JPH10289297A - Non-contact data carrier and non-contact data carrier system - Google Patents

Non-contact data carrier and non-contact data carrier system

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JPH10289297A
JPH10289297A JP9919197A JP9919197A JPH10289297A JP H10289297 A JPH10289297 A JP H10289297A JP 9919197 A JP9919197 A JP 9919197A JP 9919197 A JP9919197 A JP 9919197A JP H10289297 A JPH10289297 A JP H10289297A
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JP
Japan
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data carrier
contact data
environment
interrogator
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP9919197A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Kurokawa
徳雄 黒川
Kenichi Furuhata
憲一 古旗
Jun Furuhashi
潤 古橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Chemical Corp filed Critical Toshiba Chemical Corp
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Publication of JPH10289297A publication Critical patent/JPH10289297A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contact data carrier which is applied to detection of the temperature, pressure, etc., in an environment which are difficult to be measured so far. SOLUTION: This non-contact data carrier 20 adds a sensor part 28 which detects an environment such as a temperature sensor and a pressure sensor to an internal part, sends an environment detection signal that is acquired by the part 28 to an interrogator 10 through an antenna, does not need dedicated power supply because it uses the energy of a transmission signal from the interrogator 10 as driving power and also performs non-contact communication with the interrogator 10. It detects data such as temperature and pressure in the environment in real time and notifies it to the interrogator 10 by attaching it to a severe environment that is difficult to be measured so far like an inner environment of an object that moves, e.g. a tire of a vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触で外部装置
との間で情報の交信を行う非接触データキャリアと非接
触データキャリアシステムに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a non-contact data carrier and a non-contact data carrier system for communicating information with an external device in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】非接触データキャリアシステムは、非接
触データキャリアと呼ばれる応答器とホスト側に接続さ
れる質問器とで構成され、これら応答器と質問器の間
で、磁気、誘導電磁界、マイクロ波(電波)等の伝送媒
体を介して非接触で情報の交信を行うものである。
2. Description of the Related Art A non-contact data carrier system is composed of a transponder called a non-contact data carrier and an interrogator connected to a host side. It communicates information in a non-contact manner via a transmission medium such as a microwave (radio wave).

【0003】この非接触データキャリアシステムは、応
答器を様々な個体に取り付け、その個体に関する情報を
質問器により遠隔的に読み取ってホストに提供し、個体
に関する情報処理を実現する。また、この非接触データ
キャリアシステムの応答器は、IDカードやクレジット
カードといったカード分野への利用も可能であり、情報
の読取りを非接触で行うことが可能なため、従来の磁気
ストライプを用いたものに比較して耐久性に優れる、大
量の情報を扱うことができる、読取エラー頻度が低減す
る、などの多くの利点を持つ。
In this non-contact data carrier system, a transponder is attached to various individuals, information about the individuals is remotely read by an interrogator and provided to a host, thereby realizing information processing about the individuals. In addition, the transponder of this non-contact data carrier system can be used in card fields such as ID cards and credit cards, and can read information in a non-contact manner. It has many advantages, such as higher durability than that of the one, handling of a large amount of information, and reduction of reading error frequency.

【0004】非接触データキャリアシステムの情報伝送
方式には電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方
式、光通信方式等がある。これらの方式の中で、電磁結
合方式、マイクロ波方式によるものは、質問器からの伝
送信号のエネルギーを応答器の駆動電力として用いるこ
とができる。このため、電池を駆動源とする場合のよう
に、電池の寿命が近づいてきたことによる応答能力の劣
化や使用限界に至る心配がないという利点を有してい
る。
The information transmission system of the non-contact data carrier system includes an electromagnetic coupling system, an electromagnetic induction system, a microwave system, an optical communication system, and the like. Among these systems, the electromagnetic coupling system and the microwave system can use the energy of the transmission signal from the interrogator as the driving power of the transponder. Therefore, unlike a case where a battery is used as a drive source, there is an advantage that there is no fear that the response capability is deteriorated due to the approaching end of the battery life or the use limit is not reached.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】非接触データキャリア
は製品単価が安く、小形・軽量で、非接触により質問器
との情報交信が可能であるため、今後も益々その用途の
範囲は拡大すると思われる。しかしながら、通常知られ
る多くの非接触データキャリアでなされるデータ処理
は、内蔵されたメモリ素子に対するデータのリード/ラ
イトと、そのリード/ライトデータの送受信に限られて
おり、基本的な用途の枠はやはり制限されたものと言え
る。
Since the non-contact data carrier has a low product unit price, is compact and lightweight, and can communicate information with the interrogator by non-contact, the range of uses thereof is expected to expand in the future. It is. However, data processing performed by many contactless data carriers that are generally known is limited to reading / writing data from / into a built-in memory element and transmitting / receiving the read / write data. Is still restricted.

