ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤリーダ・ライタ、ＲＦＩＤシステムおよびＲＦＩＤシステムの処理方法
【課題】センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、センサによる測定精度を向上させる。
【解決手段】例えば、センサ部ＳＥＮＳを内蔵したＲＦＩＤタグ（Ｃｈｉｐ）を用いて複数回の測定（ステップ４０１，４０３等）を行う際、各測定が終了する度にＲＦＩＤリーダ・ライタＲ／ＷからＲＦＩＤタグに向けたキャリアの発生を一定時間停止する（ステップ４０２，４０４等）。これによって、各測定による電力消費によって上昇したＲＦＩＤタグのチップ温度を、各測定が終了する度に、周辺温度等にまで低下させることができるため、センサ部ＳＥＮＳによる測定誤差が低減し、高精度な測定が実現可能となる。
【解決手段】例えば、センサ部ＳＥＮＳを内蔵したＲＦＩＤタグ（Ｃｈｉｐ）を用いて複数回の測定（ステップ４０１，４０３等）を行う際、各測定が終了する度にＲＦＩＤリーダ・ライタＲ／ＷからＲＦＩＤタグに向けたキャリアの発生を一定時間停止する（ステップ４０２，４０４等）。これによって、各測定による電力消費によって上昇したＲＦＩＤタグのチップ温度を、各測定が終了する度に、周辺温度等にまで低下させることができるため、センサ部ＳＥＮＳによる測定誤差が低減し、高精度な測定が実現可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ、信号処理、論理制御回路等の複数の機能を１チップに集積化したセンサ内蔵のＲＦＩＤタグを用いた計測システムに適用して特に有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、センサ、認証番号、無線送受信機能を備えたトランスポンダと、リーダ・ライタとからなる通信システムにおいて、トランスポンダによるセンシング結果をリーダ・ライタに伝達する際に、リーダ・ライタ側の通信周波数および送信出力を可変にする技術が示されている。これによって、トランスポンダの製造ばらつきや周囲環境に伴う共振周波数のばらつきを吸収でき、通信の安定性を向上させることができる。
【０００３】
特許文献２には、例えば火力発電所のベルトコンベヤの軸受等といった多数の対象部品、対象機器にＩＣタグ・センサユニットを取付けた構成が示されている。特許文献３には、パッシブ型の無線タグを、火災・地震・漏水・交通事故等の異常検知手段として利用する技術が示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４８４９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２２５６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１５４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１〜３に示すように、ＲＦＩＤタグにセンサを内蔵することにより、無線通信でセンサの測定結果を読み取る技術が近年注目されている。
【０００５】
図１は、ＲＦＩＤタグを用いた計測システムの構成例を示す概略図である。図１の計測システムは、例えば、特許文献１の通信システムに基づく構成例となっている。このシステムは、生体情報に関する様々な測定項目を検査するセンサを内蔵したＲＦＩＤタグを用いている。各々のＲＦＩＤタグには、検出対象の温度、光、イオン濃度、歪、圧力等を測定するセンサが各々１種類ずつ内蔵されている。
【０００６】
図１には、このようなＲＦＩＤタグＴＲ１〜ＴＲ３と、ＲＦＩＤタグとの間で通信を行うリーダ・ライタＲ／Ｗと、Ｒ／Ｗの制御及び測定結果の管理等を行うホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬとが示されている。ここでは、ＴＲ１〜ＴＲ３が、例えば試験槽１００に溜められた溶液１０１中に置かれている。ホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬには、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等が用いられる。Ｒ／ＷとＲＦＩＤタグとの間で通信を行う際は、リーダ・ライタアンテナＡＴＮ＿Ｒからキャリア１０５が出力される。
【０００７】
図２は、図１のＲＦＩＤタグの構成例を示すブロック図である。図２のＲＦＩＤタグＴＲａは、アンテナＡＴＮ＿Ｔと、通信処理部ＲＦ１と、電源生成部ＰＷＳと、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１と、ＲＦＩＤタグの識別子ＵＩＤと、センサ部ＳＥＮＳと、信号処理部ＳＰから構成される。通信処理部ＲＦ１は、変調、復調等の機能を備え、アンテナＡＴＮ＿Ｔを介してワイヤレス通信を行う。電源生成部ＰＷＳは、Ｒ／Ｗから発せられるキャリアを用いて電源電圧を生成する。信号処理部ＳＰは、センサ部ＳＥＮＳによる測定結果の処理などを行う。制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１は、ＲＦＩＤタグＴＲａの全体動作を制御する。図３は、図１のＲＦＩＤタグの別の構成例を示すブロック図である。図３のＲＦＩＤタグＴＲｂは、直流電源付のＲＦＩＤタグの構成例である。このタグは、図２の電源生成部ＰＷＳの代わりに直流電源ＢＡＴを搭載している。
【０００８】
図１９は、本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。ＰＣは、Ｒ／Ｗの動作を制御するホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬに、Ｃｈｉｐは、ＲＦＩＤタグＴＲに、ＳＥＮＳは、Ｃｈｉｐ内部のセンサ部にそれぞれ相当する。図１９では、センサ部ＳＥＮＳを用いて、複数回の測定が行われている。図２０は、図１９における１回分の測定を詳細に示すシーケンス図である。
【０００９】
図２０に示すように、測定の流れは、まずステップ３０７において、リーダ・ライタＲ／Ｗが、ＲＦＩＤタグの識別子を得るためのコマンドを送信する。続いてステップ３０８において、測定を行う際に必要なパラメータ設定を行うためのコマンドを送信する。次のステップ３０９で、測定を行うようコマンドを送信し、これに対して、ＲＦＩＤタグからコマンド受信を表すレスポンスが返る。ステップ３１０では、Ｒ／Ｗは、ＲＦＩＤタグが測定を終えるまで待機した状態になっている。ステップ３１１において、Ｒ／Ｗは、測定結果を返信するようにＲＦＩＤタグにコマンドを送信する。ステップ３１２では、Ｒ／Ｗが受信した測定データをホスト機器で保存している。
【００１０】
このような計測システムは、通常、図１９に示したように精度の確保及び、常時計測による検出結果の計時変化を見るために繰り返し測定を行う。そうすると、ＲＦＩＤタグが動作している間、電力によって、ＲＦＩＤタグ内部で温度上昇（自己発熱）が起き、測定時に誤差を生じてしまう。特に、ＲＦＩＤタグは、小面積であるため、このような温度上昇が発生し易い。このような温度上昇による不具合は、温度センサに限られるものではなく、各種センサに対しても影響を与える。例えば、光検出センサでは、暗電流により誤検出が発生し、イオン濃度センサにおいては、ＭＯＳトランジスタの熱雑音で測定誤差が生じる。
【００１１】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
本発明のＲＦＩＤシステムは、センサ回路を内蔵したＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤリーダ・ライタとを備え、更に、センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、各測定の合間に一定期間ＲＦＩＤタグ内部の一部または全ての回路への電力供給を絶つ機能を備えたものとなっている。これによって、電力供給に伴う自己発熱により上昇したＲＦＩＤタグの温度を、周囲温度等にまで戻した状態で各測定を行えるため、測定誤差を低減し、高精度な測定が実現可能となる。
【００１４】
このような電力供給を絶つ機能は、例えば、ＲＦＩＤリーダ・ライタからＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号を絶つことで容易に実現可能である。また、ＲＦＩＤタグに電源遮断回路を設けることによっても実現可能である。
【００１５】
また、センサ回路を用いた複数回の測定における各測定内のシーケンスには、例えば、識別子確認や測定条件設定等を行う第１処理ステップと、実際の測定を行い、その測定結果の処理を行う第２処理ステップなどが含まれる。このような場合、前述した電力供給を絶つ期間は、例えば、第２処理ステップの終了後から第１処理ステップの開始前までとするとよい。これによって、各測定シーケンス毎に一旦上昇した温度を冷却することができる。また、更に高精度な測定を行いたい場合は、第１処理ステップと第２処理ステップの間で電力供給を絶つことも有益である。そうすると、第１処理ステップの間に上昇した温度を冷ますことができる。
【００１６】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、前述した各測定内のシーケンスにおいて、更に、第２処理ステップ内でも複数回の測定および測定結果処理を行い、それぞれの測定結果から自己発熱による誤差を補正して、第２処理ステップに対する１つの測定結果を算出するものとなっている。これによっても、高精度な測定が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態１のＲＦＩＤシステムは、例えば、図１に示した計測システムおよび図２のようなパッシブ型のＲＦＩＤタグに適用される。ここでは、図１，図２のＲＦＩＤタグＴＲ１〜３内のセンサ部ＳＥＮＳが、温度センサ（Ｔｈセンサ）であるものとして説明する。この場合、図１の計測システムでは、ＲＦＩＤタグＴＲ１〜３によって溶液１００の温度計測が行われ、その測定データが、リーダ・ライタＲ／Ｗによって読み出される。また、ＰＣ等のホスト機器（上位システム制御装置）ＳＹＳ＿ＣＴＬは、Ｒ／Ｗを制御すると共に、ＲＦＩＤタグからＲ／Ｗを介して取得した測定データを処理し、測定結果の判別などを行う。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図４のシーケンスにおいて、測定を行っている各ステップ４０１，４０３，４０５，４０７では、前述した図１９の場合と同様に、図２０の詳細シーケンスに従って測定を行っている。ただし、図１９では、Ｒ／Ｗが、図２０のデータ保存のステップ３１２の直後に続けて識別子要求のステップ３０７を実行しているのに対して、図４では、Ｒ／Ｗが、ステップ４０２，４０４，４０６のように、図２０のデータ保存のステップ３１２が終了する毎にキャリアを一定期間停止している。
