JP2006134223A - 破損検知機能付きｉｃタグ - Google Patents

Abstract

【課題】物品や車内・庫内に貼り付けたタグの取り外しを困難にして記録内容の改ざんや捏造などの不正行為を防止する。
【解決手段】ＩＣチップ１にアンテナコイル２と破断スイッチ３をＰＥＴフィルムなどの基板４上で接合してインレット５を形成する。破断スイッチ３は所定以上の張力が加わると破断して回路を切断する構造になっている。インレット５は、基板４上面の外周と破断スイッチ３の頂面に粘着剤ａを塗布して上面を表面シール６で被覆し、下面全体に粘着剤ａを塗布して下面をシリコンの剥離処理を施した剥離紙７に支持する。このインレット５を剥離紙７から引き剥がして物や場所などに貼付する。
【選択図】図２

Description

本発明は、時間・温度・湿度・振動などを測定するセンサを接続できるＩＣタグに破損検知機能を付加した破損検知機能付きＩＣタグに関する。

食品や化学薬品、精密部品などの中には一定の温度を超えたり、限度外の衝撃を受けると、品質が劣化して商品価値を失うものがある。
そのため、これらの物品を輸送・保管するときは、車内・庫内の温度や振動を常に規定内に保つ必要がある。
ところが、車内・庫内の温度は外気温や日照条件、ドアの開閉頻度などにより変化する。
また、車内の振動は道路状況や運転の仕方により変化する。
そのため、温度センサや振動センサを付けたＩＣタグを物品や車内・庫内に貼り付けて一定時間毎に温度や振動を測定して記録しておくと、物品の品質管理を確実なものにすることができる。
例えば、輸送・保管を終了した段階で記録内容をトラッキングすれば、規定内に保たれなかった不良品を早期に検出して排除できるようになる。
また、不良品を検出した場合、どの段階の管理に問題があったかを分析して以降の対策に役立てることができる。

温度管理に使用するＩＣタグは、周辺温度が例えば-20℃以下になると動作不能になる電池を内蔵したアクティブタグより、リーダ／ライタからの電磁波を受信して動作電源とするパッシブタグの方が好適である。
また、走行する車内や密閉した庫内にリーダ／ライタや多くの通信機器を持ち込んで外部と交信するのは困難なうえ通信コストも掛かるので、測定結果をリアルタイムに取り出して送信するオンライン方式より、測定結果をいったんタグのメモリに記録して後で取り出すオフライン方式の方が好適である。
オフライン方式の場合、測定がすべて終了した後で記録内容を取り出してチェックするのでタイムラグが発生し、その間に記録内容を改ざんしたり、捏造したりすることが可能になる。

一般に物品の輸送・保管はそれぞれ別の業者が分担して行うので、輸送・保管中の温度管理や振動管理はそれぞれの業者が責任を持って行う。
そのため、輸送・保管が終了する度に担当業者が物品や車内・庫内に貼り付けたタグを取り外して依頼者に提出し、依頼者が記録内容を読み出して温度管理や振動管理が適正に行われたかどうかをチェックし、問題があれば何らかのペナルティを課すことになる。
ＩＣタグのＩＤは書き換えができず、高い真正性が保証されているので、最初に物品や車内・庫内に貼り付けたタグを記録内容の異なる別のタグにすり替えることはできない。
その代わり、タグを取り外した後、依頼者に提出する前に記録内容を改ざんすることはできる。
また、途中で物品や車内・庫内に貼り付けたタグを取り外し、温度状態や振動状態の良好な場所に移して記録内容を捏造することもできる。

解決しようとする問題点は、測定結果をいったんタグのメモリに記録して後で取り出すオフライン方式の場合、タイムラグが発生するので、その間に記録内容の改ざんや捏造が可能になる点であり、本発明は、物品や車内・庫内に貼り付けたタグの取り外しを困難にして記録内容の改ざんや捏造などの不正行為を防止することを目的になされたものである。

そのため本発明は、センサに接続すべきアナログ入力端子を備えるＡ／Ｄ変換器をＩＣに内蔵し、このアナログ入力端子に所定以上の張力が加わると破損するスイッチを接続し、このスイッチが破損したときは以降のセンサからの入力を不能にすることを最も主要な特徴とする。

