KR100341628B1 - 비접촉형 통신시스템 및 그에 사용되는 질문기 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 비접촉형 통신시스템 및 그에 사용되는 질문기는, 응답기가 신호중첩방식 또는 신호분리방식의 어느 방식을 채용하는 것이라도 정보의 교환을 실현하기 위한 것으로서, 제1 및 제2반송파 공급부와, 제1 및 제2반송파 변조부와, 제1 및 제2반송파 출력부와, 제1 및 제2반송파 검출부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부가 응답기로부터의 응답정보에 따라 응답기가 채용하는 방식을 식별하므로서 식별한 방식에 합치하는 형태로 정보를 송신한다.

Description

비접촉형 통신시스템 및 그에 사용되는 질문기 {NONCONTACT COMMUNICATION SYSTEM AND INTERROGATOR USED THEREFOR}
종래로부터 안테나로부터 송신되어오는 전파로부터 전력을 얻어서 내부에 기억하고 있는 정보를 송신하는 고주파태그(RF.TAG)가 고안되어 있으며, 스키장의 리프트(lift)나 철도의 개찰, 화물의 분류 등에 이용되고 있다.
이 고주파태그는 불휘발성의 메모리와 정보의 송수신기구를 갖고, 전지 등의 전원은 구비하지 않은 비접촉형카드로서 형성된다.
그리고, 이 비접촉형카드는 소비하는 전력을 수신한 전파(고주파신호)로부터 얻는다.
이 때문에 전지를 내장시킬 필요는 없고, 장기간에 걸쳐서 정보의 교환이 행해진다.
또, 이 비접촉형카드는 정보의 교환을 전파에 의해 행하기 때문에 비접촉적으로 정보의 교환이 이루어진다.
그런데, 이와 같은 비접촉형 통신시스템에서는 현재 신호중첩방식과 신호분리방식의 2가지의 방식이 존재한다.
신호중첩방식은 데이터(정보)의 송수신 및 비접촉카드로의 전력의 공급을 하나의 주파수를 갖는 신호로 행하고, 적어도 비접촉형카드에 필요한 안테나는 하나면 된다.
이에 대해 신호분리방식은 데이터의 송수신과 전력공급을 별개의 주파수를 갖는 신호를 사용해서 행하는 것이며 비접촉형카드는 안테나를 2개 설치할 필요가 있다.
이와 같이 신호중첩방식이나 신호분리방식이라고 하는 다른 방식 외에 다른 변조방식(진폭변조, 위상변조 등)이 존재하기 때문에 방식이 다른 시스템간에서는 각각의 비접촉형카드 또는 질문기를 상호 이용하는 것은 불가능하다.
본 발명은 질문기와 그 질문기로부터 송신된 고주파신호로부터 전력을 생성함과 동시에 질문기로부터 수신한 변조신호로부터 얻어진 정보에 대한 응답정보를 질문기에 송신하는 응답기를 구비한 비접촉형 통신시스템, 및 그에 사용하는 질문기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 질문기의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 신호분리방식의 비접촉형 통신시스템에 있어서의 응답기의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 신호중첩방식의 비접촉형 통신시스템에 있어서의 응답기의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 질문기의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 도 4에 나타내는 질문기의 동작예를 나타내는 플로우챠트.
도 6은 도 4에 나타내는 다른 질문기의 동작예를 나타내는 플로우챠트.
도 7은 도 6에 나타내는 동작예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 질문기의 구성을 나타내는 블록도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
20. 질문기, 21. 데이터입력단자,
23. AND게이트, 24. 제1반송파 공급회로,
26. 임피던스 변화검출회로, 27. 제1동조회로,
28. 제2반송파 공급회로, 29. 제2변조기,
30. 제2동조회로, 32. 판별회로,
35. 검파회로, 36. AND게이트,
37. OR게이트, 38. 제3동조회로,
80. 집적회로부, 90. 비접촉형카드,
91,92. 동조회로, 93. 정류회로,
94. 스위치, 95. 비교기,
96. 복조회로,
본 발명은 신호중첩방식과 신호분리방식의 어느 방식에도 대응할수가 있는 질문기 및 그 질문기를 포함하는 비접촉형 통신시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 목적은 수신한 전파를 전력으로 변환하는 응답기에 질문데이터를 송신하여 응답기로부터의 응답데이터를 수신하는 질문기로서, 제1의 주파수를 갖는 제1의 신호를 질문데이터에 따라 변조시키는 제1의 변조회로와, 제1의 변조회로에서 변조된 신호를 응답기에 송신하는 제1의 송신회로와, 제2의 주파수를 갖는 제2의 신호를 질문데이터에 따라 변조시키는 제2의 변조회로와, 제2의 변조회로로 변조된 신호를 응답기에 송신하는 제2의 송신회로와, 응답기로 응답데이터에 따라 변조된 신호를 수신하는 수신회로와, 수신회로로 수신된 신호에 따라 제1 또는 제2의 변조회로의 어느것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택회로를 구비한 질문기를 제공하므로서 달성된다.