【００２１】
この測定方法の効果を図１８に示す。このとき図４におけるキャリアを止める時間は２秒間である。キャリアを止める前のＲＦＩＤタグの温度１６０１とキャリアを切った場合の温度１６０２を比較すると、キャリアが常に出ている状態では５℃以上上昇するのに対して、キャリアを止めることで温度上昇は１℃以下に抑えられている。
【００２２】
次に、このような測定方法を実現するための、図１の計測システムの詳細な構成例および詳細な処理手順について説明する。
【００２３】
図７は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのリーダ・ライタの構成の一例を示すブロック図である。図７のリーダ・ライタＲ／Ｗは、ＲＦＩＤタグと通信を行うためのコイルアンテナＡＴＮ＿Ｒと、ＡＴＮ＿Ｒに接続される無線通信回路ＲＦＣＫＴと、発振器ＯＳＣと、変調回路ＭＯＤ１と、復調回路ＤＥＭ１と、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬなどから構成される。発振器ＯＳＣは、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬによって発振周波数が制御される。変調回路ＭＯＤ１は、ＲＦＩＤタグへ送信したい信号をＯＳＣで発生した発振周波数で変調し、無線通信回路ＲＦＣＫＴへ出力する。復調回路ＤＥＭ１は、ＡＴＮ＿Ｒを経由してＲＦＣＫＴで受信したＲＦＩＤタグから送られてくる信号を復調する。また、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬは、ＭＯＤ１の変調周波数とＲＦＣＫＴのＲＦ周波数とを、Ｒ／Ｗ外部の上位システム制御装置ＳＹＳ＿ＣＴＬからの制御信号に基づいて制御する。
【００２４】
図８は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。リーダ・ライタＲ／Ｗから送信された電磁波は、コイルアンテナＡＴＮ＿Ｔで受信され、整流回路ＲＣＦＹで整流されて電源生成部ＰＷＳで安定化される。この安定化された電源が、ＲＦＩＤタグＴＲａ１の電源としてＴＲａ１内の各回路へ供給される（なお、図８では電源線は省略されている）。
【００２５】
また、コイルアンテナＡＴＮ＿Ｔで受信された電磁波は、復調回路ＤＥＭ２とクロック生成回路ＣＫＧＥＮに送られ、それぞれ信号の復調とＲＦＩＤタグ内部用クロック信号の生成とが行われる。変調回路ＭＯＤ２は、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ａからＡＴＮ＿Ｔを介して送出される各種のコマンドやデータの変調を行う。ＲＣＦＹ、ＤＥＭ２、ＣＬＫＧＥＮ、ＭＯＤ２は、リーダ・ライタＲ／Ｗと通信するための通信処理部ＲＦを構成する。
【００２６】
センサ部ＳＥＮＳは、試験槽内の温度を測定する。ＳＥＮＳで検出された測定結果であるアナログデータは、アナログ・ディジタル変換回路ＡＤＣにて、ディジタルデータに変換され、記憶回路ＭＥＭに格納される。制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、変調回路ＭＯＤ２、復調回路ＤＥＭ２、クロック生成回路ＣＬＫＧＥＮ、センサ部ＳＥＮＳ、アナログ・ディジタル変換回路ＡＤＣ、記憶回路ＭＥＭを制御する。ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、これらの回路動作を制御するパラメータＰＲＭ（温度センサの場合は測定範囲や感度を決める値）を含んでいる。さらに、ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、Ｒ／Ｗとの通信時におけるＩＤ識別時の衝突を防止するためのスロット生成部ＳＬＴＧＥＮと、各ＲＦＩＤタグ固有の統合識別情報（識別子）ＵＩＤとを有する。
【００２７】
図１０は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタがＲＦＩＤタグへ送信するコマンド及びコードの一例とその動作説明を示した図である。統合識別情報要求コマンド（Ｒｅｑ＿ＵＩＤ）は、コードＣ０１とＣ０２で表され、測定を行う前にＲＦＩＤタグの識別子ＵＩＤを要求する。コードＣ０１は照合用スロットを表わし、コードＣ０２はＲＦＩＤタグ内でスロットを生成させ、ＲＦＩＤタグ内で生成されたスロットと照合用スロットＣ０１が一致した際にＵＩＤをリーダ・ライタＲ／Ｗに送信させる機能を持つ。Ｃ０１は一定の間隔で変化し（例えば０００、００１、０１０・・・）、その間隔及び周期はＲ／Ｗ側によって制御される。Ｃ０２を受信すると、ＲＦＩＤタグはスロットを生成するがスロットを生成する要素としてＵＩＤの一部を利用している（例えばＵＩＤの一部をそのまま照合用スロットとして使う）。
【００２８】
ここで、ＵＩＤのどの部分を指定するかはＲ／Ｗ側によって制御される。仮にＲ／ＷがＲＦＩＤタグに向けてＲｅｑ＿ＵＩＤを送信後、ＲＦＩＤタグからの返信信号が衝突した場合は１周期過ぎた後に、もう一度Ｒｅｑ＿ＵＩＤを送信する。この場合、スロットを生成する際に利用するＵＩＤの一部は以前とは異なる部分を用いる（例えば最初の１周期でＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いた場合、次の１周期はＳ４、Ｓ５、Ｓ６を利用するようにＣ０２が制御される）。スロットが一致した際にＲＦＩＤタグからＲ／Ｗに向けてレスポンスが返る。
【００２９】
温度センサ前処理実行コマンド（Ｓｅｔ＿Ｔｈ）は、コードＣ０４、Ｃ０３、Ｃ０５、Ｃ０６で構成される。コードＣ０４は、温度センサの前処理動作コードを表し、測定前の処理及びパラメータ設定を行うためのコードである。コードＣ０３は、ＵＩＤに含まれるＲＦＩＤタグのＩＤを、Ｃ０５は、Ｒ／ＷがＲＦＩＤタグに温度センサが内蔵されていることを認識するために必要なセンサ情報を含んだＩＤ、Ｃ０６は、温度センサのパラメータを表わす。
【００３０】
温度センサ測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）は、コードＣ０７と、前述したコードＣ０３、Ｃ０５で構成される。コードＣ０７は、温度センサの測定開始命令に該当する動作コードを表わす。測定結果要求コマンド（Ｒｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔ）は、コードＣ０８、Ｃ０９で構成され、各ＲＦＩＤタグへ測定結果の送信を要求するコマンドである。コードＣ０８は、記憶回路ＭＥＭに格納した測定結果の送信命令であり、コードＣ０９は、ＵＩＤである。
【００３１】
図１１は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグからリーダ・ライタに発信するレスポンスの一例を説明する図である。識別情報返信コマンド（Ｒｅｓ＿ＵＩＤ）は、コードＣ２３で構成され、Ｒ／ＷからのＲｅｑ＿ＵＩＤに対して照合用スロットが一致した場合に発生する。前処理動作終了コマンド（Ｒｅｓ＿ｃｏｍｐｌ）は、コードＣ２１で構成され、温度センサのパラメータ設定などといった測定前に必要な前処理動作が終了した際に発生する。測定結果返信コマンド（Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔ）は、コードＣ２２で構成され、Ｒ／ＷからのＲｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔに対して測定データを返信する際に発生する。
【００３２】
以上、図１０，図１１に示したような各種コマンドは、図２０のシーケンスにおいて、適宜使用されることになる。このように、図７および図８のようなＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグで、図１０および図１１に示したようなコマンドの送受信を行いながら、図４および図２０に示したように、各測定終了時にＲ／Ｗからのキャリアを一旦停止するシーケンスを実行することで、ＲＦＩＤタグの温度上昇を抑えながら計測を行うことができる。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態２のＲＦＩＤシステムは、前述した実施の形態１と同様のハード構成を用いて実現されるが、その処理シーケンスが実施の形態１とは異なっている。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図５に示すシーケンスは、前述した図１９のシーケンスにおける各測定内または図４のシーケンスにおける各測定内の詳細シーケンスとして適用される。図５に示すように各測定内においては、リーダ・ライタＲ／ＷとＲＦＩＤタグ（Ｃｈｉｐ）との間で、順に、識別子獲得のステップ５０１と、パラメータ設定のステップ５０２と、センサ部ＳＥＮＳによる測定動作のステップ５０５と、測定結果送受信のステップ５０７と、測定結果保存のステップ５０８とが実行される。
【００３５】
ここで、本実施の形態２では、パラメータ設定のステップ５０２と測定動作のステップ５０５との間に、Ｒ／Ｗからのキャリアを停止して一定時間待機するステップ（期間）５０３，５０４を設けることが特徴となっている。これによって、ステップ５０１，５０２の間に発生する若干の温度上昇を補償することができ、実施の形態１に比べてより厳密な温度測定が可能となる。なお、図５のシーケンスを図１９のシーケンスの一部として用いるか図４のシーケンスの一部として用いるかは、図４の各測定間の時間間隔や、待機期間５０３，５０４の長さなどに応じて適宜定めればよい。
【００３６】
次に、図５のようなシーケンスを実行するためのＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグの詳細な処理手順について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャート、図１３は、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャート、図１４は、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図５のシーケンスを図４のシーケンスの一部として用いた場合を想定して説明を行う。
【００３７】
図１２に示すステップ１００１〜１００３、図１３に示すステップ１１００〜１１０２及び図１４のステップ１２００〜１２０３では、図１０，図１１で述べたＲｅｑ＿ＵＩＤおよびＲｅｓ＿ＵＩＤコマンドを用いて識別子の送受信が行われる。リーダ・ライタＲ／Ｗは、ステップ１００１、１１００において、ＲＦＩＤタグＴＲにＲｅｑ＿ＵＩＤを送信する。Ｒｅｑ＿ＵＩＤを受信（ステップ１２００）したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０１において照合用スロットＣ０１との比較を行う。このとき、コードＣ０２によってＲＦＩＤタグＴＲ内ではスロットが生成され、Ｃ０１が一致した際にＵＩＤをＲ／Ｗに送信する（ステップ１２０２）。
