JP4112418B2 - Ｒｆｉｄタグ及びｒｆｉｄタグを用いた通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグを用いた通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械、在庫品又は生き物を識別したりその動きをチェックする目的で、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムが利用されている。このＲＦＩＤシステムはアンテナコイルやメモリ等を有するＲＦＩＤタグと、アンテナコイルとＲＦＩＤタグからの情報の読み込みとＲＦＩＤタグへの情報の書き込みを行うリーダ／ライタモジュールと、リーダ／ライタモジュールの情報を管理するホストコンピューター等により構成される。このＲＦＩＤタグは商品の種類等の所定の情報が記憶されており、データキャリアとして、例えば商品等に貼り付けられ、ホストコンピューターにより在庫情報等の管理が行われる。このＲＦＩＤタグとリーダ／ライタ間の通信はアンテナコイルを用いて非接触方式により行われるため、接点劣化や機械的ストレスによる不良障害の恐れが少なくすることができる。このＲＦＩＤタグは非接触方式のＩＣカードとして用いられ、商品管理等の様々なアプリケーションに利用されている。
【０００３】
このＲＦＩＤタグとリーダ／ライタ間の通信方式としてはＡＳＫ方式が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。ＡＳＫ変調を用いることにより、アンテナコイルの導電性部材の影響によって生じる周波数ずれによる通信感度の低下を抑制することができる。ＲＦＩＤシステムにおいてＡＳＫ１００％変調方式を用いる通信方式の1例を以下に説明する。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムで送受信されるデータは例えば、９バイトのコマンド情報にエラーチェックに用いられる２バイトのＣＲＣデータ等から構成されている。この１度に送受信されるデータを１フレームのデータとする。書き込み時には、このコマンド情報等がＲＦＩＤタグに設けられたメモリに記憶される。書き込み時には、この１フレームのデータは２ビットのデータ毎のその２ビットのデータの値に基づいて、振幅変位変調されてリーダ／ライタからＲＦＩＤタグに送信されている。１フレームのデータは２ビットのデータの値ごとに異なる変調用波形に変換される。この変調用波形に基づいてキャリア信号が変調され、ＲＦＩＤタグに送信される。
【０００５】
このＡＳＫ１００％変調によって送信される信号について図３を用いて説明する。図３はキャリアを変調するための信号波形を示す図である。１フレームのデータを２ビットのデータに基づいて順次変調していくため、２ビットのデータの値に応じて図３に示す４種類の波形が用意されている。ここで、００の２ビットデータはｌｏｇｉｃ“００”の波形で表される。０１、１０、１１の２ビットデータも同様にｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”の波形で表される。４種類の２ビットデータはそれぞれ異なる４種類の９．４４μｓｅｃの波形により表されている。この時間を単位変調区間とする。例えば、ｌｏｇｉｃ“００”の波形では最初の１．１８μｓｅｃの間、信号がＨとなり、その次の１．１８μｓｅｃの間はＬとなる。そして残りの５．９μｓｅｃはＨとなる。
【０００６】
図３に示すように信号がＬレベルとなっている時間はｌｏｇｉｃ“００”、ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形でも１．１８μｓｅｃであるが、ＨからＬに変わるタイミングがそれぞれ異なり、単位変調区間の始まりから１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ、５．９０μｓｅｃ、８．２６μｓｅｃでそれぞれＨからＬになる。この４種類の波形により２ビットデータを表している。送信される１フレームのデータに応じて単位変調区間の波形が連続した波形が生成される。例えば、００１１と続くデータではｌｏｇｉｃ“００”の波形とｌｏｇｉｃ“１１”の波形が連続している波形が生成される。このようにして２ビットデータに基づく波形により、複数バイトからなる１フレームのデータを表している。ＲＦＩＤタグではこの波形に基づいて２ビットのデータが区別されるため、複数バイトのデータの送受信を行うことができる。
【０００７】
リーダ／ライタからＲＦＩＤタグへの信号の送信時では、ＡＳＫ方式を用いているため、上述の単位変調区間の波形が連続する信号によってキャリア信号を変調している。キャリア信号には１３．５６ＭＨｚの正弦波が用いられている。よって、１３．５６ＭＨｚの正弦波のキャリアを乗せた信号を出力している。すなわち、波形がＬレベルとなっている間はキャリアが乗らず、Ｈレベルとなっている間だけキャリアが乗るようにしている。この送受信される信号の出力の一例を図４に示す。図４は１１のデータと００のデータが連続する部分の出力信号を示す図である。図４では上に１１と００が連続している変調用の波形を示し、下にキャリアが乗った出力信号の波形を示している。Ａの部分とＣの部分では波高（レベル）がＬになっているため、キャリアが切れている。Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではＨレベルであるため、キャリアが乗っている。従って、Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではキャリアが送信され、Ａの部分とＣの部分ではキャリアが送信されていないことになる。なお、キャリアが送信されていない時間をキャリアＯＦＦ時間、キャリアが送信されている時間をキャリアＯＮ時間とする。