【0006】そこで本発明は、非接触データキャリアの
特徴を生かした用途の枠の拡大を図ることのできる非接
触データキャリアと非接触データキャリアシステムの提
供を目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-contact data carrier and a non-contact data carrier system capable of expanding the range of applications utilizing the characteristics of the non-contact data carrier.

【0007】特に本発明は、これまで測定困難とされて
きた環境内の温度や圧力等の検出に適用可能な非接触デ
ータキャリアと非接触データキャリアシステムの提供を
目的とする。
[0007] In particular, an object of the present invention is to provide a non-contact data carrier and a non-contact data carrier system applicable to detection of temperature, pressure, and the like in an environment which has been difficult to measure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の非接触データキャリアは、環境を検出する
ためのセンサ素子と、外部機器との間で非接触で信号を
送受信するためのアンテナと、前記センサ素子の検出信
号を前記アンテナを通じて送信するように制御する制御
回路とを有して構成されたものである。
In order to achieve the above object, a non-contact data carrier according to the present invention is provided for transmitting and receiving signals between a sensor element for detecting an environment and an external device in a non-contact manner. And a control circuit for controlling the detection signal of the sensor element to be transmitted through the antenna.

【0009】すなわち、本発明の非接触データキャリア
は、例えば温度、気圧(圧力)等の環境を検出するため
のセンサ素子を内部部品に付加し、このセンサ素子によ
り得た環境検出信号をアンテナを通して外部機器(質問
器)に送信し得るように構成されたものある。
That is, in the non-contact data carrier of the present invention, a sensor element for detecting an environment such as a temperature and an atmospheric pressure (pressure) is added to an internal component, and an environment detection signal obtained by the sensor element is transmitted through an antenna. Some are configured to be able to transmit to an external device (interrogator).

【0010】このような構成を採る非接触データキャリ
アは、これまでのメモリ素子に対するリード/ライトや
そのリード/ライトデータの送受信のみを可能とする非
接触データキャリアの用途の枠を超えた新たな分野に適
用することが可能になる。すなわち、非接触データキャ
リアは、質問器からの伝送信号のエネルギーを駆動電力
として用いているために専用電源が不要で、非接触交信
が可能である故に、例えば、自動車のタイヤ等の運動す
る物体内の環境のように、これまで測定が困難とされて
きた過酷な環境内に取り付けられることで、その環境内
の温度や圧力等をリアルタイムで検出して質問器に通知
することができる。
A non-contact data carrier adopting such a configuration is a new type of non-contact data carrier that can only read / write data from / to a memory element and transmit / receive the read / write data. It can be applied to the field. That is, since the non-contact data carrier uses the energy of the transmission signal from the interrogator as driving power, a dedicated power supply is not required, and non-contact communication is possible. By being installed in a severe environment where measurement has been difficult so far, such as an environment inside a body, it is possible to detect temperature, pressure, and the like in the environment in real time and notify the interrogator.

【0011】さらに、このようにセンサ素子を搭載した
非接触データキャリアを樹脂製の外装部により封止する
ことによって、センサ素子を含む非接触データキャリア
の内部部品を外部環境から受ける様々なストレスから良
好に保護することが可能となる。
Further, by sealing the non-contact data carrier on which the sensor element is mounted with the resin outer part as described above, the internal parts of the non-contact data carrier including the sensor element can be subjected to various stresses from the external environment. Good protection can be achieved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明に係わる非接触データキャリ
アシステムの全体的な構成を示す機能ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration of a contactless data carrier system according to the present invention.

【0014】同図に示すように、この非接触データキャ
リアシステムは、質問器10と応答器(以下、非接触デ
ータキャリアと呼ぶ)20から構成される。
As shown in FIG. 1, the contactless data carrier system includes an interrogator 10 and a transponder (hereinafter, referred to as a contactless data carrier) 20.

