(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理情報及びデータを変調して高周波信号を生成し、該高周波信号を無線で送信するとともに、処理情報及びデータに対する応答データを無線で受信する質問器と、該質問器から高周波信号を受信し、該高周波信号を整流して内部回路を動作させる電圧を生成するとともに、高周波信号を復調して質問器の処理情報に基づいて不揮発性メモリへの書き込みの処理を実行し、質問器に応答データを送信する応答器とを備えた非接触データ送受信装置において、
上記応答器は、不揮発性メモリへの書き込みを保証する第一の電圧値及び該第一の電圧値よりメモリ書き込み時に生ずる電源電圧低下分だけ高い第二の電圧値を設定し、高周波信号を整流して生成された動作電圧を該第一の電圧値及び第二の電圧値と比較して当該動作電圧を監視する電源電圧監視回路を備え、
上記電源電圧監視回路による監視の結果、上記質問器からの処理情報に基づいて上記不揮発性メモリへの書き込みを実行するときに動作電圧が上記第二の電圧値未満のときは、上記不揮発性メモリへの書き込みを実行せず、かつ上記質問器に送信する応答データに上記不揮発性メモリへの書き込みを実行しない旨の情報を付加し、
動作電圧が上記第二の電圧値以上のときは、上記不揮発性メモリへの書き込みを開始し、上記不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が上記第一の電圧値以上を維持したときは、上記質問器に送信する応答データに動作電圧が第一の電圧値以上を維持した旨の情報を付加し、上記不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が上記第一の電圧値未満になったときは、上記質問器に送信する応答データに動作電圧が上記第一の電圧値未満になった旨の情報を付加するものであって、
上記質問器は、上記応答器から送信された応答データに付加された情報に応じて、次に送信する処理情報及びデータを決定することを特徴とする非接触データ送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場の生産ラインや物流ライン、又はオフィスの入退出管理等において、非接触カード等を用いてデータ通信を行う非接触データ送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の非接触データ送受信装置の構成を示すブロック図であり、この図７において、１は質問器、２は質問器１と通信を行う応答器であり、３は通信エリアである。
質問器１は、発振器４，変調部５，送信部６，受信部７，復調部８及び制御部９を備えて構成され、発振器４の出力端は変調部５の入力端に接続され、さらにこの変調部５の出力端は送信部６に接続されている。制御部９はＣＰＵ等によって構成され、変調部５及び復調部８に接続されている。
【０００３】
応答器２は、受信部１１，電源部１２，復調部１３，制御部１４，メモリ１５，変調部１６および送信部１７を備えて構成されている。受信部１１は、電源部１２に接続され、さらに復調部１３に接続されている。送信部１７は変調部１６に接続され、また、制御部１４は復調部１３，変調部１６及びメモリ１５にそれぞれ接続されている。
そして、かかる非接触データ送受信装置では、質問器１から応答器２に対して非接触で高周波信号を送出し、応答器２はこの高周波信号に従ってメモリ１５内にデータ等を書き込み、また、データ等を返送するようになっている。
この通信エリア３は、質問器１からの高周波信号が到達可能な領域であり、この通信エリア３内に存在する応答器２にのみ通信が許可される。
【０００４】
通信は以下のように行われる。
まず、質問器１が通信エリア３内にある応答器２に対してメモリ１５ヘの読み出しを行うための指示データ、または書き込みデータを変調し、その高周波信号を送出する。変調方式には、応答器２に対する通信データ等をＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）で変調する方式等が用いられる。応答器２は受信部１１にて受信した質問器１からの高周波信号を抱絡線検波等により復調するとともに、高周波信号を整流し、コンデンサＣ２に充電してこれを内部電源とする。またこの高周波信号は応答器２の内部クロックとしても利用される。
【０００５】
高周波信号を復調した通信データが読み出しを指示するものであるときは、この通信データに基づいて応答器２内にあるメモリ１５からデータが読み出され、高周波信号に変調されて質問器１に返送される。
なお、図７において、応答器２の送信部１７と受信部１１とを１つにして送受信部とし、電源用コンデンサＣ２以外をＩＣ内に１チップ化してカードの小型化、薄型化を図るようにしたものもある。
