WO2007055015A1 - 電子タグ、および電子タグシステム - Google Patents

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WO2007055015A1
WO2007055015A1 PCT/JP2005/020726 JP2005020726W WO2007055015A1 WO 2007055015 A1 WO2007055015 A1 WO 2007055015A1 JP 2005020726 W JP2005020726 W JP 2005020726W WO 2007055015 A1 WO2007055015 A1 WO 2007055015A1
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Shoichi Masui
Kenji Mukaida
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic tag and an electronic tag system comprising an electronic tag and a reader Z writer, and more specifically, an RFID (radio frequency identification) tag that employs wireless data transmission / reception.
  • the present invention relates to an RFID tag system configured by a reader Z writer such as a reader / writer that transmits / receives data to / from the RFID tag.
  • an electronic tag is attached to a product, for example, and is widely used for product management.
  • RFID tags with sensors that can detect the temperature, humidity, acceleration, electrical resistance, etc. of the environment where the tags are installed have been commercialized, and RFID tag systems are based on information that also provides such sensor power. Can perform environmental processing.
  • FIG. 1 shows a configuration of a conventional example of such an RFID tag.
  • sensor-equipped RFI D tag 1 transmits / receives data to / from a reader / writer Z writer (hereinafter abbreviated as RZW) 2 that transmits and receives RF signals and uses temperature, humidity, acceleration, and resistance.
  • RZW reader / writer Z writer
  • RFID tag with sensor 1 is a sensor 5 that receives external information 4, an AZD converter 6 that converts sensor input data to digital data, and sensor input data that has been converted to digital data in response to commands from the RZW2 side.
  • a tag LSI control logic circuit 7 that outputs data as response data to the RZW2 side, an RF unit 8 for transmitting and receiving data to and from the RZW2 side, and a memory 9 are provided.
  • the RF unit 8 is composed of a receiving unit and a transmitting unit, and in the case of a passive tag that is provided with operating power from an external force, the RF unit 8 includes a rectifier circuit that rectifies AC power to which external force is also applied.
  • the memory 9 cannot write or read response data to the RZW2 side where the sensor input data has been digitized.
  • FIG. 2 is a conventional example of a sensor data acquisition processing sequence using an RFID tag with a sensor.
  • data acquisition processing is performed between a plurality of RFID tags 1 and a reader Z writer 2.
  • Forces to be processed Multiple RFID tags 1 shall have UIDO, UID1, UID2, etc. as unique identifiers UID (unique 'identities) to identify each tag. Therefore, RZW2 can read and write information unique to each RFID tag by specifying the identifier UID in the command sent to the RFID tag.
  • step S1 anti-collision processing is first performed in step S1. If multiple RFID tags 1 respond simultaneously to a transmission command from one RZW2, a signal collision occurs in the receiving circuit in RZW2, and normal response cannot be performed. The RFID tag that responds by the process is finally screened down to one, and the process of obtaining the UID is repeated. This anti-collision process will be further described later.
  • step S 2 when the UIDs of all RFID tags that have responded in step S 2 are acquired by anti-collision processing, sensors for all RFID tags 1 that have transmitted UIDs.
  • Data reference processing is performed from step S3 to step S6.
  • RZW2 sends a sensor reference command specifying a UID in step S3.
  • the tag having the UID value receives the sensor reference command in step S4, refers to the sensor in step S5, performs data AZD conversion, and then transmits the data to the RZW2 side in step S6. Repeat the process for each RFID tag.
  • step S7 the tag that has sent data of 30 ° C or higher is recognized among the data sent from all the tags. For example, as an arbitrary continuous process, sensors from a plurality of RFID tags 1 are recognized. Data, such as temperature data, is sent to the host system, and as a result, the host system performs processing for the environment where the RFID tag 1 with temperature sensor is installed by temperature control of the air conditioning.
  • the algorithm varies depending on the standard.
  • the UID specific to the RFID tag that responded is reflected at the time of response collision from the multiple RFID tags 1 that responded as described above. Processing to obtain is performed.
  • the group “select” command is transmitted from the RZW2 side as a broadcast (broadcast type) command to all RFID tags 1 in step S10.
  • this group 'Select' command is sent to all RFID tags 1 in the R / W2 communication range, and the RFID tag 1 that received this command in step S11 responds with its own tag UID. Shall be sent to RZW2.
  • step S12 for example, the UID is transmitted from all RFID tags 1 within the communication range.
  • the UID is transmitted from all RFID tags 1 within the communication range.
  • this sieving process as described above, a plurality of RFID tags 1 that have transmitted UIDs are finally screened down to one, and the process of receiving UIDs from the one RFID tag 1 is repeated.
  • each RFID tag 1 that sent the UID in step S12 generates, for example, a 1-bit random number. If the random value is "0", the UID is sent and "1" In the case of, do not send UID. This reduces the number of tags that send UIDs, ie respond.
  • R ZW2 sends the broadcast command again, and on the RFID tag 1 side, only the tag that sent the previous UID generates a 1-bit random number again. If it is "0", the process of sending the UID is repeated. As a result, only one RFID tag 1 finally transmits the UID, so that the RZW2 can obtain the UID of the tag. After obtaining the UID of one RFID tag 1, the same process can be repeated first to obtain the UIDs of other RFID tags 1. If the number of RFID tags 1 that respond in the middle of processing suddenly becomes “0”, the processing returns to the previous processing and is repeated.
  • the reader Z writer in the electronic tag system obtains the UIDs of all the RFID tags with sensors by performing anti-collision processing, and then, for each tag.
  • a sensor reference command (cast command) with a specified UID is sent and sensor data detected by each RFID tag with each sensor is collected.
  • the UIDs of all RFID tags with sensors are basically used. And sensor data collection There is a problem that it takes time for processing.
  • Non-Patent Document 1 as a prior art relating to such an RFID tag defines the details of anti-collision processing as described above.
  • Non-Patent Document 2 describes in detail the characteristics of a 13.56 MHz CMOS RFID tag having FRAM as a ferroelectric memory.
  • Non-patent literature l ISO / lEC 18000-6: Information technology-Radio— f requency identification for item management-Part 6: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz
  • Non-patent literature 2 S. Masui and T. Teramoto "A 13. 56MHz CMOS RF Identification Passive Tag LSI with Ferroelectric Random Acces ss Memory, IEICE Trans. Electron., Vol. E88— C, no, 4, pp, 601 -607, 2005
  • An object of the present invention is to collect the data of the power of the electronic tag that holds the data that meets the conditions by causing only the electronic tag that holds the data that meets the conditions to participate in the anti-collision process among the many electronic tags. Is to speed up.
  • the electronic tag system of the present invention basically includes a plurality of electronic tags and a reader Z writer that transmits and receives data to and from these electronic tags.
  • the electronic tag of the present invention compares data storage means for storing transmission data converted into digital data, comparison data transmitted from the reader Z writer side, and data stored in the data storage means. As a necessary process prior to the data transmission to the reader Z writer, whether or not the tag identifier should be transmitted to the reader Z writer to participate in the anti-collision process performed with the reader Z writer is determined. Tag identifier transmission necessity determination means for determining.
  • the reader Z writer of the present invention provides a data acquisition request transmitting means for sending a command for requesting data acquisition to the electronic tag side and a comparison to be compared with the data stored in the data storage means on the electronic tag side. Comparing data transmitting means for sending data to the electronic tag is provided, and the data storing means on the electronic tag side stores the data for transmission when receiving the data acquisition request command.
  • the transmission data stored on the electronic tag side at the time of reception of the data acquisition request command is compared with the comparison data transmitted on the reader Z writer side thereafter.
  • the number of electronic tags participating in the anti-collision process is determined according to the comparison result.
  • FIG. 1 is a configuration block diagram of a conventional example of a RFID tag with a sensor.
  • FIG. 2 is a conventional example of a sensor data collection processing sequence from an RFID tag.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the principle configuration of the electronic tag system of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration block diagram of an RFID tag system in the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration block diagram of an RFID tag in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sensor data collection processing sequence in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a sequence of sensor data acquisition processing in the RFID tag.
  • FIG. 9 is a configuration block diagram of an RFID tag with an electrical resistance sensor.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a characteristic comparison between FRAM and EEPROM.
  • FIG. 11 is a sequence of sensor data collection processing from the RFID tag in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a configuration block diagram of an RFID tag with a sensor in a third embodiment.