【0015】質問器10は、質問器10の全体制御を行
う主制御部11と、ホスト装置とのデータの入出力を制
御するインターフェイス部12と、非接触データキャリ
ア20より受信した情報等を蓄積する読み出し/書き込
み可能なRAM等の記憶部13と、送信情報をパラレル
信号からシリアル信号に変換し、且つ非接触データキャ
リア20からの受信信号をシリアル信号からパラレル信
号に変換する信号変換部14と、送信信号を例えばAS
K(Amp litude Shift Keying)方式、FSK(Frequenc
y Shift Keying)方式等で伝送用の信号に変調する変調
部15と、受信信号を復調する復調部16と、送信アン
テナ17と、受信アンテナ18とを備えて構成される。
The interrogator 10 has a main control unit 11 for controlling the entire interrogator 10, an interface unit 12 for controlling input and output of data to and from the host device, and stores information received from the contactless data carrier 20. A storage unit 13 such as a readable / writable RAM, and a signal conversion unit 14 that converts transmission information from a parallel signal to a serial signal and converts a reception signal from the non-contact data carrier 20 from a serial signal to a parallel signal. , For example, the transmission signal
K (Amp litude Shift Keying) method, FSK (Frequenc
A modulation unit 15 that modulates a signal for transmission by a y shift keying method or the like, a demodulation unit 16 that demodulates a received signal, a transmission antenna 17, and a reception antenna 18 are provided.

【0016】非接触データキャリア20は、この非接触
データキャリア20の全体制御やデータ処理等を行う主
制御部21と、タグ情報等を蓄積するEEPROM等の
電源バックアップ不要な記憶部22と、送信情報をパラ
レル信号からシリアル信号に変換し、且つ質問器10か
らの受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変換す
る信号変換部23と、送信信号をASK方式、FSK方
式等で伝送用の信号に変調する変調部24と、受信信号
を復調する復調部25と、送信アンテナ26と、受信ア
ンテナ27と、例えば温度センサ、圧力センサと言った
環境検出を行うためのセンサ部28とを備えて構成され
る。
The non-contact data carrier 20 includes a main control unit 21 for performing overall control and data processing of the non-contact data carrier 20, a storage unit 22 such as an EEPROM for storing tag information and the like which does not require a power supply backup, and a transmission unit. A signal conversion unit 23 that converts information from a parallel signal to a serial signal and converts a received signal from the interrogator 10 from a serial signal to a parallel signal, and modulates a transmission signal into a signal for transmission using an ASK method, an FSK method, or the like. And a demodulation unit 25 for demodulating a received signal, a transmission antenna 26, a reception antenna 27, and a sensor unit 28 for detecting an environment such as a temperature sensor and a pressure sensor. You.

【0017】センサ部28は主制御部21と電気的に接
続されており、センサ部28の出力信号は主制御部21
にて二値化等の所定の信号処理が行われ、非接触データ
キャリア20の応答信号の一部として質問器10に送信
される。
The sensor section 28 is electrically connected to the main control section 21, and the output signal of the sensor section 28 is
Is subjected to predetermined signal processing such as binarization, and is transmitted to the interrogator 10 as a part of the response signal of the non-contact data carrier 20.

【0018】次に、この非接触データキャリアシステム
の検出データの交信手順について説明する。質問器10
は、まず非接触データキャリア20に対してタグ情報及
び環境検出情報の質問信号を発信する。非接触データキ
ャリア20は上記質問信号の受信可能エリア内に入る
と、その送信信号のエネルギーを駆動電力として、主制
御部21の制御のもと該質問信号を受信し、記憶部22
に記憶されているタグ情報を応答信号として発信すると
共に、センサ部28の出力信号を二値化して環境検出信
号として発信する。質問器10は非接触データキャリア
20からの応答信号及び環境検出信号を受信し、解読し
て、タグ識別情報及び環境検出情報としてホスト装置に
送る。
Next, a procedure for communicating detection data of the contactless data carrier system will be described. Interrogator 10
Sends an inquiry signal of tag information and environment detection information to the non-contact data carrier 20 first. When the contactless data carrier 20 enters the receivable area of the interrogation signal, the non-contact data carrier 20 receives the interrogation signal under the control of the main control unit 21 using the energy of the transmission signal as driving power, and
Is transmitted as a response signal, and the output signal of the sensor unit 28 is binarized and transmitted as an environment detection signal. The interrogator 10 receives and decodes the response signal and the environment detection signal from the contactless data carrier 20, and sends them to the host device as tag identification information and environment detection information.

【0019】このような非接触データキャリア20は、
その内部部品を外装樹脂によって包囲(封止)した構造
に製作することが耐環境性及び機械的強度の面から望ま
しい。外装用の好ましい樹脂としては、ポリイミド樹
脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シ
リコーン樹脂等を挙げることができるが、耐環境性、機
械的強度等の条件を満足するならば、その他の樹脂を使
用することができる。また、必要に応じてガラス繊維、
水酸化アルミニウム、タルク、シリカ、マイカ等のフィ
ラーを上記樹脂に添加しても構わない。
Such a non-contact data carrier 20 includes:
It is desirable from the viewpoint of environmental resistance and mechanical strength to manufacture the internal component into a structure surrounded (sealed) by an exterior resin. As a preferable resin for the exterior, a polyimide resin, a phenol resin, an epoxy resin, a urethane resin, a silicone resin, and the like can be given.However, if conditions such as environmental resistance and mechanical strength are satisfied, other resins may be used. Can be used. Also, if necessary, glass fiber,
Fillers such as aluminum hydroxide, talc, silica, and mica may be added to the resin.