【０００６】
図８は、質問器１と応答器２とが通信エリア３内で送受信する通信フレーム、及び応答器２の電源電圧の推移を示す図であり、図８に示すように、質問器１は応答器２に対して、ヘッダＨＤ，コマンドＣＭＤ，アドレスＡＤＤＲ，データＤＡＴＡに、ノイズ等による通信エラーチェックをするためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）を付加した通信フレームを送信する。
【０００７】
応答器２は、ヘッダＨＤを受信して通信開始と判断し、以降のコマンドＣＭＤ，アドレスＡＤＤＲ，データＤＡＴＡを復調する。ＣＲＣフレームを受信した後、ＣＲＣの計算が一致したときのみノイズ等によるエラーがなく通信できたと判断し、コマンドＣＭＤに従った処理を行う。応答器２内のメモリ１５からのデータの読み出し、書き込み等といった指示は、コマンドＣＭＤとして送信される。一方、応答器２では、質問器１からの高周波信号を整流して電源電圧を蓄積し、メモリ１５ヘのアクセスを行っている。
【０００８】
このような非接触データ送受信装置では、通信エリア３の領域外に応答器２が存在する場合には、応答器２は高周波信号を受信できないので電源電圧を生成することができない。このため、メモリ１５には、通常、不揮発性のメモリが用いられ、データを保持している。特に電気的に消去、書き込みが可能であるＥＥＰＲＯＭなどがよく用いられる。ＥＥＰＲＯＭなどでは書き込み時に高電圧が必要なため、応答器２内で昇圧回路を設けて電源電圧を昇圧して書き込み用の電圧を作成する必要がある。
書き込みをする場合、図８において、期間Ｂの初めで書き込み動作が開始し、内部の昇圧回路で電圧を昇圧したとき、応答器２の消費電力が増加し、内部電源電圧が低下するおそれがある。このため、書き込みの途中で書き込みの電圧が低下して、応答器２の動作可能電圧Ｖ０  を下回り、動作が停止してしまう可能性もある。
【０００９】
この点を改善するため、従来例として応答器２内で電源電圧をモニタし、ある所定の電圧以上の時のみ書き込みを許可するものがある。
例えば、特開平９−６２８０８号公報に示された従来の非接触カード送受信装置では、質問器１に相当する本体装置から、応答器２に相当する非接触ＩＣカードに対して電源電圧のレベル情報の送信を要求し、非接触ＩＣカードはその要求に応じて電源電圧の状態を通知し、その通知に応じて本体装置は次に送る通信データを選択するようにしている。
【００１０】
この場合、応答器２の電源電圧を検出するための交信が必要となり、移動体等にとりつけられた非接触カード等のように、通信エリア３に存在する時間が限られているアプリケーションでは、通信時間が延長されて相互の通信が成立しない可能性がある。このため、前記従来例では、比較回路にて比較する電源電圧をメモリへの書込み可能最低電圧に設定し、その電圧以上であれば書き込みを許可するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の非接触データ送受信装置は以上のように構成されているので、応答器２で、メモリ１５ヘの書き込みが開始されてから応答器２全体の消費電力が増大し、書き込みを行っているときに電源電圧が低下して動作可能電圧Ｖ０  未満となり、正常にデータの書き込みができなかったり、動作しなくなったりする可能性がある。
特にＥＥＰＲＯＭへの書き込みで消費される電力は、応答器２の他のブロックを動作させる電力と同等かそれ以上であるので、応答器２全体の消費電力が増大する。
また、応答器２が通信エリア３の限界近辺に存在し、動作可能電圧Ｖ０ を少し越えたぐらいから書き込みを開始した場合、書き込みによる消費電力が受信電力を上回ることで電源電圧が低下し、書き込み中に動作可能電圧Ｖ０  以下となるおそれもある。
【００１２】
さらに、比較回路にて比較する電源電圧をメモリへの書込み可能最低電圧に設定し、その電圧以上であれば書き込みを許可する方法もあるが、応答器２でメモリ１５ヘの書き込み中には応答器２全体の消費電力が増大するため、電源電圧が低下し、メモリ１５への書込み可能最低電圧か、または動作可能電圧Ｖ０ 以下となり、正常にデータを書き込むことができない。
さらに、応答器１での状態に応じて次にどうするかをすぐに判断し、狭い通信エリア３内に存在する応答器２との間で確実にデータを送受信したいという課題があった。
【００１３】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、応答器に処理が正常に行えるかどうかを判断させて応答器での処理の信頼性を高めることができるような非接触データ送受信装置を得ることを目的とする。
【００１４】
また、この発明は質問器にも応答器の電源電圧の状態を認識させることができるようにして応答器からの返送内容により質問器が次に送信する通信データを決定することにより、通信時間を短縮することができるような非接触データ送受信装置を得ることを目的とする。
