(57)【要約】【課題】単純かつ安価な方式によって、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに検知するのに好適なＲＦＩＤタグ、及び、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システムとその検知方法を提供する。【解決手段】ＲＦＩＤタグ２は、アンテナ２０と、アンテナ２０を介して電波を送受信する無線通信ＩＣ２１と、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子２２Ａとを備え、素子２２Ａの特性変化によってアンテナ２０の利得が変化する。ＲＦＩＤタグ２周囲の状況が変化したときに、素子２２Ａによってアンテナ２０の利得が低下したり高まったりすることで、ＲＦＩＤタグ２は、タグ通信装置３からの質問波ＲＱに対する応答波ＡＮＳを送信できる状態と送信できない状態になるので、応答波ＡＮＳの受信の有無からＲＦＩＤタグ２周囲の状況変化をリアルタイムに検知することが可能となる。【選択図】１
2009075226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグにおいて、
ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子を具備し、この素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化すること
を特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
上記素子は、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子からなり、この素子の特性変化に応じて上記アンテナのインピーダンスと上記無線通信ＩＣのインピーダンスとのマッチング状態が変化し、上記アンテナの利得が変化すること
を特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
上記素子は、上記無線通信ＩＣと並列となるように上記アンテナに取り付けたＰＴＣサーミスタまたはＮＴＣサーミスタからなる温度センサであること
を特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグにおいて、
上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材を具備し、この金属部材の着脱により上記アンテナの利得が変化すること
を特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知するシステムであって、
上記システムは、
アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣと、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子とを具備し、この素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化するＲＦＩＤタグと、
上記ＲＦＩＤタグに対して質問波を送信し、質問波に対する上記ＲＦＩＤタグからの応答波を受信するタグ通信装置と、
上記ＲＦＩＤタグとタグ通信装置との通信結果に基づいて上記ＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する検知手段とを備えること
を特徴とするＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システム。
【請求項６】
上記素子は、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子からなり、
上記素子の特性変化に応じて上記アンテナのインピーダンスと上記無線通信ＩＣのインピーダンスとのマッチング状態が変化し、上記アンテナの利得が変化すること
を特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システム。
【請求項７】
上記素子は、上記無線通信ＩＣと並列となるように上記アンテナに取り付けたＰＴＣサーミスタまたはＮＴＣサーミスタからなる温度センサであること
を特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システム。
【請求項８】
ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知するシステムであって、
上記システムは、
アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣと、上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材を具備し、この金属部材の着脱により上記アンテナの利得が変化するＲＦＩＤタグと、
上記ＲＦＩＤタグに対して質問波を送信し、質問波に対する上記ＲＦＩＤタグからの応答波を受信するタグ通信装置と、
上記ＲＦＩＤタグとタグ通信装置との通信結果に基づいて上記ＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する検知手段とを備えること
を特徴とするＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システム。