【０００８】
ＲＦＩＤタグは送信された信号に基づいてキャリアＯＮ時間（データエッジ間隔）を測り、その時間からデータ認識を行う。具体的にはキャリアＯＮ時間の長さはそれぞれのデータ及びその順番により異なるため、１回のキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数に基づいて、波形を検出する。例えば、図４に示す１１と００のデータでは、データが切り替わるときのキャリアＯＮ時間（Ｂ）は１．１８μｓｅｃである。クロック周波数が１３．５６ＭＨｚの正弦波である時、その周期は約７．３７ｎｓｅｃであるため、ＢのキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数は理想的には約１６となる。データの値によって信号波形が異なるため、キャリア数もデータの値により異なることになる。例えば、１１の後に０１が来た場合は、キャリアＯＮ時間（Ｂ）が３．５４μｓｅｃとなり、１１の後に１０が来た場合はキャリアＯＮ時間が５．９０μｓｅｃとなり、１１が来た場合は８．２６μｓｅｃとなる。従って、ＲＦＩＤタグは１１のデータの後において、キャリア数が１６であったらキャリアＯＮ時間が１．１８μｓｅｃと検出する。同様にキャリア数が４８であったら３，５４μｓｅｃと、８０であったらキャリアＯＮ時間５．９０μｓｅｃと、１１２であったらキャリアＯＮ時間が８．２６μｓｅｃと検出している。なお、図４（ｂ）の点線に示す閾値を越えた時にキャリア数をカウントアップしてキャリア数を算出している。このキャリア数のカウントはコンパレータによって、信号が点線で示したレベルを超えた時に行われる。このようにして、キャリア数に基づいてキャリアＯＮ時間及びキャリアＯＦＦ時間を検出して、信号を復調している。そして、この復調された信号に基づいて、データを認識している。
【０００９】
しかし、このようにしてＲＦＩＤタグがデータを認識した場合、以下に示す問題点があった。この問題点について図５を用いて説明する。図５はＲＦＩＤタグが受信する信号を示す図であり、図４のＡ、Ｂ、Ｃに対応する部分を拡大した図である。図５に示す様にＡとＣはキャリアＯＦＦ時間であり、ＢはキャリアＯＮ時間である。リーダ／ライタがキャリア信号を変調するために生成する変調用波形が理想的な矩形波であったとしても、実際にＲＦＩＤタグが受信する信号は、図５のＤの部分に示すようにＬからＨに立ち上がるときに波形が鈍ることがある。この波形の鈍りは通信環境や通信距離によって異なる。このように波形が鈍り、ＬからＨへの立ち上がりが遅れてしまった場合、図５のＤに示す様にキャリアの振幅が小さくなってしまい、閾値を越えなくなってしまう。従って、キャリア信号が閾値を越える時間（図５のＥの時間）が立ち上がり時間（図５のＤの時間）分だけ短くなってしまい、検出されるキャリア数が少なってしまう。データキャリアＯＮ時間において、設定された値より少ないキャリア数が検出されてしまうと、ＲＦＩＤタグがデータを誤認識してしまうという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２０８８７６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５７５６８号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６６９０８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のＲＦＩＤタグでは、データを誤って認識してしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、データを正確に認識することができるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグを用いた通信システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるＲＦＩＤタグは、送信するデータの値に応じて異なる波形を有する信号から検出されるキャリア数に基づいてキャリアＯＮ時間を算出し、前記キャリアＯＮ時間に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグであって、送信データに基づく信号を受信する受信部（例えば、本実施の形態におけるアンテナコイル１１）と、前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部（例えば、本実施の形態におけるキャリア数検出部４０１）と、予め定められたキャリアＯＮ時間と前記予め定められたキャリアＯＮ時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部（例えば、本実施の形態における基準値記憶部４０１）と、前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部（例えば、本実施の形態における許容範囲記憶部３０２）と、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する前記キャリアＯＮ時間を算出するキャリアＯＮ時間算出部（例えば、本実施の形態におけるキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間算出部４０２）と、前記キャリアＯＮ時間に基づいてデータを認識するデータ認識部（例えば、本実施の形態におけるデータ認識部４０３）とを備えるものである。
【００１４】
