WO2010146725A1 - 無線ｉｃタグ、該無線ｉｃタグを用いた管理システム - Google Patents

無線ｉｃタグ、該無線ｉｃタグを用いた管理システム Download PDF

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WO2010146725A1
WO2010146725A1 PCT/JP2009/067681 JP2009067681W WO2010146725A1 WO 2010146725 A1 WO2010146725 A1 WO 2010146725A1 JP 2009067681 W JP2009067681 W JP 2009067681W WO 2010146725 A1 WO2010146725 A1 WO 2010146725A1
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wireless
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communication
data
writing
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PCT/JP2009/067681
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English (en)
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Inventor
加賀規矩男
芦澤重夫
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三智商事株式会社
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    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G—PHYSICS
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G06K19/0724—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement being a circuit for communicating at a plurality of frequencies, e.g. for managing time multiplexed communication over at least two antennas of different types

Definitions

  • the present invention relates to an RFID tag, a wireless IC tag called the RFID tag, and a management system using the IC tag, and particularly, a wireless IC tag capable of storing a large amount of data and having a wide communication area. And a product management system using the wireless IC tag.
  • This nonvolatile memory device includes a power supply unit that receives an external radio wave and resonates with it to generate a current, an antenna unit for wireless communication, and a control unit that controls them (Patent Document 1). .
  • the non-volatile memory device disclosed in Patent Document 1 is compared with an EEPROM or the like conventionally used for an IC tag, the number of rewrites, a low write voltage, no power supply, long service life, cell There are advantages in various aspects such as small size.
  • one IC tag has a storage capacity of about 8 Kbytes, and functions as a storage device as well as a CPU as an arithmetic device.
  • This passive type wireless IC tag also called an RFID tag, is induced by an antenna using a 135 kHz LF band applied to a coil antenna and a 13.56 MHz HF band using a magnetic field generated around the antenna as a transmission medium. It communicates with the outside by the induced electromotive force.
  • the communication using the LF band and the HF band described above can be performed stably, it cannot be said that the communication range is wide and is not suitable for mobile communication.
  • the present invention is a wireless IC tag having a small antenna and a wide communication range, and has a communication function according to characteristics of each frequency band desired to be used from the LF band to the UHF band.
  • An object of the present invention is to provide a wireless IC tag having a large-capacity memory, and to provide a management system for products and the like using the wireless IC tag.
  • the present invention is a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives radio waves from the outside and resonates with the current.
  • the antenna portion of the ferroelectric memory performs communication in a long frequency band exceeding the UHF band, and the data is stored in the ferroelectric memory, and the UHF band communication is performed for the UHF band communication. It is performed by an antenna chip, and the data is stored in the ferroelectric memory.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric having an antenna unit for receiving radio waves from the outside and generating a current by resonating with the radio wave in a predetermined frequency band, and UHF band communication
  • the antenna chip is mounted on a substrate via a control unit, and these are covered with an insulating material.
  • the periphery of the wireless IC tag is characterized by being coated with an anti-alkaline thermoplastic resin material.
  • peripheral portion of the wireless IC tag is characterized in that a polyamide resin material is covered with a thermoplastic resin material reinforced with glass fiber and an inorganic filler.
  • the wireless IC tag is characterized by being formed in substantially the same shape and weight as the aggregate kneaded in the cement product.
  • the covering for covering the wireless IC tag is characterized in that a concave portion is formed and cement enters the concave portion to strengthen the bond with the cement.
  • the wireless IC tag is characterized in that it is electrically connected to a battery that is charged in a non-contact manner from a charging device.
  • the battery is characterized in that it is a battery that is charged in a non-contact manner by radio waves in a predetermined frequency band from a charging device.
  • the battery is characterized by being mounted on a substrate.
  • a charging device for charging a battery is provided in a writing / reading device.
  • the wireless IC tag is characterized in that it is electrically connected to a power generation mechanism that generates power by vibration, heat, or radio waves.
  • the power generation mechanism is mounted on a substrate.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication and an antenna chip for UHF band communication are electrically connected and mounted on a substrate, and the UHF band by a data writing / reading device The antenna portion of the ferroelectric memory performs communication in a long frequency band exceeding the frequency range and stores the data in the ferroelectric memory, and the UHF band communication by the data writing / reading device is performed by the antenna chip for UHF band communication.
  • the wireless IC tag for storing data in the ferroelectric memory is mounted on a management object by attaching, bonding, embedding, carrying, etc. Respect equipped with wireless IC tag, wherein the data write or read in the write-read device.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication and an antenna chip for UHF band communication are electrically connected and mounted on a substrate and charged without contact from a charging device.
  • communication in a long frequency band exceeding the UHF band by a data writing / reading device is performed by the antenna portion of the ferroelectric memory, and data is stored in the ferroelectric memory.
  • UHF band communication by the data writing / reading device is performed by the antenna chip for UHF band communication, and the data is stored in the ferroelectric memory Attached to the wireless IC tag management objects to be stored, adhesion, embedding, mounting the portable or the like, the wireless IC tag the mounting, characterized in that data write or read in the write-read device.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication, an antenna chip for UHF band communication, and a substrate are mounted on a substrate, and a power generation mechanism that generates power by vibration, heat, or radio waves is electrically used.
  • communication of a long frequency band exceeding the UHF band by the data writing / reading device is performed by the antenna portion of the ferroelectric memory, and the data is stored in the ferroelectric memory and the data writing is performed.
  • Communication in UHF band by reader using antenna chip for UHF band communication and storing data in ferroelectric memory Attached to the management object to the wireless IC tag to, adhesion, embedding, mounting the portable or the like, the wireless IC tag the mounting, characterized in that data write or read in the write-read device.
  • a wireless IC tag is mixed in the manufacturing process of a cement product in which cement, aggregate, water, etc. are kneaded, and the product characteristic value of the cement product is obtained by an automatic measuring device arranged in the measurement process of the cement product in the wireless IC tag.
  • the IC tag writing device connected to the automatic measuring device measures and writes the product characteristic value measured by the automatic measuring device and the manufacturing information such as the date of manufacture, and the cement product is placed on site to form a structure. Thereafter, data writing or reading is performed on the wireless IC tag in the structure by a writing / reading device.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication with a predetermined frequency band and a UHF band communication antenna chip are electrically connected and mounted on a substrate to write data.
  • the communication of a long frequency band exceeding the UHF band by the reading device is performed by the antenna portion of the ferroelectric memory and the data is stored in the ferroelectric memory, and the UHF band communication by the data writing / reading device is performed by the UHF.
  • the ferroelectric memory and the existing UHF band communication antenna are used.
  • a hybrid wireless IC tag capable of performing frequency band communication exceeding the UHF band, such as VHF band, HF band, MF band, LF band and the like, and UHF band communication by simply connecting the tena chip electrically.
  • the LF band is used when stable communication is required without resetting the communication frequency of the wireless IC tag by performing communication using the hybrid wireless IC tag.
  • Both equal frequency band communication and UHF band communication used when a wide communication range is required, and data written by a writing / reading device is stored in a large-capacity ferroelectric memory Can be made.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric having an antenna unit for receiving radio waves from the outside and generating a current by resonating with the radio wave in a predetermined frequency band, and UHF band communication
  • the antenna chip is mounted on the substrate via the control unit, and these are covered with an insulating material.
  • the control unit mounted on the ferroelectric memory for example, the new reliability of the LF band is high.
  • the periphery of the wireless IC tag is coated with an anti-alkaline thermoplastic resin material, so that even if the wireless IC tag is put into a cement product such as ready-mixed concrete, the wireless IC tag is a strongly alkaline cement product.
  • a wireless IC tag suitable for product management of a cement product, a concrete structure, or the like can be provided without being damaged due to dissolution or the like.
  • the peripheral portion of the wireless IC tag is formed by coating a polyamide resin material with a thermoplastic resin material reinforced with glass fiber and an inorganic filler.
  • a wireless IC tag suitable for managing products such as cement products and concrete structures.
  • the wireless IC tag is put into the cement product by being formed in substantially the same shape and the same weight as the aggregate kneaded in the cement product, it can be evenly dispersed in the cement product.
  • the cover that covers the wireless IC tag is formed with a concave portion, and cement enters the concave portion to strengthen the bond with the cement, so that when the wireless IC tag is put into the cement product, Affinity can be increased, and there is no possibility that the concrete structure will be damaged from the embedded portion of the wireless IC tag when it is placed on the concrete structure.
  • the wireless IC tag is electrically connected to a battery that is charged in a non-contact manner from a charging device, so that the wireless IC tag is wired to the wireless IC tag as in the case where the wireless IC tag is embedded and attached to a concrete structure. Even when the wireless IC tag is located in a place where it is difficult to supply electricity, it can be charged wirelessly from the outside. Therefore, a wireless rechargeable wireless IC tag can be provided.
