WO2014181667A1 - 無線式センサシステムおよびリーダモジュール - Google Patents

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WO2014181667A1
WO2014181667A1 PCT/JP2014/061127 JP2014061127W WO2014181667A1 WO 2014181667 A1 WO2014181667 A1 WO 2014181667A1 JP 2014061127 W JP2014061127 W JP 2014061127W WO 2014181667 A1 WO2014181667 A1 WO 2014181667A1
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measurement
resonance tag
rfid
resonator
wireless sensor
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PCT/JP2014/061127
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English (en)
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近藤靖浩
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株式会社村田製作所
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    • G01K7/32—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using change of resonant frequency of a crystal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H04Q2209/47—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture using RFID associated with sensors

Definitions

  • the present invention includes a resonance tag that generates and wirelessly transmits a resonance signal corresponding to a physical quantity of a measured part, and a reader module that receives the resonance signal and measures the physical quantity of the measured part from the frequency of the resonance signal.
  • the present invention relates to a wireless sensor system.
  • various measuring systems have been devised for measuring the physical quantity of the measured part such as the temperature of the measured part at the resonance frequency of the resonator.
  • the resonator used in this measurement system resonates at a frequency corresponding to the sensed physical quantity. Therefore, in this measurement system, the physical quantity of the part to be measured is measured by observing this frequency.
  • Patent Document 1 describes that the resonance frequency of a crystal resonator changes with time.
  • Patent Document 1 relates to a voltage-controlled crystal oscillator, and a quartz oscillator is provided with a compensation circuit that estimates a change with time of a crystal resonator by a temperature acceleration test in advance and compensates the change with time.
  • Such a wireless sensor system includes a resonance tag attached to a measurement target part and a reader module that wirelessly communicates with the resonance tag.
  • the resonance tag is provided with at least a resonator.
  • the reader module includes at least a transmission / reception unit that generates an excitation signal for exciting the resonator and receives a reverberation signal of the resonator resonated with the excitation signal.
  • the resonance tag Since the resonance tag is attached to the part to be measured, it is better to configure it with as few configuration requirements as possible. Therefore, it is better not to provide a compensation circuit as described in Patent Document 1 in the resonance tag.
  • Patent Document 1 when the configuration of Patent Document 1 is adopted for the resonance tag, a power supply for supplying power to the compensation circuit is required by the resonance tag alone, which hinders downsizing of the resonance tag.
  • An object of the present invention is to provide a wireless sensor system capable of suppressing a measurement error of a physical quantity depending on characteristics of a resonator without increasing the size of a resonance tag.
  • the wireless sensor system of the present invention includes a resonance tag and a reader module.
  • the resonance tag includes a resonator whose resonance frequency changes according to a surrounding physical quantity and an RFID.
  • the reader module transmits an excitation signal for exciting the resonator, receives a reverberation signal based on the excitation signal, and measures a physical quantity based on the reverberation signal obtained by the measurement signal transmission / reception unit
  • a measurement unit and an RFID communication control unit that communicates with the RFID are provided.
  • the RFID stores resonance tag information, which is information related to measurement errors of physical quantities depending on the characteristics of the resonator.
  • the RFID communication control unit obtains resonance tag information from the RFID and gives it to the measurement unit.
  • the measurement unit measures the physical quantity based on the resonance tag information and the reverberation signal.
  • the error is corrected by the resonance tag information, so that the measurement error of the physical quantity can be suppressed.
  • the wireless sensor system of the present invention may have the following configuration.
  • the resonance tag information is the manufacturing date of the resonance tag.
  • the reader module includes a real-time clock that measures time.
  • the measurement unit of the reader module measures the physical quantity based on the time output from the real-time clock, the manufacturing date of the resonance tag, and the reverberation signal.
  • the wireless sensor system of the present invention may have the following configuration.
  • the reader module includes an auxiliary measurement unit that measures a physical quantity by a method different from the reverberation signal.
  • the RFID communication control unit acquires in advance an error included in the measurement value due to the reverberation signal based on the measurement result of the auxiliary measurement unit, and gives the RFID as resonance tag information.
  • the RFID communication control unit acquires resonance tag information from the RFID when performing measurement by the reverberation signal again.
  • correction information for measurement errors due to reverberation signals can be stored in the RFID as resonance tag information.
  • the reader module can suppress the measurement error of the physical quantity by acquiring the resonance tag information (correction information) stored in the RFID and using it for the measurement of the physical quantity.
  • the auxiliary measurement unit may be an axillary thermometer, and the physical quantity may be temperature.
  • This configuration shows a specific example of the physical quantity and the auxiliary measurement unit, and with this configuration, the temperature of the person who is the measurement target, that is, the body temperature, can be accurately measured by the wireless sensor system.
  • the resonance tag includes a plurality of resonators.
  • the plurality of resonators are arranged via a heat insulating material.
  • the resonance tag information is a heat transfer coefficient of the heat insulating material.
  • the wireless sensor system of the present invention may have the following configuration.
  • the auxiliary measuring unit is a thermostatic chamber in which the resonance tag can be accommodated and the temperature of the internal space is adjusted.
  • the part to be measured is a dielectric or magnetic body with a resonance tag attached thereto.
  • This configuration shows a specific example of temperature measurement when the measurement target is a dielectric or magnetic material.
  • the temperature of the material that affects the resonance frequency of the resonator can be accurately measured.
  • the wireless sensor system of the present invention preferably has the following configuration.
  • the RFID stores an operation program of the reader module.
  • the RFID communication control unit acquires an operation program and sets operations of the RFID communication control unit, the measurement signal transmission / reception unit, and the measurement unit.
  • the reader module is operated by the operation program stored in the RFID of the resonance tag. Therefore, a general-purpose reader module can be realized for various types of resonance tags.
  • 1 is a configuration diagram of a wireless sensor system according to a first embodiment of the present invention. It is a graph which shows the time-dependent change characteristic of the resonant frequency of the resonator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the processing flow of the wireless sensor system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the case where a human body temperature is measured using the wireless sensor system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the wireless sensor system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the pre-processing flow of the wireless sensor system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless sensor system according to the first embodiment of the present invention.
  • the wireless sensor system 10 includes a resonance tag 20 and a reader module 30.
  • the resonance tag 20 is attached to the part to be measured.
  • the reader module 30 has a shape that can be carried by a measurer, for example.
  • the resonance tag 20 includes an RFID 21, an RFID communication antenna 22, a resonator 23, and a resonator antenna 24.
  • the reader module 30 includes an RFID communication control unit 31, an RFID communication antenna 32, a measurement signal transmission / reception unit 33, a measurement signal antenna 34, a measurement unit 35, an RTC (real time clock) 36, and a display unit 37.
  • the RFID 21 includes a storage unit (memory) and stores resonance tag information.
  • the resonance tag information is information including the date on which the resonance tag 20 was manufactured, that is, the manufacture date, and may have an identification ID of the RFID 21.
  • the manufacturing date included in the resonance tag information may be the manufacturing date of the resonator 23.
  • the RFID 21 controls wireless communication with the outside using the RFID communication antenna 22.
  • the RFID 21 communicates with the RFID communication control unit 31 of the reader module 31 via the RFID communication antenna 22 and the RFID communication antenna 32 of the reader module 31. Specifically, when the RFID 21 receives the read command Sc from the RFID communication control unit 31, the RFID 21 reads the resonance tag information Sinf from the storage unit and transmits it to the RFID communication control unit 31.