上述のＲＦＩＤタグにおいて前記許容範囲を基準値に対して変動させる変動値を記憶する変動値記憶部（例えば、本実施の形態における変動値記憶部３０３）をさらに備え、前記キャリアＯＮ時間算出部は、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して変動値分だけ変動した前記許容範囲内にある時に前記基準値に対応するキャリアＯＮ時間を算出するものである。
【００１５】
上述のＲＦＩＤタグは前記許容範囲の幅が異なるデータ値のキャリアＯＮ時間の差に対応するキャリア数以下であることが望ましい。これにより、データの誤認識を防ぐことができる。
【００１６】
上述のＲＦＩＤタグは前記許容範囲の幅が異なるデータ値のキャリアＯＦＦ時間に対応するキャリア数以下であることが望ましい。これにより、データの誤認識を防ぐことができる。
【００１７】
本発明にかかる通信システムはデータの値により異なるキャリアＯＮ時間を有する信号を送信する外部装置（例えば、本実施の形態におけるリーダ／ライタ２０）と、前記信号に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグ（例えば、本実施の形態におけるＲＦＩＤタグ１０）とを備える通信システムであって、前記ＲＦＩＤタグは前記信号を受信する受信部（例えば、本実施の形態におけるアンテナコイル１１）と、前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部（例えば、本実施の形態におけるキャリア数検出部４０１）と、予め定められた時間と前記予め定められた時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部（例えば、本実施の形態における基準値記憶部３０１）と、前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部（例えば、本実施の形態における許容範囲記憶部３０２）と、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する時間をキャリアＯＮ時間として算出するキャリアＯＮ時間算出部（例えば、本実施の形態におけるキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間算出部４０２）と、前記キャリアＯＮ時間に基づいてデータを認識するデータ認識部（例えば、本実施の形態におけるデータ認識部４０３）とを備えるものである。
【００１８】
上述の通信システムにおいて前記ＲＦＩＤタグが前記許容範囲を基準値に対して変動させる変動値を記憶する変動値記憶部をさらに備え、前記キャリアＯＮ時間算出部は、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して変動値分だけ変動した前記許容範囲内にある時に前記基準値に対応する時間をキャリアＯＮ時間として算出するものである。
【００１９】
上述の通信システムの好適な実施例は前記外部装置がＡＳＫ方式によって信号を変調しているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかるＲＦＩＤタグを用いた通信システムについて説明する。図１はＲＦＩＤシステムの１例を示す構成図である。１０はＲＦＩＤタグ、１１はアンテナコイル、１２は電源生成部、１３はメモリ、１４はコントロール回路、２０はリーダ／ライタ、２１はコントローラ、２２はトランシーバ／レシーバ、２３はアンテナコイル、３０はホストである。
【００２１】
ＲＦＩＤタグ１０とリーダ／ライタ２０間ではアンテナコイル１１及びアンテナコイル２３により信号の送受信が行われ、データが通信される。ホスト３０とリーダ／ライタ２０はＵＳＢケーブルやＵＡＲＴケーブル等によって接続されている。ＲＦＩＤタグ１０からリーダ／ライタ２０に読み出された情報はホスト３０に送信される。ホスト３０は通常のコンピュータや産業機器であり、リーダ／ライタ２０から受信した情報を記憶できるようになっている。また、ホスト３０はリーダ／ライタ２０にＲＦＩＤタグ１０に記憶された情報を書き換えるコマンドを送信できるようになっている。このコマンドに基づいて、リーダ／ライタ２０は送信信号を生成、出力しＲＦＩＤタグ１０に情報を書き込む。ＲＦＩＤタグ１０は例えば商品毎に取り付けられているため、ホスト３０により商品管理等ができるようになっている。あるいはＲＦＩＤタグ１０をＩＣカードとして用いることにより、人間の識別等を行うことができる。このようにＲＦＩＤタグ１０を用いた通信システムにより機械、在庫品又は生き物を識別したり、その動きをチェックをすることができるようになる。なお、ＲＦＩＤタグ１０には所定の情報が記憶され、この情報の書き換えが行われるデータキャリアを含むものとする。
【００２２】
リーダ／ライタ２０はコントローラ２１、トランシーバ／レシーバ２２及びアンテナコイル２３を備えている。コントローラ２１はＡＳＩＣなどのマイコンにより構成される。トランシーバ／レシーバ２２は変調器及び復調器等により構成される。コントローラ２１はホスト３０からＲＦＩＤタグ１０への書き込みコマンドを受けた場合、そのコマンド情報のデータに基づいて変調用の波形を生成する。トランシーバ／レシーバ２２は変調用の波形に基づいてキャリアを変調して送信信号を生成し、アンテナコイル２３を介して信号を出力する。ＲＦＩＤタグ１０のデータを読み込む時はアンテナコイル２３により受信された信号をトランシーバ／レシーバ２２が復調する。コントローラ２１はこの復調された信号に基づいてデータを認識し、ホスト３０に送信する。
【００２３】