  • a battery is a battery that is charged in a non-contact manner by radio waves of a predetermined frequency band from a charging device, so that it can be charged by radio waves from a wireless communication device or other transmitting device. For example, charging using electromagnetic induction Compared to the above, there is no fear of heat generation, and non-contact charging can be performed safely.
  • a battery can be provided on a substrate to provide a small-sized wireless IC tag that can be modularized and charged.
  • the charging device for charging the battery can be charged to the wireless IC tag by using data writing to or reading from the wireless IC tag by being provided in the data writing / reading device.
  • the wireless IC tag is electrically connected to a power generation mechanism that generates power by vibration, heat, or radio waves, so that the wireless IC tag is embedded in and attached to a concrete structure or bridge. Even if the wireless IC tag is located in a place where it is difficult to supply electricity by wire, the wireless IC tag self-generates with external energy such as vibration, heat, radio waves, etc., and stores the generated power as necessary. be able to. Therefore, a self-power generation type wireless IC tag can be provided.
  • the power generation mechanism can provide a small-sized wireless IC tag capable of modularized power generation by being mounted on a substrate.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication and an antenna chip for UHF band communication are electrically connected and mounted on a substrate, and the UHF band by a data writing / reading device The antenna portion of the ferroelectric memory performs communication in a long frequency band exceeding the frequency range and stores the data in the ferroelectric memory, and the UHF band communication by the data writing / reading device is performed by the antenna chip for UHF band communication.
  • the wireless IC tag for storing data in the ferroelectric memory is mounted on a management object by attaching, bonding, embedding, carrying, etc.
  • a writing / reading device By writing or reading data with a writing / reading device to the mounted wireless IC tag, the writing / reading device, such as factory shipment management, management of books and documents stored in cabinets, traffic management of people and vehicles, etc.
  • the communication distance from the vehicle changes, a large amount of data can be written and read quickly and reliably, and a management system suitable for quick management and long-term management can be provided.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication and an antenna chip for UHF band communication are electrically connected and mounted on a substrate and charged without contact from a charging device.
  • communication in a long frequency band exceeding the UHF band by a data writing / reading device is performed by the antenna portion of the ferroelectric memory, and data is stored in the ferroelectric memory.
  • UHF band communication by the data writing / reading device is performed by the antenna chip for UHF band communication, and the data is stored in the ferroelectric memory
  • the wireless IC tag to be stored is mounted on a management object by sticking, bonding, embedding, carrying, etc., and in addition to the above effect by writing or reading data on the mounted wireless IC tag with a writing / reading device, external Because it is possible to charge wirelessly from the place where the wireless IC tag or a device connected to the wireless IC tag is difficult to supply electricity to the wireless IC tag, such as when a wireless IC tag is embedded in a concrete structure. Even when the wireless IC tag is located, the system capable of providing necessary power can be used.
  • a wireless IC tag capable of writing / reading data by wireless communication with a writing / reading device, which receives a radio wave from the outside and resonates with it to generate a current and a predetermined frequency band.
  • a ferroelectric memory using a ferroelectric substance having an antenna unit for wireless communication, an antenna chip for UHF band communication, and a substrate are mounted on a substrate, and a power generation mechanism that generates power by vibration, heat, or radio waves is electrically used.
  • the connected wireless IC tag For the connected wireless IC tag, communication of a long frequency band exceeding the UHF band by the data writing / reading device is performed by the antenna portion of the ferroelectric memory, and the data is stored in the ferroelectric memory and the data writing is performed. ⁇ Communication in UHF band by reader using antenna chip for UHF band communication and storing data in ferroelectric memory
  • the wireless IC tag is mounted on a management object by sticking, bonding, embedding, carrying, etc., and data is written to or read from the mounted wireless IC tag by a writing / reading device.
  • the wireless IC tag can be charged by self-power generation, so that electricity can be supplied from the outside to the wireless IC tag or a device connected to the wireless IC tag as in the case where the wireless IC tag is embedded in a concrete structure. Even when the wireless IC tag is located in a difficult place, the system capable of generating necessary power can be used.
  • a wireless IC tag is mixed in the manufacturing process of a cement product in which cement, aggregate, water, etc. are kneaded, and the product characteristic value of the cement product is obtained by an automatic measuring device arranged in the measurement process of the cement product in the wireless IC tag.
  • the IC tag writing device connected to the automatic measuring device measures and writes the product characteristic value measured by the automatic measuring device and the manufacturing information such as the date of manufacture, and the cement product is placed on site to form a structure. After that, by writing data to or reading data from the wireless IC tag in the structure with a writing / reading device, it is possible to quickly relate to the origin of the cement product, the kneading ratio, and the data related to the structure after placement. In addition, it can reliably write and read large volumes of data, and is a concrete quality control system suitable for rapid management and long-term management. It can provide Temu, contribute to and thus of the concrete structure safety and the like.
  • FIG. 1 is a perspective view of a hybrid type wireless IC tag according to a first embodiment of the present invention. Sectional drawing of the radio
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the wireless IC tag shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in the short-side direction of the wireless IC tag shown in FIG. 4. It is a schematic diagram which shows the example of the management system using the radio
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a charging system using the wireless IC tag illustrated in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a perspective view of a hybrid wireless IC tag of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the wireless IC tag of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a management system using the wireless IC tag of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of charging of the wireless IC tag shown in FIG. 8
  • FIG. 10 is a hybrid wireless tag of the present invention. It is a perspective view of 3rd embodiment of an IC tag.
  • a wireless IC tag 1 of the present invention showing a configuration diagram of an embodiment of the present invention is a storage device capable of writing and reading data, also called an RFID tag, and uses a ferroelectric as a memory element for the IC tag.
  • This is a hybrid type wireless IC tag in which FeRAM called a ferroelectric memory and a UHF band communication antenna chip 4 that receives radio waves in the UHF band are electrically connected and mounted on one substrate 2.
  • the wireless IC tag 1 includes a FeRAM chip 3 mounted with FeRAM using a ferroelectric material as a memory element for an IC tag, and a UHF band communication antenna chip 4 that receives radio waves in the UHF band.
  • the UHF band communication antenna chip 4 is constructed by a wiring 21 so that data can be exchanged with each other.
  • the FeRAM type constituting the FeRAM chip 3 may be any type, and may be either a capacitor type or a transistor type.
  • a passive type FeRAM that rectifies radio waves for data access from outside without using a power source and uses it as a power source.
  • the FeRAM chip 3 includes a FeRAM that is a nonvolatile memory using a ferroelectric, a power supply unit that receives electric waves from the outside instead of incorporating a battery for driving, and generates a current by resonating with the radio wave, A film-like antenna unit for wireless communication and a control unit for controlling the FeRAM chip 3 and the UHF band communication antenna chip 4 are mounted.
  • the number of rewrites of this FeRAM is about 10 5 times that of the EEPROM, whereas FeRAM has an excellent performance of 10 13 times or more. It has.
  • the writing voltage is 12V in the conventional EEPROM, whereas FeRAM can be written at a very low voltage of DC1.1V to 3V, and externally without incorporating a battery in the wireless IC tag.
  • a passive type equipped with a power supply unit that resonates with the radio wave and generates power is sufficient, and has a writing speed 5000 times that of an EEPROM used in a conventional IC tag. Data storage period is as long as 10 years or more. Further, even in the case of rewrite access, most of the conventional EEPROM and flash memory are written in units of blocks, whereas FeRAM has an advantage that data can be written randomly in units of words.
  • the control unit can make additional settings so that the information once written can not be falsified, but it can also be set so that it cannot be overwritten, and data can be written and read using an encrypted protocol. Is good. Therefore, in a memory capacity of about 8 KB, various data can be written / read by wireless communication with the reader / writer 6 as a writing / reading device each time.
  • the radio wave band that can be wirelessly communicated by the FeRAM chip 3 can be freely set and can be used from the LF band to the UHF band suitable for small-sized wireless communication, but the antenna unit can perform stable communication by surface waves. It is suitable to set the communication in the LF band, which has low directivity, is relatively unaffected by water, dust, and metal and can perform highly reliable data communication. It may be set for frequency band communication of VHF band, HF band, and MF band.
  • the data reading / writing communication distance using the reader / writer 6 is set to UHF band communication having a wide communication area of several meters.
  • the UHF band communication antenna chip 4 is mounted.
  • the UHF band communication antenna chip 4 only needs to have a function of only the UHF band communication antenna.
  • an existing UHF memory chip having a small memory capacity is mounted, and this UHF memory chip is used as the UHF band communication antenna. By using it, the hybrid wireless IC tag 1 can be provided at low cost.
  • the control unit mounted on the FeRAM chip 3 controls the FeRAM chip 3 and the UHF band communication antenna chip 4. Depending on the communication frequency band of the reader / writer 6 as a reading / writing device, communication is performed with the antenna unit of the FeRAM chip 3 or the UHF band communication antenna chip 4, and the transmitted data is controlled by the control unit. 3 large capacity memory.
  • the antenna unit of the FeRAM chip 3 receives this radio wave, and the control unit stores the transmitted data in the memory unit of the FeRAM chip 3.
