JPH0954154A - 電波による対象物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電波の送出異常について自己診断ができる電波
による対象物検出装置を提供することを目的とする。 【解決手段】発信回路が発している搬送波の交流信号の
漏れ信号や、その交流信号を電波として外部に放射する
アンテナからの信号を受信してこれら信号の振幅レベル
をレベル検出回路で検出し、検出されたレベルを判定す
ることで、自己の装置内で異常を検出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電波による対象
物検出装置に関し、詳しくは、人等が運搬あるいは携帯
することで人あるいは人とともに移動する物品を無線に
よるトランスポンダ方式で監視する監視システムのリー
ダ、トランスポンダ方式で検出対象が危険範囲に入った
か否かを検出する警報システムの監視警報装置など（以
下、これらトランスポンダに対して電波の発信側となる
装置として電波による対象物検出装置という。）におい
て、電波の送出異常を自己診断することができるような
対象物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電波による対象物検出装置として
は、例えば、人や物品にカード状，トロッド状のトラン
スポンダを取付け、トランスポンダの通過をアンテナを
有するリーダ（識別装置）で読み取ることで人の入退
室、物品の入庫、出庫などを管理しあるいは監視してい
る。

【０００３】図４は、この種の監視システムの基本構成
を示している。監視システム１は、リーダ２とホストコ
ンピュータ（以下ホスト）３とを備えていて、これら
は、通常、専用回線あるいは公衆回線でモデムを介して
接続される。この接続は、一般に、ＲＳ−２３２Ｃイン
タフェースの回線６あるいはＬＡＮ接続などによる。

【０００４】リーダ２は、いわゆるトランスポンダとの
間で電波を利用して送受信してトランスポンダを検出す
る監視センサであって、ラジオ周波数の電波をアンテナ
２１からトランスポンダ４あるいはトランスポンダ５に
対して発信し、トランスポンダ側から送り返される電波
をアンテナで受信してその識別コードを検出して内部で
パラレル・シリアル変換してＲＳ−２３２Ｃ等の回線に
送出する。このリーダ２は、例えば、受信回路２２、復
調回路２３、コントローラ２４、通信回路２５等から構
成されていて送受信アンテナ２１を介してトランスポン
ダ４，５に対して、例えば、最初の５０ｍsec を送信期
間とし、次の５０ｍsec を受信期間として、１００ｍse
c の周期で送受信を行う。

【０００５】送受信アンテナ２１は、ロッド状のトラン
スポンダ４あるいはカード型あるいはタグ型のトランス
ポンダ５などに所定の周期で、例えば、ＦＭ波を送信
し、これを受けたトランスポンダ側から送出される識別
コードで変調されたＦＭ信号を受信する。受信信号は、
受信回路２２で増幅されて復調回路２３により識別コー
ド部分がシリアルなデジタル値にされて抽出される。コ
ントローラ２４は、識別コードが検出されると、これを
受けて内部レジスタにセットしてこの識別コードをシリ
アルに通信回路２５に送出して回線６へ送出し、ホスト
３側に送信する。

【０００６】ホスト３は、受けた識別コードに対してま
ず日付時刻管理を行う。そして、通常は、前記のレジス
タをリセットする信号を送出して再検出をリーダに実行
させる。これにより何度も同じ識別コードをリーダ２か
ら送出させる。ホスト３は、別の箇所に配置した同様な
リーダからも識別コードを受けていて、いくつかのリー
ダからの識別コードとその配置場所、日付時刻などの情
報から入退室管理や入出庫管理を行う。

