JP4770764B2 - Wireless authentication system - Google Patents
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Description
本発明は、ＲＦＩＤ(RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)システムに用いられ、応答器（ＩＣタグ）が、質問器から非接触で起動されて情報を受け、自身の識別情報を返信する、バッテリを内蔵するアクティブ型の非接触ＩＣタグシステムまたはＩＣカードシステムなどとして実現される無線認証システムに関する。 The present invention is used in an RFID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) system, and a responder (IC tag) is activated in a non-contact manner from an interrogator, receives information, and returns its identification information. The present invention relates to a wireless authentication system realized as a non-contact IC tag system or an IC card system.
前記のような無線認証システムの典型的な従来技術は、特許文献１で示されている。図７は、その従来技術による無線認証システムを説明するための図である。無線認証システムは、壁１を隔てて、一方側から他方側へ通過する物体（図７の例では、ユーザ２が部屋３の外側から内側へ入室している）を検知することで、たとえば、この図７で示すように部屋３の入退室管理に使用される場合、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理することができ、また物品管理に使用される場合、どの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理することができるようになっている。 A typical prior art of the wireless authentication system as described above is disclosed in Patent Document 1. FIG. 7 is a diagram for explaining the wireless authentication system according to the prior art. The wireless authentication system detects an object that passes from one side to the other side across the wall 1 (in the example of FIG. 7, the user 2 enters the room 3 from the outside to the inside), for example, As shown in FIG. 7, when used for room entry / exit management, it is possible to manage which user is present in the room 3 and at what time, and is used for article management. It is possible to manage which products are received and received at what time, and how many products are in the warehouse.
この無線認証システムは、質問器である赤外線発信器４および管理装置５に、ＩＣタグから成る応答器６を備えて構成される。赤外線発信器４は、壁１の内外に配置され、相互に異なるＩＤを重畳した赤外線を狭小な認証エリア７に向けて照射している。前記赤外線を受信した応答器６は、前記赤外線発信器４の識別情報（ＩＤ）に、自身の識別情報を含む応答信号を無線で返信する。前記応答信号はアンテナ８で受信され、管理装置５は、前記識別情報が予め登録されたものであれば、ドア９の解錠を行う。 This wireless authentication system includes an infrared transmitter 4 and a management device 5 which are interrogators, and a response device 6 made of an IC tag. The infrared transmitters 4 are arranged inside and outside the wall 1 and irradiate infrared rays with different IDs superimposed on a narrow authentication area 7. The responder 6 that has received the infrared rays wirelessly returns a response signal including its own identification information to the identification information (ID) of the infrared transmitter 4. The response signal is received by the antenna 8, and the management device 5 unlocks the door 9 if the identification information is registered in advance.
しかしながら、上述の従来技術は、応答器６を起動させるのに赤外線を用いている。赤外線は、前述のように狭小な認証エリア７を形成するのには好都合であるが、たとえば赤外線発信器４が天井設置で、名札型の応答器６が下を向いていたりすると、反応しないようなこともあり、利便性に劣る。そこでこのような問題を解消するために、ＬＦ帯を起動に利用する従来技術が、特許文献２で提案されている。 However, the above-described prior art uses infrared light to activate the responder 6. Infrared rays are convenient for forming the narrow authentication area 7 as described above. However, for example, when the infrared transmitter 4 is installed on the ceiling and the name tag type responder 6 faces downward, it does not react. In some cases, it is inconvenient. Therefore, in order to solve such a problem, a conventional technique using the LF band for activation is proposed in Patent Document 2.
図８は、その特許文献２の従来技術による無線認証システムを説明するための図である。この図８において、前述の図７の構成に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この無線認証システムは、質問器１４およびそれを管理する管理装置１０に、前記ＩＣタグから成る応答器１６を備えて構成される。 FIG. 8 is a diagram for explaining a wireless authentication system according to the prior art of Patent Document 2. In FIG. 8 is similar to the configuration of FIG. 7 described above, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. This wireless authentication system includes an interrogator 14 and a management apparatus 10 that manages the interrogator 14 and a responder 16 that includes the IC tag.
図９は、前記質問器１４および応答器１６の電気的構成を示すブロック図である。質問器１４では、制御回路１１は、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む質問信号を生成し、ＬＦ帯送信回路１２において、キャリア成分に重畳させ、増幅させてＬＦアンテナ１３から第１の無線通信方式（ＬＦ）にて応答器１６に向けて送信させる。これによって、応答器１６の周囲には検知エリア１７が形成され、その検知エリア１７内に入った前記ユーザ２などが所持する応答器１６では、質問器１４からの前記質問信号をＬＦアンテナ２１で受信した後に、ＬＦ帯受信回路２２が制御回路２３を起動し、該制御回路２３は、前記質問器１４の識別情報に、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信回路２４からＲＦアンテナ２５を介して、第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、質問器１４に対して返信させる。 FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the interrogator 14 and the responder 16. In the interrogator 14, the control circuit 11 generates an interrogation signal including unique identification information (ID) set in advance in the interrogator 14, superimposes it on the carrier component in the LF band transmission circuit 12, amplifies the signal, and transmits it to the LF antenna. 13 to the responder 16 by the first wireless communication method (LF). As a result, a detection area 17 is formed around the responder 16, and in the responder 16 possessed by the user 2 and the like entering the detection area 17, the interrogation signal from the interrogator 14 is transmitted by the LF antenna 21. After receiving, the LF band receiving circuit 22 activates the control circuit 23, and the control circuit 23 includes a response signal including unique identification information (ID) set in advance in the identification information of the interrogator 14. Is transmitted from the RF transmission / reception circuit 24 to the interrogator 14 via the RF antenna 25 by the second wireless communication method (UHF).
前記応答信号は、質問器１４のＲＦアンテナ２０からＲＦ送受信回路１５で受信され、前記制御回路１１に入力されて、応答した応答器１６を識別する。識別した応答器１６が予め登録された識別情報を有するものであれば、制御回路１１は、前記ＲＦ送受信回路１５からＲＦアンテナ２０を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、認証完了した応答器１６の識別情報をＡＣＫ信号として送信する。そのＡＣＫ信号をＲＦアンテナ２５からＲＦ送受信回路２４で受信すると、制御回路２３は応答信号の送信を終了する。 The response signal is received by the RF transmission / reception circuit 15 from the RF antenna 20 of the interrogator 14 and input to the control circuit 11 to identify the responder 16 that has responded. If the identified responder 16 has identification information registered in advance, the control circuit 11 can transmit the RF transceiver circuit 15 through the RF antenna 20 in the second wireless communication method (UHF). The identification information of the responder 16 that has been authenticated is transmitted as an ACK signal. When the ACK signal is received from the RF antenna 25 by the RF transmission / reception circuit 24, the control circuit 23 ends the transmission of the response signal.
また、認証を完了した際には、制御回路１１は、表示部１８とブザー１９とで認証完了を示すと同時に、ドア９の解錠を行う。また、管理装置１０は、制御回路１１の認証結果から、前述のように、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理しており、またどの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理している。 When the authentication is completed, the control circuit 11 indicates the completion of authentication with the display unit 18 and the buzzer 19 and simultaneously unlocks the door 9. Further, the management device 10 manages which user is present in the room 3 and at what time it enters and exits from the authentication result of the control circuit 11, and which product arrives and arrives at what time. And how many products exist in the warehouse.
このようにＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起電力で応答器１６を起動させて、制御回路２３が、ＲＦ送受信回路２４に、内蔵電池２６を電源として、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の応答信号を返信させている。このような構成で、安くて使い勝手（向きを選ばない）が良く、また前記検知エリア１７を、１．５〜２ｍの比較的狭い範囲に正確に規定することができるようになっている。さらにまた、ＵＨＦ帯のＲＦ送受信回路２４の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯のＬＦ帯受信回路２２が数μＡの微弱な電力で起動するので、待機状態でそのＲＦ送受信回路２４を使用しないことで、前記内蔵電池２６の電力消費を抑え、応答器１６の長寿命化が図られている。
上述のような質問器１４において、少なくともＬＦアンテナ１３は、天井、床面または壁面に設置される必要がある。したがって、新設の場合はまだしも、後付けの場合、さらにメンテナンスなどを考慮すると、上下の２フロアを１組として、階下フロアの天井裏３０に、上下２フロア分のアンテナを設置すると、設置工事を簡略化することができるとともに、前記メンテナンスを簡略化することができる。 In the interrogator 14 as described above, at least the LF antenna 13 needs to be installed on the ceiling, floor, or wall surface. Therefore, in the case of a new installation, in the case of retrofitting, considering the maintenance, etc., the installation work can be simplified if two upper and lower floors are set as one set, and antennas for two upper and lower floors are installed on the ceiling 30 of the lower floor. And the maintenance can be simplified.
しかしながら、前記ＬＦ帯を用いた電波式は、上述のように安くて使い勝手が良いものの、実際には、前記質問器１４における第１の無線通信方式（ＬＦ）のＬＦアンテナ１３は、小型のコイル状リーダアンテナから成り、図１０に示すように、前記ＬＦ帯の電波を発信すると、前記検知エリア１７として、該ＬＦアンテナ１３の放射面の前後に略対称な８の字（紡錘）形状のＬＦ帯到達エリアを形成してしまう。 However, although the radio wave type using the LF band is cheap and easy to use as described above, the LF antenna 13 of the first wireless communication method (LF) in the interrogator 14 is actually a small coil. As shown in FIG. 10, when the LF band radio wave is transmitted, the detection area 17 has a substantially symmetrical 8-shape (spindle) LF before and after the radiation surface of the LF antenna 13. A belt reaching area will be formed.
このため、図１１で模式的に示すように、近接した上下フロアのＬＦアンテナ１３からの質問信号が、階上および階下のフロアに存在する応答器１６Ａ，１６Ｂに共に受信されてしまい、フロア違いのユーザを誤認識してしまうという問題がある。これは、２つのアンテナからの質問信号が時分割で相互に重ならないように送信されても同様である。特に、階下のフロアの天井２９が高いと、その階下のフロア側の送信電力を大きくしなければならず、実質的に階上フロアにおいて、ユーザ２が存在する部分は、総てその階下フロアのＬＦアンテナ１３の検知エリア１７に含まれてしまう。この点、特許文献１による赤外線式であれば、そのような問題はないものの、上述のように使い勝手が悪いという問題がある。 For this reason, as schematically shown in FIG. 11, the interrogation signals from the adjacent LF antennas 13 on the upper and lower floors are received by the responders 16A and 16B existing on the upper and lower floors, resulting in different floors. There is a problem of misrecognizing other users. This is the same even if the interrogation signals from the two antennas are transmitted so as not to overlap each other in time division. In particular, when the ceiling 29 of the downstairs floor is high, the transmission power on the downstairs floor side must be increased, and the portion where the user 2 exists in the upstairs floor is substantially all of the downstairs floor. It will be included in the detection area 17 of the LF antenna 13. In this regard, the infrared type disclosed in Patent Document 1 has such a problem that it is not easy to use as described above, although there is no such problem.
本発明の目的は、壁面内に近接して設置した２つのアンテナで、壁の各側に存在する応答器をそれぞれ正確に検知することができる無線認証システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a wireless authentication system capable of accurately detecting a responder existing on each side of a wall with two antennas installed close to the wall.
本発明の無線認証システムは、質問器が天井、床面または壁面に設置された２つのアンテナから質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して応答信号を返信することで、前記質問器が各フロアまたは壁の各側に存在する応答器を検知する無線認証システムであって、前記質問器は、前記２つのアンテナの何れか一方から前記質問信号を送信する際に、何れか他方から前記質問信号に対する微弱妨害波を送信する動作を交互に切換えて行うことを特徴とする。 In the wireless authentication system of the present invention, the interrogator transmits a question signal from two antennas installed on the ceiling, floor, or wall surface, and the responder returns a response signal in response to the question signal. A wireless authentication system in which an interrogator detects a transponder present on each side of each floor or wall, and the interrogator transmits any of the interrogation signals from either one of the two antennas. The operation of transmitting the weak interference wave for the interrogation signal from the other side is performed by alternately switching.
上記の構成によれば、質問器がアンテナから質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して応答信号を返信することで、前記質問器が前記応答器を検知する無線認証システムにおいて、前記アンテナは、天井、床面または壁面内に設置されるが、設置工事の簡略化やメンテナンスの簡略化などのために前記天井、床面または壁面内に２つのアンテナを設置し、そのアンテナが前記質問信号の検知エリアを比較的正確に設定でき、また応答器が該質問信号を受信し易いＬＦ帯などを使用して、放射面に対して対称な放射パターンが形成されてしまう場合、階上および階下、ならびに壁の両側で前記２つのアンテナの検知エリアが重なってしまうので、前記２つのアンテナから前記質問信号を交互に送信するようにし、さらに前記質問信号を送信していない側のアンテナは、前記質問信号に対する微弱妨害波を送信するようにする。 According to the above configuration, in the wireless authentication system in which the interrogator detects the responder by the interrogator transmitting an interrogation signal from the antenna and the responder returning the response signal in response to the interrogation signal. The antenna is installed in the ceiling, floor, or wall. For the purpose of simplifying the installation work and simplifying maintenance, two antennas are installed in the ceiling, floor, or wall, and the antennas are installed. If the detection area of the interrogation signal can be set relatively accurately, and a radiation pattern symmetrical to the radiation surface is formed using an LF band or the like in which the responder can easily receive the interrogation signal, Since the detection areas of the two antennas overlap on the upper and lower floors and on both sides of the wall, the interrogation signals are alternately transmitted from the two antennas, and the interrogation signal is further transmitted. Antenna on the side not transmitted is to send the weak emission to the interrogation signal.
