JPH07326984A - データ伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データを送信する通信媒体に対して主装置から
電力の供給および動作の基準クロックを供給し、装置の
小型化およびコストの削減を図る。 【構成】データキャリア２に、単サイクルパルスの電流
波形ＬＡ１を生じるアンテナ１の送信コイルＬ１との電
磁誘導により電圧波形ＬＶ２を生じる送受信コイルＬ
２、これとともにＬＣ共振回路を構成するコンデンサＣ
２、コンデンサＣ２の充電電荷を返信データ信号Ｓ５に
応じて選択的に放電するトランジスタＴＲ２、電圧波形
ＬＶ２に同期して返信データ信号Ｓ５の基準クロックＳ
４を生成するワンショット回路２５を設けた。アンテナ
１は、受信コイルＬ３において、コンデンサＣ２の放電
状態において送受信コイルＬ２に現れる自己発振波形の
有無をモニタすることにより、返信データ信号Ｓ５の内
容を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主装置と通信媒体と
の間でデータの送受信を行うデータ伝送装置に関し、特
に主装置から通信媒体に対して電力搬送波による電力供
給を行い、通信媒体から主装置に対してデータの送信を
行う際の通信方式に特徴を有するデータ伝送装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】主装置と通信媒体との間でデータの送受
信を行うデータ伝送装置として、コンベア上を移動する
移動体にデータキャリアを取り付け、このデータキャリ
アから搬送路中に設置されたアンテナに対し移動体の特
性等を示すデータを送信するようにしたデータキャリア
システムがある。このようなシステムの一例として、図
７に示すように、主装置たるアンテナ４１に、送信コイ
ルＬ４２を含む送信回路４２、受信コイルＬ４３を含む
受信回路４３、および、受信回路４３の後段に接続され
た復号回路４４を備え、通信媒体たるデータキャリア５
１に、送受信コイルＬ５２とコンデンサＣ５２とからな
るＬＣ共振回路、送受信コイルＬ５２を駆動する電源５
３、送信すべきデータを記憶したメモリ５４、および、
送信信号を生成するための基準信号を発生する基準発振
源５５を含む制御回路５６を備えたものがある。

【０００３】以上の構成を備えたシステムにおいて、ア
ンテナ４１の送信コイルＬ４２から送信されたデータ書
き込み要求またはデータ読み出し要求を受信したデータ
キャリア５１は、制御回路５６によりメモリ５４からデ
ータを書き込みまたは読み出し、処理結果に応じた返信
データを図８に示すように、データの“１”または
“０”のそれぞれのタイミングに対応して時間ｔ１１の
期間だけ継続するバイフェーズ符号化された信号を、一
定時間間隔ｔ１３の前半または後半に出力し、ｔ１１の
時間幅の連続発振と直前または直後の信号が連続して見
掛け上ｔ１２の時間幅となった連続発振を送受信コイル
Ｌ５２にから送信する。アンテナ４１は、データキャリ
ア５１から送信されたデータ信号を受信コイルＬ４３に
より受信し、復号回路４４においてデータの内容を判別
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のデータ伝送装置では、通信媒体内に送受信コイルを
駆動するための電源を備える必要があるとともに、デー
タの内容に応じて継続時間の異なる信号を生成するため
に基準発振源を備える必要があり、一方、主装置にはバ
イフェーズ化されたデータ信号を復号化処理するための
復号回路を備える必要があり、通信媒体および主装置の
いずれにおいても回路構成が複雑化、大規模化し、装置
の大型化およびコストの上昇を招く問題があった。

