データキャリア及びデータキャリアシステム
【課題】１つの通信プロトコルを使用してＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能であり、外部の通信装置から送られるコマンドに応じたセキュリティレベル領域にアクセス可能な認証方式を切り替えることができ、かつ近接通信と近傍通信とを使い分けすることができるデータキャリアを提供できるようにする。
【解決手段】外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段とを設ける。
【解決手段】外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータキャリア及びデータキャリアシステムに関し、特に、データキャリアとリーダ／ライタ装置との間でＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、データキャリアとリーダ／ライタ装置とからなり、上記データキャリアと上記リーダ／ライタ装置との間でデータを非接触で授受するようにしたデータキャリアシステムが種々の分野で実用化されている。このようなデータキャリアシステムにおいては、データキャリアは内蔵するアンテナでリーダ／ライタ装置がアンテナ回路を介して供給するキャリア周波数の交番磁界を受けて動作電力を得ている。
【０００３】
また、リーダ／ライタ装置が供給する磁界に変調を掛けてコマンドやデータを含む質問信号を送り、データキャリアはこれを復調してリーダ／ライタ装置から送信されるコマンドやデータを受け取るように構成されている。
【０００４】
一方、上記データキャリアから上記リーダ／ライタ装置にデータを送信する場合には、返信する応答信号の内容に応じて、内蔵するアンテナ回路に繋がる負荷を、公知のロードスイッチをオンーオフ動作させて返事を返すようにしている。このようにしてデータキャリアから返事を返す周波数として、リーダ／ライタ装置のアンテナ回路から供給される交番磁界のキャリア周波数に対して、両サイドバンドのサブキャリアを使うように構成されている。
【０００５】
上記データキャリアは、電磁界あるいは電波を利用してリーダ／ライタ装置との間で非接触で情報を送信したり受信したりするために、情報を記憶する記憶部と、情報を非接触で送信または送受信するためのアンテナとを備えて構成されており、ＲＦＩＤ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグ、トランスポンダ等のような、様々な名称が付けられて種々の分野で使用されている。
【０００６】
上述のようなデータキャリアシステムの応用例として、自動販売機、ゲーム機、電気メータ、ガスメータ、水道メータ、家電、ＯＡ機器、生産設備等にデータキャリアを配設しておき、これらの電子機器の稼動履歴・売上記録・使用量等の情報を上記データキャリアの記憶部に記録しておくことが行われている。
【０００７】
データキャリアは、種々の分野で使用されることにより、その使用形態は様々である。種々の使用形態のうち、リーダ／ライタ装置とＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を選択的に行うことができるようにした「データ通信装置」が提案されている（例えば、特許文献１を参照）
【０００８】
上記特許文献１に記載の「データ通信装置」は、アンテナコイルとこのアンテナコイルを介して外部の通信装置と非接触でデータ通信を行うデータ通信手段と、外部とデータを送受するためのデータ入出力端子及び上記データ入出力端子に接触する接触部を有し、上記データ入出力端子及び接触部を介してシリアル通信を行うことができるようにしている。
【０００９】
また、データキャリアは、種々の分野で使用されることにより、その使用形態は様々であるが、リーダ／ライタ装置との間で所定の通信を行い、データキャリアが取り付けられている装置部品が予め認定されたものであるのか確認する技術が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４―２１４８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したようなＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能なデータキャリアにおいて、セキュリティ機能のレベル（種類）がＲＦ通信と接触式シリアル通信とで異なる場合が多い。しかしながら、上記特許文献１に記載の「データ通信装置」は、セキュリティ機能のレベルをリーダ／ライタ装置に対して切り替えることができない問題点があった。
【００１２】
例えば、装置部品に取り付けられたデータキャリアがリーダ／ライタ装置と情報の送受信をＲＦ通信で行う場合に、通信相手によっては情報を読み出されないようにしたい場合があった。しかしながら、セキュリティエリアにアクセス可能な通信相手が複数である場合に、通信相手によっては読まれたくない情報も読まれてしまう問題点があった。
【００１３】
また、従来のＲＦ通信を行うデータキャリアの種類は、近接型データキャリアと近傍型データキャリアとに大別されていて、近接型データキャリアにおいてはＰＩＣＣコマンドが用いられ、近傍型データキャリアにおいてはＶＩＣＣコマンドが用いられていた。このため、近接型データキャリアは近接型ＶＩＣＣコマンドを用いて通信を行うことができず、近傍型データキャリアはＰＩＣＣコマンドを用いて通信を行うことができない問題点があった。
【００１４】
本発明は上述の問題点にかんがみ、１つの通信プロトコルを使用してＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能であり、外部の通信装置から送られるコマンドに応じたセキュリティレベル領域にアクセス可能な認証方式を切り替えることができ、かつ近接通信と近傍通信とを使い分けすることができるデータキャリアを提供できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のデータキャリアは、外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、上記ＲＦアナログ受信部を介して行われるＲＦ通信プロトコル、または上記接触通信用端子部を介して行われる接触式シリアル通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段と、上記外部の通信装置との近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記外部の通信装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部により受信した質問信号から、上記外部の通信装置との間で行う認証レベルを解析する認証コマンド解析手段と、上記認証コマンド解析手段の解析結果に基づいて、上記外部の通信装置との間で行う認証処理で使用する認証コマンドを選択する認証コマンド選択手段とを有し、上記コマンド制御手段は、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れが選択されている場合においても、上記通信プロトコル格納手段に格納されている通信プロトコルを用いて通信を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明のデータキャリアシステムは、上記の何れかに記載のデータキャリアと、上記データキャリアと通信するリーダ／ライタ装置とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れを用いる通信であっても同一のコマンド制御手段によりコマンド制御を行うようにしたので、記憶手段に格納されている所定の通信プロトコルを共通に用いて通信を行うことができ、１つの通信プロトコルを使用してＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能なデータキャリアを提供することができる。また、リーダ／ライタ装置との間で認証を行うための認証用コマンドを格納する領域が少なくとも３つの領域に区画し、上記３つの領域のうち、第１の領域には第１の認証用コマンドを格納し、第２の領域には第２の認証用コマンドを格納し、第３の領域には第３の認証用コマンドを格納するようにしたので、リーダ／ライタ装置から送られるコマンドに応じてセキュリティエリアにアクセス可能な認証方式を切り替えることができる。さらに、リーダ/ライタ装置と近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記リーダ/ライタ装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドの両方をコマンド保持手段に保持するようにしたので、近接型コマンドを用いたリーダ／ライタ装置及び近傍型コマンドを用いたリーダ／ライタ装置の両方と通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明のデータキャリアシステムの実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態のデータキャリア１００は、アンテナ回路１１０、ＲＦアナログ部（ＲＦアナログ受信部）１２０、セレクタ部１３０、コマンド制御部１４０、記憶部１５０（ＥＥＰＲＯＭメモリ）、第１の接触端子１６０、第２の接触端子１７０等によって構成されている。