したがって、質問信号を送信しているアンテナが臨む側には前記質問信号による検知エリアがそのまま形成され、反対側にも対称の放射パターンが形成されてしまうところ、それが前記微弱妨害波によって阻止され、検知エリアは形成されなくなる。これによって、設置工事の簡略化やメンテナンスの簡略化のために同じ天井裏や壁面内に近接して２つのアンテナを設置しても、階上または階下、或いは壁の反対側に存在する応答器を誤検知することなく、各側に存在する応答器をそれぞれ正確に検知することができる。なお、前記質問信号と微弱妨害波とを切換え（入換え）る周期は、１：１の相互に等しい期間や、たとえば２：１の不均等な期間など、前記検知エリアに存在や通過が予想される応答器の数や要求される応答性に応じて設定されればよい。 Therefore, the detection area by the interrogation signal is formed as it is on the side facing the antenna transmitting the interrogation signal, and a symmetric radiation pattern is formed on the opposite side, which is blocked by the weak interference wave. The detection area is not formed. As a result, even if two antennas are installed close to the same ceiling or in the wall for simplification of installation work and maintenance, a responder that exists on the upper floor or the lower floor or on the other side of the wall. Can be detected accurately without any false detection. It should be noted that the period of switching (replacement) between the interrogation signal and the weak interference wave is expected to exist or pass through the detection area, for example, a period equal to 1: 1 or an unequal period such as 2: 1. It may be set according to the number of responders to be used and the required responsiveness.
また、本発明の無線認証システムでは、前記質問器は、前記質問信号を生成する制御回路と、前記質問信号と前記微弱妨害波とを切換えて第１の無線通信方式にて送信する第１のＬＦ帯送信回路および第１のＬＦアンテナならびに第２のＬＦ帯送信回路および第２のＬＦアンテナと、前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、前記応答器は、前記質問信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ帯受信回路と、内蔵電池と、受信された前記質問信号で起動され、予め設定されている固有の識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を前記第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする。 In the wireless authentication system of the present invention, the interrogator switches a control circuit that generates the interrogation signal, the interrogation signal and the weak interference wave, and transmits the first interrogation signal using the first radio communication method. An LF band transmission circuit, a first LF antenna, a second LF band transmission circuit, and a second LF antenna; an RF antenna and an RF reception circuit that receive the response signal from the responder and supply the response signal to the control circuit; The responder includes an LF antenna and an LF band receiving circuit for receiving the interrogation signal, a built-in battery, and unique identification information set in advance and activated by the received interrogation signal. Including a control circuit that generates a response signal, an RF transmission circuit that uses the built-in battery as a power source, and returns the response signal to the interrogator using the second wireless communication method, and an RF antenna Characterized in that it comprises a.
上記の構成によれば、質問器が、第１の無線通信方式であり、前記のようにアンテナの放射面に対して対称な放射パターンが形成されてしまうＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の質問信号で応答器を起動させるのに対して、応答器側では、制御回路が、ＲＦ送信回路に、内蔵電池を電源として、第２の無線通信方式であるＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）で応答信号を返信させ、ＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用で無線認証システムを実現する。 According to said structure, an interrogator is a 1st radio | wireless communication system, and the LF band (long wave band: 30-300 kHz) by which a symmetrical radiation pattern is formed with respect to the radiation surface of an antenna as mentioned above On the other hand, on the responder side, the control circuit uses the RF transmitter circuit and the built-in battery as a power source, and the UHF band (ultra-high frequency band: 300 MHz), which is the second wireless communication system. A response signal is sent back at 3 GHz), and a wireless authentication system is realized by using both the LF band and the UHF band.
したがって、ＵＨＦ帯のＲＦ送信回路の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きくても、ＬＦ帯のＬＦ帯受信回路が数μＡの微弱な電力で待受けするので、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、比較的長距離の通信を実現しつつも、前記内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができる。 Therefore, even if the power consumption of the RF transmission circuit in the UHF band is as large as 10 to 20 mA, the LF band reception circuit in the LF band stands by with a weak power of several μA, so that the RF transmission circuit is not used in the standby state. In addition, while realizing communication over a relatively long distance, the power consumption of the built-in battery can be suppressed and the life of the responder can be extended.
さらにまた、本発明の無線認証システムでは、前記第１のＬＦ帯送信回路は、ＬＦ帯のキャリア成分を発生する信号源と、前記制御回路からの前記質問信号を前記キャリア成分に重畳する変調器と、前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか一方を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチからの出力を増幅して前記第１のＬＦアンテナに与える第１のアンプとを備えて構成され、前記第２のＬＦ帯送信回路は、前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか他方を選択する第２のスイッチと、前記第２のスイッチからの出力を増幅して前記第２のＬＦアンテナに与える第２のアンプとを備えて構成され、前記第１および第２のＬＦアンテナならびに前記第１および第２のアンプは相互に等しく構成されて、前記第１および第２のアンプはゲイン切換え可能であり、前記質問器の制御回路は、前記第１および第２のスイッチを相互に連動して切換えるとともに、前記第１のＬＦアンテナと第２のＬＦアンテナとの内、前記質問信号を送信する側のアンプを第１のゲインに設定し、前記微弱妨害波を送信する側のアンプを前記第１のゲインより低い第２のゲインに設定する動作を予め定める周期で交互に行うことを特徴とする。 Furthermore, in the wireless authentication system of the present invention, the first LF band transmission circuit includes a signal source for generating an LF band carrier component and a modulator for superimposing the interrogation signal from the control circuit on the carrier component. A first switch that selects one of the signal from the modulator and the signal from the signal source, and a first switch that amplifies the output from the first switch and supplies the amplified signal to the first LF antenna. And the second LF band transmission circuit includes a second switch that selects one of the signal from the modulator and the signal from the signal source, and the second switch. And a second amplifier that amplifies the output from the switch and supplies the second LF antenna to the second LF antenna. The first and second LF antennas and the first and second amplifiers are equal to each other. Composed, The first and second amplifiers are switchable in gain, and the interrogator control circuit switches the first and second switches in conjunction with each other, and the first LF antenna and the second switch. The operation of setting the amplifier on the side transmitting the interrogation signal to the first gain among the LF antennas and setting the amplifier on the side transmitting the weak interference wave to the second gain lower than the first gain. Are alternately performed in a predetermined cycle.
上記の構成によれば、前記第１および第２のＬＦ帯送信回路を構成する第１および第２のＬＦアンテナならびに第１および第２のアンプに相互に等しい物を使用して、それらに与える信号を第１および第２のスイッチによって前記質問信号と微弱妨害波とに切換えるとともに、前記第１および第２のアンプのゲインもそれに連動して切換えることで、第１および第２のＬＦアンテナから前記質問信号と微弱妨害波とを予め定める周期で交互に切換え（入換え）て送信できるようにする。 According to the above configuration, the first and second LF antennas and the first and second amplifiers constituting the first and second LF band transmission circuits are given to each other using the same thing. The signal is switched between the interrogation signal and the weak interference wave by the first and second switches, and the gains of the first and second amplifiers are switched in conjunction with the first and second LF antennas. The interrogation signal and the weak interference wave are alternately switched (replaced) at predetermined intervals so that they can be transmitted.
したがって、前記のように１台の質問器で、壁の各側に存在する応答器をそれぞれ正確に検知することができるとともに、ＬＦ帯のキャリア成分をそのまま使用して、前記微弱妨害波を簡単に作成することができる。 Accordingly, as described above, it is possible to accurately detect the responders existing on each side of the wall with one interrogator and to easily use the LF band carrier component as it is to easily reduce the weak interference wave. Can be created.