  • the control unit stores the transmitted data in the memory unit of the FeRAM chip 3.
  • the control unit may be provided separately from the FeRAM chip 3, and the circuit may be constructed via the control unit for the FeRAM chip 3 and the UHF band communication antenna chip 4.
  • a management flag that can be read by the reader / writer 6 is stored in advance in the FeRAM chip 3 of the wireless IC tag 1 or at the time of writing, and this management flag is set when information is written / read by the reader / writer 6. By reading, it is possible to identify the wireless IC tag 1 constituting a predetermined management system. If necessary, the wireless IC tag 1 is equipped with an anti-collision function, so that a situation in which communication is not possible due to interference even when a plurality of wireless IC tags 1 are located in the vicinity can be prevented.
  • the wireless IC tag 1 is covered with an insulator 5 made of an insulating material so that the substrate 2 on which each chip is mounted is protected from being damaged when affixed, embedded, or carried on a managed object.
  • the insulating material forming the insulator 5 is preferably a plastic resin or the like.
  • the insulator 5 may cover the top of the substrate 2 or may be resin-molded so as to coat the entire substrate 2.
  • the wireless IC tag 15 includes a wireless IC tag 1 according to the first embodiment, in which a battery that can be charged by wireless communication is provided, and includes a charging mechanism. It is. Then, for example, as shown in FIG. 9, the battery is charged by communication from a reader / writer 6 equipped with a charging device or also serving as a charging device. Other configurations are the same as those of the wireless IC tag 1 of the first embodiment.
  • the wireless IC tag 15 can be charged by wireless communication with an FeRAM chip 3 equipped with FeRAM using a ferroelectric material as a memory element for an IC tag, and a UHF band communication antenna chip 4 that receives radio waves in the UHF band.
  • a battery 16 is mounted.
  • the battery is charged.
  • the accumulated electric power is used as a power source for driving the wireless IC tag 15 or a device connected to the wireless IC tag 15.
  • the battery 16 is charged when a wireless IC tag 15 embedded in a concrete structure or the like and a reader / writer 6 equipped with a charging device perform wireless communication.
  • the charging method is such that a coil is disposed in the charging device and the battery, and when a current is passed through the coil on the charging device side, the current is supplied to the coil on the battery side that forms a pair. It may be based on a system using electromagnetic induction for storing the flow. Further, the charging device may be prepared separately without being mounted on the reader / writer 6. Further, the battery 16 may not be disposed on the substrate 2 and may be electrically connected to the wireless IC tag.
  • this wireless IC tag 17 is a wireless IC tag provided with a power generation mechanism for self-power generation in the wireless IC tag 1 of the first embodiment.
  • Other configurations are the same as those of the wireless IC tag 1 of the first embodiment.
  • a FeRAM chip 3 equipped with FeRAM using a ferroelectric substance as a memory element for the IC tag, a UHF band communication antenna chip 4 that receives a radio wave in the UHF band, and a power generation mechanism 18 are mounted.
  • the power generation mechanism 18 is disposed on the substrate and is electrically connected to the FeRAM chip 3 and various devices as necessary.
  • the power generation mechanism 18 is a vibration power generation element that generates power by vibration, and generates relatively weak electricity by human motion, vibration due to driving of the device, vibration due to passing of a building or a bridge through a vehicle, and the like.
  • the electric power generated by the power generation mechanism may be used as it is, or may be stored in a secondary battery provided in the power generation mechanism.
  • the power generation mechanism 18 is used as a power source for driving a wireless IC tag or a device connected to the wireless IC tag.
  • the power generation mechanism 18 when a person carrying the wireless IC tag 17 operates, or a concrete structure.
  • the power generation mechanism 18 is not limited to the vibration power generation element, but may be a mechanism that generates power by heat from the outside as a thermoelectric element, or generates power by external radio waves such as RF waves.
  • a power generation mechanism by wireless communication may be used, and a mechanism using various external energies generally called harvester technology can be used.
  • the power generation mechanism 18 may not be disposed on the substrate 2 and may be electrically connected to the wireless IC tag 17.
  • a wireless IC tag 8 in which the wireless IC tag 1 is covered with a covering 9 for use in a concrete quality control system for managing cement products and concrete structures to be described later.
  • This wireless IC tag 8 is also introduced into the cement product in the cement system manufacturing process in which the management object is a cement product and a concrete structure, and water, aggregate and cement are kneaded in the cement factory. It is intended for systems intended to manage cement products and concrete structures after placement. Therefore, the wireless IC tag is required to have an affinity with cement, dispersibility after loading, and strength and shape suitable for reading and writing data at the time of loading and after placing.
  • the wireless IC tag 8 covers the wireless IC tag 1 with a covering 9.
  • a recess 91 is processed on the surface of the covering 9.
  • a plurality of fine recesses provided on the surface of the covering body 9 are formed by dimple processing, and the cement product sinks into the recess, and adhesion and affinity between the wireless IC tag 1 and the cement product can be obtained.
  • the strength of the wireless IC tag 1 can be increased by forming the recess 91.
  • 25 dimples are applied to both sides of the wireless IC tag, and a total of 50 dimples are applied. May be.
  • the depth of the concave portion in the present embodiment is about 0.2 to 0.5 mm, but is not limited thereto.
  • the concave portion 91 is not limited to dimple processing, and a concave portion may be formed by forming a concave hole on the surface of the covering body 9, curving the covering body 9, or forming the covering body 9 in a concave lens shape.
  • the specific gravity of the wireless IC tag 1 is preferably in the range of 1.3 to 1.9, which is close to the specific gravity of the aggregate, and in this embodiment, the specific gravity is 1.5. According to the dispersion test of the wireless IC tag 8 in the concrete, if the wireless IC tag 8 is formed with a specific gravity of 1.3 or less, the wireless IC tag 8 may float in the cement product and be exposed to the surface of the cement product. When formed with specific gravity, the wireless IC tag 1 sinks or is unevenly distributed without being dispersed in the cement product. It has been confirmed that the wireless IC tag 1 formed at a specific gravity of about 1.5 is most evenly distributed near the surface of the cement product.
  • the size of the wireless IC tag 8 is preferably about the same size as the aggregate.
  • the wireless IC tag 8 is formed into a substantially elliptical sphere (saddle shape) having a longitudinal direction of 17 mm and a lateral direction of 12 mm, and cement. The affinity with the product is increased so that it does not sink in the cement product.
  • the covering body 9 is formed of a thermoplastic resin material and covers the wireless IC tag 1 so as to be positioned at the center of the covering body 9. Specifically, the covering 9 can withstand the strong alkalinity of cement having a pH of 12.0 to 13.0, and can withstand the temperature of about 100 ° C. when the aggregate, water, and cement are kneaded, and is an anti-alkali resin material. Is used.
  • a reny material (Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) reinforced with polyamide MXD6 with non-permeable glass fiber, inorganic filler, etc. is used as a covering body 9, and the wireless IC tag main body is covered with this covering body 9 for injection molding. did.
  • the wireless IC tag 8 can withstand an average of 197 kgf when loaded from the longitudinal direction and at least an average of 148 kgf when loaded from the short side.
  • the average expansion coefficient is 0.49.
  • thermoplastic resin material used for the covering 9 may be a urethane resin, a vinyl chloride resin, a styrene resin, an olefin resin, or a polyester resin in addition to a polyamide resin.
  • the wireless IC tag covered with the cover 9 is the wireless IC tag 15 including the battery 16 that can be charged wirelessly from the outside, and the wireless IC tag 17 including the power generation mechanism 18 in addition to the wireless IC tag 1 described above. May be.
  • a management system using the wireless IC tag 1 will be described below with some examples.
  • the FeRAM chip 3 and the UHF band communication antenna chip 4 constituting the wireless IC tag 1 are mounted on the substrate 2 as shown in FIG. 1, and as shown in FIG.
  • the FeRAM chip 3 and the UHF band communication antenna chip 4 are constructed so that data can be exchanged with each other.
  • Each antenna unit can communicate with the reader / writer 6 in the LF wave or UHF wave frequency band.
  • the reader / writer 6 is a device that is capable of data communication with the wireless IC tag 1 by switching the frequency band of either LF wave or UHF wave or both frequency bands. Are read and written by wireless communication.
  • the antenna portion of the FeRAM chip 3 or UHF band communication antenna chip 4 of the wireless IC tag 1 corresponding to the frequency band output from the reader / writer 6 receives the data.
  • Data is stored in the memory of the FeRAM chip 3.
  • the FeRAM chip 3 or the UHF band communication antenna chip 4 of the wireless IC tag 1 corresponding to the frequency band output from the reader / writer 6 receives the signal.
  • the data stored in the FeRAM chip 3 is output to the reader / writer 6 from the antenna unit.
  • the data read by the reader / writer 6 may be stored in the computer 7.
  • a concrete quality management system will be described with reference to FIG. 7 as an example of a management system using the wireless IC tag 1 having such a configuration.