【００３８】
ＵＩＤの取得を終えると、図１２に示すステップ１００４〜１００７、図１３に示す１１０３〜１１０４及び図１４に示すステップ１２０４〜１２０７で、Ｒ／ＷとＲＦＩＤタグＴＲとの間で測定前に必要なパラメータ設定等の前処理実行のための通信がなされる。
【００３９】
ステップ１００４，１１０３において、Ｒ／Ｗは、ＲＦＩＤタグＴＲに前処理動作実行コマンド（Ｓｅｔ＿Ｔｈ）を送信する。ステップ１２０４でＳｅｔ＿Ｔｈを受信したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０５においてＵＩＤが一致したことを確認し、ステップ１００５、１２０６において、Ｃ０４によって前処理の動作及びパラメータの設定を行う。ＲＦＩＤタグＴＲは、設定パラメータを不揮発性メモリ（記憶回路）ＭＥＭに書き終えたら、Ｒ／Ｗに前処理終了の報告としてＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信する（ステップ１００６、１２０７）。
【００４０】
Ｒ／Ｗは、ステップ１００７、１１０４で前処理動作が終了したことを確認した後、ステップ１００８、１１０５において一旦キャリアを止める。この時点では、センサ部ＳＥＮＳ、ＡＤＣ等測定に不可欠な部分は動作していないため、電力消費による温度上昇も小さい。したがって、キャリアを止める時間は、図４においてホスト（ＰＣ）が測定データを受信した後に止める時間よりも短くてよい。
【００４１】
Ｒ／Ｗは、ステップ１００９で一定時間待機した後、ステップ１０１０、１１０６において再度キャリアを発生する。さらに、キャリアを発生した直後に、ステップ１０１１、１１０７において、測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）を送信する。
【００４２】
ステップ１２０８において、Ｍｅａｓ＿Ｔｈを受け取ったＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０９でＵＩＤの確認を行う。ＴＲは、ＵＩＤが一致したら、ステップ１０１２、１２１０においてＲ／ＷにＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信し、センサ部ＳＥＮＳ、ＡＤＣ等を動作させて測定を行う（ステップ１２１１）。ただし、測定を終了した際に、ＴＲは測定終了の報告をしない。測定結果をディジタル値に変換するまでの時間は仕様によって異なっているが、測定結果をディジタル値に変換している間、ＰＣおよびＲ／Ｗは仕様に合わせて待機する（ステップ１０１４、１１０９）。待機している間にＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１０１５、１２１１で測定を行いデータを一時的に保存する。
【００４３】
なお、Ｒ／Ｗから測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）を受け取りセンサ部ＳＥＮＳを起動するまでには僅かな時間が必要となる。このときも電力消費による温度上昇が考えられるが、従来のように識別子情報の獲得や前処理の段階での温度上昇分は含まないうえ、これらの工程に必要な時間と比べるとほんの僅かである。測定結果は、測定時の温度がデータとなるため、０．５℃、もしくはそれ以下の誤差を実現することが可能である。
【００４４】
測定時間に応じて一定時間待機した後に、ステップ１０１６、１１１０において、Ｒ／Ｗは測定結果要求コマンド（Ｒｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔ）を送信する。ステップ１２１２でこのコマンドを受信したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２１３においてＵＩＤの照合を行った後、ステップ１０１７、１２１４において測定結果返信コマンド（Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔ）を用いて測定結果をＲ／Ｗに送信する。
【００４５】
Ｒ／Ｗは、Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔの受信（ステップ１０１８、１１１１）によって一連の動作を終えたら、ステップ１１１２においてキャリアを止める。そして、ステップ１１１３において、すべてのＲＦＩＤタグＴＲに関して測定が終了していれば、測定を終了し、測定が終了していなければステップ１１００に戻って再度測定を行う。
【００４６】
以上で述べたように、本実施の形態２では、測定を開始する直前にキャリアを止めることによって、自己発熱した分温度が下がるのでＲＦＩＤタグの自己発熱による影響を低減することが出来る。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態３のＲＦＩＤシステムは、前述した実施の形態１，２と同様のハード構成を用いて実現されるが、その処理シーケンスが実施の形態１，２とは異なっている。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図６に示すシーケンスは、前述した図１９または図４のシーケンスにおける各測定内の詳細シーケンスとして適用され、前述した図５のシーケンスのステップ５０１〜５０８に、ステップ５０９〜５１３が追加されたものとなっている。ステップ５０９〜５１２は、ステップ５０５〜５０８における測定動作、測定結果送信および測定結果保存の動作と同様なものであり、ステップ５１３はキャリアオフの動作となっている。
【００４９】
すなわち、本実施の形態３においては、ステップ５０５〜５１２の間に、測定〜測定結果保存の動作を連続して２回行い、それぞれの温度測定データ５１７，５１８を得て、外挿を行うことにより本来検出すべき測定温度５１４を算出することが特徴となっている。具体的には、例えば図６における時間間隔（Ｔ０−Ｔ１間）と時間間隔（Ｔ１−Ｔ２）間と温度測定データ５１７，５１８を用いて換算または補正することで、測定温度５１４を算出できる。
【００５０】
次に、図６のようなシーケンスを実行するためのＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグの詳細の処理手順について説明する。図１５は、本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャート、図１６は、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャート、図１７は、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
外挿は、図１５の測定実行コマンド送信（ステップ１３１１）から測定結果受信（ステップ１３２７）、図１６の測定実行コマンド送信（ステップ１４０７）から返信受信（ステップ１４１７）、図１７の測定実行コマンド受信（ステップ１５０８）から測定結果送信（ステップ１５２１）までに得られた測定データおよび測定時間のデータを下に行われる。この外挿における各ステップの詳細な処理内容は、図１２〜図１４で述べた測定動作および測定結果送受信に関連する各処理ステップを２回繰り返したものであるため、詳細な説明は省略する。
【００５２】
以上で述べたように、本実施の形態３では、外挿を行うことによって、特に測定中のセンサ部ＳＥＮＳ等の動作に伴い自己発熱した分を考慮した上で温度測定が行えるため、自己発熱による影響を低減することが出来る。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００５３】
（実施の形態４）
前述した実施の形態１では、ＲＦＩＤタグへの電力供給を絶つ方式の一例として、Ｒ／Ｗのキャリアを停止する方式を示したが、本実施の形態４では、これとは異なり、キャリアが常にオン状態のまま電力供給を絶つ方式の一例を示す。
【００５４】
図９は、本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。図９に示すＲＦＩＤタグＴＲａ２は、図８に示したＲＦＩＤタグＴＲａ１に対して、電源遮断回路となるスイッチＳＷ１，ＳＷ２、スイッチ制御回路ＳＷＣＴＬおよび可変コンデンサＣ１が追加された構成となっている。
【００５５】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電力供給を制御する役割を果たす。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するのがＳＷＣＴＬである。この方式では、例えば、図５，図６におけるキャリアオフを行うステップ５０３，５０４でキャリアを止める代わりに、ＳＷＣＴＬによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフすることでＳＷＣＴＬ、電源生成部ＰＷＳおよび整流回路ＲＣＦＹを除くすべての回路への電力供給を止める。さらに、Ｒ／Ｗから供給される電力が大きい場合、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ｂから可変コンデンサＣ１の値を制御する信号が送られ、共振周波数を変更することも出来る。
【００５６】
ＳＷＣＴＬには、例えばタイマ機能が付いており、このタイマによって図５，図６の測定ステップ５０５の段階でＲＦＩＤタグ全体に電力供給されるように制御することが可能となる。このタイマの設定時間は、図５，図６のパラメータ設定のステップ５０２で定めればよい。このような方式は、図５，図６のステップ５０３，５０４に限らず、図４のステップ４０２，４０４等に適用することも可能である。さらに、パッシブ型のＲＦＩＤタグに限らず、図３のようなアクティブ型のＲＦＩＤタグに適用して、ＲＦＩＤタグの温度上昇を抑えることもできる。
【００５７】
なお、ＲＦＩＤタグによって電力供給を遮断する方式は、前述した方式以外にも各種の方式が考えられる。例えば、複数の電源レギュレータ回路を設けて、その内の幾つかを非活性にする方式などがある。また、電力供給の遮断／復帰を切り替える信号も、前述したようなタイマに限らず、例えば、Ｒ／Ｗから遮断信号／復帰信号を発生するような方式にしてもよい。以上のように、ＲＦＩＤタグ自身の回路によって電力供給を遮断することで、センサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００５８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、飲料の短時間加熱による滅菌処理の温度測定への応用等にも適用でき、牛乳などの滅菌処理への応用の場合には、温度センサを内蔵したＲＦＩＤタグを用い、数秒間の加熱による滅菌処理を行なう場合に、自己発熱による温度誤差が低減できるため、精度良い加熱処理の温度測定が行える。