  • the resonator 23 is an element whose resonance frequency changes according to the sensed temperature.
  • the resonator 23 is made of a crystal resonator.
  • the resonator 23 receives the excitation signal SpL via the resonator antenna 24, the resonator 23 resonates at a resonance frequency corresponding to the sensed temperature and generates a reverberation signal Sfp.
  • the resonance tag 20 is attached to the measurement target, the resonator 23 resonates at a resonance frequency corresponding to the temperature of the measurement target, and generates a reverberation signal Sfp. That is, the frequency of the reverberation signal Sfp depends on the temperature of the part to be measured.
  • the resonator 23 may be an element whose resonance frequency changes according to a surrounding physical quantity such as magnetism or strain, not the sensed temperature.
  • the resonance tag 20 transmits the resonance tag information Sinf by the read command Sc, and transmits the reverberation signal Sfp having the resonance frequency corresponding to the temperature of the measured part.
  • the RFID communication control unit 31 communicates with the RFID 21 of the resonance tag 20 via the RFID communication antenna 32 and the RFID communication antenna 22 of the resonance tag 20. Specifically, the RFID communication control unit 31 transmits a read command Sc to the RFID 21, receives the resonance tag information Sinf from the RFID 21, and demodulates it. By this processing, the RFID communication control unit 31 can acquire resonance tag information including the date of manufacture of the resonance tag 20. The RFID communication control unit 31 outputs resonance tag information to the measurement unit 35.
  • the measurement signal transmitter / receiver 33 generates the excitation signal SpL at a preset time interval and transmits it from the measurement antenna 34.
  • the measurement signal transmitting / receiving unit 33 When receiving the reverberation signal Sfp via the measurement antenna 34, the measurement signal transmitting / receiving unit 33 performs frequency analysis of the reverberation signal Sfp and acquires the frequency fp of the reverberation signal Sfp. The measurement signal transmitting / receiving unit 33 outputs the frequency fp of the reverberation signal Sfp to the measurement unit 35.
  • the measuring unit 35 stores a relationship table between the frequency fp and the temperature T in advance. This relationship table is determined based on the state in which the resonance frequency of the resonator 23 has not changed with time, that is, the resonance frequency when the resonator 23 is manufactured.
  • FIG. 2 is a graph showing the temporal change characteristic of the resonance frequency of the resonator.
  • the resonance frequency of the resonator changes with time.
  • the resonance frequency decreases with time.
  • the rate of change in frequency from the non-aging state increases as the aging time increases.
  • the timer 35 reads the time (date and time) from the RTC 36 when the reverberation signal Sfp is received and the frequency fp is acquired.
  • the measuring unit 35 calculates the elapsed time from the manufacturing date of the resonance tag 20 from the time (date and time) read from the RTC 36 and the manufacturing date of the resonance tag information.
  • the measuring unit 35 calculates a frequency converted when the resonator 23 is manufactured from the elapsed time, the time-dependent change characteristic of the resonance frequency of the resonator 23, and the frequency fp of the reverberation signal Sfp. Then, the measurement unit 23 calculates the temperature T using the converted frequency and a relationship table between the frequency fp and the temperature T.
  • the display unit 37 acquires and displays the temperature T calculated by the measurement unit 35. At this time, the display unit 37 may display the RFID identification information Sinf together with the temperature T. In addition, the display part 37 can also be abbreviate
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of the wireless sensor system according to the first embodiment of the present invention.
  • the resonance tag 20 is attached to the measurement target part. In this state, since the excitation signal SpL is not given, the resonator 23 is not resonating and the reverberation signal Sfp is not generated.
  • the reader module 30 is activated (S201).
  • a read command Sc is transmitted in a state where the reader module 30 is brought close to the resonance tag 20 (S202).
  • Communication between the reader module 30 and the resonance tag 20 at this time is performed by, for example, so-called short-range non-contact communication.
  • the resonance tag 20 When the resonance tag 20 receives the read command Sc (S101), the resonance tag 20 transmits resonance tag information Sinf including the manufacturing date (S102).
  • the reader module 30 receives the resonance tag information Sinf (S203), and acquires the manufacturing date of the resonance tag 20 (S204).
  • the reader module 30 generates and transmits an excitation signal SpL (S205).
  • the resonance tag 20 When the resonance tag 20 receives the excitation signal SpL (S103), the resonator 23 resonates to generate a reverberation signal Sfp (S104).
  • the reader module 30 receives the reverberation signal Sfp (S206). When the reader module 30 acquires the frequency fp of the reverberation signal Sfp, the reader module 30 corrects it based on the time-dependent change characteristic of the resonance frequency of the resonator described above. The reader module 30 measures the temperature T based on the correction result (S207).
  • the temperature of the measurement target can be accurately measured.
  • the resonance tag can be reduced in size.
  • FIG. 4 is a diagram showing a case where the body temperature of a person is measured using the wireless sensor system according to the first embodiment of the present invention.
  • the RFID communication antenna 22 and the resonance antenna 24 are each realized by forming a coil electrode on a flexible thin flexible substrate (for example, paper and PET). ing.
  • a resonator 23 is disposed at the end of the long portion 26 of the flexible substrate.
  • the resonator 23 of the resonance tag 20 is attached to the armpit 901 of the person 900 that is the test body, that is, the axilla 901.
  • the long portion 26 is wound around the upper arm 900A of the person 900 to fix the resonance tag 20 to the upper arm 900A.
  • the wireless sensor system 10 measures the deep body temperature of the person 900.
  • the winding direction is adjusted so that the surface on which the coil electrode for realizing the RFID communication antenna 22 and the resonance antenna 24 is formed is outside (outside the upper arm 900A). To do. Thereby, RFID communication and transmission / reception of the excitation signal SpL and the reverberation signal Sfp can be performed between the reader module 30 and the resonance tag 20.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a wireless sensor system according to the second embodiment of the present invention.
  • the wireless sensor system 10A according to the present embodiment differs from the wireless sensor system 10 according to the first embodiment in the configuration of the RFID 21A of the resonance tag 20A and the reader module 30A, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the reader module 30A includes an RFID communication control unit 31, an RFID communication antenna 32, a measurement signal transmission / reception unit 33, a measurement signal antenna 34, a measurement unit 35A, a display unit 37, and a contact temperature measuring unit 38. That is, the reader module 30A is obtained by omitting the RTC 36 from the reader module 30 and adding a contact-type temperature measuring unit 38. The processing of the RFID communication control unit 31A and the measuring unit 35A is performed according to the change in the configuration. Is different. This contact-type temperature measuring unit 38 corresponds to the auxiliary measuring unit of the present invention.
  • the contact-type temperature measuring unit 38 is, for example, an axillary thermometer.
  • the contact temperature measuring unit 38 is connected to the RFID communication control unit 31 ⁇ / b> A and the display unit 37.
  • the contact-type temperature measuring unit 38 outputs a temperature Tc, which is a temperature detection result, to the RFID communication control unit 31A and the display unit 37.
  • the display unit 37 displays the temperature Tc.
  • the RFID communication control unit 31A When the RFID communication control unit 31A acquires the temperature Tc from the contact-type temperature measuring unit 38, the RFID communication control unit 31A acquires the temperature T measured from the frequency fp of the reverberation signal Sfp at the same timing. The RFID communication control unit 31A calculates a temperature difference ⁇ t between the temperature Tc from the contact temperature measuring unit 38 and the temperature T based on the reverberation signal Sfp. The RFID communication control unit 31A transmits the temperature difference ⁇ t as write information Sw to the RFID 21A.