【００１９】
本実施形態のデータキャリアにおいては、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことができるように構成されている。接触式シリアル通信を行う場合には、第１の接触端子１６０はシリアルクロック１６０ａの入力用として用いられ、第２の接触端子１７０は多目的データ１７０ａの入出力用として用いられる。
【００２０】
アンテナ回路１１０は、コイルＬ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路によって構成されている。
ＲＦアナログ部１２０は、整流回路１２１、送信回路１２２、受信回路１２３及び電源制御部１２４等によって構成されている。
【００２１】
コマンド制御部１４０は、コマンド制御回路１４１及びセキュリティ部１４２を有している。記憶部１５０は、セキュリティ設定用メモリ１５１及び送信条件設定用メモリ１５２を有している。これらのセキュリティ設定用メモリ１５１及び送信条件設定用メモリ１５２に格納されているコマンドは、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信において共通に使用される。
【００２２】
図４にコマンドの一例を示す。図４に示すように、本実施形態においては、上記セキュリティ設定用メモリ１５１に第１のセキュリティエリア１５１ａ、第２のセキュリティエリア１５１ｂ及び第３のセキュリティエリア１５１ｃを設けている。そして、図４の例では、第１のセキュリティエリア１５１ａの第１番地１−１に「第１のコマンドの１」を格納している。また、第１のセキュリティエリア１５１ａの第２番地１−２に「第１のコマンドの２」を格納している。更に、第１のセキュリティエリア１５１ａの第３番地１−３に「第１のコマンドの３」を格納している。
【００２３】
また、第２のセキュリティエリア１５１ｂの第１番地２−１に「第２のコマンドの１」を格納している。第２のセキュリティエリア１５１ｂの第２番地２−２に「第２のコマンドの２」を格納している。更に、第２のセキュリティエリア１５１ｂの第３番地２−３に「第２のコマンドの３」を格納している。
【００２４】
また、第３のセキュリティエリア１５１ｃの第１番地３−１に「第３のコマンドの１」を格納している。第３のセキュリティエリア１５１ｃの第２番地３−２に「第３のコマンドの２」を格納している。更に、第３のセキュリティエリア１５１ｃの第３番地３−３に「第３のコマンドの３」を格納している。
【００２５】
コマンド制御部１４０の制御に応じて、第１のコマンドの１〜３、第２のコマンドの１〜３、第３のコマンドの１〜３の何れかがセキュリティ設定用メモリ１５１から読み出されてセレクタ部１３０に与えられる。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態のデータキャリア１００と通信を行うリーダ／ライタ装置１０は、送信部１１、受信部１２、アンテナ回路１４、及びフィルタ回路１５等によって構成されている。そして、アンテナ回路１４からコマンドやデータをデータキャリア１００に送信し、リーダ／ライタ装置１０とデータキャリア１００との間でＲＦ通信を行う。
【００２７】
送信部１１は、データキャリア１００に送信するコマンドやデータよりなる送信信号を生成するためのものであり、所定のキャリア周波数ｆ0（１３．５６ＭＨｚ）を変調して送信信号を生成している。受信部１２は、データキャリア１００から送信されてきたサブキャリア周波数を復号してデータを復調する。
【００２８】
アンテナ回路１４は、送信部１１から出力される送信信号をデータキャリア１００に送信するとともに、データキャリア１００から送信された応答信号を受信する。以上の構成は、データキャリアシステムにおいて使用されているデータキャリア１００の一般的な構成であるが、本実施形態のデータキャリア１００においては、近接型データ通信と近傍型データ通信の両方を可能にしていることに特徴を有している。
【００２９】
図４に、第１のセキュリティエリア１５１ａ、第２のセキュリティエリア１５１ｂ、第３のセキュリティエリア１５１ｃの何れかからコマンドを読み出す構成、及びＰＩＣＣコマンド１５２ａまたはＶＩＣＣコマンド１５２ｂ（図１を参照）の何れかを読み出す構成の一例を示す。
図４に示すように、本実施形態のコマンド制御回路１４１は認証コマンド解析部１４１１、認証コマンド選択部１４１２、認証コマンド読み出し部１４１３を有している。
【００３０】
認証コマンド解析部１４１１は、リーダ／ライタ装置１０から送られてくる質問信号４１が「ダイレクト方式コマンド、「タグ認証方式コマンド、「相互認証方式コマンド、「ＰＩＣＣコマンド」、または「ＶＩＣＣコマンド」の何れであるかを判断するためのものであり、判断結果を認証コマンド選択部１４１２に出力する。
【００３１】
認証コマンド選択部１４１２は、認証コマンド解析部１４１１から送られるコマンドの解析結果に応じてリーダ／ライタ装置１０に送信する応答信号４２において使用するセキュリティエリアのコマンド、或いはセキュリティレベルコマンドを選択するものであり、選択する種類のコマンドが格納されているアドレスＡをセキュリティ設定用メモリ１５１、送信条件設定用メモリ１５２に対して指定する。
【００３２】
認証コマンド読み出し部１４１３は、リーダ／ライタ装置１０と通信を行うために使用するコマンドとして、認証コマンド選択部１４１２により選択されたセキュリティエリアまたは送信条件設定用エリアのコマンドのデータＤをセキュリティ設定用メモリ１５１または送信条件設定用メモリ１５２から読み出す。
【００３３】
そして、図１に示したように、セキュリティ設定用メモリ１５１または送信条件設定用メモリ１５２から読み出したコマンドのいずれかをセレクタ部１３０に出力する。
【００３４】
本実施形態のデータキャリア１００において、ＲＦ通信を行う場合には、リーダ／ライタ装置１０から送信される質問信号４１に対して返事を返す応答信号４２に周波数として、図３に示すように、第１のサブキャリア周波数ｆｓｃ１及び第２のサブキャリア周波数ｆｓｃ２のリーダ／ライタ装置のアンテナ回路から供給される交番磁界のキャリア周波数に対して、両サイドバンドのサブキャリアを使用する。
【００３５】
また、本実施形態のデータキャリアにおいては、ＲＦ通信を行う場合に、近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）及び近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）の両方を選択的に使用することができるように構成されている。
【００３６】
図３のキャリア周波数の説明図に示すように、本実施形態においては、本来の近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）として、第１のサブキャリア周波数ｆｓｃ１（８４７．５ｋＨｚ）を使用し、近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣ）として、第２のサブキャリア周波数ｆｓｃ１（４３７．７５ｋＨｚ）を使用するようにしている。なお、受信特性において、中心周波数は１３．５６ＭＨｚ、通信速度は１０５．９４ｋｂｐｓ、変調方式はＡＳＫ（ＮＲＺ）である。また、送信特性において、中心周波数は１３．５６ＭＨｚ、通信速度は１０５．９４ｋｂｐｓ、変調方式はＢＰＳＫ（ＮＲＺ）である。
【００３７】