또, 본 발명의 목적은 별도의 형태에 따르면 제1의 주파수를 갖고 응답기에 전력 및 질문데이터를 공급하기 위한 제1의 신호를 송신하는 제1의 송신회로와, 제1의 주파수를 갖고 응답기에 전력을 공급하기 위한 제2의 신호, 및 제2의 주파수를 갖고 질문데이터에 따라 변조된 제3의 신호를 응답기에 송신하는 제2의 송신회로와, 응답기로부터 송신된 응답데이터에 따라 제1 또는 제2의 송신회로의 어느 것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택회로를 구비한 질문기를 제공하므로서 달성된다.
또, 본 발명의 목적은 다른 별도의 형태에 따르면 질문기와 질문기로부터 송신된 전파를 수신해서 전력을 생성함과 동시에 질문기로부터 송신된 데이터에 대한 응답데이터를 질문기에 송신하는 응답기를 구비하고, 질문기는 제1의 주파수를 갖고 응답기에 전력 및 데이터를 공급하기 위한 제1의 신호를 송신하는 제1의 송신회로와, 제1의 주파수를 갖고 응답기에 전력을 공급하기 위한 제2의 신호, 및 제2의 주파수를 갖고 응답기에 데이터를 공급하기 위한 제3의 신호를 송신하는 제2의 송신회로와, 응답기로부터 송신된 응답데이터에 따라 제1 또는 제2의 송신회로의 어느것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택회로를 포함하는 비접촉형 통신시스템을 제공하므로서 달성된다.
그리고, 본 발명의 이점은 응답기가 신호중첩방식을 채용하는 것인가 신호분리방식을 채용하는 것인가에 관계없이 정보를 교환할 수 있는 질문기 및 그 질문기를 포함하는 비접촉형 통신시스템을 제공할수 있는데 있다.
다음으로 본 발명에 관한 질문기 및 그것을 포함하는 비접촉형 통신시스템을 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
또한, 도면중 동일부호는 동일 또는 상당부분을 나타낸다.
[실시의 형태 1]
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 비접촉형 통신시스템을 구성하는 신호분리방식의 비접촉형카드(응답기)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 바와 같이 신호분리방식의 비접촉형카드(90)는 질문기(도시생략)로부터 주파수 fH의 제 1반송파를 수신하는 동조회로(91)와, 주파수 fL의 제2반송파를 수신하는 동조회로(92)와, 집적회로(IC)부(80)를 구비하고 있다.
여기서 동조회로(91),(92)는 각각 안테나로서 기능하는 코일콘덴서를 포함한다.
또, 집적회로부(80)는 동조회로(91)로 수신된 고주파신호(제1반송파)를 정류해서 전력을 생성하는 정류회로(93)와, 동조회로(92)의 양단간에 접속된 스위치(94)와, 동조회로(92)에 접속된 비교기(95)와, 비교기(95)에 접속된 복조회로(96)를 포함한다.
복조회로(96)에서 복조되므로서 얻어진 정보(Q)는 정보처리회로(도시생략)에서 처리되고, 정보처리회로로부터는 응답정보(응답데이터)(A)가 출력된다.
응답정보(A)는 펄스 열화된 신호이며, 이 신호에 의해 스위치(94)가 전환된다.
이에 의해 동조회로(92)의 임피던스가 변화하고, 질문기측에 주파수 fL의 제2반송파를 거쳐서 응답정보(A)가 전달된다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이 정보(Q)는 기간 T1에 질문기로부터 비접촉형카드(90)에 송신되고, 응답정보(A)는 기간 T2에 비접촉형카드(90)로부터 질문기에 송신된다.
여기서 기간 T1과 T2는 시간적으로 교대로 할당되고, 비접촉형카드(90)는 질문기로부터 정보의 하나로서 송신되는 명령에 응답해서 기간 T2에 응답정보(A)를 출력시킨다.
또한, 정보(Q) 및 응답정보(A)는 주파수 fL의 제2반송파를 변조시키므로서 송신된다.
한편, 주파수 fH의 제1반송파는 질문기로부터 비접촉형카드(90)에 항상 반송되고 있으나 정보는 반송되지 않는다.
도 3은 신호중첩방식의 비접촉형카드(응답기)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3에 나타내는 바와 같이 이 비접촉형카드(100)는, 안테나로서 기능하는 코일 및 그것과 병렬 접속된 콘덴서를 포함하는 동조회로(2)와, 집적회로부(81)를 구비하고, 집적회로부(81)는 동조회로(2)에 접속된 정류회로(4)와, 스위치(13)와, 조절기회로(7)와, 복조회로(17)를 포함한다.
이와 같은 비접촉형카드(100)에는 질문기(도시생략)로부터 기간 T1에 주파수 fo의 반송파를 변조한 신호가 반송되고, 기간 T2에 주파수 fo의 반송파의 무변조신호가 반송된다.
