(57)【要約】  ＲＦＩＤセンサのための統合質問器を用意する。統合質問器は、ＲＦＩＤセンサと連絡したデジタルリーダ、ＲＦＩＤセンサと連絡したインピーダンスリーダ、並びにデジタルリーダ及びインピーダンスリーダの動作を調整する１以上のコントローラを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサのための統合質問器であって、
前記ＲＦＩＤセンサと連絡したデジタルリーダ、
前記ＲＦＩＤセンサと連絡したインピーダンスリーダ及び
前記デジタルリーダ及び前記インピーダンスリーダの動作を調整する１以上のコントローラ
を含む統合質問器。
【請求項２】
前記インピーダンスリーダのスキャニング周波数の範囲が前記デジタルリーダの周波数帯以内にある、請求項１記載の統合質問器。
【請求項３】
前記インピーダンスリーダのスキャニング周波数の範囲が前記デジタルリーダの周波数帯に関してより高いか又はより低く、スキャニング周波数の前記範囲が前記デジタルリーダの前記周波数帯の１０ＭＨｚ以内にある、請求項１記載の統合質問器。
【請求項４】
前記インピーダンスリーダが２以上の電力レベルにおいて動作する、請求項１記載の統合質問器。
【請求項５】
前記デジタルリーダが単一周波数、単一プロトコルリーディングデバイス又は、マルチ周波数、マルチプロトコルリーディングデバイスを含む、請求項１記載の統合質問器。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤセンサの外部にある１以上のデバイスと連絡する通信モジュールをさらに含む、請求項１記載の統合質問器。
【請求項７】
前記統合質問器に対してリモートにある中央コンピューティングセンタをさらに含む、請求項１記載の統合質問器。
【請求項８】
前記中央コンピューティングセンタが、多変量分析、定常状態応答又は動的応答を使用して、インピーダンススペクトルの少なくとも一部分を分析する、請求項７記載の統合質問器。
【請求項９】
前記インピーダンスリーダがセンサアンテナと連絡した、請求項１記載の統合質問器。
【請求項１０】
前記ＲＦＩＤセンサが２以上のアナログ検知入力を含む、請求項１記載の統合質問器。
【請求項１１】
１以上のＲＦＩＤセンサの質問のための質問システムであって、
前記ＲＦＩＤセンサから信号を受信及び送信するセンサアンテナと、
前記ＲＦＩＤセンサのうちの１以上と動作可能に結合した統合質問器であって、
前記ＲＦＩＤセンサのインピーダンススペクトルを測定するインピーダンスリーダ、
前記ＲＦＩＤセンサのメモリチップからデータを読取るデジタルデータリーダ及び
前記インピーダンスリーダ及び前記デジタルリーダの動作を調整するコントローラ
を含む統合質問器と
を含む質問システム。
【請求項１２】
前記センサ応答リーダのスキャニング周波数範囲が約３ＭＨｚ〜２５ＭＨｚまでである、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１３】
前記インピーダンスリーダ及び前記デジタルデータリーダのうちの１つ又は両方と連絡する通信モジュールをさらに含む、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１４】
前記コントローラが、それぞれ前記インピーダンスリーダ及び前記デジタルデータリーダからのアナログデータ取得とデジタルデータ取得を切り替える電子スイッチを含む、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤセンサのうちの１以上が環境パラメータの変化に反応性のある検知フィルムを含む、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１６】
前記統合質問器と連絡した中央コンピューティングセンタをさらに含む、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１７】
前記中央コンピューティングセンタが前記ＲＦＩＤセンサに対してリモートにある、請求項１６記載の質問システム。
【請求項１８】
２以上のＲＦＩＤセンサが一般的な統合質問器と動作可能に結合しる、請求項１１記載の質問システム。
【請求項１９】
環境に配置された、１以上のＲＦＩＤセンサからアナログデータ及びデジタルデータを取得するための方法であって、
共振アンテナ構造体のインピーダンススペクトルを少なくとも部分的に測定することにより前記環境の物理的特性、化学的特性、生物学的特性のうちの２以上を検知し、
前記ＲＦＩＤセンサに関するデジタル情報若しくはアナログ情報又はデジタル情報及びアナログ情報の両方を取得する
ことを含む方法。
【請求項２０】
前記環境の前記特性を検知する段階及び前記デジタル情報を取得する段階を同時に、周期的に又は順次に実行する、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
リモートロケーションにおいて前記インピーダンススペクトル又はセンサパラメータを分析することをさらに含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
検知する前記段階がデジタル情報を取得するのに使用される前記周波数の約０Ｈｚ〜１０ＭＨｚの範囲内の周波数で実行される、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
ＲＦＩＤセンサの正確さ、精密さ又はそれらの組合せを向上させるために、環境に配置された２以上のアナログセンサから入力を受信している前記ＲＦＩＤセンサからセンサデータを取得するための方法であって、
前記環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関するアナログセンサのうちの１以上の抵抗を監視し、
前記環境の前記物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関する前記アナログセンサのうちの１以上の容量を監視し、
前記抵抗及び容量を分析する
ことを含む方法。
【請求項２４】
前記センサデータから干渉効果を低減又は排除するために、抵抗及び容量を分析することを実質的に同時に実行する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
ＲＦＩＤセンサの正確さ、精密さ又はそれらの組合せを向上させるために、前記環境に配置された３以上のアナログセンサから入力を受信している前記ＲＦＩＤセンサからセンサデータを取得するための方法であって、
前記環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関する前記アナログセンサのうちの１以上の抵抗を監視し、
前記環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関する前記アナログセンサのうちの１以上のインダクタンスを監視し、
