JP5585210B2 - Non-contact communication medium reading aid - Google Patents
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Description
本発明は、非接触通信媒体読取り補助具に関し、特に、非接触通信媒体のうち、2.45GHz帯の電波を通信手段として用いるものについて、コンクリートなど誘電率の高い材料の内部に埋設された非接触通信媒体を読み取る場合の通信感度を改善するための補助具に関する。 The present invention relates to a non-contact communication medium reading aid, and in particular, a non-contact communication medium using a 2.45 GHz band radio wave as a communication means is embedded in a material having a high dielectric constant such as concrete. The present invention relates to an auxiliary tool for improving communication sensitivity when reading a contact communication medium.
コンクリート製品自体やコンクリートの打設に関わる製造工程上の履歴等の各種データを記録した非接触通信媒体をコンクリート体に埋め込み、必要に応じて、当該非接触通信媒体に記録された情報を読み取り、又は当該非接触通信媒体に情報を記録することで、コンクリート体の製品管理を行うことが提案されている。(特許文献1参照) A non-contact communication medium that records various data such as the history of the manufacturing process related to the concrete product itself and concrete placement is embedded in the concrete body, and if necessary, the information recorded on the non-contact communication medium is read, Alternatively, it has been proposed to manage the product of the concrete body by recording information on the non-contact communication medium. (See Patent Document 1)
非接触通信媒体(RFIDタグ)は、通常、物品やこれを格納した容器の表面に貼付され好適に利用される。用途としても、物流や在庫管理、入退出管理などが最も一般的である。 A non-contact communication medium (RFID tag) is normally used by being attached to the surface of an article or a container storing the article. Logistics, inventory management, entry / exit management, etc. are the most common applications.
このような非接触通信媒体は、空気中での電波のやり取りを主に想定しているため、一般的に製品の表面に露出するように配置し、利用される。非接触通信媒体に記録された情報を読み取りや、当該非接触通信媒体に情報を記録する際には、リーダ/ライタと呼ばれる送受信機が利用される。リーダ/ライタから発する電波(直線偏波や円偏波)は、リーダ/ライタに備えられたアンテナ部から照射され、空気中を経由して非接触通信媒体に到達する。到達した電波により非接触通信媒体に起電力が生じ、回路を起動させ、次いで、チップに記録された情報を発信することにより、リーダ/ライタと情報の伝達を実現する。 Since such a non-contact communication medium mainly assumes the exchange of radio waves in the air, it is generally arranged and used so as to be exposed on the surface of the product. When reading information recorded on a non-contact communication medium or recording information on the non-contact communication medium, a transceiver called a reader / writer is used. Radio waves (linearly polarized waves and circularly polarized waves) emitted from the reader / writer are irradiated from the antenna unit provided in the reader / writer and reach the non-contact communication medium via the air. An electromotive force is generated in the non-contact communication medium by the arrived radio wave, the circuit is activated, and then the information recorded on the chip is transmitted, thereby realizing information transmission with the reader / writer.
リーダ/ライタと非接触通信媒体との間が空気層のみである場合には、リーダ/ライタから発せられた電波(直線偏波・円偏波)は、程度の大小はあれ、放射状に照射される。また、非接触通信媒体から戻って来る電波も同様に、放射状に照射される。 When there is only an air layer between the reader / writer and the non-contact communication medium, the radio wave (linearly polarized wave / circularly polarized wave) emitted from the reader / writer is irradiated in a radial manner, to a greater or lesser extent. The Similarly, radio waves returning from the non-contact communication medium are also irradiated radially.