  • FIG. 13 is a sequence of sensor data collection processing from the RFID tag in the third embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the principle configuration of the electronic tag system of the present invention. This figure is a block diagram of the principle configuration of an electronic tag system corresponding to a third embodiment of the present invention to be described later. The outline of the present invention will be first described based on FIG.
  • a plurality of electronic tags 11 are used for transmitting / receiving commands and sensor data, for example, to / from the reader Z writer 12.
  • Data storage means 13 and tag identifier transmission necessity determination means 14 Prepare.
  • the data storage means 13 stores data for transmission to the reader Z writer converted into digital data, for example, sensor data, and is, for example, a nonvolatile memory.
  • the tag identifier transmission necessity determination unit 14 compares the comparison data transmitted from the reader Z writer side, for example, a threshold value with the data stored in the data storage unit 13 to determine the reader Z writer side force. In order to participate in anti-collision processing with the reader Z writer as a necessary process prior to data transmission to the reader Z writer corresponding to the indicated conditions It is to decide whether or not.
  • the reader Z writer 12 includes a data acquisition request transmission unit 15 and a comparison data transmission unit 16.
  • the data acquisition request transmission means 15 sends a command for requesting transmission data acquisition to the electronic tag 11, and the comparison data transmission means 16 is stored in the data storage means 13 on the electronic tag 11 side.
  • the comparison data to be compared with the existing transmission data is sent to the electronic tag 11.
  • a data acquisition request for example, a sensor reference command is transmitted from the reader Z writer 12, and in response to the reception of the command, the electronic tag 11 side stores data in the data storage means 13. For example, sensor data is stored.
  • comparison data such as a threshold value is sent from the reader Z writer 12 to the electronic tag 11.
  • the RFID tag 11 uses the comparison data and the judgment conditions sent at the same time, for example, to determine whether or not it should participate in the anti-collision process. If it should participate, the unique identifier UID is assigned to the tag itself. Send to reader Z writer.
  • the electronic tag compares the transmission data converted into digital data with a threshold value, and the threshold determination condition is satisfied.
  • Judgment means for determining whether or not the power is received data storage means for storing transmission data when the judgment conditions are satisfied, and data transmission to the reader Z writer when the judgment conditions are satisfied.
  • a tag identifier transmitting means for transmitting the identifier of the own tag to the reader z writer side in order to participate in the anti-collision process performed with the reader z writer is provided.
  • the reader Z writer side is provided with data acquisition request transmission means as in FIG.
  • the reader Z writer side force A data acquisition request, for example, a sensor reference command is transmitted to the electronic tag.
  • the transmission data for example, sensor data satisfies the threshold determination condition. If it is satisfied, the data is written in, for example, a non-volatile memory, and a unique identifier UID is transmitted to the reader Z writer to participate in the anti-collision process.
  • the electronic tag includes a threshold value determination means and a data storage means, as in the second embodiment, and further a reader after data storage.
  • Z writer side force Corresponding to the conditions to be sent, determine whether or not the tag identifier should be sent in order to participate in the anti-collision process as a necessary process prior to data transmission as described above.
  • Tag identifier transmission necessity determination means Corresponding to the conditions to be sent, determine whether or not the tag identifier should be sent in order to participate in the anti-collision process as a necessary process prior to data transmission as described above.
  • the determination request transmission means for transmitting the condition data necessary to determine whether or not to participate in the anti-collision process described above,
  • the electronic tag performs threshold determination, and when the determination condition is satisfied!
  • the data is received as, for example, a group “select” command, it is determined whether or not to participate in the anti-collision process, and when participating, a unique identifier UID is transmitted to the reader Z writer.
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of the RIFD tag system in the present embodiment.
  • commands and data are exchanged between multiple RFID tags 1 and reader / writer 2.
  • the RFID tag 1 communicates with the reader Z writer 2 using a carrier frequency of 13.56 MHz, for example, and includes this 13.56 MHz pair-compatible antenna coil and tag LSI.
  • the tag LSI includes an RF unit, a logic unit corresponding to the tag LSI control logic circuit 7 and a non-volatile memory unit corresponding to the memory 9 as in FIG. /
  • the reader Z writer 2 includes an antenna 17, a transmission / reception unit 18, and a control unit 19, and is connected to a computer as a host system or a back-end system 20, and for example, the computer 20 is connected via a network 21. Connected to database 22.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the RFID tag with sensor in the first embodiment of the present invention. Comparing Fig. 5 with Fig. 1 of the conventional example, it is basically the same except that a comparator 24 that compares the sensor data converted into digital data and the threshold value is added. However, the fundamental difference is that the sensor data as the output of the comparator 24, that is, the response data to the reader Z writer 2 side can be written to and read from the memory 9. For example, the threshold value is stored in a specific address of the memory 9, and it is natural that the threshold value can be read and given to the comparator 24.
  • the senor 5 and the AZD converter 6 are provided in the RFID tag, but it is not always necessary to install them in the same LSI. It is of course possible to mount 5 and AZD 6 on an LSI different from the RFID tag LSI.
  • RFID tags there is an active tag with a battery and a force tag S without a battery, and a non-active tag that is driven by converting the power of the RF signal sent from the reader Z writer to DC power S,
  • the present invention is applicable to both active tags and passive tags.
  • FIG. 6 is a sequence of sensor data collection processing from tags in the first embodiment.
  • sensor reference processing and response processing are performed in step S17, and scanning is performed.
  • anti-collision processing is performed in step S18, and in step S19, UID recognition processing is performed for tags whose sensor data are in a specific range.
  • step S20 a sensor reference command force is transmitted from the reader Z writer (RZW) 2 as a broadcast command to all RFID tags 1 in the communication range, for example. .
  • each RFID tag 1 having a unique identifier UID receives the sensor reference command in step S21, and refers to the sensor in step S22. If the sensor data is A / D converted and compared with the threshold value in step S23 and the sensor data satisfies the determination condition, for example, whether the sensor data is larger or smaller than the threshold value, in step S24 The data is written to the memory, and the identifier UID unique to the tag is sent to the RZW2 side in step S25. As a result of the threshold value determination in step S23, if the determination condition is not satisfied, for example, RFID tag 1 having UID2 does not perform step S24 memory writing and step S25 UID transmission processing. The process ends.
  • UID unique identifier
  • step S18 a collision detection and behavior! / Partition process is performed when UIDs are transmitted from a plurality of R FID tags 1 in step S25.
  • This processing is the same as that in the conventional example described in FIG.
  • step S19 a process for recognizing the UID of a tag whose sensor data is in a specific range is performed. That is, by the threshold determination performed in step S23, a tag written in the sensor data force memory having a temperature of 30 ° C. or higher is recognized when the sensor data is in a specific range, for example, a temperature sensor.
  • the sensor data collection process ends when the tag UID recognition process ends, but the contents of the RFID tag 1 memory that sent the UID are then changed to RZW2 as in the conventional example of Fig. 2. It is of course possible to send a normal read command to read the side force and each R FID tag 1 sends the data stored in the memory to the RZW2 side.
  • the threshold value stored at a specific address in the memory is compared with the sensor data, and when the determination condition is satisfied, the data is written in the memory. It is. Only the RFID tag 1 that has written the sensor data in the memory transmits the UID, and participates in the anti-collision process.
  • the sensor data is temperature data, and the temperature is 30 ° C or higher, and the data is written to the memory, the sensor data is compared with the threshold value when converted to digital data. If the data is converted into easy-to-use data, the determination process becomes easy. For example, when converting temperature data up to 87.5 ° C from 40 ° C force into 8-bit digital data, for example, by setting the quantum step to 0.5 ° C, the temperature data at 30 ° C is 16 Expressed as "8C" as hexadecimal data. By using this 8C hexadecimal data as a threshold, only RFID tags with sensors that detect temperatures above 30 ° C will participate in the anti-collision process. For example, when detecting the presence of an RFID tag with a sensor that detects a temperature of 35 ° C or higher, the threshold value can be determined by using “96” of hexadecimal data as the threshold value.
  • the RFID tag stored in the temperature data memory higher than 30 ° C specified as the threshold returns the UID, so only the RFID tag of 30 ° C or higher is returned. It is possible to perform sifting processing for the target, and the sensor data force of 30 ° C or higher that the RZW side wants to know.
  • the UID of the RFID tag stored in the S memory can be acquired at high speed. This high speed is obtained by not allowing RFID tags that have acquired sensor data below 30 ° C to participate in RFID tag anti-collision processing.