また、本実施形態においては、負荷の大きさを変えることによりサブキャリア強度を変更することができるようにしている。変更度合いは、ＰＩＣＣコマンド及びＶＩＣＣコマンドのそれぞれにおいて８段階に変更できるようにしている。また、ＰＩＣＣコマンドとＶＩＣＣコマンドとでは、相対比で（１：３）程度となるようにしている。
【００３８】
次に、ＲＦ通信の変調方式と接触式シリアル通信の変調方式について、図５及び図６を参照しながら説明する。
図５は、ＲＦ通信を行う場合の変調方式を説明する図であり、図５（ａ）はリーダ／ライタ装置１０→データキャリア１００に対して質問信号４１（図２を参照）を送信する場合の変調方式を示している。
【００３９】
この場合、（イ）中心周波数：１３．５６ＭＨｚ、（ロ）通信速度：１０５．９４ｋｂｐｓ、（ハ）変調方式：ＡＳＫ（ＮＲＺ）、（ニ）変調速度：１０〜３０％、で行うようにしている。そして、データ「０」は（振幅：ａ、幅：搬送波（１３．５６ＭＨｚ）の１２８波）としている。また、データ「１」は（振幅：ｂ、幅：搬送波（１３．５６ＭＨｚ）の１２８波）としている。
【００４０】
一方、データキャリア１００→リーダ／ライタ装置１０に応答信号４２を送信する場合には、図５（ｂ）に示すように、イ）中心周波数：１３．５６ＭＨｚ、（ロ）通信速度：１０５．９４ｋｂｐｓ、（ハ）変調方法：負荷変調（負荷変調時リーダ／ライタ装置はＨｉｇｈ Ｆｉｅｌｄ連続放出が前提）、サブキャリア：８４７．５ｋＨｚ（オプション：４２３．７５ｋＨｚ）、（ニ）変調方式：ＢＰＳＫとしている。
【００４１】
また、接触式シリアル通信においては、図６に示すような方式で行われる。図６はデータキャリア１００への受信タグを示し、図６（ｂ）はデータキャリア１００からの送信タイミングを示している。なお、図６において、「ｃｓ」は非接触／接触動作（Ｖｄｄ内部発生）モードと、外部電源動作モードの切り替え信号を示している。
図６（ａ）に示すように、第１の接触端子１６０にクロック信号１６０ａ（（ＩＯ０）標準：１．６９５ＭＫＨｚ）が入力されると、それがセレクタ部１３０に供給され、セレクタ部１３０によって接触式シリアル通信が行われるように選択される。
【００４２】
そして、第２の接触端子１７０を介して多目的データ１７０ａの入出力が行われる。第２の接触端子１７０から多目的データ１７０ａが入力されると、クロック信号の立ち上がりエッジに同期して多目的データ１７０ａが取り込まれる。本実施形態においては、リセット解除後に最初に多目的データ１７０ａが「１」→「０」に変化する時点をタイミングの基準としている。これ以降、基本的に「１ＥＴＵ長」はシリアルクロック１６０ａの１６周期長としている。
【００４３】
次に、データキャリア１００からリーダ／ライタ装置１０への送信タイミングについて説明する。
図６（ｂ）に示すように、シリアルクロック１６０ａの立ち上がりに同期してデータ（ＩＯ１）を出力する。この場合も、「１ＥＴＵ長」はシリアルクロック１６０ａの１６周期長としている。
【００４４】
上述したように、本実施形態のデータキャリアは、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことができ、しかもＲＦ通信で使用するＲＦ通信プロトコルと、接触式シリアル通信のプロトコルとを同じ仕様にすることができる。これにより、ＲＦ通信用のコマンド制御回路と、接触式シリアル通信用のコマンド制御回路とを別個に設ける必要を無くして制御回路を単純化することができる。また、２種類の通信プロトコルを用意しておかなくても済むので、コマンドを格納しておくためのメモリ容量を削減することができる。
【００４５】
次に、上述のように構成された本実施形態のデータキャリア１００の使用例を、図７を参照しながら説明する。
図７（ａ）は、装置部品５０にデータキャリア１００を取り付けている様子を示しており、例えば、装置部品５０がベルトコンベア５２上に載置されて装置部品５０の製造工場の各工程において、例えば、「製造番号」、「製造月日」、「材料名」、「出荷日」等の製造情報が書き込まれる。この状態で使用されるのは近接通信用コマンドである。
【００４６】
図７（ｂ）は、ダンボール箱５３に入れられて工場から出荷され、流通管理時に利用される状態を示している。この状態においては、リーダ／ライタ装置１０はダンボール箱５３の外側から質問信号４１を送信するので、データキャリア１００とリーダ／ライタ装置１０との間の距離が近接通信可能な距離よりも遠くなっている。したがって、この状態ではリーダ／ライタ装置１０からは近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）で質問信号４１が送信されてくる。
【００４７】
上記近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）の質問信号４１を送信されたデータキャリア１００は、送信する応答信号４２としては近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）を使用する必要がある。本実施形態のデータキャリア１００においては、上述したように、近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）及び近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）の両方が送信条件設定用メモリ１５２に格納されている。これにより、これらの両コマンドを選択的に使用することができるので、装置部品５０がダンボール箱５３内に収納されている状態においても良好に使用することができる。
【００４８】
また、この場合には、リーダ／ライタ装置１０がデータキャリア１００を認証する「タグ認証」のみならず、データキャリア１００がリーダ／ライタ装置１０を認証する「相互認証」を行う。上記「タグ認証」及び「相互認証」の詳細な説明は、図８のフローチャートを参照しながら後述する。
【００４９】
図７（ｃ）は、装置部品５０がダンボール箱６０に単体で収納されている状態を示している。このような状態の代表例は、装置部品５０が量販店において店頭に並べられている場合が挙げられる。この状態においては、データキャリア１００に格納されている種々の情報の中から「製造番号」、「メンテナンスに係る情報」、「出荷日」、「価格」等の情報が読み出される。
【００５０】
図７（ｄ）は、装置部品５０を装置本体５４内に取り付けて使用している状態を示している。この状態においては、装置本体５４側に配設されているリーダ／ライタ装置５５との距離が至近距離となるので、装置部品５０とリーダ／ライタ装置５５との間の通信は近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）を用いた通信となる。
【００５１】
図８のフローチャートを参照しながら本実施形態のデータキャリア１００を用いたデータキャリアシステムの通信例を説明する。
図８に示したように、最初のステップＳ６０１において、リーダ／ライタ装置１０から質問信号４１が送信されて「パワーオン」となるのを待機している。
【００５２】
そして、リーダ／ライタ装置１０から質問信号４１が送信されることによりデータキャリア１００に動作電力が発生するとステップＳ６０２に進み、上記質問信号４１に基いて認証の有無を判断する。この判断の結果、認証が有る場合にはステップＳ６０３に進み、アンチコリジョン処理の成功を判断する。
【００５３】
アンチコリジョン処理が成功した場合にはステップＳ６０４に進み、「相互認証」か否かを判断する。この判断の結果、「相互認証」ではない場合はステップＳ６０５に進んで「タグ認証」を行う。また、ステップＳ６０４の判断の結果、「相互認証」であった場合にはステップＳ６０６に進んで「相互認証」処理を行う。ステップＳ６０２及びステップＳ６０４におけるセキュリティ判断、上述したコマンド制御回路１４１に設けられている認証コマンド解析部１４１１により行われる。
【００５４】
本実施形態のデータキャリア１００は、上述したように、「認証無し」、「タグ認証」及び「相互認証」のように、３つのセキュリティレベルを設定することが可能に構成されている。「認証無し」は、「パワーオン」からステップＳ６０７のコマンド受信状態に直接移行するために、高速なアクセスが可能となる利点が有る。また「認証なし」というセキュリティレベルは、記憶部１５０（ＥＥＰＲＯＭメモリ）の全領域に適用できる他、メモリの一部領域のみに適用することも可能である。
【００５５】