  • the resonance tag information stored in the RFID 21A includes the temperature difference ⁇ t obtained with the above-described write information Sw. That is, the RFID 21A includes the temperature difference ⁇ t between the temperature Tc from the contact temperature measuring unit 38 and the temperature T due to the reverberation signal Sfp as resonance tag information.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a pre-processing flow of the wireless sensor system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a processing flow of the wireless sensor system according to the second embodiment of the present invention.
  • the reader module 30A is activated (S201).
  • the reader module 30A generates and transmits an excitation signal SpL (S205).
  • the resonance tag 20A receives the excitation signal SpL (S103)
  • the resonator 23 resonates to generate a reverberation signal Sfp (S104).
  • the reader module 30A receives the reverberation signal Sfp (S206).
  • the reader module 30A When the reader module 30A acquires the frequency fp of the reverberation signal Sfp, the reader module 30A measures the temperature T from the relationship table between the frequency fp and the temperature T (S211).
  • the reader module 30A measures the temperature Tc by the contact-type temperature measuring unit 38 (S212).
  • the reader module 30A calculates a temperature difference ⁇ t between the temperature Tc from the contact-type temperature measuring unit 38 and the temperature T based on the reverberation signal Sfp (S213).
  • the reader module 30A transmits the temperature difference ⁇ t as write information Sw to the resonance tag 20A (S214).
  • the resonance tag 20A receives the writing information Sw and acquires the temperature difference ⁇ t (S111).
  • the RFID 21A of the resonance tag 20A stores the temperature difference ⁇ t as resonance tag information (S112).
  • the reader module 30A is activated (S201). In the state where the reader module 30A is brought close to the resonance tag 20A, the read command Sc is transmitted (S202).
  • the resonance tag 20A When the resonance tag 20A receives the read command Sc (S101), it transmits resonance tag information SinfA including the temperature difference ⁇ t (S121).
  • the reader module 30A receives the resonance tag information SinfA (S203), and acquires the temperature difference ⁇ t of the resonance tag 20A (S221).
  • the reader module 30A generates and transmits an excitation signal SpL (S205).
  • the resonance tag 20A When the resonance tag 20A receives the excitation signal SpL (S103), the resonator 23 resonates to generate a reverberation signal Sfp (S104).
  • the reader module 30A receives the reverberation signal Sfp (S206). When the reader module 30A obtains the frequency fp of the reverberation signal Sfp, the reader module 30A measures the temperature T using the above-described relationship table and corrects the temperature T with the temperature difference ⁇ t (S222).
  • the temperature of the measurement target portion can be accurately measured according to the temperature detection result of the contact-type temperature detection portion.
  • the resonance tag can be reduced in size.
  • the contact type temperature measuring unit 38 may not be integrated with the reader module 30A.
  • the contact temperature detector 38 and the reader module 30A may be connected by wire or wirelessly, and the temperature measured by the contact temperature detector 38 may be given to the reader module 30A. Further, the user may input the measured temperature of the contact-type temperature measuring unit 38 to the reader module 30A.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of a wireless sensor system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an external perspective view of a resonance tag according to the third embodiment of the present invention.
  • the processing of the resonance tag 20B including a plurality of resonators 231 and 232, the measurement signal transmission / reception unit 33B and the measurement unit 35B of the reader module 30B is the same as that of the first embodiment. This is different from the wireless sensor system 10. Further, the RTC 36 is omitted from the reader module 30B. Other configurations are the same as those of the wireless sensor system 10 according to the first embodiment. Therefore, only different parts will be specifically described.
  • the resonance tag 20B includes resonators 231 and 232, resonator antennas 241 and 242 and an RFID 21B.
  • the resonator 231 is connected to the resonator antenna 241, and the resonator 232 is connected to the resonator antenna 242.
  • the resonator 231 receives the excitation signal SpL and generates a reverberation signal Sfp1.
  • the resonator 232 receives the excitation signal SpL and generates a reverberation signal Sfp2.
  • the frequency fp1 of the reverberation signal Sfp1 and the frequency fp2 of the reverberation signal Sfp2 for the same temperature are set to be different.
  • the resonance tag 20B includes a flat film-shaped heat insulating material 25 as shown in FIG.
  • the resonator 231 is disposed substantially at the center of the first flat membrane surface 251 of the heat insulating material 25.
  • the resonator antenna 241 is formed in a loop shape along the outer periphery so as to surround the resonator 231 on the first flat membrane surface 251.
  • the resonator 232 is disposed substantially at the center of the second flat membrane surface 252 of the heat insulating material 25.
  • the resonator antenna 242 is formed in a loop shape along the outer periphery so as to surround the resonator 232 on the second flat film surface 252.
  • the second flat membrane surface 252 is a contact surface with respect to the measured part.
  • the RFID 21B is disposed on the first flat film surface 251 of the heat insulating material 25 and is connected to the resonator antenna 241.
  • the resonator antenna 241 also serves as the RFID communication antenna 22.
  • the RFID 21B stores resonance tag information including the heat transfer coefficient of the heat insulating material 25.
  • the RFID communication control unit 31 of the reader module 30B acquires the resonance tag information including the heat transfer coefficient of the heat insulating material 25, the RFID communication control unit 31 provides the measurement unit 35B.
  • the measurement signal transmitting / receiving unit 33B acquires the frequency fp1 of the reverberation signal Sfp1 and outputs it to the measurement unit 35B.
  • the measurement signal transmission / reception unit 33B acquires the frequency fp2 of the reverberation signal Sfp2 and outputs it to the measurement unit 35B.
  • the measuring unit 35B calculates the external temperature T1 from the frequency fp1 and the relation table.
  • the measurement unit 35B calculates the measurement target side temperature T2 from the frequency fp2 and the relation table.
  • the measurement part 35B calculates the deep part temperature Td from a known method using the external side temperature T1, the measured part side temperature T2, and the heat transfer coefficient obtained from the resonance tag information.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow of the wireless sensor system according to the third embodiment of the present invention.
  • the reader module 30B is activated (S201). In a state where the reader module 30B is brought close to the resonance tag 20B, the read command Sc is transmitted (S202).
  • the resonance tag 20B When the resonance tag 20B receives the read command Sc (S101), the resonance tag 20B transmits resonance tag information SinfB including a heat transfer coefficient (S131).
  • the reader module 30B receives the resonance tag information SinfB (S203), and acquires the heat transfer coefficient of the heat insulating material 25 (S231).
  • the reader module 30B generates and transmits an excitation signal SpL (S205).
  • the resonance tag 20B When the resonance tag 20B receives the excitation signal SpL (S103), the resonators 231 and 232 resonate to generate reverberation signals Sfp1 and Sfp2, respectively (S132).
  • the reader module 30B receives the reverberation signals Sfp1 and Sfp2 (S232). When the reader module 30B acquires the frequency fp1 of the reverberation signal Sfp1 and the frequency fp2 of the reverberation signal Sfp2, the reader module 30B measures the deep temperature Td using the frequencies fp1, fp2 and the heat transfer coefficient (S233).
  • the depth temperature of the measurement target portion can be accurately measured without being affected by the characteristics of the resonance tag determined from the heat transfer coefficient of the heat insulating material or the like. Can do.