이 기간 T2에 있어서는, 비접촉형카드(100)는 응답정보(A)에 따라 주파수 fO의 반송파를 변조하므로서 질문기에 응답정보(A)를 송신한다.
보다 구체적으로는 응답정보(A)는 펄스 열화된 신호이며, 이 신호에 의해 스위치(13)가 전환된다.
그리고, 스위치(13)의 전환에 의해 동조회로(2)의 임피던스가 변화한다.
이와 같이 질문기의 부하가 되어 있는 동조회로(2)의 임피던스가 변화하면, 기간 T2에 무변조로 송신되고 있는 주파수 fo의 반송파가 도 3에 나타내는 바와 같이 응답정보(A)에 따라 변조된다.
그리고, 이 변조된 반송파는 질문기에서 복조되어 응답정보(A)가 추출된다.
또한, 도 3에 있어서의 기간 T1과 기간 T2는 실제로는 시간적으로 교대로 할당된다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 비접촉형 통신시스템에 사용되는 질문기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 질문기(20)는 송신정보를 입력시키는 데이터입력단자(21)와, 데이터입력단자(21)에 접속된 AND게이트(23)와, 주파수 fH의 제1반송파를 생성하고 예를들면 정현파발진회로로 구성되는 제1반송파 공급회로(24)를 구비한다.
또한, 제1반송파 공급회로(24)는 반드시 질문기(20)내에 구비될 필요는 없고, 외부주변기기에 구비되어 있어도 된다.
또, 질문기(20)는 제1반송파 공급회로(24)에 접속되고, AND게이트(23)가 활성화되어 있는 때에 데이터입력단자(21)에 공급되는 질문데이터(송신정보)에 따라 주파수 fH의 제1반송파를 변조함과 동시에 AND게이트(23)가 불활성화되어 있는 때에는 무변조의 제1반송파를 출력시키는 제1변조기(25)와, 송수신안테나로서 기능하는 코일(L1)과, 코일(L1)의 양단간에 접속된 콘덴서(C1)를 포함하고, 주파수 fH에 동조하는 제1동조회로(27)와, 제1동조회로(27)의 양단간의 임피던스의 변화를 검출하는 임피던스 변화검출회로(26)와, 주파수 fH의 제2반송파를 생성시켜 예를들면 정현파발진회로로 구성되는 제2반송파 공급회로(28)를 구비한다.
또한, 이 제2반송파 공급회로(28)는 반드시 질문기(20)내에 구비할 필요는 없고, 외부주변기기에 구비해도 된다.
또, 질문기(20)는 데이터입력단자(21)에 접속된 AND게이트(31)와, 제2반송파 공급회로(28)에 접속되고 데이터입력단자(21)에 공급된 송신정보에 따라 주파수 fL의 제2반송파를 변조하는 제2변조기(29)와, 제2변조기(29)에 접속되고 안테나로서 기능하는 코일(L2) 및 콘덴서(C2)를 포함하는 제2동조회로(30)와, 코일(L3) 및 콘덴서(C3)를 포함하는 제3동조회로(38)와, 제3동조회로(38)에 접속되고 주파수 fL를 갖는 제2반송파를 수신해서 응답정보(A)를 검파하는 검파회로(35)와, 검파회로(35)에 접속된 AND게이트(36)와, 신호중첩방식과 신호분리방식의 판별을 행하는 판별회로(32)와, 판별회로(32)에 접속된 AND게이트(33)와, 인버터(34)와 AND게이트(33),(36)에 접속된 OR게이트(37)와, OR게이트(37)에 접속된 데이터출력단자(22)를 구비하고 있다.
또, 질문기(20)는, 제1변조기(25)와 제2변조기(29) 및 판별회로(32)에 접속되고, 이들을 활성화시키는 타이밍을 제어하는 타이밍제어기(39)를 구비한다.
여기서 타이밍제어기(39)에는 제1변조기(27) 등을 활성화시키는 타이밍을 결정하는 정보가 미리 기억된다.
또, 코일(L2) 및 코일(L3)은 코일(L1)의 안테나와 함께 하나의 안테나회로를 구성해도 되고, 복수의 안테나회로를 구성해도 된다.
여기서 판별회로(32)는 초기상태로서 신호중첩방식 또는 신호분리방식의 어느것인가 한쪽을 판별하도록 설정되어 있는 것이지만, 신호중첩방식을 판별하도록 설정되어 있는 경우의 질문기의 동작을 설명한다.
이 경우에는 판별회로(32)로부터는 고(H)레벨신호가 출력되어 AND게이트(23)가 활성화된다.
이에 의해 데이터입력단자(21)에 입력된 송신정보가 제1변조기(25)에 공급되기 때문에 제1반송파가 송신정보에 따라 변조되어 코일(L1)로부터 방사된다.
한편, 판별회로(32)로부터 출력된 고(H)레벨 신호는 인버터(34)에서 반전되기 때문에 저(L)레벨 신호가 AND게이트(31)에 입력된다.