  • the number of RFID tags stored in the sensor data force memory of 30 ° C or higher by the processing of step S19, or the position of the RFID tag at 30 ° C or higher
  • the data can be reflected in the control of the air conditioning.
  • the processing sequence in Fig. 6 is based on the basic purpose of picking up RFID tags that exist under certain conditions at high speed from the whole, and the processing is terminated by UID recognition.
  • the data storage means in claim 2 of the claims of the present invention corresponds to the memory 9 in FIG. 5
  • the threshold judgment means corresponds to the processing in step S23 in FIG. 6
  • the tag identifier transmission means corresponds to the processing in step S25.
  • the data acquisition request transmission means of claim 8 corresponds to the processing of step S20 of FIG.
  • FIG. 7 shows the format of the sensor reference command sent from RZW2 in step S20 of FIG. Example.
  • the head command code is used to distinguish it from other commands.
  • the next operation control information is, for example, the value of each bit in one byte, and the memory write is performed when the comparison result with the threshold value is large or small. Whether to perform the control according to the determination result in FIG. 6 or unconditionally, to perform the rewrite prohibition control on the write data in the memory, or not, for example, based on the threshold determination result, set the UID value.
  • the operation details such as whether or not to transmit immediately are determined.
  • the next 1 byte is a threshold storage address.
  • the threshold stored at that address in the memory 9 is read out and used for threshold determination.
  • the last byte is the memory address where the sensor data should be stored, and the sensor data is stored at the address specified here.
  • FIG. 8 is a detailed sequence of tag-side sensor reference and response processing in the first embodiment. This sequence shows details of processing from step S21 to step S25 performed on the RFID tag 1 side in FIG.
  • a sensor reference command is received from the RZW side in step S21, it is read from the address specified by the command of FIG. 7, for example, in the threshold memory for threshold determination in step S27.
  • the sensor data is referred to, and in step S29, the sensor data is compared with the threshold value. In this determination, a determination corresponding to the operation control information of the command in FIG. 7 is performed, and if no further processing is necessary, the processing ends as it is. If processing such as storing sensor data in memory is required, the sensor data is written to the address specified by the command in Fig. 7 in step S30, and the UID of its own tag is sent to the RZW side in step S25. Then, the process ends.
  • FIG. 9 is a configuration block diagram of a sensor-equipped RFID tag different from FIG.
  • sensors corresponding to various types of data such as temperature, humidity, acceleration, and resistance as external information 4 are used as sensor 5, but in the configuration example of FIG. 9, an electrical resistance detection sensor is used. 25 is used instead.
  • the electrical resistance detection sensor 25 is a sensor that detects an electrical resistance value between the sensor input terminals, and is a 1-bit information indicating whether the input terminals are short-circuited or open. Sensing. Since the sensor input information is 1 bit, it is not necessary to judge the threshold value.
  • the tag LSI control logic circuit 7 receives the sensor reference command for the RZW side force, it starts sensor 25 and opens the input terminals. If it is, write the detection flag in memory 9, send the UID of the tag itself, and then participate in the anti-collision process. When the input terminals are short-circuited, the detection flag is not written to the memory, and no response state is entered, and the subsequent anti-collision process is not entered.
  • the RFID terminals that are open between the sensor terminals can be identified.
  • the same RFID tag processing as in Fig. 6 can be used to identify multiple RFID tags that are open between the two terminals.
  • a volatile memory such as SRAM (static random access “memory”) can be used as the memory 9 in FIG. 5 according to the application.
  • SRAM static random access “memory”
  • FRAM Ferroelectric memory FRAM
  • FIG. 10 shows a characteristic comparison with EEPROM (electrically laserable and programmable read-only memory) as a nonvolatile memory in the same manner as this FRAM.
  • EEPROM electrically laserable and programmable read-only memory
  • ROM takes at least 3 msec, which is slower than FRAM to write data.
  • a waiting time of 15 msec is set at the time of writing on the premise of using an EEPROM as a nonvolatile memory.
  • FRAM By using FRAM, data can be written into the memory within 100 ⁇ sec force 400 ⁇ sec required for command transmission from RZW and response time of RFID tag with sensor for that command, and processing speed is increased. Is realized.
  • FIG. 11 is a sequence of sensor data collection processing from the RFID tag in the second embodiment.
  • the threshold determination for the sensor data is performed on each RFID tag side, and when the determination condition is satisfied, the data is stored in the memory. Writing is performed. After that, the RZW side force is also sent to each RFID tag. This command writes data to memory.
  • UID transmission is requested only for the inserted tag, and screening processing as anti-collision processing is performed according to the UID transmission result from the tag.
  • step S27 of FIG. 11 in response to the transmission of the sensor reference command in step S20 from the RZW side, the processing power from step S21 to step S24 on each RFID tag 1 side is This is performed in the same manner as in FIG.
  • the RFID tag 1 that has written data in the memory also ends the sensor reference process without performing the UID transmission process in step S25, unlike FIG.
  • RFID tag 1, which did not write data to memory, including the tag with UID2 in this case, will not respond at all to the sensor reference command from RZW Any response if necessary for protocol processing Of course, you may do.
  • the group select command from RZW2 is sent as a broadcast command to all RF ID tags 1 in the communication range in step S30, and the RFID tag 1 in step S31. Received.
  • This group 'select' command requests the RFID tag 1 to send a UID, for example, depending on whether or not data is written to a specific address in the memory.
  • the RFID tag to which data is written here the tag with identifiers UIDO and UID1, sends the UID value to RZW2 in step S32.
  • RFID tags that did not write data to memory here tags with UID2, do not respond to the group 'select' command.
  • the configuration of the RFID tag with sensor in the second embodiment is the same as in FIG.
  • a plurality of sensors 5 need not be provided.
  • the threshold data corresponding to each sensor data can also be read out from different address forces in the memory 9 and compared with the corresponding sensor data, and the data can be stored in different memory addresses corresponding to the comparison results.
  • it is possible to record the time change of sensor data in the memory by sending multiple commands in time series as sensor reference commands and specifying the memory storage address for each command as shown in Fig. 7. .
  • time information can be written to the memory at the same time as operation control information, and security functions such as prohibiting re-writing of the memory can be provided.
  • the threshold value need not be common to all tags, but may be a value unique to each tag. Good. That is, a unique threshold value is stored for each tag at a specific address in the memory 9 in FIG. 5, and the threshold value can be determined by the comparator 24 using the threshold value. This unique threshold value is set, for example, for the purpose of correcting variations in sensors, and is set at the time of LSI shipping test.
  • FIG. 12 is a configuration block diagram of an RFID tag with a sensor in the third embodiment. Comparing this figure with FIG. 5 in the first embodiment, there is no comparator 24 for comparing the threshold value with the digital data as the output of the AZD modification 6, but rather, it has the same configuration as the conventional example in FIG. Yes. However, the sensor data force as response data to RZW2 can be written to and read from the memory 9, and is fundamentally different from the conventional example of FIG. 1 as in FIG.
  • the group select “frame” is written.
  • a command including a threshold value as comparison data is transmitted as a command, the data stored in the memory is compared with the threshold value, written to a data memory that satisfies the threshold judgment condition, and only the tag that transmits the UID transmits Processing is performed.
  • a sensor reference command as a broadcast command is transmitted from RZW2 in step S20, and each RFID tag 1 receives the command in step S21, and then in step S22.
  • the sensor data is converted to digital data by referring to the sensor in step S24, and the process of writing the data in the memory is executed in step S24.
  • the command is sent as a broadcast command to all RFID tags 1 in communication range in step S30, and each RFID tag 1 receives the command in step S31 and receives the threshold specified in the command, for example, 30 °.
  • the tag 1 with the identifier UI D2 does not respond to the group 'Select' command.
  • the “Duplicate” select command has a format similar to that in FIG. 7, for example, the threshold value itself is stored instead of the threshold value storage address, and is transmitted from RZW2.
  • step S32 of FIG. 13 When there are a plurality of RFID tags 1 that have transmitted UIDs in step S32 of FIG. 13, the sifting process is performed in steps S13 and S14 as the anti-collision process, and R / W2 is the sensor in step S19. If the UID of the tag whose data is in a specific range is recognized and then specific temperature data for each tag is required, the data collection process is performed using the read command in step S36 and the process is performed. finish.