【請求項９】
アンテナとこのアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備え、かつ、周囲の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子を取り付けてなるＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグに対して質問波を送信したり、その質問波に対するＲＦＩＤタグからの応答波を受信したりするタグ通信装置と、を用いてＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する方法であって、
上記検知方法は、
上記素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化することによって、上記ＲＦＩＤタグが、上記タグ通信装置からの質問波に対する応答波を送信できる状態と送信できない状態になり、
上記ＲＦＩＤタグからの応答波を監視し、その応答波の受信の有無からＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知すること
を特徴とするＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法。
【請求項１０】
上記ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法は、
上記素子の特性変化に応じて上記アンテナのインピーダンスと上記無線通信ＩＣのインピーダンスとのマッチング状態が変化し、上記アンテナの利得が変化すること
を特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法。
【請求項１１】
上記素子は、上記無線通信ＩＣと並列となるように上記アンテナに取り付けたＰＴＣサーミスタまたはＮＴＣサーミスタからなる温度センサであること
を特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法。
【請求項１２】
アンテナとこのアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグに対して質問波を送信したり、その質問波に対するＲＦＩＤタグからの応答波を受信したりするタグ通信装置と、上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材とを用いてＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する方法であって、
上記検知方法は、
上記アンテナへの上記金属部材の着脱により該アンテナの利得が変化することで、上記ＲＦＩＤタグが、上記タグ通信装置からの質問波に対する応答波を送信できる状態と送信できない状態になり、
上記ＲＦＩＤタグからの応答波を監視し、その応答波の受信の有無からＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知すること
を特徴とするＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに検知するのに好適なＲＦＩＤタグ、及び、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システムとその検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグとタグ通信装置との間で電波を介して無線通信を行うＲＦＩＤタグ通信システムは知られている。この種のＲＦＩＤタグ通信システムにおいて、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムにタグ通信装置に伝達する手段は種々検討されており、中でもアクティブタイプのＲＦＩＤタグを使用する方式が一般的である。【０００３】
しかしながら、アクティブタイプのＲＦＩＤタグは、電池などの電源を内蔵し、周辺回路が必要であるため、回路構成も複雑で高価にならざるを得ず、電池寿命の問題もある。【０００４】
アクティブタイプのＲＦＩＤタグを使用すれば、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムにタグ通信装置へ伝達することが可能である。しかし、例えばＲＦＩＤタグ周囲が一定温度を超えたかどうかや、物品が所定の位置に置かれているかどうかなど、単純な状況変化の伝達にはできるだけ単純かつ安価な手段が求められる。ところが、アクティブタイプのＲＦＩＤタグは機能過多で高価であるため、アクティブタイプのＲＦＩＤタグを使用する方式では、ＲＦＩＤタグ周囲の状況を単純かつ安価に取得することはできない。【０００５】
パッシブタイプのＲＦＩＤタグは、電池などの電源を内蔵せず、タグ通信装置から電波で送電された電力によって動作するので、アクティブタイプのＲＦＩＤタグに比べて回路構成も比較的単純で、値段も比較的安価である。しかしながら、パッシブタイプのＲＦＩＤタグとの交信で得られる情報は、事前にＲＦＩＤタグに書き込まれた情報にとどまるため、パッシブタイプのＲＦＩＤタグを使用してＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに取得することはできない。【０００６】