  • a process for producing a cement product in which a large number of wireless IC tags 8 in an initial state in which a wireless IC tag 1 is covered with a covering body 9 is prepared and kneaded with aggregates such as cement, gravel, water, etc.
  • aggregates such as cement, gravel, water, etc.
  • the automatic measuring device placed in the measurement process of cement product makes product characteristics such as cement product water / cement ratio, cement admixture, temperature, etc.
  • the IC tag writing device 11 connected to the automatic measuring device automatically measures the manufacturing information including the product characteristic value and the manufacturing date measured by the automatic measuring device on the wireless IC tag 1 that is mixed. To write. Further, the manufacturing information written in the wireless IC tag 1 is simultaneously recorded in the central management server 12 that centrally manages the concrete quality control system, and the data is coordinated in related organizations such as the computer 10 of the concrete company.
  • the cement product mixed with the wireless IC tag 8 is placed on the mixer truck 13, and the person in charge of transportation information such as the transportation date is incorporated into a PDA (personal digital assistant) and is encrypted in advance.
  • the data is written in the wireless IC tag 8 mixed in the cement product with the mixer 13 by a reader / writer set to perform wireless communication.
  • the person in charge at the site uses the reader / writer 14 incorporated in the PDA to wirelessly receive the reception information such as the date and time of acceptance, the test result, and the confirmation of mixing with an encrypted signal.
  • a cement product mixed with the wireless IC tag 1 is placed to form a concrete structure.
  • the structure information such as the bar arrangement data etc. is used from time to time using the reader / writer 14 for the wireless IC tag 8 located in each work area and part of the concrete structure. Can be recorded by appending.
  • the reader / writer 14 incorporated in the PDA set to wirelessly communicate with a pre-encrypted signal is used to connect the wireless IC tag 8 in the concrete structure.
  • Various recorded information can be read.
  • the centralized management server 12 described above controls information written in the wireless IC tags 1 at a number of sites, and can be used by site contractors, construction clients, users, various industry organizations, etc. as necessary. This information is provided.
  • the shipping management system using the wireless IC tag 1 attaches the wireless IC tag 1 to a product, writes product information, manufacturing information, delivery destination information, etc. with a reader / writer 6 at the time of factory shipment or product manufacturing. It can be used in a distribution management system for product delivery destination management and product traceability.
  • information is written through the UHF band communication antenna chip 4 which has a wide communication range and is suitable for mobile communication, and after shipment, the antenna of the FeRAM chip 3 by a handy type reader / writer used in the frequency band of the LF band. Information can be read and written through the section.
  • the book and document management system using the wireless IC tag 1 attaches the wireless IC tag 1 to a book or document in a library or cabinet, and the reader / writer 6 classifies information of the book or document at the time of entry / exit or sale / rent. It is possible to write in / out information, the borrower's ID, etc., and use it in a library management system for library lending management and corporate document management.
  • a library or the like a storage location of a book or document is searched from classification information via a UHF band communication antenna chip 4 having a wide communication range, and at the time of lending or selling, a FeRAM chip 3 is used by a handy type reader / writer used in the frequency band of the LF band. Information can be read and written via the antenna section of the.
  • the traffic amount management system using the wireless IC tag 1 allows the wireless IC tag 1 to be carried by a person or a vehicle, and the reader / writer 6 writes and reads identification information and the like when passing the observation point where the reader / writer 6 is installed. It can be used in a management system for traffic volume, passage history survey and current location information provision.
  • communication is performed via the UHF band communication antenna chip 4, and reliable data communication such as a railway ticket gate is required
  • information can be read and written via the antenna portion of the FeRAM chip 3.
  • examples of the management system are not limited to those described above, and the wireless IC tag can be used for various management systems by being attached to, embedded in, or carried on an object.