近年、各種トレーサビリティを実現するために、取り間違え、あるいは悪意を含むすり替えなどを防止する目的で、物品内部に非接触通信媒体を埋め込む方法が検討され始めている。特に、特許文献1のようにコンクリート体の内部に非接触通信媒体を埋め込むものもある。
In recent years, in order to realize various traceability, a method for embedding a non-contact communication medium inside an article has been started for the purpose of preventing mistakes or malicious replacement. In particular, as disclosed in
非接触通信媒体を物質内に埋め込んだ場合には、空気層との間において誘電率の異なる界面ができることになる。電波の速度は、主に、通過する物質の誘電率によって変化するため、誘電率の異なる2層(ここでは、空気層と非接触通信媒体を埋め込んだ物質)を電波が通過する際に、電波の屈折が発生する。 When a non-contact communication medium is embedded in a substance, an interface having a different dielectric constant is formed with the air layer. Since the speed of radio waves mainly changes depending on the dielectric constant of the substance that passes through, the radio wave passes through two layers with different dielectric constants (here, a substance in which an air layer and a non-contact communication medium are embedded). Refraction occurs.
空気の誘電率は約1であり、真空中に次ぎ、最も誘電率が低い。このため、非接触通信媒体から放射される電波は、物質と空気との界面において、界面の延長線上に向いて開いていく方向に屈折する。その結果、リーダ/ライタに届く電波強度が低下し、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信距離が低下する一因になる。特に、コンクリート体のように高い誘電率を有する場合には、この問題は顕著なものとなる。 The dielectric constant of air is about 1, and the second dielectric constant is the lowest after vacuum. For this reason, the radio wave radiated from the non-contact communication medium is refracted in the direction of opening toward the extended line of the interface at the interface between the substance and air. As a result, the intensity of the radio wave reaching the reader / writer is reduced, which is a cause of a reduction in the communication distance between the non-contact communication medium and the reader / writer. In particular, this problem becomes significant when the dielectric body has a high dielectric constant.
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、コンクリート体の内部に非接触通信媒体を配置した場合でも、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能な非接触通信媒体読取り補助具を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems and improve the communication sensitivity between the non-contact communication medium and the reader / writer even when the non-contact communication medium is arranged inside the concrete body. It is to provide a non-contact communication medium reading aid that can be used.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、コンクリート体の内部に埋設された非接触通信媒体と、該非接触通信媒体に記録された情報を読み取るか又は該非接触通信媒体に情報を記録させるリーダ/ライタとの間に配置され、該非接触通信媒体と該リーダ/ライタとの間の通信の感度を上げる円筒形状の補助具であり、該コンクリート体の表面に設置して使用することを特徴とする非接触通信媒体読取り補助具である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
また、請求項1に係る発明は、該円筒形状の高Xさが5〜160mmであり、直径Yが80〜160mmであることを特徴とする。
The invention according to
さらに、請求項1に係る発明は、該円筒形状の高さX(mm)及び直径Y(mm)は、以下の式1及び式2、又は式3及び式4のいずれかを満足することを特徴とする。
Y≧−1.25X+178.75(80≦X<143)・・・・(式1)
Y≦−1.25X+218.75(80≦X<175)・・・・(式2)
または
Y≧−1.25X+268.75(100≦X≦165)・・・・・・(式3)
Y≦−1.25X+308.75(100≦X≦165)・・・・・・(式4)
Further, the invention according to
Y ≧ −1.25X + 178.75 (80 ≦ X <143) (Equation 1)
Y ≦ −1.25X + 218.75 (80 ≦ X <175) (Expression 2)
Or Y ≧ −1.25X + 268.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Equation 3)
Y ≦ −1.25X + 308.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Formula 4)
また、請求項1に係る発明は、該円筒形状の内側又は外側の少なくとも一方の面には、金属層が形成されていることを特徴とする。なお、本発明における補助具は、全て金属材料で形成する場合を含むものである。
The invention according to
請求項1に係る発明により、コンクリート体の内部に埋設された非接触通信媒体と、該非接触通信媒体に記録された情報を読み取るか又は該非接触通信媒体に情報を記録させるリーダ/ライタとの間に配置され、該非接触通信媒体と該リーダ/ライタとの間の通信の感度を上げる円筒形状の補助具であり、該コンクリート体の表面に設置して使用することを特徴とする非接触通信媒体読取り補助具であるため、コンクリート体の表面(空気層との界面)に沿って逃げていく電波を、補助具により捕捉・はね返し、リーダ/ライタの方向へ効果的に導くことが可能となる。これにより、コンクリート体の内部に非接触通信媒体を配置した場合でも、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能となる。
According to the invention of
請求項1に係る発明により、補助具の円筒形状の高さが5〜160mmであり、直径が80〜160mmであるため、効果的に非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the height of the cylindrical shape of the auxiliary tool is 5 to 160 mm and the diameter is 80 to 160 mm, the communication sensitivity between the non-contact communication medium and the reader / writer is effectively improved. It becomes possible.