特許文献１には、ＲＦＩＤタグ（２０）を利用して資産の移動を検知する技術が開示されている。この技術は、資産の移動によってＲＦＩＤタグ（２０）が剥離された際に、ＲＦＩＤタグ（２０）のアンテナの一部を断線させ、そのアンテナの共振周波数を変化させる。そして、かかる共振周波数の変化をタグリーダ（２６）で検出することにより、資産の移動を検知するというものである（特許文献１の第１頁参照）。【０００７】
しかしながら、特許文献１のようにＲＦＩＤタグ（２０）のアンテナの共振周波数が変化してしまうと、同じタグリーダ（２６）ではＲＦＩＤタグ（２０）と交信できなくなる場合もある。ＲＦＩＤタグ（２０）との交信ができなければ共振周波数が変化したかどうかは不明であるから、特許文献１の技術ではＲＦＩＤタグ（２０）周囲の状況変化、具体的には資産の移動を確実に検知することはできない。【０００８】
特許文献２には、交信可能な領域にある複数のＲＦＩＤタグのうち、交信したいＲＦＩＤタグに対して光等を照射することにより、その交信したいＲＦＩＤタグのみ交信可能とした技術が開示されているが、そのＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに検知する技術は開示していない。【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１４８８３１号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２００７−１０２７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、単純かつ安価な方式によってＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに検知するのに好適なＲＦＩＤタグ、及び、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システムとその検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係るＲＦＩＤタグは、アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグにおいて、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子を具備し、この素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化することを特徴とする。【００１３】
本発明に係るＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システムは、アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣと、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子とを具備し、この素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化するＲＦＩＤタグと、上記ＲＦＩＤタグに対して質問波を送信し、質問波に対する上記ＲＦＩＤタグからの応答波を受信するタグ通信装置と、上記ＲＦＩＤタグとタグ通信装置との通信結果に基づいて上記ＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する検知手段とを備えることを特徴とする。【００１４】
本発明に係るＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法は、アンテナとこのアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備え、かつ、周囲の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子を取り付けてなるＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグに対して質問波を送信したり、その質問波に対するＲＦＩＤタグからの応答波を受信したりするタグ通信装置と、を用いてＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する方法であって、上記検知方法は、上記素子の特性変化に応じて上記アンテナの利得が変化することによって、上記ＲＦＩＤタグが、上記タグ通信装置からの質問波に対する応答波を送信できる状態と送信できない状態になり、上記ＲＦＩＤタグからの応答波を監視し、その応答波の受信の有無からＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知することを特徴とする。【００１５】
上記「ＲＦＩＤタグ周囲の物理量」とは、ＲＦＩＤタグ周囲の温度、湿度、気圧など、物理的な計測手段によって客観的に測定できる量をいう。【００１６】
上記素子は、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子からなり、この素子の特性変化に応じて上記アンテナのインピーダンスと上記無線通信ＩＣのインピーダンスとのマッチング状態が変化し、上記アンテナの利得が変化するように構成することができる。【００１７】
上記「インピーダンスが変化する特性の素子」には、温度変化によりインピーダンス特性が変化するＰＴＣサーミスタやＮＴＣサーミスタからなる温度センサ、圧力変化によりインピーダンス特性が変化するピエゾ素子からなる圧力センサや傾斜センサ（加速度センサ）、温度や圧力以外の物理量の変化に応じてインピーダンスが変化する特性の素子からなる各種センサが含まれる。ここで、温度センサは上記無線通信ＩＣと並列となるように上記アンテナに取り付けられる。ほかのセンサも同様である。【００１８】