  • the wireless IC tag used in the management system may be the wireless IC tag 15 including the battery 16 that can be wirelessly charged from the outside, and the wireless IC tag 17 including the power generation mechanism 18 in addition to the wireless IC tag 1 described above. Good.
  • frequency band communication exceeding the UHF band such as VHF band, HF band, MF band, and LF band, and UHF band communication are performed.
  • a hybrid type wireless IC tag that can be used, and by performing communication using this hybrid type wireless IC tag, the wireless IC tag can be stable without resetting the communication frequency of the wireless IC tag.
  • LF band equal frequency band communication used when communication is required and UHF band communication used when a wide communication range is required, and written by a writing / reading device Data can be stored in a large capacity ferroelectric memory.

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Abstract

【課題】アンテナを小型化でき通信範囲の広い無線ＩＣタグであって、ＬＦ帯からＵＨＦ帯に及ぶ幅広 い帯域の特性に応じた通信機能を有するとともに大容量メモリを備えた無線ＩＣタグを提供すること。　【解決手段】　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップとを連結させて基板上に実装し、ＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、ＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行い、前記データを前記強誘電体メモリに記憶させることを特徴とする無線ＩＣタグ。

Description

無線ＩＣタグ、該無線ＩＣタグを用いた管理システム
　本発明は、ＲＦＩＤタグと該ＲＦＩＤタグと呼ばれる無線ＩＣタグと該ＩＣタグを用いた管理システムに関するものであり、特に、大容量データの蓄積が可能であって、広い通信エリアをもつ無線ＩＣタグと該無線ＩＣタグを用いた製品管理システムに関するものである。
　近年、ＩＣタグ用のメモリ素子として強誘電体を利用したＦｅＲＡＭを用いた不揮発性記憶装置が開発されている。この不揮発性記憶装置は、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と、無線通信するためのアンテナ部と、これらを制御する制御部とからなる（特許文献１）。
　特許文献１に示された不揮発性記憶装置は、従来ＩＣタグに用いられていたＥＥＰＲＯＭ等と比較し、書換回数、書き込み電圧の低さ、電源が不要であること、使用寿命の長さ、セルサイズが小型である等、様々な面で利点がある。そして現在、一個のＩＣタグは、約８Ｋｂｙｔｅの記憶容量を有し、それ自身が記憶装置として機能するとともに、演算装置としてのＣＰＵとして機能するようになっている。
　ＲＦＩＤタグとも呼ばれるこの電磁誘導方式によるパッシヴ型の無線ＩＣタグは、コイルアンテナに印加する１３５ｋＨｚのＬＦ帯、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯により、アンテナ周囲に発生する磁界を伝送媒体とし、アンテナに誘起される誘導起電力により外部と通信を行うものである。
　しかしながら、上述のＬＦ帯やＨＦ帯を用いた通信は、安定した通信が可能ではあるが、通信範囲が広いとはいえず、また、移動通信に適したものとはいえなかった。特に、コンクリートを用いて施工される建築物や、建築現場のように大型の施設において無線ＩＣタグを用いた品質管理を行う場合には、できるだけ広い通信範囲を有する通信を行いたい等のように、管理する対象物やシステムに適した周波数帯での通信を行いという要請がある。また、大容量データの読み取り、書きこみが可能な大容量メモリを有する無線ＩＣタグを使用したいという要請がある。
　そして、ＦｅＲＡＭを用いた不揮発性記憶装置に特殊な加工を加えずとも、一つの無線ＩＣタグでＬＦ帯とＵＨＦ帯のようなという特性の異なる二つ以上の帯域の通信を行いたいという要請がある。
特開２００７−２４１５７６号公報 特開２００８−０６３９００号公報
　そこで、本発明は上記課題を解決すべく、アンテナを小型化でき通信範囲の広い無線ＩＣタグであって、ＬＦ帯からＵＨＦ帯に及ぶ使用したい各周波数帯域の特性に応じた通信機能を有するとともに大容量メモリを備えた無線ＩＣタグを提供することを目的とし、該無線ＩＣタグを用いた製品等の管理システムを提供することを目的とする。
　上記課題を達成するため、本発明は、書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装し、ＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、ＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行い、前記データを前記強誘電体メモリに記憶させることを特徴とする。
　また、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信アンテナチップとを制御部を介して基板上に実装し、これらを絶縁材料で覆ってなることを特徴とする。
　また、無線ＩＣタグの周部は、抗アルカリ性の熱可塑性樹脂材で被覆してなることを特徴とする。
　また、無線ＩＣタグの周部は、ポリアミド樹脂材をガラス繊維、無機質フィラーにより強化した熱可塑性樹脂材で被覆してなることを特徴とする。
　また、無線ＩＣタグは、セメント製品に混練される骨材と略同一形状かつ略同一重量に形成したことを特徴とする。
　また、無線ＩＣタグを被覆する被覆体には、凹部を形成し前記凹部にセメントが入りこみセメントとの結合を強固にしたことを特徴とする。
　無線ＩＣタグは、充電装置から非接触で充電される電池と電気的に接続されてなることを特徴とする。
　電池は、充電装置からの所定の周波数帯の電波により非接触で充電される電池であることを特徴とする。
　電池は、基板上に実装されてなることを特徴とする。
　電池に充電する充電装置は、書き込み・読み取り装置に備えられてなることを特徴とする。
　無線ＩＣタグは、振動、熱または電波により自己発電する発電機構と電気的に接続されてなることを特徴とする。
　発電機構は、基板上に実装されてなることを特徴とする。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装するとともに充電装置から非接触で充電される電池を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップと基板上に実装するとともに、振動、熱または電波により自己発電する発電機構を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする。
　無線ＩＣタグをセメント、骨材、水等を混練するセメント製品の製造工程で混入し、前記無線ＩＣタグに前記セメント製品の測定行程に配置された自動測定装置により該セメント製品の製品特性値を測定するとともに自動測定装置と連結したＩＣタグ書き込み装置が前記自動測定装置により測定した製品特性値及び製造年月日等の製造情報を書き込み、前記セメント製品が現場で打設されて構造物となった後、この構造物中の前記無線ＩＣタグに対して、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする。
　上記構成によれば、書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に連結して基板上に実装し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させることにより、強誘電体メモリと既存のＵＨＦ帯通信用アンテナチップを電気的に接続するだけで、ＵＨＦ帯を超えるＶＨＦ帯、ＨＦ帯、ＭＦ帯、ＬＦ帯等の周波数帯域通信と、ＵＨＦ帯の通信を行うことのできるハイブリット型の無線ＩＣタグを提供することが可能であり、このハイブリット型の無線ＩＣタグを用いて通信を行うことで、無線ＩＣタグの通信周波数を設定しなおさずとも、安定的な通信が必要とされるときに用いる例えばＬＦ帯等長周波数帯通信と、広い通信範囲が必要とされるときに用いるＵＨＦ帯通信の双方を行うことができるとともに、書き込み・読み取り装置により書き込まれたデータは、大容量の強誘電体メモリに記憶させることができる。
　また、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを制御部を介して基板上に実装し、これらを絶縁材料で覆ってなることにより、強誘電体メモリに搭載された制御部の制御により、例えばＬＦ帯の新信頼性の高い安定した通信と、広い通信エリアを有するＵＨＦ帯の通信を切り替えてまたは併用して行うことのできるハイブリット型の無線ＩＣタグを提供することが可能であり、このハイブリット型の無線ＩＣタグを用いて通信を行うことで、書き込み・読み取り装置により書き込まれた容量の大きなデータも、大容量の強誘電体メモリに記憶させることができる。
　また、無線ＩＣタグの周部は、抗アルカリ性の熱可塑性樹脂材で被覆してなることにより、無線ＩＣタグを生コンクリート等のセメント製品中に投入しても無線ＩＣタグが強アルカリ性のセメント製品中で溶解等により破損することなく、セメント製品やコンクリート構造物等の製品管理に適した無線ＩＣタグを提供することができる。
　また、無線ＩＣタグの周部は、ポリアミド樹脂材をガラス繊維、無機質フィラーにより強化した熱可塑性樹脂材で被覆してなることにより、上記無線ＩＣタグをセメント製品を打設したときに無線ＩＣタグが圧力により破損することなく、セメント製品やコンクリート構造物等の製品管理に適した無線ＩＣタグを提供することができる。
　また、セメント製品に混練される骨材と略同一形状かつ略同一重量に形成したことにより、無線ＩＣタグをセメント製品中に投入したときに、セメント製品中で均等に分散させることができる。
　また無線ＩＣタグを被覆する被覆体には、凹部を形成し前記凹部にセメントが入りこみセメントとの結合を強固にしたことにより、無線ＩＣタグをセメント製品中に投入したときに、セメント製品との親和性を高めることができ、コンクリート構造物に打設したときに、無線ＩＣタグの埋設部分からコンクリート構造物が破損するおそれがない。