請求項1に係る発明により、補助具の円筒形状の高さX(mm)及び直径Y(mm)は、上述した式1及び式2、又は式3及び式4のいずれかを満足するため、効果的に非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能となる。
According to the invention according to
請求項1に係る発明により、補助具は、円筒形状の内側又は外側の少なくとも一方の面には、金属層が形成されているため、非接触通信媒体が放射する電波を効果的にリーダ/ライタに導くことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the assisting tool has a metal layer formed on at least one of the inner and outer surfaces of the cylindrical shape, the reader / writer effectively radiates radio waves emitted from the non-contact communication medium. It becomes possible to lead to.
以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、図1に示すように、コンクリート体の内部に埋設された非接触通信媒体と、該非接触通信媒体に記録された情報を読み取るか又は該非接触通信媒体に情報を記録させるリーダ/ライタとの間に配置され、該非接触通信媒体と該リーダ/ライタとの間の通信の感度を上げる円筒形状の補助具であり、該コンクリート体の表面に設置して使用することを特徴とする非接触通信媒体読取り補助具である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred examples.
As shown in FIG. 1, the present invention relates to a non-contact communication medium embedded in a concrete body, and a reader / writer for reading information recorded on the non-contact communication medium or recording information on the non-contact communication medium. Is a cylindrical auxiliary tool that increases the sensitivity of communication between the non-contact communication medium and the reader / writer, and is used by being installed on the surface of the concrete body. It is a contact communication medium reading aid.
具体的には、図2に示すように、非接触通信媒体読取り補助具は、円筒形状の内側又は外側の少なくとも一方の面には、アルミニウム又は鉄等の金属層を有している。例えば、塩化ビニル等の樹脂製の円筒形状の基体に、その内側にアルミニウム等の金属シートを張り付けている。当然、円筒形状の補助具全体を金属製のリング部材として形成することも可能である。 Specifically, as shown in FIG. 2, the non-contact communication medium reading aid has a metal layer such as aluminum or iron on at least one surface inside or outside the cylindrical shape. For example, a metal sheet such as aluminum is attached to the inside of a cylindrical base made of resin such as vinyl chloride. Of course, it is also possible to form the whole cylindrical auxiliary tool as a metal ring member.
非接触通信媒体読取り補助具のサイズ(円筒形状の直径Y及び高さX)について、好ましい態様を説明する。ただし、当該直径Yは、金属層が配置される部分における直径を意味し、円筒形状の基体の内面に金属シートを張り付ける場合には、当該直径Yは円筒形状の内径を意味する。 A preferable aspect is described about the size (cylinder-shaped diameter Y and height X) of a non-contact communication medium reading assistance tool. However, the said diameter Y means the diameter in the part by which a metal layer is arrange | positioned, and when sticking a metal sheet on the inner surface of a cylindrical base | substrate, the said diameter Y means a cylindrical internal diameter.
本発明の非接触通信媒体読取り補助具のサイズは、コンクリート体の内部のどの位の深さに非接触通信媒体が配置されているのか、又は、非接触通信媒体やリーダ/ライタの通信感度にも影響を受ける。本発明者が後述するような試験により、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度が実用可能な程度にまで向上される範囲としては、円筒形状の高さXが5〜160mmであり、直径Yが80〜160mmとなる。 The size of the non-contact communication medium reading aid according to the present invention depends on the depth of the non-contact communication medium in the concrete body, or the communication sensitivity of the non-contact communication medium and reader / writer. Is also affected. As a range in which the communication sensitivity between the non-contact communication medium and the reader / writer is improved to a practical level by a test as will be described later by the present inventors, the height X of the cylindrical shape is 5 to 160 mm, The diameter Y is 80 to 160 mm.