이에 의해 AND게이트(31)는 불활성화되어 제2변조기(29)에는 송신정보가 공급되지 않는다.
그 결과, 주파수 fL를 갖는 제2반송파는 변조되지 않고, 코일(L2)로부터 방사된다.
또한, 이와 같이 판별회로(32)가 신호중첩방식으로 판별되고 있는 때에는 판별회로(32)의 출력신호에 의해 제2반송파 공급회로(28) 또는 제2변조기(29)를 작동하지 않도록 제어하여 무변조의 제2반송파를 코일(L2)로부터 방사되지 않도록 해도 된다.
여기서 상기와 같이 제1반송파가 코일(L1)로부터 방사되고 있는 때에, 이 제1반송파를 수신하는 비접촉형카드가 도 3에 나타내는 신호중첩방식의 것이면 이 비접촉형카드(100)로부터 응답정보(A)가 제1반송파를 거쳐서 질문기(20)로 송신된다.
이때, 질문기(20)의 제1동조회로(27)의 임피던스가 변화한다.
이 임피던스의 변화는 임피던스 변화검출회로(26)에서 검출되고, 검출신호가 판별회로(32)에 공급된다.
또한, 상기한 임피던스의 변화는 주파수 fH에 동조시킨 공진회로에 의해 검출하는 것도 고려할 수가 있다.
판별회로(32)는 상기한 검출신호를 수신하므로서 비접촉형카드가 신호중첩방식을 채용하는 것으로 판별하므로 이 경우에는 고(H)레벨신호를 계속 출력한다.
이 상태를 신호중첩방식모드라 하고, 임피던스 변화검출회로(26)에서 검출된 응답정보(A)가 AND게이트(33) 및 OR게이트(37)를 거쳐서 데이터출력단자(22)에 공급되고, 데이터출력단자(22)에 접속된 회로(도시생략)에서 처리된다.
그러나, 비접촉형카드가 신호중첩방식을 채용하는 것이 아니고, 도 2에 나타내는 신호분리방식을 채용하는 것인 경우에는, 응답정보(A)가 제1반송파를 거쳐서 질문기(20)에 공급되지 않기 때문에 판별회로(32)는 신호분리방식이라고 판별해서 저(L)레벨신호를 출력시킨다.
그 결과, AND게이트(23)는 불활성화되고, 데이터입력단자에 입력된 송신정보는 제1변조기(25)에 공급되지 않는다.
따라서, 이 경우에는 주파수 fH의 제1반송파는 변조되는 일이 없이 코일(L1)로부터 전파로서 방사된다.
또한, 판별회로(32)는 예를들면 타이머를 구비하고, 소정시간내에 변조된 제1반송파의 검출에 의한 검출신호를 수신하지 않은 경우에 응답기가 신호분리방식을 채용하는 것으로 판별한다.
한편, 판별회로(32)로부터 저(L)레벨의 신호가 출력되는 경우에는, AND게이트(31)에는 인버터(34)로부터 고(H)레벨의 신호가 입력되기 때문에 AND게이트(31)는 활성화되어 데이터입력단자(21)에 입력된 송신정보가 제2변조기(29)에 공급된다.
그 결과, 주파수 fL를 갖는 제2반송파가 송신정보에 의해 변조되어서 코일(L2)로부터 전파로서 방사된다.
그리고, 비접촉형카드(90)로부터 응답정보(A)가 제2반송파를 거쳐서 질문기에 송신되어 오면 코일(L3)에도 그 응답정보(A)를 포함하는 제2반송파가 유기되기 때문에 검파회로(35)는 응답정보(A)를 검파해서 검파신호를 판별회로(32)에 공급한다.
판별회로(32)는 검파회로(35)로부터 공급된 검파신호에 응답해서 저(L)레벨신호를 계속 출력시킨다.
이 상태를 신호분리방식모드라 하고, 검파회로(35)에서 얻어진 응답정보(A)는 AND게이트(36)와 OR게이트(37)를 거쳐서 데이터출력단자(22)에 공급되고, 데이터출력단자(22)에 접속된 회로(도시생략)에서 처리된다.
또한, 상기에 있어서, 신호중첩방식모드에서 제1반송파의 변조신호가 제1동조회로(27)로부터 방사되고 또는 신호분리방식모드에서 제2반송파의 변조신호가 제2동조회로(30)로부터 방사되는 것은 도 2 도 3에서 나타낸 기간 T1중이며, 기간T2에 있어서, 무변조의 제1반송파 또는 제2반송파가 각각 제1동조회로(27) 또는 제2동조회로(30)로부터 송신된다.
그리고, 이 기간 T2가 비접촉형카드(응답기)(90),(100)로부터 응답정보(A)가 질문기(20)로 송신되는 기간이 된다.
여기서 기간 T1과 기간 T2는 교대로 반복되지만, 이 변조기간과 무변조기간의 전환은 타이밍제어기(39)에 의한 제1변조기(25) 또는 제2변조기(29)의 활성타이밍의 제어에 의해 행해진다.