かかる素子の一例として、温度センサを用いれば、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化として温度変化をリアルタイムに検知することが可能となる。また、傾斜センサ（加速度センサ）を用いれば、ＲＦＩＤタグ周囲の状況変化として、ＲＦＩＤタグを付した部材の傾きが変化したことをリアルタイムに検知でき、その変化分を補償する動作を行うことにより、ＲＦＩＤタグの偏波面を常時設定された角度に維持することが可能となる。【００１９】
本発明に係るＲＦＩＤタグは、アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグにおいて、上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材を具備し、この金属部材の着脱により上記アンテナの利得が変化することを特徴とする。【００２０】
本発明に係るＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知システムは、アンテナと、このアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣと、上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材を具備し、この金属部材の着脱により上記アンテナの利得が変化するＲＦＩＤタグと、上記ＲＦＩＤタグに対して質問波を送信し、質問波に対する上記ＲＦＩＤタグからの応答波を受信するタグ通信装置と、上記ＲＦＩＤタグとタグ通信装置との通信結果に基づいて上記ＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する検知手段とを備えることを特徴とする。【００２１】
本発明に係るＲＦＩＤタグ周囲の状況変化検知方法は、アンテナとこのアンテナを介して電波を送受信する無線通信ＩＣとを備えたＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグに対して質問波を送信したり、その質問波に対するＲＦＩＤタグからの応答波を受信したりするタグ通信装置と、上記アンテナを取り付けた部材の変位に応じて上記アンテナに着脱される金属部材とを用いてＲＦＩＤタグ周囲の状況を検知する方法であって、上記検知方法は、上記アンテナへの上記金属部材の着脱により該アンテナの利得が変化することで、上記ＲＦＩＤタグが、上記タグ通信装置からの質問波に対する応答波を送信できる状態と送信できない状態になり、上記ＲＦＩＤタグからの応答波を監視し、その応答波の受信の有無からＲＦＩＤタグ周囲の状況変化を検知することを特徴とする。【００２２】
上記「金属部材」は、ＲＦＩＤタグのアンテナと同じ材料でもよいし、異なる材料でもよく、例えば、アルミニウム製の短冊状金属箔を使用することができる。この金属部材がＲＦＩＤタグのアンテナに装着されても、そのアンテナの周波数特性は変化せず、アンテナの利得のみが変化するものとする。【００２３】
上記金属部材を「アンテナに着脱」する方式としては、例えば、アンテナと金属部材とを別々の部材に取り付けておく。そして、その２つの部材が相対的に接近したときに、アンテナと金属部材とが互いに接触し、上記２つの部材が相対的に離れたときに、アンテナと金属部材との接触が解除されるという方式を採用できる。この方式の一例は、扉とこの扉の間口という２つの部材にアンテナと金属部材をそれぞれ別々に取り付けることである。具体的には、ＲＦＩＤタグを扉に取り付け、金属部材を扉の間口に取り付けておき、扉が閉じているときはアンテナと金属部材とが接触し、扉が開くとその接触状態が解除されるというものである。この場合、金属部材は扉の変位（開位置か閉位置のいずれか）に応じてアンテナに着脱される。【００２４】
上記「ＲＦＩＤタグ」には、例えば、電池などの電源を有しておらず、リーダライタから電波で送電された電力によって回路が動作し、リーダライタと無線通信を行なうパッシブタイプのＲＦＩＤタグや、電池などの電源を有するアクティブタイプのＲＦＩＤタグが含まれる。【００２５】
上記「タグ通信装置」には、例えば、ＲＦＩＤタグに対してデータの読み書きを行えるＲＦＩＤリーダライタや、ＲＦＩＤタグからデータを読み出すだけのＲＦＩＤリーダが含まれる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にあっては、ＲＦＩＤタグの構成として、ＲＦＩＤタグ周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子を具備し、その素子の特性変化に応じてＲＦＩＤタグのアンテナの利得が変化する構成、または、ＲＦＩＤタグのアンテナを取り付けた部材の変位に応じて該アンテナに着脱される金属部材を具備し、この金属部材の着脱によりＲＦＩＤタグのアンテナの利得が変化する構成を採用した。このため、本ＲＦＩＤタグは、その周囲の状況が変化したときに、アンテナの利得が低下したり高まったりすることで、タグ通信装置からの質問波に対する応答波を送信できる状態と送信できない状態になる。従って、回路構成が単純で安価なパッシブタイプのＲＦＩＤタグを使用する場合でも、その応答波を監視し、応答波の受信の有無からＲＦＩＤタグ周囲の状況変化をリアルタイムに検知できる。【００２７】