また、円筒形状の高さX(mm)及び直径Y(mm)は、以下の式1及び式2、又は式3及び式4のいずれかを満足する範囲では、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度が向上していることが確認されている。
Y≧−1.25X+178.75(80≦X<143)・・・・(式1)
Y≦−1.25X+218.75(80≦X<175)・・・・(式2)
または
Y≧−1.25X+268.75(100≦X≦165)・・・・・・(式3)
Y≦−1.25X+308.75(100≦X≦165)・・・・・・(式4)
In addition, the height X (mm) and the diameter Y (mm) of the cylindrical shape satisfy the following
Y ≧ −1.25X + 178.75 (80 ≦ X <143) (Equation 1)
Y ≦ −1.25X + 218.75 (80 ≦ X <175) (Expression 2)
Or Y ≧ −1.25X + 268.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Equation 3)
Y ≦ −1.25X + 308.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Formula 4)
通信感度を一層向上させることが可能な、より好ましい範囲としては、以下の式5及び式6、又は式7及び式8のいずれかを満足する範囲である。
Y≧−1.25X+188.75(100≦X≦140)・・・・(式5)
Y≦−1.25X+208.75(100≦X≦140)・・・・(式6)
Y≧−1.25X+278.75(100≦X≦140)・・・・(式7)
Y≦−1.25X+298.75(100≦X≦140)・・・・(式8)
A more preferable range in which the communication sensitivity can be further improved is a range that satisfies any of the following formulas 5 and 6, or formulas 7 and 8.
Y ≧ −1.25X + 188.75 (100 ≦ X ≦ 140) (Equation 5)
Y ≦ −1.25X + 208.75 (100 ≦ X ≦ 140) (Expression 6)
Y ≧ −1.25X + 278.75 (100 ≦ X ≦ 140) (Expression 7)
Y ≦ −1.25X + 298.75 (100 ≦ X ≦ 140) (Equation 8)
非接触通信媒体の読み取りや書き込みに使用される2.45GHz帯の電波は、金属面等で反射する性質を有することから、上記条件を有する金属面を補助具として、リーダ/ライタと非接触通信媒体との間に設置することによって、界面の延長線上を開く(逃げていく)電波を捕捉・はね返し、有効にリーダ/ライタの方向へ飛ばすことができる。これにより、通信距離が改善され、すなわち非接触通信媒体の埋設深さを深く設定することができる。 2.45 GHz band radio waves used for reading and writing non-contact communication media have the property of reflecting on a metal surface, etc., so contact with reader / writers using the metal surface having the above conditions as an auxiliary tool By installing it between the medium, radio waves that open (escape) on the extended line of the interface can be captured and repelled, and can be effectively blown toward the reader / writer. As a result, the communication distance is improved, that is, the embedded depth of the non-contact communication medium can be set deep.
本発明の非接触通信媒体読取り補助具の使用方法は、図1に示すように、非接触通信媒体を埋め込んだコンクリート体の表面に、本発明の補助具を配置し、その上にリーダ/ライタを配置する。この構成で、非接触通信媒体から発信された電波が、コンクリート体の表面(空気層との界面)に沿って逃げていくのを、本発明の補助具により捕捉・はね返し、リーダ/ライタの方向へ効果的に導くことが可能となる。これにより、コンクリート体の内部に非接触通信媒体を配置した場合でも、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能となる。 As shown in FIG. 1, the method of using the non-contact communication medium reading aid of the present invention is such that the auxiliary tool of the present invention is arranged on the surface of a concrete body embedded with the non-contact communication medium, and the reader / writer is placed thereon. Place. With this configuration, the radio wave transmitted from the non-contact communication medium escapes along the surface of the concrete body (interface with the air layer), is captured and rebounded by the auxiliary tool of the present invention, and the direction of the reader / writer It is possible to guide effectively. Thereby, even when the non-contact communication medium is arranged inside the concrete body, it is possible to improve the communication sensitivity between the non-contact communication medium and the reader / writer.