【０００５】この発明の目的は、主装置から通信媒体に
対して電力搬送波を送信するとともに、この電力搬送波
の送信タイミングに同期して通信媒体の送受信コイルに
自己発振を生じさせ、この自己発振の有無により主装置
側においてデータの内容を判別できるようにすることに
より、通信媒体内に送受信コイルの駆動用の電源や送信
データを生成するための基準発振源を備える必要がな
く、主装置に受信信号を復号化するための回路を設ける
必要もなく、装置の小型化およびコストの削減を実現で
きるデータ伝送装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のデータ伝送装
置は、主装置から通信媒体に対して電力搬送波を送信
し、通信媒体は、主装置から送信された電力搬送波によ
り電力供給を受けて２値化したデータ信号を主装置に対
して送信するデータ伝送装置において、前記通信媒体
が、信号の送受信を行う送受信コイルと、送受信コイル
とともに共振回路を構成するコンデンサと、送信すべき
２値化データの内容に応じてコンデンサの蓄積電荷を選
択的に放電する放電手段と、を備え、前記主装置が、個
別の送信コイルおよび受信コイルと、送信コイルから電
力搬送波として短サイクルのパルス波を間欠的に送信す
る電力搬送波送信手段と、前記電力搬送波送信手段によ
る短サイクルのパルス波の送信タイミングにおける受信
コイルの受信信号に通信媒体の送受信コイルの自己発振
信号が含まれるか否かに応じて通信媒体から送信された
２値化データの内容を判別するデータ判別手段と、を備
えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明においては、主装置の電力搬送波送信
手段から間欠的な短サイクルのパルス波である電力搬送
波が送信される。通信媒体は、この電力搬送波を送受信
コイルにおいて受信し、電磁誘導により送受信コイルに
発生した電力をデータの送信等に係る処理動作の電源と
して用いる。通信媒体には、送受信コイルとともに共振
回路を構成するコンデンサ、および、このコンデンサの
蓄電電荷を放電する放電手段が備えられている。放電手
段は、送信すべきデータの内容に応じてコンデンサの蓄
電電荷を放電する。送受信コイルが電力搬送波を受信し
た時に、コンデンサに電荷が蓄電されていない状態であ
ると、電力搬送波の短サイクルパルスにより送受信コイ
ルに誘起された電力がコンデンサに流れ、送受信コイル
とコンデンサにより構成された共振回路において自己発
振を生じる。これに対して、送受信コイルが電力搬送波
を受信した時に、コンデンサに充分な電荷が蓄電された
状態であると、送受信コイルに誘起された電力はコンデ
ンサに流れず、送受信コイルおよびコンデンサに自己発
振を生じない。主装置の受信コイルは、送信コイルから
の短サイクルパルスの送信タイミングに同期したタイミ
ングで通信媒体の送受信コイルに自己発振を生じたか否
かを検出し、その有無によりデータの内容を判別する。
したがって、通信媒体は、送信すべきデータの内容に応
じてコンデンサの蓄電電荷を選択的に放電することによ
り、送受信コイルは、主装置のデータ判別タイミングに
同期して選択的に自己発振を生じ、主装置においてこの
自己発振の有無を検出することにより通信媒体から送信
されたデータの内容を判別することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明の実施例に係るデータ伝送
装置であるデータキャリアシステムを示す図である。デ
ータキャリアシステムは、コンベア１０上を搬送される
移動体３に取り付けられたデータキャリア２と、コンベ
ア１０によって構成される移動体３の搬送路中に設置さ
れたアンテナ１と、により構成されている。アンテナ１
は、データケーブル４により図外のホスト装置に接続さ
れており、データキャリア２の有無に拘らず、移動体３
の搬送路の一部を含む通信可能範囲５に対して電力搬送
波を送信している。この通信可能範囲５内にデータキャ
リア２が侵入すると、アンテナ１から送信された電力搬
送波をデータキャリア２が受信する。データキャリア２
は、電力搬送波の受信により電力供給を受け、移動体３
の特性などを示すデータをアンテナ１に対して送信す
る。

【０００９】図２は、上記データキャリアシステムのア
ンテナおよびデータキャリアの構成を示す図である。ア
ンテナ１は、送信コイルＬ１およびコンデンサＣ１から
なるＬＣ共振回路と消磁用トランジスタＴＲ１を含む送
信回路１２、送信コイルＬ１にアンプ１４を介してパル
ス幅ｔ１のワンパルス信号Ｓ１を一定の周期ｔ２で間欠
的に供給するパルス発生回路１３、パルス発生回路１３
に対する制御信号および消磁用トランジスタＴＲ１に対
する消磁信号Ｓ２を出力する制御回路１１、受信コイル
Ｌ３を有する受信回路１５、および、アンプ１６を介し
て入力される受信回路１５の受信信号から低周波数成分
を除去するハイパスフィルタ１７を備えている。