また、ステップＳ６０５において行われる「タグ認証」はタグ（データキャリア）の認証コマンドにより認証を行うので、リーダ／ライタ装置１０は正当なデータキャリア１００であることを認証することができる。この「相互認証」は、チャレンジレスポンス認証方式と呼ばれており、リーダ／ライタ装置１０側で生成した「シード値Ｓ」をデータキャリア１００に送信する。上記「シード値Ｓ」を受信したデータキャリア１００は、演算した「認証値Ｎ」を応答する。
【００５６】
リーダ／ライタ装置１０は、データキャリア１００から送られてきた「認証値Ｎ」が正しいかどうか（正規のタグ）であるかを検証する。なお、「シード値Ｓ」はスクランブルであるため、毎回変更するようにしている。
【００５７】
一方、ステップＳ６０６において行われる「相互認証」処理は、リーダ／ライタ装置１０及びデータキャリア１００の相互に行われる認証である。本実施形態においては、認証の順番はリーダ／ライタ装置１０の認証の後でデータキャリア１００の認証を行うようにしている。
【００５８】
すなわち、ステップＳ６０５で説明した「タグ認証」の処理が終了すると、データキャリア１００側で生成した「シード値Ｓ´」をリーダ／ライタ装置１０に送信する。上記「シード値Ｓ´」を受信したリーダ／ライタ装置１０は、演算した「認証値Ｎ´」を応答する。
【００５９】
上述したように、ステップＳ６０５における「タグ認証」処理、またはステップＳ６０６における「相互認証」処理が終了すると、ステップＳ６０７に遷移してコマンド受信の待機状態となる。そして、リーダ／ライタ装置１０からコマンドが送られてきたらステップＳ６０８に移行して、上記送信されたコマンドに従う処理を実行する。
【００６０】
次に、ステップＳ６０９においてパワーオフか否かを判断する。この判断の結果、パワーが有る場合にはステップＳ６０７に戻ってコマンド受信の待機状態となる。また、ステップＳ６０９の判断の結果、パワーオフであった場合にはリーダ／ライタ装置１０との通信処理を終了する。
【００６１】
以上、説明したように、「認証無し」、「タグ認証」及び「相互認証」の３つのセキュリティレベルを有し、その設定をコマンドの種類を選択することにより切り替えることができるように構成している。これにより、ＣＰＵ無しのデータキャリア１００において、３つのセキュリティレベルの中から、必要なセキュリティレベルを選択することが可能である。
【００６２】
また、本実施形態のデータキャリア１００は、近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）の他に近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）でも動作することができるようにしたので、１つのデータキャリアでもって製造工場における製造情報の記録、流通管理に係る記録及び使用状態の管理に係る記録の全てを良好に行うことができる。
【００６３】
これにより、製造工程の管理、流通工程の管理及び使用工程の管理を一貫して行うために、従来は近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）のデータキャリア及び近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）のデータキャリアの両方を取り付けなくても済むようにすることができ、情報管理に必要なコストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示し、データキャリアの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態を示し、リーダ／ライタ装置及びデータキャリアとにより構成されるデータキャリアシステムの概略構成を説明する図である。
【図３】データキャリア信号の一例を説明する波形図である。
【図４】本実施形態のコマンド制御回路の構成例を示し、セキュリティレベルに合ったコマンドの何れかを読み出す例を説明する図である。
【図５】データキャリアとリーダ／ライタ装置との間で行われるＲＦ通信において使用される変調方式の一例を説明する図である。
【図６】（ａ）はデータキャリアとリーダ／ライタ装置との間で行われる接触式シリアル通信におけるデータキャリアへの受信タイミングを示す図であり、（ｂ）はデータキャリアからの送信タイミングを示す図である。
【図７】データキャリアの使用状態の変化例を説明する図である。
【図８】本実施形態のデータキャリアを用いたデータキャリアシステムの通信例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ リーダ／ライタ装置
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ 切り替え部
１４ アンテナ回路
１５ フィルタ回路
４１ 質問信号
４２ 応答信号
１００ データキャリア
１１０ アンテナ回路
１２０ ＲＦアナログ部
１２１ 整流回路
１２２ 送信回路
１２３ 受信回路
１２４ 電源制御部
１３０ セレクタ部
１４０ コマンド制御部
１４１ コマンド制御回路
１４２ セキュリティ部
１４１１ 認証コマンド解析部
１４１２ 認証コマンド選択部
１４１３ 認証コマンド読み出し部
１５０ 記憶部（ＥＥＰＲＯＭメモリ）
１５１ セキュリティ設定用メモリ
１５１ａ 第１のセキュリティエリア
１５１ｂ 第２のセキュリティエリア
１５１ｃ 第３のセキュリティエリア
１５２ 送信条件設定用メモリ
１６０ 第１の接触端子
１６０ａ シリアルクロック
１７０ 第２の接触端子
１７０ａ 多目的データ
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータキャリア及びデータキャリアシステムに関し、特に、データキャリアとリーダ／ライタ装置との間でＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うために用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、データキャリアとリーダ／ライタ装置とからなり、上記データキャリアと上記リーダ／ライタ装置との間でデータを非接触で授受するようにしたデータキャリアシステムが種々の分野で実用化されている。このようなデータキャリアシステムにおいては、データキャリアは内蔵するアンテナでリーダ／ライタ装置がアンテナ回路を介して供給するキャリア周波数の交番磁界を受けて動作電力を得ている。
【０００３】
また、リーダ／ライタ装置が供給する磁界に変調を掛けてコマンドやデータを含む質問信号を送り、データキャリアはこれを復調してリーダ／ライタ装置から送信されるコマンドやデータを受け取るように構成されている。
【０００４】
一方、上記データキャリアから上記リーダ／ライタ装置にデータを送信する場合には、返信する応答信号の内容に応じて、内蔵するアンテナ回路に繋がる負荷を、公知のロードスイッチをオンーオフ動作させて返事を返すようにしている。このようにしてデータキャリアから返事を返す周波数として、リーダ／ライタ装置のアンテナ回路から供給される交番磁界のキャリア周波数に対して、両サイドバンドのサブキャリアを使うように構成されている。
【０００５】
上記データキャリアは、電磁界あるいは電波を利用してリーダ／ライタ装置との間で非接触で情報を送信したり受信したりするために、情報を記憶する記憶部と、情報を非接触で送信または送受信するためのアンテナとを備えて構成されており、ＲＦＩＤ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、ＲＦタグ、無線タグ、電子タグ、トランスポンダ等のような、様々な名称が付けられて種々の分野で使用されている。
【０００６】
上述のようなデータキャリアシステムの応用例として、自動販売機、ゲーム機、電気メータ、ガスメータ、水道メータ、家電、ＯＡ機器、生産設備等にデータキャリアを配設しておき、これらの電子機器の稼動履歴・売上記録・使用量等の情報を上記データキャリアの記憶部に記録しておくことが行われている。
【０００７】
データキャリアは、種々の分野で使用されることにより、その使用形態は様々である。種々の使用形態のうち、リーダ／ライタ装置とＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を選択的に行うことができるようにした「データ通信装置」が提案されている（例えば、特許文献１を参照）
【０００８】