【００１５】
さらに、この発明は狭い通信エリア内で送受信すべき情報を確実に送受信できるような非接触データ送受信装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る非接触データ送受信装置は、処理情報及びデータを変調して高周波信号を生成し、該高周波信号を無線で送信するとともに、処理情報及びデータに対する応答データを無線で受信する質問器と、該質問器から高周波信号を受信し、該高周波信号を整流して内部回路を動作させる電圧を生成するとともに、高周波信号を復調して質問器の処理情報に基づいて不揮発性メモリへの書き込みの処理を実行し、質問器に応答データを送信する応答器と、を備えた非接触データ送受信装置において、上記応答器は、不揮発性メモリへの書き込みを保証する第一の電圧値及び該第一の電圧値よりメモリ書き込み時に生ずる電源電圧低下分だけ高い第二の電圧値を設定し、高周波信号を整流して生成された動作電圧を該第一の電圧値及び第二の電圧値と比較して当該動作電圧を監視する電源電圧監視回路を備え、電源電圧監視回路による監視の結果、質問器からの処理情報に基づいて不揮発性メモリへの書き込みを実行するときに、動作電圧が第二の電圧値未満のときは、不揮発性メモリへの書き込みを実行せず、かつ質問器に送信する応答データに不揮発性メモリへの書き込みを実行しない旨の情報を付加し、動作電圧が第二の電圧値以上のときは、不揮発性メモリへの書き込みを開始し、不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が第一の電圧値以上を維持したときは、質問器に送信する応答データに動作電圧が第一の電圧値以上を維持した旨の情報を付加し、不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が第一の電圧値未満になったときは、質問器に送信する応答データに動作電圧が第一の電圧値未満になった旨の情報を付加するものであって、質問器は、応答器から送信された応答データに付加された情報に応じて、次に送信する処理情報及びデータを決定するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る質問器１と応答器２の内部構成ブロックを示す図である。この図１において、１は質問器、２は応答器であり、３は通信エリアである。質問器１と応答器２とは、相互に無線通信を行うものであり、図２に示すように互いに離間して配設された位置関係を有し、応答器２は質問器１の前を矢印の方向に進み、質問器１の前を通過して質問器１の通信エリア３の領域に到達するものとする。
この質問器１は、発振器４，変調部５，送信部６，受信部７，復調部８及び制御部９を備えて構成され、発振器４の出力端は変調部５の入力端に接続され、さらにこの変調部５の出力端は送信部６に接続されている。制御部９はＣＰＵ等により構成され、変調部５及び復調部８に接続されている。
【００２１】
応答器２は、受信部１１，電源部１２，復調部１３，制御部１４，メモリ（不揮発性メモリ）１５，変調部１６，送信部１７，コード生成部１８，電源電圧監視部（電源電圧監視回路）１９、コンデンサＣ２を備えて構成されている。受信部１１は、電源部１２に接続され、さらに復調部１３に接続されている。送信部１７は変調部１６に接続され、また、制御部１４は復調部１３，変調部１６，メモリ１５，コード生成部１８及び電源電圧監視部１９に接続されている。
【００２２】
本実施の形態では、前述のようにメモリ１５に通信エリア３の圏外に出た場合でもデータを保持できるように不揮発性メモリを用いるが、さらにこの不揮発性メモリには電気的に消去及び書き込みが可能なＥＥＰＲＯＭを用いるものとする。ＥＥＰＲＯＭを用いたときは、書き込み時に高電圧が必要であるため、応答器２内には電源電圧を昇圧する昇圧回路を設ける必要があるが、ここでは、図示しない。
但し、メモリ１５としてはＥＥＰＲＯＭに限られるものではなく、ＳＲＡＭ等を用いることもできる。
【００２３】
応答器２の電源電圧監視部１９は、電源部１２の電源電圧を監視する回路であり、メモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬ（第一の電圧値）及び電源電圧が低下しても電圧ＶＬ以上の電源電圧を維持できる電圧ＶＨ（第二の電圧値）が予め設定されている。この設定方法については後述する。
【００２４】
質問器１の送信部６は、抵抗とコンデンサとコイルの直列共振回路（図示せず）等によって構成され、高周波信号の周波数と共振周波数とを一致させることにより、応答器２に対して効率的に高周波信号を送信する。
【００２５】
