニット3は図示のように電池41を有する
ものとし、この電池41から各部に電源が供給されてい
る。
As shown in FIG. 3, the ID unit 3 has a second resonant circuit 30 including a coil L3 and a capacitor C2 provided on the surface facing the write / read control unit 1, and an induced voltage across the second resonant circuit 30. Are provided to the detection circuit 31. The detection circuit 31 detects this signal, and its output is the second comparator.
Given to 32. A predetermined threshold level is set in the comparator 32, and the detection output is discriminated by the threshold. The output of the comparator 32 is given to the counter 33 and the digital comparator 34. Counter 33 is reset by the output of comparator 32 to provide a clock generator while the transmit pulse is applied.
The clock signal is counted in a constant cycle of 35, and the count value is given to the digital comparator 34. The digital comparator 34 compares the count value of the counter 33 with a constant count value when a comparison signal is given from the comparator 32, and outputs "L" or "H" depending on whether or not the count value is exceeded. The output is given to the memory control unit 36. A memory 37, which is a storage unit of the ID unit 3, is connected to the memory control unit 36. Since the signals obtained from the write / read control unit 1 are data and commands, the memory control unit 36 writes the data given based on this command in the memory 37 and reads the data in the memory 37. To control. Memory controller
The output of 36 is provided to the reverberation control pulse generator 38. The reverberation control pulse generator 38 outputs the transmission data based on the transmission data to be transmitted to the writing / reading control unit 1 read from the memory control unit 36 at a predetermined timing when the output of the comparator 32 becomes "L" level. The reverberation control pulse having a predetermined width is generated at the "H" level. Now, at both ends of the resonance circuit 30, FETs 39 and 40, which are switching elements, are respectively connected to the ground through a resistor. The FETs 39 and 40 use the resonance circuit 30 based on the reverberation control pulse from the reverberation control pulse generator 38.
Both ends of are controlled so as to be grounded. Further, in this embodiment, the ID unit 3 has a battery 41 as shown in the drawing, and power is supplied to each part from the battery 41.

ここでカウンタ33,デジタルコンパレータ34及びクロッ
ク発生器35は、第1,第2のデューティ比を有する比較器
32の出力、即ち書込/読出制御ユニット1から与えられ
る送信パルス信号に基づいて送信データSDを判別するデ
ータ復調手段42を構成している。又残留制御パルス発生
器38と共振回路30の両端を接地するスイッチング素子で
あるFET39,40は共振回路30の残響を制御する残響制御手
段43を構成している。
Here, the counter 33, the digital comparator 34, and the clock generator 35 are comparators having first and second duty ratios.
A data demodulating means 42 for discriminating the transmission data SD on the basis of the output of 32, that is, the transmission pulse signal given from the write / read control unit 1 is constituted. The residual control pulse generator 38 and the FETs 39 and 40 which are switching elements for grounding both ends of the resonance circuit 30 constitute reverberation control means 43 for controlling the reverberation of the resonance circuit 30.

(実施例の動作) 次に本実施例の動作についてタイムチャートを参照しつ
つ説明する。まず書込/読出制御ユニット1よりIDユニ
ット3に信号を伝送する際には、上位の制御機器4より
タイムコントローラ12に送信コントロール信号CTが送出
される。そうすればタイムコントローラ12は送信パルス
発生回路13に送信切換信号を与える。その後第4図
(a)に示すように上位の制御機器4より送信データSD
(例えば図示のように「HLLH」)の信号が送信パルス発
生回路13に加えられる。そうすれば送信パルス発生回路