また、本発明は、特許文献１のようにＲＦＩＤタグのアンテナの共振周波数を変化させるのではなく、そのアンテナの利得を変化させる方式を採用したので、アンテナの共振周波数変化によりＲＦＩＤタグとの交信が不能となるという不具合は生ぜず、ＲＦＩＤタグ周囲の状況を確実に検知することができる。【００２８】
上記作用効果はアクティブタイプのＲＦＩＤタグでも同様に奏し得られるが、パッシブタイプのＲＦＩＤタグの方が回路構成も単純で安価であるので、単純かつ安価な方式によってＲＦＩＤタグ周囲の状況をリアルタイムに検知するなら、パッシブタイプのＲＦＩＤタグに本発明を適用するのが好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。【００３０】
図１は、本発明を適用したＲＦＩＤタグ通信システムの一実施形態の説明図である。【００３１】
本ＲＦＩＤタグ通信システムは、図１に示すように、状況変化を検知したい場所に置かれるＲＦＩＤタグ２と、このＲＦＩＤタグ２と電波を介して無線通信を行い、ＲＦＩＤタグ２に対して質問波ＲＱを送信したり、質問波ＲＱに対するＲＦＩＤタグ２からの応答波ＡＮＳを受信したりするタグ通信装置３と、上位コンピュータ４とを備え、ＲＦＩＤタグ２周囲の状況変化として温度変化を検知するものである。【００３２】
＜ＲＦＩＤタグ２の説明＞
ＲＦＩＤタグ２は、アンテナ２０と、アンテナ２０を介して電波を送受信する無線通信ＩＣ２１と、ＲＦＩＤタグ２周囲の物理量の変化に応じて特性が変化する素子２２Ａとを含んで構成される。【００３３】
アンテナ２０は、２つのアンテナエレメント２０Ａ、２０Ｂの各給電部２０Ｃ、２０Ｃを無線通信ＩＣ２１の給電端子に接続した構造になっている。このアンテナ２０は、タグ通信装置３からの質問波ＲＱを受信したり、質問波ＲＱに対する応答波ＡＮＳをタグ通信装置３へ送信したりする等、タグ通信装置３との交信に使用される。【００３４】
無線通信ＩＣ２１は、タグ通信装置３の質問波ＲＱに対する応答波ＡＮＳをアンテナ２０からタグ通信装置３へ送信する処理や、タグ通信装置３からアンテナ２０を介して受信した信号に基づいてタグ通信装置３からのデータを記憶したり、記憶されたデータをアンテナ２０からタグ通信装置３へ送信したりする処理などを行う。この無線通信ＩＣ２１は、図２に示すように電源部２１１、無線処理部２１２、制御部２１３、メモリ部２１４を備える構成である。【００３５】
電源部２１１は、アンテナ２０がタグ通信装置３の質問波ＲＱを受信することにより発生する誘起電圧を整流回路にて整流し、電源回路にて所定の電圧に調整した後、無線通信ＩＣ２１の各部に供給するものである。この電源部２１１には、ブリッジダイオード、電圧調整用コンデンサなどが使用される。【００３６】
無線処理部２１２は、アンテナ２０を介して受信した電波の無線信号を元のデータ形式に変換する処理と、その変換したデータを制御部２１３に送信する処理と、制御部２１３から受信したデータを無線送信に適した形式に変換する処理と、その変換した無線信号をアンテナ２０から外部へ送信する処理を行なうものである。無線処理部２１２には、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換回路、変復調回路、ＲＦ回路などが使用される。【００３７】
制御部２１３は、無線通信ＩＣ２１内における上述した各種構成の動作を統括的に制御するものである。制御部２１３は、論理演算回路、レジスタなどを備え、コンピュータとして機能する。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行なわれる。このプログラムは、例えばメモリ部２１４のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などにインストールされたものを読込んで使用する形態であってもよいし、タグ通信装置３からアンテナ２０および無線処理部２１２を介して上記プログラムをダウンロードしてメモリ部２１４にインストールして実行する形態であってもよい。【００３８】
特に、制御部２１３は、タグ通信装置３からアンテナ２０および無線処理部２１２を介して受信したデータに基づいて、タグ通信装置３からのデータをメモリ部２１４に記憶させる処理や、メモリ部２１４に記憶されたデータを読出して、無線処理部２１２およびアンテナ２０を介してタグ通信装置３へ送信させる処理を行なう。【００３９】
メモリ部２１４は、上記したＲＯＭや、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）、ＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）などの半導体メモリによって構成される。このメモリ部２１４に記憶される内容としては、上記した制御プログラム、およびその他各種のプログラム、ならびにＩＤなどの各種データが挙げられる。なお、無線通信ＩＣ２１は、タグ通信装置３から送信される電波を電力源としているため、ＲＯＭなどの不揮発性メモリや、ＳＲＡＭ、ＦｅＲＡＭなどの消費電力の少ないメモリを使用することが望ましい。【００４０】
素子２２Ａは、上述の通り、ＲＦＩＤタグ２周囲の物理量の変化（本実施形態では温度変化）に応じてインピーダンスが変化する特性の素子からなり、この素子２２Ａのインピーダンス変化により、アンテナ２０のインピーダンスと無線通信ＩＣ２１のインピーダンスとのマッチング状態が変化し、アンテナ２０の利得が変化する。【００４１】