　無線ＩＣタグは、充電装置から非接触で充電される電池と電気的に接続されてなることにより、コンクリート構造物に無線ＩＣタグを埋設、取り付けする場合のように無線ＩＣタグに対して有線により電気供給し難い場所に無線ＩＣタグが位置する場合であっても、外部から無線により充電をすることができる。よって、無線充電式の無線ＩＣタグを提供することができる。
　電池は、充電装置からの所定の周波数帯の電波により非接触で充電される電池であることにより、無線通信装置やその他発信機器からの電波で充電することができ、例えば電磁誘導を利用した充電等に比べて発熱等のおそれがなく安全に非接触の充電をすることができる。
　電池は、基板上に実装されてなることにより、モジュール化された充電のできる小型の無線ＩＣタグを提供することができる。
　電池に充電する充電装置は、データ書き込み・読み取り装置に備えられてなることにより、無線ＩＣタグへのデータ書き込みまたはデータ読み取りを利用して無線ＩＣタグに対して充電することができる。
　無線ＩＣタグは、振動、熱または電波により自己発電する発電機構と電気的に接続されてなることより、コンクリート構造物や橋梁に無線ＩＣタグを埋設、取り付けする場合のように無線ＩＣタグに対して有線により電気供給し難い場所に無線ＩＣタグが位置する場合であっても、無線ＩＣタグは、振動、熱、電波等の外部エネルギーにより自己発電し、必要に応じて発電した電力を蓄電することができる。よって、自己発電式の無線ＩＣタグを提供することができる。
　発電機構は、基板上に実装されてなることにより、モジュール化された発電のできる小型の無線ＩＣタグを提供することができる。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることにより、たとえば工場の出荷管理、キャビネットに収納された書籍や書類の管理、人や車両の通行管理等、書き込み・読み取り装置からの通信距離が変化する管理システムにおいても、迅速かつ確実に大容量データの書き込みと読み込みを行うことができ、迅速な管理と長期的な管理に適した管理システムを提供することができる。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装するとともに充電装置から非接触で充電される電池を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることにより上記効果に加え、外部から無線による充電をすることができるので、コンクリート構造物に無線ＩＣタグを埋設する場合のように無線ＩＣタグまたは無線ＩＣタグと接続されてなる装置に対して有線による電気供給がし難い場所に無線ＩＣタグが位置する場合であっても必要な電力を提供することができる当該システムを利用することができる。
　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップと基板上に実装するとともに、振動、熱または電波により自己発電する発電機構を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とすることにより、上記効果に加え、自己発電により充電をすることができるので、コンクリート構造物に無線ＩＣタグを埋設する場合のように無線ＩＣタグまたは無線ＩＣタグと接続されてなる装置に対して外部から電気供給がし難い場所に無線ＩＣタグが位置する場合であっても必要な電力を発電できる当該システムを利用することができる。
　無線ＩＣタグをセメント、骨材、水等を混練するセメント製品の製造工程で混入し、前記無線ＩＣタグに前記セメント製品の測定行程に配置された自動測定装置により該セメント製品の製品特性値を測定するとともに自動測定装置と連結したＩＣタグ書き込み装置が前記自動測定装置により測定した製品特性値及び製造年月日等の製造情報を書き込み、前記セメント製品が現場で打設されて構造物となった後、この構造物中の前記無線ＩＣタグに対して、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることにより、セメント製品の出所、混練の割合や、打設後の構造物に関するデータに関し、迅速かつ確実に大容量データの書き込みと読み込みを行うことができ、迅速な管理と長期的な管理に適したコンクリート品質管理システムを提供することができ、ひいてはコンクリート構造物の安全等に資する。
本発明の第一の実施の形態のハイブリット型の無線ＩＣタグの斜視図。 本発明の第一の実施の形態の無線ＩＣタグの断面図。 本発明の第一の実施の形態の無線ＩＣタグに対し被覆体を被覆した状態の第四の実施の形態の無線ＩＣタグの平面図。 図３に示す無線ＩＣタグの長手方向断面図。 図４に示す無線ＩＣタグの短手方向断面図。 本発明の無線ＩＣタグを用いた管理システムの例を示す模式図である。 本発明の無線ＩＣタグを用いたコンクリート品質管理システムの例を示す模式図である。 本発明の第二の実施の形態のハイブリット型の無線ＩＣタグの斜視図。 図８に示す無線ＩＣタグを用いた充電システムの例を示す模式図。 本発明の第三の実施の形態のハイブリット型の無線ＩＣタグの斜視図。
　１　無線ＩＣタグ
　２　基板
　２１配線
　３　ＦｅＲＡＭチップ
　４　ＵＨＦ帯通信アンテナチップ
　５　被覆体
　６　リーダーライター
　７　コンピュータ
　８　無線ＩＣタグ
　９　被覆体
　９１凹部
　１０　コンピュータ
　１１　ＩＣタグ書き込み装置
　１２　集中管理サーバー
　１３　ミキサー車
　１４　リーダーライター
　１５　無線ＩＣタグ
　１６　電池
　１７　無線ＩＣタグ
　１８　発電機構
　図１は、本発明のハイブリット型の無線ＩＣタグの斜視図、図２は、本発明の無線ＩＣタグの断面図、図３乃至図５は、本発明の無線ＩＣタグに対し被覆体を被覆した状態の無線ＩＣタグの平面図、長手方向断面図、短手方向断面図、図６および図７は本発明の無線ＩＣタグを用いた管理システムの例を示す模式図、図８は、本発明のハイブリット型の無線ＩＣタグの第二の実施の形態の斜視図、図９は、図８に示す無線ＩＣタグの充電の例を示す模式図、図１０は、本発明のハイブリット型の無線ＩＣタグの第三の実施の形態の斜視図である。
　本発明の実施の形態の構成図を示す本発明の無線ＩＣタグ１は、ＲＦＩＤタグとも呼ばれるデータの書き込みおよび読み取りができる記憶装置であって、ＩＣタグ用のメモリ素子として強誘電体を利用した強誘電体メモリと呼ばれるＦｅＲＡＭと、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４が電気的に接続されて一つの基板２上に実装されたハイブリッド型の無線ＩＣタグである。
　無線ＩＣタグ１は、ＩＣタグ用のメモリ素子として強誘電体を利用したＦｅＲＡＭを搭載したＦｅＲＡＭチップ３と、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４が実装されていて、ＦｅＲＡＭチップ３とＵＨＦ帯通信アンテナチップ４は配線２１により回路構築され、相互にデータ交換可能になっている。
　ＦｅＲＡＭチップ３を構成するＦｅＲＡＭのタイプは、どのようなものであってもよく、キャパシター型、トランジスタ型いずれのタイプであってもよい。尚、製品等の管理システムに用いやすいのは、電源を搭載せず外部からのデータアクセス用の電波を整流して電源とするパッシヴ型のＦｅＲＡＭである。このＦｅＲＡＭチップ３には、強誘電体を利用した不揮発性メモリであるＦｅＲＡＭと、駆動用に電池を内蔵する代わりに外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と、無線交信するためのフィルム状のアンテナ部と、ＦｅＲＡＭチップ３およびＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を制御する制御部が搭載されている。
　このＦｅＲＡＭは、従来の無線ＩＣタグに用いられていたＥＥＰＲＯＭと比較すると、その書き換え回数が、ＥＥＰＲＯＭが１０の５乗回程度であるのに対し、ＦｅＲＡＭは１０の１３乗回以上と優れた性能を備えている。また、書き込み電圧は従来のＥＥＰＲＯＭが１２Ｖであるのに対して、ＦｅＲＡＭはＤＣ１．１Ｖ~３Ｖと極めて低い電圧で書き込みを行うことができ、無線ＩＣタグ内部に電池を内蔵することなく、外部からの電波に共振して発電する電源部を備えたパッシブタイプでも十分足りるとともに、従来のＩＣタグに用いられていたＥＥＰＲＯＭと比較して５０００倍もの書き込み速度を有している。データの保存期間が１０年以上と長い。さらに、書き換えのアクセスにあっても、従来のＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリーではほとんどがブロック単位の書き込みであったのに対し、ＦｅＲＡＭはワード単位でランダムに書き込みを行えるという利点がある。
　制御部は、一旦書き込まれた情報が改ざんされることがないように、追記はできるものの、上書きをできない設定とすることも可能で、データの書き込み・読み取りは暗号化したプロトコルを用いて行うことがよい。よって、約８ＫＢのメモリ容量中に、各種データを、その都度、書き込み・読み取り装置としてのリーダーライター６と間の無線通信により、書き込み・読み取りができる。
　ＦｅＲＡＭチップ３が無線交信可能な電波の帯域は、自由に設定することができ小型無線通信に適したＬＦ帯からＵＨＦ帯まで用いることができるが、アンテナ部は地表波による安定した通信が可能で、指向性が弱く、水や埃、金属の影響を比較的受けにくく、信頼性の高いデータ通信のできるＬＦ帯の通信に設定することが適している。尚、ＶＨＦ帯、ＨＦ帯、ＭＦ帯の周波数帯通信用に設定してもよい。
　一方で、移動体の管理や、広いエリアでの管理を行う場合のために、リーダーライター６を用いたデータの読み取り、書き込みの通信距離が数メートルと広い通信エリアを有するＵＨＦ帯の通信に設定されたＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を搭載する。このＵＨＦ帯通信アンテナチップ４は、ＵＨＦ帯通信アンテナのみの機能を備えているものであれば足りるが、既存のメモリ容量の少ないＵＨＦメモリチップを搭載し、このＵＨＦメモリチップをＵＨＦ帯通信アンテナとして用いることで、ハイブリット型の無線ＩＣタグ１を安価に提供することができる。
　ＦｅＲＡＭチップ３とＵＨＦ帯通信アンテナチップ４の制御は、ＦｅＲＡＭチップ３に搭載された制御部が行う。読み取り・書き込み装置としてのリーダーライター６の通信周波数帯に応じて、ＦｅＲＡＭチップ３のアンテナ部または、ＵＨＦ帯通信アンテナチップ４で通信を行うとともに、伝達されたデータを制御部が制御し、ＦｅＲＡＭチップ３の大容量メモリに記録する。
　例えば、リーダーライター６からＬＦ帯の周波数の電波が出力されたときには、ＦｅＲＡＭチップ３のアンテナ部がこの電波を受信し、制御部は、送られたデータをＦｅＲＡＭチップ３のメモリ部に記憶するように制御する。一方、リーダーライター６からＵＨＦ帯の周波数の電波が出力されたときには、ＵＨＦ帯通信アンテナチップ４がこの電波を受信し、ＵＨＦ帯通信アンテナチップ４が電波を受信すると、送られたデータをＦｅＲＡＭチップ３のメモリ部に記憶するように制御し、データは、ＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を介してＦｅＲＡＭチップ３のメモリ部に記憶される。尚、制御部をＦｅＲＡＭチップ３と別個に設け、ＦｅＲＡＭチップ３とＵＨＦ帯通信アンテナチップ４をこの制御部を介して回路構築するようにしてもよい。