本発明は、所定以上の張力が加わると破損するスイッチをＡ／Ｄ変換器のアナログ入力端子に接続してタグの取り外しを検知し、取り外しを検知した場合はセンサからの入力を不能にするので、タグを取り外した後で不正に記録内容を書き換えることはできなくなる。
また、取り外したタグを別の場所に移して記録することもできなくなる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１と図２に、本発明を実施した破損検知機能付きＩＣタグの平面図と断面図を示す。
図では、主に１５０ｋＨｚ以下、あるいは１３．５６ＭＨｚの周波数帯を使用する電磁誘導方式のＩＣタグの例を示している。
破損検知機能付きＩＣタグは、ＩＣチップ１にアンテナコイル２と破断スイッチ３をＰＥＴフィルムなどの基板４上で接合してインレット５を形成する。
破断スイッチ３は、本出願人が先に特願２００４−１３２４２０号にて開示したものを使用し、所定以上の張力が加わると破断して回路を切断する構造になっている。
インレット５は、基板４上面の外周と破断スイッチ３の頂面に粘着剤ａを塗布して上面を表面シール６で被覆し、下面全体に粘着剤ａを塗布して下面をシリコンの剥離処理を施した剥離紙７に支持する。
このインレット５を剥離紙７から引き剥がして物や場所などに貼付する。

図３と図４に、破断スイッチの平面図と断面図を示す。
破断スイッチ３は、厚膜印刷技術を用いて基板４上にメンブレン３１を成膜し、その上を脆弱な材料のパッキング３２で被膜して袋状の液貯蔵層３３を形成し、その中に導電性のインク液ｂを入れる。
液貯蔵層３３の両端には電極３４を配置し、リード線３５を介してＩＣチップ１に接続する。
なお、破断スイッチ３の底面が接する基板４にはあらかじめ例えば×印などの形の切り込みｃを入れておく。
これにより、インレット５を引き剥がそうとすると、基板４が引っ張られて切り込みｃの切れ幅が拡大し、基板４と一体の破断スイッチ３の破断を確実にする。
この切り込みｃは、３６０°如何なる方向から引っ張られても切れ幅が拡大するようになっている。

破断スイッチ３は、図５に示すように、液貯蔵層３３の両端を導電性の細線ｄで結んで通電させてもよい。
あるいは、メンブレン３１やパッキング３２をアルミなどの金属箔で形成して通電させてもよい。

図６に、本発明を実施した破損検知機能付きＩＣタグのブロック図を示す。
破損検知機能付きＩＣタグは、ＩＣチップ１のアンテナ接続部にアンテナコイル２を接続し、センサ入力部に破断スイッチ３を直列に接続する構成である。
ＩＣチップ１は、アンテナコイル２に接続する整流回路１１、復調回路１２、変調回路１３、クロック回路１４からなるアナログのデータ送受信部と、ＣＰＵ１５、メモリ１６、Ａ／Ｄ変換器１７からなるデジタルのデータ処理部と、破断スイッチ３を間に挟むセンサアンプ１８とセンサ１９からなるアナログのセンサ入力部で構成される。

センサ１９には、金属の酸化の進行に伴う抵抗変化などを利用して時間を測定する時間センサ、熱電対の熱起電力あるいは白金測温抵抗体やサーミスタ測温体の抵抗変化などを利用して温度を測定する温度センサ、有機高分子系材料の抵抗変化や静電容量変化、セラミックス材料の抵抗変化などを利用して湿度を測定する湿度センサ、圧電セラミックスの電圧変化、ピエゾ抵抗素子の抵抗変化、変位電極の静電容量変化あるいは振動により結合構造が緩む素材の抵抗変化などを利用して振動を測定する振動センサなどが含まれる。
時間センサは、鉄、銅、アルミ、スズなど酸化の進行に伴って電気抵抗が変化する金属箔を一定濃度の酸素雰囲気中に放置し、この金属箔の電気抵抗を計測して経過時間を検知するものなどが考えられる。

本発明の破損検知機能付きＩＣタグはセンサアンプ１８とセンサ１９の間に破断スイッチ３が挿入されているので、インレット５を引き剥がそうとすると破断スイッチ３が破断し、センサアンプ１８とセンサ１９の間の結合線が断線する。
そのため、抵抗が無限大となり、破断スイッチ３が破断したときのＡ／Ｄ変換器１７の変換値はフルスケール（最大値）となる。

以下、図７のフローチャートを参照して破損検知機能付きＩＣタグの動作を説明する。
まず、リーダ／ライタ８がコマンド信号を変調してアンテナコイル９に交流電圧を印加し、ＩＣタグにコマンド信号を送信する（ステップ１０１）。
このとき、誘導電磁界が発生してタグ側のアンテナコイル２に誘起電圧が発生する。
以下の動作は外部から一定時間毎に電界供給を受ける都度、充分な電界強度が得られ、誘起電圧が安定した時点で行われる。
次に、ＩＣタグがコマンド信号を受信すると、この誘起電圧を整流回路１１が整流して動作電源とし、クロック回路１４がその周波数を用いてＩＣ同期用のクロックを生成する（ステップ１０２）。
次に、ＩＣ回路に電力とクロックが供給されと、復調回路１２がクロックに同期させながらリーダ／ライタ８から受信したコマンド信号を復調する（ステップ１０３）。