前記環境の前記物理的特性、化学的特性、生物学的特性のうちの１以上に関する前記アナログセンサのうちの１以上の容量を監視し、
前記抵抗、前記インダクタンス及び前記容量を分析する
ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にセンサに関し、より具体的には無線周波数識別（ＲＦＩＤ）センサの質問のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグからデジタルデータを取得するのに使用される。デジタルデータは、例えば、タグのデジタル識別又はＲＦＩＤタグのメモリチップに書込及び／又は記憶された他の情報を含んでよい。ＲＦＩＤタグは、様々な時間に様々な相対レベルの送信電力で電磁信号を送信する。ＲＦＩＤリーダで受信した信号を、受信信号の送信相対電力レベルと組合せて用いて、ＲＦＩＤタグの位置を特定し、ＲＦＩＤタグから（例えば、ＲＦＩＤタグのメモリチップ又はバックリフレクタ構造体から）デジタル識別情報を読取る。
【０００３】
ＲＦＩＤセンサでＲＦＩＤタグを用いる場合、ＲＦＩＤセンサからのアナログデータ（例えば検知パラメータ）及びデジタルデータ（例えばタグＩＤ、記憶ユーザ情報）の読取りに別々のリーダを使用する。ＲＦＩＤセンサからデジタルデータ並びにアナログデータを取得する場合は、２つの異なるリーダを用いる必要がある。２つの異なるリーダは、システムの複雑さ、寸法及びコストを増大させる。
【０００４】
したがって、ＲＦＩＤセンサからデジタルデータ及びアナログデータの両方を読取ることのできるＲＦＩＤセンサのための統合質問システムを有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、ＲＦＩＤセンサのための統合質問器を用意する。統合質問器は、ＲＦＩＤセンサと連絡したデジタルリーダ、ＲＦＩＤセンサと連絡したインピーダンスリーダ及びデジタルリーダ及びインピーダンスリーダの動作を調整する１以上のコントローラを備える。
【０００６】
別の実施形態では、１以上のＲＦＩＤセンサの質問のための質問システムを用意する。質問システムは、ＲＦＩＤセンサからの信号を受信及び送信するリーダアンテナ（ピックアップコイル）及びＲＦＩＤセンサの１以上と動作可能に結合した統合質問器を含む。統合質問器は、ＲＦＩＤセンサのインピーダンススペクトルを測定するインピーダンスリーダ、ＲＦＩＤセンサのメモリチップからデータを読取るデジタルデータリーダ、並びにセンサ応答リーダ及びデジタルリーダの動作を調整するコントローラを含む。
【０００７】
さらに別の実施形態では、環境に配置された１以上のＲＦＩＤセンサからアナログデータ及びデジタルデータを取得するための方法を提供する。本方法は、共振アンテナ構造体のインピーダンススペクトルを測定し、ＲＦＩＤセンサに関するデジタル情報若しくはアナログ情報又はデジタル情報及びアナログ情報の両方を取得することにより、環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を少なくとも部分的に検知することを含む。
【０００８】
別の実施形態では、ＲＦＩＤセンサの正確さ、精密さ又はそれらの組合せを向上させるために、環境に配置された２以上のアナログセンサから入力を受信しているＲＦＩＤセンサからデータを取得するための方法を用意する。本方法は、環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関するアナログセンサのうちの１以上の抵抗を監視し、環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの１以上に関するアナログセンサのうちの１以上の容量を監視し、抵抗及び容量を分析することを含む。
【０００９】
本発明のこれらの並びに他の特徴、態様及び利点は、全図面にわたって同様の符号は同様の部分を表す添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の統合質問器を含むＲＦＩＤセンサのための質問システムの一例の概略図である。
【図２】本発明のＲＦＩＤセンサの一実施形態の測定インピーダンスパラメータのグラフである。
【図３】本発明の統合質問器を含むＲＦＩＤセンサのための質問システムの例の概略図である。
【図４】本発明の統合質問器を含むＲＦＩＤセンサのための質問システムの例の概略図である。
【図５】統合質問器を使用してアナログデータ及びデジタルデータを検知するための相対周波数範囲の例のグラフである。
【図６】統合質問器を使用してアナログデータ及びデジタルデータを検知するための相対周波数範囲の例のグラフである。
【図７】統合質問器を使用してアナログデータ及びデジタルデータを検知するための相対周波数範囲の例のグラフである。
【図８】統合質問器を使用してアナログデータ及びデジタルデータを検知するための相対周波数範囲の例のグラフである。
【図９】環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を測定するための本発明の例示的方法の段階の流れ図である。
【図１０】環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を測定するための本発明の例示的方法の段階の流れ図である。
【図１１】ＲＦＩＤセンサ及びＲＦＩＤセンサのための統合質問器を使用した使い捨てバイオプロセスコンポーネントの概略図である。
【図１２】複数のＲＦＩＤセンサの質問のための本発明の質問システムの一例の概略図である。
【図１３】中央計算センタを使用した本発明の質問システムの一例の概略図である。
【図１４】本発明の統合質問を用いて取得した例示的アナログデータ及びデジタルデータのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に開示する実施形態は、ＲＦＩＤセンサの統合質問を容易にする。ＲＦＩＤセンサを使用して、様々な物理的パラメータ、化学的パラメータ及び生物学的パラメータを測定することができる。統合質問のための方法及びシステムを使用して、ＲＦＩＤセンサからデジタル信号及びアナログ信号の両方を収集し、ＲＦＩＤセンサのＲＦＩＤタグに対応するデジタルデータ又はアナログデータ（例えば、タグＩＤ、エンドユーザ記憶情報、検知情報、タグから入手可能な任意の他のデジタル情報）及びＲＦＩＤセンサに対応するアナログデータ（例えば、検知測定値、反射電力測定値）を取得することができる。いくつかの実施形態では、統合質問器は、ＲＦＩＤセンサと連絡したデジタルリーダ、センサと連絡したインピーダンスリーダ、並びにデジタルリーダ及びインピーダンスリーダの動作を調整する１以上のコントローラを含む。一例では、デジタルリーダは、ＲＦＩＤセンサのメモリチップと連絡していてもよい。一例では、デジタルリーダは、ＲＦＩＤセンサのメモリチップと連絡していてよく、この場合、メモリチップは２以上のセンサ入力を有する。この例では、１以上のセンサ入力は、センサ抵抗を測定し、１以上の入力は、センサ容量を測定する。一例では、インピーダンスリーダは、センサ共振アンテナ構造体と連絡していてもよい。ＲＦＩＤセンサ（共振アンテナ構造体）のインピーダンスの検知測定を、統合質問器のデジタル部分の動作の頻度に近い頻度で実行することができる。インピーダンスリーダのデジタル部分は、容認されている通信規格に準拠して動作する。