【００１０】データキャリア２は、移動体３の特性等を
記憶したメモリ２２を有する制御回路２１、送受信コイ
ルＬ２とともにＬＣ共振回路を構成するコンデンサＣ
２、送受信コイルＬ２が受信した電力搬送波を整流する
ダイオードＤ１、整流された電圧を逆流防止用ダイオー
ドを介して蓄電するコンデンサを含む定電圧回路２３、
ＡＮＤゲート２４の論理積信号により駆動されてコンデ
ンサＣ２の蓄電電荷を放電する放電用トランジスタＴＲ
２、および、送受信コイルＬ２の一端側にコンデンサＣ
３およびアンプ２６を介して接続されたワンショット回
路２５を備えている。

【００１１】図３は、上記データキャリアシステムの各
部における信号の状態を示すタイミングチャートであ
る。アンテナ１のパルス発生回路１３は、制御回路１１
からの制御信号の入力により動作し、パルス幅ｔ１、周
期ｔ２のワンパルス信号Ｓ１を出力する。このワンパル
ス信号Ｓ１がアンプ１４を介して送信回路１２の送信コ
イルＬ１に供給される。制御回路１１は、パルス発生回
路１３に対する制御信号の出力タイミングより時間ｔ１
×２だけ遅れて次のワンパルス信号出力までの間に消磁
信号Ｓ２を消磁用トランジスタＴＲ１に出力する。この
ワンパルス信号Ｓ１および消磁信号Ｓ２の供給により、
送信回路１２の送信コイルＬ１には電流ＬＡ１が流れ
る。

【００１２】アンテナ１にデータキャリア２が接近する
と、データキャリア２の送受信コイルＬ２には、アンテ
ナ１の送信コイルＬ１との間の電磁誘導により、電圧Ｌ
Ｖ２が発生する。この時、コンデンサＣ２に電荷が蓄電
されていない状態であれば、送受信コイルＬ２に生じた
電圧がダイオードＤ１により整流されてコンデンサＣ２
に流れ、送受信コイルＬ２とコンデンサＣ２とによる共
振回路において固有の共振振動数による自己発振を生
じ、送受信コイルＬ２の電圧ＬＶ２の波形にはこの自己
発振による波形ＬＶ２ａが現れる。コンデンサＣ２の静
電容量は、単パルスで充電できる程度の充分に小さいも
の（例えば、数１００ｐＦ程度）でよい。ダイオードＤ
１の存在によりコンデンサＣ２の蓄電電荷は送受信コイ
ルＬ２によって消費されない。また、送受信コイルＬ２
に生じた電圧ＬＶ２は、定電圧回路２３にも流れ、定電
圧回路２３が備えるコンデンサに逆流防止用ダイオード
を介して蓄電される。この定電圧回路２３から制御回路
２１およびメモリ２２に対して駆動電源が供給される。

【００１３】送受信コイルＬ２における電磁誘導による
ワンパルス信号Ｓ１に対応した電圧波形ＬＶ２ｂの立ち
下がりのタイミングで、ワンショット回路２５からパル
ス幅ｔ３のワンショットパルスＳ４が出力される。この
パルス幅ｔ３は、送受信コイルＬ２およびコンデンサＣ
２の共振回路における自己発振が減衰するまでの時間よ
り長くされている。ワンショットパルスＳ４は、制御回
路２１に基準クロック信号として供給されるとともに、
ＡＮＤゲート２４に入力される。制御回路２１は、定電
圧回路２３から電源が供給されるとメモリ２２に記憶さ
れている送信用のデータを読み出し、その内容に基づい
てワンショットパルスＳ４を基準にして返信データ信号
Ｓ５を出力する。返信データ信号Ｓ５はワンショットパ
ルスＳ４とともにＡＮＤゲート２４に入力され、ＡＮＤ
ゲート２４は、返信データ信号Ｓ５とワンショットパル
スＳ４との論理積信号Ｓ６を放電用トランジスタＴＲ２
に出力する。したがって、返信データ信号Ｓ５がハイレ
ベルのときにパルス幅ｔ３の論理積信号Ｓ６が放電用ト
ランジスタＴＲ２に供給され、この間において放電用ト
ランジスタＴＲ２がオンしてコンデンサＣ２の蓄電電荷
が放電される。