応答器２の受信部１１と送信部１７は、例えば、図３に示すように一つにまとめて構成され、受信部１１は、質問器１からの高周波信号を効率的に受信するために、例えばコイルとコンデンサとによる並列共振回路等を備えて構成され、高周波信号の周波数に共振させる。送信部１７はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２０と抵抗Ｒ１とを備えて構成され、受信部１１及び変調部１６に接続されている。
【００２６】
次に動作について説明する。
応答器２は図２に示すように質問器１の前を矢印の方向に進む。応答器２が質問器１の通信エリア３の圏内に到達したとき、質問器１は処理要求のための送信フレーム（以下、「コマンドフレーム」と記す）を応答器２に送信し、応答器２からの返答を待つ。応答器２からの返答がない場合は、所定時間後に再度同じ内容のコマンドフレームを送信する。尚、応答器２が通信エリア３の領域内に侵入したことを別のセンサで検知し、そのセンサにより検知されているときのみコマンドフレームを送信するようにしてもよい。
【００２７】
ここで、この質問器１と応答器２との各動作を詳細に説明する。
まず、図４に示すようなコマンドフレームが制御部９で作成される。コマンドフレームは、ヘッダＨＤ，コマンドＣＭＤ，アドレスＡＤＤＲ，書き込み数ＮＵＭ，データＤＡＴＡ，及びＣＲＣフレーム（以下、「ＣＲＣ」と記す）を含んで構成されている。
【００２８】
ヘッダＨＤは、応答器２に対して通信の始まりを通知するものである。
コマンドＣＭＤは、メモリ１５ヘのアクセス方法などを指示するデータである。尚、応答器２が保有している各種のフラグを制御するコマンドを送信するようにしても良い。
アドレスＡＤＤＲは、書き込みアドレスを指定するデータであり、書き込みをするアドレスを全て送信することも考えられるが、図４の例では、書き込みをおこなうアドレスの先頭アドレスを送信するようにしている。これによりコマンドフレームを短くして通信時間を短縮することができる。
書き込み数ＮＵＭは、書き込みを行うアドレスの数を示すデータである。
ＣＲＣは、ノイズ等による通信エラーチェックをするためのデータであり、質問器１はコマンドフレームのＣＲＣ計算をおこない、その結果をＣＲＣとしてコマンドフレームの最後に付加する。尚、ＣＲＣの計算方法、及びビット数はシステム毎に可変である。
【００２９】
変調部５は、発振器４からの高周波信号にこのコマンドフレームを変調する。変調方法としてはＡＳＫやＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式などが考えられるが、これに限られるものではない。尚、図４に示すように、ヘッダＨＤの前には、電源部１２の電源電圧を、応答器２が動作できる動作可能電圧Ｐになるようにする無変調波が付加される。
変調部５で変調された高周波信号は送信部６から出力される。
【００３０】
通信エリア３内の応答器２は、この質問器１からの高周波信号を受信部１１にて受信する。受信された高周波信号は、電源部１２において整流され、コンデンサＣ２に充電されて、これが内部電源となり、応答器２は動作が可能となる。
また一方で受信された高周波信号は、復調部１３にて抱絡線検波等により復調され、その結果が制御部１４に伝達される。
尚、この高周波信号は応答器２の内部クロックとしても利用される。また、ヘッダＨＤの前に付加された無変調波を受信することにより、電源部１２で生成された電源電圧は上昇して動作可能電圧Ｐ以上になり、ヘッダＨＤを確実に判別することができる。
【００３１】
次にヘッダＨＤを受信することにより、応答器２は通信が開始したことを理解し、以降のコマンドＣＭＤ，アドレスＡＤＤＲ，書き込み数ＮＵＭ，データＤＡＴＡ，及びＣＲＣの解析を行える状態となる。
【００３２】
制御部１４はその復調結果に基づいて質問器１から送信されたコマンドＣＭＤを判別し、メモリ１５とのアクセス等をおこなう。
応答器２は、メモリ１５ヘのデータの書き込みを命令するコマンドＣＭＤを受信してメモリ１５にデータを書き込む準備を開始する。一方、通信エリア３内のノイズ等により高周波信号が変化し、あらかじめ設定されていないコマンドＣＭＤであると判断した場合にはエラーと判断し、以降の処理をストップする。
【００３３】
応答器２では、コマンドＣＭＤに続くアドレスＡＤＤＲにより書き込みをアドレスに指定され、応答器２はアドレスＡＤＤＲとアドレスＡＤＤＲに続く書き込み数ＮＵＭにより、どのアドレスから何バイト（または何ビット）書き込むのかを判断する。ここで、設定されていないアドレスや書き込み数と判断した場合にはコマンドＣＭＤと同様にエラーと見なして以降の処理をストップする。
【００３４】
応答器２は、書き込み数ＮＵＭに続いて、書き込むデータＤＡＴＡを保持する。尚、データＤＡＴＡはＮＵＭで指定した書き込み数分のデータを送付しても良いし、同じデータを書き込むように設定しているならば１バイト（または１ビット）のデータでもよい。