【００１２】
ＲＦＩＤセンサは、無線センサでも有線センサでもよい。無線ＲＦＩＤセンサを統合質問器に無線で結合することができる。有線センサを、センサシステムの統合質問器又は他のコンポーネントにワイヤを使用して電気的に結合することができる。センサが無線センサである実施形態では、インピーダンスリーダは、センサ共振アンテナ構造体又はセンサアンテナと連絡していてもよい。センサが有線センサである実施形態では、インピーダンスリーダは、センサと連絡していてもよい。
【００１３】
一実施形態では、ＲＦＩＤセンサのＲＦＩＤタグは、パッシブタグでよい。パッシブＲＦＩＤタグは、その機能のための電池を必要とせず、センサアンテナと結合したメモリチップを含む。一実施形態では、統合質問器を、１以上の使い捨て乾電池又は再充電可能な電池から成る比較的小さなポータブル電池などの統合質問器の中に自蔵されている（即ち、内部）有限電源に結合することができる。代替として、統合質問器は、配電網などのリモート電源にハードワイヤードされている電源を使用して動作することができる。代替として、統合質問器をスーパーキャパシタ又は他のものなどの有限電力ハーベスティング電源に結合することができる。
【００１４】
パッシブＲＦＩＤタグと統合質問器との間の距離は、センサのタイプ（例えば、有線又は無線）、動作頻度、ＲＦ電力レベル、統合質問器の受信感度、センサアンテナのサイズ、ＲＦＩＤセンサからのデータレート、通信プロトコル及びメモリチップの消費電力を含む設計パラメータによって管理される。
【００１５】
統合質問器は、無線通信を使用してセンサ情報を中央計算センタに提供することができる。統合質問器は、デジタルデータ及びアナログデータを処理するためにネットワークを介して中央計算センタと連絡していてもよい。中央計算センタは、１以上のセンサ（又は近隣のセンサ）に直接又は間接的と結合してもよい。このようにして、統合質問器は、他のセンサから提供される情報に有利にアクセスすることができる。近隣のセンサは、同じ又は異なる環境パラメータを測定することができる。
【００１６】
中央計算センタの非限定的な例には、中央ハブ又はクラウドコンピューティングクラスタなどがある。本明細書で用いる用語「クラウドコンピューティング」は、インターネットベースのコンピューティングであり、それによって、共用リソース、ソフトウェア及び情報がコンピュータ及び他のデバイスにオンデマンドで提供される。中央プロセッサを使用して、詳細な応答モデルを生成することができる。クラウドコンピューティングは、コスト及び資本支出を低減することができる。さらに、クラウドコンピューティングは、ユーザが、ユーザの位置又はユーザが何（例えば、パーソナルコンピュータ又はモバイル）を使用しているかに関係なく、ウェブブラウザを使用してシステムにアクセスすることができるようにすることにより、位置独立を提供することができる。一例では、クラウドコンピューティングクラスタは、ユーザ又は自動システムが、例えば、周囲雑音パラメータを変更することに基づいて、モデルを動的に進化させることができるようにする。そのような周囲雑音パラメータの非限定的な例には、温度、湿度又は圧力などがある。いくつかの適用形態では、これらの及び他の環境パラメータは、測定関係のパラメータでよい。周囲雑音パラメータの値を１以上のセンサを使用して提供することができる。詳細な応答モデルは、他の測定パラメータに関する同様の又は異なる検知情報を提供する近隣のセンサに基づいて進化することができる。
【００１７】
図１に示すように、統合質問器１０は、ＲＦＩＤセンサ１２と動作可能に結合しる。統合質問器１０は、ＲＦＩＤセンサ１２と連絡したデジタルリーダ／ライタ１４及びリーダアンテナ（ピックアップコイル）１８を含む。用語「デジタルリーダ／ライタ」及び「デジタルリーダ」は、本適応形態全体にわたって互換可能に使用することができる。質問器１０は、リーダアンテナ１８と連絡したインピーダンスリーダ１６、並びにデジタルリーダ／ライタ１４及びインピーダンスリーダ１６の動作を調整する１以上のコントローラをさらに含む。リーダアンテナ１８は、ＲＦＩＤセンサ１２と対話するために界１７を生成することができる。界１７は、磁界又は電界でよい。
【００１８】
デジタルリーダ／ライタ１４は、読出し機能及び書込み機能の両方を実行することができる。デジタルリーダ／ライタ１４は、ＲＦＩＤセンサ１２の集積回路（ＩＣ）メモリチップからデータを読取る及び書込むことができる。一実施形態では、デジタルリーダ１４は、センサ１２のＲＦＩＤタグのデジタル部分からデジタルデータを読取ることができ、デジタルデータをＲＦＩＤタグの書込み可能メモリに書込むことができる。ＲＦＩＤセンサ１２の書込み可能メモリは、ＩＣメモリチップでよい。別の実施形態では、デジタルリーダは、書換え可能メモリを有しないＲＦＩＤセンサ１２のデジタル部分からデジタルデータを読取ることができる。例えば、弾性表面波ＲＦＩＤタグの場合には、ＲＦＩＤタグの書込み不可能なメモリは、リフレクタのセットでよい。
【００１９】
一実施形態では、メモリチップは、集積回路メモリチップ又は弾性表面波デバイスなどの読出し専用メモリに基づくメモリチップでよい。メモリチップはセンサ１２と結合してもよい。デジタルリーダ／ライタ１４は、単一周波数、単一プロトコル読出し／書込みデバイス又はマルチ周波数、マルチプロトコル読出し／書込みデバイスでよい。単一周波数デバイスの例は、単一の所与のＩＳＭ（産業−科学−医療）周波数範囲において又は４００ＫＨｚ未満の周波数でのみＲＦＩＤタグに質問するデバイスである。非限定的な例には、１２０ＫＨｚ、１２５ＫＨｚ、１２８ＫＨｚ、１３５ＫＨｚ、６．７８ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２５ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、４３３．９２ＭＨｚ、８６９．０ＭＨｚ、９１５．０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、２４．１２５ＧＨｚの周波数がある。デジタルリーダ１４は、マルチ周波数動作のために構築してもよく、リーダは、様々な周波数で動作するように設計された様々なタグからデジタル情報を読取ることができる。各周波数は、デジタルリーダ１４がＲＦＩＤタグの存在を判定し、ＲＦＩＤタグのデジタルコンテンツを読取るのにそのあたりで動作する周波数範囲を有する。一例では、１３．５６ＭＨｚに対するデジタルリーダは、１３．５５３ＭＨｚの周波数を使用してＲＦＩＤタグに質問し、１３．１１ＭＨｚ〜１３．５５３ＭＨｚの間で、並びに１３．５５３ＭＨｚ〜１４．０１ＭＨｚの間で、ＲＦＩＤタグから変調出力を検出する。標準的なプロトコルを使用してＲＦＩＤセンサ１２からデジタルデータを読取ることができる。