上記特許文献１に記載の「データ通信装置」は、アンテナコイルとこのアンテナコイルを介して外部の通信装置と非接触でデータ通信を行うデータ通信手段と、外部とデータを送受するためのデータ入出力端子及び上記データ入出力端子に接触する接触部を有し、上記データ入出力端子及び接触部を介してシリアル通信を行うことができるようにしている。
【０００９】
また、データキャリアは、種々の分野で使用されることにより、その使用形態は様々であるが、リーダ／ライタ装置との間で所定の通信を行い、データキャリアが取り付けられている装置部品が予め認定されたものであるのか確認する技術が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４―２１４８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したようなＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能なデータキャリアにおいて、セキュリティ機能のレベル（種類）がＲＦ通信と接触式シリアル通信とで異なる場合が多い。しかしながら、上記特許文献１に記載の「データ通信装置」は、セキュリティ機能のレベルをリーダ／ライタ装置に対して切り替えることができない問題点があった。
【００１２】
例えば、装置部品に取り付けられたデータキャリアがリーダ／ライタ装置と情報の送受信をＲＦ通信で行う場合に、通信相手によっては情報を読み出されないようにしたい場合があった。しかしながら、セキュリティエリアにアクセス可能な通信相手が複数である場合に、通信相手によっては読まれたくない情報も読まれてしまう問題点があった。
【００１３】
また、従来のＲＦ通信を行うデータキャリアの種類は、近接型データキャリアと近傍型データキャリアとに大別されていて、近接型データキャリアにおいてはＰＩＣＣコマンドが用いられ、近傍型データキャリアにおいてはＶＩＣＣコマンドが用いられていた。このため、近接型データキャリアは近接型ＶＩＣＣコマンドを用いて通信を行うことができず、近傍型データキャリアはＰＩＣＣコマンドを用いて通信を行うことができない問題点があった。
【００１４】
本発明は上述の問題点にかんがみ、１つの通信プロトコルを使用してＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能であり、外部の通信装置から送られるコマンドに応じたセキュリティレベル領域にアクセス可能な認証方式を切り替えることができ、かつ近接通信と近傍通信とを使い分けすることができるデータキャリアを提供できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のデータキャリアは、外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、上記ＲＦアナログ受信部を介して行われるＲＦ通信プロトコル、または上記接触通信用端子部を介して行われる接触式シリアル通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段と、上記外部の通信装置との近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記外部の通信装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドを制御するコマンド制御手段と、上記ＲＦアナログ受信部により受信した質問信号から、上記外部の通信装置との間で行う認証レベルを解析する認証コマンド解析手段と、上記認証コマンド解析手段の解析結果に基づいて、上記外部の通信装置との間で行う認証処理で使用する認証コマンドを選択する認証コマンド選択手段とを有し、上記コマンド制御手段は、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れが選択されている場合においても、上記通信プロトコル格納手段に格納されている通信プロトコルを用いて通信を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明のデータキャリアシステムは、上記の何れかに記載のデータキャリアと、上記データキャリアと通信するリーダ／ライタ装置とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れを用いる通信であっても同一のコマンド制御手段によりコマンド制御を行うようにしたので、記憶手段に格納されている所定の通信プロトコルを共通に用いて通信を行うことができ、１つの通信プロトコルを使用してＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことが可能なデータキャリアを提供することができる。また、リーダ／ライタ装置との間で認証を行うための認証用コマンドを格納する領域が少なくとも３つの領域に区画し、上記３つの領域のうち、第１の領域には第１の認証用コマンドを格納し、第２の領域には第２の認証用コマンドを格納し、第３の領域には第３の認証用コマンドを格納するようにしたので、リーダ／ライタ装置から送られるコマンドに応じてセキュリティエリアにアクセス可能な認証方式を切り替えることができる。さらに、リーダ/ライタ装置と近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記リーダ/ライタ装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドの両方をコマンド保持手段に保持するようにしたので、近接型コマンドを用いたリーダ／ライタ装置及び近傍型コマンドを用いたリーダ／ライタ装置の両方と通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明のデータキャリアシステムの実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態のデータキャリア１００は、アンテナ回路１１０、ＲＦアナログ部（ＲＦアナログ受信部）１２０、セレクタ部１３０、コマンド制御部１４０、記憶部１５０（ＥＥＰＲＯＭメモリ）、第１の接触端子１６０、第２の接触端子１７０等によって構成されている。
【００１９】
本実施形態のデータキャリアにおいては、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことができるように構成されている。接触式シリアル通信を行う場合には、第１の接触端子１６０はシリアルクロック１６０ａの入力用として用いられ、第２の接触端子１７０は多目的データ１７０ａの入出力用として用いられる。
【００２０】
アンテナ回路１１０は、コイルＬ１及びコンデンサＣ１の並列共振回路によって構成されている。
ＲＦアナログ部１２０は、整流回路１２１、送信回路１２２、受信回路１２３及び電源制御部１２４等によって構成されている。
【００２１】
コマンド制御部１４０は、コマンド制御回路１４１及びセキュリティ部１４２を有している。記憶部１５０は、セキュリティ設定用メモリ１５１及び送信条件設定用メモリ１５２を有している。これらのセキュリティ設定用メモリ１５１及び送信条件設定用メモリ１５２に格納されているコマンドは、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信において共通に使用される。
【００２２】
図４にコマンドの一例を示す。図４に示すように、本実施形態においては、上記セキュリティ設定用メモリ１５１に第１のセキュリティエリア１５１ａ、第２のセキュリティエリア１５１ｂ及び第３のセキュリティエリア１５１ｃを設けている。そして、図４の例では、第１のセキュリティエリア１５１ａの第１番地１−１に「第１のコマンドの１」を格納している。また、第１のセキュリティエリア１５１ａの第２番地１−２に「第１のコマンドの２」を格納している。更に、第１のセキュリティエリア１５１ａの第３番地１−３に「第１のコマンドの３」を格納している。
【００２３】
また、第２のセキュリティエリア１５１ｂの第１番地２−１に「第２のコマンドの１」を格納している。第２のセキュリティエリア１５１ｂの第２番地２−２に「第２のコマンドの２」を格納している。更に、第２のセキュリティエリア１５１ｂの第３番地２−３に「第２のコマンドの３」を格納している。
【００２４】
また、第３のセキュリティエリア１５１ｃの第１番地３−１に「第３のコマンドの１」を格納している。第３のセキュリティエリア１５１ｃの第２番地３−２に「第３のコマンドの２」を格納している。更に、第３のセキュリティエリア１５１ｃの第３番地３−３に「第３のコマンドの３」を格納している。
【００２５】