また、本発明の無線認証システムは、前記第１のゲインに対して、第２のゲインが１０〜２０ｄＢ低いことを特徴とする。 In the wireless authentication system of the present invention, the second gain is lower by 10 to 20 dB than the first gain.
上記の構成によれば、第１のＬＦアンテナと第２のＬＦアンテナとの軸方向の距離にもよるが、通常の天井裏の高さや壁の厚さの場合、上記のゲイン差で、階上または階下、或いは壁の反対側との間で、そのときに検知エリアとなっていない側への質問信号の放射を抑えることができる。 According to the above configuration, although depending on the axial distance between the first LF antenna and the second LF antenna, in the case of a normal ceiling height or wall thickness, the above gain difference causes It is possible to suppress the emission of the interrogation signal to the side that is not the detection area at that time between the upper side, the lower level, or the opposite side of the wall.
さらにまた、本発明の無線認証システムでは、前記２つのアンテナは、前記放射面の中心同士を軸線方向に結び、伸縮可能な連結部材によって相互に連結されていることを特徴とする。 Furthermore, in the wireless authentication system of the present invention, the two antennas are characterized in that the centers of the radiation surfaces are connected in the axial direction and are connected to each other by an extendable connecting member.
上記の構成によれば、前記２つのアンテナの一方を前記天井、床面または壁面に固定するだけで、他方を軸合せして保持固定することができ、また天井裏の高さなどに対応して、両者の間隔を連結部材を伸縮させることで任意に調整することができる。 According to the above configuration, by simply fixing one of the two antennas to the ceiling, floor, or wall surface, the other can be axially held and fixed, and the height of the back of the ceiling can be accommodated. Thus, the distance between the two can be arbitrarily adjusted by expanding and contracting the connecting member.
したがって、設置工事を一層簡略化することができる。 Therefore, the installation work can be further simplified.
本発明の無線認証システムは、以上のように、質問器がアンテナから質問信号を送信し、応答器がその質問信号に応答して応答信号を返信することで、前記質問器が前記応答器を検知する無線認証システムにおいて、前記アンテナは、天井、床面または壁面内に設置されるが、設置工事の簡略化やメンテナンスの簡略化などのために前記天井、床面または壁面に内に２つのアンテナを設置し、そのアンテナが前記質問信号の検知エリアを比較的正確に設定でき、また応答器が該質問信号を受信し易いＬＦ帯などを使用して、放射面に対して対称な放射パターンが形成されてしまう場合、階上および階下、ならびに壁の両側で前記２つのアンテナの検知エリアが重なってしまうので、前記２つのアンテナから前記質問信号を交互に送信するようにし、さらに前記質問信号を送信していない側のアンテナは、前記質問信号に対する微弱妨害波を送信するようにする。 In the wireless authentication system of the present invention, as described above, the interrogator transmits an interrogation signal from the antenna, and the responder returns a response signal in response to the interrogation signal. In the wireless authentication system to be detected, the antenna is installed in the ceiling, floor, or wall. However, two antennas are installed in the ceiling, floor, or wall to simplify installation work or maintenance. A radiation pattern symmetric with respect to the radiation surface using an LF band or the like in which an antenna is installed, the antenna can set the detection area of the interrogation signal relatively accurately, and the responder can easily receive the interrogation signal If the two antennas are formed, the detection areas of the two antennas overlap on the upper and lower floors and on both sides of the wall, so that the interrogation signals are alternately transmitted from the two antennas. And further wherein the interrogation signal side antennas not transmitting is configured to transmit the weak emission to the interrogation signal.
それゆえ、質問信号を送信しているアンテナが臨む側には前記質問信号による検知エリアがそのまま形成され、反対側にも対称の放射パターンが形成されてしまうところ、それが前記微弱妨害波によって阻止され、検知エリアは形成されなくなるので、設置工事の簡略化やメンテナンスの簡略化のために同じ天井裏や壁面内に近接して２つのアンテナを設置しても、階上または階下、或いは壁の反対側に存在する応答器を誤検知することなく、各側に存在する応答器をそれぞれ正確に検知することができる。 Therefore, a detection area by the interrogation signal is formed as it is on the side facing the antenna transmitting the interrogation signal, and a symmetric radiation pattern is formed on the opposite side, which is blocked by the weak interference wave. Therefore, even if two antennas are installed close to the same ceiling or wall to simplify installation work and maintenance, the detection area will not be formed. It is possible to accurately detect the responders present on each side without erroneously detecting the responders present on the opposite side.
また、本発明の無線認証システムは、以上のように、質問器は、第１のＬＦ帯送信回路で作成した質問信号を、前記のようにアンテナの放射面に対して対称な放射パターンが形成されてしまう第１または第２のＬＦアンテナから第１の無線通信方式であるＬＦ帯で送信し、応答器は、ＬＦアンテナからＬＦ帯受信回路で前記質問信号を受信すると、制御回路が、ＲＦ送信回路に、内蔵電池を電源として、第２の無線通信方式であるＵＨＦ帯で応答信号を返信させ、ＬＦ帯、ＵＨＦ帯併用で無線認証システムを実現する。 Further, in the wireless authentication system of the present invention, as described above, the interrogator forms a symmetric radiation pattern with respect to the radiation surface of the antenna as described above for the interrogation signal created by the first LF band transmission circuit. When the responder receives the interrogation signal from the LF antenna by the LF band receiving circuit from the LF antenna, the control circuit transmits the RF signal from the first or second LF antenna. The transmission circuit is caused to return a response signal in the UHF band, which is the second wireless communication system, with the built-in battery as a power source, and a wireless authentication system is realized using both the LF band and the UHF band.
それゆえ、ＵＨＦ帯のＲＦ送信回路の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きくても、ＬＦ帯受信回路が数μＡの微弱な電力で待受けするので、待機状態でＲＦ送信回路を使用しないことで、比較的長距離の通信を実現しつつも、前記内蔵電池の電力消費を抑え、応答器の長寿命化を図ることができる。 Therefore, even if the power consumption of the RF transmission circuit in the UHF band is as large as 10 to 20 mA, the LF band reception circuit waits with a weak power of several μA, so comparison is made by not using the RF transmission circuit in the standby state. While realizing long-distance communication, the power consumption of the built-in battery can be suppressed and the life of the responder can be extended.