  • each RFID tag compares sensor data with a threshold value, and when the threshold determination condition is satisfied, the sensor data is written in the memory, and the data is stored in the memory. Only the written RFID tag sends the UID to the reader Z writer Therefore, the reader Z writer can know the UID of the RFID tag stored in the data memory that satisfies the judgment conditions at high speed. Furthermore, the processing speed can be further increased by using FRAM as a memory for storing data. For example, if only 10 out of 200 tags acquire sensor data of 30 ° C or higher, the number of tags participating in anti-collision processing will decrease, and if 200, 0 per tag. The total processing time, which is 100 seconds in 5 seconds, can be reduced to within 5 seconds.

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Abstract

　多数の電子タグのうちで、条件に合うデータを保持する電子タグのみをアンチコリジョン処理に参加させることにより、条件に合うデータを保持する電子タグの認識を高速化することを目的とし、電子タグが、送信用データを記憶する手段と、記憶されているデータと、リーダ／ライタから送られる比較データとを比較して、リーダ／ライタへのデータ送信に先立つ必要処理として、リーダ／ライタとの間で行われるアンチコリジョン処理に参加するために自タグの識別子を送信すべきか否かを決定する手段とを備える。

Description

電子タグ、および電子タグシステム
技術分野
[oooi] 本発明は電子タグ、および電子タグとリーダ Zライタによって構成される電子タダシ ステムに関し、さらに詳しくは無線によるデータ送受信を採用した RFID (ラジオ'フリ ケンシ一 ·アイデンティフィケイシヨン）タグ、および RFIDタグとの間でデータの送受 信を行うリーダ Zライタなどカゝら構成される RFIDタグシステムに関する。
背景技術
[0002] 近年電子タグは、例えば商品に添付され、商品管理などに広く用いられている。例 えばタグが設置されている環境の温度、湿度、加速度、電気抵抗などを検出可能な センサを持つ RFIDタグが製品化されており、このようなセンサ力も得られる情報を基 にして RFIDタグシステムが環境に対する処理などを実施することができる。
[0003] 図 1はそのような RFIDタグの従来例の構成を示す。同図においてセンサ付き RFI Dタグ 1は RF信号を送受信するリーダ Zライタ（以下 RZWと略称する） 2との間でァ ンテナ 3を用いてデータの送受信を行い、また温度、湿度、加速度、抵抗などの外部 情報 4の入力を受け取ることができる。
[0004] センサ付き RFIDタグ 1は外部情報 4を受け取るセンサ 5、センサ入力データをデジ タルデータに変換する AZD変 6、RZW2側からのコマンドに対応してデジタル データに変換されたセンサ入力データを RZW2側への応答データとして出力するタ グ LSI制御ロジック回路 7、 RZW2側とのデータ送受信を行うための RF部 8、および メモリ 9を備えている。ここで RF部 8は受信部と送信部から構成され、またタグが外部 力もの動作電力の提供を受けるパッシブタグの場合には、外部力も与えられる交流 電力を整流する整流回路を備える。またメモリ 9は、ここではセンサ入力データがデジ タルイ匕された RZW2側への応答データの書き込みや読み出しはできないものとする
[0005] 図 2は、センサ付き RFIDタグを用いたセンサデータ取得処理シーケンスの従来例 である。同図においては複数の RFIDタグ 1とリーダ Zライタ 2との間でデータ取得処 理が行われるものとする力 複数の RFIDタグ 1はそれぞれそのタグを識別するため のユニークな識別子 UID (ユニーク 'アイデンティティ）として、 UIDO、 UID1、 UID2 などを持つものとする。そこで RZW2は RFIDタグ側に送信するコマンドの中で識別 子 UIDを指定することによって、個々の RFIDタグに固有の情報を読み出したり、書 き込んだりすることが可能となる。
[0006] 図 2において、まずステップ S1でアンチコリジョン処理が行われる。 1台の RZW2か らの送信コマンドに対して複数の RFIDタグ 1が同時に応答を行うと、 RZW2の中の 受信回路で信号の衝突が発生し、正常な対応ができなくなるため、 RZW2はアンチ コリジョン処理によって応答を行う RFIDタグを最終的には 1個にふるい落とし、 UID を取得する処理を繰り返す。このアンチコリジョン処理については、さらに後述する。
[0007] 図 2において、アンチコリジョン処理によって、ステップ S 2で応答を行ってきたすベ ての RFIDタグの UIDが取得されると、 UIDを送信してきたすベての RFIDタグ 1に対 するセンサデータ参照処理がステップ S3からステップ S6において行われる。すなわ ち、 RZW2は 1つの RFIDタグ 1からセンサデータを受信するために、 UIDを指定し たセンサ参照コマンドをステップ S3で送信する。 RFIDタグ 1側ではその UIDの値を 持つタグがステップ S4でセンサ参照コマンドを受信し、ステップ S5でセンサを参照し 、データの AZD変換を行った後に、ステップ S6で RZW2側にデータを送信する処 理を個々の RFIDタグ 1毎に繰り返す。
[0008] RZW2側ではステップ S7で、すべてのタグから送られたデータのうちで 30°C以上 のデータを送ってきたタグを認識し、例えば任意の継続処理として複数の RFIDタグ 1からのセンサデータ、例えば温度データを上位システム側に送り、その結果として 上位システム側では空調の温度制御によって温度センサ付き RFIDタグ 1が設置され た環境に対する処理を実行する。
[0009] 次にアンチコリジョン処理の詳細について説明する。このアンチコリジョン処理では 規格によってそのアルゴリズムが異なる力 基本的には前述のように応答を行ってき た複数の RFIDタグ 1からの応答の衝突時に、応答を行ってきた RFIDタグ固有の UI Dをそれぞれ取得する処理が行われる。
[0010] このアルゴリズムについて、例えば後述する ISOZIEC18000— 6を例として説明 する。この処理では、まず RZW2側からステップ S 10でグループ 'セレクト 'コマンド がすべての RFIDタグ 1に対するブロードキャスト（放送型）コマンドとして送信される。 ここでは、簡単のため、このグループ'セレクト'コマンドは R/W2の通信範囲にある すべての RFIDタグ 1に送られ、このコマンドをステップ S 11で受信した RFIDタグ 1は 応答として自タグの UIDを RZW2に送信するものとする。
[0011] ステップ S 12で、例えば通信範囲内のすべての RFIDタグ 1から UIDが送信される 力 一般的にそのようなタグは複数個あり、 RZW2側ではステップ S 13で衝突を検知 し、ふるいわけ処理を行うことになる。このふるいわけ処理では、前述のように UIDを 送信してきた複数の RFIDタグ 1を最終的には 1個にふるい落とし、その 1個の RFID タグ 1からの UIDを受け取る処理が繰り返される。
[0012] 前述の ISOZIEC18000— 6の規格では、ふるいわけ処理としてまず RZW2側か ら、例えば次のブロードキャストコマンドが送られる。このコマンドに対して、ステップ S 12で UIDを送信した RFIDタグ 1はそれぞれ、例えば 1ビットの乱数を発生し、その乱 数の値が" 0"の場合には UIDを送信し、 "1"の場合は UIDを送信しない処理を行う。 これによつて UID送信を行う、すなわち応答を行うタグの数は減少する。