【００５９】
また、前述した実施の形態では温度センサのみ取り上げたが、温度センサに限らず温度に依存して特性が変化するセンサを用いた計測システムにおいても有効である。例えば特開２００５−０７７２１０号公報で用いられているフォトダイオードを用いた光検出センサの場合、温度によって暗電流の値が変化し、感度に影響が出る。本発明を適用すれば温度上昇による暗電流の変化が低減され、感度への影響を抑えることができる。
【００６０】
外挿を行うため続けて複数回測定を行う場合でも、前述した実施の形態では測定回数を２回としているが、２回に限定することはない。但し、電力消費による温度上昇はチップごとに限られているので図４に示すように温度上昇がほぼ線形である段階にとどめておくのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のＲＦＩＤシステムは、特に、温度センサを内蔵したＲＦＩＤタグを含む計測システムに適用して有益な技術であり、これに限らず光検出センサ等の各種センサを内蔵したＲＦＩＤタグを含む計測システムに対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＲＦＩＤタグを用いた計測システムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１のＲＦＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のＲＦＩＤタグの別の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのリーダ・ライタの構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタがＲＦＩＤタグへ送信するコマンド及びコードの一例とその動作説明を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグからリーダ・ライタに発信するレスポンスの一例を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図４のシーケンスによる効果の一例を説明する図である。
【図１９】本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図２０】図１９における１回分の測定を詳細に示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００６３】
ＴＲ ＲＦＩＤタグ
ＡＴＮ＿Ｒ，ＡＮＴ＿Ｔ アンテナ
Ｒ／Ｗ リーダ・ライタ
ＳＹＳ＿ＣＴＬ ホスト機器
ＲＦ 通信処理部
ＰＷＳ 電源生成部
ＴＲ＿ＣＴＬ 制御部
ＵＩＤ 識別子
ＳＰ 信号処理部
ＳＥＮＳ センサ部
ＯＳＣ 発振器
ＭＯＤ 変調回路
Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬ 制御回路
ＲＦＣＫＴ 無線通信回路
ＤＥＭ 復調回路
ＲＣＦＹ 整流回路
ＣＫＧＥＮ クロック生成回路
ＳＬＴＧＥＮ スロット生成部
ＰＲＭ パラメータ
ＭＥＭ 記憶回路
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換回路
Ｃ１ 可変コンデンサ
ＳＷ スイッチ
ＳＷＣＴＬ スイッチ制御回路
１００ 試験槽
１０１ 溶液
１０５ キャリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ、信号処理、論理制御回路等の複数の機能を１チップに集積化したセンサ内蔵のＲＦＩＤタグを用いた計測システムに適用して特に有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、センサ、認証番号、無線送受信機能を備えたトランスポンダと、リーダ・ライタとからなる通信システムにおいて、トランスポンダによるセンシング結果をリーダ・ライタに伝達する際に、リーダ・ライタ側の通信周波数および送信出力を可変にする技術が示されている。これによって、トランスポンダの製造ばらつきや周囲環境に伴う共振周波数のばらつきを吸収でき、通信の安定性を向上させることができる。
【０００３】
特許文献２には、例えば火力発電所のベルトコンベヤの軸受等といった多数の対象部品、対象機器にＩＣタグ・センサユニットを取付けた構成が示されている。特許文献３には、パッシブ型の無線タグを、火災・地震・漏水・交通事故等の異常検知手段として利用する技術が示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４８４９６号公報
【特許文献２】特開２００５−３２２５６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１５４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば特許文献１〜３に示すように、ＲＦＩＤタグにセンサを内蔵することにより、無線通信でセンサの測定結果を読み取る技術が近年注目されている。
【０００５】
図１は、ＲＦＩＤタグを用いた計測システムの構成例を示す概略図である。図１の計測システムは、例えば、特許文献１の通信システムに基づく構成例となっている。このシステムは、生体情報に関する様々な測定項目を検査するセンサを内蔵したＲＦＩＤタグを用いている。各々のＲＦＩＤタグには、検出対象の温度、光、イオン濃度、歪、圧力等を測定するセンサが各々１種類ずつ内蔵されている。
【０００６】
図１には、このようなＲＦＩＤタグＴＲ１〜ＴＲ３と、ＲＦＩＤタグとの間で通信を行うリーダ・ライタＲ／Ｗと、Ｒ／Ｗの制御及び測定結果の管理等を行うホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬとが示されている。ここでは、ＴＲ１〜ＴＲ３が、例えば試験槽１００に溜められた溶液１０１中に置かれている。ホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬには、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等が用いられる。Ｒ／ＷとＲＦＩＤタグとの間で通信を行う際は、リーダ・ライタアンテナＡＴＮ＿Ｒからキャリア１０５が出力される。
【０００７】
図２は、図１のＲＦＩＤタグの構成例を示すブロック図である。図２のＲＦＩＤタグＴＲａは、アンテナＡＴＮ＿Ｔと、通信処理部ＲＦ１と、電源生成部ＰＷＳと、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１と、ＲＦＩＤタグの識別子ＵＩＤと、センサ部ＳＥＮＳと、信号処理部ＳＰから構成される。通信処理部ＲＦ１は、変調、復調等の機能を備え、アンテナＡＴＮ＿Ｔを介してワイヤレス通信を行う。電源生成部ＰＷＳは、Ｒ／Ｗから発せられるキャリアを用いて電源電圧を生成する。信号処理部ＳＰは、センサ部ＳＥＮＳによる測定結果の処理などを行う。制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１は、ＲＦＩＤタグＴＲａの全体動作を制御する。図３は、図１のＲＦＩＤタグの別の構成例を示すブロック図である。図３のＲＦＩＤタグＴＲｂは、直流電源付のＲＦＩＤタグの構成例である。このタグは、図２の電源生成部ＰＷＳの代わりに直流電源ＢＡＴを搭載している。
【０００８】
図１９は、本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。ＰＣは、Ｒ／Ｗの動作を制御するホスト機器ＳＹＳ＿ＣＴＬに、Ｃｈｉｐは、ＲＦＩＤタグＴＲに、ＳＥＮＳは、Ｃｈｉｐ内部のセンサ部にそれぞれ相当する。図１９では、センサ部ＳＥＮＳを用いて、複数回の測定が行われている。図２０は、図１９における１回分の測定を詳細に示すシーケンス図である。
【０００９】
図２０に示すように、測定の流れは、まずステップ３０７において、リーダ・ライタＲ／Ｗが、ＲＦＩＤタグの識別子を得るためのコマンドを送信する。続いてステップ３０８において、測定を行う際に必要なパラメータ設定を行うためのコマンドを送信する。次のステップ３０９で、測定を行うようコマンドを送信し、これに対して、ＲＦＩＤタグからコマンド受信を表すレスポンスが返る。ステップ３１０では、Ｒ／Ｗは、ＲＦＩＤタグが測定を終えるまで待機した状態になっている。ステップ３１１において、Ｒ／Ｗは、測定結果を返信するようにＲＦＩＤタグにコマンドを送信する。ステップ３１２では、Ｒ／Ｗが受信した測定データをホスト機器で保存している。
【００１０】
このような計測システムは、通常、図１９に示したように精度の確保及び、常時計測による検出結果の計時変化を見るために繰り返し測定を行う。そうすると、ＲＦＩＤタグが動作している間、電力によって、ＲＦＩＤタグ内部で温度上昇（自己発熱）が起き、測定時に誤差を生じてしまう。特に、ＲＦＩＤタグは、小面積であるため、このような温度上昇が発生し易い。このような温度上昇による不具合は、温度センサに限られるものではなく、各種センサに対しても影響を与える。例えば、光検出センサでは、暗電流により誤検出が発生し、イオン濃度センサにおいては、ＭＯＳトランジスタの熱雑音で測定誤差が生じる。
【００１１】
本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１３】
本発明のＲＦＩＤシステムは、センサ回路を内蔵したＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤリーダ・ライタとを備え、更に、センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、各測定の合間に一定期間ＲＦＩＤタグ内部の一部または全ての回路への電力供給を絶つ機能を備えたものとなっている。これによって、電力供給に伴う自己発熱により上昇したＲＦＩＤタグの温度を、周囲温度等にまで戻した状態で各測定を行えるため、測定誤差を低減し、高精度な測定が実現可能となる。
【００１４】
このような電力供給を絶つ機能は、例えば、ＲＦＩＤリーダ・ライタからＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号を絶つことで容易に実現可能である。また、ＲＦＩＤタグに電源遮断回路を設けることによっても実現可能である。
【００１５】
また、センサ回路を用いた複数回の測定における各測定内のシーケンスには、例えば、識別子確認や測定条件設定等を行う第１処理ステップと、実際の測定を行い、その測定結果の処理を行う第２処理ステップなどが含まれる。このような場合、前述した電力供給を絶つ期間は、例えば、第２処理ステップの終了後から第１処理ステップの開始前までとするとよい。これによって、各測定シーケンス毎に一旦上昇した温度を冷却することができる。また、更に高精度な測定を行いたい場合は、第１処理ステップと第２処理ステップの間で電力供給を絶つことも有益である。そうすると、第１処理ステップの間に上昇した温度を冷ますことができる。