さらにまた、本発明の無線認証システムは、以上のように、前記第１のＬＦ帯送信回路を、ＬＦ帯のキャリア成分を発生する信号源と、制御回路からの質問信号を前記キャリア成分に重畳する変調器と、前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか一方を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチからの出力を増幅して前記第１のＬＦアンテナに与える第１のアンプとを備えて構成し、前記微弱妨害波を作成する第２のＬＦ帯送信回路を、前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか他方を選択する第２のスイッチと、前記第２のスイッチからの出力を増幅して前記第２のＬＦアンテナに与える第２のアンプとを備えて構成し、前記第１および第２のアンプに与える信号を第１および第２のスイッチによって前記質問信号と微弱妨害波とに切換えるとともに、前記第１および第２のアンプのゲインもそれに連動して切換えることで、第１および第２のＬＦアンテナから前記質問信号と微弱妨害波とを予め定める周期で交互に入換えて送信できるようにする。 Furthermore, as described above, the wireless authentication system of the present invention superimposes the first LF band transmission circuit on the carrier component, the signal source that generates the carrier component of the LF band, and the interrogation signal from the control circuit. A first switch that selects one of a signal from the modulator and a signal from the signal source, and an output from the first switch to amplify the first LF antenna And a second LF band transmission circuit that creates the weak interference wave, and selects either one of the signal from the modulator and the signal from the signal source. A second switch; and a second amplifier that amplifies an output from the second switch and applies the second switch to the second LF antenna. A signal applied to the first and second amplifiers By 1 and 2 switch In addition to switching between the interrogation signal and the weak interfering wave, the gains of the first and second amplifiers are also switched in conjunction therewith, so that the interrogation signal and the weak interfering wave are preliminarily transmitted from the first and second LF antennas. It is possible to transmit by alternately switching at a predetermined cycle.
それゆえ、前記のように１台の質問器で、壁の各側に存在する応答器をそれぞれ正確に検知することができるとともに、ＬＦ帯のキャリア成分をそのまま使用して、前記微弱妨害波を簡単に作成することができる。 Therefore, as described above, a single interrogator can accurately detect the responders existing on each side of the wall, and the LF band carrier component can be used as it is, so that the weak interference wave can be detected. It can be created easily.
また、本発明の無線認証システムは、以上のように、前記各アンプのゲインを、質問信号に対して、微弱妨害波が１０〜２０ｄＢ低くなるようにする。 In addition, as described above, the wireless authentication system of the present invention reduces the gain of each amplifier by 10 to 20 dB with respect to the interrogation signal.
それゆえ、通常の天井裏の高さや壁の厚さの場合、上記のゲイン差で、前記階上または階下、或いは壁の反対側との間で、そのときに検知エリアとなっていない側への質問信号の放射を抑えることができる。 Therefore, in the case of normal ceiling height and wall thickness, the above gain difference causes the above-mentioned floor or downstairs, or the opposite side of the wall to the side that is not the detection area at that time. The radiation of the interrogation signal can be suppressed.
さらにまた、本発明の無線認証システムは、以上のように、前記２つのアンテナを、前記放射面の中心同士を軸線方向に結び、伸縮可能な連結部材によって相互に連結する。 Furthermore, in the wireless authentication system of the present invention, as described above, the two antennas are connected to each other by an extendable connecting member that connects the centers of the radiation surfaces in the axial direction.
それゆえ、前記アンテナと微弱妨害波アンテナとの一方を前記天井、床面または壁面に固定するだけで、他方を軸合せして保持固定することができ、また天井裏の高さなどに対応して、両者の間隔を連結部材を伸縮させることで任意に調整することができ、設置工事を簡略化することができる。 Therefore, by simply fixing one of the antenna and the weak interference wave antenna to the ceiling, floor surface or wall surface, the other can be held and fixed in alignment, and the height of the back of the ceiling can be accommodated. Thus, the distance between the two can be arbitrarily adjusted by expanding and contracting the connecting member, and the installation work can be simplified.
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る無線認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この無線認証システムは、質問器３１に、ＩＣタグから成る１または複数（図１の例では１台）の応答器１６および前記図８で示す管理装置１０のような図示しない上位装置を備えて構成される。この無線認証システムでは、質問器３１のＬＦアンテナ３４，４１が前述の図１０で示すような放射面の前後に略対称な８の字（紡錘）形状の放射パターンを有する小型のコイル状リーダアンテナから成り、そのＬＦアンテナ３４，４１が前述の図１１で示されるように、床面２８や天井２９、または壁面内に埋込まれている。応答器１６の構成は、前述の図９と同一であり、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of the wireless authentication system according to the first embodiment of the present invention. In this wireless authentication system, the interrogator 31 includes one or a plurality of responders 16 (one in the example of FIG. 1) including IC tags and a host device (not shown) such as the management device 10 shown in FIG. Composed. In this wireless authentication system, the LF antennas 34 and 41 of the interrogator 31 are small coiled reader antennas having a substantially symmetrical 8-shaped (spindle) radiation pattern before and after the radiation surface as shown in FIG. The LF antennas 34 and 41 are embedded in the floor 28, the ceiling 29, or the wall as shown in FIG. The structure of the responder 16 is the same as that of the above-mentioned FIG.
質問器３１では、制御回路３２は、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む質問信号を生成し、ＬＦ帯送信回路３３において、キャリア成分に重畳させ、増幅させてＬＦアンテナ３４，４１から第１の無線通信方式（ＬＦ）にて応答器１６に向けて送信させる。これによって、応答器１６の周囲には検知エリア３５が形成され、その検知エリア３５内に入った前記ユーザ２などが所持する応答器１６では、質問器３１からの前記質問信号を、３軸のＬＦアンテナ２１で受信した後に、ＬＦ帯受信回路２２が制御回路２３を起動し、該制御回路２３は、前記質問器３１の識別情報に、自身に予め設定されている固有の識別情報（ＩＤ）を含む応答信号を生成し、ＲＦ送受信回路２４からＲＦアンテナ２５を介して、第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、質問器３１に対して返信させる。 In the interrogator 31, the control circuit 32 generates an interrogation signal including unique identification information (ID) set in advance in the interrogator 31, superposed on the carrier component in the LF band transmission circuit 33, amplifies the signal, and an LF antenna 34 and 41 are transmitted toward the responder 16 by the first wireless communication method (LF). As a result, a detection area 35 is formed around the responder 16. In the responder 16 possessed by the user 2 and the like that has entered the detection area 35, the interrogator 31 receives the interrogation signal from the interrogator 31. After reception by the LF antenna 21, the LF band receiving circuit 22 activates the control circuit 23, and the control circuit 23 includes unique identification information (ID) set in advance in the identification information of the interrogator 31. A response signal including the signal is generated and sent back to the interrogator 31 from the RF transmission / reception circuit 24 via the RF antenna 25 by the second wireless communication method (UHF).
前記応答信号は、質問器３１のＲＦアンテナ３６からＲＦ送受信回路３７で受信され、前記制御回路３２に入力されて、応答した応答器１６を識別する。識別した応答器１６が予め登録された識別情報を有するものであれば、制御回路３２は、前記ＲＦ送受信回路３７からＲＦアンテナ３６を介して、前記第２の無線通信方式（ＵＨＦ）にて、認証完了した応答器１６の識別情報をＡＣＫ信号として送信する。そのＡＣＫ信号をＲＦアンテナ２５からＲＦ送受信回路２４で受信すると、制御回路２３は応答信号の送信を終了する。 The response signal is received by the RF transmission / reception circuit 37 from the RF antenna 36 of the interrogator 31 and input to the control circuit 32 to identify the responder 16 that has responded. If the identified transponder 16 has pre-registered identification information, the control circuit 32 transmits the RF transceiver circuit 37 to the second wireless communication system (UHF) via the RF antenna 36. The identification information of the responder 16 that has been authenticated is transmitted as an ACK signal. When the ACK signal is received from the RF antenna 25 by the RF transmission / reception circuit 24, the control circuit 23 ends the transmission of the response signal.