[0013] このとき応答を行ってきたタグが複数ある場合には再び衝突が発生する。そこで R ZW2は再びブロードキャストコマンドを送信し、 RFIDタグ 1側では前回 UIDを送信 したタグだけが再び 1ビットの乱数を発生し、 "0"の場合には UIDを送信する処理を 繰り返す。これによつて最終的には 1個の RFIDタグ 1だけが UIDを送信することによ つて、 RZW2側ではそのタグの UIDを取得することができる。 1個の RFIDタグ 1の U IDを取得した後には同様の処理を最初力 繰り返すことによって他の RFIDタグ 1の UIDをそれぞれ取得することができる。なお処理の途中で応答を行う RFIDタグ 1の 数が突然" 0"となった場合には、その前の処理に戻って処理を繰り返すことになる。
[0014] このように図 2で示した従来例では、電子タグシステム内のリーダ Zライタはアンチ コリジョン処理を実施することによってすべてのセンサ付き RFIDタグの UIDを取得し た後に、各タグ毎に UIDを指定したセンサ参照コマンド (ュ-キャストコマンド)を送信 し、各センサ付き RFIDタグによって検出されたセンサデータを収集することになるが 、この方式では基本的にすべてのセンサ付き RFIDタグの UIDとセンサデータを収集 する必要があり、処理に時間が力かるという問題点があった。
[0015] 実際のデータ収集においては、例えば空調の制御のために温度センサによって検 出された温度が一定の値を超えて 、る力否かを判定する必要がある。例えば温度と して 30°C以上を検出したセンサ付き RFIDタグが存在するか否かの判定結果に応じ て、上位システムがアラームを発生したり、その時刻を記録したりする必要があり、す ベてのセンサ付き RFIDタグに対してほぼ同時にセンサデータの取得を行うことが要 求される。例えば 1個の RFIDタグからのセンサデータ取得とその結果の処理を 0. 5 秒で実施できるとしても、 200個のタグに対してセンサデータ取得と結果の処理を行 うためには 100秒力かってしまうことになり、ほぼ同一時刻にデータを取得することが できな 、と!/、う問題点がある。
[0016] このような RFIDタグに関する従来技術としての非特許文献 1には、前述のようにァ ンチコリジョン処理の詳細が規定されている。また非特許文献 2には、強誘電体メモリ としての FRAMを持つ 13. 56MHz, CMOSRFIDタグの特性が詳細に説明されて いる。
非特許文献 l :ISO/lEC 18000-6 : Information technology - Radio— f requency identification for item management - Part 6 : Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz 非特許文献 2 : S. Masui and T. Teramoto. "A 13. 56MHz CMOS RF Identification Passive Tag LSI with Ferroelectric Random Acce ss Memory, IEICE Trans. Electron. , vol. E88— C, no, 4, pp , 601 -607, 2005
[0017] し力しながらこのような従来技術を用いても、例えば一定以上の温度を検出した温 度センサ付き RFIDタグからのセンサデータを高速に収集することができな ヽと 、う問 題点を解決することはできな力つた。
発明の開示
[0018] 本発明の目的は、多数の電子タグのうちで、条件に合うデータを保持する電子タグ のみをアンチコリジョン処理に参加させることによって、条件に合うデータを保持する 電子タグ力ものデータ収集を高速ィ匕することである。 [0019] 本発明の電子タグシステムは、複数の電子タグと、それらの電子タグとの間でデー タの送受信を行うリーダ Zライタとによって基本的に構成される。
本発明の電子タグは、デジタルデータに変換された送信用データを記憶するデー タ記憶手段と、リーダ Zライタ側から送信される比較データと、データ記憶手段に記 憶されているデータとを比較して、リーダ Zライタへのデータ送信に先行する必要処 理として、リーダ Zライタとの間で行われるアンチコリジョン処理に参加するためにタグ 識別子をリーダ Zライタに送信すべきカゝ否かを決定するタグ識別子送信必要性判定 手段とを備える。
[0020] また本発明のリーダ Zライタは、電子タグ側にデータ取得を要求するコマンドを送る データ取得要求送信手段と、電子タグ側のデータ記憶手段に記憶されて 、るデータ と比較すべき比較データを電子タグに送る比較データ送信手段とを備え、電子タグ 側のデータ記憶手段はデータ取得要求コマンドの受信時に送信用データを記憶す ることになる。
[0021] これによつて本発明によれば、データ取得要求コマンドの受信時点で電子タグ側で 記憶された送信用データと、その後リーダ Zライタ側力 送られる比較データとの比 較が行われ、その比較結果に対応してアンチコリジョン処理に参加する電子タグの数 が決定される。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]センサ付き RFIDタグの従来例の構成ブロック図である。
[図 2]RFIDタグからのセンサデータ収集処理シーケンスの従来例である。
[図 3]本発明の電子タグシステムの原理構成ブロック図である。
[図 4]本発明における RFIDタグシステムの構成ブロック図である。
[図 5]第 1の実施例における RFIDタグの構成ブロック図である。
[図 6]第 1の実施例におけるセンサデータ収集処理シーケンスである。
[図 7]センサ参照コマンドのフォーマットの例である。
[図 8]RFIDタグにおけるセンサデータ取得処理のシーケンスである。
[図 9]電気的抵抗センサ付き RFIDタグの構成ブロック図である。
[図 10]FRAMと EEPROMの特性比較を説明する図である。 [図 11]第 2の実施例における RFIDタグからのセンサデータ収集処理のシーケンスで ある。
[図 12]第 3の実施例におけるセンサ付き RFIDタグの構成ブロック図である。
[図 13]第 3の実施例における RFIDタグからのセンサデータ収集処理のシーケンスで ある。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 図 3は、本発明の電子タグシステムの原理構成ブロック図である。同図は後述する 本発明の第 3の実施例に対応する電子タグシステムの原理構成ブロック図である。図 3を基本として本発明の概略についてまず説明する。
[0024] 図 3において複数の電子タグ 11は、リーダ Zライタ 12との間でコマンドや、例えば センサデータの送受信を行うものであり、それぞれデータ記憶手段 13とタグ識別子 送信必要性判定手段 14を備える。データ記憶手段 13はデジタルデータに変換され たリーダ Zライタへの送信用データ、例えばセンサデータを記憶するものであり、例え ば不揮発性メモリである。
[0025] タグ識別子送信必要性判定手段 14は、リーダ Zライタ側から送信される比較デー タ、例えば閾値と、データ記憶手段 13に記憶されているデータとを比較して、リーダ Zライタ側力 示される条件に対応してリーダ Zライタへのデータ送信に先立つ必要 処理としてリーダ Zライタとの間で行われるアンチコリジョン処理に参加するために自 タグの識別子をリーダ Zライタ側に送信すべき力否かを決定するものである。
[0026] 次にリーダ Zライタ 12は、データ取得要求送信手段 15と、比較データ送信手段 16 とを備える。データ取得要求送信手段 15は、電子タグ 11に対して送信用データ取得 を要求するコマンドを送るものであり、比較データ送信手段 16は、電子タグ 11側のデ ータ記憶手段 13に記憶されている送信用データと比較すべき比較データを電子タグ 11に送るものである。
[0027] すなわち後述する第 3の実施例では、リーダ Zライタ 12からデータ取得要求、例え ばセンサ参照コマンドが送信され、そのコマンドの受信に対応して電子タグ 11側で データ記憶手段 13に、例えばセンサデータが記憶される。
[0028] そしてリーダ Zライタ 12から電子タグ 11に対して比較データ、例えば閾値が送られ 、電子タグ 11側ではその比較データと、例えば同時に送られる判定条件を用いて、 アンチコリジョン処理に参加すべき力否かを決定し、参加すべき場合には自タグに固 有の識別子 UIDをリーダ Zライタ側に送信する。
[0029] 次に本発明の第 1の実施例に対応する電子タグシステムにおいて、電子タグはデ ジタルデータに変換された送信用データと閾値とを比較し、閾値判定条件が満足さ れている力否かを判定する判定手段と、判定条件が満足されているとき、送信用デ ータを記憶するデータ記憶手段と、また判定条件が満足されているときリーダ Zライ タへのデータ送信に先立つ必要処理として、リーダ zライタとの間で行われるアンチ コリジョン処理に参加するために自タグの識別子をリーダ zライタ側に送信するタグ 識別子送信手段とを備える。