上記素子２２Ａは、具体的には、無線通信ＩＣ２１に対して並列となるようにアンテナ２０に取り付けたＰＴＣサーミスタ２２Ａ１からなる。このＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンス特性は図３のように温度に対して正特性であり、高温になるほどＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスは高く、低温になるほどＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスは低くなる。【００４２】
本実施形態では、上記のようにＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスが温度によって変化することにより、アンテナ２０のインピーダンスと無線通信ＩＣ２１のインピーダンスとのマッチング状態が変化する。そして、ＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスが高いほど、アンテナ２０の利得は大きくなり、逆に、そのＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスが低いほど、アンテナ２０の利得は小さくなるようにした。【００４３】
ＲＦＩＤタグ２において、無線通信ＩＣ２１を動作させるためには、タグ通信装置３の質問波（電波）より動作電力を回収できるアンテナ利得が必要となる。本実施形態では、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度に関する状況変化に応じて図３のようにＰＴＣサーミスタ２２Ａ１のインピーダンスが変わり、インピーダンスマッチング状態が変化する。このため、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がある一定の温度以下になると、アンテナ２０の利得の低下により、ＲＦＩＤタグ２は動作電力を回収できなくなり、応答不能になる。【００４４】
図３では、無線通信ＩＣ２１の動作電力を確保できるインピーダンスの下限値と上限値を点線で示すとともに、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がＴ１未満のときにＲＦＩＤタグ２が応答不能となること、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がＴ１以上Ｔ２未満のときにＲＦＩＤタグ２が応答可能であること、および、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がＴ２以上になるとＲＦＩＤタグ２が応答不能になること図示した。【００４５】
先に述べた「ＲＦＩＤタグ２が応答不能となる」とは、タグ通信装置３の質問波ＲＱより無線通信ＩＣ２１の動作電力を回収できず、質問波ＲＱに対する応答波ＡＮＳをＲＦＩＤタグ２が送信できないことを意味する。また「ＲＦＩＤタグ２が応答可能である」とは、タグ通信装置３の質問波ＲＱより無線通信ＩＣ２１の動作電力を回収することができ、質問波ＲＱに対する応答波ＡＮＳをＲＦＩＤタグ２が送信できることを意味する。【００４６】
＜タグ通信装置３の説明＞
図４はタグ通信装置のブロック図である。タグ通信装置３は、外部通信部３１、通信制御部３２、送信部３３、受信部３４、アンテナ３５を備え、アンテナ３５を介してＲＦＩＤタグ２との間で電波による無線通信を行う。【００４７】
外部通信部３１は、タグ通信装置３とＲＦＩＤタグ２との間での通信結果を上位コンピュータ４へ送信する。この通信結果には、ＲＦＩＤタグ２の応答波ＡＮＳを受信できたか否かなど、タグ通信装置３とＲＦＩＤタグ２との間での交信状況に関する情報、ＲＦＩＤタグ２から読み出したＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の情報、タグ通信装置３からＲＦＩＤタグ２への書込みが成功したか否かを示す情報などが含まれる。また、外部通信部３１はＲＦＩＤタグ２に対する上位コンピュータ４からの書込み情報（送信コマンド情報）や上位コンピュータ４からのコマンド（命令）を受信するよう構成されている。【００４８】
通信制御部３２は、上位コンピュータ４から外部通信部３１を介して送信された送信コマンド情報を受信し、送信部３３へ送信する。【００４９】
送信部３３は、通信制御部３２から送信される送信コマンド情報を無線送信に適した形式に変換し、変換した無線信号（送信コマンド）をアンテナ３５から外部へ送信するものであり、送信コマンド情報の変調、増幅などの処理を行なう。【００５０】
受信部３４は、アンテナ３５を介して受信した無線信号（受信データ）を元の形式に変換し、変換したデータを通信制御部３２に送信するものであり、受信データの増幅、復調などの処理を行なう。【００５１】
＜上位コンピュータ４の概略＞
上位コンピュータ４は、パーソナルコンピュータなどから構成され、タグ通信装置３に対してデータ読取り開始のコマンドなど、各種のコマンドを送出する手段としての機能や、タグ通信装置３から受信した通信結果に基づいてＲＦＩＤタグ２周囲の状況変化を検知する手段（検知手段）としての機能を有する。【００５２】
＜ＲＦＩＤタグ通信システムの全体的な処理動作＞