【０００７】この種のトランスポンダは、電池で駆動す
る場合にはその消耗が問題となる関係で、リーダ２側か
らトランスポンダ４，５に、送受信アンテナ２１あるい
は、他の送信アンテナを介して送られる電波（バースト
信号）をトランスポンダが受けて、この電波のエネルギ
ーを利用してコンデンサが充電される。そして、このコ
ンデンサを電池として、トランスポンダは、保持してい
る個体固有の識別コードを電波で送り返す。そのため
に、リーダ２には発信回路２６が設けられていてアンテ
ナ２１にその出力が接続されている。危険範囲の侵入を
知らせる警報システムについてもリーダ２が監視警報装
置になるだけであり、ほぼ同様な構成になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この種の監視システム
や警報システムにあっては、対象物を検出するために発
生する電波の出力は、放送局の電波のような大きな出力
ではなく、半径３ｍ乃至５ｍ程度の領域に届く程度の微
弱な出力である。その送信周波数は、例えば、１３０ｋ
Ｈｚ前後のＦＭ波であり、出力は、数十ｍＷ程度のもの
である。これによりトランスポンダ４，５が受信して送
信できる範囲は、半径３ｍ乃至５ｍ程度の領域になる。
しかし、監視システムとして電波が出力されていなかっ
たり、電波の出力異常が発生すると、対象検出ができな
くなったり、対象の誤検出が発生し、監視装置としては
致命的な問題になる。

【０００９】従来、この種の問題を解決するために、異
常検出用のトランスポンダをリーダが受信できる範囲に
配置してこのトランスポンダからの応答を検出すること
で電波の出力異常の有無を検出している。また、他の異
常検出方法としては、アンテナ２１や発信回路の配線に
シンクロスコープを接続してこれにより出力波形を観察
することで出力異常の診断をしている。このような異常
診断システムでは、外部に診断のためのトランスポンダ
や計測装置が必要になる。そのため、これらの装置の異
常が診断装置に入り込み。誤診することがある。この発
明は、このような従来技術の問題点を解決するものであ
って、電波の送出異常について自己診断ができる電波に
よる対象物検出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明の電波による対象物検出装置の特徴
は、所定の領域の範囲にある対象物に対して所定の電波
をアンテナを介して送出してこの電波を受信した対象物
から送出される応答用の電波信号を受信することで対象
物を検出する電波による対象物検出装置において、所定
の電波を受信して所定の電波の振幅を検出するレベル検
出回路と、このレベル検出回路の検出レベルを２値化あ
るいはＡ／Ｄ変換してデジタル値に変換するデジタル変
換回路と、このデジタル変換回路により変換された検出
レベルを受けて所定の電波の送出異常を判定する異常判
定手段と、この異常判定手段の判定結果を外部へ出力す
る出力手段とを備えるものである。

【００１１】また、第２の発明としては、アンテナに搬
送波信号を送出する発信回路を有していて、レベル検出
回路がこの発信回路とアンテナとの間の配線から漏れる
信号を検出するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】このように、アンテナケーブル等
から漏れる搬送波の交流信号の振幅や、アンテナから放
射される電波の振幅を検出するレベル検出回路を設ける
ことにより、アンテナからの放射電波に対して応答を返
すトランスポンダが存在しない場合でも発信回路からの
搬送波の交流信号や、アンテナからの電波の放射の有
無、その強弱をレベル検出回路により検出することがで
きる。また、検出および診断した結果、異常が発生した
ときには、多数のアンテナがある場合には、それぞれの
アンテナに対応してレベル検出回路を設ければ、異常が
どの装置あるいはどの発信回路系で発生したのかも分か
る。そこで、それを分離することも可能である。また、
判定結果をホスト側に送信するようにすれば、その異常
発生装置から離れた場所からでも容易に、かつ、リアル
タイムに各装置の電波送出状態を知ることができる。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の電波による対象物検出装
置を適用した監視システムのブロック図であり、図２
は、その電波の振幅を検出するレベル検出回路の具体例
のブロック図、図３は、その識別コード等の転送処理プ
ログラムの説明図である。図１において、１０は、トラ
ンスポンダ６０からの応答をうけて識別コードを検出
し、電波の出力状態を診断する監視装置であって、その
内部にアンテナ２１に接続されたリーダ部２０を有して
いる。このリーダ部２０は、図４のリーダ２に対して通
信回路２５を除いた回路部分を内蔵し、通信回路２５を
インタフェース１６に換えてコントローラ２４をＭＰＵ
１２のバス１１にインタフェース１６を介して接続した
ものである。なお、そのうち発信回路２６については、
説明の都合上、別ブロックで示してある。１３は、メモ
リであって、識別コード受信プログラム１３０、検出時
刻取得プログラム１３１、出力異常検出プログラム１３
２、識別コード送信プログラム１３３のほか各種の処理
プログラムが格納され、送信管理テーブル１３４が設け
られている。１４は、タイマであり、１５は、コンピュ
ータとの通信インタフェース、１７は、ＬＣＤ表示装置
であって、これらは、バス１１に接続されている。

