(57)【要約】【課題】  リーダーとの通信以外に自ら電波を発して他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことによりＲＦＩＤタグ情報を確実に遠方まで伝送することができる、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグを得る。【解決手段】  リーダーと無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦＩＤタグと、他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦ通信モジュールを前記ＲＦＩＤタグを構成するＲＦＩＤチップ内の通信信号線に接続して構成する。また、ＲＦ通信モジュールに当該ＲＦ通信モジュールを駆動するためのバッテリーを接続し、リーダーとＲＦＩＤタグとの通信にて起動コマンドを受信した場合又はリーダーとＲＦＩＤタグとの通信範囲が外れた場合や外部センサから出力される信号状態に応じてＲＦ通信モジュールを起動して無線基地局とのバックアップ通信を行う。【選択図】        図１
2007097030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダーと無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦＩＤタグと、他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦ通信モジュールを前記ＲＦＩＤタグを構成するＲＦＩＤチップ内の通信信号線に接続して構成することを特徴とした、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
ＲＦ通信モジュールに当該ＲＦ通信モジュールを駆動するためのバッテリーを接続し、リーダーとＲＦＩＤタグとの通信にて起動コマンドを受信した場合又はリーダーとＲＦＩＤタグとの通信範囲が外れた場合に前記ＲＦ通信モジュールを起動して無線基地局とのバックアップ通信を行うことを特徴とした、請求項１に記載の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
ＲＦＩＤチップに外部信号を入力するためのインターフェース回路を内蔵し、該インターフェース回路に入力された外部機器又はセンサ等からの入力信号に変化が生じた場合に前記ＲＦ通信モジュールを起動して無線基地局とのバックアップ通信を行うことを特徴とした、請求項１及び請求項２に記載の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダーとバッテリーレスにて無線通信を行うことができるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグに関し、特に遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより前記ＲＦＩＤタグの情報を確実に遠方に伝送することができる、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤタグシステムの普及には著しいものがあり、物流関連におけるバーコードシステムの代替用途以外に、あらゆる分野において応用され始めている。該ＲＦＩＤタグシステムは、リーダー（書込み機能が有る場合は、リーダーライターと言う）より電磁波によるコマンド信号を送信し、ＲＦＩＤタグは前記電磁波を受信して同調回路に発生した誘導起電力を電源として変復調動作を行い、当該ＲＦＩＤタグに記憶された固有ＩＤ情報等を応答信号として返信することにより、非接触及びバッテリーレスにて通信が行えるものである。
【０００３】
上記バッテリーレス型のＲＦＩＤタグシステムの最大通信距離は、キャリア周波数が１３．５６ＭＨｚの電磁誘導型では数十ｃｍ〜１ｍ程度であり、２．４５ＧＨｚのマイクロ波型では２ｍ〜３ｍ程度，９５０ＭＨｚ帯のマイクロ波型では３〜５ｍ程度である。
【０００４】
上記各キャリア周波数におけるＲＦＩＤタグシステムは、電波の特性を活かした応用システムにて最適に選択され運用されているが、用途によっては通信距離がさらに必要となることがある。該目的を解決すべく、例えば特開２００２−１５１９４７号公報の『ＲＦＩＤタグのアンテナ構造』ではＲＦＩＤタグのアンテナに導波管と反射器を設けて八木アンテナ形状のアンテナ構成として指向性を高めることにより遠距離における通信の安定化すなわち通信距離の延長を図る方法が記載され、本願出願人による特願２００４−１３８０１４号公報の『ＲＦＩＤタグ用ブースターアンテナ』ではＲＦＩＤタグのアンテナの前方、又は、前方及び略同一面にキャリア周波数と同調したブースターアンテナをリーダーのアンテナと対面配置することにより通信距離を延ばす方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５１９４７