次に、本ＲＦＩＤタグ通信システムの全体的な処理動作について、図５（ａ）（ｂ）のフローチャートを基に説明する。図５（ａ）はタグ通信装置における処理動作を示すフローチャートであり、タグ通信装置の処理動作はタグ通信装置の電源ＯＮにより開始される。図５（ｂ）は上位コンピュータにおける処理動作を示すフローチャートであり、上位コンピュータの処理動作はタグ通信装置の電源ＯＮに連動して開始される。なお、以下の説明では、図３に示すＴ１以上Ｔ２未満の温度範囲を既定の温度範囲とし、Ｔ１未満およびＴ２以上の温度範囲を既定外の温度範囲と考えるものとする。【００５３】
タグ通信装置３は、その電源がＯＮになると、最初にＲＦＩＤタグ２に向けて質問波ＲＱを送信し（ＳＴ１０）、質問波ＲＱに対するＲＦＩＤタグ２から応答波ＡＮＳを受信できたか否かを判断する（ＳＴ１１）。【００５４】
上記ＳＴ１１において、既定時間内に応答波ＡＮＳを受信できたとき、タグ通信装置３は、ＲＦＩＤタグ２との通信結果として、応答可能であること（応答波ＡＮＳを受信できたこと）を上位コンピュータ４へ送信し（ＳＴ１１のＹ、ＳＴ１２）、上記ＳＴ１０の処理に戻る。一方、既定時間内に応答波ＡＮＳを受信できなかったときは、ＲＦＩＤタグ２との通信結果として、応答不能であること（応答波ＡＮＳを受信できなかったこと）を上位コンピュータ４へ出力し（ＳＴ１１のＮ、ＳＴ１３）、上記ＳＴ１０の処理に戻る。上記ＳＴ１０からＳＴ１３の処理はタグ通信装置３の電源がＯＦＦになるまで繰り返し実行される。【００５５】
一方、上位コンピュータ４では、タグ通信装置３の電源ＯＮに連動し、タグ通信装置３の通信結果を受信したかどうかを判断する（ＳＴ２０）。ここで、タグ通信装置３の通信結果を受信していない場合は、ＳＴ２０の処理を再実行し、通信結果の受信待ちになる。タグ通信装置３の通信結果を受信したならば、その通信結果の中に応答不能の情報が有るか否かを判断する（ＳＴ２０のＹ、ＳＴ２１）。【００５６】
上記ＳＴ２１において、通信結果の中に応答不能の情報が有った場合、上位コンピュータ４は、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がＴ１未満になったかＴ２以上になったものと判断し（ＳＴ２２）、赤色回転灯を動作させたりブザーを鳴らしたりする等、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度が既定範囲の外に出たことを報知する。【００５７】
一方、上記ＳＴ２１において、通信結果の中に応答不能の情報が無かった場合、つまり応答可能の情報が有った場合、上位コンピュータ４は、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度がＴ１以上Ｔ２未満であって既定範囲に収まっていると判断し（ＳＴ２３）、グリーン灯を点灯させる等、ＲＦＩＤタグ２周囲の温度が既定範囲内であることを報知する。【００５８】
以上説明した実施形態では、上位コンピュータ４においてＲＦＩＤタグ２周囲の温度に関する状況変化を検知するものとしたが、この状況変化の検知機能はタグ通信装置３に持たせてもよい。【００５９】
また、上記タグ通信装置３には更に、受信レベルを測定する測定手段を追加することができる。そして、測定手段によりＲＦＩＤタグ２の応答波ＡＮＳの受信レベルを常時測定するとともに、その測定値の時系列データを基に連続的にＲＦＩＤタグ２周囲の温度に関する状況変化を検知するようにしてもよい。この場合、相対的な温度変化は受信レベルの時間的変化により検知可能であるが、絶対的な精度を求める場合は事前に校正が必要となる。【００６０】
上記実施形態では、Ｔ１未満の温度やＴ２以上の温度で応答不能となるＲＦＩＤタグ２を使用したが、応答不能の温度が異なるＲＦＩＤタグ２を複数用いれば、ＲＦＩＤタグ周囲の温度を段階的に検知することが可能になる。【００６１】
上記実施形態では素子２２ＡとしてＰＴＣサーミスタ２２Ａ１を用いたが、それとは逆の負のインピーダンス特性を持つＮＴＣサーミスタを用いてもよい。【００６２】
図６は、本発明を適用したＲＦＩＤタグ通信システムの他の実施形態の要部を示す説明図である。【００６３】
図６の本ＲＦＩＤタグ通信システムは、ＲＦＩＤタグ２周囲の状況変化として、ＲＦＩＤタグ２を取り付けた扉Ｄの開閉を検知するものである。なお、本ＲＦＩＤタグ通信システムの基本的な構成は先に説明した図１のＲＦＩＤタグ通信システムと同様であるため、それと同一部材には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。【００６４】
本ＲＦＩＤタグ通信システムで用いるＲＦＩＤタグ２は、アンテナ２０を介して電波を送受信する無線通信ＩＣ２１と、アンテナ２０を取り付けた部材（本実施形態では扉Ｄ）の変位に応じてアンテナ２０に着脱される金属部材２２Ｂとを含んで構成される。【００６５】
金属部材２２Ｂは非金属の扉Ｄの間口Ｅに取り付けられる。一方、扉ＤにはＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０と無線通信ＩＣ２１とが取り付けられている。つまり、金属部材２２Ｂはアンテナ２０を取り付けた部材の近くに設置される。そして、この金属部材２２Ｂは、扉Ｄの変位（開位置か閉位置かのいずれか）に応じてアンテナ２０に対する相対的な位置が変化しアンテナ２０に着脱され、アンテナ２０の利得を変化させる。【００６６】
金属部材２２Ｂはアンテナ２０と同じ材料でもよいし、異なる材料でもよく、例えば、アルミニウム製の短冊状金属箔を使用することができる。なお、金属部材２２Ｂがアンテナ２０に装着されても、アンテナ２０の周波数特性は変化しないものとする。【００６７】