【００３５】
応答器２は、データＤＡＴＡに続くＣＲＣを最後まで受信し、質問器１と同様にコマンドフレームのＣＲＣ計算を行う。ＣＲＣフレームの最後のビットを受信した時点で計算結果が一致した場合には、ノイズなどによる通信エラーが無く、正常に受信したと判断して以降の動作を続けるが、一致しなかった場合にはエラーと見なし、以降の処理をストップする。
尚、図４ではＣＲＣ符号による例を示したが、通信エラーをチェックするものであれば何でもよく、サムチェックなどを用いてもよい。ここで前述した書き込み数ＮＵＭを送信せずに、アドレスＡＤＤＲに続けて、書き込むデータＤＡＴＡを送信し、ＣＲＣ計算が一致したフレームから逆算してデータＤＡＴＡの数を判断しても良い。
【００３６】
ここで、質問器１と応答器２の通信距離が離れている場合には応答器２が受信する高周波信号が弱くなることから、整流してコンデンサＣ２に蓄える電力が少なくなる。一方、受信中にも復調部１３や制御部１４が動作して電力を使用していることから、受信中に内部の電源電圧が低下する可能性がある。
さらに、前述のようにメモリ１５に不揮発性メモリのＥＥＰＲＯＭ等を使用した場合は、書き込む時に高電圧が必要であるため、電源電圧を昇圧しなくてはならない。図４はこのことを示している。図４において期間Ｂは電源電圧を昇圧してメモリ１５へ書き込むために必要な電圧を作成している期間であり、ＣＲＣが一致した時点で昇圧が開始され、昇圧が終了する期間Ｂの終わりまで昇圧により電力が使用され、電源電圧が低下する。このように電源電圧が大きく低下するとメモリ１５ヘの書き込みが正常に行われないおそれもあるので、電源電圧監視部１９において電源部１２の電源電圧を監視し、その状態が常に把握される。
電源電圧監視部１９では、前述のようにメモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬ、書き込み期間に電圧ＶＬ以上の電源電圧を維持できる電圧ＶＨが予め設定され、電源電圧監視部１９はこの電圧ＶＬ，ＶＨに基づいて電源電圧を監視する。
【００３７】
ここで、電圧ＶＬ，ＶＨの設定について説明する。
メモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬは、各応答器２のメモリ１５毎にバラツキもあるため、数多くのサンプルを測定し、確実に正常な書き込みができる電圧として決定される。一方、書き込み期間に電圧ＶＬ以上の電源電圧を維持できる電圧ＶＨもそれに十分マージンをきかせた電圧として決定される。例えば書き込み時の消費電力が大きい応答器２を考慮に入れて、その応答器２が書き込みを行ったときに生ずる電源電圧低下分を電圧ＶＬに上乗せして電圧ＶＨを設定しても良い。
【００３８】
但し、電圧ＶＨを高くとりすぎることにより書き込みが許可されない応答器２が多く存在してしまう可能性もある。例えば、電圧ＶＬを３Ｖとした場合、書き込み時の消費電力の増大分を考慮して全ての応答器２の電圧ＶＨを一義的に４Ｖで設定したとする。
しかし書き込み時の消費電力の少ない応答器２においては、例えば、電源電圧が３．５Ｖのときに書き込みを開始した揚合でも書き込み終了後に電源電圧を３Ｖ以上に保つことができるならば、メモリ１５ヘの書き込みは保証されることになる。
その場合、質問器１からの高周波信号がもう少し小さくても書き込みが可能であることから、本来ならば質問器１との通信距離を更に延ばすことができるのに、強制的に通信距離を狭める結果となる。
【００３９】
そこで、個々の応答器２毎に電圧ＶＨを設定することが考えられる。
通常、応答器２の出荷検査時にメモリ１５ヘの書き込み検査等を全数検査、もしくはロット毎の抜き取り検査により行い、書き込み動作が所定の規格から外れているものは市場に出さないようにしている。
この時に応答器２の書き込み時の消費電力も測定し、そのデータ、もしくはそのデータから計算した電圧ＶＨを応答器２のメモリ１５等に記憶させるようにしてもよい。ここで計算される電圧ＶＨは応答器２の書き込み時の消費電力と質問器１からの高周波信号のレベルとから想定される電圧低下分を電圧ＶＬに上乗せしたもの等である。
【００４０】
応答器２は質問器１との交信ごとにそのデータをメモリ１５から読みだし、そのデータに基づいて電圧ＶＨを設定し、メモリ１５ヘの書き込み前に電源電圧と電圧ＶＨを比較し、書き込みの有無を決定する。
これにより消費電力が少ない応答器２では、電圧ＶＨが低くなることから通信距離を延ばすことが可能となり、また逆に消費電力が大きい応答器２においては、書き込み終了時にも電源電圧が必ず電圧ＶＬ以上を確保できるような電圧ＶＨに設定することが可能となる。