【００２０】
インピーダンスリーダ１６は、ＲＦＩＤセンサ１２の共振センサ回路のインピーダンススペクトルを測定する。インピーダンススペクトルを測定することに加えて、インピーダンスリーダ１６はまた、測定スペクトルの分析を実行することができる。代替として、インピーダンススペクトルをリモートロケーション又は中央コンピューティングセンタに送信することができ、測定スペクトルの分析を中央コンピューティングセンタにおいて実行することができる。インピーダンスの実部の最大の周波数（Ｆｐ）、インピーダンスの実部の大きさ（Ｚｐ）、インピーダンスの虚部の共振周波数（Ｆ1）及びインピーダンスの虚部の反共振周波数（Ｆ2）、複素インピーダンスの虚部の共振周波数（Ｆ1）における信号の大きさ（Ｚ1）、複素インピーダンスの虚部の反共振周波数（Ｆ2）における信号の大きさ（Ｚ2）及びゼロリアクタンス周波数（Ｆｚ、インピーダンスの虚部がそこにおいてゼロである周波数）など、分析のための様々なパラメータを使用してインピーダンススペクトルを同時に分析することができる。全複素インピーダンススペクトル、例えば、共振の品質要素、位相角及びインピーダンスの大きさを使用して他のパラメータを同時に測定することができる。多変量応答パラメータは、参照により本明細書に組み込まれている「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＲＦＩＤ  ｓｅｎｓｏｒｓ」という名称の米国特許出願第１２／１１８，９５０号に記載されている。
【００２１】
コントローラ１９を使用して、デジタルリーダ１４及びインピーダンスリーダ１６の動作を調整することができる。例えば、コントローラ１９を使用して、デジタルリーダ１４及びインピーダンスリーダでのＲＦＩＤセンサ１２からの測定／読取りの順序／順番を制御することができる。一実施形態では、コントローラは、ユーザから入力を受信して、デジタルリーダ１４及びインピーダンスリーダ１６でＲＦＩＤセンサ１２からデータを測定／読取る際の順序を判定するように構成してもよい。
【００２２】
図示しないが、通信モジュールは、質問器１０と動作可能に結合してもよい。通信モジュールを使用して、プロセッサ２０又はネットワークなどの外部デバイスと通信することができる。通信モジュールの非限定的な例には、無線通信モジュール及びＵＳＢ通信モジュールなどがある。一例では、通信モジュールは、コントローラ１９のコンポーネントでよい。
【００２３】
プロセッサ２０は、ＲＦＩＤセンサ１２から受信したアナログデータ及びデジタルデータを処理することができる。プロセッサ２０は、統合質問器１０の外部又は内部のどちらにあってもよい。即ち、プロセッサ２０は、統合質問器１０の一部分でもよく又は統合質問器１０と共に別々に用意してもよい。一例では、インピーダンスリーダ１６は、内部プロセッサ２０のコンポーネントでよい。プロセッサ２０は、統合質問器１０と直接又はネットワークを介して連絡していてもよい。プロセッサ２０は、統合質問器１０に対してローカルに配置してもよく、リモートに配置してもよい。例えば、リモートに配置されたプロセッサ２０は、統合質問器１０に対してリモートに配置された中央コンピューティングセンタ内にあってもよい。プロセッサ２０は、センサデータ（アナログデータ及びデジタルデータ）を処理することに加えて、処理データを表示するように構成してもよい。プロセッサ２０は、ユーザ入力を受信し、受信した入力を統合質問器１０に送信するように構成されてもよい。例えば、プロセッサ２０は、アナログデータ及びデジタルデータを収集するための順番に関するユーザ入力を受信することができ、次いで、プロセッサ２０は、入力をコントローラ１９（又は通信モジュール）に渡すことができる。
【００２４】
センサ回路のコンポーネントを組合せることによって、Ｆｐ、Ｚｐ、Ｆ１、Ｚ２及びＲＦＩＤセンサのＲＦＩＤタグから生成される任意の他のものなどの共振回路パラメータによって形成されるインピーダンス応答を生成することになる。図２は、センサのインピーダンス応答スペクトルの実部及び虚部の例を示す。曲線２１によって示されているように、インピーダンスの実部は、パラメータＦｐ２４及びＺｐ２５を含む。パラメータＦｐ２４は、インピーダンスの実部の最大の周波数を表し、パラメータＺｐ２５は、インピーダンスの実部の大きさを表す。同様に、曲線２２によって示されているように、インピーダンスの虚部は、Ｆ１２６、Ｆ２２８、Ｆｚ２７、Ｚ１２９及びＺ２３１を含む。パラメータＦ１２６は、インピーダンスの虚部の共振周波数を表し、パラメータＦ２２８は、インピーダンスの虚部の反共振周波数を表す。パラメータＦ１及びＦ２は、同等の回路の異なるコンポーネントに関する。パラメータＺ１２９は、複素インピーダンスＦ１２６の虚部の共振周波数における信号の大きさを表す。パラメータＺ２３１は、複素インピーダンスＦ２２８の虚部の反共振周波数における信号の大きさを表す。パラメータＦｚ２７は、ゼロリアクタンス周波数を表す。センサパラメータの追加の非限定的な例には、ＲＦＩＤセンサの同等の回路の応答、共振の品質要素、位相角及びＲＦＩＤセンサの共振回路応答のインピーダンスの大きさから抽出することができるパラメータ、並びに当技術分野で知られている他のものなどがある。Ｆ１２６とＦ２２８との差はピーク幅に関する。この例では、Ｆ１２６及びＦ２２８は、同等の回路の異なるコンポーネントに関し、Ｆ１２６及びＦ２２８は相関関係にない。ピークの対称性は、インピーダンスの変化によって影響される可能性がある。全インピーダンススペクトルを使用して、例えば、共振の品質要素、位相角及びインピーダンスの大きさを使用して、他のパラメータを測定することができる。
【００２５】
センサは、化学的パラメータ、生物学的パラメータ又は物理的パラメータのうちの２以上を検知することができる。一実施形態では、検知フィルムなどの検知材料をセンサアンテナ上に配置することができる。この実施形態では、フィルムのいかなる変化もセンサ応答に影響を及ぼす可能性がある。一実施形態では、アンテナは、部分的に、環境に反応性のある材料から作られる。この実施形態では、アンテナは環境に敏感である。
【００２６】
２つの異なる手法を使用して検知することができる。１つの手法では、検知材料を、センサのインピーダンス応答を変更するためにセンサアンテナ上に配置することができる。検知材料フィルムのいかなる変化もセンサ応答に影響を及ぼす可能性がある。もう１つの手法では、補足センサを、アンテナ及び任意選択のメモリチップにまたがって取り付けることができる。補足センサを使用して、センサインピーダンス応答を変更することができる。センサアンテナに取り付けられた補足センサのいかなる変化もセンサ応答に影響を及ぼす可能性がある。そのような補足センサの例は、参照により本明細書に組み込まれている「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＲＦＩＤ  ｓｅｎｓｏｒｓ」という名称の米国特許出願第１２／１１８，９５０号に記載されている。