또한, 상기한 설명에 있어서의 주파수 fo와 주파수 fH는 어느 것이나 제1반송파의 주파수로서, 예를들면 모두 13.56MHz로 되어 있다.
한편, 제2반송파의 주파수 fL은 예를들면 3.39MHz로 되어 있다.
그러나, 주파수 fo, fH, fL은 상기한 값에 한정되는 것은 아니고, 주파수 fo와 fH는 다른 값이라도 된다.
단, 이 두가지의 주파수 fo,fH는 동일 또는 근사한 값인 것이 바람직하다.
또, 제1반송파의 주파수 fH(또는 주파수 fo)와 제2반송파의 주파수 fL은 한쪽이 다른쪽에 대해 1/N(N은 자연수)의 관계에 있는 것이 바람직하다.
왜냐하면 이와 같은 관계를 갖고 있으면 한쪽의 반송파를 생성하는 발진기를 하나만 구비하므로서 다른쪽의 반송파는 그 발진기의 출력신호를 N분할하므로서 생성할수 있으므로 제조비용의 저감을 도모할 수 있기 때문이다.
또, 고조파의 영향도 고려하면 제1반송파의 주파수 fH와 제2반송파의 주파수 fL과는 한쪽이 다른쪽의 M/N배(M은 N이외의 자연수)라도 된다.
또한, 상기한 설명에서는, 질문기는 자동적으로 비접촉형카드의 방식에 합치하도록 모드가 전환되는 것으로 했으나, 키이 등을 사용한 수동조작에 의해 모드를 전환하도록 해도 된다.
또, 도 2 및 도 3에 나타낸 기간 T1과 기간 T2는 종래와 마찬가지로 시간적으로 중첩되는 것이라도 되고, 검파회로(35)에서 검출한 신호에 기초해서 송신정보의 송신기간 이외를 응답기간으로 하여 신호처리하도록 하여도 된다.
[실시의 형태 2]
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 비접촉형 통신시스템에 사용되는 질문기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 이 질문기는 마이크로컴퓨터 등으로 구성된 제어부(50)와, 주파수 fH를 갖는 제1반송파를 생성하는 제1반송파 공급부(24)와, 주파수 fL을 갖는 제2반송파를 생성하는 제2반송파 공급부(28)와, 제1반송파를 변조하는 제1반송파 변조부(25)와, 제2반송파를 변조하는 제2반송파 변조부(29)와, 제1반송파 변조부(25)에서 변조된 제1반송파를 출력시키는 제1반송파 출력부(41)와, 제2반송파 변조부(29)에서 변조된 제2반송파를 출력시키는 제2반송파 출력부(42)와, 제1반송파 출력부(41)에 접속된 송신안테나부(27a)와, 제2반송파 출력부(42)에 접속된 송신안테나부(30a)와, 응답기에 의해 변조된 제1반송파를 수신하는수신안테나부(27b)와, 응답기에 의해 변조된 제2반송파를 수신하는 수신안테나부(30b)와, 수신안테나부(27b)에 접속된 제1반송파 검출부(26)와, 수신안테나부(30b)에 접속된 제2반송파 검출부(35)와, 제1반송파 검출부(26)에 접속된 응답기로부터 수신한 제1반송파를 복조하는 복조부(43)와, 제2반송파 검출부(35)에 접속된 응답기로부터 수신한 제2반송파를 복조하는 복조부(44)를 구비하고 있다.
여기서 제어부(50)는 복조부(43),(44)로부터 공급된 신호에 따라 응답기가 채용하고 있는 방식을 판별하기 위해 상기한 실시의 형태 1에 관한 질문기에 포함된 판별회로(32)의 기능을 구비하고 있다.
또, 제어부(50)는, 도 4에 나타내는 바와 같이 제1 및 제2반송파 공급부(24),(28)와, 제1 및 제2반송파 변조부(25),(29)와, 제1 및 제2반송파 출력부(41),(42)를 제어한다.
다음에 제어부(50)가 응답기가 채용하는 방식을 식별하는 동작의 일예를 도 5의 플로우챠트를 참조해서 설명한다.
우선, 식별동작이 기동되면, 스텝 S1에서 제2반송파 출력부(42)를 제어해서 주파수 fL을 갖는 제2반송파의 송출을 금지시키고, 스텝 S5에서 제1반송파 출력부(41)를 제어해서 주파수 fH를 갖는 변조된 제1반송파를 일정시간 송출한다.
다음에 스텝 S10에서 제1반송파 변조부(25)를 제어해서 제1반송파의 변조를 중지시키고, 무변조의 제1반송파의 출력을 계속한다.
그리고, 이 무변조의 제1반송파를 거쳐서 응답기로부터 응답정보(A)가 전달되어오면 제1반송파 검출부(26)로부터 검출신호가 출력되므로 스텝 S15에서 응답정보(A)에 따라서 변조된 제1반송파가 검출되는가 아닌가를 판정한다.