本ＲＦＩＤタグ通信システムでは、扉Ｄが閉まっているときは、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０と金属部材２２Ｂとが接触することにより、そのアンテナ利得が高まり、タグ通信装置３と交信可能な利得のアンテナが構成され、ＲＦＩＤタグ２とタグ通信装置３は交信可能になる。つまり、タグ通信装置３とＲＦＩＤタグ２との間で質問波ＲＱと応答波ＡＮＳのやり取りが可能になる。【００６８】
一方、図６のように扉Ｄが開いたときは、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０と金属部材２２Ｂとが離れるため、マッチング状態が変化し、アンテナ利得が低下することにより、ＲＦＩＤタグ２とタグ通信装置３は交信不可になる。つまり、タグ通信装置３から質問波ＲＱを送信しても、ＲＦＩＤタグ２から応答波ＡＮＳが返信されることはない。【００６９】
要するに、図５のＲＦＩＤタグ２も、図１のＲＦＩＤタグ２と同じくアンテナ２０を備えるので、外部と交信する通常の機能を有している。しかしながら、図５のＲＦＩＤタグ２の場合は、そのアンテナ２０だけではタグ通信装置３との交信に必要なアンテナ利得が不足した状態になっている。この不足分を補うものが金属部材２２Ｂである。金属部材２２Ｂは上記の如くＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０に接触することでアンテナ２０の利得を高め、ＲＦＩＤタグ２とタグ通信装置３との交信を可能とする。【００７０】
図５の本ＲＦＩＤタグ通信システムでも、ＲＦＩＤタグ２とタグ通信装置３との通信結果がタグ通信装置３から上位コンピュータ４へ送信される。その通信結果の内容は、タグ通信装置３においてＲＦＩＤタグ２の応答波ＡＮＳを受信できた場合は“応答可能”の情報、受信できなかった場合は“応答不能”情報である。【００７１】
従って、上位コンピュータ４では、上記のような“応答可能”か“応答不能”かの情報に基づいて扉Ｄの開閉を検知することができる。この検知に関する処理は、タグ通信装置３から送信されてきた情報が“応答可能”であるかどうかを判定し、“応答可能”の情報であったならば、扉Ｄは閉じられているものとし、“応答可能”の情報でなく、“応答不能”の情報であったならば、当該扉Ｄは開いているものとする。【００７２】
図７は、金属部材２２Ｂの他の着脱構成例を示す説明図である。図７の着脱構成例では同図（ａ）のように利得の高い大きなアンテナ（例：アンテナ全長＝λ／２）２００にミシン目などのカットラインＬを入れ、カットラインＬの一方側をＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０として用い、他方側を金属部材２２Ｂとして用いる。そして、同図（ｂ）のように、カットラインＬでアンテナ２００が切断されると、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２０は利得の低い小さなアンテナ（例：アンテナ全長＝λ／４）になるようにした。【００７３】
従って、例えば、カットラインＬの一方側、すなわちＲＦＩＤタグ２の無線通信ＩＣ２１とアンテナ２０を固定部材に貼付し、カットラインＬの他方側、すなわち金属部材２２Ｂを上記固定部材から移動する可能性のある別部材に貼付する。このようにしておけば、別部材が移動したときに、カットラインＬでアンテナ２００が切断されることで、ＲＦＩＤタグ２はアンテナ利得が低下し、応答不能となる。このことからＲＦＩＤタグ２周囲の状況変化として別部材の移動を検知することができる。その別部材が元の位置に戻ってくれば、アンテナ２００が再構成され、ＲＦＩＤタグ２はアンテナ利得が高まり、応答可能となる。このことから別部材が元の位置に戻ってきたことを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明を適用したＲＦＩＤタグ通信システムの一実施形態の説明図。
【図２】無線通信ＩＣのブロック図。
【図３】ＰＴＣサーミスタの温度に対するインピーダンス特性、および、無線通信ＩＣの動作電力を確保できるインピーダンスの下限値と上限値の説明図。
【図４】タグ通信装置のブロック図。
【図５】（ａ）はタグ通信装置における処理動作を示すフローチャート図、（ｂ）は上位コンピュータにおける処理動作を示すフローチャート図。
【図６】本発明を適用したＲＦＩＤタグ通信システムの他の実施形態の要部説明図。
【図７】（ａ）は金属部材の他の着脱構成例を示す説明図であって、金属部材をカットする前の状態を示した図、（ｂ）は金属部材をカットした後の状態を示した図。
【符号の説明】
【００７５】
２  ＲＦＩＤタグ
３  タグ通信装置
３１  外部通信部
３２  通信制御部
３３  送信部
３４  受信部
３５  アンテナ
４  上位コンピュータ
２０  アンテナ
２０Ａ、２０Ｂ  アンテナエレメント
２０Ｃ  給電部
２１  無線通信ＩＣ
２１１  電源部
２１２  無線処理部
２１３  制御部
２１４  メモリ部
２２Ａ  素子
２２Ａ１  ＰＴＣサーミスタ
２２Ｂ  金属部材
ＡＮＳ  応答波
ＲＱ  質問波
【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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【国際調査報告】
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