コマンド制御部１４０の制御に応じて、第１のコマンドの１〜３、第２のコマンドの１〜３、第３のコマンドの１〜３の何れかがセキュリティ設定用メモリ１５１から読み出されてセレクタ部１３０に与えられる。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態のデータキャリア１００と通信を行うリーダ／ライタ装置１０は、送信部１１、受信部１２、アンテナ回路１４、及びフィルタ回路１５等によって構成されている。そして、アンテナ回路１４からコマンドやデータをデータキャリア１００に送信し、リーダ／ライタ装置１０とデータキャリア１００との間でＲＦ通信を行う。
【００２７】
送信部１１は、データキャリア１００に送信するコマンドやデータよりなる送信信号を生成するためのものであり、所定のキャリア周波数ｆ0（１３．５６ＭＨｚ）を変調して送信信号を生成している。受信部１２は、データキャリア１００から送信されてきたサブキャリア周波数を復号してデータを復調する。
【００２８】
アンテナ回路１４は、送信部１１から出力される送信信号をデータキャリア１００に送信するとともに、データキャリア１００から送信された応答信号を受信する。以上の構成は、データキャリアシステムにおいて使用されているデータキャリア１００の一般的な構成であるが、本実施形態のデータキャリア１００においては、近接型データ通信と近傍型データ通信の両方を可能にしていることに特徴を有している。
【００２９】
図４に、第１のセキュリティエリア１５１ａ、第２のセキュリティエリア１５１ｂ、第３のセキュリティエリア１５１ｃの何れかからコマンドを読み出す構成、及びＰＩＣＣコマンド１５２ａまたはＶＩＣＣコマンド１５２ｂ（図１を参照）の何れかを読み出す構成の一例を示す。
図４に示すように、本実施形態のコマンド制御回路１４１は認証コマンド解析部１４１１、認証コマンド選択部１４１２、認証コマンド読み出し部１４１３を有している。
【００３０】
認証コマンド解析部１４１１は、リーダ／ライタ装置１０から送られてくる質問信号４１が「ダイレクト方式コマンド、「タグ認証方式コマンド、「相互認証方式コマンド、「ＰＩＣＣコマンド」、または「ＶＩＣＣコマンド」の何れであるかを判断するためのものであり、判断結果を認証コマンド選択部１４１２に出力する。
【００３１】
認証コマンド選択部１４１２は、認証コマンド解析部１４１１から送られるコマンドの解析結果に応じてリーダ／ライタ装置１０に送信する応答信号４２において使用するセキュリティエリアのコマンド、或いはセキュリティレベルコマンドを選択するものであり、選択する種類のコマンドが格納されているアドレスＡをセキュリティ設定用メモリ１５１、送信条件設定用メモリ１５２に対して指定する。
【００３２】
認証コマンド読み出し部１４１３は、リーダ／ライタ装置１０と通信を行うために使用するコマンドとして、認証コマンド選択部１４１２により選択されたセキュリティエリアまたは送信条件設定用エリアのコマンドのデータＤをセキュリティ設定用メモリ１５１または送信条件設定用メモリ１５２から読み出す。
【００３３】
そして、図１に示したように、セキュリティ設定用メモリ１５１または送信条件設定用メモリ１５２から読み出したコマンドのいずれかをセレクタ部１３０に出力する。
【００３４】
本実施形態のデータキャリア１００において、ＲＦ通信を行う場合には、リーダ／ライタ装置１０から送信される質問信号４１に対して返事を返す応答信号４２に周波数として、図３に示すように、第１のサブキャリア周波数ｆｓｃ１及び第２のサブキャリア周波数ｆｓｃ２のリーダ／ライタ装置のアンテナ回路から供給される交番磁界のキャリア周波数に対して、両サイドバンドのサブキャリアを使用する。
【００３５】
また、本実施形態のデータキャリアにおいては、ＲＦ通信を行う場合に、近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）及び近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）の両方を選択的に使用することができるように構成されている。
【００３６】
図３のキャリア周波数の説明図に示すように、本実施形態においては、本来の近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）として、第１のサブキャリア周波数ｆｓｃ１（８４７．５ｋＨｚ）を使用し、近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣ）として、第２のサブキャリア周波数ｆｓｃ１（４３７．７５ｋＨｚ）を使用するようにしている。なお、受信特性において、中心周波数は１３．５６ＭＨｚ、通信速度は１０５．９４ｋｂｐｓ、変調方式はＡＳＫ（ＮＲＺ）である。また、送信特性において、中心周波数は１３．５６ＭＨｚ、通信速度は１０５．９４ｋｂｐｓ、変調方式はＢＰＳＫ（ＮＲＺ）である。
【００３７】
また、本実施形態においては、負荷の大きさを変えることによりサブキャリア強度を変更することができるようにしている。変更度合いは、ＰＩＣＣコマンド及びＶＩＣＣコマンドのそれぞれにおいて８段階に変更できるようにしている。また、ＰＩＣＣコマンドとＶＩＣＣコマンドとでは、相対比で（１：３）程度となるようにしている。
【００３８】
次に、ＲＦ通信の変調方式と接触式シリアル通信の変調方式について、図５及び図６を参照しながら説明する。
図５は、ＲＦ通信を行う場合の変調方式を説明する図であり、図５（ａ）はリーダ／ライタ装置１０→データキャリア１００に対して質問信号４１（図２を参照）を送信する場合の変調方式を示している。
【００３９】
この場合、（イ）中心周波数：１３．５６ＭＨｚ、（ロ）通信速度：１０５．９４ｋｂｐｓ、（ハ）変調方式：ＡＳＫ（ＮＲＺ）、（ニ）変調速度：１０〜３０％、で行うようにしている。そして、データ「０」は（振幅：ａ、幅：搬送波（１３．５６ＭＨｚ）の１２８波）としている。また、データ「１」は（振幅：ｂ、幅：搬送波（１３．５６ＭＨｚ）の１２８波）としている。
【００４０】
一方、データキャリア１００→リーダ／ライタ装置１０に応答信号４２を送信する場合には、図５（ｂ）に示すように、イ）中心周波数：１３．５６ＭＨｚ、（ロ）通信速度：１０５．９４ｋｂｐｓ、（ハ）変調方法：負荷変調（負荷変調時リーダ／ライタ装置はＨｉｇｈ Ｆｉｅｌｄ連続放出が前提）、サブキャリア：８４７．５ｋＨｚ（オプション：４２３．７５ｋＨｚ）、（ニ）変調方式：ＢＰＳＫとしている。
【００４１】
また、接触式シリアル通信においては、図６に示すような方式で行われる。図６はデータキャリア１００への受信タグを示し、図６（ｂ）はデータキャリア１００からの送信タイミングを示している。なお、図６において、「ｃｓ」は非接触／接触動作（Ｖｄｄ内部発生）モードと、外部電源動作モードの切り替え信号を示している。
図６（ａ）に示すように、第１の接触端子１６０にクロック信号１６０ａ（（ＩＯ０）標準：１．６９５ＭＫＨｚ）が入力されると、それがセレクタ部１３０に供給され、セレクタ部１３０によって接触式シリアル通信が行われるように選択される。
【００４２】
そして、第２の接触端子１７０を介して多目的データ１７０ａの入出力が行われる。第２の接触端子１７０から多目的データ１７０ａが入力されると、クロック信号の立ち上がりエッジに同期して多目的データ１７０ａが取り込まれる。本実施形態においては、リセット解除後に最初に多目的データ１７０ａが「１」→「０」に変化する時点をタイミングの基準としている。これ以降、基本的に「１ＥＴＵ長」はシリアルクロック１６０ａの１６周期長としている。
【００４３】
次に、データキャリア１００からリーダ／ライタ装置１０への送信タイミングについて説明する。
図６（ｂ）に示すように、シリアルクロック１６０ａの立ち上がりに同期してデータ（ＩＯ１）を出力する。この場合も、「１ＥＴＵ長」はシリアルクロック１６０ａの１６周期長としている。
【００４４】
上述したように、本実施形態のデータキャリアは、ＲＦ通信及び接触式シリアル通信の両方を行うことができ、しかもＲＦ通信で使用するＲＦ通信プロトコルと、接触式シリアル通信のプロトコルとを同じ仕様にすることができる。これにより、ＲＦ通信用のコマンド制御回路と、接触式シリアル通信用のコマンド制御回路とを別個に設ける必要を無くして制御回路を単純化することができる。また、２種類の通信プロトコルを用意しておかなくても済むので、コマンドを格納しておくためのメモリ容量を削減することができる。
【００４５】
次に、上述のように構成された本実施形態のデータキャリア１００の使用例を、図７を参照しながら説明する。