13は第4図(b)に示すように時刻t1,t3,t5及びt6より
一定の周期Tで送信データの論理レベルに対応した第1,
第2のデューティ比の送信パルス信号を発生する。この
信号によって第4図(c)に示すように発振器15の発振
が断続される。従ってIDユニット3が近接している場合
には、共振回路30の両端に第4図(d)に示すように発
振器15の駆動時間、即ち時刻t1〜t2,t3〜t4……に一定
の振幅の信号が得られ、その後減衰する信号が得られる
こととなる。この信号は検波回路31によって検波されて
所定の閾値レベルで比較されるため、比較器32により第
4図(e)に示すような送信パルス信号と同一の信号が
得られる。この信号がカウンタ33及びデジタルコンパレ
ータ34に与えられる。カウンタ33には時刻t1からの計数
が開始されたときにはその出力が立下る時刻t2の時点で
は所定値より大きい計数値が得られ、時刻t3より計数を
開始したときには時刻t4の時点では所定値より低い計数
値が得られている。従ってデジタルコンパレータ34は時
刻t2,t4にその計数値を弁別し、第4図(f)に示すよ
うに送信データSDより1周期遅れたタイミングでメモリ
制御部36に信号を出力する。こうすれば書込/読出制御
ユニット1よりIDユニット3にデータを伝送することが
できる。そしてFSK信号と異なり一定の周波数の信号を
断続するだけであるため、共振回路30の共振周波数は発
振器15の発振周波数と一致させておくことよって高い能
率でデータ伝送を行うことができる。又書込/読出制御
ユニット1の発振器15の出力を大きくすればそれにつれ
てIDユニット3に誘起される電圧レベルが高くなるた
め、発振出力によって通信距離を大きくすることができ
る。
(Operation of Embodiment) Next, the operation of this embodiment will be described with reference to a time chart. First, when transmitting a signal from the writing / reading control unit 1 to the ID unit 3, a transmission control signal CT is sent from the host control device 4 to the time controller 12. Then, the time controller 12 gives a transmission switching signal to the transmission pulse generating circuit 13. Then, as shown in FIG. 4 (a), the transmission data SD is sent from the higher-level control device 4.
A signal (for example, “HLLH” as illustrated) is applied to the transmission pulse generation circuit 13. Then the transmission pulse generation circuit
As shown in FIG. 4 (b), 13 is the first and the first corresponding to the logical level of the transmission data at a constant cycle T from times t 1 , t 3 , t 5 and t 6 .
A transmission pulse signal having a second duty ratio is generated. The oscillation of the oscillator 15 is interrupted by this signal as shown in FIG. 4 (c). Therefore, when the ID units 3 are close to each other, the driving time of the oscillator 15, that is, the times t 1 to t 2 , t 3 to t 4, ... Are shown at both ends of the resonance circuit 30, as shown in FIG. Thus, a signal with a constant amplitude is obtained, and then a signal that attenuates is obtained. Since this signal is detected by the detection circuit 31 and compared at a predetermined threshold level, the comparator 32 obtains the same signal as the transmission pulse signal as shown in FIG. 4 (e). This signal is given to the counter 33 and the digital comparator 34. When the counter 33 starts counting from the time t 1 , a count value larger than a predetermined value is obtained at the time t 2 when its output falls, and when the counting starts from the time t 3 , the time t 4 In, the count value lower than the predetermined value is obtained. Therefore, the digital comparator 34 discriminates the count values at times t 2 and t 4 , and outputs a signal to the memory controller 36 at a timing delayed by one cycle from the transmission data SD as shown in FIG. 4 (f). In this way, data can be transmitted from the write / read control unit 1 to the ID unit 3. Further, unlike the FSK signal, only a signal of a constant frequency is intermittently provided, so that the resonance frequency of the resonance circuit 30 can be matched with the oscillation frequency of the oscillator 15 to perform data transmission with high efficiency. Further, if the output of the oscillator 15 of the write / read control unit 1 is increased, the voltage level induced in the ID unit 3 is increased accordingly, so that the communication distance can be increased by the oscillation output.