이때, 응답정보(A)에 따라 변조된 제1반송파가 제1반송파 검출부(26)에서 검출되면 스텝 S20으로 진행하고, 응답기는 신호중첩방식을 채용하는 것으로 식별한다.
한편, 스텝 S15에서 일정기간내에 응답기에 의해 변조된 제1반송파가 제1반송파 검출부(26)에 의해 검출되지 않는 경우에는, 스텝 S25로 진행하여 제2반송파를 변조한 신호가 출력된다.
또한, 이때 무변조의 제1반송파는 송출을 계속한다.
따라서, 응답기는 신호분리방식을 채용하는 때 제1반송파를 정류해서 전력을 얻음과 동시에 변조된 제2반송파로부터 정보(Q)를 추출한다.
질문기는, 또한, 다음의 스텝 S30에서 제2반송파 변조부(29)를 제어해서 제2반송파의 변조를 중지시키고, 무변조의 제2반송파를 송출한다.
그리고, 스텝 S35에서 응답기에 의해 변조된 제2반송파를 제2반송파 검출부(35)에서 검출되는가 아닌가를 판단하여 검출되는 경우에는 스텝 S40으로 진행한다.
스텝 S40에서는 제1반송파 변조부(25)를 제어해서 제1반송파의 변조를 중지시킴과 동시에 스텝 S45에서 응답기가 신호분리방식을 채용하는 것으로 식별한다.
또한, 스텝 S35에서 응답기에 의해 변조된 제2반송파를 제2반송파 검출부(35)에 의해 일정기간내에 검출하지 않는 경우에는 스텝 S1으로 복귀한다.
다음에 제어부(50)가 응답기가 채용하는 방식을 식별하는 동작의 다른 예를 도 6의 플로우챠트를 참조해서 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 이 경우에는 스텝 S5로부터 스텝 S15까지의 동작과 스텝 S20으로부터 스텝 S30까지의 동작이 병렬적으로 실행된다.
스텝 S5에서 변조된 제1반송파를 출력시키며, 스텝 S10에서 제1반송파 변조부(25)를 제어해서 제1반송파의 변조를 중지시키고 무변조의 제1반송파를 출력시킨다.
그리고, 스텝 S15에서 복조부(43)의 출력신호를 제어부(50)에 입력시킨다.
한편, 같은 모양으로 스텝 S20에서 변조된 제2반송파를 출력시키고, 스텝 S25에서 제2반송파 변조부(29)를 제어해서 제2반송파의 변조를 중지시킨다.
이에 의해 무변조의 제2반송파가 송신안테나부(30a)로부터 출력된다.
그리고 스텝 S30에서 복조부(44)의 출력신호를 제어부(50)에 입력시킨다.
스텝 S35에서는 복조부(43),(44)로부터 입력되는 검출신호의 유무를 판정한다.
그리고, 복조부(43)로부터만 검출신호가 입력된 경우에는 스텝 S40으로 진행하여 제2반송파의 송출을 중지시킨다.
이때, 질문기는 스텝 S50에서 응답기가 신호중첩방식을 채용하고 있는 것이라고 식별한다.
한편, 제어부(50)에 복조부(44)로부터만 검출신호가 입력된 경우에는, 스텝 S45로 진행해서 제1반송파 변조부(25)를 제어하여 제1반송파의 변조를 중지시킨다.
이때, 응답기는 스텝 S55에서 응답기가 신호분리방식을 채용하고 있는 것이라고 식별한다.
상기한 도 5에 나타내고 있는 동작의 경우는 응답기가 신호중첩방식을 채용하고 있는 것인가 아닌가의 식별을 앞서 행하고, 그후 신호분리방식을 채용하고 있는 것인가 아닌가의 식별을 행한다.
그리고, 앞서서 행해지는 식별에 의해 응답기가 신호중첩방식을 채용하고 있는 것인 때에는 그후의 신호분리방식을 채용하는 것인가 아닌가의 식별은 행해지지 않는다.
이에 대해 도 6에 나타내는 동작의 경우는 신호중첩방식과 신호분리방식의 쌍방에 대해 식별이 행해진다.
이 양 방식의 식별은 병행해서 행해지고, 도 7a에 나타내는 바와 같이 기간 T0∼T1에 동시에 행해도 되지만, 도 7b에 나타내는 바와 같이 신호중첩방식의 식별은 기간 T0∼T3에, 신호분리방식의 식별은 기간 T2∼T4라고 하는 시간적으로 어긋나게 행해도 된다.
또, 제1반송파의 주파수 fH와 제2반송파의 주파수 fL는 통상 소정의 배수관계로 선택되므로, 제1반송파의 주파수 fH가 제2반송파의 주파수 fL의 N배 (N은 자연수)라고 하면 주파수 (fL×N)의 고조파가 제1반송파 검출부(26)에 입력될 가능성이 있고, 신호분리방식을 채용하는 응답기로부터의 응답정보(A)가 착오로 제1반송파 검출부(26)에서 검출되어 제어부(50)가 오인식을 해 버리는 일이 있다.