また、本発明の補助具は、非接触通信媒体に記録された情報の読み取りだけでなく、リーダ/ライタが発生する電波を効率良く非接触通信媒体の方へ伝搬させることにも寄与し、非接触通信媒体への情報を記録させる場合にも、効果を発揮する。 Further, the auxiliary tool of the present invention contributes not only to reading information recorded on the non-contact communication medium but also to efficiently propagating radio waves generated by the reader / writer toward the non-contact communication medium. It is also effective when recording information on a contact communication medium.
次に、本発明の非接触通信媒体読取り補助具について、その効果を確認するための試験方法及びその結果を説明する。
図1に示すように、直方体のコンクリート製のブロックを用意した。当該ブロックのサイズは、リーダ/ライタが配置される面(計測面)を250×250mmの寸法に設定する。
Next, the test method for confirming the effect and the result of the non-contact communication medium reading aid of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a rectangular concrete block was prepared. The size of the block is set to a size of 250 × 250 mm on the surface (measurement surface) on which the reader / writer is arranged.
コンクリート製ブロックの内部には、Φ13mmの異形鉄筋を配置し、該鉄筋の一部にスペーサを配置し、さらに、スペーサ上にリーダ/ライタ方向に読み取り可能な面を向けて、非接触通信媒体(日立製作所製。ミューチップ)を固定配置した。 Inside the concrete block, a deformed reinforcing bar with a diameter of 13 mm is arranged, a spacer is arranged on a part of the reinforcing bar, and a surface that can be read in the reader / writer direction is faced on the spacer, and a non-contact communication medium ( Hitachi, Ltd. (Muchip) was fixed.
スペーサは、モルタル製で厚み8mm、11mm、21mmの3水準を準備した。また、リーダ/ライタには、「日立製作所製,アンテナ一体据え置き型 高出力タイプ SH07」を使用した。 The spacer was made of mortar and prepared three levels of thickness 8 mm, 11 mm, and 21 mm. The reader / writer used was “manufactured by Hitachi, antenna-integrated high-output type SH07”.
コンクリート製ブロックの計測面から鉄筋までの距離(埋め込み深さ)は、90mm,104mm,113mm,127mmを準備した。 90 mm, 104 mm, 113 mm, and 127 mm were prepared as the distance (embedding depth) from the measurement surface of the concrete block to the reinforcing bar.
補助具には、円筒形状をした塩化ビニルのプラスチック製部材を用意し、円筒の内面にアルミテープを張り付けた補助具を準備した。円筒形状のサイズとしては、直径(内径)Yについては、83,108,131,155,180mmの5水準と、高さXについては、5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160mmの17水準を準備した。 As the auxiliary tool, a plastic member made of vinyl chloride having a cylindrical shape was prepared, and an auxiliary tool in which an aluminum tape was attached to the inner surface of the cylinder was prepared. As the size of the cylindrical shape, the diameter (inner diameter) Y is 5 levels of 83, 108, 131, 155, and 180 mm, and the height X is 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70. , 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160 mm, 17 levels were prepared.
図3は、試験を実施している様子であり、以下の表1〜5はその試験結果を示す。また、図4は、表5の結果をさらにグラフで表現したものである。なお、通信感度の評価は、リーダ/ライタが非接触通信媒体の情報を読み取れる状況を、極めて良好(◎)、良好(○)、不安定(△)、不可(×)の4段階で評価した。そして、表5では、表1〜4の4つの試験で評価が全て「○」以上であったものを「●」で表示し、4つの試験で評価が全て「△」以上であったものを「▲」で表示した。 FIG. 3 shows a state in which a test is being performed, and Tables 1 to 5 below show the test results. FIG. 4 further represents the results of Table 5 in a graph. In addition, the evaluation of communication sensitivity evaluated the situation where the reader / writer can read the information of the non-contact communication medium in four stages: very good (◎), good (○), unstable (△), and impossible (×). . And in Table 5, what was evaluated as “◯” or more in the four tests of Tables 1 to 4 is indicated by “●”, and all evaluations as “△” or more in the four tests. Displayed with “▲”.