また、認証を完了した際には、制御回路３２は、表示部３８とブザー３９とで認証完了を示すと同時に、前述の図８で示すドア９の解錠を行う。また、管理装置１０は、制御回路３２の認証結果から、どのユーザが部屋３内に存在し、何時に出入りしたかなどを管理しており、またどの商品が何時出入荷したか、倉庫内にどの商品が幾つ存在するのかなどを管理している。 When the authentication is completed, the control circuit 32 indicates the completion of the authentication with the display unit 38 and the buzzer 39 and simultaneously unlocks the door 9 shown in FIG. In addition, the management device 10 manages which user is present in the room 3 and at what time it enters and exits from the authentication result of the control circuit 32, and which product is received and received at the warehouse. It manages how many products exist and how many.
このようにＬＦ帯（長波帯：３０〜３００ｋＨｚ）の起電力で応答器１６を起動させて、制御回路２３が、ＲＦ送受信回路２４に、内蔵電池２６を電源として、ＵＨＦ帯（極超短波帯：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の応答信号を返信させることで、安くて使い勝手（向きを選ばない）が良く、また前記検知エリア３５を、１．５〜２ｍの比較的狭い範囲に正確に規定することができるようになっている。また、ＵＨＦ帯のＲＦ送受信回路２４の消費電力が１０〜２０ｍＡと大きいのに対して、ＬＦ帯のＬＦ帯受信回路２２が数μＡの微弱な電力で起動するので、待機状態でそのＲＦ送受信回路２４を使用しないことで、前記内蔵電池２６の電力消費を抑え、応答器２の長寿命化が図られている。以上の構成は、前述の図９で示す質問器１４と同様である。 In this way, the responder 16 is activated by the electromotive force in the LF band (long wave band: 30 to 300 kHz), and the control circuit 23 uses the built-in battery 26 as a power source in the RF transceiver circuit 24 and the UHF band (ultra-high frequency band: By returning a response signal of 300 MHz to 3 GHz, it is cheap and easy to use (the direction is not limited), and the detection area 35 can be accurately defined in a relatively narrow range of 1.5 to 2 m. It is like that. Further, while the power consumption of the RF transmission / reception circuit 24 in the UHF band is as large as 10 to 20 mA, the LF band reception circuit 22 in the LF band starts up with a weak power of several μA. By not using 24, the power consumption of the built-in battery 26 is suppressed, and the life of the responder 2 is extended. The above configuration is the same as that of the interrogator 14 shown in FIG.
注目すべきは、本実施の形態の無線認証システムでは、前記質問器３１には、前記ＬＦアンテナ３４とは別に前記ＬＦアンテナ３４に等しいもう１つのＬＦアンテナ４１が設けられており、そのＬＦアンテナ４１からも前記質問信号を交互に送信するとともに、それら２つのＬＦアンテナ３４，４１の内、前記質問信号を送信していない側が、前記質問信号に対する微弱妨害波を発生させることである。 It should be noted that in the wireless authentication system of the present embodiment, the interrogator 31 is provided with another LF antenna 41 equal to the LF antenna 34 in addition to the LF antenna 34, and the LF antenna. The interrogation signal is alternately transmitted from 41 and the side of the two LF antennas 34 and 41 not transmitting the interrogation signal generates a weak interference wave for the interrogation signal.
図２は、その微弱妨害波の機能を説明するための図である。図２の例では、質問器３１は天井裏３０に設置され、一方のＬＦアンテナ３４は上のフロアの床面２８に設置され、他方のＬＦアンテナ４１は下のフロアの天井２９に設置され、ＬＦアンテナ３４から質問信号を送信し、ＬＦアンテナ４１から微弱妨害波を送信し、検知エリア３５を上のフロアに設定した例を示している。そして、２つのＬＦアンテナ３４，４１が、前記小型のコイル状リーダアンテナから成る場合、図２で示すように放射面が相互に略平行となるように、さらにＬＦアンテナ３４の到達エリア３５ａの内、斜線を施して示す前記検知エリア３５とは反対側に、前記ＬＦアンテナ４１の到達エリア４２が重なるように、前記ループの軸方向に離間して配置される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the function of the weak interference wave. In the example of FIG. 2, the interrogator 31 is installed on the ceiling 30, one LF antenna 34 is installed on the floor 28 of the upper floor, and the other LF antenna 41 is installed on the ceiling 29 of the lower floor, In this example, a question signal is transmitted from the LF antenna 34, a weak interference wave is transmitted from the LF antenna 41, and the detection area 35 is set on the upper floor. In the case where the two LF antennas 34 and 41 are formed of the small coiled reader antenna, as shown in FIG. The LF antenna 41 is arranged so as to be separated from each other in the axial direction of the loop so that the arrival area 42 of the LF antenna 41 overlaps with the detection area 35 shown by hatching.
前記微弱妨害波の発生は、図１で示すように、第１のＬＦ帯送信回路である前記ＬＦ帯送信回路３３が、ＬＦ帯のキャリア成分を発生する信号源４３と、前記制御回路３２からの質問信号をキャリア成分に重畳する変調器４４と、前記信号源４３からの出力と変調器４４からの出力との一方を選択するスイッチ４８と、前記スイッチ４８からの出力を増幅して前記ＬＦアンテナ３４に与えるアンプ４５とを備えて構成されており、また第２のＬＦ帯送信回路であるＬＦ帯送信回路４６が、前記信号源４３からの出力と変調器４４からの出力との他方を選択するスイッチ４９と、前記スイッチ４９からの出力を増幅して前記ＬＦアンテナ４１に与えるアンプ４７とを備えて構成されており、前記信号源４３からのＬＦ帯のキャリア成分をそのままＬＦアンテナ３４または４１から送信することで実現することができる。 As shown in FIG. 1, the weak interference wave is generated from the signal source 43 that generates the carrier component of the LF band and the control circuit 32 by the LF band transmission circuit 33 that is the first LF band transmission circuit. Modulator 44 for superimposing the interrogation signal on the carrier component, switch 48 for selecting one of the output from the signal source 43 and the output from the modulator 44, and the output from the switch 48 by amplifying the output from the LF The LF band transmission circuit 46, which is a second LF band transmission circuit, is provided with an amplifier 45 provided to the antenna 34, and outputs the other of the output from the signal source 43 and the output from the modulator 44. A switch 49 to be selected and an amplifier 47 that amplifies the output from the switch 49 and supplies the amplified signal to the LF antenna 41 are configured. The carrier component of the LF band from the signal source 43 is used as it is. It can be achieved by transmitting from the LF antenna 34 or 41.