ＲＦＩＤタグ１０はアンテナコイル１１、電源生成部１２、メモリ１３、コントロール回路１４を備えている。ＲＦＩＤタグ１０には半導体チップ上にアンテナが形成されたＣｏｉｌ−Ｏｎ−Ｃｈｉｐを用いている。さらに、電源生成部１２、メモリ１３、コントロール回路１４を同じチップ上に形成することも可能である。アンテナコイル１１は半導体チップ上に形成された渦巻状の導体層により形成されている。アンテナコイル１１は半導体ウェハにリソグラフィー処理及び、蒸着、スパッタ、めっき処理等を施すことにより形成することができる。このアンテナコイル１１は従来の製造方法と同様の方法により形成することができるため、詳細については説明を省略する。
【００２４】
ホスト３０からＲＦＩＤタグ１０へのデータの書き込みコマンドが出された場合、リーダ／ライタ２０により出力された信号はアンテナコイル１１により受信される。アンテナコイル１１は電源生成部１２に接続されている。電源生成部１２は受信された信号をＡＣ／ＤＣコンバータ等により整流し、この電流をメモリ１３、コントロール回路１４に供給する。これにより、メモリ１３及びコントロール回路１４を駆動するための電源が供給される。コントロール回路１４はアンテナコイル１１により受信された信号を復調してメモリ１３に記憶させることができるようになっている。メモリ１３はデータを保存するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ及び／又はＦＲＡＭ等から構成される。このメモリに商品情報等に基づくデータが記憶される。コントロール回路１４はＣＰＵ等により構成される。
【００２５】
データの読み出し時には、ＲＦＩＤタグ１０からリーダ／ライタ２０へ信号が送信される。この場合、メモリ１３に記憶されている情報がコントロール回路１４によって変調される。変調された信号はアンテナコイル１１を介してリーダ／ライタ２０に送信される。リーダ／ライタ２０はアンテナコイル２３により信号を受信し、その信号はトランシーバ／レシーバ２２により復調される。復調された信号に基づいてコントローラ２１はデータを認識し、ホスト３０に送信する。
【００２６】
ＲＦＩＤタグ１０を用いた通信システムにおいて送信されるデータは例えば、９バイトのコマンド情報及びエラーチェックに用いられる２バイトのＣＲＣデータ等から構成されている。この１度に送受信されるデータを１フレームのデータとする。書き込み時には、このコマンド情報がＲＦＩＤタグに設けられたメモリに記憶される。この１フレームのデータは振幅変位変調（ＡＳＫ変調）されて、送受信されている。
【００２７】
このＡＳＫ１００％変調によって送信される信号について図３を用いて説明する。図３はキャリアを変調するための信号波形を示す図である。１フレームのデータを２ビットのデータに基づいて順次変調していくため、２ビットのデータの値に応じて図３に示す４種類の波形が用意されている。ここで、００の２ビットデータはｌｏｇｉｃ“００”の波形で表される。０１、１０、１１の２ビットデータも同様にｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”の波形で表される。４種類の２ビットデータはそれぞれ異なる４種類の９．４４μｓｅｃの波形により表されている。この時間を単位変調区間とする。例えば、ｌｏｇｉｃ“００”の波形では最初の１．１８μｓｅｃの間、信号がＨとなり、その次の１．１８μｓｅｃの間はＬとなる。そして残りの５．９μｓｅｃはＨとなる。
【００２８】
図３に示すように信号がＬレベルとなっている時間はｌｏｇｉｃ“００”、ｌｏｇｉｃ“０１”、ｌｏｇｉｃ“１０”、ｌｏｇｉｃ“１１”のいずれの波形でも１．１８μｓｅｃであるが、ＨからＬに変わるタイミングがそれぞれ異なり、単位変調区間の始まりから１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ、５．９０μｓｅｃ、８．２６μｓｅｃでそれぞれＨからＬになる。この４種類の波形により２ビットデータを表している。送信される１フレームのデータに応じて単位変調区間の波形が連続した波形が生成される。例えば、００１１と続くデータではｌｏｇｉｃ“００”の波形とｌｏｇｉｃ“１１”の波形が連続している波形が生成される。このようにして２ビットデータに基づく波形により、複数バイトからなる１フレームのデータを表している。ＲＦＩＤタグではこの波形に基づいて２ビットのデータが区別されるため、複数バイトのデータの送受信を行うことができる。
【００２９】
リーダ／ライタからＲＦＩＤタグへの信号の送信時では、ＡＳＫ方式を用いているため、上述の単位変調区間の波形が連続する信号によってキャリア信号を変調している。キャリア信号には１３．５６ＭＨｚの正弦波が用いられている。よって、１３．５６ＭＨｚの正弦波のキャリアを乗せた信号を出力している。すなわち、波形がＬレベルとなっている間はキャリアが乗らず、Ｈレベルとなっている間だけキャリアが乗るようにしている。この送受信される信号の出力の一例を図４に示す。図４は１１のデータと００のデータが連続する部分の出力信号を示す図である。図４では上に１１と００が連続している変調用の波形を示し、下にキャリアが乗った出力信号の波形を示している。Ａの部分とＣの部分では波高（レベル）がＬになっているため、キャリアが切れている。Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではＨレベルであるため、キャリアが乗っている。従って、Ａより前の部分、Ｂの部分及びＣより後の部分ではキャリアが送信され、Ａの部分とＣの部分ではキャリアが送信されていないことになる。なお、キャリアが送信されていない時間をキャリアＯＦＦ時間、キャリアが送信されている時間をキャリアＯＮ時間とする。
【００３０】