【００２７】
図３を参照すると、アナログデータ取得とデジタルデータ取得を切り替えるために統合質問器３０にスイッチ３２を用意する。例えば、統合質問器３０は、スイッチ３２を使用して、デジタルデータを（例えば、ＩＣメモリチップから）及びアナログデータ（例えば、共振センサ回路のインピーダンススペクトル）を矢継ぎ早に読取る。一実施形態では、スイッチ３２は、コントローラ１９を使用して制御することができる。スイッチ３２は、コントローラ１９のコンポーネントでよい。代替として、スイッチ３２は、物理的にコントローラ１９の外部にあってよいが、スイッチの機能は、それでもなおコントローラ１９によって制御される。
【００２８】
図４は、ＲＦＩＤセンサ３７と結合した２以上のセンサの応答を測定する統合質問器３４を示す。統合質問器３４は、ＲＦＩＤセンサ３７のメモリチップからデジタルデータを読取るデジタルデータリーダ３６を含む。メモリチップは、ＲＦＩＤセンサ３７の質問のための統合質問器３４によって読み出される２以上の検知入力を含む。アナログセンサ３３及び３５は、ＲＦＩＤセンサ３７の入力に接続される。一例では、アナログセンサ３３は、抵抗センサでよく、アナログセンサ３５は、容量センサでよい。代替として、図示しないが、抵抗及び容量の測定可能な反応の両方を生成することができる単一のセンサをＲＦＩＤセンサ３７の入力に結合することができる。図示するように、統合質問器３４において、リーダ４０は、アナログセンサ３３の抵抗を監視し、リーダ４２は、接続されたアナログセンサ３５の容量を監視する。センサ３３及びセンサ３５の両方は、メモリチップ３９と結合しる。測定検知パラメータ（抵抗及び容量）の組合せは、高レベルの干渉が存在する場合に関係環境パラメータ（例えば、蒸気濃度、温度、圧力など）を検出及び計量するために選択センサとして動作するデジタルＲＦＩＤセンサ３７の能力を向上させる。統合質問器３４は、ＲＦＩＤセンサ３７から信号を受信及び送信するリーダアンテナ４１、並びにＲＦＩＤセンサ３７と動作可能に結合した統合質問器３４を含む。一実施形態では、図示しないが、３つのアナログセンサをメモリチップ３９に結合することができ、この場合、第１のセンサはセンサ上に析出された検知フィルムなどの検知材料の抵抗を測定し、第２のセンサはその容量を測定し、第３のセンサはそのインダクタンスを測定する。３つのセンサ上に析出された検知フィルムのタイプは、同じでも異なってもよい。これらのセンサから測定可能な検知フィルムの誘電特性の変化は、環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性と相関関係にある可能性がある。代替として、メモリチップ３９に接続された１つのアナログセンサがあってよく、この場合、単一のセンサがセンサ上に析出された検知フィルムの抵抗、容量及びインダクタンスを測定する。
【００２９】
センサインピーダンススペクトルを、Ｆｐ、Ｚｐ、Ｆ１又はＦ２及び他のものなどのいくつかのスペクトルパラメータを抽出するために処理する。センサインピーダンススペクトルを、処理するために中央コンピューティングセンタに送信することができる。一例では、中央コンピューティングセンタは、インピーダンスリーダからの定常状態応答又は動的応答を使用してインピーダンススペクトル又はスペクトルの特徴の少なくとも一部分を分析することができる。定常状態センサ応答は、決められた時間帯にわたるセンサからの応答であり、この場合、応答は、測定時間にわたって測定可能なほどには変化しない。したがって、時間の経過につれて定常状態センサ応答を測定することは、同様の値を生成する。動的センサ応答は、測定された環境パラメータ（温度、圧力、化学的濃度、生物学的濃度など）が突然変化した時のセンサからの応答である。したがって、動的センサ応答は、測定時間の経過につれてかなり変化する。したがって、時間の経過につれて動的センサ応答を測定することは、応答の動的シグネチャを生成する。応答の動的シグネチャの非限定的な例としは、平均応答勾配、平均応答大きさ、信号応答の最大正勾配、信号応答の最大負勾配、信号応答の平均変化、信号応答の最大正変化及び信号応答の最大負変化などがある。
【００３０】
一例では、中央コンピューティングセンタは、多変量分析を使用してフルインピーダンススペクトルを分析することができる。本明細書で使用する場合は、「多変量分析」は、１以上のセンサが、実質的に相互に相関関係にあってもなくてもよい複数の応答信号を生成する、信号の分析を指す。圧力、温度、液体、生物学的種及び気体などの様々な環境状態への露出の応答パターンを構築するために、多変量分析ツールを使用してセンサからの複数の応答信号を分析することができる。多変量分析ツールの非限定的な例には、正準相関分析、回帰分析、非線形回帰分析、主成分分析、判別関数分析、多次元尺度構成法、線形判別分析、ロジスティック回帰分析又はニューラルネットワーク分析などがある。他の例では、中央コンピューティングセンタは、ＲＦＩＤセンサ及びその近隣のセンサからの応答を使用してフルインピーダンススペクトル又はスペクトル特徴を分析することができる。一実施形態では、中央コンピューティングセンタを統合質問器に対してリモートに配置することができる。この実施形態では、インピーダンススペクトル又はセンサパラメータをＲＦＩＤセンサの位置から離れたリモートロケーションにおいて分析することができる。そのような多変量分析の非限定的な例は、参照により本明細書に組み込まれている「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＲＦＩＤ  ｓｅｎｓｏｒｓ」という名称の米国特許出願第１２／１１８，９５０号に記載されている。
【００３１】
統合質問器は、デジタルデータを読取るのに複数の規格を使用して動作することができるので、システムにフレキシビリティを提供する。規格の非限定的な例には、ＩＳＯ７８１６、ＩＳＯ１４４４３、ＩＳＯ１５６９３、ＩＳＯ１８０００、ＩＳＯ１１７８４、ＩＳＯ１１７８５などがある。ＩＳＯ７８１６は、接触チップカードのための規格である。ＩＳＯ７８１６−１は、電気的問題及び機械的問題について記述している。ＩＳＯ７８１６−２は、カードの接触部のサイズ、順序及び機能、並びに、備える場合は磁気ストライプの位置について記述している。ＩＳＯ１４４４３は、５インチ以下の距離で１３．５６ＭＨｚにおいて動作する非接触近接カードのための規格である。ＩＳＯ１５６９３は、近接カードに比べてより大きな距離から読取ることができるカードなどの非接触近接カードのための規格である。ＩＳＯ１５６９３システムは、１３．５６ＭＨｚ周波数で動作し、１メートル〜１．５メートルの最大読出し距離を提供する。ＩＳＯ１８０００は、グローバルインターフェースのためのエアインターフェースに関するジェネリックパラメータのためのＩＳＯ１８０００−１、約１３５ＫＨｚ未満で動作するエアインターフェースに関するするパラメータのためのＩＳＯ１８０００−２、１３．