次にIDユニット3から書込/読出制御ユニット1にデー
タを伝送する際には、まず書込/読出制御ユニット1の
タイムコントローラ12の送受信切換信号が受信状態に切
換えられ、送信パルス発生回路13は第5図(a)に示す
ような一定の第3のデューティ比、例えば50%のデュー
ティ比の一定周期Tの送信パルス信号を発生する。そう
すれば発振器15が周期的に断続されるため第5図(b)
に示すような発振信号がコイルL1よりIDユニット3に伝
えられることとなる。従って比較器32は第5図(c)に
示すようなデューティ50%のクロック信号を出力するこ
とになる。このクロック信号に基づいてメモリ制御部36
よりデータ信号が読出される。第5図(d)はメモリ制
御部36より読出された信号が「HLHL」である信号の例を
示しており、この信号が残響制御パルス発生器38に与え
られる。残響制御パルス発生器38はこの信号の論理レベ
ルに基づいて比較器32の立下りの時点で第5図(e)に
示すように所定幅の残響制御パルスを出力する。この信
号がFET39,40に与えられて断続される。従ってFET39,40
がオフ状態では、第5図(f)の時刻t9以後等に示すよ
うに共振回路30に減衰信号が生じているが、FET39,40を
オンとする時刻t11以後には共振回路30の両端が接地さ
れているため、IDユニット3の共振回路30にはほとんど
残響が生じることがない。一方書込/読出制御ユニット
1の共振回路17に得られる信号は発振器15が駆動される
時刻t8〜t9,t10〜t11……の間は一定の高い振幅レベル
を有するが、それ以後の時刻t9〜t10,t11〜t12……はID
ユニット3の共振回路30の残響に応じて低いレベルの残
響が残存する。そして送信パルスがオフとなる周期より
短い一定の周期で第5図(h)に示すように受信ゲート
信号発生回路14より受信ゲート信号が発生し、その間だ
け閉成するアナログスイッチ19を介して検波回路20に信
号が伝えられる。そしてその立下りの直前で第5図
(k)に示すようにサンプリング信号がサンプルホール
ド回路22に与えられる。従ってサンプルホールド回路22
の出力が比較器23によって閾値と弁別されるため、比較
器23より第5図(l)に示すような信号、即ち第5図
(d)と同様のメモリ読出信号が書込/読出制御ユニッ
ト1に送信周期Tだけ遅れて伝達されることとなる。
Next, when transmitting data from the ID unit 3 to the writing / reading control unit 1, the transmission / reception switching signal of the time controller 12 of the writing / reading control unit 1 is first switched to the receiving state, and the transmission pulse generation circuit 13 Generates a transmission pulse signal having a constant third duty ratio as shown in FIG. 5 (a), for example, a constant cycle T with a duty ratio of 50%. Then, the oscillator 15 is intermittently turned on and off, so that FIG.
An oscillating signal as shown in (1) is transmitted to the ID unit 3 from the coil L1. Therefore, the comparator 32 outputs a clock signal with a duty of 50% as shown in FIG. 5 (c). Based on this clock signal, the memory control unit 36
The data signal is read out. FIG. 5 (d) shows an example of a signal in which the signal read from the memory controller 36 is "HLHL", and this signal is given to the reverberation control pulse generator 38. The reverberation control pulse generator 38 outputs a reverberation control pulse having a predetermined width as shown in FIG. 5 (e) at the trailing edge of the comparator 32 based on the logic level of this signal. This signal is given to the FETs 39 and 40 to be intermittently connected. Therefore FET39,40
In the off state, an attenuation signal is generated in the resonance circuit 30 as shown after time t 9 in FIG. 5 (f), but after the time t 11 when the FETs 39 and 40 are turned on, the resonance circuit 30 is turned off. Since both ends are grounded, almost no reverberation occurs in the resonance circuit 30 of the ID unit 3. On the other hand, the signal obtained in the resonance circuit 17 of the write / read control unit 1 has a constant high amplitude level during the time t 8 to t 9 , t 10 to t 11 ... Subsequent times t 9 to t 10 , t 11 to t 12 ... are IDs
A low level reverberation remains according to the reverberation of the resonance circuit 30 of the unit 3. Then, as shown in FIG. 5 (h), a reception gate signal is generated from the reception gate signal generation circuit 14 at a constant cycle shorter than the cycle when the transmission pulse is turned off, and detection is performed through the analog switch 19 which is closed only during that period. A signal is transmitted to the circuit 20. Immediately before the fall, a sampling signal is given to the sample hold circuit 22 as shown in FIG. Therefore, the sample hold circuit 22
Since the output of the comparator is discriminated from the threshold value by the comparator 23, a signal as shown in FIG. 5 (l), that is, a memory read signal similar to that shown in FIG. 5 (d) is output from the comparator 23 as the write / read control unit. 1 will be transmitted with a delay of the transmission cycle T.

尚本実施例はIDユニット3のデータ復調手段としてクロ
ックを計数するカウンタとデジタルコンパレータを用
い、デジタルコンパレータの出力によって発振信号のパ
ルス幅に対応した二値信号に弁別するようにしている
が、パルス幅を二値信号に復調する種々の構成、例えば
比較器に得られる信号を積分する積分回路と、その積分
出力を所定の閾値レベルで弁別する比較器とによってデ
ータ復調手段を構成するようにしてもよい。
In this embodiment, a counter for counting clocks and a digital comparator are used as the data demodulating means of the ID unit 3, and the output of the digital comparator discriminates into a binary signal corresponding to the pulse width of the oscillation signal. Various configurations for demodulating the width into a binary signal, for example, a data demodulating means is configured by an integrating circuit for integrating the signal obtained by the comparator and a comparator for discriminating the integrated output at a predetermined threshold level. Good.