ＲＦＩＤタグは送信された信号に基づいてキャリアＯＮ時間（データエッジ間隔）を測り、その時間からデータ認識を行う。具体的にはキャリアＯＮ時間の長さはそれぞれのデータ及びその順番により異なるため、１回のキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数に基づいて、波形を検出する。例えば、図４に示す１１と００のデータではキャリアＯＦＦ時間の間（ＡとＣの間）のキャリアＯＮ時間（Ｂ）は１．１８μｓｅｃである。クロック周波数が１３．５６ＭＨｚの正弦波である時、その周期は約７．３７ｎｓｅｃであるため、ＢのキャリアＯＮ時間に含まれるキャリア数は理想的には約１６となる。さらに本実施の形態ではコントローラ２１の内部回路によって２分周しているので検出されるキャリア数は半分の８となる。データの値によって信号波形が異なるため、キャリア数もデータの値及びその順番により異なることになる。例えば、１１の後に０１が来た場合は、キャリアＯＮ時間（Ｂ）が３．５４μｓｅｃとなり、１１の後に１０が来た場合はキャリアＯＮ時間が５．９０μｓｅｃとなり、１１が来た場合は８．２６μｓｅｃとなる。従って、ＲＦＩＤタグは１１のデータの後において、キャリア数が８であったらキャリアＯＮ時間が１．１８μｓｅｃと検出する。同様にキャリア数が２４であったら３，５４μｓｅｃと、４０であったらキャリアＯＮ時間５．９０μｓｅｃと、５６であったらキャリアＯＮ時間が８．２６μｓｅｃと検出していた。なお、図４（ｂ）の点線に示す閾値を越えた時にキャリア数をカウントアップしてキャリア数を検出している。そして、一定時間以上閾値を越えない時間（少なくともキャリア信号の１周期以上）があった場合、その時間が予め定められたキャリアＯＦＦ時間（１．１８μｓｅｃ）となり、カウントされたキャリア数がクリアされる。このキャリア数の検出を１フレーム分の２ビット毎のデータに対して繰り返し行う。このようにして、キャリア数に基づいてキャリアＯＮ時間及びキャリアＯＦＦ時間を検出して、信号を復調している。そして、この復調された信号に基づいて、データを認識している。なお、上述の説明ではデータの値が１１から００となる場合について説明したが、００、０１、１０、１１の全データの組み合わせについても同様にキャリア数を検出している。すなわち、前のデータが００、０１、１０の場合は前のデータのキャリアＯＦＦ時間の後のキャリアＯＮ時間と次のデータのキャリアＯＦＦ時間の前のキャリアＯＮ時間の和に対応してキャリア数がカウントアップされる。
【００３１】
リーダ／ライタ２０から送信され、ＲＦＩＤタグ１０に受信される信号について詳細に説明する。図５はＲＦＩＤタグが受信する受信信号を示す図であり、図４のＡ、Ｂ、Ｃに対応する部分を拡大した図である。図５に示す様にＡとＣはキャリアＯＦＦ時間であり、ＢはキャリアＯＮ時間である。リーダ／ライタ２０がキャリア信号を変調するために生成する変調用波形が理想的な矩形波であったとしても、実際にＲＦＩＤタグが受信する信号は、図５のＤの部分に示すようにＬからＨに立ち上がるときに波形が鈍ることがある。この波形の鈍りは通信環境や通信距離に起因している。このように波形が鈍り、ＬからＨへの立ち上がりが遅れてしまった場合、図５のＤに示す様にキャリアの振幅が小さくなってしまい、閾値を越えなくなってしまう。従って、キャリア信号が閾値を越える回数（図５のＥの時間）が立ち上がり時間（図５のＤの時間）分だけ短くなってしまい、検出されるキャリア数が少なってしまう。このようにキャリアＯＮ時間において、設定された値より少ないキャリア数が検出されてしまうと、ＲＦＩＤタグ１０がデータを誤認識してしまうという問題点があった。
【００３２】
キャリア数減少によるデータの誤認識を防ぐための構成について図２を用いて説明する。３０１は基準値記憶部、３０２は許容範囲記憶部、３０３は変動値記憶部、４０１はキャリア数検出部、４０２はキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間検出部、４０３はデータ認識部である。
【００３３】
キャリア数検出部４０１では、上述のように受信した信号が閾値を超えた回数に基づいてキャリア数をカウントしている。基準値記憶部３０１は予め定められたキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ等）とそのキャリアＯＮ時間に検出されるキャリア数（８、２４等）の基準値を対応付けて記憶している。キャリアＯＮ／ＯＦＦ時間検出部４０２は検出されたキャリア数と基準値に基づいてキャリアＯＮ時間とキャリアＯＦＦ時間を検出していく。そして、データ認識部４０３はキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間に基づいて、１フレーム分のデータの値を認識する。
【００３４】
このとき、従来はキャリア数が対応付けられた基準値（８、２４等）と同じであった場合に、予め定められたキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ等）が算出されていたが、本実施の形態ではキャリア数が所定の基準値から一定の値ずれていたとしても予め定められたキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ、３．５４μｓｅｃ等）として算出することができるようになっている。すなわち、従来はキャリア数検出部４０１で検出されたキャリア数が８の場合のみ、キャリアＯＮ時間が１．１８μｓｅｃと検出されていたが、本実施の形態では例えば、基準値８に対してキャリア数が３以上１０以下の時であってもキャリアＯＮ時間が１．１８μｓｅｃと検出するようになっている。このようにキャリア数が基準値（８）の−５以上＋２以下の値であっても同じキャリアＯＮ時間（１，１８μｓｅｃ）と検出することができる。他のキャリアＯＮ時間（３．５４μｓｅｃ、５．９０μｓｅｃ、８．２６μｓｅｃ等）でも同様にキャリア数が基準値（２４、４０、５６等）の−５以上＋２以下の値であっても、その基準値に対応するキャリアＯＮ時間が算出される。本実施の形態では基準値の−５以上＋２以下を許容範囲のデフォルト値（初期出荷時の設定値）を許容範囲記憶部３０２に記憶している。このようにして基準値に対して許容範囲を設けることによって、検出されるキャリア数が基準値に対してばらついていてもデータを正確に認識することができる。よって、キャリア数が基準値より増減して検出されるＲＦＩＤシステムでも正確にデータを認識することができる。