【００１６】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、前述した各測定内のシーケンスにおいて、更に、第２処理ステップ内でも複数回の測定および測定結果処理を行い、それぞれの測定結果から自己発熱による誤差を補正して、第２処理ステップに対する１つの測定結果を算出するものとなっている。これによっても、高精度な測定が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態１のＲＦＩＤシステムは、例えば、図１に示した計測システムおよび図２のようなパッシブ型のＲＦＩＤタグに適用される。ここでは、図１，図２のＲＦＩＤタグＴＲ１〜３内のセンサ部ＳＥＮＳが、温度センサ（Ｔｈセンサ）であるものとして説明する。この場合、図１の計測システムでは、ＲＦＩＤタグＴＲ１〜３によって溶液１００の温度計測が行われ、その測定データが、リーダ・ライタＲ／Ｗによって読み出される。また、ＰＣ等のホスト機器（上位システム制御装置）ＳＹＳ＿ＣＴＬは、Ｒ／Ｗを制御すると共に、ＲＦＩＤタグからＲ／Ｗを介して取得した測定データを処理し、測定結果の判別などを行う。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図４のシーケンスにおいて、測定を行っている各ステップ４０１，４０３，４０５，４０７では、前述した図１９の場合と同様に、図２０の詳細シーケンスに従って測定を行っている。ただし、図１９では、Ｒ／Ｗが、図２０のデータ保存のステップ３１２の直後に続けて識別子要求のステップ３０７を実行しているのに対して、図４では、Ｒ／Ｗが、ステップ４０２，４０４，４０６のように、図２０のデータ保存のステップ３１２が終了する毎にキャリアを一定期間停止している。
【００２１】
この測定方法の効果を図１８に示す。このとき図４におけるキャリアを止める時間は２秒間である。キャリアを止める前のＲＦＩＤタグの温度１６０１とキャリアを切った場合の温度１６０２を比較すると、キャリアが常に出ている状態では５℃以上上昇するのに対して、キャリアを止めることで温度上昇は１℃以下に抑えられている。
【００２２】
次に、このような測定方法を実現するための、図１の計測システムの詳細な構成例および詳細な処理手順について説明する。
【００２３】
図７は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのリーダ・ライタの構成の一例を示すブロック図である。図７のリーダ・ライタＲ／Ｗは、ＲＦＩＤタグと通信を行うためのコイルアンテナＡＴＮ＿Ｒと、ＡＴＮ＿Ｒに接続される無線通信回路ＲＦＣＫＴと、発振器ＯＳＣと、変調回路ＭＯＤ１と、復調回路ＤＥＭ１と、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬなどから構成される。発振器ＯＳＣは、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬによって発振周波数が制御される。変調回路ＭＯＤ１は、ＲＦＩＤタグへ送信したい信号をＯＳＣで発生した発振周波数で変調し、無線通信回路ＲＦＣＫＴへ出力する。復調回路ＤＥＭ１は、ＡＴＮ＿Ｒを経由してＲＦＣＫＴで受信したＲＦＩＤタグから送られてくる信号を復調する。また、制御回路Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬは、ＭＯＤ１の変調周波数とＲＦＣＫＴのＲＦ周波数とを、Ｒ／Ｗ外部の上位システム制御装置ＳＹＳ＿ＣＴＬからの制御信号に基づいて制御する。
【００２４】
図８は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。リーダ・ライタＲ／Ｗから送信された電磁波は、コイルアンテナＡＴＮ＿Ｔで受信され、整流回路ＲＣＦＹで整流されて電源生成部ＰＷＳで安定化される。この安定化された電源が、ＲＦＩＤタグＴＲａ１の電源としてＴＲａ１内の各回路へ供給される（なお、図８では電源線は省略されている）。
【００２５】
また、コイルアンテナＡＴＮ＿Ｔで受信された電磁波は、復調回路ＤＥＭ２とクロック生成回路ＣＫＧＥＮに送られ、それぞれ信号の復調とＲＦＩＤタグ内部用クロック信号の生成とが行われる。変調回路ＭＯＤ２は、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ａからＡＴＮ＿Ｔを介して送出される各種のコマンドやデータの変調を行う。ＲＣＦＹ、ＤＥＭ２、ＣＬＫＧＥＮ、ＭＯＤ２は、リーダ・ライタＲ／Ｗと通信するための通信処理部ＲＦを構成する。
【００２６】
センサ部ＳＥＮＳは、試験槽内の温度を測定する。ＳＥＮＳで検出された測定結果であるアナログデータは、アナログ・ディジタル変換回路ＡＤＣにて、ディジタルデータに変換され、記憶回路ＭＥＭに格納される。制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、変調回路ＭＯＤ２、復調回路ＤＥＭ２、クロック生成回路ＣＬＫＧＥＮ、センサ部ＳＥＮＳ、アナログ・ディジタル変換回路ＡＤＣ、記憶回路ＭＥＭを制御する。ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、これらの回路動作を制御するパラメータＰＲＭ（温度センサの場合は測定範囲や感度を決める値）を含んでいる。さらに、ＴＲ＿ＣＴＬ１ａは、Ｒ／Ｗとの通信時におけるＩＤ識別時の衝突を防止するためのスロット生成部ＳＬＴＧＥＮと、各ＲＦＩＤタグ固有の統合識別情報（識別子）ＵＩＤとを有する。
【００２７】
図１０は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタがＲＦＩＤタグへ送信するコマンド及びコードの一例とその動作説明を示した図である。統合識別情報要求コマンド（Ｒｅｑ＿ＵＩＤ）は、コードＣ０１とＣ０２で表され、測定を行う前にＲＦＩＤタグの識別子ＵＩＤを要求する。コードＣ０１は照合用スロットを表わし、コードＣ０２はＲＦＩＤタグ内でスロットを生成させ、ＲＦＩＤタグ内で生成されたスロットと照合用スロットＣ０１が一致した際にＵＩＤをリーダ・ライタＲ／Ｗに送信させる機能を持つ。Ｃ０１は一定の間隔で変化し（例えば０００、００１、０１０・・・）、その間隔及び周期はＲ／Ｗ側によって制御される。Ｃ０２を受信すると、ＲＦＩＤタグはスロットを生成するがスロットを生成する要素としてＵＩＤの一部を利用している（例えばＵＩＤの一部をそのまま照合用スロットとして使う）。
【００２８】
ここで、ＵＩＤのどの部分を指定するかはＲ／Ｗ側によって制御される。仮にＲ／ＷがＲＦＩＤタグに向けてＲｅｑ＿ＵＩＤを送信後、ＲＦＩＤタグからの返信信号が衝突した場合は１周期過ぎた後に、もう一度Ｒｅｑ＿ＵＩＤを送信する。この場合、スロットを生成する際に利用するＵＩＤの一部は以前とは異なる部分を用いる（例えば最初の１周期でＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いた場合、次の１周期はＳ４、Ｓ５、Ｓ６を利用するようにＣ０２が制御される）。スロットが一致した際にＲＦＩＤタグからＲ／Ｗに向けてレスポンスが返る。
【００２９】
温度センサ前処理実行コマンド（Ｓｅｔ＿Ｔｈ）は、コードＣ０４、Ｃ０３、Ｃ０５、Ｃ０６で構成される。コードＣ０４は、温度センサの前処理動作コードを表し、測定前の処理及びパラメータ設定を行うためのコードである。コードＣ０３は、ＵＩＤに含まれるＲＦＩＤタグのＩＤを、Ｃ０５は、Ｒ／ＷがＲＦＩＤタグに温度センサが内蔵されていることを認識するために必要なセンサ情報を含んだＩＤ、Ｃ０６は、温度センサのパラメータを表わす。
【００３０】
温度センサ測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）は、コードＣ０７と、前述したコードＣ０３、Ｃ０５で構成される。コードＣ０７は、温度センサの測定開始命令に該当する動作コードを表わす。測定結果要求コマンド（Ｒｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔ）は、コードＣ０８、Ｃ０９で構成され、各ＲＦＩＤタグへ測定結果の送信を要求するコマンドである。コードＣ０８は、記憶回路ＭＥＭに格納した測定結果の送信命令であり、コードＣ０９は、ＵＩＤである。
【００３１】
図１１は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグからリーダ・ライタに発信するレスポンスの一例を説明する図である。識別情報返信コマンド（Ｒｅｓ＿ＵＩＤ）は、コードＣ２３で構成され、Ｒ／ＷからのＲｅｑ＿ＵＩＤに対して照合用スロットが一致した場合に発生する。前処理動作終了コマンド（Ｒｅｓ＿ｃｏｍｐｌ）は、コードＣ２１で構成され、温度センサのパラメータ設定などといった測定前に必要な前処理動作が終了した際に発生する。測定結果返信コマンド（Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔ）は、コードＣ２２で構成され、Ｒ／ＷからのＲｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔに対して測定データを返信する際に発生する。
【００３２】
以上、図１０，図１１に示したような各種コマンドは、図２０のシーケンスにおいて、適宜使用されることになる。このように、図７および図８のようなＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグで、図１０および図１１に示したようなコマンドの送受信を行いながら、図４および図２０に示したように、各測定終了時にＲ／Ｗからのキャリアを一旦停止するシーケンスを実行することで、ＲＦＩＤタグの温度上昇を抑えながら計測を行うことができる。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態２のＲＦＩＤシステムは、前述した実施の形態１と同様のハード構成を用いて実現されるが、その処理シーケンスが実施の形態１とは異なっている。
【００３４】
図５は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図５に示すシーケンスは、前述した図１９のシーケンスにおける各測定内または図４のシーケンスにおける各測定内の詳細シーケンスとして適用される。図５に示すように各測定内においては、リーダ・ライタＲ／ＷとＲＦＩＤタグ（Ｃｈｉｐ）との間で、順に、識別子獲得のステップ５０１と、パラメータ設定のステップ５０２と、センサ部ＳＥＮＳによる測定動作のステップ５０５と、測定結果送受信のステップ５０７と、測定結果保存のステップ５０８とが実行される。
【００３５】