[0030] これに対応してリーダ Zライタ側には、図 3におけると同様にデータ取得要求送信 手段が備えられる。そしてリーダ Zライタ側力 電子タグに対してデータ取得要求、例 えばセンサ参照コマンドが送信され、電子タグ側ではそのコマンドの受信に対応して 送信用データ、例えばセンサデータが閾値判定条件を満足するか否かを判定し、満 足した場合にそのデータを、例えば不揮発メモリに書き込むとともに、アンチコリジョン 処理に参加するために固有の識別子 UIDをリーダ Zライタ側に送信する。
[0031] さらに本発明の第 2の実施例に対応する電子タグシステムにおいて、電子タグは、 第 2の実施例におけると同様に閾値判定手段、およびデータ記憶手段を備え、さら にデータ記憶後にリーダ Zライタ側力 送られる条件に対応して、前述と同様にデー タ送信に先立つ必要処理としてのアンチコリジョン処理に参加するために自タグの識 別子を送信すべきカゝ否かを判定するタグ識別子送信必要性判定手段とを備える。
[0032] リーダ Zライタ側では、前述と同様のデータ取得要求送信手段と、電子タグ側で前 述のアンチコリジョン処理の参加の有無を決定するために必要な条件データを送る 判定要求送信手段とを備え、前述と同様に、例えばセンサ参照コマンドの受信の時 点で電子タグは閾値判定を行 ヽ、判定条件が満足されて!ヽるとき送信用データをメ モリに書き込み、その後前述の条件データを、例えばグループ 'セレクト 'コマンドとし て受信した時点で、アンチコリジョン処理への参加の有無を決定し、参加する場合に は固有の識別子 UIDをリーダ Zライタ側に送信する。 [0033] 以上で本発明の概略について説明したが、以後システム構成、タグ構成、およびセ ンサデータ収集処理シーケンスなどの図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説 明する。
図 4は、本実施形態における RIFDタグシステムの全体構成図である。同図におい て複数の RFIDタグ 1とリーダ Zライタ 2との間でコマンドやデータの送受信が行われ る。 RFIDタグ 1は、例えば 13. 56MHzのキャリア周波数を用いてリーダ Zライタ 2と の間で通信を行うものであり、この 13. 56MHz対対応アンテナコイルとタグ LSIを備 えている。そしてタグ LSIは、例えば図 1と同様に RF部、タグ LSI制御ロジック回路 7 に相当するロジック部、メモリ 9に相当する不揮発メモリ部を備えて！/、る。
[0034] リーダ Zライタ 2は、アンテナ 17、送受信部 18、制御部 19を備えており、上位シス テムとしてのコンピュータ、またはバックエンドシステム 20に接続され、さらに例えばコ ンピュータ 20はネットワーク 21を介してデータベース 22に接続されている。
[0035] 図 5は、本発明の第 1の実施例におけるセンサ付き RFIDタグの構成ブロック図であ る。図 5を従来例の図 1と比較すると、デジタルデータに変換されたセンサデータと閾 値とを比較する比較器 24が追加されている点以外は基本的に同様であるが、本実 施形態においては、比較器 24の出力としてのセンサデータ、すなわちリーダ Zライタ 2側への応答データのメモリ 9への書き込みと読み出しが可能であることが根本的な 相違点である。なお閾値は例えばメモリ 9の特定アドレスに格納されており、その閾値 を読み出して比較器 24に与えることが可能であることは当然である。
[0036] なお図 5において、センサ 5と AZD変換器 6は、 RFIDタグの内部に備えられる形 式となっているが、これらは同一の LSIに搭載されることは必ずしも必要はなぐ例え ばセンサ 5と AZD変 6とを RFIDタグの LSIと異なる LSIに搭載することも当然可 能である。さらに RFIDタグとしては、電池を搭載するアクティブタグと、電池を搭載せ ず、リーダ Zライタ側から送られる RF信号の電力を直流電力に変換して駆動される ノ ッシブタグとが存在する力 S、本発明はアクティブタグとパッシブタグとの両方に適用 可能である。
[0037] 図 6は、第 1の実施例におけるタグからのセンサデータ収集処理のシーケンスであ る。同図においては、ステップ S 17でセンサ参照処理、および応答処理が行われ、ス テツプ S18でアンチコリジョン処理が行われ、ステップ S 19でセンサデータが特定の 範囲にあるタグの UID認識処理が行われる。
[0038] ステップ S 17のセンサ参照処理、応答処理においては、まずステップ S20でリーダ Zライタ (RZW) 2からセンサ参照コマンド力 例えば通信範囲のすべての RFIDタグ 1に対してブロードキャストコマンドとして送信される。
[0039] RFIDタグ 1側では、それぞれ固有の識別子 UID、例えば UIDO、 UID1、 UID2な どを持つそれぞれの RFIDタグ 1がステップ S21でセンサ参照コマンドを受信し、ステ ップ S 22でセンサを参照してセンサデータを A/D変換し、ステップ S 23で閾値と比 較してセンサデータが判定条件、例えば閾値より大きいか、あるいは小さいかなどの 判定条件を満足する場合には、ステップ S24でそのデータをメモリに書き込み、ステ ップ S25で自タグに固有の識別子 UIDを RZW2側に送信する。ステップ S23の閾 値判定の結果、判定条件が満足されない場合、例えば UID2を持つ RFIDタグ 1はス テツプ S24のメモリ書き込み、およびステップ S25の UID送信の処理を行うことなく、 ステップ S23で実質的な処理を終了する。
[0040] 続いてステップ S18で行われるアンチコリジョン処理では、ステップ S25で複数の R FIDタグ 1から UIDが送信された場合の衝突検知とふる!/、わけ処理が行われる。この 処理は図 2で説明した従来例におけると同様であり、その説明を省略する。続いてス テツプ S 19でセンサデータが特定の範囲にあるタグの UIDの認識処理が行われる。 すなわちステップ S23で行われる閾値判定によって、センサデータが特定の範囲、 例えば温度センサの場合には温度が 30°C以上のセンサデータ力メモリに書き込まれ たタグが認識される。
なおここではタグの UID認識処理が終了した時点でセンサデータ収集処理が終了 するものとしているが、その後図 2の従来例とおけると同様に UIDを送信した RFIDタ グ 1のメモリの内容を RZW2側力 読み取るために通常のリードコマンドを送り、各 R FIDタグ 1がメモリに格納されたデータを RZW2側に送信することも当然可能である
[0041] このように第 1の実施例では、例えばメモリの特定アドレスに格納されている閾値と センサデータが比較され、判定条件を満足した場合にそのデータ力^モリに書き込ま れる。そしてメモリにセンサデータを書き込んだ RFIDタグ 1のみが UIDを送信するこ とによって、アンチコリジョン処理に参加することになる。
[0042] 例えばセンサデータが温度のデータであり、その温度が 30°C以上の場合にそのデ ータをメモリに書き込むものとすれば、センサデータをデジタルデータに変換するに あたり、閾値と比較しやすいデータに変換しておけば判定処理が容易となる。例えば 40°C力ら 87. 5°Cまでの温度データを 8ビットのデジタルデータに変換する場合、 例えば量子ィ匕ステップを 0. 5°Cとすることによって、 30°Cの温度データは 16進のデ ータとして" 8C"によって表される。この 8Cの 16進データを閾値として用いることによ つて、 30°C以上の温度を検知したセンサ付き RFIDタグのみがアンチコリジョン処理 に参加することになる。また例えば 35°C以上の温度を検知したセンサ付き RFIDタグ の存在を検出する場合には、閾値として 16進データの" 96"を用いることによって閾 値判定が可能となる。
[0043] このように第 1の実施例では、閾値として指定される 30°Cより高い温度データカ^モ リに格納された RFIDタグのみが UIDを返信するため、 30°C以上の RFIDタグのみを 対象としてふるいわけ処理を行うことが可能となり、 RZW側で知りたい 30°C以上の センサデータ力 Sメモリに格納された RFIDタグの UIDを高速に取得することができる。 この高速性は 30°C未満のセンサデータを取得した RFIDタグを RFIDタグアンチコリ ジョン処理に参加させないことによって得られる。 RZW側ではステップ S 19の処理に よって 30°C以上のセンサデータ力メモリに格納された RFIDタグが何個存在する力、 あるいはどの位置におかれた RFIDタグが 30°C以上となっているかを知ることができ 、例えば空調の制御にそのデータを反映させることができる。前述のように図 6の処 理シーケンスは、ある条件下に存在する RFIDタグを全体の中から高速にピックアツ プすることを基本的な目的としており、 UIDの認識によって処理が終了している。
[0044] なお本発明の特許請求の範囲の請求項 2におけるデータ記憶手段は図 5のメモリ 9 に相当し、閾値判定手段は図 6のステップ S23、タグ識別子送信手段はステップ S25 の処理に相当する。また請求項 8のデータ取得要求送信手段は図 6のステップ S20 の処理に相当する。