【００３５】
上述のように許容範囲は−５以上２以下として、同じキャリアＯＮ時間が算出されるキャリア数は−５〜２までの８つの値である。この値を許容範囲の幅とする。この許容範囲の幅をある一定の値以上に設定した場合、あるキャリア数に２つのキャリアＯＮ時間が対応する等してデータの誤認識が発生する必要がる。従って、許容範囲をある一定の値以下にしなければならない。許容範囲が取り得る最大の幅について以下に説明する。
【００３６】
この許容範囲が取り得る最大の幅は検出された１つのキャリア数で２つのキャリアＯＮ時間に対応しないようにしている。すなわち、ある一定の値以上許容範囲を広げてしまうと、許容範囲が重なる部分では２つのキャリアＯＮが算出されてしまい、データが誤って認識されてしまう。例えば、１１、１１とデータが連続する場合、キャリアＯＮ時間は８．２６μｓｅｃであり、基準値は５６である。一方１１、１０とデータが連続する場合、キャリアＯＮ時間は５．９０μｓｅｃであり、基準値は４０である。そして、許容範囲の幅を１７として、許容範囲を−７以上９以下とすると基準値４０の許容範囲は３３以上４９以下となり、基準値５６の許容範囲は４９以上６５以下となる。従って、検出されたキャリア数が４９の時、１１の後のデータを１１と１０の２つのキャリアＯＮ時間を算出してしまう。このような場合、正確にデータを認識することができないため、許容範囲は異なるデータを許容範囲が重ならないように必要がある。この許容範囲が取り得る幅は予め定められている信号波形のキャリアＯＮ時間（変調用波形のＨの時間）やクロック周波数等によって定められる。本実施の形態ではそれぞれの値でキャリアＯＮ時間の差が２．３６μｓｅｃあり、クロック周波数が１３．５６ＭＨｚの１／２（２分周）であるので、それぞれのデータの値でキャリア数の差が１６である。従って、許容範囲の取り得る幅はこのキャリア数以下１６となる。このように許容範囲は異なるデータ値のキャリアＯＮ時間の差に対応するキャリア数以下とすることが望ましい。
【００３７】
さらに本実施の形態ではキャリアＯＦＦ時間が１．１８μｓｅｃとなっている。許容範囲の幅は、このキャリアＯＦＦ時間に対応するキャリア数（８）以下することが望ましい。すなわち、キャリアＯＦＦ時間に対応するキャリア数より許容範囲の幅を大きくすると、キャリアＯＦＦ時間がない場合であっても次のキャリアＯＮ時間となってしまうことがある。例えば、図４に示す波形でＢ、Ｃの時間はそれぞれ１．１８μｓｅｃであるため、その時間に対応するキャリア数は８である。後に続くデータの信号を無視して、Ｃの後のキャリアＯＮ時間を７．０８μｓｅｃとすると、対応するキャリア数は４０である。基準値を８、許容範囲を０以上＋８以下とした場合、最初のキャリア数が１６であってもキャリアＯＮ時間を１．１８μｓｅｃと算出される。検出されたキャリア数が１６の時、実際にキャリアがカウントされている時間は約２．３６μｓｅｃであるため、ＢのキャリアＯＦＦ時間は約０μｓｅｃとなってしまう。従って、キャリアＯＦＦ時間がなくても次のキャリアＯＮ時間に対するキャリア数のカウントが開始されてしまう。よって、データの誤認識を生じる恐れがある。よって、許容範囲の幅はキャリアＯＦＦ時間に対応するキャリア数以下としている。このように許容範囲の幅は信号のキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間及びクロック周波数等によって定められる。
【００３８】
上述のように許容範囲はある一定の幅より狭くしなければならない。しかし、通信環境や通信距離によって波形の立ち上がりが鈍っている時間が長くなると、検出されるキャリア数の平均値が基準値よりも少なくなってしまう。基準値を８、許容範囲を−５以上＋２以下とすると、３以上１０以下のキャリア数が検出されると、そのキャリアＯＮ時間が算出される。しかし、波形の立ち上がりが鈍っている時間が長くなると、検出されたキャリア数が許容範囲の最小値（３）未満となってしまうことがある。本実施の形態では、基準値に対して許容範囲を変動できるように変動値記憶部３０３を設けている。ＲＦＩＤシステムが使用されるアプリケーションによって通信距離、通信環境が異なるため、変動値記憶部３０３にはそのアプリケーションに最適化された変動値が記憶されている。すなわち、デフォルトの許容範囲が−５以上＋２以下と設定されている場合、あるシステムにでは変動値を＋１として−４以上＋３以下の許容範囲と設定し、別のシステムでは変動値を−２として−７以上０以下の許容範囲と設定し、許容範囲にずれを設けている。なお、例えば−７以上０以下の許容範囲における、許容範囲の最小値（例えば、−７）を許容最小値とし、許容範囲の最大値（０）を許容最大値とする。
【００３９】
デフォルトの許容範囲が−５以上＋２以下、変動値が＋１の時、許容範囲は−４以上＋３となるので検出されたキャリア数が４以上１１以下で基準値８に対応するキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ）と算出される。一方、変動値が−２の時、許容範囲は−７以上０となるので、検出されたキャリア数が１以上８以下で基準値８に対応するキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ）が算出される。この変動値は他のキャリアＯＮ時間に対しても同様に設定されている。データ認識部４０３は上述のようにキャリアＯＮ時間に基づいて１フレーム分の２ビット毎のデータを順次認識していく。さらに、データの書き込み時には、認識されたデータに基づいてメモリ１３に情報を書き込む。もちろん、変動値はこれ以外の値でもよく、検出されるキャリア数の平均値を許容範囲の中心とすることが望ましい。また、最短のキャリアＯＮ時間（１．１８μｓｅｃ）に対応する許容最小値が０より大きくなることが望ましい。これにより、検出されるキャリア数が基準値より大きく異なり、ばらついていても正確にキャリアＯＮ時間を算出することができる。