  • the resonance tag can be reduced in size.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a wireless sensor system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the wireless sensor system 10C according to the present embodiment is different from the wireless sensor system 10A according to the second embodiment in that the contact-type temperature measuring unit 38 is omitted, and instead, the thermostatic chamber 40 includes a resonance tag 20C and a reader. This is provided separately from the module 30C. Further, the resonance tag information of the resonance tag 20C is different. This constant temperature bath 40 corresponds to the auxiliary measuring unit of the present invention.
  • the RFID communication control unit 31C acquires in advance a temperature difference ⁇ ta between the temperature Ta obtained from the temperature sensor 41 of the thermostat 40 and the temperature T measured from the reverberation signal Sfp.
  • the resonance tag 20C is placed in the thermostatic chamber 40 with the measured portion mounted.
  • An excitation signal SpL is given from the reader module 30C to the resonance tag 20C.
  • the reader module 30C receives the reverberation signal Sfp from the resonance tag 20C, and measures the temperature T by the measurement unit 35C.
  • the measured portion is made of a material that does not affect the resonance frequency of the resonator 23 or the characteristics of the resonator antenna 24, the temperature Ta measured by the temperature sensor 41 and the temperature T based on the reverberation signal Sfp coincide. To do.
  • the portion to be measured is a material that affects the resonance frequency of the resonator 23 and the characteristics of the resonator antenna 24, such as a dielectric or magnetic material
  • the temperature Ta and the reverberation signal measured by the temperature sensor 41 are used.
  • the temperature T due to Sfp is different, and the temperature difference ⁇ ta is a non-zero value. This process is performed at a plurality of temperatures while changing the temperature of the thermostatic chamber 40.
  • the RFID communication control unit 31C transmits the temperature difference ⁇ ta with respect to each temperature to the RFID 21C as write information Sw.
  • the RFID 21C demodulates the write information Sw, obtains a temperature difference ⁇ ta for each temperature, and stores it as resonance tag information.
  • the RFID communication control unit 31C acquires the resonance tag information including the temperature difference ⁇ ta with respect to each temperature from the RFID 21C, and supplies the resonance tag information to the measurement unit 35C.
  • the measurement unit 35C calculates the temperature T based on the reverberation signal Sfp, the measurement unit 35C corrects the temperature T with the temperature difference ⁇ ta with respect to each temperature and outputs the temperature T as the temperature of the measurement target unit.
  • the temperature of the measured part can be accurately measured even if the measured part is made of a material that affects the resonance frequency of the resonator 23 or the characteristics of the resonator antenna 24. Can do. At this time, since it is not necessary to provide a compensation circuit as shown in the prior art in the resonance tag, the resonance tag can be reduced in size.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the wireless sensor system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the actual measurement process is the same as that of the wireless sensor system 10 according to the first embodiment, and the process until the actual measurement is started is related to the first embodiment. Different from the wireless sensor system 10.
  • the reader module is activated (S201). In a state where the reader module is brought close to the resonance tag, the read command Scr is transmitted to the resonance tag (S241).