그러나, 도 7b와 같이 식별기간을 어긋나게 해 두면 적어도 기간 W(T0∼T2)에서는 오인식은 생기지 않는다.
[실시의 형태3]
도 8은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 비접촉형 통신시스템에 사용하는 질문기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 이 질문기는 도 4에 나타낸 질문기와 같은 모양의 구성을 갖지만, 제1반송파 공급부(24)와 제2반송파 공급부(28)와 제1반송파 검출부(26)와 제2반송파 검출부(35)를 구비하지 않고, 송신하는 정보(QH),(QL)이나 응답정보(AH) ,(AL)이 제어부(50)를 거치는 일이 없이 처리되는 점에서 상이한 것이다.
또한, 이상의 실시의 형태에 있어서 정보(데이터)에 따라 반송파를 변조하는 때의 변조방식으로서는 진폭변조(ASK), 위상변조(PSK), 주파수변조(FSK)의 어느것인가 또는 그들의 적어도 2가지의 조합 등의 각종 변조방식을 취할 수가 있다.
그러나, 특히 신호분리방식인때 질문기가 제1반송파를 정보(Q)에 따라 진폭변조하면 응답기가 그것을 정류해서 전력을 얻은 때에 파형(ripple)이 큰 전압이 되어 버린다.
따라서, 특히 진폭변조방식을 채용하는 경우에는 변조도는 크지 않은 쪽이 좋고, 50%정도 이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 이상의 실시형태에서는 신호분리방식에 있어서는 주파수 fH의 무변조의제1반송파를 전력공급용으로 사용하지만, 주파수 fL의 무변조의 제2반송파를 전력공급용으로 사용해도 된다.
즉, 예를들면, 질문기와 응답기 사이의 통신에 있어서, 질문 및 응답의 교환이 완결되면 질문기로부터는 제2반송파의 송신은 중지되지만, 이 중지기간에 주파수 fL의 무변조의 제2반송파를 응답기에 송신하므로서 응답기가 제2반송파를 전력생성용으로 이용할 수가 있다.
또, 신호중첩방식을 채용하는 응답기에 주파수 fL를 갖는 제2반송파를 수신하는 안테나회로를 구비하여 정류기에 접속해 두면 제2반송파를 이용하므로서도 전력의 공급이 가능하다.
또한, 상기한 실시형태에 있어서의 「무변조」,「변조의 중지」,나「송출의 정지(또는 중지)」라는 문구는 전혀 변조되지 않은 경우나 전혀 출력되지 않는 경우만이 아니고, 근소하게 변조되고 있는 경우나 다소 출력되는 경우도 의미한다.
또, 상기한 실시형태에서는 질문을 위한 기간 T1과 응답을 위한 기간 T2는 시간적으로 중복되지 않는 것으로 해서 설명했으나, 이에 한정될 필요는 없고, 기간 T1과 기간 T2는 완전히 중복되어도 상관 없다.
이 경우에는 제어부(50) 등에서 송신한 정보(Q)를 검출된 정보로부터 차감한다고 하는 검출처리에 의해 응답정보(A)를 얻을 수가 있기 때문이다.
또, 상기한 실시형태 2 및 3에 관한 질문기는 데이터송신용의 송신안테나부(27a),(30a)와 데이터수신용의 수신안테나부(27b),(30b)를 구비하고있으나, 이들은 임의로 조합해서 공용하도록 해도 된다.
또한, 상기한 실시형태에 관한 질문기에 있어서는, 안테나부로서 코일 및 콘덴서를 포함하는 동조회로를 사용하고 있으나, 예를들면 집적회로에 내장되는 도체패턴을 안테나부로서 사용하도록 해도 된다.
이상으로 상기한 실시형태에 관한 질문기에 의하면, 응답기가 채용하는 방식에 따라 질문데이터를 송신할 수가 있기 때문에, 방식이 다른 질문기를 가까이 설치할 필요도 없게 되고, 신호의 상호간섭에 의한 사용의 곤란성도 회피할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명은, 신호중첩방식과 신호분리방식의 어느 방식에도 대응할수가 있는 질문기 및 그 질문기를 포함하는 비접촉형 통신시스템을 제공하는 것이다.