ここで、前記微弱妨害波としては、前記質問信号の逆相の信号が好ましいけれど、わざわざそのように信号の位相を合わせなくても、送信パワーが空間エリアの所望の範囲の信号を破壊できるのであれば、微弱妨害波としての目的が達成されるので、上述のようにＬＦ帯のキャリア成分をそのまま使用することで、前記微弱妨害波を簡単に作成できる。このような微弱妨害波の作成方法は、ＡＳＫ，ＦＳＫ，ＰＳＫの何れの変調方式にも適用することができる。そして、前記アンプ４５，４７のゲインＧ１，ゲインＧ２が、前記スイッチ４８，４９の切換えに連動して、制御回路３２によって切換え可能となっており、ＬＦアンテナ３４，４１間の距離（天井裏３０の厚さ）ｒに応じて、質問信号を送信している側に比べて、微弱妨害波を送信している側が、１０〜２０ｄＢの範囲で低く設定される。 Here, as the weak interference wave, a signal having a phase opposite to that of the interrogation signal is preferable, but the transmission power can destroy a signal in a desired range in the spatial area even if the signal phase is not adjusted. If so, the object as a weak interference wave is achieved, and thus the weak interference wave can be easily created by using the carrier component of the LF band as described above. Such a method for creating a weak interference wave can be applied to any modulation method of ASK, FSK, and PSK. The gains G1 and G2 of the amplifiers 45 and 47 can be switched by the control circuit 32 in conjunction with the switching of the switches 48 and 49, and the distance between the LF antennas 34 and 41 (the ceiling 30). According to the thickness r), the side transmitting the weak interference wave is set lower in the range of 10 to 20 dB than the side transmitting the interrogation signal.
図３は、本件発明者のシミュレーション結果を示す図であり、前記応答器１６を起動させることができる質問信号の到達エリアを白ヌキで示し、前記質問信号が充分なレベルで到達しないエリアを色付けして示している。図３（ａ）は、質問信号をＬＦアンテナ３４のみから放射している状態を示し、前記変調器４４での変調方式はＡＳＫを使用し、前記到達エリア３５ａとしては、１１４ｄＢμＶ以上を得ることができる範囲として、ＬＦアンテナ３４の中心から水平および垂直方向に半径１．５ｍまでの範囲となっている。 FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of the present inventor, in which the arrival area of the question signal that can activate the responder 16 is shown in white, and the area where the inquiry signal does not reach at a sufficient level is colored. As shown. FIG. 3A shows a state in which the interrogation signal is radiated only from the LF antenna 34. The modulation method in the modulator 44 uses ASK, and the arrival area 35a can obtain 114 dBμV or more. As a possible range, the radius is 1.5 m in the horizontal and vertical directions from the center of the LF antenna 34.
これに対して、図３（ｂ）は、ｒ＝５０ｃｍで、前記ＬＦアンテナ３４からの質問信号とともに、１５ｄＢだけ低いレベルで、ＬＦアンテナ４１から微弱妨害波を放射している状態を示す。この図３（ｂ）で示すように、微弱妨害波を同時に送信することで、質問信号の到達エリア３５ａを、ほぼＬＦアンテナ４１の設置フロアだけの予め設定される検知エリア３５の範囲に留められることが理解される。 On the other hand, FIG. 3B shows a state in which weak interference waves are radiated from the LF antenna 41 at a level lower by 15 dB together with the interrogation signal from the LF antenna 34 at r = 50 cm. As shown in FIG. 3 (b), by transmitting the weak interference wave simultaneously, the interrogation signal arrival area 35a can be kept within the preset detection area 35 only on the floor where the LF antenna 41 is installed. It is understood.
このように構成することで、設置工事の簡略化やメンテナンスの簡略化などのために同じ天井裏３０や壁面内に２つのアンテナ３４，４１を設置し、そのアンテナ３４，４１が前記質問信号の検知エリアを比較的正確に設定でき、また応答器１６が該質問信号を受信し易いＬＦ帯を使用して、放射面に対して対称な放射パターンが形成されてしまう場合でも、微弱妨害波を用いることで、階上または階下、或いは壁の反対側に存在する応答器１６Ｂを誤検知することなく、検知エリア３５内に存在する応答器１６Ａだけを正確に検知することができる。 By configuring in this way, two antennas 34 and 41 are installed in the same ceiling 30 or in the wall surface for simplification of installation work and simplification of maintenance, and the antennas 34 and 41 transmit the question signal. Even when a radiation pattern symmetric with respect to the radiation surface is formed by using the LF band in which the detection area can be set relatively accurately and the responder 16 can easily receive the interrogation signal, a weak interference wave is generated. By using it, it is possible to accurately detect only the responder 16A existing in the detection area 35 without erroneously detecting the responder 16B present on the floor or downstairs or on the opposite side of the wall.
そして、図４で示すように、２つのＬＦアンテナ３４，４１から前記質問信号と微弱妨害波とを予め定める周期で交互に切換え（入換え）て送信することで、図５で示すように、前記天井裏３０に設置した１台の質問器５１を用いて、或る期間には図５（ａ）で示すように上のフロアの応答器１６Ａを検知し、他の期間には図５（ｂ）で示すように下のフロアの応答器１６Ｂを検知することができる。こうして、１台の質問器５１で、前記階上または階下、或いは壁の反対側にも前記検知エリア３５を設定して、誤検知することなく、それぞれの検知エリア３５内に存在する応答器を正確に検知することができる。 Then, as shown in FIG. 4, the interrogation signal and the weak interference wave are alternately switched (replaced) in a predetermined cycle from the two LF antennas 34 and 41 and transmitted, as shown in FIG. 5. Using one interrogator 51 installed in the ceiling 30, the responder 16A on the upper floor is detected in a certain period as shown in FIG. 5A, and in FIG. As shown in b), the lower floor responder 16B can be detected. In this way, with one interrogator 51, the detection area 35 is set on the upper floor, the lower floor, or the opposite side of the wall, and the responders existing in the respective detection areas 35 are detected without erroneous detection. It can be detected accurately.
なお、前記予め定める周期は、１：１の相互に等しい期間や、たとえば２：１の不均等な期間など、前記検知エリア３５に存在や通過が予想される応答器１６の数や要求される応答性に応じて設定されればよい。 The predetermined period is the number of responders 16 that are expected to exist or pass through the detection area 35, such as a period equal to 1: 1 or an unequal period of 2: 1. What is necessary is just to set according to responsiveness.
［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の第２の形態に係る無線認証システムにおけるＬＦアンテナ３４ａ，４１ａの構造を示す図である。本実施の形態では、各ＬＦアンテナ３４ａ，４１ａの前記ＬＦ帯の信号を放射するための構造や放射特性は前述の各ＬＦアンテナ３４，４１にそれぞれ対応しているけれども、外形上の構造が異なる。注目すべきは、本実施の形態では、ＬＦアンテナ３４ａとＬＦアンテナ４１ａとが、前記放射面の中心同士を軸線方向に結び、伸縮可能な連結部材６１によって相互に連結されていることである。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram showing the structures of the LF antennas 34a and 41a in the wireless authentication system according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the structures and radiation characteristics for radiating the LF band signals of the LF antennas 34a and 41a correspond to the LF antennas 34 and 41, respectively, but the structure on the outer shape is different. . It should be noted that, in the present embodiment, the LF antenna 34a and the LF antenna 41a are connected to each other by a connecting member 61 that can extend and contract the centers of the radiation surfaces in the axial direction.