さらに、表1〜4では、以下のような図1に示す読取距離dに設定している。
・表1:d=69mm(鉄筋位置90mm,スペーサ21mm)
・表2:d=83mm(鉄筋位置104mm,スペーサ21mm)
・表3:d=105mm(鉄筋位置113mm,スペーサ8mm)
・表4:d=116mm(鉄筋位置127mm,スペーサ11mm)
Further, in Tables 1 to 4, the reading distance d shown in FIG.
・ Table 1: d = 69mm (rebar position 90mm, spacer 21mm)
Table 2: d = 83 mm (rebar position 104 mm, spacer 21 mm)
-Table 3: d = 105mm (rebar position 113mm, spacer 8mm)
Table 4: d = 116 mm (rebar position 127 mm, spacer 11 mm)
上記表5及び図4のグラフより、補助具の好適な範囲としては、円筒形状の高さXが5〜160mmであり、直径Yが80〜160mmとなることが容易に理解される。また、高さXと直径Yの好適な範囲は、上述の式1〜8に示した帯状の領域(例えば、式1と式2を満足する範囲)に存在することも容易に理解される。
From the table 5 and the graph of FIG. 4, it is easily understood that the preferred range of the assisting tool is a cylindrical height X of 5 to 160 mm and a diameter Y of 80 to 160 mm. It can also be easily understood that suitable ranges of the height X and the diameter Y are present in the band-like regions shown in the
以上説明したように、本発明によれば、コンクリート体の内部に非接触通信媒体を配置した場合でも、非接触通信媒体とリーダ/ライタとの通信感度を向上することが可能な非接触通信媒体読取り補助具を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when a non-contact communication medium is arranged inside a concrete body, the non-contact communication medium can improve the communication sensitivity between the non-contact communication medium and the reader / writer. A reading aid can be provided.
Claims (1)
該非接触通信媒体と該リーダ/ライタとの間の通信の感度を上げる円筒形状の補助具であり、
該円筒形状の高さが5〜160mmかつ、直径が80〜160mmであり、
さらに、該円筒形状の高さX(mm)及び直径Y(mm)は、以下の式1及び式2、又は式3及び式4のいずれかを満足し、
また、該円筒形状の内側又は外側の少なくとも一方の面には、金属層が形成されている補助具であり、
該コンクリート体の表面に設置して使用することを特徴とする非接触通信媒体読取り補助具。
Y≧−1.25X+178.75(80≦X<143)・・・・(式1)
Y≦−1.25X+218.75(80≦X<175)・・・・(式2)
または
Y≧−1.25X+268.75(100≦X≦165)・・・・・・(式3)
Y≦−1.25X+308.75(100≦X≦165)・・・・・・(式4) Arranged between a non-contact communication medium embedded in a concrete body and a reader / writer that reads information recorded on the non-contact communication medium or records information on the non-contact communication medium;
A cylindrical auxiliary device for increasing the sensitivity of communication between the non-contact communication medium and the reader / writer,
The cylindrical shape has a height of 5 to 160 mm and a diameter of 80 to 160 mm.
Furthermore, the height X (mm) and the diameter Y (mm) of the cylindrical shape satisfy either of the following formula 1 and formula 2, or formula 3 and formula 4,
Moreover, on at least one surface of the inside or outside of the cylindrical shape is an auxiliary tool in which a metal layer is formed,
A non-contact communication medium reading aid that is used by being installed on the surface of the concrete body.
Y ≧ −1.25X + 178.75 (80 ≦ X <143) (Equation 1)
Y ≦ −1.25X + 218.75 (80 ≦ X <175) (Expression 2)
Or
Y ≧ −1.25X + 268.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Equation 3)
Y ≦ −1.25X + 308.75 (100 ≦ X ≦ 165) (Formula 4)
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