図７（ａ）は、装置部品５０にデータキャリア１００を取り付けている様子を示しており、例えば、装置部品５０がベルトコンベア５２上に載置されて装置部品５０の製造工場の各工程において、例えば、「製造番号」、「製造月日」、「材料名」、「出荷日」等の製造情報が書き込まれる。この状態で使用されるのは近接通信用コマンドである。
【００４６】
図７（ｂ）は、ダンボール箱５３に入れられて工場から出荷され、流通管理時に利用される状態を示している。この状態においては、リーダ／ライタ装置１０はダンボール箱５３の外側から質問信号４１を送信するので、データキャリア１００とリーダ／ライタ装置１０との間の距離が近接通信可能な距離よりも遠くなっている。したがって、この状態ではリーダ／ライタ装置１０からは近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）で質問信号４１が送信されてくる。
【００４７】
上記近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）の質問信号４１を送信されたデータキャリア１００は、送信する応答信号４２としては近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）を使用する必要がある。本実施形態のデータキャリア１００においては、上述したように、近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）及び近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）の両方が送信条件設定用メモリ１５２に格納されている。これにより、これらの両コマンドを選択的に使用することができるので、装置部品５０がダンボール箱５３内に収納されている状態においても良好に使用することができる。
【００４８】
また、この場合には、リーダ／ライタ装置１０がデータキャリア１００を認証する「タグ認証」のみならず、データキャリア１００がリーダ／ライタ装置１０を認証する「相互認証」を行う。上記「タグ認証」及び「相互認証」の詳細な説明は、図８のフローチャートを参照しながら後述する。
【００４９】
図７（ｃ）は、装置部品５０がダンボール箱６０に単体で収納されている状態を示している。このような状態の代表例は、装置部品５０が量販店において店頭に並べられている場合が挙げられる。この状態においては、データキャリア１００に格納されている種々の情報の中から「製造番号」、「メンテナンスに係る情報」、「出荷日」、「価格」等の情報が読み出される。
【００５０】
図７（ｄ）は、装置部品５０を装置本体５４内に取り付けて使用している状態を示している。この状態においては、装置本体５４側に配設されているリーダ／ライタ装置５５との距離が至近距離となるので、装置部品５０とリーダ／ライタ装置５５との間の通信は近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）を用いた通信となる。
【００５１】
図８のフローチャートを参照しながら本実施形態のデータキャリア１００を用いたデータキャリアシステムの通信例を説明する。
図８に示したように、最初のステップＳ６０１において、リーダ／ライタ装置１０から質問信号４１が送信されて「パワーオン」となるのを待機している。
【００５２】
そして、リーダ／ライタ装置１０から質問信号４１が送信されることによりデータキャリア１００に動作電力が発生するとステップＳ６０２に進み、上記質問信号４１に基いて認証の有無を判断する。この判断の結果、認証が有る場合にはステップＳ６０３に進み、アンチコリジョン処理の成功を判断する。
【００５３】
アンチコリジョン処理が成功した場合にはステップＳ６０４に進み、「相互認証」か否かを判断する。この判断の結果、「相互認証」ではない場合はステップＳ６０５に進んで「タグ認証」を行う。また、ステップＳ６０４の判断の結果、「相互認証」であった場合にはステップＳ６０６に進んで「相互認証」処理を行う。ステップＳ６０２及びステップＳ６０４におけるセキュリティ判断、上述したコマンド制御回路１４１に設けられている認証コマンド解析部１４１１により行われる。
【００５４】
本実施形態のデータキャリア１００は、上述したように、「認証無し」、「タグ認証」及び「相互認証」のように、３つのセキュリティレベルを設定することが可能に構成されている。「認証無し」は、「パワーオン」からステップＳ６０７のコマンド受信状態に直接移行するために、高速なアクセスが可能となる利点が有る。また「認証なし」というセキュリティレベルは、記憶部１５０（ＥＥＰＲＯＭメモリ）の全領域に適用できる他、メモリの一部領域のみに適用することも可能である。
【００５５】
また、ステップＳ６０５において行われる「タグ認証」はタグ（データキャリア）の認証コマンドにより認証を行うので、リーダ／ライタ装置１０は正当なデータキャリア１００であることを認証することができる。この「相互認証」は、チャレンジレスポンス認証方式と呼ばれており、リーダ／ライタ装置１０側で生成した「シード値Ｓ」をデータキャリア１００に送信する。上記「シード値Ｓ」を受信したデータキャリア１００は、演算した「認証値Ｎ」を応答する。
【００５６】
リーダ／ライタ装置１０は、データキャリア１００から送られてきた「認証値Ｎ」が正しいかどうか（正規のタグ）であるかを検証する。なお、「シード値Ｓ」はスクランブルであるため、毎回変更するようにしている。
【００５７】
一方、ステップＳ６０６において行われる「相互認証」処理は、リーダ／ライタ装置１０及びデータキャリア１００の相互に行われる認証である。本実施形態においては、認証の順番はリーダ／ライタ装置１０の認証の後でデータキャリア１００の認証を行うようにしている。
【００５８】
すなわち、ステップＳ６０５で説明した「タグ認証」の処理が終了すると、データキャリア１００側で生成した「シード値Ｓ´」をリーダ／ライタ装置１０に送信する。上記「シード値Ｓ´」を受信したリーダ／ライタ装置１０は、演算した「認証値Ｎ´」を応答する。
【００５９】
上述したように、ステップＳ６０５における「タグ認証」処理、またはステップＳ６０６における「相互認証」処理が終了すると、ステップＳ６０７に遷移してコマンド受信の待機状態となる。そして、リーダ／ライタ装置１０からコマンドが送られてきたらステップＳ６０８に移行して、上記送信されたコマンドに従う処理を実行する。
【００６０】
次に、ステップＳ６０９においてパワーオフか否かを判断する。この判断の結果、パワーが有る場合にはステップＳ６０７に戻ってコマンド受信の待機状態となる。また、ステップＳ６０９の判断の結果、パワーオフであった場合にはリーダ／ライタ装置１０との通信処理を終了する。
【００６１】
以上、説明したように、「認証無し」、「タグ認証」及び「相互認証」の３つのセキュリティレベルを有し、その設定をコマンドの種類を選択することにより切り替えることができるように構成している。これにより、ＣＰＵ無しのデータキャリア１００において、３つのセキュリティレベルの中から、必要なセキュリティレベルを選択することが可能である。
【００６２】
また、本実施形態のデータキャリア１００は、近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）の他に近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）でも動作することができるようにしたので、１つのデータキャリアでもって製造工場における製造情報の記録、流通管理に係る記録及び使用状態の管理に係る記録の全てを良好に行うことができる。
【００６３】
これにより、製造工程の管理、流通工程の管理及び使用工程の管理を一貫して行うために、従来は近接通信用コマンド（ＰＩＣＣコマンド）のデータキャリア及び近傍通信用コマンド（ＶＩＣＣコマンド）のデータキャリアの両方を取り付けなくても済むようにすることができ、情報管理に必要なコストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示し、データキャリアの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態を示し、リーダ／ライタ装置及びデータキャリアとにより構成されるデータキャリアシステムの概略構成を説明する図である。
【図３】データキャリア信号の一例を説明する波形図である。