  • the resonance tag 20 When the resonance tag 20 receives the read command Scr (S141), the resonance tag 20 transmits the operation program Spro to the reader module (S142). Upon receiving the operation program Spro (S242), the reader module demodulates and expands the operation program Spro (S243). In the following, measurement processing is performed as in the first embodiment.
  • the reader module can reliably communicate for each resonance tag even if the communication specifications and the like are different for each resonance tag. That is, the reader module can be generalized. In addition, by including the relation table in the operation program Spro, the physical quantity can be accurately measured regardless of which resonance tag is used.

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Abstract

　共振タグを大型化することなく、共振子の特性に依存する物理量の計測誤差を抑圧する。　共振タグ（２０）はＲＦＩＤ（２１）と共振子（２３）を備える。ＲＦＩＤ（２１）には、共振タグ（２０）の製造日を含む共振タグ情報が記憶されている。リーダモジュール（３０）は、ＲＦＩＤ通信制御部（３１）、計測用信号送受信部（３３）、計測部（３５）およびＲＴＣ（３６）を備える。ＲＦＩＤ通信制御部（３１）は、ＲＦＩＤ（２１）から共振タグ情報を取得して、製造日を計測部（３５）に与える。計測用信号送受信部（３３）は、共振子（２３）の残響信号Ｓｆｐから周波数ｆｐを取得して、計測部（３５）に与える。計測部（３５）は、ＲＴＣの時刻と製造日から共振子の経時情報を取得し、掲示情報から周波数ｆｐを補正する。計測部（３５）は、補正後の周波数ｆｐから温度Ｔを算出する。

Description

無線式センサシステムおよびリーダモジュール
　本発明は、被計測部の物理量に応じた共振信号を発生し無線送信する共振タグと、該共振信号を受信して該共振信号の周波数から被測定部の物理量を計測するリーダモジュールとを備える無線式センサシステムに関する。
　従来、被計測部の温度等、当該被計測部の物理量を、共振子の共振周波数で計測する計測システムが各種考案されている。この計測システムで用いる共振子は、感知した物理量に応じた周波数で共振する。したがって、この計測システムでは、この周波数を観測することで、被計測部の物理量を計測している。
　このようなシステムで用いる共振子は、一般的に、周波数が経時変化する。例えば、特許文献１には、水晶振動子の共振周波数が経時変化することが記載されている。
　そして、特許文献１は、電圧制御型水晶発振器であるが、水晶振動子の経時変化を予め温度加速試験で見積もっておき、経時変化を補償する補償回路を、水晶発振器内に備え付けている。
特開２００９－２０１０５６号公報
　現在、被計測部の物理量を遠隔から計測する無線式センサシステムが多く実用化されようとしている。このような無線式センサシステムは、被計測部に装着される共振タグと、該共振タグと無線通信するリーダモジュールとを備える。共振タグには、共振子が少なくとも備えられている。リーダモジュールには、共振子を励振する励振信号を発生し、当該励振信号で共振した共振子の残響信号を受信する送受信部が少なくとも備えられている。
　共振タグは、被計測部に装着されるため、できる限り少ない構成要件で構成したほうがよい。したがって、特許文献１に記載のような補償回路は、共振タグに備えないほうがよい。
　また、特許文献１の構成を共振タグに採用する場合、補償回路に電力供給する電源が、共振タグ単独で必要になり、共振タグの小型化を妨げてしまう。
　本発明の目的は、共振タグを大型化することなく、共振子の特性に依存する物理量の計測誤差を抑圧することができる、無線式センサシステムを提供することにある。
　この発明の無線式センサシステムは、共振タグとリーダモジュールを備える。共振タグは、周囲の物理量に応じて共振周波数が変化する共振子およびＲＦＩＤを備える。リーダモジュールは、共振子を励振する励振信号を送信し、該励振信号に基づく残響信号を受信する計測用信号送受信部、該計測用信号送受信部で得た残響信号に基づいて物理量の計測を行う計測部、および、ＲＦＩＤと通信を行うＲＦＩＤ通信制御部を備える。
　ＲＦＩＤは、共振子の特性に依存する物理量の計測誤差に関連する情報である共振タグ情報を記憶する。ＲＦＩＤ通信制御部は、共振タグ情報を前記ＲＦＩＤから取得して計測部に与える。計測部は、共振タグ情報と残響信号に基づいて物理量の計測を行う。
　この構成では、残響信号が誤差を含んでいても、当該誤差が共振タグ情報によって補正されるので、物理量の計測誤差を抑圧できる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、次の構成であってもよい。共振タグ情報は、共振タグの製造日である。リーダモジュールは、時刻を計時するリアルタイムクロックを備える。リーダモジュールの計測部は、リアルタイムクロックから出力される時刻と共振タグの製造日と残響信号に基づいて物理量の計測を行う。
　この構成では、共振子の共振周波数の経時変化を適切に補正することができる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、次の構成であってもよい。リーダモジュールは、残響信号と異なる方法により物理量を計測する補助計測部を備える。ＲＦＩＤ通信制御部は、残響信号による計測値の含む誤差を、補助計測部の計測結果に基づいて予め取得して、ＲＦＩＤに共振タグ情報として与えておく。ＲＦＩＤ通信制御部は、残響信号による計測を再度行う際に、共振タグ情報をＲＦＩＤから取得する。
　この構成では、残響信号による計測誤差の補正情報を、共振タグ情報としてＲＦＩＤに記憶しておくことができる。そして、リーダモジュールは、このＲＦＩＤに記憶された共振タグ情報（補正情報）を取得して、物理量の計測に利用することで、物理量の計測誤差を抑圧できる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、補助計測部は腋窩式温度計であり、物理量は温度であってもよい。
　この構成では、物理量や補助計測部の具体例を示しており、この構成により、被計測部である人の温度すなわち体温を、無線式センサシステムによって、精確に計測することができる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、物理量が温度である場合に、次の構成であることが好ましい。共振タグは、共振子を複数備える。複数の共振子は、断熱材を介して配置されている。共振タグ情報は、断熱材の熱伝達係数である。
　この構成では、被計測部の深部温度を、精確に計測することができる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、次の構成であってもよい。補助計測部は、共振タグが収容可能で、内部空間の温度が調整された恒温槽である。被計測部は、共振タグが装着された誘電体もしくは磁性体である。
　この構成では、被計測部が誘電体や磁性体である場合の温度計測の具体例を示している。この構成により、共振子の共振周波数に影響を与える材質の温度を、精確に計測することができる。
　また、この発明の無線式センサシステムでは、次の構成であることが好ましい。ＲＦＩＤは、リーダモジュールの動作プログラムを記憶する。ＲＦＩＤ通信制御部は、動作プログラムを取得して、当該ＲＦＩＤ通信制御部、計測用信号送受信部および計測部の動作を設定する。
　この構成では、共振タグのＲＦＩＤに記憶された動作プログラムによって、リーダモジュールが動作する。したがって、各種の共振タグに対して汎用なリーダモジュールを実現することができる。
　この発明によれば、小型の共振タグを用いながら、共振子の特性に依存する物理量の計測誤差を抑圧することができる。
本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る共振子の共振周波数の経時変化特性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムを用いて人の体温を測定する場合を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの事前処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る共振タグの外観斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。 本発明の第５の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。