【００１４】６０は、アンテナ２１から放射された電波
により応答７０を返すトランスポンダであり、リーダ部
２０が応答信号を受信して、受信した識別コードをイン
タフェース１６を介してＭＰＵ１２に転送する。２７
は、レベル検出回路であって、アンテナ２１あるいは発
信回路２６から漏れる信号を受信あるいは検出してそれ
を増幅，検波し、さらにその振幅信号をＡ／Ｄ変換して
インタフェース１６，バス１１へと送出する。なお、Ａ
／Ｄ変換のタイミングとバス１１にデータを送出するタ
イミングは、ＭＰＵ１２からの制御信号に応じて行われ
る。

【００１５】図２は、レベル検出回路２７の内部構成を
示すものであって、アンテナ２１あるいはアンテナケー
ブル等の配線から漏れ信号２８、または、アンテナ２１
から放射される電波５０を受信して、これらを検出する
電波受信回路１０１、電波受信回路１０１で検出した微
弱な交流信号を増幅する信号増幅回路１０２、信号増幅
回路１０２で増幅された交流信号２９を包絡線検波して
振幅信号に変換する検波回路１０３、検波回路１０３で
検波された振幅信号を、例えば、４ビット、１６階調の
レベル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１０４
とからなる。

【００１６】一方、メモリ１３に記憶された出力異常検
出プログラム１３２は、他の割込処理プログラムに対し
て優先順位の低い定期割込処理のプログラムであって、
電源投入時の初期状態においてＭＰＵ１２により実行さ
れる。これは、Ａ／Ｄ１０４に対して所定の期間の間サ
ンプリング信号を送出してＡ／Ｄ１０４から現在出力し
ている電波に対してその振幅レベルのデータをインタフ
ェース１６，バス１１を介して受け取り、所定の基準レ
ベルと比較してこの基準レベル以下の状態であるときに
メモリ１３に判定結果のＮＧのフラグを立て、このフラ
グが所定数、あるいは所定の期間連続しているときに、
異常と判定してその判定結果を送信管理テーブル１３４
の所定の欄に記憶して、検出時刻取得プログラム１３１
を起動（コール）し、異常発生時刻を取得し、その後に
識別コード送信プログラム１３３を起動（コール）して
異常のコードをデータとして時刻とともに送信する。な
お、前記の場合、異常判定は、基準を多数設けて検出レ
ベルに応じて複数段階に分けて判定してもよい。また、
１つの基準で行う場合には、Ａ／Ｄ１０４に換えて、Ｈ
ＩＧＨレベル（“１”）あるいはＬＯＷレベル
（“０”）のいずれかに検出レベルを２値化するコンパ
レータ等の２値化回路を設けてもよい。この２値化回路
の場合には、ＨＩＧＨレベル，ＬＯＷレベルの検出値そ
のものを直接前記のフラグとして利用できる。

【００１７】識別コード受信プログラム１３０は、パラ
レル変換後のトランスポンダ６０の識別コードのデータ
をリーダ部２０から１バイトずつ受け取り、メモリ１３
のバッファ領域に順次一時的に記憶する。そして、識別
コードを受けたリーダ部２０にリセット信号を送出す
る。このプログラムの処理中および他のプログラムの処
理中に受信割り込みが発生したときには、このプログラ
ムは、割り込み処理を受付て受信した識別コードをバッ
ファ領域に記憶してから割込処理に入る。そして、割込
処理が終了した時点で、検出時刻取得プログラム１３１
を起動する。これにより検出時刻を取得し、送信管理テ
ーブル１３４に受信した識別コードと時刻とを登録す
る。なお、すでに送信管理テーブル１３４に同じ識別コ
ードが記録されているときには送信管理テーブル１３４
には記録しない。