波形の立ち上がりが鈍る傾向が大きいＲＦＩＤシステムではキャリア数のカウントが平均的に基準値を大きく下回る場合がある。本実施の形態に示す様に検出されるキャリア数の平均値に基づいて許容範囲を変動させることによって、波形の立ち上がりの鈍る傾向が大きいシステムであっても、正確にデータ認識を行うことができる。この変動値の書き換えはリーダ／ライタ２０あるいは専用の機器により行うことができる。このように変動値を設けることにより、様々な通信環境や通信距離でＲＦＩＤシステムを利用することができ、利用可能なアプリケーションを広げることができる。このように本実施の形態では許容範囲記憶部３０２に加えてさらに変動値記憶部３０３を備えているため、許容範囲の幅に制限がある場合であっても、予め定められているキャリアＯＮ時間を正確に算出することができる。よって、検出されるキャリア数が基準値より大きくずれてばらついていても、データを正確に認識することができる。
【００４０】
上述の基準値、許容範囲及び変動値はメモリ１３に設けられている基準値記憶部３０１、許容範囲記憶部３０２、変動値記憶部３０３にそれぞれ記憶される。また、キャリア数検出部４０１、キャリアＯＮ／ＯＦＦ時間算出部４０２、データ認識部４０３で行われる演算はＲＦＩＤタグ１０のコントロール回路１４によって行われる。もちろんメモリ１３はこれら以外にもリーダ／ライタ２０からの信号に基づいて、所定のコマンド情報等を記憶する領域を備えている。許容範囲は上述のように、クロック周波数及びキャリアＯＮ／ＯＦＦ時間（変調用波形のＨ／Ｌの時間）等によって定まる。また変動値はＲＦＩＤシステムが使用されるアプリケーションによって、最適化された値が記憶される。このように、キャリアＯＮ時間に対応しているキャリア数の基準値に対して許容範囲、変動値を記憶する記憶部を設けることによりデータを正確に認識することができる。本実施の形態では変動値及び許容範囲は全てのデータ値の組み合わせにおけるキャリアＯＮ時間について同一の値を設定している。すなわち、キャリアＯＮ時間によらず基準値に対して一定の許容範囲及び変動値を設けている。この場合、許容範囲記憶部３０２、変動値記憶部３０３に必要なメモリ領域（容量）を少なくすることができ、例えば、許容範囲記憶部３０２、変動値記憶部３０３はメモリ３内部に１バイト程度で設けることが可能になる。もちろん、キャリアＯＮ時間に応じて異なる許容範囲、変動値を設定しても良い。また許容範囲記憶部３０２及び変動値記憶部３０３は物理的に異なる領域でなくてもよい。例えば、許容最大値及び許容最小値を１バイトのバイナリコードで記憶させても良い。
【００４１】
その他の実施の形態．
上述の実施の形態は好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。例えば、それぞれのデータに対応する波形のＨの時間、Ｌの時間、変調用波形、単位変調区間、キャリア信号、クロック周波数、変調方式は１例であり、これに限られるものはない。また、２ビット毎に変調用波形が生成されるものに限られるものではなく、任意のｎビット（ｎは１以上の整数）毎に変調用の波形を生成しても良い。もちろん実施の形態で示した許容範囲、変動値は１例であり、他の値を取ることも可能である。さらに、変動値及び許容範囲はアプリケーション毎ではなく、個々のＲＦＩＤタグ毎に設定するようにしてもよい。これにより、ＲＦＩＤタグの品質にばらつきがある場合でも、データを正確に認識することが可能になる。
【００４２】
上述の実施の形態では立ち上がりが鈍る波形の例で示したので、キャリアＯＮ時間が短くなり、許容範囲が基準値よりも少なくなっていたが、立ち下がりが鈍る波形ではキャリアＯＮ時間が長くなり、許容範囲が基準値よりも多くなる。この場合でも、許容範囲及び変動値を最適化することによって、データの誤認識を防ぐことができる。このように基準値に対して検出されるキャリア数が増減した場合であっても、正確にデータを認識することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、データの正確な認識が可能なＲＦＩＤタグ及び通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる通信システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるＲＦＩＤタグの内部構成を示す構成図である。
【図３】ＲＦＩＤ通信システムにおいて送信されるデータを変調するための波形を示す図である。
【図４】ＲＦＩＤ通信システムにおいて送信される信号を示す図である。
【図５】ＲＦＩＤタグに受信される信号の立ち上がりを示す図である。
【符号の説明】
１０ ＲＦＩＤタグ、１１ アンテナコイル、１２ 電源生成部、
１３ メモリ、１４ コントロール回路、２０ リーダ／ライタ
２１ コントローラ、２２ トランシーバ／レシーバ、２３ アンテナコイル
３０ ホスト、３０１ 基準値記憶部、３０２ 許容範囲記憶部、
３０３ 変動値記憶部、４０１ キャリア数検出部、
４０２ キャリアＯＮ／ＯＦＦ時間算出部、４０３ データ認識部

Claims (7)

1. 送信するデータの値に応じて異なるキャリアオン時間を有する信号から検出されるキャリア数に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグであって、