【図４】本実施形態のコマンド制御回路の構成例を示し、セキュリティレベルに合ったコマンドの何れかを読み出す例を説明する図である。
【図５】データキャリアとリーダ／ライタ装置との間で行われるＲＦ通信において使用される変調方式の一例を説明する図である。
【図６】（ａ）はデータキャリアとリーダ／ライタ装置との間で行われる接触式シリアル通信におけるデータキャリアへの受信タイミングを示す図であり、（ｂ）はデータキャリアからの送信タイミングを示す図である。
【図７】データキャリアの使用状態の変化例を説明する図である。
【図８】本実施形態のデータキャリアを用いたデータキャリアシステムの通信例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ リーダ／ライタ装置
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ 切り替え部
１４ アンテナ回路
１５ フィルタ回路
４１ 質問信号
４２ 応答信号
１００ データキャリア
１１０ アンテナ回路
１２０ ＲＦアナログ部
１２１ 整流回路
１２２ 送信回路
１２３ 受信回路
１２４ 電源制御部
１３０ セレクタ部
１４０ コマンド制御部
１４１ コマンド制御回路
１４２ セキュリティ部
１４１１ 認証コマンド解析部
１４１２ 認証コマンド選択部
１４１３ 認証コマンド読み出し部
１５０ 記憶部（ＥＥＰＲＯＭメモリ）
１５１ セキュリティ設定用メモリ
１５１ａ 第１のセキュリティエリア
１５１ｂ 第２のセキュリティエリア
１５１ｃ 第３のセキュリティエリア
１５２ 送信条件設定用メモリ
１６０ 第１の接触端子
１６０ａ シリアルクロック
１７０ 第２の接触端子
１７０ａ 多目的データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、
上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、
上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、
上記ＲＦアナログ受信部を介して行われるＲＦ通信プロトコル、または上記接触通信用端子部を介して行われる接触式シリアル通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、
上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段と、
上記外部の通信装置との近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記外部の通信装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドを制御するコマンド制御手段と、
上記ＲＦアナログ受信部により受信した質問信号から、上記外部の通信装置との間で行う認証レベルを解析する認証コマンド解析手段と、
上記認証コマンド解析手段の解析結果に基づいて、上記外部の通信装置との間で行う認証処理で使用する認証コマンドを選択する認証コマンド選択手段とを有し、
上記コマンド制御手段は、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れが選択されている場合においても、上記通信プロトコル格納手段に格納されている通信プロトコルを用いて通信を行うことを特徴とするデータキャリア。
【請求項２】
上記接触通信用端子部に設けられている通信用端子は、シリアルクロック入力及びシリアルデータ入出力であることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア。
【請求項３】
上記コマンド保持手段に保持されている認証用コマンドは、「タグ認証」通信において使用するコマンド、「相互認証」通信において使用するコマンドであり、この他 メモリ領域を限定し「認証なし」通信用コマンドを使用可能なコマンドであることを特徴とする請求項１または２に記載のデータキャリア。
【請求項４】
上記認証コマンド解析手段は、認証コマンド選択手段及び認証コマンド読み出し手段をハードウェア構成としたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のデータキャリア。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載のデータキャリアと、上記データキャリアと通信する外部の通信装置とからなることを特徴とするデータキャリアシステム。
【請求項６】
上記認証コマンド解析手段は、上記データキャリアより受信した信号中のサブキャリア周波数、通信速度または負荷変調の強度に基づいて近接通信用コマンドであるか近傍通信用コマンドであるか解析することを特徴とする請求項５に記載のデータキャリアシステム。
【請求項１】
外部の通信装置との間で通信を行うための通信プロトコルを格納する通信プロトコル格納手段と、
上記外部の通信装置からＲＦ信号で送信される質問信号を受信するＲＦアナログ受信部と、
上記外部の通信装置と接触通信を行うための接触通信用端子部と、
上記ＲＦアナログ受信部を介して行われるＲＦ通信プロトコル、または上記接触通信用端子部を介して行われる接触式シリアル通信プロトコルで用いられるコマンドを制御するコマンド制御手段と、
上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れか一方と上記コマンド制御手段とを選択的に接続する接続選択手段と、
上記外部の通信装置との近接通信を行うための近接通信用コマンド、及び上記外部の通信装置と近傍通信を行うための近傍通信用コマンドを制御するコマンド制御手段と、
上記ＲＦアナログ受信部により受信した質問信号から、上記外部の通信装置との間で行う認証レベルを解析する認証コマンド解析手段と、
上記認証コマンド解析手段の解析結果に基づいて、上記外部の通信装置との間で行う認証処理で使用する認証コマンドを選択する認証コマンド選択手段とを有し、
上記コマンド制御手段は、上記ＲＦアナログ受信部または上記接触通信用端子部の何れが選択されている場合においても、上記通信プロトコル格納手段に格納されている通信プロトコルを用いて通信を行うことを特徴とするデータキャリア。
【請求項２】
上記接触通信用端子部に設けられている通信用端子は、シリアルクロック入力及びシリアルデータ入出力であることを特徴とする請求項１に記載のデータキャリア。
【請求項３】
上記コマンド保持手段に保持されている認証用コマンドは、「タグ認証」通信において使用するコマンド、「相互認証」通信において使用するコマンドであり、この他 メモリ領域を限定し「認証なし」通信用コマンドを使用可能なコマンドであることを特徴とする請求項１または２に記載のデータキャリア。
【請求項４】
上記認証コマンド解析手段は、認証コマンド選択手段及び認証コマンド読み出し手段をハードウェア構成としたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のデータキャリア。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載のデータキャリアと、上記データキャリアと通信する外部の通信装置とからなることを特徴とするデータキャリアシステム。
【請求項６】
上記認証コマンド解析手段は、上記データキャリアより受信した信号中のサブキャリア周波数、通信速度または負荷変調の強度に基づいて近接通信用コマンドであるか近傍通信用コマンドであるか解析することを特徴とする請求項５に記載のデータキャリアシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１３４７３５（Ｐ２００８−１３４７３５Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１９１５１（Ｐ２００６−３１９１５１）
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【出願人】（５９９０９８８５１）吉川アールエフシステム株式会社 (23)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【出願人】（５９９０９８８５１）吉川アールエフシステム株式会社 (23)
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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