【００１４】以上のようにして、返信データ信号Ｓ５が
ハイレベルの時に放電用トランジスタＴＲ２が駆動され
てコンデンサＣ２が放電状態にされると、アンテナ１に
おける次のワンパルス信号Ｓ１の出力時に、送受信コイ
ルＬ２の電圧波形ＬＶ２には、送受信コイルＬ２とコン
デンサＣ２との共振回路による自己発振波形ＬＶ２ａが
現れる。これ対して、返信データ信号Ｓ５がローレベル
の時には、放電用トランジスタＴＲ２は駆動されず、コ
ンデンサＣ２は充電されたままであり、送受信コイルＬ
２とコンデンサＣ２とは自己発振を生じないことから、
送受信コイルＬ２の電圧波形ＬＶ２に自己発振波形ＬＶ
２ａは現れない。この電圧波形ＬＶ２における自己発振
波形ＬＶ２ａの有無は、アンテナ１のワンパルス信号Ｓ
１に同期した返信データ信号Ｓ５の内容によって決まる
から、自己発振波形ＬＶ２ａは、ワンパルス信号Ｓ１に
同期したタイミングで現れることになる。

【００１５】アンテナ１の受信コイルＬ３を含む受信回
路１５の共振周波数のピークは、データキャリア２の送
受信コイルＬ２およびコンデンサＣ２の発振周波数に等
しくされており、受信コイルＬ３は、送受信コイルＬ２
の電圧波形ＬＶ２に共振して共振信号ＬＶ３を出力す
る。この共振信号ＬＶ３は、アンプ１６を介してハイパ
スフィルタ１７に入力される。ハイパスフィルタ１７
は、共振信号ＬＶ３の低周波数成分を除去し、データキ
ャリア２の送受信コイルＬ２およびコンデンサＣ２にお
ける自己発振波形ＬＶ２ａによる高周波数成分のみが返
信信号Ｓ７としてハイパスフィルタ１７から出力され
る。

【００１６】したがって、アンテナ１の制御回路１１
は、ワンパルス信号Ｓ１に同期したタイミングで返信信
号Ｓ７にデータキャリア２の自己発振波形ＬＶ２ａによ
る波形が存在するか否かを判別することにより、返信デ
ータ信号の内容を知ることができる。但し、送受信コイ
ルＬ２には返信データ信号Ｓ５の出力に対して１回遅れ
たタイミングで自己発振波形ＬＶ２ａが現れるから、ア
ンテナ１の制御回路１１は、データキャリア２の制御回
路２１から返信データ信号Ｓ５が出力されたタイミング
から１回遅れてその内容を認識する。また、アンテナ１
とのデータの送受信を開始する前において、データキャ
リア２のコンデンサＣ２は、常に放電状態であることか
ら、送受信コイルＬ２において１回目の自己発振波形Ｌ
Ｖ２ａは、返信データ信号Ｓ５の内容に拘らず常に現れ
る。したがって、アンテナ１において返信信号Ｓ７にお
ける１回目の波形は無視する必要がある。

【００１７】以上のようにしてこの実施例によれば、デ
ータキャリア２から送信するデータの内容に応じて送受
信コイルＬ２の電圧波形ＬＶ２に選択的に自己発振波形
ＬＶ２ａを出現させ、この送受信コイルＬ２の電圧波形
ＬＶ２をアンテナ１においてモニタすることにより、デ
ータキャリア２から送信されたデータの内容を判別する
ことができる。

【００１８】図４は、この発明の別の実施例に係るデー
タキャリアシステムの各部における信号の状態を示すタ
イミングチャートである。この実施例では、アンテナ１
のワンパルス信号Ｓ１およびデータキャリア２のワンシ
ョットパルスＳ４の２周期において１ビットのデータを
送信するようにしたものである。また、制御回路２１か
ら出力される返信データ信号Ｓ５は、返信データの内容
が“１”である場合の１ビットの後半部分においてのみ
ローレベルをとり、返信データの内容が“０”である場
合の１ビットの間、および、返信データの内容が“１”
である場合の１ビットの前半部分においてハイレベルを
とる。