　尚、無線ＩＣタグ１のＦｅＲＡＭチップ３には、リーダーライター６で読み取り可能な管理フラグを、あらかじめ、または、書き込み時に記憶させ、リーダーライター６で情報の書き込み・読み取りを行う際にこの管理フラグを読み取ることにより、所定の管理システムを構成する無線ＩＣタグ１であることが識別可能になっている。尚、必要に応じて、無線ＩＣタグ１には、アンチコリジョン機能を搭載し、複数の無線ＩＣタグ１が近傍に位置していても混信して通信できないという事態がないようにできる。
　図２に示すごとく、無線ＩＣタグ１は、管理対象物への貼付、埋設、携帯時に破損することがないように、各チップを実装した基板２は絶縁材料からなる絶縁体５で覆われている。絶縁体５を形成する絶縁材料は、プラスチック樹脂等が好適であり、この絶縁体５は基板２の上方を覆ってもよいし、基板２全体をコーティングするように樹脂成形してもよい。
　次に本発明の第二の実施の形態として、充電装置から非接触で充電される電池が電気的に接続された状態の無線ＩＣタグ１５について説明する。図８に示す如くこの無線ＩＣタグ１５は、第一の実施の形態の無線ＩＣタグ１に、無線通信にて充電が可能な電池を配設したものであり充電機構を備えてなる無線ＩＣタグである。そして、例えば、図９に示す如く充電装置を搭載したまたは充電装置を兼ねたリーダーライター６からの通信により充電される。他の構成については第一の実施の形態の無線ＩＣタグ１と同様である。
　無線ＩＣタグ１５は、ＩＣタグ用のメモリ素子として強誘電体を利用したＦｅＲＡＭを搭載したＦｅＲＡＭチップ３と、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４と無線通信にて充電が可能な電池１６が実装されている。特定の周波数帯域の電波を受信する無線通信機構を備えた二次電池である電池１６は基板２上に配設されＦｅＲＡＭチップ３や必要に応じて各種装置と電気的に接続されている。図９に示すように、リーダーライター６に備えられた充電装置の無線通信機構と無線ＩＣタグ側に設けられた電池との間で近距離無線技術を用いて通信し無線ＩＣタグ側の二次電池に充電される。この蓄積された電力を無線ＩＣタグ１５や前記無線ＩＣタグ１５に接続された装置を駆動させる電源として用いるようになっている。
　例えばコンクリート構造物等に埋設された無線ＩＣタグ１５と充電装置を備えたリーダーライター６が無線通信をするときに電池１６に充電されるようになっている。
　尚、充電の方式は、上述の近距離無線技術の他、充電装置と電池とにコイルを配設し、充電装置側のコイルに電流を流すとこれと対になる電池側のコイルに電流が流れこれを蓄電する電磁誘導を利用した方式によるものであってもよい。また、充電装置はリーダーライター６に搭載することなく、別途充電装置を用意してもよい。また、電池１６は基板２上に配設しなくてもよく、無線ＩＣタグと電気的に接続するようにしてもよい。
　次に本発明の第三の実施の形態として、発電機構が電気的に接続された状態の無線ＩＣタグ１７について説明する。図１０に示す如くこの無線ＩＣタグ１７は、第一の実施の形態の無線ＩＣタグ１に自己発電する発電機構を配設したものであり、発電機構を備えてなる無線ＩＣタグである。他の構成については第一の実施の形態の無線ＩＣタグ１と同様である。
　無線ＩＣタグは、ＩＣタグ用のメモリ素子として強誘電体を利用したＦｅＲＡＭを搭載したＦｅＲＡＭチップ３と、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４と発電機構１８が実装されている。発電機構１８は基板上に配設されＦｅＲＡＭチップ３や必要に応じて各種装置と電気的に接続される。この発電機構１８は、振動により発電する振動発電素子であり、人間の動作や、装置の駆動による振動、建物や橋梁の車両通過等による振動により比較的微弱な電気を発電する。そしてこの発電機構により発電された電力をそのまま用いてもよいし発電機構に配設された二次電池に蓄電してもよい。この発電機構１８は無線ＩＣタグや前記無線ＩＣタグに接続された装置を駆動させる電源として用いるようになっている。
　例えば、無線ＩＣタグ１７を携帯した人間が動作したときや、コンクリート構造物や。橋梁、または製品等に埋設、貼付などの手法で取り付けられた無線ＩＣタグ１７が車両等の通過や運搬中の揺れによって振動したときに発電機構１８はこの振動をエネルギーとして発電するようになっている。
　尚、発電機構１８は、上述の発電機構は振動発電素子に限られるものではなく熱電素子として、外部からの熱により発電する機構であってもよいし、ＲＦ波等外部からの電波により発電する無線通信による発電機構であってもよく、一般にハーベスタ技術と呼ばれる種々の外部エネルギーを用いる機構とすることができる。尚、発電機構１８は基板２上に配設しなくてもよく、無線ＩＣタグ１７と電気的に接続するようにしてもよい。
　以下、無線ＩＣタグの第四の実施の形態として、後述するセメント製品およびコンクリート構造物を管理するためのコンクリート品質管理システムに用いるために無線ＩＣタグ１を被覆体９で覆った無線ＩＣタグ８について説明する。この無線ＩＣタグ８は、管理システムでも、特に管理対象物をセメント製品とコンクリート構造物とし、セメント工場での水、骨材、セメントを混練するセメント製品製造工程においてセメント製品に対して投入し、セメント製品の管理、打設後のコンクリート構造物の管理を行うことを目的としたシステムのためのものである。したがって、無線ＩＣタグには、セメントとの親和性、投入後の分散性、投入時および打設後のデータの読み取りと書き込みに適した強度と形状であることが求められる。
　無線ＩＣタグ８は、無線ＩＣタグ１を被覆体９で被覆している。被覆体９の表面には、凹部９１が加工されている。この凹部９１は被覆体９表面に設けられた複数の細かな凹部がディンプル加工形成されていて、この凹部にセメント製品が潜り込み、無線ＩＣタグ１とセメント製品との密着性、親和性が得られる。また、凹部９１を形成することにより無線ＩＣタグ１の強度を高めることもできる。本実施の形態においては、射出成型時にディンプル加工を施すべく、無線ＩＣタグの両面に各２５個所、計５０個所のディンプル加工を施しているが、全面に施してもよいし、一部に施してもよい。また、本実施の形態の凹部の深さは、０．２~０．５ｍｍ程度であるがこれに限られるものではない。凹部９１はディンプル加工に限られるものではなく、被覆体９の表面に凹穴を形成したり、被覆体９を湾曲させたり、被覆体９を凹レンズ状に形成して凹部を設けてもよい。
　尚、無線ＩＣタグ１の比重は、骨材の比重に近い１．３~１．９の範囲であることが望ましく、本実施の形態においては、比重１．５に形成されている。無線ＩＣタグ８のコンクリート中での分散試験によれば１．３以下の比重で形成すると無線ＩＣタグ８はセメント製品中で浮いてしまいセメント製品表面に露出するおそれがある、１．９以上の比重で形成すると無線ＩＣタグ１はセメント製品中に分散することなく沈んだり偏在したりしてしまう。比重１．５付近で形成した無線ＩＣタグ１が最も均等にセメント製品の表面付近で分散することが確認されている。すなわち、骨材、セメント、水等を混練するセメント製品製造工程において、１立方メートルのセメント製品中に比重１．５の無線ＩＣタグ１を複数個投入したところ、セメント製品の表面からは平均９．３センチメートルの位置に無線ＩＣタグが位置し、標準偏差３．８２６、中央値８．００、最小値４．１７、最大値１１．８３が得られた。したがって、無線通信による書き込み・読み取り距離が１０センチメートル程度の無線ＩＣタグ１にあっても、確実に情報の書き込み・読み取りを行うことができる。
　無線ＩＣタグ８の大きさは、骨材と同程度の大きさとすることが望ましく、本実施の形態においては、長手方向１７ｍｍ、短手方向１２ｍｍの略楕円球体（俵型）に形成し、セメント製品との親和性を高め、セメント製品中で沈下しないようにしている。
　被覆体９は、熱可塑性樹脂材により形成され、被覆体９の中央に無線ＩＣタグ１が位置するように被覆している。具体的に被覆体９は、ＰＨ１２．０~１３．０のセメントの強アルカリ性に抗することができ、骨材、水、セメントの混練時にかかる温度約１００℃に耐えうる、抗アルカリ性の樹脂材を用いる。本発明の実施の形態においては、ポリアミド系樹脂を用い、特に、ポリアミドＭＸＤ６系複合樹脂を被覆体９の材料として用いた場合には、広い温度範囲にわたり優れた機械的強度、弾性率を示し、また、吸水率が低く、骨材、水、セメント等と混練したときに吸水による寸法変化や機械的強度の低下が低いことが確認された。
　尚、ポリアミドＭＸＤ６を非透磁性のガラス繊維、無機質フィラー等で強化したレニー材（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製）を被覆体９として用い、この被覆体９で無線ＩＣタグ本体を被覆し射出成形した。この場合、無線ＩＣタグ８は、強度は長手方向からの荷重では平均１９７ｋｇｆ、短手方向からの荷重では少なくとも平均１４８ｋｇｆに耐えうることが確認されている。さらに、アルカリ骨材反応の促進法によるタグの膨張試験によれば、骨材、水、セメント等を混練するセメント製品の製造工程で無線ＩＣタグ１を投入したところ、平均膨張率は０．４９パーセントであり、硬化後のセメント製品への影響がない程の膨張率であった。また、非透磁性のガラスファイバーを含有しているが、フェライト等の磁性を有する物質は含有しないため、無線通信に影響も及ぼさない。尚、被覆体９に用いる熱可塑性樹脂材は、ポリアミド系樹脂の他、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂であってもよい。
　尚、被覆体９で被覆する無線ＩＣタグは、上述した無線ＩＣタグ１の他、外部から無線で充電できる電池１６を備えた無線ＩＣタグ１５、発電機構１８を備えた無線ＩＣタグ１７であってもよい。
　無線ＩＣタグ１を用いた管理システムについて、以下いくつか例を挙げて説明する。無線ＩＣタグ１を用いた管理システムは、図１に示ように無線ＩＣタグ１を構成するＦｅＲＡＭチップ３とＵＨＦ帯通信アンテナチップ４が基板２上に実装されており、図６に示すように、ＦｅＲＡＭチップ３とＵＨＦ帯通信アンテナチップ４は相互にデータ交換可能にシステム構築されている。そして、それぞれが有するアンテナ部がリーダーライター６との間でＬＦ波またはＵＨＦ波の周波数帯域で通信可能となっている。
　リーダーライター６は、ＬＦ波、ＵＨＦ波いずれかの周波数帯域または両周波数帯域を切り替えて無線ＩＣタグ１との間でデータ通信可能な装置であり、管理の対象物に関するデータを無線ＩＣタグ１との間で無線通信により読み取り、書き込みするようになっている。
　リーダーライター６から書き込みデータが出力されると、リーダーライター６から出力される周波数帯に対応する無線ＩＣタグ１のＦｅＲＡＭチップ３またはＵＨＦ帯通信アンテナチップ４のアンテナ部が該データを受信し、このデータはＦｅＲＡＭチップ３のメモリに記憶される。また、リーダーライター６から読み取り信号が出力されると、リーダーライター６から出力される周波数帯に対応する無線ＩＣタグ１のＦｅＲＡＭチップ３またはＵＨＦ帯通信アンテナチップ４のアンテナ部が該信号を受信し、当該アンテナ部から、ＦｅＲＡＭチップ３に記憶されたデータをリーダーライター６へと出力するようになっている。そしてリーダーライター６で読み取ったデータは、コンピュータ７に格納するようにしてもよい。