５６ＭＨｚにおけるエアインターフェースに関するパラメータのためのＩＳＯ１８０００−３、２．４５ＧＨｚにおけるエアインターフェースに関するパラメータのためのＩＳＯ１８０００−４、５．８ＧＨｚにおけるエアインターフェースに関するパラメータのためのＩＳＯ１８０００−５、８６０〜９３０ＭＨｚにおけるエアインターフェースに関するパラメータのためのＩＳＯ１８０００−６及び４３３ＭＨｚにおけるエアインターフェースに関するパラメータのためのＩＳＯ１８０００−７を含む、アイテム管理エアインターフェースのための規格である。ＩＳＯ１１７８４及びＩＳＯ１１７８５は、動物の無線周波数識別のための規格である。ＩＳＯ１１７８４は、トランスポンダに記憶されている符号の符号構造及び情報コンテンツについて記述している。ＩＳＯ  １１７８５は、トランスポンダとトランシーバとの間の送信プロトコルの特性など、動物の無線周波数識別のための技術概念について記述している。ＲＦＩＤタグからデジタルデータを読取る任意の他のプロトコルを使用することもできる。
【００３２】
方法及びシステムは、低雑音レベルを維持しながらセンサパラメータの判定を可能にする。一定の予め決められた解像度で周波数範囲をスキャンすることにより、さらなる多変量分析のための不確定性を最小限にして、スペクトルパラメータを判定する。波形の数は、１〜１００００まででよく、スキャンの数は、１〜１００００まででよい。波形の数が２より多い場合は、波形を平均することができる。スキャンの数が２より多い場合は、スキャンを平均することができる。スキャンの共振部分を適合させるために数学的関数などの関数を適用することができる。一実施形態では、スキャンにおける総データポイントの３５パーセント以下を含むスキャンの共振部分を適合させるために数学的関数を適用することができる。一実施形態では、ローレンツ線形適合又は基線補正済ローレンツ線形適合を含むスキャンの共振部分を適合させるために関数を適用することができる。数学的関数を使用してピーク位置及びピークの大きさを抽出することができる。全周波数範囲にわたる一定のスキャン速度又は可変スキャン速度でインピーダンススペクトルを測定することができる。全周波数範囲にわたる可変スキャン速度を使用して、全共振周波数範囲にわたってスキャンしながら測定ノイズを低減することができる。全周波数範囲にわたる一定のスキャン周波数解像度又は可変スキャン周波数解像度でインピーダンススペクトルを測定することができる。全周波数範囲にわたる可変周波数解像度を使用して、全共振周波数範囲にわたる全スキャニングにわたって測定ノイズを低減することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、統合質問器は、低消費電力動作を可能にすることができる。一例では、統合質問器のコンポーネントは、電池電源又はエネルギーハーベスティング電源を使用して動作することができる。エネルギーハーベスティング電源の非限定的な例には、スーパーキャパシタ、周囲の光に基づく電源、人間の動きに基づく電源、産業振動に基づく電源、熱エネルギー（人間の又は産業の）に基づく電源又はセルフォンからの無線周波数エネルギーに基づく電源などがある。
【００３４】
いくつかの実施形態では、インピーダンスリーダは、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）又はセルフォンなどの無線システムの一部分である。インピーダンスリーダは、ニアフィールド通信能力を用意することができる。本明細書で使用する場合は、用語「ニアフィールド通信（ＮＦＣ）」は、３ＭＨｚ〜約３０ＭＨｚの周波数域の狭域無線通信技術（高周波数通信として知られている）を意味し、接触しているか又は約１ｍ以下の距離にあってよいデバイス間でのデータの交換を可能にする。
【００３５】
図５〜８は、ＲＦＩＤセンサの統合質問のために使用することができる相対周波数範囲の例を示す。いくつかの実施形態では、リーダのデジタル部分の動作の周波数に近い周波数でインピーダンススペクトルの検知測定を実行することができ、この場合、リーダのデジタル部分は、通信規格に準拠して動作することができる。別の実施形態では、ＲＦＩＤセンサからデジタル情報を読取るのに使用する周波数帯に比べてより低い周波数又はより高い周波数をスキャンすることにより検知測定を実行することができる。
【００３６】
周波数帯における規制限度（例えば、ＦＣＣ限度）によって許可される電力レベルに応じて様々な無線周波数（ＲＦ）電力レベルにおいて周波数スキャニングを実行することができる。全周波数範囲にわたるインピーダンス測定のために同じ信号対雑音比を維持しながら、より高いＲＦ電力レベルを許可する周波数帯のための周波数スキャニング時間を低減することができる。特定の周波数範囲において規制限度に合致するようにＲＦ電力レベルを調節しながら、所望の周波数帯全体にわたって一定の速度で又は可変スキャン速度で検知応答の測定のための周波数スキャニングを実行することができる。
【００３７】
図５に示すように、横座標４６は周波数を表し、縦座標４８はＲＦ電力レベルを表す。ＲＦＩＤセンサからデジタル情報を読取るのに使用する全周波数帯５２にわたって周波数５０をスキャンすることにより検知又はアナログ測定を実行することができる。図６に示す例では、ＲＦＩＤセンサからデジタル情報を読取るのに使用する周波数帯５６に比べてより低い周波数５４をスキャンすることにより検知測定を実行することができる。図７に示す例では、ＲＦＩＤセンサからデジタル情報を読取るのに使用する周波数帯６０に比べてより高い周波数５８をスキャンすることにより検知測定を実行することができる。図８に示す例では、２つの異なるＲＦ電力レベル６２及び６４においてスキャンを実行することができる。それぞれ対応する周波数帯６６及び６８における規制限度によって許可される電力レベルに応じて電力レベル６２及び６４を選択する。この例では、ＲＦＩＤセンサからデジタル情報を読取るのに周波数帯７０を使用する。図８の例を使用して、全周波数範囲にわたるインピーダンス測定のために同じ信号対雑音比を維持しながら、より高いＲＦ電力レベルを許可する周波数帯のための周波数スキャニング時間を低減することができる。
【００３８】
デジタル情報を検知し取得する段階のための相対周波数範囲は、図５〜図８に示すように様々でよい。一実施形態では、デジタルリーダの周波数帯の１０ＧＨｚ以内のスキャン周波数で検知する段階を実行する。センサ応答リーダ（インピーダンスリーダ）のスキャニング周波数範囲は、約１００ＫＨｚ〜２５ＧＨｚの範囲にあってもよい。一では、デジタルリーダの周波数帯の１０ＭＨｚ以内のスキャニング周波数で検知を実行することができる。一例では、スキャニング周波数のための関係範囲は約１３ＭＨｚであり、スキャン範囲は約１０ＭＨｚである。例えば、センサ応答リーダ及びインピーダンスリーダのスキャニング周波数範囲は、約３ＭＨｚ〜２５ＭＨｚまでである。図６及び図７に示すように様々であり得るデジタル情報を検知し取得する段階のための相対周波数範囲を実現するために、センサＲＦＩＤタグの検知部分は、１つの周波数範囲において動作するアンテナを有し、ＲＦＩＤタグのデジタル部分は、別の周波数範囲において動作する別のアンテナを有する。