ここで、本実施の形態２では、パラメータ設定のステップ５０２と測定動作のステップ５０５との間に、Ｒ／Ｗからのキャリアを停止して一定時間待機するステップ（期間）５０３，５０４を設けることが特徴となっている。これによって、ステップ５０１，５０２の間に発生する若干の温度上昇を補償することができ、実施の形態１に比べてより厳密な温度測定が可能となる。なお、図５のシーケンスを図１９のシーケンスの一部として用いるか図４のシーケンスの一部として用いるかは、図４の各測定間の時間間隔や、待機期間５０３，５０４の長さなどに応じて適宜定めればよい。
【００３６】
次に、図５のようなシーケンスを実行するためのＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグの詳細な処理手順について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャート、図１３は、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャート、図１４は、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図５のシーケンスを図４のシーケンスの一部として用いた場合を想定して説明を行う。
【００３７】
図１２に示すステップ１００１〜１００３、図１３に示すステップ１１００〜１１０２及び図１４のステップ１２００〜１２０３では、図１０，図１１で述べたＲｅｑ＿ＵＩＤおよびＲｅｓ＿ＵＩＤコマンドを用いて識別子の送受信が行われる。リーダ・ライタＲ／Ｗは、ステップ１００１、１１００において、ＲＦＩＤタグＴＲにＲｅｑ＿ＵＩＤを送信する。Ｒｅｑ＿ＵＩＤを受信（ステップ１２００）したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０１において照合用スロットＣ０１との比較を行う。このとき、コードＣ０２によってＲＦＩＤタグＴＲ内ではスロットが生成され、Ｃ０１が一致した際にＵＩＤをＲ／Ｗに送信する（ステップ１２０２）。
【００３８】
ＵＩＤの取得を終えると、図１２に示すステップ１００４〜１００７、図１３に示す１１０３〜１１０４及び図１４に示すステップ１２０４〜１２０７で、Ｒ／ＷとＲＦＩＤタグＴＲとの間で測定前に必要なパラメータ設定等の前処理実行のための通信がなされる。
【００３９】
ステップ１００４，１１０３において、Ｒ／Ｗは、ＲＦＩＤタグＴＲに前処理動作実行コマンド（Ｓｅｔ＿Ｔｈ）を送信する。ステップ１２０４でＳｅｔ＿Ｔｈを受信したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０５においてＵＩＤが一致したことを確認し、ステップ１００５、１２０６において、Ｃ０４によって前処理の動作及びパラメータの設定を行う。ＲＦＩＤタグＴＲは、設定パラメータを不揮発性メモリ（記憶回路）ＭＥＭに書き終えたら、Ｒ／Ｗに前処理終了の報告としてＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信する（ステップ１００６、１２０７）。
【００４０】
Ｒ／Ｗは、ステップ１００７、１１０４で前処理動作が終了したことを確認した後、ステップ１００８、１１０５において一旦キャリアを止める。この時点では、センサ部ＳＥＮＳ、ＡＤＣ等測定に不可欠な部分は動作していないため、電力消費による温度上昇も小さい。したがって、キャリアを止める時間は、図４においてホスト（ＰＣ）が測定データを受信した後に止める時間よりも短くてよい。
【００４１】
Ｒ／Ｗは、ステップ１００９で一定時間待機した後、ステップ１０１０、１１０６において再度キャリアを発生する。さらに、キャリアを発生した直後に、ステップ１０１１、１１０７において、測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）を送信する。
【００４２】
ステップ１２０８において、Ｍｅａｓ＿Ｔｈを受け取ったＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２０９でＵＩＤの確認を行う。ＴＲは、ＵＩＤが一致したら、ステップ１０１２、１２１０においてＲ／ＷにＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信し、センサ部ＳＥＮＳ、ＡＤＣ等を動作させて測定を行う（ステップ１２１１）。ただし、測定を終了した際に、ＴＲは測定終了の報告をしない。測定結果をディジタル値に変換するまでの時間は仕様によって異なっているが、測定結果をディジタル値に変換している間、ＰＣおよびＲ／Ｗは仕様に合わせて待機する（ステップ１０１４、１１０９）。待機している間にＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１０１５、１２１１で測定を行いデータを一時的に保存する。
【００４３】
なお、Ｒ／Ｗから測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ）を受け取りセンサ部ＳＥＮＳを起動するまでには僅かな時間が必要となる。このときも電力消費による温度上昇が考えられるが、従来のように識別子情報の獲得や前処理の段階での温度上昇分は含まないうえ、これらの工程に必要な時間と比べるとほんの僅かである。測定結果は、測定時の温度がデータとなるため、０．５℃、もしくはそれ以下の誤差を実現することが可能である。
【００４４】
測定時間に応じて一定時間待機した後に、ステップ１０１６、１１１０において、Ｒ／Ｗは測定結果要求コマンド（Ｒｅｑ＿Ｒｅｓｕｌｔ）を送信する。ステップ１２１２でこのコマンドを受信したＲＦＩＤタグＴＲは、ステップ１２１３においてＵＩＤの照合を行った後、ステップ１０１７、１２１４において測定結果返信コマンド（Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔ）を用いて測定結果をＲ／Ｗに送信する。
【００４５】
Ｒ／Ｗは、Ｒｅｓ＿Ｒｅｓｕｌｔの受信（ステップ１０１８、１１１１）によって一連の動作を終えたら、ステップ１１１２においてキャリアを止める。そして、ステップ１１１３において、すべてのＲＦＩＤタグＴＲに関して測定が終了していれば、測定を終了し、測定が終了していなければステップ１１００に戻って再度測定を行う。
【００４６】
以上で述べたように、本実施の形態２では、測定を開始する直前にキャリアを止めることによって、自己発熱した分温度が下がるのでＲＦＩＤタグの自己発熱による影響を低減することが出来る。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態３のＲＦＩＤシステムは、前述した実施の形態１，２と同様のハード構成を用いて実現されるが、その処理シーケンスが実施の形態１，２とは異なっている。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。図６に示すシーケンスは、前述した図１９または図４のシーケンスにおける各測定内の詳細シーケンスとして適用され、前述した図５のシーケンスのステップ５０１〜５０８に、ステップ５０９〜５１３が追加されたものとなっている。ステップ５０９〜５１２は、ステップ５０５〜５０８における測定動作、測定結果送信および測定結果保存の動作と同様なものであり、ステップ５１３はキャリアオフの動作となっている。
【００４９】
すなわち、本実施の形態３においては、ステップ５０５〜５１２の間に、測定〜測定結果保存の動作を連続して２回行い、それぞれの温度測定データ５１７，５１８を得て、外挿を行うことにより本来検出すべき測定温度５１４を算出することが特徴となっている。具体的には、例えば図６における時間間隔（Ｔ０−Ｔ１間）と時間間隔（Ｔ１−Ｔ２）間と温度測定データ５１７，５１８を用いて換算または補正することで、測定温度５１４を算出できる。
【００５０】
次に、図６のようなシーケンスを実行するためのＲ／ＷおよびＲＦＩＤタグの詳細の処理手順について説明する。図１５は、本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャート、図１６は、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャート、図１７は、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
外挿は、図１５の測定実行コマンド送信（ステップ１３１１）から測定結果受信（ステップ１３２７）、図１６の測定実行コマンド送信（ステップ１４０７）から返信受信（ステップ１４１７）、図１７の測定実行コマンド受信（ステップ１５０８）から測定結果送信（ステップ１５２１）までに得られた測定データおよび測定時間のデータを下に行われる。この外挿における各ステップの詳細な処理内容は、図１２〜図１４で述べた測定動作および測定結果送受信に関連する各処理ステップを２回繰り返したものであるため、詳細な説明は省略する。
【００５２】
以上で述べたように、本実施の形態３では、外挿を行うことによって、特に測定中のセンサ部ＳＥＮＳ等の動作に伴い自己発熱した分を考慮した上で温度測定が行えるため、自己発熱による影響を低減することが出来る。したがって、センサ内蔵のＲＦＩＤタグを含むＲＦＩＤシステムにおいて、そのセンサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００５３】
（実施の形態４）
前述した実施の形態１では、ＲＦＩＤタグへの電力供給を絶つ方式の一例として、Ｒ／Ｗのキャリアを停止する方式を示したが、本実施の形態４では、これとは異なり、キャリアが常にオン状態のまま電力供給を絶つ方式の一例を示す。
【００５４】
図９は、本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。図９に示すＲＦＩＤタグＴＲａ２は、図８に示したＲＦＩＤタグＴＲａ１に対して、電源遮断回路となるスイッチＳＷ１，ＳＷ２、スイッチ制御回路ＳＷＣＴＬおよび可変コンデンサＣ１が追加された構成となっている。
【００５５】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、電力供給を制御する役割を果たす。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するのがＳＷＣＴＬである。この方式では、例えば、図５，図６におけるキャリアオフを行うステップ５０３，５０４でキャリアを止める代わりに、ＳＷＣＴＬによってスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフすることでＳＷＣＴＬ、電源生成部ＰＷＳおよび整流回路ＲＣＦＹを除くすべての回路への電力供給を止める。さらに、Ｒ／Ｗから供給される電力が大きい場合、制御部ＴＲ＿ＣＴＬ１ｂから可変コンデンサＣ１の値を制御する信号が送られ、共振周波数を変更することも出来る。
【００５６】