Claims (12)

  1. 수신한 전파를 전력으로 변환하는 응답기에 질문데이터를 송신하고, 상기 응답기로부터의 응답데이터를 수신하는 질문기에 있어서,
    제1의 주파수를 갖는 제1의 신호를 질문데이터에 따라 변조시키는 제1의 변조수단(25)과,
    상기 제1의 변조수단에서 변조된 신호를 응답기로 송신하는 제1의 송신수단(27)과,
    제2의 주파수를 갖는 제2의 신호를 질문데이터에 따라 변조시키는 제2의 변조수단(29)과,
    상기 제2의 변조수단에서 변조된 신호를 응답기로 송신하는 제2의 송신수단(30)과,
    상기 응답기로 응답데이터에 따라 변조된 신호를 수신하는 수신수단(27, 38)과,
    상기 수신수단으로 수신된 신호에 따라 제1 또는 제2의 변조수단의 어느 것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택수단(23, 26, 31, 32, 35)을 구비한 질문기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택수단(23, 26, 31, 32, 35)은,
    상기 제1의 주파수를 가짐과 동시에 상기 응답데이터에 따라 변조되고, 상기 응답기로부터 송신된 신호를 검출하는 제1의 검출수단(26)과,
    상기 제2의 주파수를 가짐과 동시에 상기 응답데이터에 따라 변조되고, 상기 응답기로부터 송신된 신호를 검출하는 제2의 검출수단(35)과,
    상기 제1 및 제2의 검출수단으로 검출된 신호에 따라 상기 제1 또는 제2의 변조수단의 어느 것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 판별수단(32)을 포함하는 질문기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판별수단(32)은, 상기 제1의 검출수단에서 상기 응답기로부터 송신된 신호가 검출된 때에는 상기 제2의 변조수단을 불활성화시키고, 상기 제2의 검출수단에서 상기 응답기로부터 송신된 신호가 검출된 때에는 상기 제1의 변조수단을 불활성화시키는 질문기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2의 주파수는 상기 제1의 주파수의 1/N배(N은 자연수)인 질문기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택수단(23, 26, 31, 32, 35)이 상기 제1의 변조수단(25)을 활성화시킨 때에는 상기 제1의 변조수단(25)에 상기 제1의 신호를 질문데이터에 따라 간헐적으로 변조시킴과 동시에, 상기 선택수단(23, 26, 31, 32, 35)이 상기 제2의 변조수단(29)을 활성화시킨 때에는 상기 제2의 변조수단(29)에 상기 제2의 신호를 질문데이터에 따라 간헐적으로 변조시키는 제어수단(39)을 또한 구비한 질문기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 변조수단(25, 29)은, 상기 제1 및 제2의 신호를 각각 진폭변조, 위상변조, 주파수변조의 어느 것인가 또는 그들의 적어도 2개의 조합에 의해 변조하는 질문기.
  7. 제1의 주파수를 갖고, 응답기에 전력 및 질문데이터를 공급하기 위한 제1의 신호를 송신하는 제1의 송신수단(24, 25, 27)과,
    상기 제1의 주파수를 갖고 응답기에 전력을 공급하기 위한 제2의 신호, 및 제2의 주파수를 갖고 상기 질문데이터에 따라 변조된 제3의 신호를 응답기에 송신하는 제2의 송신수단(24, 27∼30)과,
    상기 응답기로부터 송신된 응답데이터에 따라 상기 제1 또는 제2의 송신수단의 어느 것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택수단(26, 32, 35, 38, 50)을 구비한 질문기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 선택수단(26, 32, 35, 38, 50)은,
    상기 응답기에 의해 응답데이터에 따라 변조되어 송신된 상기 제1의 신호를 검출하는 제1의 검출수단(26)과,
    상기 응답기에 의해 응답데이터에 따라 변조되어 송신된 상기 제3의 신호를 검출하는 제2의 검출수단(35)을 포함하는 질문기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1의 검출수단(26)으로 검출된 신호를 복조하는 제1의 복조수단(43)과,
    상기 제2의 검출수단(35)으로 검출된 신호를 복조하는 제2의 복조수단(44)과,
    상기 제1 또는 제2의 복조수단으로 복조된 데이터로부터 상기 질문데이터를 차감하므로서 응답데이터를 생성하는 응답데이터생성수단(50)을 또한 구비한 질문기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1의 주파수와 제2의 주파수는 한쪽이 다른쪽의 M/N배(M,N은 자연수)인 질문기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 선택수단(26, 32, 35, 38, 50)은 상기 제1의 송신수단(24, 25, 27)을선택적으로 활성화시키는 때 상기 제2의 송신수단(28, 30)에 상기 제2의 신호를 송신시키는 질문기.
  12. 질문기(20)와,
    상기 질문기로부터 송신된 전파를 수신해서 전력을 생성함과 동시에, 상기 질문기로부터 송신된 데이터에 대한 응답데이터를 상기 질문기에 송신하는 응답기(90, 100)를 구비하고,
    상기 질문기(20)는 제1의 주파수를 갖고, 상기 응답기에 전력 및 상기 데이터를 공급하기 위한 제1의 신호를 송신하는 제1의 송신수단(24, 25, 27)과,
    상기 제1의 주파수를 갖고, 상기 응답기에 전력을 공급하기 위한 제2의 신호, 및 제2의 주파수를 갖고, 상기 응답기에 상기 데이터를 공급하기 위한 제3의 신호를 송신하는 제2의 송신수단(24, 27∼30)과,
    상기 응답기로부터 송신된 상기 응답데이터에 따라 상기 제1 또는 제2의 송신수단의 어느 것인가 한쪽을 선택적으로 활성화시키는 선택수단(32, 50)을 포함하는 비접촉형 통신시스템.
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