[0045] 図 7は、図 6のステップ S20で RZW2から送られるセンサ参照コマンドのフォーマツ トの例である。同図において、先頭のコマンドコードは他のコマンドとの区別のための
1バイトのデータであり、次の動作制御情報は、例えば 1バイト内の各ビットの値によつ て、閾値との比較結果に対して大小いずれの場合にメモリ書き込みを行うか、メモリの 書き込みを図 6におけるような判定結果にしたがって行うか、あるいは無条件で行うか 、メモリの書き込みデータに対する再書き込みの禁止制御を行うか、行わないか、例 えば閾値判定結果に基づいて UIDの値を直ちに送信するか否かなどの動作内容を 決定するものである。
[0046] 次の 1バイトは閾値格納アドレスであり、図 5においてメモリ 9のそのアドレスに格納 されている閾値を読み出して閾値判定に用いるものとする。最後の 1バイトはセンサ データを格納すべきメモリアドレスであり、ここに指定されたアドレスにセンサデータの 格納が行われる。
[0047] 図 8は、第 1の実施例におけるタグ側のセンサ参照、および応答処理の詳細シーケ ンスである。このシーケンスは図 6において RFIDタグ 1側で行われるステップ S21か らステップ S25までの処理の詳細を示す。
[0048] まずステップ S21で RZW側からのセンサ参照コマンドが受信されると、ステップ S2 7で閾値判定のための閾値カ モリ内の、例えば図 7のコマンドによって指定されたァ ドレスから読み込まれ、ステップ S28でセンサデータが参照され、ステップ S29でセン サデータと閾値の比較判定が行われる。この判定では、図 7のコマンドの動作制御情 報に対応する判定が行われ、それ以上の処理が不必要である場合にはそのまま処 理を終了する。メモリへのセンサデータの格納などの処理が必要である場合には、ス テツプ S30で図 7のコマンドによって指定されたアドレスにセンサデータが書き込まれ 、ステップ S25で自タグの UIDが RZW側に送信されて処理を終了する。
[0049] 図 9は図 5と異なるセンサ付き RFIDタグの構成ブロック図である。図 5においてはセ ンサ 5として、外部情報 4としての温度、湿度、加速度、抵抗などのさまざまな種類の データにそれぞれ対応するセンサが用いられるが、図 9の構成例では、電気的抵抗 検出センサ 25がその代わりに用いられて 、る。
[0050] 電気的抵抗検出センサ 25は、センサ入力端子間の電気抵抗値を検出するセンサ であり、入力端子間がショートされている力、オープンとなっているかの 1ビットの情報 をセンシングするものである。センサ入力情報が 1ビットであるため、閾値の判定が不 必要であり、タグ LSI制御ロジック回路 7は、 RZW側力 のセンサ参照コマンドを受 信すると、センサ 25を起動し、入力端子間がオープンとなっている場合にはメモリ 9に 検出フラグを書き込み、 自タグの UIDを送信し、その後のアンチコリジョン処理に参 加する。入力端子間がショートとなっている場合には、メモリへの検出フラグの書き込 みは行わず、無応答状態となり、その後のアンチコリジョン処理に参加しない状態と なる。
[0051] RZW側では、センサ参照コマンドに対する UID応答の衝突が発生しなければセ ンサ端子間がオープンとなって 、る RFIDタグを特定することができる。 UID応答の 衝突が発生した場合には、図 6におけると同様にふるいわけ処理を行うことによって、 2つの端子間がオープンとなっている複数の RFIDタグを特定することができる。
[0052] 次に本実施形態においては、例えば図 5のメモリ 9として、アプリケーションに応じて SRAM (スタティック ·ランダム ·アクセス 'メモリ）などの揮発性メモリを用いることもでき る力 処理の高速ィ匕を実現するために、例えば不揮発性メモリとしての強誘電体メモ リ FRAM (フエ口エレクトリック ·ランダム ·アクセス 'メモリ）を使用するものとする。
[0053] 図 10は、この FRAMと同様に不揮発性メモリとしての EEPROM (エレクリカリ一 ·ィ レーザブル.アンド.プログラマブル.リード.オンリ ·メモリ）との特性比較を示す。 EEP
ROMは FRAMと比較してデータの書き込み速度が遅ぐ最低でも 3msecかかる。 前述の非特許文献 1では、不揮発性メモリとしての EEPROMの使用を前提に、書き 込み時には 15msecの待ち時間が設定されている。 FRAMを使用することによって、 メモリへのデータの書き込みを、 RZWからのコマンド送信とそのコマンドに対するセ ンサ付き RFIDタグの応答時間に要する 100 μ sec力 400 μ sec以内に実行でき、 処理の高速化が実現される。
[0054] 図 11は、第 2の実施例における RFIDタグからのセンサデータ収集処理のシーケン スである。第 2の実施例では、前述のように RZW側力ものセンサ参照コマンドに対応 して、各 RFIDタグ側でセンサデータに対する閾値判定が行われ、判定条件を満足 する場合にそのデータのメモリへの書き込みが行われる。その後 RZW側力もグルー プ ·セレクト ·コマンドが各 RFIDタグに送信される。このコマンドはメモリにデータが書 き込まれたタグのみに限って UIDの送信を要求するものであり、タグからの UID送信 結果に応じてアンチコリジョン処理としてのふるいわけ処理が行われる。
[0055] 図 11のステップ S27のセンサ参照処理では、 RZW側からのステップ S20における センサ参照コマンドの送信に応じて、それぞれの RFIDタグ 1側でステップ S21からス テツプ S24までの処理力 第 1の実施例における図 6と同様に行われる。しかしながら メモリにデータを書き込んだ RFIDタグ 1も、図 6と異なり、ステップ S25の UID送信処 理を行うことなぐセンサ参照処理を終了する。なおメモリへのデータ書き込みを行わ なかった RFIDタグ 1、ここでは UID2を持つタグを含めて、 RZWからのセンサ参照 コマンドに対する応答を全く行わないことになる力 プロトコル処理上の必要があれば 何らかの応答を行ってもよいことは当然である。
[0056] 図 11のステップ S28のアンチコリジョン処理では、ステップ S30で RZW2からのグ ループ ·セレクト ·コマンドがブロードキャストコマンドとして通信範囲内のすべての RF IDタグ 1に送られ、ステップ S31で RFIDタグ 1に受信される。このグループ 'セレクト' コマンドは、例えばメモリの特定アドレスにデータが書き込まれているか否かによって 、書き込まれている RFIDタグ 1に対して UIDの送信を要求するものであり、ステップ S 24でメモリにデータが書き込まれた RFIDタグ、ここでは識別子 UIDOと UID1を持つ タグがステップ S32で RZW2側に UIDの値を送信する。メモリにデータを書き込まな かった RFIDタグ、ここでは UID2を持つタグは、グループ 'セレクト 'コマンドに対して 応答を行うことはない。
[0057] 複数の RFIDタグ 1からの UID送信が衝突した場合には、アンチコリジョン処理とし てのふるいわけ処理力 前述と同様にステップ S 13から S 14で行われ、ステップ S 19 で RZW2によってセンサデータが特定の範囲にあるタグの UID認識処理が行われ て処理を終了する。
[0058] なお、本発明の請求項 3、 9におけるデータ記憶手段、閾値判定手段、およびデー タ取得要求送信手段と図 5、 11との対応は第 1の実施例におけると同じであるが、判 定要求送信手段は図 11のステップ S30の処理に、タグ識別子送信必要性判定手段 はステップ S32の処理に相当する。
[0059] 第 2の実施例におけるセンサ付き RFIDタグの構成は図 5におけると同じであるが、 例えばセンサ 5は 1つである必要はなぐ複数備えられてもよい。この場合、各センサ データに対応する閾値データをメモリ 9の異なるアドレス力も読み出し、それぞれ対応 するセンサデータと比較して、比較結果に対応して別々のメモリアドレスにデータを 格納することも可能である。あるいはセンサ参照コマンドとして時系列に複数のコマン ドを送り、それぞれのコマンドに図 7に示したようにメモリ格納アドレスを指定すること によって、センサデータの時間変化をメモリに記録することも可能である。さらに動作 制御情報としてセンサデータの他にメモリに時間情報を同時に書き込ませたり、メモリ の再書き換え禁止などセキュリティの機能を持たせることも可能である。
[0060] また図 11において、それぞれの RFIDタグ 1が温度センサのデータを閾値と比較す るとしても、その閾値がすべてのタグに共通である必要はなぐ各タグに固有の値で あってもよい。すなわち図 5のメモリ 9の特定アドレスにタグ毎にそれぞれ固有の閾値 が格納され、その閾値を用いて比較器 24によって閾値判定を行うこともできる。この 固有の閾値の値は、例えばセンサのばらつき補正の目的で設定され、 LSIの出荷試 験時などに設定が行われる。