次に、ＣＰＵ１５がＡ／Ｄ変換器１７によりデジタルデータに変換され、センサアンプ１８により増幅されたセンサ１９の測定値を入力する（ステップ１０４）。
次に、ＣＰＵ１５が入力した測定値をチェックし（ステップ１０５）、フルスケールのときはインレット５が剥離されたとして入力動作を行わず、そのまま処理を終了する。
これにより、後のステップ１０９、１１０におけるメモリ１６への履歴保存がなくなるのでそれまでの履歴データは凍結保存される。従って、タグを取り外した後で不正に記録内容を書き換えることはできなくなる。

フルスケールでないときはＣＰＵ１５がメモリ１６からＩＤコードを読み出し（ステップ１０６）、読み出したＩＤコードとステップ１０４で入力した測定値を変調回路１３が変調し、ＩＤコードに測定値を付加してアンテナコイル２からリーダ／ライタ８に送信する（ステップ１０７）。
次に、ＣＰＵ１５が入力した測定値が規定内レベルかどうかを判定し（ステップ１０８）、規定内レベルであれば正常データとしてコマンド信号に含まれる時計データと合わせて入力した測定値を時系列順にメモリ１６に履歴保存する（ステップ１０９）。
規定内レベルでなければ、異常データとして同様にコマンド信号に含まれる時計データと合わせて入力した測定値を時系列順にメモリ１６に履歴保存する（ステップ１１０）。
これにより、異常データだけがメモリ１６に保存されるので、履歴データの読取効率が向上し、規定内レベルに保たれなかった不良品の検出スピードが速くなる。
また、履歴データの保存容量も少なくできる。
なお、センサ１９の測定値が振動データの場合、予め正常波形パターンを設定し、それと測定した振動データの波形パターンを常時照合して不一致のときはそれを異常データとする。

本発明を実施した破損検知機能付きＩＣタグの平面図である。 図１の断面図である。 破断スイッチの平面図である。 図３の断面図である。 変形例の破断スイッチの平面図である。 本発明を実施した破損検知機能付きＩＣタグのブロック図である。 破損検知機能付きＩＣタグの動作フローチャートである。

符号の説明

１ ＩＣチップ
１１ 整流回路
１２ 復調回路
１３ 変調回路
１４ クロック回路
１５ ＣＰＵ
１６ メモリ
１７ Ａ／Ｄ変換器
１８ センサアンプ
１９ センサ
２ アンテナコイル
３ 破断スイッチ
３１ メンブレン
３２ パッキング
３３ 液貯蔵層
３４ 電極
３５ リード線
４ 基板
５ インレット
６ 表面シール
７ 剥離紙
８ リーダ／ライタ
９ アンテナコイル
ａ 粘着剤
ｂ インク液
ｃ 切り込み
ｄ 細線

Claims (9)

1. センサに接続すべきアナログ入力端子を備えるＡ／Ｄ変換器をＩＣに内蔵し、
   このアナログ入力端子に所定以上の張力が加わると破損するスイッチを接続し、
   このスイッチが破損したときは以降のセンサからの入力を不能にすることを特徴とする破損検知機能付きＩＣタグ。
2. 前記センサからの入力を履歴データとしてメモリに保存し、
   前記スイッチが破損したときは同時にそれまでメモリに保存した履歴データを凍結することを特徴とする請求項１記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
3. 前記センサからの入力が規定外のときは異常データとして正常データとは別にメモリに保存することを特徴とする請求項１記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
4. 前記センサからの入力が振動データの場合、予め設定した正常波形パターンと入力した振動データの波形パターンを常時照合し、不一致のときはそれを異常データとすることを特徴とする請求項３記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
5. 前記センサは対象の状態に応じて電気的アナログ量が変化する時間センサ、温度センサ、湿度センサおよび振動センサが含まれることを特徴とする請求項１記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
6. 前記時間センサが酸化の進行に伴って電気抵抗が変化する材料で形成されていることを特徴とする請求項５記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
7. 前記温度センサが温度により熱起電力または電気抵抗が変化する材料で形成されていることを特徴とする請求項５記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
8. 前記湿度センサが湿度により静電容量または電気抵抗が変化する材料で形成されていることを特徴とする請求項５記載の破損検知機能付きＩＣタグ。
9. 前記振動センサが振動により結合構造が緩み電気抵抗が変化する材料で形成されていることを特徴とする請求項５記載の破損検知機能付きＩＣタグ。