【0020】また非接触データキャリアの封止に樹脂製
のケース材を用いてもよい。ケース材を構成する好まし
い樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン6、ナ
イロン66、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリ
マー、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙
げられる。
A resin case may be used for sealing the non-contact data carrier. Preferred resins constituting the case material include polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, nylon 6, nylon 66, modified polyphenylene ether resin, and polyphenylene sulfide. Resins, polyimide resins, liquid crystal polymers, phenolic resins, unsaturated polyester resins, and the like.

【0021】このようなケース内に非接触データキャリ
アの内部部品を入れた後、ポッティング、トランスファ
ー成形等の各種の手法によりケース内に上記封止用の樹
脂を注入することによって、樹脂封止構造のセンサ付き
非接触データキャリアが得られる。
After the internal components of the non-contact data carrier are placed in such a case, the sealing resin is injected into the case by various methods such as potting and transfer molding, thereby forming a resin sealing structure. , A non-contact data carrier with a sensor is obtained.

【0022】また、非接触データキャリアのセンサ部2
8に圧力センサを用いる場合は、圧力センサの上部及び
周辺部分を柔軟性のある樹脂で封止すればよい。これに
より、外部環境から圧力センサへの圧力伝達部を確保で
きると共に圧力センサが水分等に触れることを防止する
ことができる。
Further, the sensor section 2 of the non-contact data carrier
When a pressure sensor is used for 8, the upper and peripheral portions of the pressure sensor may be sealed with a flexible resin. Thus, a pressure transmitting portion from the external environment to the pressure sensor can be secured, and the pressure sensor can be prevented from coming into contact with moisture or the like.

【0023】かくして本実施形態のセンサ付き非接触デ
ータキャリア20は、質問器10からの伝送信号のエネ
ルギーを駆動電力として用いているために専用電源を必
要とせず、しかも質問器10と間で非接触交信が可能で
あるため、例えば自動車のタイヤ等の運動する物体の内
部環境のように、これまで測定が困難とされてきた過酷
な環境内に取り付けられることで、その環境内の温度や
圧力等のデータをリアルタイムで検出して質問器10に
通知することができる。
Thus, the non-contact data carrier with sensor 20 of the present embodiment does not require a dedicated power supply because the energy of the transmission signal from the interrogator 10 is used as driving power, and furthermore, the non-contact data carrier with the interrogator 10 Since contact communication is possible, it can be installed in a harsh environment that has been difficult to measure, such as the internal environment of a moving object such as a car tire, so that the temperature and pressure in that environment can be improved. Such data can be detected in real time and notified to the interrogator 10.

【0024】[0024]

【実施例】次に、本発明の非接触データキャリアの実施
例を説明する。
Next, an embodiment of the non-contact data carrier of the present invention will be described.

【0025】図2に示すように、本実施例では、プリン
ト配線板1上に、温度センサ付き非接触データキャリア
用LSI2、ダイヤフラム方式圧力センサ3、その他の
電子部品4を実装し、且つコイル状の送受信アンテナ5
を接続して、非接触データキャリアの内部部品とした。
ここで、非接触データキャリア用LSI2としては、1
25KHzASK変調型のものを用い、圧力センサ3と
しては静電容量型半導体圧力センサを用いた。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, a non-contact data carrier LSI 2 with a temperature sensor, a diaphragm type pressure sensor 3 and other electronic components 4 are mounted on a printed wiring board 1 and a coil-shaped component is mounted. Transmitting and receiving antenna 5
To form an internal part of the non-contact data carrier.
Here, as the LSI 2 for the non-contact data carrier, 1
A 25 kHz ASK modulation type was used, and a capacitance type semiconductor pressure sensor was used as the pressure sensor 3.