【００３９】
図９は、所与の環境においてＲＦＩＤセンサからアナログデータ及びデジタルデータを取得するための方法を示す。ブロック７２において、ＲＦＩＤセンサの共振アンテナ構造体のインピーダンススペクトルを測定することにより環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を少なくとも部分的に同時に検知する。ブロック７４において、ＲＦＩＤセンサのタグに関するアナログ情報及び／又はデジタル情報を取得する。ＲＦＩＤセンサのメモリチップからデジタル情報を取得することができる。ブロック７２及びブロック７４の順序は逆にしてもよい。即ち、最初に、ＲＦＩＤセンサに関するアナログ情報及び／又はデジタル情報を取得し、その後に、検知する環境の特性に関するアナログ情報を取得してもよい。一実施形態では、統合質問器は、ＲＦＩＤタグ（タグＩＤなど）に関する検知及び情報収集を少なくとも周期的に実行することができる。別の実施形態では、環境の特性を検知する段階とデジタル情報を取得する段階を同時に、周期的に又は順次に実行することができる。取得したインピーダンススペクトルをリモートにある中央コンピューティングセンタなどのリモートロケーションにおいて分析することができる。
【００４０】
図１０は、環境に配置されたＲＦＩＤセンサからセンサデータを取得するための方法を示し、この場合、ＲＦＩＤセンサは、２以上のアナログセンサから入力を受信している。本方法は、ＲＦＩＤセンサのＲＦＩＤタグと結合した２以上のアナログセンサの応答を測定することを含む。２つのアナログセンサから入力を受信することは、ＲＦＩＤセンサの正確さ、精密さ又は両方を向上させる。ブロック７６において、ＲＦＩＤタグのメモリチップに接続された１以上のセンサ構造体の抵抗及び容量を測定することにより環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を判定する。本方法は、環境特性に関するアナログセンサのうちの１以上の抵抗を監視し、環境特性に関するアナログセンサのうちの１以上の容量を監視することを含む。メモリチップにおいて、抵抗及び容量のアナログ信号を抵抗及び容量に関するデジタル情報に変換する。ブロック７８において、ＲＦＩＤセンサのうちの１以上に関するこのデジタル情報をＲＦＩＤセンサのメモリチップから取得する。物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を測定することで抵抗及び容量を分析する。センサデータから干渉効果を低減又は排除するために抵抗及び容量を分析する段階を同時に実行することができる。
【００４１】
一実施形態では、ＲＦＩＤタグに接続された１以上のセンサから３以上の応答を測定するための方法を説明する。ＲＦＩＤタグのメモリチップと結合した１以上のセンサ構造体の抵抗、インダクタンス及び容量を測定することにより環境の物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を判定する。メモリチップにおいて、抵抗、インダクタンス及び容量のアナログ信号を抵抗、インダクタンス及び容量に関するデジタル情報に変換する。ＲＦＩＤセンサのメモリチップからＲＦＩＤセンサの１以上に関するこのデジタル情報を取得する。物理的特性、化学的特性又は生物学的特性のうちの２以上を測定することで抵抗、インダクタンス及び容量を分析することができる。測定されたセンサ応答から干渉の効果を排除するために、抵抗、インダクタンス及び容量を分析する段階を同時に実行することができる。
【００４２】
統合質問器８０の適用形態の一例を図１１に示す。この実施形態では、ＲＦＩＤセンサ８２を使い捨てバイオプロセスコンポーネント８４の中又は上に配置する。
【００４３】
矢印８６によって表すように、ＲＦＩＤセンサ８２は、リーダアンテナ８８と無線通信している。リーダアンテナ８８は、統合質問器８０と動作可能に結合している。リーダアンテナ８８と統合質問器８０は、物理的接触（有線接続）を使用して動作可能に結合していてもよい。有線接続を使用してリーダアンテナ８８とセンサ８２を物理的に結合することができる。代替として、リーダアンテナ８８とセンサ８２は無線で通信することができる。一例では、薬剤製造、生物薬剤製造及び他のプロセスなどの使い捨てバイオプロセスのために使い捨てコンポーネント８４を製造することができる。例えば、使い捨てコンポーネント８４は、薬剤生産工程において使用することが可能であり、バイオリアクタ、ミキサ、製品トランスファライン、コネクタ、フィルタ、クロマトグラフィーカラム及び遠心分離機などのしかしそれらに限定されないコンポーネントを含んでよい。一例では、ＲＦＩＤセンサ８２は、統合質問器８０と連携して、バイオプロセスのインライン製造、監視及び制御を可能にする。
【００４４】
図１２は、統合質問器９０を使用して２以上のＲＦＩＤセンサに質問するための本発明の質問システムの一例の概略図である。一実施形態では、統合質問器９０は、参照番号９２及び９４によって一般的に表された複数のセンサからのデジタル信号及びアナログ信号に質問することができる。破線９６は、センサ９２とセンサ９４との間に存在する複数のセンサを表す。複数のセンサ９６、並びにセンサ９２及びセンサ９４は、これらのセンサが検知するように設定された特定の環境パラメータに応じて同様の構造又は異なる構造を有してもよい。一例では、異なる環境パラメータに対応するセンサ応答を用意するために異なるセンサ９２、９４及び９６からの情報を結合することができる。他の例では、いくつかのセンサを、温度又は圧力などの環境パラメータを測定するように設計することが可能であり、一方、他のセンサを、被検体検出など他の適用形態用に設計することも可能である。
【００４５】
図示しないが、そのような統合質問器９０は、例えば、スイッチ又はマルチプレクサのいずれかを含んでよい。マルチプレクサは、判定された数のセンサからの１以上のアナログ入力信号及び／又はデジタル入力信号を選択し、選択された入力を中央コンピューティングセンタ９８に転送することができる。代替として、統合質問器９０は、異なるセンサ９２、９４及び９６からの様々なアナログ入力及びデジタル入力を分析するように構成することが可能であり、中央コンピューティングセンタ９８を必要としない可能性がある。
【００４６】