【００１９】このように、制御回路２１からの返信デー
タ信号Ｓ５の出力を制御することにより、返信データの
内容が“１”である場合の１ビットの前半部分において
コンデンサＣ２を放電状態にしておくことができ、１ビ
ットの後半部分においてコイルＬ２を自己発振させるこ
とができる。これによって、返信データ信号Ｓ５の内容
に一致したタイミングでデータキャリア２からアンテナ
１にデータを送信することができる。

【００２０】図５は、この発明のさらに別の実施例に係
るデータキャリアシステムのアンテナおよびデータキャ
リアの構成を示す図であるり、図６は、同実施例のデー
タキャリアシステムの各部における信号の状態を示すタ
イミングチャートである。この実施例においてデータキ
ャリア２は、アンプ２６とワンショット回路２５との間
に遅延回路２７を備えたものである。これによって、必
要に応じてコンデンサＣ２の蓄電電荷を放電することに
より、次のビットで送受信コイルＬ２およびコンデンサ
Ｃ２間で自己発振を生じるようにしている。一方、前の
ビットでコンデンサＣ２の蓄電状態を維持することによ
り自己発振を抑制している。このように、遅延回路２７
によりトランジスタＴＲ２のスイッチングタイミングを
制御することにより、データ伝送レートを高くすること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、主装置から通信媒体
に対して電力搬送波を送信するとともに、この電力搬送
波の送信タイミングに同期して通信媒体の送受信コイル
に自己発振を生じさせることにより、自己発振の有無に
より主装置側においてデータの内容を判別することがで
き、通信媒体内に送受信コイルの駆動用の電源や送信デ
ータを生成するための基準発振源を備える必要がなく、
また、主装置に受信信号を復号化するための回路を設け
る必要もなく、装置の小型化およびコストの削減を実現
することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のデータ伝送装置を適用したデータキ
ャリアシステムを示す図である。

【図２】同データキャリアシステムを構成するアンテナ
およびデータキャリアのブロック図である。

【図３】同アンテナおよびデータキャリアの各部におけ
る信号の状態を示すタイミングチャートである。

【図４】この発明の別の実施例に係るデータキャリアシ
ステムの各部における信号の状態を示すタイミングチャ
ートである。

【図５】この発明のさらに別の実施例に係るデータキャ
リアシステムを構成するアンテナおよびデータキャリア
のブロック図である。

【図６】同データキャリアシステムの各部における信号
の状態を示すタイミングチャートである。

【図７】従来のデータ伝送装置の構成を示す図である。

【図８】同従来のデータ伝送装置における送信データ信
号の波形を示す図である。

【符号の説明】

１−アンテナ（主装置） ２−データキャリア（通信媒体） １２−送信回路 １３−ハルス発生回路 １５−受信回路 １７−ハイパスフィルタ Ｌ１−送信コイル Ｌ２−送受信コイル Ｌ３−受信コイル Ｃ２−コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主装置から通信媒体に対して電力搬送波を
   送信し、通信媒体は、主装置から送信された電力搬送波
   により電力供給を受けて２値化したデータ信号を主装置
   に対して送信するデータ伝送装置において、 前記通信媒体が、信号の送受信を行う送受信コイルと、
   送受信コイルとともに共振回路を構成するコンデンサ
   と、送信すべき２値化データの内容に応じてコンデンサ
   の蓄積電荷を選択的に放電する放電手段と、を備え、 前記主装置が、個別の送信コイルおよび受信コイルと、
   送信コイルから電力搬送波として短サイクルのパルス波
   を間欠的に送信する電力搬送波送信手段と、前記電力搬
   送波送信手段による短サイクルのパルス波の送信タイミ
   ングにおける受信コイルの受信信号に通信媒体の送受信
   コイルの自己発振信号が含まれるか否かに応じて通信媒
   体から送信された２値化データの内容を判別するデータ
   判別手段と、を備えたことを特徴とするデータ伝送装
   置。