   送信データに基づく信号を受信する受信部と、
   前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部と、
   予め定められたキャリアオン時間と前記予め定められたキャリアオン時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部と、
   前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部と、
   前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する前記キャリアオン時間を算出するキャリアオン時間算出部と、
   前記キャリアオン時間に基づいてデータを認識するデータ認識部とを備え、
   前記許容範囲の幅が異なるデータ値のキャリアオン時間の差に対応するキャリア数以下であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 送信するデータの値に応じて異なるキャリアオン時間を有する信号から検出されるキャリア数に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグであって、
   送信データに基づく信号を受信する受信部と、
   前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部と、
   予め定められたキャリアオン時間と前記予め定められたキャリアオン時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部と、
   前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部と、
   前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する前記キャリアオン時間を算出するキャリアオン時間算出部と、
   前記キャリアオン時間に基づいてデータを認識するデータ認識部とを備え、
   前記許容範囲の幅がキャリアオフ時間に対応するキャリア数以下であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
3. 前記許容範囲を基準値に対して変動させる変動値を記憶する変動値記憶部をさらに備え、
   前記キャリアオン時間算出部は、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して変動値分だけ変動した前記許容範囲内にある時に前記基準値に対応するキャリアオン時間を算出する請求項１、又は２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. データの値により異なるキャリアオン時間を有する信号を送信する外部装置と、前記信号に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグとを備える通信システムであって、
   前記ＲＦＩＤタグは前記信号を受信する受信部と、
   前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部と、
   予め定められた時間と前記予め定められた時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部と、
   前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部と、
   前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する時間をキャリアオン時間として算出するキャリアオン時間算出部と、
   前記キャリアオン時間に基づいてデータを認識するデータ認識部とを備え、
   前記許容範囲の幅が異なるデータ値のキャリアオン時間の差に対応するキャリア数以下であることを特徴とする通信システム。
5. データの値により異なるキャリアオン時間を有する信号を送信する外部装置と、前記信号に基づいてデータを認識するＲＦＩＤタグとを備える通信システムであって、
   前記ＲＦＩＤタグは前記信号を受信する受信部と、
   前記受信された信号のキャリア数を検出するキャリア数検出部と、
   予め定められた時間と前記予め定められた時間に検出されるキャリア数の基準値を対応付けて記憶する基準値記憶部と、
   前記基準値に対する許容範囲を記憶する許容範囲記憶部と、
   前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して前記許容範囲内にある時に、前記基準値に対応する時間をキャリアオン時間として算出するキャリアオン時間算出部と、
   前記キャリアオン時間に基づいてデータを認識するデータ認識部とを備え、
   前記許容範囲の幅がキャリアオフ時間に対応するキャリア数以下であることを特徴とする通信システム。
6. 前記ＲＦＩＤタグが前記許容範囲を基準値に対して変動させる変動値を記憶する変動値記憶部をさらに備え、
   前記キャリアオン時間算出部は、前記検出されたキャリア数が前記基準値に対して変動値分だけ変動した前記許容範囲内にある時に前記基準値に対応する時間をキャリアオン時間として算出する請求項４、又は５に記載の通信システム。
7. 前記外部装置がＡＳＫ方式によって信号を変調していることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の通信システム。

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