　本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。
　無線式センサシステム１０は、共振タグ２０とリーダモジュール３０を備える。共振タグ２０は、被計測部に装着されている。リーダモジュール３０は、例えば、計測者が持ち運び可能な形状からなる。
　共振タグ２０は、図１に示すように、ＲＦＩＤ２１、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２、共振子２３、および、共振子用アンテナ２４を備える。リーダモジュール３０は、ＲＦＩＤ通信制御部３１、ＲＦＩＤ通信用アンテナ３２、計測用信号送受信部３３、計測信号用アンテナ３４、計測部３５、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）３６、および表示部３７を備える。
　（共振タグ２０の構成）
　ＲＦＩＤ２１は、記憶部（メモリ）を備え、共振タグ情報を記憶している。共振タグ情報は、共振タグ２０が製造された年月日、すなわち製造日を含む情報であり、ＲＦＩＤ２１の識別ＩＤを有していてもよい。なお、共振タグ情報に含まれる製造日は、共振子２３の製造日であってもよい。
　ＲＦＩＤ２１は、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２を用いた外部との無線通信を制御する。ＲＦＩＤ２１は、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２、リーダモジュール３１のＲＦＩＤ通信用アンテナ３２を介して、リーダモジュール３１のＲＦＩＤ通信制御部３１と通信を行う。具体的には、ＲＦＩＤ２１は、ＲＦＩＤ通信制御部３１から読出コマンドＳｃを受信すると、共振タグ情報Ｓｉｎｆを記憶部から読み出し、ＲＦＩＤ通信制御部３１に送信する。
　共振子２３は、感知温度に応じて共振周波数が変化する素子である。例えば、共振子２３は水晶振動子からなる。共振子２３は、共振子用アンテナ２４を介して励振信号ＳｐＬを受けると、感知温度に応じた共振周波数で共振し、残響信号Ｓｆｐを発生する。共振タグ２０は被計測部に装着されているので、共振子２３は、被計測部の温度に応じた共振周波数で共振し、残響信号Ｓｆｐを発生する。すなわち、残響信号Ｓｆｐの周波数は、被測定部の温度に依存する。なお、共振子２３は、感知温度ではなく、磁気や歪み等といった周囲の物理量に応じて共振周波数が変化する素子であってもよい。
　このように、共振タグ２０は、読み出しコマンドＳｃによって共振タグ情報Ｓｉｎｆを送信し、被計測部の温度に応じた共振周波数の残響信号Ｓｆｐを送信する。
　（リーダモジュール３０の構成）
　ＲＦＩＤ通信制御部３１は、ＲＦＩＤ通信用アンテナ３２、共振タグ２０のＲＦＩＤ通信用アンテナ２２を介して、共振タグ２０のＲＦＩＤ２１と通信を行う。具体的には、ＲＦＩＤ通信制御部３１は、ＲＦＩＤ２１に読み出しコマンドＳｃを送信し、ＲＦＩＤ２１からの共振タグ情報Ｓｉｎｆを受信して、復調する。この処理により、ＲＦＩＤ通信制御部３１は、共振タグ２０の製造日を含む共振タグ情報を取得することができる。ＲＦＩＤ通信制御部３１は、共振タグ情報を計測部３５に出力する。
　計測用信号送受信部３３は、励振信号ＳｐＬを、予め設定した時間間隔で生成して、計測用アンテナ３４から送信する。
　計測用信号送受信部３３は、計測用アンテナ３４を介して残響信号Ｓｆｐを受信すると、残響信号Ｓｆｐの周波数解析を実行し、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐを取得する。計測用信号送受信部３３は、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐを計測部３５に出力する。
　計測部３５は、周波数ｆｐと温度Ｔとの関係テーブルを予め記憶している。この関係テーブルは、共振子２３の共振周波数が経年変化していない状態、すなわち共振子２３が製造された時の共振周波数に基づいて決定されている。
　また、計測部３５は、共振子２３の共振周波数の経時変化特性を記憶している。図２は、共振子の共振周波数の経時変化特性を示すグラフである。図２に示すように、共振子は、時間の経過とともに、共振周波数が変化する。例えば、図２に示す特性例であれば、時間の経過とともに共振周波数は低下していく。そして、経時していない状態からの周波数の変化率は、経時時間が長いほど大きくなる。
　計時部３５は、残響信号Ｓｆｐを受信し周波数ｆｐを取得した時点で、ＲＴＣ３６から時刻（日時）を読み出す。計測部３５は、ＲＴＣ３６から読み出した時刻（日時）と、共振タグ情報の製造日とから、共振タグ２０の製造日からの経過時間を算出する。計測部３５は、経過時間と、共振子２３の共振周波数の経時変化特性と、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐから、共振子２３が製造された時に換算した周波数を算出する。そして、計測部２３は、この換算された周波数と、周波数ｆｐと温度Ｔとの関係テーブルとを用いて、温度Ｔを算出する。
　表示部３７は、計測部３５で算出された温度Ｔを取得して表示する。この際、表示部３７は、ＲＦＩＤ識別情報Ｓｉｎｆを温度Ｔと一緒に表示してもよい。なお、表示部３７は、必要に応じて省略することもできる。この場合、温度ＴやＲＦＩＤ識別情報Ｓｉｎｆを外部出力する出力端子を備えればよい。
　このような構成からなる無線式センサシステム１０は、次に示すフローによって、被計測部の温度Ｔを計測する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。
　共振タグ２０を被計測部に装着しておく。この状態では、励振信号ＳｐＬが与えられていないので、共振子２３は共振しておらず、残響信号Ｓｆｐは発生していない。
　リーダモジュール３０を起動する（Ｓ２０１）。リーダモジュール３０を共振タグ２０に近接させた状態で、読出コマンドＳｃを送信する（Ｓ２０２）。この際のリーダモジュール３０と共振タグ２０との通信は、例えば、所謂、近距離非接触通信で行われる。
　共振タグ２０は、読出コマンドＳｃを受信すると（Ｓ１０１）、製造日を含む共振タグ情報Ｓｉｎｆを送信する（Ｓ１０２）。
　リーダモジュール３０は、共振タグ情報Ｓｉｎｆを受信し（Ｓ２０３）、共振タグ２０の製造日を取得する（Ｓ２０４）。
　リーダモジュール３０は、励振信号ＳｐＬを生成して送信する（Ｓ２０５）。
　共振タグ２０が励振信号ＳｐＬを受信すると（Ｓ１０３）、共振子２３は、共振して残響信号Ｓｆｐを発生する（Ｓ１０４）。
　リーダモジュール３０は、残響信号Ｓｆｐを受信する（Ｓ２０６）。リーダモジュール３０は、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐを取得すると、上述の共振子の共振周波数の経時変化特性に基づいて補正する。リーダモジュール３０は、該補正結果に基づいて温度Ｔを計測する（Ｓ２０７）。
　このように、本実施形態の構成および処理を用いることで、被計測部の温度を精確に計測することができる。この際、従来技術に示したような補償回路を共振タグに設けなくてもよいので、共振タグを小型化することができる。
　本実施形態では、共振タグ２０を小型化できるため、無線式センサシステム１０を以下のように用いることができる。図４は、本発明の第１の実施形態に係る無線式センサシステムを用いて人の体温を測定する場合を示す図である。
　図４に示すように、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２、及び共振用アンテナ２４は、可撓性を有する薄型のフレキシブル基板（例えば紙及びＰＥＴ等）上にコイル電極が形成されることにより、それぞれ実現されている。当該フレキシブル基板の長尺部２６の端部には共振子２３が配置されている。
　人の体温を測定するときには、まず、共振タグ２０の共振子２３を、被検温体である人９００の腋の下、すなわち腋窩９０１に装着する。次に、長尺部２６を人９００の上腕９００Ａに巻き付けて共振タグ２０を上腕９００Ａに固定する。これにより、無線式センサシステム１０は、人９００の深部体温を測定する。
　長尺部２６を上腕９００Ａに巻き付ける際、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２、及び共振用アンテナ２４を実現するコイル電極を形成した面が外側（上腕９００Ａに対しての外側）になるように巻き付け方向を調整する。これにより、リーダモジュール３０と共振タグ２０との間で、ＲＦＩＤ通信、並びに、励振信号ＳｐＬ及び残響信号Ｓｆｐの送受信が可能となる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。
　本実施形態に係る無線式センサシステム１０Ａは、共振タグ２０ＡのＲＦＩＤ２１Ａと、リーダモジュール３０Ａの構成が、第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と異なり、他の構成は第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