又本実施例はIDユニット3の電源として内部に電池を保
持するようにした例を示しているが、IDユニット3の共
振回路に清流・平滑回路を接続し、その回路より得られ
る直流電圧を各ブロックに電源として供給してもよい。
この場合には送信パルスの平均した周期が一定となるよ
うに制御機器4から与えられる送信データSDを更にマン
チェスタ符号化し、マンチェスタ符号化された信号、即
ち論理「H」レベルについては「HL」、論理「L」につ
いては「LH」の信号を送信データとして送信パルス発生
回路13に与えることによって送信データを伝送すること
が好ましい。こうすればデータ伝送速度はマンチェスタ
符号化しない場合と比べて1/2となるが、発振器15の駆
動時間の平均値は時間によって変動せず一定の平均値の
発振信号が与えられるため、IDユニット3の直流電圧を
変動させることなくデータ伝送を行うことができる。
In addition, this embodiment shows an example in which a battery is held as the power source of the ID unit 3, but a clear / smoothing circuit is connected to the resonance circuit of the ID unit 3 and the DC voltage obtained from the circuit is Power may be supplied to each block as a power source.
In this case, the transmission data SD given from the control device 4 is further Manchester-encoded so that the average period of the transmission pulse is constant, and the Manchester-encoded signal, that is, “HL” for the logical “H” level, Regarding the logic "L", it is preferable to transmit the transmission data by giving the signal of "LH" to the transmission pulse generation circuit 13 as the transmission data. In this way, the data transmission rate is halved compared to the case without Manchester encoding, but the average value of the drive time of the oscillator 15 does not change with time and an oscillation signal of a constant average value is given, so the ID unit It is possible to perform data transmission without changing the DC voltage of 3.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のデータ通信装置の一実施例による物品
識別システムの書込/読出制御ユニットの構成を示すブ
ロック図、第2図はその全体構成を示すブロック図、第
3図はIDユニットの構成を示すブロック図、第4図は書
込/読出制御ユニットよりIDユニットにデータを伝送す
る際の各部の波形を示すタイムチャート、第5図はIDユ
ニットより書込/読出制御ユニットに信号を伝送する際
の各部の波形を示すタイムチャートである。 1……書込/読出制御ユニット、3……IDユニット、4
……制御機器、L1,L2,L3……コイル、11……クロック発
生器、12……タイムコントローラ、13……送信パルス発
生回路、14……受信ゲート信号発生回路、15……発振
器、17,30……共振回路、19……アナログスイッチ、20,
31……検波回路、22……サンプルホールド回路、23,32
……比較器、33……カウンタ、34……デジタルコンパレ
ータ、36……メモリ制御部、37……メモリ、38……残留
制御パルス発生器、41……電池、42……データ復調手
段、43……残響制御手段
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a writing / reading control unit of an article identification system according to an embodiment of a data communication apparatus of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration, and FIG. 3 is an ID unit. FIG. 4 is a time chart showing waveforms of various parts when data is transmitted from the write / read control unit to the ID unit, and FIG. 5 is a signal from the ID unit to the write / read control unit. 3 is a time chart showing waveforms of various parts when transmitting a signal. 1 ... Writing / reading control unit, 3 ... ID unit, 4
...... Control device, L1, L2, L3 …… Coil, 11 …… Clock generator, 12 …… Time controller, 13 …… Transmission pulse generation circuit, 14 …… Reception gate signal generation circuit, 15 …… Oscillator, 17 , 30 …… Resonance circuit, 19 …… Analog switch, 20,
31 …… Detection circuit, 22 …… Sample hold circuit, 23,32
…… Comparator, 33 …… Counter, 34 …… Digital comparator, 36 …… Memory control unit, 37 …… Memory, 38 …… Residual control pulse generator, 41 …… Battery, 42 …… Data demodulation means, 43 ...... Reverberation control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1のユニットと第2のユニット間でシリ
アルデータの半二重データ伝送を行うデータ通信装置で
あって、 前記第1のユニットは、 前記第2のユニットに対向する面に設けられた第1のコ
イルを有する発振器と、 データ送信時には送信データ信号に対応させて第1,第2
のデューティ比を有し、データ受信時には一定の第3の
デューティ比を有する一定周期の送信パルス信号を発生
し、前記発振器に該一定周期の送信パルス信号を与える
ことによってその発振を断続する送信パルス発生手段
と、 前記発振器の発振周波数に実質的に等しい共振周波数を
有し、前記第2のユニットに対向する面に設けられた第
2のコイルを含む第1の共振回路と、 前記送信パルス発生手段の送信パルスに対応した信号が
与えられ前記発振器の発振停止時のタイミングを有する
受信ゲート信号を発生する受信ゲート信号発生手段と、 前記受信ゲート信号発生手段の受信ゲート信号が与えら