尚、メモリ１５にデータを書き込むのではなく、電源電圧監視１９の回路内の抵抗値をレーザ等により可変にさせて電圧ＶＨを設定させても良い。また電圧ＶＬも同様に出荷検査時の正常に書き込みがおこなわれる電圧を測定して、その値に個々に設定しても良い。
このようにして電圧ＶＬ，ＶＨが設定される。
【００４１】
電源電圧監視部１９による監視結果は制御部１４に通達される。通達方法としては“０”、“１”のロジック信号などが考えられ、例えば電源電圧が電圧ＶＨより低くなった場合には、電源電圧監視部１９の出力を“１”から“０”にすることなどが考えられる。また逆の論理でもよい。
昇圧前に電源電圧が電圧ＶＨより低い場合には書き込みの途中で電源電圧が低下することになり、メモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬより低くなる可能性が有り、メモリ１５ヘの安定した書き込みが保証されないことから書き込みの動作を中止し、コード生成部１８にその旨を伝える。
【００４２】
期間Ｂの終了時点で電源電圧が電圧ＶＬ以上であったときは、応答器２は正常に書き込みが行われたと判断され、応答器２は、制御部１４でデジタル値に符号化された信号を返信として変調部１６に伝送する。
即ち、図４に示すように、期間Ｂが終了してから、期間Ｃで応答用データフレームＣが制御部１４により生成され、変調部１６にてそのデジタル値に合わせて変調が行われる。変調方法には前述したＡＳＫ，ＦＳＫの変調方法等を用いる。ここで変調部１６からの信号には高周波信号の周波数よりも数倍低い周波数の信号を用いる。その変調波が送信部１７に伝送され、送信部１７では、変調部１６の信号に合わせて図３に示すＦＥＴ２０をＯＮ／ＯＦＦさせ、変調波が送信部１７から送信される。
【００４３】
図４に示すように、応答器２からの応答用データフレームＣは、まず質問器１同様に通信の開始を通達するためのヘッダＨＤ２を送信する。このヘッダＨＤ２は質問器１と同じヘッダＨＤを用いても良いし、異なるものでも良い。コード生成部１８は、ヘッダＨＤ２に続いて送信する数ビットで構成された符号列ＣＯＤＥ１を生成する。このときの符号列ＣＯＤＥ１は応答器２のメモリ１５への書き込み前で電源電圧が電圧ＶＨ以上であり、書き込み終了時まで電圧ＶＬ以上が維持されていたことを示し、書き込み中の電源電圧が正常に書き込みができる電圧であったことを示すものである。その後、ＣＲＣの計算結果を送付し、応答用データフレームＣの送信が終了する。
【００４４】
質問器１ではコマンドフレームＡを送信後に受信態勢となり、応答器２からの応答用データフレームＣ待ちとなっている。応答器２から応答用データフレームＣが送信されてきたとき、質問器１は応答器２からヘッダＨＤ２を受信した時点で応答用データフレームＣの開始と判断し、続いて受信したＣＯＤＥ１の解析を制御部９にて行う。質問器１は応答用データフレームＣのＣＲＣ計算をおこない、応答器２が返信したＣＲＣと一致するか否かを確認する。
【００４５】
不一致の場合にはノイズ等により通信が正常におこなわれなかったと判断し、前に送信したのと同じコマンドフレームＡを送信する。一方、ＣＲＣ計算が一致した場合には通信が正常に行われたと判断し、ＣＯＤＥ１に従った処理を行う。ＣＯＤＥ１を受信した場合には正常にデータを書き込むことができたと判断し、応答器２からのＣＲＣが一致した時点で、図４に示すように異なるコマンドフレームＡ’を新たに送信しても良いし、また実際に書き込めたかどうかを確認するために、書き込みを行ったアドレスからデータを読みだすコマンドを送信しても良い。
但し、データが正常に書き込まれる可能性は高く、この読み出しのコマンドを１回送信して書き込まれたデータを確認する場合、書き込んだデータと読み出したデータが一致する可能性は高い。
【００４６】
一方、図５に示すように、応答器２が通信エリア３の圏内の限界点付近に存在していたなどの理由により、質問器１からのコマンドフレームＡを受信中に電源電圧が不安定となり、ＣＲＣ計算が一致する前に電源電圧が電圧ＶＨ以下となったときは、書き込み中に電源電圧が電圧ＶＬ以下になる可能性が高いので、応答器２はメモリ１５ヘの正常な書き込みができないと判断して書き込み動作には移行せずに、その旨を質問器２に通達するために返信を開始する。
【００４７】
ここで判断するタイミングとしては、電源電圧が低下する原因である昇圧を開始する直前などが考えられる。応答用データフレームＣに付加されている符号列ＣＯＤＥ２は、電源電圧が電圧ＶＨ以下であったことから書き込みを行わなかったことを応答器２が質問器１に通達するために生成されたもので、符号列ＣＯＤＥ１とは異なる符号列である。
【００４８】
その後、ＣＲＣの計算結果を送付し、応答用データフレームＣを終了する。応答器２ではメモリ１５ヘの書き込みをおこなうための昇圧をおこなっていないことから、電源電圧の低下を避けることができ、動作可能電圧Ｐ以下になることを避けることが可能になるとともに、誤ったデータをメモリ１５に書き込むことも回避できる。