ＳＷＣＴＬには、例えばタイマ機能が付いており、このタイマによって図５，図６の測定ステップ５０５の段階でＲＦＩＤタグ全体に電力供給されるように制御することが可能となる。このタイマの設定時間は、図５，図６のパラメータ設定のステップ５０２で定めればよい。このような方式は、図５，図６のステップ５０３，５０４に限らず、図４のステップ４０２，４０４等に適用することも可能である。さらに、パッシブ型のＲＦＩＤタグに限らず、図３のようなアクティブ型のＲＦＩＤタグに適用して、ＲＦＩＤタグの温度上昇を抑えることもできる。
【００５７】
なお、ＲＦＩＤタグによって電力供給を遮断する方式は、前述した方式以外にも各種の方式が考えられる。例えば、複数の電源レギュレータ回路を設けて、その内の幾つかを非活性にする方式などがある。また、電力供給の遮断／復帰を切り替える信号も、前述したようなタイマに限らず、例えば、Ｒ／Ｗから遮断信号／復帰信号を発生するような方式にしてもよい。以上のように、ＲＦＩＤタグ自身の回路によって電力供給を遮断することで、センサによる測定精度を向上されることが可能になる。
【００５８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、飲料の短時間加熱による滅菌処理の温度測定への応用等にも適用でき、牛乳などの滅菌処理への応用の場合には、温度センサを内蔵したＲＦＩＤタグを用い、数秒間の加熱による滅菌処理を行なう場合に、自己発熱による温度誤差が低減できるため、精度良い加熱処理の温度測定が行える。
【００５９】
また、前述した実施の形態では温度センサのみ取り上げたが、温度センサに限らず温度に依存して特性が変化するセンサを用いた計測システムにおいても有効である。例えば特開２００５−０７７２１０号公報で用いられているフォトダイオードを用いた光検出センサの場合、温度によって暗電流の値が変化し、感度に影響が出る。本発明を適用すれば温度上昇による暗電流の変化が低減され、感度への影響を抑えることができる。
【００６０】
外挿を行うため続けて複数回測定を行う場合でも、前述した実施の形態では測定回数を２回としているが、２回に限定することはない。但し、電力消費による温度上昇はチップごとに限られているので図４に示すように温度上昇がほぼ線形である段階にとどめておくのが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のＲＦＩＤシステムは、特に、温度センサを内蔵したＲＦＩＤタグを含む計測システムに適用して有益な技術であり、これに限らず光検出センサ等の各種センサを内蔵したＲＦＩＤタグを含む計測システムに対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＲＦＩＤタグを用いた計測システムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１のＲＦＩＤタグの構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のＲＦＩＤタグの別の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのリーダ・ライタの構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、そのＲＦＩＤタグの構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタがＲＦＩＤタグへ送信するコマンド及びコードの一例とその動作説明を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグからリーダ・ライタに発信するレスポンスの一例を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタおよびＲＦＩＤタグの測定動作の一例を示すラダーチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ・ライタの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤタグの詳細動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムにおいて、図４のシーケンスによる効果の一例を説明する図である。
【図１９】本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムにおいて、図１の計測システムを用いた測定手順の一例を示すシーケンス図である。
【図２０】図１９における１回分の測定を詳細に示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００６３】
ＴＲ ＲＦＩＤタグ
ＡＴＮ＿Ｒ，ＡＮＴ＿Ｔ アンテナ
Ｒ／Ｗ リーダ・ライタ
ＳＹＳ＿ＣＴＬ ホスト機器
ＲＦ 通信処理部
ＰＷＳ 電源生成部
ＴＲ＿ＣＴＬ 制御部
ＵＩＤ 識別子
ＳＰ 信号処理部
ＳＥＮＳ センサ部
ＯＳＣ 発振器
ＭＯＤ 変調回路
Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬ 制御回路
ＲＦＣＫＴ 無線通信回路
ＤＥＭ 復調回路
ＲＣＦＹ 整流回路
ＣＫＧＥＮ クロック生成回路
ＳＬＴＧＥＮ スロット生成部
ＰＲＭ パラメータ
ＭＥＭ 記憶回路
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換回路
Ｃ１ 可変コンデンサ
ＳＷ スイッチ
ＳＷＣＴＬ スイッチ制御回路
１００ 試験槽
１０１ 溶液
１０５ キャリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回路と制御回路とセンサ回路とを１つの半導体チップに集積化したＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタとを備えたＲＦＩＤシステムであって、
前記センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、前記各測定の合間に一定期間前記ＲＦＩＤタグの内部回路への電力供給を絶つ機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項２】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて測定を実行し、前記測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第２処理ステップの終了後から前記第１処理ステップの開始前の期間であることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項３】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて測定を実行し、前記測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第１処理ステップの終了後から前記第２処理ステップの開始前の期間であることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項４】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記電力供給を絶つ機能は、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号を絶つことで実現されることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項５】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記電力供給を絶つ機能は、前記ＲＦＩＤタグ内に、前記ＲＦＩＤタグの内部回路に対する電力供給の遮断／復帰を制御可能な電源遮断回路を備えることで実現されることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項６】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて複数回の測定を実行し、それぞれの測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第１処理ステップの終了後から前記第２処理ステップの開始前の期間と、前記第２処理ステップの終了後から前記第１処理ステップの開始前の期間であり、
前記ＲＦＩＤシステムは、前記第２処理ステップでの複数回の測定によって得られたそれぞれの測定結果から、前記ＲＦＩＤタグの自己発熱による誤差を補正して、前記第２処理ステップに対して１つの測定結果を算出する機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
変調機能および復調機能を含み、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間で無線通信を行う通信回路と、
各種測定を実行可能なセンサ回路と、
前記通信回路および前記センサ回路を制御する制御回路と、
前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路に電力を供給する電源回路とが１つの半導体チップに集積化されたＲＦＩＤタグであって、
前記電源回路には、前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路に対する電力供給の遮断／復帰を制御する電源遮断回路が含まれていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項７記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記電源遮断回路には、
前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路の電源配線に接続された電源スイッチと、
前記電源スイッチのオン／オフを時間によって制御するタイマ回路とが含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
センサ回路を内蔵したＲＦＩＤタグに電力を供給するためキャリア信号を発生し、前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタであって、
前記ＲＦＩＤタグが前記センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、前記各測定の合間に一定期間前記キャリア信号の発生を停止する機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤリーダ・ライタ。
【請求項１０】