　リーダモジュール３０Ａは、ＲＦＩＤ通信制御部３１、ＲＦＩＤ通信用アンテナ３２、計測用信号送受信部３３、計測信号用アンテナ３４、計測部３５Ａ、表示部３７、および接触式検温部３８を備える。すなわち、リーダモジュール３０Ａは、リーダモジュール３０に対してＲＴＣ３６を省略し、接触式検温部３８を追加したものであり、この構成の変化に応じて、ＲＦＩＤ通信制御部３１Ａ、計測部３５Ａの処理が異なるものである。この接触式検温部３８が本発明の補助計測部に相当する。
　接触式検温部３８は、例えば、腋窩式温度計である。接触式検温部３８は、ＲＦＩＤ通信制御部３１Ａおよび表示部３７に接続されている。接触式検温部３８は、検温結果である温度ＴｃをＲＦＩＤ通信制御部３１Ａおよび表示部３７に出力する。
　表示部３７は、接触式検温部３８から温度Ｔｃが入力されれば、当該温度Ｔｃを表示する。
　ＲＦＩＤ通信制御部３１Ａは、接触式検温部３８からの温度Ｔｃを取得すると、同じタイミングで残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐから計測した温度Ｔとを取得する。ＲＦＩＤ通信制御部３１Ａは、接触式検温部３８からの温度Ｔｃと残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔとの温度差Δｔを算出する。ＲＦＩＤ通信制御部３１Ａは、温度差Δｔを書込情報Ｓｗとして、ＲＦＩＤ２１Ａに送信する。
　ＲＦＩＤ２１Ａに記憶される共振タグ情報には、上述の書込情報Ｓｗで得られた温度差Δｔを含む。すなわち、ＲＦＩＤ２１Ａは、共振タグ情報として、接触式検温部３８からの温度Ｔｃと残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔとの温度差Δｔを含む。
　このような構成からなる無線式センサシステム１０は、次に示すフローによって、被計測部の温度Ｔを計測する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの事前処理フローを示すフローチャートである。図７は、本発明の第２の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。
　（事前処理（図６参照））
　リーダモジュール３０Ａを起動する（Ｓ２０１）。リーダモジュール３０Ａは、励振信号ＳｐＬを生成して送信する（Ｓ２０５）。共振タグ２０Ａが励振信号ＳｐＬを受信すると（Ｓ１０３）、共振子２３は、共振して残響信号Ｓｆｐを発生する（Ｓ１０４）。リーダモジュール３０Ａは、残響信号Ｓｆｐを受信する（Ｓ２０６）。
　リーダモジュール３０Ａは、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐを取得すると、周波数ｆｐと温度Ｔとの関係テーブルから温度Ｔを計測する（Ｓ２１１）。
　リーダモジュール３０Ａは、接触式検温部３８にて温度Ｔｃを計測する（Ｓ２１２）。リーダモジュール３０Ａは、接触式検温部３８からの温度Ｔｃと残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔとの温度差Δｔを算出する（Ｓ２１３）。リーダモジュール３０Ａは、温度差Δｔを書込情報Ｓｗとして、共振タグ２０Ａに送信する（Ｓ２１４）。
　共振タグ２０Ａは、書込情報Ｓｗを受信して、温度差Δｔを取得する（Ｓ１１１）。共振タグ２０ＡのＲＦＩＤ２１Ａは、温度差Δｔを共振タグ情報として記憶する（Ｓ１１２）。
　（計測処理（図７参照））
　リーダモジュール３０Ａを起動する（Ｓ２０１）。リーダモジュール３０Ａを共振タグ２０Ａに近接させた状態で、読出コマンドＳｃを送信する（Ｓ２０２）。
　共振タグ２０Ａは、読出コマンドＳｃを受信すると（Ｓ１０１）、温度差Δｔを含む共振タグ情報ＳｉｎｆＡを送信する（Ｓ１２１）。
　リーダモジュール３０Ａは、共振タグ情報ＳｉｎｆＡを受信し（Ｓ２０３）、共振タグ２０Ａの温度差Δｔを取得する（Ｓ２２１）。
　リーダモジュール３０Ａは、励振信号ＳｐＬを生成して送信する（Ｓ２０５）。
　共振タグ２０Ａが励振信号ＳｐＬを受信すると（Ｓ１０３）、共振子２３は、共振して残響信号Ｓｆｐを発生する（Ｓ１０４）。
　リーダモジュール３０Ａは、残響信号Ｓｆｐを受信する（Ｓ２０６）。リーダモジュール３０Ａは、残響信号Ｓｆｐの周波数ｆｐを取得すると、上述の関係テーブルを用いて温度Ｔを計測し、当該温度Ｔを温度差Δｔで補正する（Ｓ２２２）。
　このように、本実施形態の構成および処理を用いることで、接触式検温部の検温結果に応じて、被計測部の温度を精確に計測することができる。この際、従来技術に示したような補償回路を共振タグに設けなくてもよいので、共振タグを小型化することができる。
　なお、接触式検温部３８は、リーダモジュール３０Ａに一体化されていなくてもよい。この場合、例えば、接触式検温部３８とリーダモジュール３０Ａを有線もしく無線で接続し、接触式検温部３８が計測した温度を、リーダモジュール３０Ａに与えればよい。また、接触式検温部３８の計測温度をユーザが、リーダモジュール３０Ａに入力してもよい。
　次に、本発明の第３の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る共振タグの外観斜視図である。
　本実施形態に係る無線式センサシステム１０Ｂは、複数の共振子２３１，２３２を備える共振タグ２０Ｂと、リーダモジュール３０Ｂの計測用信号送受信部３３Ｂ、計測部３５Ｂの処理が、第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と異なる。また、リーダモジュール３０Ｂは、ＲＴＣ３６が省略されている。他の構成は第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と同じである。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
　共振タグ２０Ｂは、共振子２３１，２３２、共振子用アンテナ２４１，２４２、ＲＦＩＤ２１Ｂを備える。共振子２３１は共振子用アンテナ２４１に接続されており、共振子２３２は共振子用アンテナ２４２に接続されている。共振子２３１は、励振信号ＳｐＬを受けて残響信号Ｓｆｐ１を発生する。共振子２３２は、励振信号ＳｐＬを受けて残響信号Ｓｆｐ２を発生する。同じ温度に対する残響信号Ｓｆｐ１の周波数ｆｐ１と残響信号Ｓｆｐ２の周波数ｆｐ２は異なるように設定されている。
　共振タグ２０Ｂは、図９に示すように、平膜状の断熱材２５を備える。共振子２３１は、断熱材２５の第１平膜面２５１の略中央に配置されている。共振子用アンテナ２４１は、第１平膜面２５１において、共振子２３１を囲むように、外周に沿ってループ状に形成されている。
　共振子２３２は、断熱材２５の第２平膜面２５２の略中央に配置されている。共振子用アンテナ２４２は、第２平膜面２５２において、共振子２３２を囲むように、外周に沿ってループ状に形成されている。この第２平膜面２５２が被計測部に対する接触面である。
　ＲＦＩＤ２１Ｂは、断熱材２５の第１平膜面２５１上に配置されており、共振子用アンテナ２４１に接続されている。共振子用アンテナ２４１は、ＲＦＩＤ通信用アンテナ２２を兼用している。
　ＲＦＩＤ２１Ｂは、断熱材２５の熱伝達係数を含む共振タグ情報が記憶されている。
　リーダモジュール３０ＢのＲＦＩＤ通信制御部３１は、断熱材２５の熱伝達係数を含む共振タグ情報を取得すると、計測部３５Ｂに与える。
　計測用信号送受信部３３Ｂは、残響信号Ｓｆｐ１の周波数ｆｐ１を取得して、計測部３５Ｂに出力する。計測用信号送受信部３３Ｂは、残響信号Ｓｆｐ２の周波数ｆｐ２を取得して、計測部３５Ｂに出力する。
　計測部３５Ｂは、周波数ｆｐ１と関係テーブルから外部側温度Ｔ１を算出する。計測部３５Ｂは、周波数ｆｐ２と関係テーブルから被計測部側温度Ｔ２を算出する。計測部３５Ｂは、外部側温度Ｔ１と、被計測部側温度Ｔ２と、共振タグ情報から得られる熱伝達係数とを用いて、既知の方法から、深部温度Ｔｄを算出する。
　このような構成からなる無線式センサシステム１０Ｂは、次に示すフローによって、被計測部の深部温度Ｔｄを計測する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。
　リーダモジュール３０Ｂを起動する（Ｓ２０１）。リーダモジュール３０Ｂを共振タグ２０Ｂに近接させた状態で、読出コマンドＳｃを送信する（Ｓ２０２）。
　共振タグ２０Ｂは、読出コマンドＳｃを受信すると（Ｓ１０１）、熱伝達係数を含む共振タグ情報ＳｉｎｆＢを送信する（Ｓ１３１）。
　リーダモジュール３０Ｂは、共振タグ情報ＳｉｎｆＢを受信し（Ｓ２０３）、断熱材２５の熱伝達係数を取得する（Ｓ２３１）。
　リーダモジュール３０Ｂは、励振信号ＳｐＬを生成して送信する（Ｓ２０５）。
　共振タグ２０Ｂが励振信号ＳｐＬを受信すると（Ｓ１０３）、共振子２３１，２３２は、共振して残響信号Ｓｆｐ１，Ｓｆｐ２をそれぞれ発生する（Ｓ１３２）。
　リーダモジュール３０Ｂは、残響信号Ｓｆｐ１，Ｓｆｐ２を受信する（Ｓ２３２）。リーダモジュール３０Ｂは、残響信号Ｓｆｐ１の周波数ｆｐ１と残響信号Ｓｆｐ２の周波数ｆｐ２を取得すると、周波数ｆｐ１，ｆｐ２と熱伝達係数とを用いて、深部温度Ｔｄを計測する（Ｓ２３３）。