[0061] なお、このように複数のセンサからのセンサデータ力メモリ内でそれぞれ対応するァ ドレスに格納される場合には、例えば図 7と類似したフォーマットを持つグループ'セ レクト ·コマンド内に対象となるセンサデータのメモリ内での格納アドレスを指定するこ とによって、そのメモリアドレスにデータが書き込まれている RFIDタグ 1のみが UID送 信を行うこともでき、これによつて RZW2側では特定のセンサのセンサデータを収集 することち可會 となる。
[0062] 最後に第 3の実施例について説明する。図 12は、第 3の実施例におけるセンサ付 き RFIDタグの構成ブロック図である。同図を第 1の実施例における図 5と比較すると 、 AZD変 6の出力としてのデジタルデータと閾値を比較する比較器 24が存在 せず、むしろ図 1の従来例と同様の構成となっている。ただし、 RZW2への応答デー タとしてのセンサデータ力 メモリ 9への書き込み、および読み出しが可能となってい る点が図 5におけると同様に図 1の従来例と根本的に異なっている。
[0063] すなわち前述のように第 3の実施例では、センサ参照コマンドの受信に対応して各 タグにぉ 、てデータのメモリへの書き込みが行われた後に、グループ ·セレクト 'コマ ンドとして比較データとしての閾値を含むコマンドが送信され、メモリに格納されて ヽ るデータがその閾値と比較され、閾値判定条件を満足するデータカ モリに書き込ま れて 、るタグのみが UIDを送信する処理が行われる。
[0064] 図 13のステップ S 34のセンサ参照処理では、ステップ S20で RZW2からブロード キャストコマンドとしてのセンサ参照コマンドが送信され、各 RFIDタグ 1は、ステップ S 21でそのコマンドを受信し、ステップ S22でセンサを参照してセンサデータをデジタ ルデータに変換し、ステップ S 24でそのデータをメモリに書き込む処理を実行する 続いてステップ S35で行われるアンチコリジョン処理では、 R/W2からグループ 'セ レクト.コマンドがブロードキャストコマンドとしてステップ S30で通信範囲内のすべて の RFIDタグ 1に送られ、各 RFIDタグ 1は、そのコマンドをステップ S31で受信し、そ のコマンド内で指定されている閾値、例えば 30°C以上の温度データ力メモリに書き 込まれて 、る RFIDタグ 1のみがステップ S32で UIDを RZW2側に送信する。メモリ に書き込まれた温度データが閾値としての 30°C未満であるタグ、ここでは識別子 UI D2を持つタグ 1は、グループ 'セレクト 'コマンドに対する応答を行わない。ここでダル 一プ'セレクト'コマンドは、図 7に類似したフォーマットを持ち、例えば閾値格納アドレ スの代わりに閾値そのものが格納され、 RZW2から送信される。
[0065] 図 13のステップ S32で UIDを送信した RFIDタグ 1が複数ある場合には、アンチコリ ジョン処理としてふるいわけ処理がステップ S 13、 S 14で行われ、ステップ S 19で R/ W2がセンサデータが特定の範囲にあるタグの UIDの認識処理を行い、その後各タ グの具体的な温度データが必要な場合には、ステップ S36でリードコマンドを用いて データ収集処理が行われ、処理を終了する。
[0066] なお、本発明の請求項 1、 7におけるデータ記憶手段とデータ取得要求送信手段と 図 12、 13との対応は第 1、第 2の実施例におけると同様であるが、比較データ送信 手段は図 13のステップ S30の処理に、またタグ識別子送信必要性判定手段はステツ プ S32の処理に相当する。
[0067] 以上詳細に説明したように、本発明によれば、例えば各 RFIDタグがセンサデータ を閾値と比較して、閾値判定条件を満足する場合にセンサデータをメモリに書き込み 、メモリにデータを書き込んだ RFIDタグのみが UIDをリーダ Zライタ側に送ることに よって、判定条件を満足するデータカ モリ格納された RFIDタグの UIDをリーダ Zラ イタが高速に知ることが可能となる。さらにデータを格納するメモリとして FRAMを用 いることによって、処理をさらに高速とすることができる。例えば 200個のタグのうち、 1 0個だけが 30°C以上のセンサデータを取得した場合には、アンチコリジョン処理に参 加するタグの個数が減少し、 200個の場合に 1個当たり 0. 5秒で合計 100秒かかつ た処理時間も 5秒以内に短縮することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] リーダ Zライタとの間でデータの送受信を行う電子タグであって、
デジタルデータに変換された送信用データを記憶するデータ記憶手段と、 リーダ Zライタ側力 送信される比較データと、該データ記憶手段に記憶されて ヽ るデータとを比較して、リーダ Zライタへのデータ送信に先立つ必要処理として、リー ダ Zライタとの間で行われるアンチコリジョン処理に参加するために自タグの識別子 をリーダ Zライタに送信すべきカゝ否かを決定するタグ識別子送信必要性判定手段と を備えることを特徴とする電子タグ。
[2] リーダ Zライタとの間でデータの送受信を行う電子タグであって、
デジタルデータに変換された送信用データと該送信用データに対応する閾値とを 比較し、閾値判定条件が満足されて!ヽるか否かを判定する閾値判定手段と、 該閾値判定条件が満足されて!ヽるとき、送信用データを記憶するデータ記憶手段 と、
前記閾値判定条件が満足されているとき、リーダ Zライタへのデータ送信に先立つ 必要処理として、リーダ Zライタとの間で行われるアンチコリジョン処理に参加するた めに自タグの識別子を送信するタグ識別子送信手段とを備えることを特徴とする電子 タグ。
[3] リーダ Zライタとの間でデータの送受信を行う電子タグであって、
デジタルデータに変換された送信用データと該送信用データに対応する閾値とを 比較し、閾値判定条件が満足されて!ヽるか否かを判定する閾値判定手段と、 該閾値判定条件が満足されて!ヽるとき、該送信用データを記憶するデータ記憶手 段と、
該送信用データ記憶後にリーダ Zライタ側力 送られる条件データに対応して、リ ーダ Zライタへのデータ送信に先立つ必要処理として、リーダ Zライタとの間で行わ れるアンチコリジョン処理に参加するために自タグの識別子を送信すべきか否かを判 定するタグ識別子送信必要性判定手段とを備えることを特徴とする電子タグ。
[4] 前記データ記憶手段が、不揮発性メモリによって構成されることを特徴とする請求 項 1、 2、または 3記載の電子タグ。
[5] 前記データ記憶手段が、強誘電体メモリによって構成されることを特徴とする請求 項 1、 2、または 3記載の電子タグ。
[6] 前記電子タグに対して複数のセンサが備えられ、前記データ記憶手段上の異なる アドレスに各センサ力 のセンサデータが格納されることを特徴とする請求項 1、 2、ま たは 3記載の電子タグ。
[7] 請求項 1に記載の電子タグと、該電子タグとの間でデータのリード Zライトを行うリー ダ/ライタとによって構成される電子タグシステムであって、
該リーダ Zライタ力 電子タグにデータ取得を要求するコマンドを送るデータ取得要 求送信手段と、
前記電子タグ側のデータ記憶手段に記憶されているデータと比較すべき前記比較 データを電子タグに送る比較データ送信手段とを備え、
該電子タグ側のデータ記憶手段が、該データ取得要求コマンドの受信時に送信用 データを記憶することを特徴とする電子タグシステム。
[8] 請求項 2に記載の電子タグと、該電子タグとの間でデータのリード Zライトを行うリー ダ/ライタとによって構成される電子タグシステムであって、
該リーダ Zライタが電子タグにデータ取得を要求するコマンドを送るデータ取得要 求送信手段を備え、
該電子タグ側の閾値判定手段が、該データ取得要求コマンドの受信時に前記閾値 判定条件が満足されているか否かを判定することを特徴とする電子タグシステム。
[9] 請求項 3に記載の電子タグと、該電子タグとの間でデータのリード Zライトを行うリー ダ/ライタとによって構成される電子タグシステムであって、
該リーダ Zライタ力 電子タグにデータ取得を要求するコマンドを送るデータ取得要 求送信手段と、
前記電子タグのタグ識別子送信必要性判定手段がタグ識別子送信必要性の有無 を決定するための前記条件データを送る判定要求送信手段とを備え、
該電子タグ側の閾値判定手段が、該データ取得要求コマンドを受けたときに、前記 閾値判定条件の判定を行うことを特徴とする電子タグシステム。
[10] 前記リーダ Zライタ力も電子タグに送られるデータ取得要求コマンド内に、送信用 データとともに前記データ記憶手段に格納されるべき時間情報、および zまたは該 データ記憶手段の記憶内容の書き換え禁止を指示する情報がさらに格納されること を特徴とする請求項 7、 8、または 9に記載の電子タグシステム。
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