通信回路と制御回路とセンサ回路とを１つの半導体チップに集積化したＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグに向けてキャリア信号を発生し、前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタとを備え、
前記センサ回路を用いて第１測定と第２測定を含む複数回の測定を行うＲＦＩＤシステムの処理方法であって、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第１測定の実行命令を発生する第１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記第１測定を行う第２ステップと、
前記第１測定の終了後、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記キャリア信号の発生を停止する第３ステップと、
一定時間経過後、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記キャリア信号の発生を再開する第４ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第２測定の実行命令を発生する第５ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記第２測定を行う第６ステップとを含むことを特徴とするＲＦＩＤシステムの処理方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のＲＦＩＤシステムの処理方法において、さらに
前記第１ステップの前に、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第１測定に必要な第１設定を送信する第１１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記送信された第１設定を不揮発性メモリに記憶する第１２ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号の発生を一定時間停止して再開する第１３ステップとを備え、
前記第４ステップと前記第５ステップの間に、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第２測定に必要な第２設定を送信する第５１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記送信された第２設定を前記不揮発性メモリに記憶する第５２ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号の発生を一定時間停止して再開する第５３ステップとを備えることを特徴とするＲＦＩＤシステムの処理方法。
【請求項１】
通信回路と制御回路とセンサ回路とを１つの半導体チップに集積化したＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタとを備えたＲＦＩＤシステムであって、
前記センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、前記各測定の合間に一定期間前記ＲＦＩＤタグの内部回路への電力供給を絶つ機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項２】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて測定を実行し、前記測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第２処理ステップの終了後から前記第１処理ステップの開始前の期間であることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項３】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて測定を実行し、前記測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第１処理ステップの終了後から前記第２処理ステップの開始前の期間であることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項４】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記電力供給を絶つ機能は、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号を絶つことで実現されることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項５】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記電力供給を絶つ機能は、前記ＲＦＩＤタグ内に、前記ＲＦＩＤタグの内部回路に対する電力供給の遮断／復帰を制御可能な電源遮断回路を備えることで実現されることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項６】
請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
前記各測定には、測定実行前の各種処理を行う第１処理ステップと、前記センサ回路を用いて複数回の測定を実行し、それぞれの測定結果の処理を行う第２処理ステップとが含まれ、
前記電力供給を絶つ一定期間は、前記第１処理ステップの終了後から前記第２処理ステップの開始前の期間と、前記第２処理ステップの終了後から前記第１処理ステップの開始前の期間であり、
前記ＲＦＩＤシステムは、前記第２処理ステップでの複数回の測定によって得られたそれぞれの測定結果から、前記ＲＦＩＤタグの自己発熱による誤差を補正して、前記第２処理ステップに対して１つの測定結果を算出する機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
変調機能および復調機能を含み、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間で無線通信を行う通信回路と、
各種測定を実行可能なセンサ回路と、
前記通信回路および前記センサ回路を制御する制御回路と、
前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路に電力を供給する電源回路とが１つの半導体チップに集積化されたＲＦＩＤタグであって、
前記電源回路には、前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路に対する電力供給の遮断／復帰を制御する電源遮断回路が含まれていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項７記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記電源遮断回路には、
前記通信回路、前記センサ回路および前記制御回路の電源配線に接続された電源スイッチと、
前記電源スイッチのオン／オフを時間によって制御するタイマ回路とが含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
センサ回路を内蔵したＲＦＩＤタグに電力を供給するためキャリア信号を発生し、前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタであって、
前記ＲＦＩＤタグが前記センサ回路を用いて複数回連続して測定を行う際に、前記各測定の合間に一定期間前記キャリア信号の発生を停止する機能を備えることを特徴とするＲＦＩＤリーダ・ライタ。
【請求項１０】
通信回路と制御回路とセンサ回路とを１つの半導体チップに集積化したＲＦＩＤタグと、
前記ＲＦＩＤタグに向けてキャリア信号を発生し、前記ＲＦＩＤタグとの間で無線通信が可能なＲＦＩＤリーダ・ライタとを備え、
前記センサ回路を用いて第１測定と第２測定を含む複数回の測定を行うＲＦＩＤシステムの処理方法であって、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第１測定の実行命令を発生する第１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記第１測定を行う第２ステップと、
前記第１測定の終了後、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記キャリア信号の発生を停止する第３ステップと、
一定時間経過後、前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記キャリア信号の発生を再開する第４ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第２測定の実行命令を発生する第５ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記第２測定を行う第６ステップとを含むことを特徴とするＲＦＩＤシステムの処理方法。
【請求項１１】
請求項１０記載のＲＦＩＤシステムの処理方法において、さらに
前記第１ステップの前に、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第１測定に必要な第１設定を送信する第１１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記送信された第１設定を不揮発性メモリに記憶する第１２ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号の発生を一定時間停止して再開する第１３ステップとを備え、
前記第４ステップと前記第５ステップの間に、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けて前記第２測定に必要な第２設定を送信する第５１ステップと、
前記ＲＦＩＤタグが前記送信された第２設定を前記不揮発性メモリに記憶する第５２ステップと、
前記ＲＦＩＤリーダ・ライタから前記ＲＦＩＤタグに向けたキャリア信号の発生を一定時間停止して再開する第５３ステップとを備えることを特徴とするＲＦＩＤシステムの処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００７−１１４９２５（Ｐ２００７−１１４９２５Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０４０７３（Ｐ２００５−３０４０７３）
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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