　このように、本実施形態の構成および処理を用いることで、断熱材の熱伝達係数等から決定される共振タグの特性に影響されることなく、被計測部の深部温度を精確に計測することができる。この際、従来技術に示したような補償回路を共振タグに設けなくてもよいので、共振タグを小型化することができる。
　次に、本発明の第４の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態に係る無線式センサシステムの構成図である。
　本実施形態に係る無線式センサシステム１０Ｃは、第２の実施形態に係る無線式センサシステム１０Ａに対して、接触式検温部３８が省略され、代えて、恒温槽４０が、共振タグ２０Ｃおよびリーダモジュール３０Ｃとは別に備えられたものである。また、共振タグ２０Ｃの共振タグ情報が異なる。この恒温槽４０が本発明の補助計測部に相当する。
　ＲＦＩＤ通信制御部３１Ｃは、恒温槽４０の温度センサ４１から得られる温度Ｔａと、残響信号Ｓｆｐから計測される温度Ｔとの温度差Δｔａを予め取得している。
　具体的には、共振タグ２０Ｃを被計測部に装着した状態で恒温槽４０内に配置する。この共振タグ２０Ｃに対して、リーダモジュール３０Ｃから励振信号ＳｐＬを与える。リーダモジュール３０Ｃは、共振タグ２０Ｃからの残響信号Ｓｆｐを受信して、計測部３５Ｃで温度Ｔを計測する。ここで、被計測部が、共振子２３の共振周波数や共振子用アンテナ２４の特性に影響を与えない材質であれば、温度センサ４１の計測する温度Ｔａと、残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔは一致する。しかしながら、被計測部が、誘電体や磁性体のように、共振子２３の共振周波数や共振子用アンテナ２４の特性に影響を与える材質であると、温度センサ４１の計測する温度Ｔａと残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔは異なり、温度差Δｔａは０でない値となる。この処理は、恒温槽４０の温度を変化させながら、複数の温度で行われる。ＲＦＩＤ通信制御部３１Ｃは、各温度に対する温度差Δｔａを、書込情報Ｓｗとして、ＲＦＩＤ２１Ｃに送信する。
　ＲＦＩＤ２１Ｃは、書込情報Ｓｗを復調して、各温度に対する温度差Δｔａを取得し、共振タグ情報として記憶しておく。
　次に、実際に被計測部の温度を計測する場合、ＲＦＩＤ通信制御部３１Ｃは、ＲＦＩＤ２１Ｃから、各温度に対する温度差Δｔａを含む共振タグ情報を取得し、計測部３５Ｃに与える。
　計測部３５Ｃは、残響信号Ｓｆｐによる温度Ｔを算出すると、当該温度Ｔを、各温度に対する温度差Δｔａで補正して、被計測部の温度として出力する。
　このような構成および処理とすることで、被計測部が共振子２３の共振周波数や共振子用アンテナ２４の特性に影響を与える材質であっても、被計測部の温度を精確に計測することができる。この際、従来技術に示したような補償回路を共振タグに設けなくてもよいので、共振タグを小型化することができる。
　次に、本発明の第５の実施形態に係る無線式センサシステムについて、図を参照して説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係る無線式センサシステムの処理フローを示すフローチャートである。
　本実施形態の無線式センサシステムでは、実際の計測処理は、第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と同じであり、実際の計測を開始するまでの処理が第１の実施形態に係る無線式センサシステム１０と異なる。
　リーダモジュールを起動する（Ｓ２０１）。リーダモジュールを共振タグに近接させた状態で、読み出しコマンドＳｃｒを、共振タグに送信する（Ｓ２４１）。
　共振タグ２０は、読み出しコマンドＳｃｒを受信すると（Ｓ１４１）、動作プログラムＳｐｒｏをリーダモジュールに送信する（Ｓ１４２）。リーダモジュールは、動作プログラムＳｐｒｏを受信すると（Ｓ２４２）、動作プログラムＳｐｒｏを復調して展開する（Ｓ２４３）。以下は、第１の実施形態と同様に、計測処理を行う。
　このような構成および処理を用いることで、共振タグ毎に通信仕様等が異なっていても、リーダモジュールは、共振タグ毎に確実に通信を行うことができる。すなわち、リーダモジュールを汎用化することができる。また、動作プログラムＳｐｒｏ内に関係テーブルを含んでおくことで、いずれの共振タグを用いても、物理量を正確に計測することができる。
　なお、上述の各実施形態は、それぞれ単独でも作用効果を奏するが、これらの各実施形態の構成および処理を組み合わせてもよい。
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：無線式センサシステム
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ：共振タグ
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ：ＲＦＩＤ
２２：ＲＦＩＤ通信用アンテナ
２３，２３１，２３２：共振子
２４，２４１，２４２：共振子用アンテナ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ：リーダモジュール
３１，３１Ａ，３１Ｃ：ＲＦＩＤ通信制御部
３２：ＲＦＩＤ通信用アンテナ
３３，３３Ｂ：計測用信号送受信部
３４：計測用アンテナ
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ：計測部
３６：ＲＴＣ
３７：表示部
３８：接触式検温部
４０：恒温槽
４１：温度センサ

Claims (8)

  1. 　周囲の物理量に応じて共振周波数が変化する共振子およびＲＦＩＤを備えた共振タグと、
    　前記共振子を励振する励振信号を送信し、該励振信号に基づく残響信号を受信する計測用信号送受信部、該計測用信号送受信部で得た前記残響信号に基づいて物理量の計測を行う計測部、および、前記ＲＦＩＤと通信を行うＲＦＩＤ通信制御部を備えたリーダモジュールと、
    　を備え、
    　前記ＲＦＩＤは、前記共振子の特性に依存する前記物理量の計測誤差に関連する情報である共振タグ情報を記憶し、
    　前記ＲＦＩＤ通信制御部は、前記共振タグ情報を前記ＲＦＩＤから取得して、前記計測部に与え、
    　前記計測部は、前記共振タグ情報と前記残響信号に基づいて、前記物理量の計測を行う、
    　無線式センサシステム。
  2. 　前記共振タグ情報は、前記共振タグの製造日であり、
    　前記リーダモジュールは、時刻を計時するリアルタイムクロックを備え、
    　前記計測部は、前記リアルタイムクロックから出力される時刻と前記共振タグの製造日と前記残響信号に基づいて、前記物理量の計測を行う、
    　請求項１に記載の無線式センサシステム。
  3. 　前記リーダモジュールは、
    　前記残響信号と異なる方法により前記物理量を計測する補助計測部を備え、
    　前記ＲＦＩＤ通信制御部は、
    　前記残響信号による計測値の含む誤差を、前記補助計測部の計測結果に基づいて予め取得して、前記ＲＦＩＤに前記共振タグ情報として与えておき、
    　前記残響信号による計測を再度行う際に、前記共振タグ情報を、前記ＲＦＩＤから取得する、
    　請求項１に記載の無線式センサシステム。
  4. 　前記補助計測部は腋窩式温度計であり、
    　前記物理量は温度である、
    　請求項３に記載の無線式センサシステム。
  5. 　前記物理量は温度であり、
    　前記共振タグは、
    　前記共振子を複数備え、
    　該複数の共振子は、断熱材を介して配置されており、
    　前記共振タグ情報は、前記断熱材の熱伝達係数である、
    　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線式センサシステム。
  6. 　前記補助計測部は、
    　前記共振タグが収容可能で、内部空間の温度が調整された恒温槽であり、
    　被計測部は、前記共振タグが装着された誘電体もしくは磁性体である、
    　請求項３に記載の無線式センサシステム。
  7. 　前記ＲＦＩＤは、
    　前記リーダモジュールの動作プログラムを記憶し、
    　前記ＲＦＩＤ通信制御部は、前記動作プログラムを取得して、当該ＲＦＩＤ通信制御部、前記計測用信号送受信部および前記計測部の動作を設定する、
    　請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線式センサシステム。
  8. 　請求項１に記載の無線式センサシステムのリーダモジュールであって、
    　前記残響信号と異なる方法により前記物理量を計測する補助計測部を備え、
    　前記ＲＦＩＤ通信制御部は、
    　前記残響信号による計測値の含む誤差を、前記補助計測部の計測結果に基づいて予め取得して、前記ＲＦＩＤに前記共振タグ情報として与えておき、
    　前記残響信号による計測を再度行う際に、前記共振タグ情報を前記ＲＦＩＤから取得する、
    　リーダモジュール。
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