【００１８】検出時刻取得プログラム１３１は、タイマ
１４を参照してそのときの日時を得て、現在日時として
それをメモリ１３の所定の領域（例えば、時間変数）に
一時的に記憶する。この後、ＭＰＵ１２が識別コード受
信プログラム１３０を実行してこの時刻データを読込
み、この時刻データが識別コード受信プログラム１３０
の実行により検出した識別コードとともに送信管理テー
ブル１３４に書込まれる。識別コード送信プログラム１
３３は、送信管理テーブル１３４を参照して検出された
識別コードと、検出時刻取得プログラム１３１により取
得された現在日時の情報とを電文として形成して通信イ
ンタフェース１５を介してＲＳ−２３２Ｃに従ってホス
ト３へと送信する処理をする。また、異常の判定結果が
送信管理テーブル１３４に記憶されているときには、識
別コードに換えて異常を示すコードと異常発生の時刻と
をホスト３に送出し、この監視装置１０の表示装置１７
等に異常のメッセージを出力する。

【００１９】図３に示す全体的な処理フローに従ってそ
の識別コード受信から送信までの動作を説明すると、ま
ず、トランスポンダ６０が付けられた人あるいはある移
動体が移動して監視領域に入ったとする。このとき、リ
ーダ部２０が発信した電波をトランスポンダ６０が受信
し、送受信アンテナ２１がトランスポンダ６０からの返
信の電波を受信する。このトランスポンダ６０から出る
電波をリーダ部２０が検出してトランスポンダ６０の識
別コードをインタフェース１６に送出する。図３におい
て、まず、インタフェース１６に識別コードが送信され
る都度、割り込みスタートにより、ＭＰＵ１２は、識別
コード受信プログラム１３０を実行して、受けた識別コ
ードをインタフェース１６から取り込み、識別コードを
バッファ領域に一時的に記憶し、これによりトランスポ
ンダ６０の検出処理を行う（ステップ１０１）。このト
ランスポンダ６０の検出処理により、トランスポンダ６
０の識別コード、例えば、”ＸＸ００１０”がバッファ
領域に記憶されると、次に、検出時刻取得プログラム１
３１がコールされてＭＰＵ１２に実行され、タイマ１４
が参照される。その結果取得された時刻が現在の日時の
情報として一時メモリに記憶される（ステップ１０
２）。

【００２０】そして、送信管理テーブル１３４を参照し
て同じ識別コードがすでに受信されているかについて、
受信した識別コードがあるか否かを判定し（ステップ１
０３）、識別コードが登録されていないとき（ＮＯのと
き）には、この識別コードについて、検出された識別コ
ードとして送信管理テーブル１３４に識別コードを登録
し、前記一時記憶した時刻を識別コードの後ろの受付時
刻欄に登録する（ステップ１０４）。なお、このときバ
ッファ領域に一時的に記憶されている識別コードと時刻
とはクリアされる。次に、前記送信管理テーブル１３４
の異常判定結果欄に異常コードが記憶されているか、否
かにより、出力異常なしか、の判定を行い、ＮＯ（異常
有り）のときにはこの処理を終了する（ステップ１０
５）。

【００２１】ステップ１０５の判定においてＹＥＳ（異
常なし）のときには、識別コード送信プログラム１３６
を起動して検出された識別コードと検出された日時の情
報とを電文として形成してホスト３側へと送出する（ス
テップ１０６）。そして、送信管理テーブル１３４の内
容をクリアする。一方、ステップ１０３の判定において
ＹＥＳのときには、すでに識別コードが記憶されている
ので、この処理を終了する。さらに、送信管理テーブル
１３４に異常の判定結果が記録されたときには、出力異
常検出プログラム１３２によりステップ１０７を経て識
別コード送信プログラム１３３が実行される。そして、
識別コード送信プログラム１３３がステップ１０６にお
いて識別コードに換えて異常を示す異常コードと異常が
発生した日時をホスト３へ送信する。これとは別に、ス
テップ１０７の特別な場合として、パワーオンの初期診
断時、電波の発信を指示した後、発信電波が安定するま
で待った後に、ＭＰＵ１２は、レベル検出回路２７の検
出レベルをＡ／Ｄ１０４，インタフェース１６を介して
取り込み、その判定結果が異常のときにステップ１０７
を経てステップ１０６へと入る。