前記連結部材６１は、前記ＬＦアンテナ３４ａの中心に一端が固着されるロッド６２と、ＬＦアンテナ４１ａの中心に一端が固着され、前記ロッド６２内を望遠鏡状に伸縮可能なロッド６３と、前記ロッド６２の他端に設けられ、ロッド６３を外周面から締付けることで該ロッド６３を任意の伸縮長さで固定する締付け部材６４とを備えて構成される。そして、前記ＬＦアンテナ３４ａの外周に設けられたブラケット６５がビス６６で床面２８や天井２９などに固定され、天井裏３０の高さに合わせてロッド６３を伸縮させ、締付け部材６４で固定するだけで、これらのＬＦアンテナ３４ａ，４１ａを一体で設置することができる。このように構成することで、設置工事を簡略化することができる。 The connecting member 61 includes a rod 62 having one end fixed to the center of the LF antenna 34a, a rod 63 having one end fixed to the center of the LF antenna 41a, and capable of telescopically expanding and contracting in the rod 62, and the rod And a fastening member 64 that is provided at the other end of 62 and fastens the rod 63 from an outer peripheral surface to fix the rod 63 at an arbitrary extension length. A bracket 65 provided on the outer periphery of the LF antenna 34 a is fixed to the floor 28, the ceiling 29, and the like with screws 66, and the rod 63 is expanded and contracted according to the height of the ceiling 30, and is fixed with a tightening member 64. The LF antennas 34a and 41a can be installed as a single unit. With this configuration, the installation work can be simplified.
１ 壁
２ ユーザ
３ 部屋
９ ドア
１０ 管理装置
１６，１６Ａ，１６Ｂ 応答器
２１；３４，３４ａ，；４１，４１ａ ＬＦアンテナ
２２ ＬＦ帯受信回路
２３，３２ 制御回路
２４，３７ ＲＦ送受信回路
２５，３６ ＲＦアンテナ
２８ 床面
２９ 天井
３０ 壁面
３１ 質問器
３３，４６ ＬＦ帯送信回路
３５ 検知エリア
３５ａ，４２ 到達エリア
３８ 表示部
３９ ブザー
４３ 信号源
４４ 変調器
４５，４７ アンプ
４８，４９ スイッチ
６１ 連結部材
６２，６３ ロッド
６４ 締付け部材
６５ ブラケット
1 wall 2 user 3 room 9 door 10 management device 16, 16A, 16B responder 21; 34, 34a; 41, 41a LF antenna 22 LF band receiving circuit 23, 32 control circuit 24, 37 RF transmission / reception circuit 25, 36 RF Antenna 28 Floor 29 Ceiling 30 Wall 31 Interrogator 33, 46 LF band transmission circuit 35 Detection area 35a, 42 Arrival area 38 Display unit 39 Buzzer 43 Signal source 44 Modulator 45, 47 Amplifier 48, 49 Switch 61 Connecting member 62, 63 Rod 64 Tightening member 65 Bracket
Claims (5)
前記質問器は、前記２つのアンテナの何れか一方から前記質問信号を送信する際に、何れか他方から前記質問信号に対する微弱妨害波を送信する動作を交互に切換えて行うことを特徴とする無線認証システム。 The interrogator transmits an interrogation signal from two antennas installed on the ceiling, floor, or wall, and the interrogator returns a response signal in response to the interrogation signal, so that the interrogator responds to each floor or wall. A wireless authentication system that detects responders on each side,
When the interrogator transmits the interrogation signal from one of the two antennas, the interrogator alternately performs an operation of transmitting a weak interference wave corresponding to the interrogation signal from either one of the two antennas. Authentication system.
前記質問信号を生成する制御回路と、
前記質問信号と前記微弱妨害波とを切換えて第１の無線通信方式にて送信する第１のＬＦ帯送信回路および第１のＬＦアンテナならびに第２のＬＦ帯送信回路および第２のＬＦアンテナと、
前記応答器からの前記応答信号を受信し、前記制御回路へ与えるＲＦアンテナおよびＲＦ受信回路とを備えて構成され、
前記応答器は、
前記質問信号を受信するＬＦアンテナおよびＬＦ帯受信回路と、
内蔵電池と、
受信された前記質問信号で起動され、予め設定されている固有の識別情報を含む応答信号を生成する制御回路と、
前記内蔵電池を電源として、前記応答信号を前記第２の無線通信方式にて質問器に対して返信するＲＦ送信回路およびＲＦアンテナとを含むことを特徴とする請求項１記載の無線認証システム。 The interrogator is
A control circuit for generating the interrogation signal;
A first LF band transmission circuit, a first LF antenna, a second LF band transmission circuit, and a second LF antenna, which switch between the interrogation signal and the weak interference wave and transmit by the first wireless communication method; ,
An RF antenna and an RF receiving circuit configured to receive the response signal from the responder and apply the response signal to the control circuit;
The responder is
An LF antenna and an LF band receiving circuit for receiving the interrogation signal;
Built-in battery,
A control circuit that is activated by the received interrogation signal and generates a response signal that includes preset unique identification information;
2. The wireless authentication system according to claim 1, further comprising: an RF transmission circuit that returns the response signal to the interrogator by the second wireless communication method using the built-in battery as a power source and an RF antenna.
ＬＦ帯のキャリア成分を発生する信号源と、
前記制御回路からの前記質問信号を前記キャリア成分に重畳する変調器と、
前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか一方を選択する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチからの出力を増幅して前記第１のＬＦアンテナに与える第１のアンプとを備えて構成され、
前記第２のＬＦ帯送信回路は、
前記変調器からの信号と前記信号源からの信号との何れか他方を選択する第２のスイッチと、
前記第２のスイッチからの出力を増幅して前記第２のＬＦアンテナに与える第２のアンプとを備えて構成され、
前記第１および第２のＬＦアンテナならびに前記第１および第２のアンプは相互に等しく構成されて、前記第１および第２のアンプはゲイン切換え可能であり、
前記質問器の制御回路は、前記第１および第２のスイッチを相互に連動して切換えるとともに、前記第１のＬＦアンテナと第２のＬＦアンテナとの内、前記質問信号を送信する側のアンプを第１のゲインに設定し、前記微弱妨害波を送信する側のアンプを前記第１のゲインより低い第２のゲインに設定する動作を予め定める周期で交互に行うことを特徴とする請求項２記載の無線認証システム。 The first LF band transmission circuit includes:
A signal source for generating a carrier component of the LF band;
A modulator for superimposing the interrogation signal from the control circuit on the carrier component;
A first switch for selecting one of a signal from the modulator and a signal from the signal source;
A first amplifier that amplifies the output from the first switch and applies the amplified output to the first LF antenna;
The second LF band transmission circuit includes:
A second switch for selecting one of the signal from the modulator and the signal from the signal source;
A second amplifier that amplifies the output from the second switch and supplies the amplified output to the second LF antenna;
The first and second LF antennas and the first and second amplifiers are configured to be equal to each other, and the first and second amplifiers are switchable in gain;
The interrogator control circuit switches the first and second switches in conjunction with each other and an amplifier on the side of transmitting the interrogation signal out of the first LF antenna and the second LF antenna. 2 is set to the first gain, and the operation of setting the amplifier on the side transmitting the weak interference wave to the second gain lower than the first gain is alternately performed at a predetermined period. 2. The wireless authentication system according to 2.
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