　このような構成からなる無線ＩＣタグ１を用いた管理システムの一実施例として、コンクリート品質管理システムについて、図７に基づいて説明する。始めに、生コン会社において、無線ＩＣタグ１を被覆体９で被覆した初期状態の無線ＩＣタグ８を多数用意し、これをセメント、砂利等の骨材、水等を混練するセメント製品の製造工程において、例えばセメント製品１立方メールにつき１個程度の割合で混入するときに、セメント製品の測定工程に配置された自動測定装置がセメント製品の水／セメント比、セメント混和剤、温度等の製品特性値を測定するとともに、自動測定装置と連結したＩＣタグ書き込み装置１１が、混入している無線ＩＣタグ１に、自動測定装置により測定した製品特性値および製造年月日等からなる製造情報を自動的に書き込む。さらに、この無線ＩＣタグ１に書き込まれた製造情報は、同時にコンクリート品質管理システムを集中管理する集中管理サーバー１２にも記録され、コンクリート会社のコンピュータ１０等関係機関においてデータの連携を図っている。
　また、無線ＩＣタグ８を混入したセメント製品をミキサー車１３に載せ、運搬年月日等の運搬情報を運搬担当者等が、ＰＤＡ（携帯情報端末）に組み込まれ、予め暗号化された信号で無線交信するように設定されているリーダーライターによりミキサー車１３でセメント製品に混入している無線ＩＣタグ８に書き込む。
　さらに、ミキサー車１３が現場に到着すると、現場の担当者は同じくＰＤＡに組み込まれたリーダーライター１４を用いて、受け入れ日時、試験結果、混入確認等の受入情報を暗号化された信号で無線ＩＣタグ１に書き込み、それと同時に集中管理サーバー１２にも記録する。そして、この無線ＩＣタグ１を混入したセメント製品が打設され、コンクリート構造物が形成される。現場の工事を担当するゼネコンにあっても、コンクリート構造物の工区ごと、部位ごとに、そこに位置する無線ＩＣタグ８に対してリーダーライター１４を用いて配筋データ等の構造物情報を随時追記で記録することができる。
　このようにしてコンクリート構造物が完成した後は、予め暗号化された信号で無線交信するように設定されているＰＤＡに組み込んだリーダーライター１４を用いて、コンクリート構造物中の無線ＩＣタグ８に記録されている各種情報を読み取ることができる。
　また、上述した集中管理サーバー１２は、多数の現場における無線ＩＣタグ１に書き込まれた情報を統括するもので、必要に応じて現場の施工業者、施工依頼主、利用者、各種業界団体等にそれらの情報を提供するものである。
　無線ＩＣタグ１を用いた他の管理システムの例につき説明する。無線ＩＣタグ１を用いた出荷管理システムは、製品に無線ＩＣタグ１を貼付して、工場出荷時や製品製造時にリーダーライター６にて製品情報、製造情報、配送先情報等を書き込み、配達業者の配送先管理や、製品のトレーサビリティーのための物流管理システムに用いることができる。工場内のラインでは広い通信範囲を有し移動体通信に適するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を介して情報を書き込み、出荷後はＬＦ帯の周波数帯域で用いるハンディタイプのリーダーライターによりＦｅＲＡＭチップ３のアンテナ部を介して情報を読み取り、書きこみすることができる。
　また、無線ＩＣタグ１を用いた本、書類管理システムは、書庫やキャビネットにおいて、本や書類に無線ＩＣタグ１を貼付して、出入庫時や販売貸出時にリーダーライター６にて本や書類の分類情報、出入庫情報、借用者のＩＤ等を書き込み、図書館の貸し出し管理や、企業の書類管理のための出入庫管理システムに用いることができる。書庫等では広い通信範囲を有するＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を介して分類情報から本や書類の収納位置を検索し、貸出時や販売時にはＬＦ帯の周波数帯域で用いるハンディタイプのリーダーライターによりＦｅＲＡＭチップ３のアンテナ部を介して情報を読み取り、書きこみすることができる。
　また、無線ＩＣタグ１を用いた通行量等管理システムは、無線ＩＣタグ１を人や車両に携帯させて、リーダーライター６を設置した観測点通過時にリーダーライター６が識別情報等を書き込み、読み取りし、交通量、通過履歴調査や現在地情報提供のための管理システムに用いることができる。広いエリアでのデータ通信や高速道路ゲート等での高速のデータ通信を必要とするときにはＵＨＦ帯通信アンテナチップ４を介して通信を行い、鉄道の改札口等、確実なデータ通信を必要とするときにＦｅＲＡＭチップ３のアンテナ部を介して情報を読み取り、書きこみすることができる。
　尚、管理システムの例は、上記したものに限られることはなく、無線ＩＣタグは対象物に、貼付、埋設し、または携帯させることにより様々な管理システムに用いることができる。
　尚、管理システムに用いる無線ＩＣタグは、上述した無線ＩＣタグ１の他、外部から無線で充電できる電池１６を備えた無線ＩＣタグ１５、発電機構１８を備えた無線ＩＣタグ１７であってもよい。
　強誘電体メモリと既存のＵＨＦ帯通信用アンテナチップを電気的に接続するだけで、ＵＨＦ帯を超えるＶＨＦ帯、ＨＦ帯、ＭＦ帯、ＬＦ帯等の周波数帯域通信と、ＵＨＦ帯の通信を行うことのできるハイブリット型の無線ＩＣタグを提供することが可能であり、このハイブリット型の無線ＩＣタグを用いて通信を行うことで、無線ＩＣタグの通信周波数を設定しなおさずとも、安定的な通信が必要とされるときに用いる例えばＬＦ帯等長周波数帯通信と、広い通信範囲が必要とされるときに用いるＵＨＦ帯通信の双方を行うことができるとともに、書き込み・読み取り装置により書き込まれたデータは、大容量の強誘電体メモリに記憶させることができる。

Claims (16)

  1. 　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯域の電波を受信するＵＨＦ帯通信アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装し、ＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、ＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行い、前記データを前記強誘電体メモリに記憶させることを特徴とする無線ＩＣタグ。
  2. 　外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信アンテナチップとを制御部を介して基板上に実装し、これらを絶縁材料で覆ってなることを特徴とする請求項１記載の無線ＩＣタグ。
  3. 　無線ＩＣタグの周部は、抗アルカリ性の熱可塑性樹脂材で被覆してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線ＩＣタグ。
  4. 　無線ＩＣタグの周部は、ポリアミド樹脂材をガラス繊維、無機質フィラーにより強化した熱可塑性樹脂材で被覆してなることを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣタグ。
  5. 　無線ＩＣタグは、セメント製品に混練される骨材と略同一形状かつ略同一重量に形成したことを特徴とする請求項３または請求項４記載の無線ＩＣタグ。
  6. 　無線ＩＣタグを被覆する被覆体には、凹部を形成し前記凹部にセメントが入りこみセメントとの結合を強固にしたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
  7. 　無線ＩＣタグは、充電装置から非接触で充電される電池と電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
  8. 　電池は、充電装置からの所定の周波数帯の電波により非接触で充電される電池であることを特徴とする請求項７に記載の無線ＩＣタグ。
  9. 　電池は、基板上に実装されてなることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の無線ＩＣタグ。
  10. 　電池に充電する充電装置は、書き込み・読み取り装置に備えられてなることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
  11. 　無線ＩＣタグは、振動、熱または電波により自己発電する発電機構と電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項請求項１０のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
  12. 　発電機構は、基板上に実装されてなることを特徴とする請求項１０に記載の無線ＩＣタグ。
  13. 　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする無線ＩＣタグを用いた管理システム。
  14. 　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップとを電気的に接続して基板上に実装するとともに充電装置から非接触で充電される電池を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする請求項１３記載の無線ＩＣタグを用いた管理システム。
  15. 　書き込み・読み取り装置との間で無線通信によりデータの書き込み・読み取りが可能な無線ＩＣタグであって、外部からの電波を受信しこれと共振して電流を発生する電源部と所定の周波数帯域で無線交信するためのアンテナ部を有する強誘電体を利用した強誘電体メモリと、ＵＨＦ帯通信用アンテナチップと基板上に実装するとともに、振動、熱または電波により自己発電する発電機構を電気的に接続した無線ＩＣタグに対し、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯を超える長い周波数帯の通信を前記強誘電体メモリのアンテナ部で行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させるとともに、データの書き込み・読み取り装置によるＵＨＦ帯の通信を前記ＵＨＦ帯通信用アンテナチップで行いデータを前記強誘電体メモリに記憶させる前記無線ＩＣタグを管理客体に貼着、接着、埋設、携帯等により搭載し、前記搭載した無線ＩＣタグに対し、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の無線ＩＣタグを用いた管理システム。
  16. 　無線ＩＣタグをセメント、骨材、水等を混練するセメント製品の製造工程で混入し、前記無線ＩＣタグに前記セメント製品の測定行程に配置された自動測定装置により該セメント製品の製品特性値を測定するとともに自動測定装置と連結したＩＣタグ書き込み装置が前記自動測定装置により測定した製品特性値及び製造年月日等の製造情報を書き込み、前記セメント製品が現場で打設されて構造物となった後、この構造物中の前記無線ＩＣタグに対して、書き込み・読み取り装置でデータ書き込みまたは読み取りすることを特徴とする請求項記載の無線ＩＣタグを用いた請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の無線ＩＣタグを用いた管理システム。
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