図１３は、複数の質問システム１００を有する構成を示す。質問システム１００はそれぞれ、１以上のＲＦＩＤセンサ及び統合質問器を含んでよい。複数の質問システム１００のうちのいくつかは、一般的な統合質問器を共用することができる。質問システム１００を中央コンピューティングセンタ１０２によって相互に動作可能に結合することができる。このようにして、複数の質問システム１００の統合質問器は、有利には、他のセンサによって用意された情報にアクセスすることができる。質問システム１００は、それらの統合質問器内の通信モジュールを使用して中央コンピューティングセンタ１０２と連絡することができる。一実施形態では、中央コンピューティングセンタ１０２は質問システム１００に対してリモートにあってもよい。この実施形態では、インピーダンススペクトル又はセンサパラメータをＲＦＩＤセンサの位置から離れたリモートロケーションで分析することができる。
【００４７】
特定の周波数範囲において規制限度に合致するようにＲＦ電力レベルを調節しながら、所望の周波数帯全体にわたって一定の速度で又は可変スキャニング速度で検知応答の測定のための周波数スキャニングを実行することができる。
【実施例】
【００４８】
実施例１
ＬａｂＶＩＥＷを使用してのコンピュータ制御下でネットワーク分析器（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製（米国カリフォルニア州サンタクララ））を使用してＲＦＩＤセンサのインピーダンスの測定を実行した。全関係範囲にわたって周波数（通常、１３ＭＨｚに中心があり、約１０ＭＨｚのスキャン範囲を有する）をスキャンし、ＲＦＩＤセンサからインピーダンス応答を収集するために分析器を使用した。マルチチャネル電子信号マルチプレクサを、同時に２以上のＲＦＩＤセンサを測定するために分析器と共に動作するように構築した。Ｅｘｃｅｌ（ＭｉｃｒｏＳｏｆｔ社（米国ワシントン州シアトル））又はＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ（Ｓｙｎｅｒｇｙ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社（米国ペンシルヴァニア州レディング））及びＭａｔｌａｂ（Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ社（米国マサチューセッツ州ナティック））で作動されるＰＬＳ＿Ｔｏｏｌｂｏｘ（Ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ社（米国ワシントン州マンソン））を使用して、収集されたインピーダンススペクトルを分析した。ハンドヘルドＳｋｙｅＴｅｋリーダ（Ｍｏｄｅｌ  Ｍ−１（米国コロラド州ウェストミンスター））及びＳｋｙｅＴｅｋコンピュータ制御（ＬａｂＶＩＥＷを使用して）リーダ（Ｍｏｄｅｌ  Ｍ−１，ＳｋｙｅＴｅｋ社製（米国コロラド州ウェストミンスター））及びコンピュータ制御マルチスタンダードＲＦＩＤリーダ／ライタ評価モジュール（Ｍｏｄｅｌ  ＴＲＦ７９６０評価モジュール、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を含むいくつかのＲＦＩＤリーダでＲＦＩＤセンサのメモリチップからのデジタルＩＤリーディングを実行した。
【００４９】
この手法の妥当性を確認するために、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＲＦＩＤタグを使用した。ｐＨセンサを製作するためにタグをポリアニリン検知フィルムでコーティングした。図１４に示すように、上記でＥ００７  ０００  ０２ＢＥ  ９６０Ｃであると定義されているようなライタ／リーダでタグのデジタルＩＤを読み出した。続いて、ライタ／リーダを使用して、追加のデジタルデータをメモリチップに書込んだ。図示した例では、書込んだデータは、ＧＥ  ＧＲＣ  ＲＦＩＤセンサ＃３２３であった。他の例では、書込んだデータは、Ａ０＝０．２５６、Ａ１＝３３．８９、Ａ２＝０．００４２１、Ａ３＝０．０１１５であり、この場合、Ａ０、Ａ１及びＡ３は、センサ応答のための校正係数であった。ライタ／リーダをリーディングモードでさらに使用して、センサからデジタル部分及びアナログ部分（インピーダンス）を読み出した。
【００５０】
本明細書では本発明のいくつかの特徴のみを例示し、説明してきたが、当業者は多くの修正及び変更を思いつくであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲内に入るそのような全ての修正及び変更をカバーすることを意図するものであると理解されたい。
【符号の説明】
【００５１】
１０  統合質問器
１２  ＲＦＩＤセンサ
１４  デジタルデータリーダ、通信モジュール
１６  インピーダンスリーダ
１８  リーダアンテナ
１９  コントローラ
２０  プロセッサ
２１  曲線
２２  曲線
２４  パラメータＦｐ
２５  パラメータＺｐ
２６  インピーダンスの虚部Ｆ１
２７  インピーダンスの虚部Ｆｚ
２８  インピーダンスの虚部Ｆ２
２９  インピーダンスの虚部Ｚ１
３０  統合質問器
３１  インピーダンスの虚部Ｚ２
３２  スイッチ
３３  アナログセンサ
３４  統合質問器
３５  アナログセンサ
３６  デジタルデータリーダ
３７  ＲＦＩＤセンサ
３９  メモリチップ
４０  センサの抵抗のリーダ
４１  リーダアンテナ
４２  センサの容量のリーダ
４４  コントローラ
４６  横座標
４８  縦座標
５０  周波数
５２  全周波数帯
５４  より低い周波数
５６  周波数帯
５８  より高い周波数
６０  周波数
６２  ＲＦ電力レベル
６４  ＲＦ電力レベル
６６  周波数帯
６８  周波数帯
７０  周波数帯
７２  ブロック
７４  ブロック
７６  ブロック
７８  ブロック
８０  統合質問器
８２  ＲＦＩＤセンサ
８４  バイオプロセスコンポーネント
８６  矢印
８８  リーダアンテナ
９０  統合質問器
９２  センサ
９４  センサ
９６  破線
９８  中央コンピューティングセンタ
１００  質問システム
１０２  中央コンピューティングセンタ
【図１】
2013531311.tif 000003
【図２】
2013531311.tif 000004
【図３】
2013531311.tif 000005
【図４】
2013531311.tif 000006
【図５】
2013531311.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013531311.tif 000009
【図８】
2013531311.tif 000010
【図９】
2013531311.tif 000011
【図１０】
2013531311.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2013531311.tif 000014
【図１３】
2013531311.tif 000015
【図１４】
2013531311.tif 000016
【国際調査報告】
2013531311.tif 000017
2013531311.tif 000018
2013531311.tif 000019
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