【００４９】
次に、質問器１は符号列ＣＯＤＥ２を受信することにより、電源電圧が電圧ＶＨ以下であることを判別し、応答器２のメモリ１５に書き込みが行われなかったと判断し、再度同じ書き込みのコマンドフレームを送信する。このように応答器２が電源電圧を監視し、メモリ１５ヘの書き込みを行わず、かつその旨をコード生成部１８によりコード化して返信することにより、質問器１は応答器２が行った動作及び応答器２の電源電圧の状態を理解することができ、正常なデータが書き込めたかどうかを確認するために書き込みを行ったアドレスからデータを読み出すといった通信時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
次に、図６に示すように、応答器２がメモリ１５ヘの書き込み中に応答器２の電源電圧がメモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬを下回った場合、通常電圧ＶＨに余裕を持たせて高く設定することや前述のような各応答器２毎に電圧ＶＨを設定する方法を用いれば書き込み終了後の電源電圧を電圧ＶＬ以上に保つことができるが、書き込み中に通信エリア３を移動して質問器１からの高周波信号が小さくなった場合などは、受信電力が低下することから予想以上の電源電圧低下が発生してしまう。
【００５１】
しかし、応答器２は質問器１からのコマンドフレームを受信し、書き込みを開始する時点（Ａの終了）で電源電圧が電圧ＶＨ以上であれば、書き込みを終了した時点でも電源電圧がメモリ１５セルヘの書き込みを保証する電圧ＶＬ以上であると判断し、書き込み動作を開始する。書き込み中の移動等により受信電力が低下した場合には電源電圧が電圧ＶＬ以下となり、書き込まれたデータは保証されなくなる。
【００５２】
そこで応答器２は書き込み期間Ｂにおいても電源電圧がメモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬ以上であるかを監視する。もし、電源電圧が電圧ＶＬ以下になった場合には書き込まれたデータは誤ったものとなる可能性があり、保証されないことから、コード生成部１８にその旨を伝える。
コード生成部１８では返信用のコードとして前述したコードとは異なるコードＣＯＤＥ３を生成する。
一方、メモリ１５の都合上、書き込み動作を中断できない場合には書き込みを続行する。書き込み期間Ｂが終了した時点で応答器２は前述のような返信動作を開始し、応答用データフレームＣを返信する。
【００５３】
質問器１はこの応答用データフレームＣを受信、復調し、その内容を解析する。ここで質問器１はコードＣＯＤＥ３を受信して応答器２のメモリ１５に正常にデータが書き込まれていない可能性があると判断し、再度同じ書き込みのコマンドフレームＡを送信する。これにより、正常に書き込めたかどうかを確認するために書き込みを行ったアドレスからデータを読み出すといった無駄な時間を省くことができ、通信時間を短縮することができる。
このように応答用データフレームＣに応答器２の電源電圧に関する情報をコード化して付加することにより、質問器１は応答器２がコマンドフレームＡに対してどのような処理をおこなったかを把握し、確認のために書き込みを行ったアドレスからデータを読み出すといった無駄な時間を省いて通信時間を短縮することができる。
【００５４】
尚、コードＣＯＤＥとしては、電源電圧に関する情報だけではなく、質問器１からのコマンドフレームＡ受信中に処理した結果等をコード化したものでも良い。例えば、予め設定されたものではないコマンドＣＭＤを受信したことや、ＣＲＣの計算結果が不一致であったこと等の情報でもよい。その場合にはＣＲＣの受信が終了し、質問器１が受信態勢になってから、それぞれに生成されたコードＣＯＤＥを付加した応答用データフレームＣを送信する。
【００５５】
以上のように、メモリ１５ヘの書き込みを保証する電圧ＶＬ、書き込み期間で電圧ＶＬ以上の電源電圧を維持できる電圧ＶＨを設定し、電源電圧監視部１９によりメモリ１５ヘの書き込み時の電源電圧を常に監視し、書き込みが正常にできたかどうかを判断し、電源電圧が正常に書き込みができないような電圧であった時にはその旨をコード化して応答用データフレームＣに付加して返信することにより、質問器１はそのコードＣＯＤＥにより応答器２が正常に書き込みを行ったかどうかを判断することができるので、正常に書き込めたかどうかを確認するために書き込みを行ったアドレスからデータを読み出すといった無駄な時間を省くことができ、通信時間を短縮することができる。