【0026】これら非接触データキャリアの内部部品
は、樹脂ケース6とこれに注入されたエポキシ樹脂7か
らなる樹脂外装によって封止され、特に圧力センサ3の
上部と周辺部については柔軟性のあるシリコーン樹脂8
により封止して外部環境から圧力センサ3への圧力伝達
部を確保した。なお、樹脂ケース6としては、ガラス繊
維を含有したポリブチレンテレフタレート(PBT)を
使用した。また、注形樹脂7には東芝ケミカル社製のエ
ポキシ系無用剤型注形樹脂を使用し、120℃のオーブ
ン中で1時間で加熱してこれを硬化し、以て樹脂封止構
造のセンサ付き非接触データキャリアを完成させた。
The internal parts of these non-contact data carriers are sealed by a resin casing made of a resin case 6 and an epoxy resin 7 injected into the resin case 6. In particular, the upper part and the peripheral part of the pressure sensor 3 are made of flexible silicone. Resin 8
To secure a pressure transmitting portion from the external environment to the pressure sensor 3. As the resin case 6, polybutylene terephthalate (PBT) containing glass fiber was used. In addition, an epoxy-based disposable casting resin manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd. was used as the casting resin 7, which was heated in an oven at 120 ° C. for 1 hour to cure the resin. Completed non-contact data carrier.

【0027】こうして製作したセンサ付き非接触データ
キャリアを自動車のタイヤの内側に取り付け、タイヤ内
部の温度・圧力のモニタリングを実施した。その結果、
自動車にタイヤを取り付けた状態でタイヤ内部の温度・
圧力を継続的に検出することができた。
The sensor-equipped non-contact data carrier thus manufactured was mounted inside the tire of an automobile, and the temperature and pressure inside the tire were monitored. as a result,
With the tire attached to the car, the temperature inside the tire
Pressure could be detected continuously.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
れまで測定が困難とされてきた過酷な環境内に取り付け
られることで、その環境内の温度や圧力等をリアルタイ
ムで検出できるなど、これまでの非接触データキャリア
の用途の枠を超えた新たな分野に適用することが可能な
非接触データキャリアと非接触データキャリアシステム
を実現することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect temperature, pressure, etc. in the environment in real time by being installed in a severe environment where measurement has been difficult so far. It is possible to realize a non-contact data carrier and a non-contact data carrier system applicable to a new field beyond the application of the conventional non-contact data carrier.

【0029】また、用途としては上記の自動車のタイヤ
の例に止まらず、物品の輸送状態の把握、工場の製造工
程中のモニタリング、現品管理など、様々な分野での応
用が期待される。
Further, the application is not limited to the above-described example of the automobile tire, but is expected to be applied in various fields such as grasping the transportation state of articles, monitoring during a manufacturing process of a factory, and managing actual products.

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

【図1】本発明に係わる非接触データキャリアシステム
の全体的な構成を示す機能ブロック図
FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration of a contactless data carrier system according to the present invention.

【図2】本発明に係る実施例の非接触データキャリアの
構造を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a contactless data carrier according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2……温度センサ付き非接触データキャリア用LSI 3……圧力センサ 5……送受信アンテナ 6……樹脂ケース 7……外装用樹脂 10……質問器 20……非接触データキャリア 21……主制御部 28……センサ部 2 ... LSI for non-contact data carrier with temperature sensor 3 ... Pressure sensor 5 ... Transceiver antenna 6 ... Resin case 7 ... Resin for exterior 10 ... Interrogator 20 ... Non-contact data carrier 21 ... Main control Unit 28 Sensor unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 環境を検出するためのセンサ素子と、外
部機器との間で非接触で信号を送受信するためのアンテ
ナと、前記センサ素子の検出信号を前記アンテナを通じ
て送信するように制御する制御回路とを具備したことを
特徴とする非接触データキャリア。
1. A sensor element for detecting an environment, an antenna for transmitting and receiving signals to and from an external device in a non-contact manner, and control for controlling a detection signal of the sensor element to be transmitted through the antenna. A non-contact data carrier comprising a circuit.
【請求項2】 内部部品を樹脂製の外装部により封止し
てなることを特徴とする請求項1記載の非接触データキ
ャリア。
2. The non-contact data carrier according to claim 1, wherein the internal component is sealed by a resin exterior part.
【請求項3】 非接触データキャリアからなる応答器と
質問器との間で非接触で交信を行う非接触データキャリ
アシステムにおいて、 前記非接触データキャリアが、環境を検出するためのセ
ンサ素子と、前記質問器との間で信号を送受信するため
のアンテナと、前記センサ素子の検出信号を前記アンテ
ナを通じて送信するように制御する制御回路とを具備す
ることを特徴とする非接触データキャリアシステム。
3. A non-contact data carrier system for performing non-contact communication between a transponder comprising a non-contact data carrier and an interrogator, wherein the non-contact data carrier comprises: a sensor element for detecting an environment; A non-contact data carrier system, comprising: an antenna for transmitting / receiving a signal to / from the interrogator; and a control circuit for controlling a detection signal of the sensor element to be transmitted through the antenna.
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