【００２２】ところで、複数のアンテナを設けるときに
は、レベル検出回路２７をそれぞれのアンテナに対応し
て設けて、それぞれのアンテナ対応に出力される電波を
受け、その配線経路を含めて漏れ信号を検出するように
する。このようにすれば、アンテナ対応で異常検出がで
きる。したがって、異常のあったアンテナを切り離す処
理が可能である。このような切り離しをするには、各ア
ンテナをスイッチ回路を介して接続し、アンテナ対応に
レベル検出回路を設けて異常が検出されたレベル検出回
路に対応するアンテナへの配線をＭＰＵからの制御信号
でスイッチ回路により遮断する。あるいは、各アンテナ
の発信回路が個別に設けられていれば、その発信回路の
動作を停止させる。

【００２３】

【発明の効果】以上で説明したように、この発明によれ
ば、発信回路が発している搬送波交流信号の漏れ信号
や、その交流信号を電波として外部に放射するアンテナ
からの信号を受信してこれらの信号の振幅レベルをレベ
ル検出回路により検出し、検出されたレベルを判定する
ことにより自己の装置内で異常を検出するようにしてい
るので、外部に特別な装置を設けなくても自動的に異常
が検出できる。また、異常の判定結果をホスト側に送信
するようにすれば、離れた場所からでも、電波発信状態
を容易に、かつ、リアルタイムに知ることができる。そ
の結果、シンクロスコープなどの波形を表示する装置が
なくとも、装置故障を早期に検出でき、また、複数の装
置があるときには故障装置の特定が容易になり、さら
に、複数のアンテナを設けた場合などでは、その切り離
しも可能になる。したがって、異常発生時の原因の追
求、および、対策を速やかに採ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の電波による対象物検出装置
を適用した監視システムのブロック図である。

【図２】図２は、その電波の振幅を検出するレベル検出
回路の具体例のブロック図である。

【図３】図３は、その識別コード等の転送処理プログラ
ムの説明図である。

【図４】図４は、従来の移動体監視システムの概要図で
ある。

【符号の説明】

１…監視システム、２，２０…リーダ、３…ホストコン
ピュータ（ホスト）、４，５，６０…トランスポンダ、
６…ＲＳ−２３２Ｃインタフェース回線、１０…監視端
末、１１…バス、１２…ＭＰＵ（マイクロプロセッ
サ）、１３…メモリ、１４…タイマ、１５…通信インタ
フェース、１６…インタフェース、２１…送受信アンテ
ナ、２２…受信回路、２３…復調回路、２４…コントロ
ーラ、２５…通信回路、２６…発信回路、２７…レベル
検出回路、１０１…電波受信検出部、１０２…電波受信
検出部、１０３…信号増幅部、１０４…検波回路、１０
４…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、１３０…識別コード受
信プログラム、１３１…検出時刻取得プログラム、１３
２…出力異常検出プログラム、１３３…識別コード送信
プログラム、１３４…送信管理テーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０８Ｇ 1/017 9406−2Ｇ Ｇ０１Ｖ 3/00 Ｅ (72)発明者 立石 宏行 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者 角田 健一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立コンピュータエレクトロニクス内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の領域の範囲にある対象物に対して所
   定の電波をアンテナを介して送出してこの電波を受信し
   た前記対象物から送出される応答用の電波信号を受信す
   ることで対象物を検出する電波による対象物検出装置に
   おいて、 前記所定の電波を受信して前記所定の電波の振幅を検出
   するレベル検出回路と、 このレベル検出回路の検出レベルを２値化あるいはＡ／
   Ｄ変換してデジタル値に変換するデジタル変換回路と、 このデジタル変換回路により変換された前記検出レベル
   を受けて前記所定の電波の送出異常を判定する異常判定
   手段と、 この異常判定手段の判定結果を外部へ出力する出力手段
   とを備える電波による対象物検出装置。
2. 【請求項２】さらに、前記アンテナに搬送波信号を送出
   する発信回路を有し、前記レベル検出回路は、この発信
   回路と前記アンテナとの間の配線から漏れる信号を検出
   するものである請求項１記載の対象物検出装置。