特に、本実施の形態のように応答器２が動いている場合、応答器２の状態に応じて次に送信する処理情報及びデータを決定し、通信時間を短縮することができれば、狭い通信エリア３の圏外に応答器２が移動してしまう前に送受信すべき情報を確実に送受信できるようになり、その効果は大きい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、質問器と応答器とを備えたものにおいて、応答器は、不揮発性メモリへの書き込みを保証する第一の電圧値及び該第一の電圧値よりメモリ書き込み時に生ずる電源電圧低下分だけ高い第二の電圧値を設定し、高周波信号を整流して生成された動作電圧を該第一の電圧値及び第二の電圧値と比較して当該動作を監視する電源電圧監視回路を備えて構成されているので、応答器において処理を実行する時に、監視結果に基づいてこのまま処理を実行するか否かの判断をすることができ、応答器での処理の信頼性を高めることができる。
【００５７】
この発明によれば、応答器が、電源電圧監視回路による監視の結果、質問器からの処理情報に基づいて不揮発性メモリへの書き込みを実行するときに動作電圧が第二の電圧値未満のときは、不揮発性メモリへの書き込みを実行せず、かつ質問器に送信する応答データに不揮発性メモリへの書き込みを実行しない旨の情報を付加するように構成されているので、応答器において、処理を実行しようとするときに動作電圧が第二の電圧値未満に低下したときは、その処理は実行されなくなる。従って、応答器で動作電圧低下に伴う誤動作を防止することができ、処理の信頼性を高めることができる。また、質問器においても応答器における状態を認識することができる。
【００５８】
この発明によれば、応答器は、電源電圧監視回路による監視の結果、質問器からの処理情報に基づいて不揮発性メモリへの書き込みを実行するときに動作電圧が上記第二の電圧値以上のときは、不揮発性メモリへの書き込みを開始し、不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が上記第一の電圧値以上を維持したときは、質問器に送信する応答データに動作電圧が第一の電圧値以上を維持した旨の情報を付加し、不揮発性メモリへの書き込みが終了するまでの間に動作電圧が上記第一の電圧値未満になったときは、質問器に送信する応答データにその旨の情報を付加するように構成されているので、応答器において、不揮発性メモリへの書き込みが保証されるか否かを判断できるため、処理の信頼性を高めることができる。また、質問器においても応答器の処理の信頼性を認識することができる。
【００５９】
この発明によれば、質問器が、応答器からの応答データに基づいて、次に送信する処理情報及びデータを決定するように構成されているので、一旦、処理した内容を確認する等の無駄な時間が省かれ、通信時間を短縮することが可能となる。また、通信時間を短縮することができれば、狭い通信エリア内で送受信すべき情報を確実に送受信できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置の質問器と応答器との構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置の質問器と応答器の通信位置を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置の応答器の送信回路例を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置における質問器と応答器との通信フレーム及び応答器内の電源電圧との関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置における質問器と応答器との通信フレーム及び応答器内の電源電圧との関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る非接触データ送受信装置における質問器と応答器との通信フレーム及び応答器内の電源電圧との関係を示す説明図である。
【図７】従来の非接触データ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の非接触データ送受信装置における通信フレーム及び応答器内の電源電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  質問器
２  応答器
３  通信エリア
４  発振器
５，１６  変調部
６，１７  送信部
９，１４  制御部
１１  受信部
１２  電源部
１３  復調部
１５  メモリ（不揮発性メモリ）
１８  コード生成部
１９  電源電圧監視部（電源電圧監視回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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