れる間に前記第1の共振回路に得られる電磁誘導信号を
検波する検波回路と、 前記受信ゲート信号の所定タイミングで前記検波回路の
出力をサンプリングするサンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路のホールド信号を所定レベル
で弁別する第1の比較器と、を有するものであり、 前記第2のユニットは、 前記第1のユニットの発振器の発振周波数に実質的に等
しい共振周波数を有し前記第1をユニットに対向する面
に設けられた第3のコイルを含む第2の共振回路と、 前記第2の共振回路に得られる信号を検波する検波回路
と、 前記検波出力を所定の閾値レベルで弁別することによっ
て送信パルス信号を得る第2の比較器と、 前記第1のユニットからのデータ受信時に前記第2の比
較器の出力に基づいて第1,第2のデューティ比の送信パ
ルス信号より送信データ信号を復調するデータ復調手段
と、 前記第2の共振回路とアース間に接続されたスイッチン
グ素子を有し、前記第1のユニットへのデータ伝送時に
前記第2の比較器より得られる第3のデューティ比の送
信パルス信号に基づいて前記発振器の発振停止のタイミ
ングで該スイッチング素子を送信データに対応させて断
続することにより第2の共振回路に生じる残響を制御す
る残響制御手段と、を有することを特徴とするデータ通
信装置。
1. A data communication device for performing half-duplex data transmission of serial data between a first unit and a second unit, wherein the first unit is on a surface facing the second unit. An oscillator having a first coil provided, and a first and a second oscillator that correspond to a transmission data signal when transmitting data.
A transmission pulse signal having a constant duty cycle and having a constant third duty ratio when receiving data, and transmitting the transmission pulse signal having the constant cycle to the oscillator to intermittently oscillate the oscillation. Generating means; a first resonance circuit having a resonance frequency substantially equal to the oscillation frequency of the oscillator and including a second coil provided on a surface facing the second unit; Receiving gate signal generating means for generating a receiving gate signal having a timing when the oscillation of the oscillator is stopped by receiving a signal corresponding to the transmission pulse of the means, and the receiving gate signal generating means for receiving the receiving gate signal of the receiving gate signal generating means. A detection circuit for detecting an electromagnetic induction signal obtained in the first resonance circuit, and an output of the detection circuit at a predetermined timing of the reception gate signal. A sample-hold circuit for sampling, and a first comparator for discriminating a hold signal of the sample-hold circuit at a predetermined level, wherein the second unit has an oscillation frequency of an oscillator of the first unit. A second resonance circuit including a third coil having a resonance frequency substantially equal to, and including a first coil provided on a surface facing the unit; and detection for detecting a signal obtained by the second resonance circuit. A circuit, a second comparator for obtaining a transmission pulse signal by discriminating the detection output at a predetermined threshold level, and a second comparator based on the output of the second comparator when data is received from the first unit. 1, a data demodulating means for demodulating a transmission data signal from a transmission pulse signal having a second duty ratio; and a switching element connected between the second resonance circuit and ground. On the basis of the transmission pulse signal of the third duty ratio obtained from the second comparator at the time of data transmission to the first unit, the switching element is intermittently associated with the transmission data at the timing of oscillation stop of the oscillator. And a reverberation control unit that controls reverberation generated in the second resonance circuit.
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AT88120656T ATE108965T1 (en) 1987-12-09 1988-12-09 INDUCTIVE DATA TRANSMISSION SYSTEM.
EP88120656A EP0320015B1 (en) 1987-12-09 1988-12-09 Inductive data communicating apparatus
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