【特許文献２】特願２００４−１３８０１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特開２００２−１５１９４７号公報及び特願２００４−１３８０１４号公報においては、ＲＦＩＤタグのアンテナ構造を変えて高感度にすることにより通信距離を延ばす方法であり、ある程度の延長は達成できるものの大幅に延長することはできないという問題点があった。また、通信距離を延ばしても、アンテナの方向や障害物等により通信が不安定になることがあるため、常に信頼性のある情報を取得することができないという問題点もあった。更には、自ら電波を発して無線通信を行うことができないという問題点もあった。
【０００７】
本発明は、以上述べたような問題点を解決するために成されたものであり、リーダーとバッテリーレスにて無線通信を行うことができるバッテリーレス型のＲＦＩＤタグにおいて、前記リーダーとの通信以外に自ら電波を発して他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより前記ＲＦＩＤタグの情報を確実に遠方まで伝送することができる、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグにおいては、リーダーと無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦＩＤタグと、他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦ通信モジュールを前記ＲＦＩＤタグを構成するＲＦＩＤチップ内の通信信号線に接続して構成する。
【０００９】
上記ＲＦ通信モジュールに当該ＲＦ通信モジュールを駆動するためのバッテリーを接続し、リーダーとＲＦＩＤタグとの通信にて起動コマンドを受信した場合又はリーダーとＲＦＩＤタグとの通信範囲が外れた場合に前記ＲＦ通信モジュールを起動して無線基地局とのバックアップ通信を行う。
【００１０】
上記ＲＦＩＤチップに外部信号を入力するためのインターフェース回路を内蔵し、該インターフェース回路に入力された外部機器又はセンサ等からの入力信号に変化が生じた場合に前記ＲＦ通信モジュールを起動して無線基地局とのバックアップ通信を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグを使用したＲＦＩＤタグシステムによれば、リーダーとバッテリーレスにて無線通信を行うことによる情報伝送の他に、必要時又は状態変化時において自ら電波を発して他の遠方にある無線基地局と無線通信を行うことにより情報伝送を行うことができるため、通信距離を大幅に延ばして情報を確実に遠方まで伝送することができるという絶大なる効果を奏することができる。
更には、ＲＦ通信モジュールの起動が、通信範囲を外れた場合にのみ起動する為
ＲＦ通信モジュールを駆動する為のバッテリーが小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの実施形態を示す模式図である。該図において、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３は、リーダー１のアンテナ２を介して無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦＩＤタグ４と、他の遠方にある無線基地局１５のアンテナ１６を介して無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦ通信モジュール７を前記ＲＦＩＤタグ４を構成するＲＦＩＤチップ５内の通信信号線２５に接続して構成する。なお、前記ＲＦＩＤタグ４はＲＦＩＤチップ５及びアンテナ６にて構成する。
【００１４】
更に、上記ＲＦ通信モジュール７に当該ＲＦ通信モジュール７を駆動するためのバッテリー９を接続し、リーダー１とＲＦＩＤタグ４との通信にて起動コマンドを受信した場合又はリーダー１とＲＦＩＤタグ４との通信範囲が外れた場合に前記ＲＦ通信モジュール７を起動して無線基地局１５とのバックアップ通信を行う。該ＲＦ通信モジュール７の送信出力は、微弱無線や特定小電力無線など用途に応じて任意に選択して構わない。
【００１５】
図２は本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦ通信モジュールのブロック図である。該図において、ＲＦ通信モジュール７は、無線基地局１５のアンテナ１６を介して無線通信を行うことにより情報伝送を行うＲＦ通信回路１０及びアンテナ８と、ＲＦＩＤチップ５内の通信信号線２５を端子１４を介して接続することによりＲＦＩＤチップ５内の情報伝送を行うインターフェース回路１２と、前記ＲＦ通信回路１０及びインターフェース回路１２の動作制御を行う制御回路１１と、バッテリー９より回路駆動に必要な回路電源を生成する電源回路１３にて構成する。また、バッテリー９と電源回路１３との間にはスイッチ素子３３を挿入し、制御信号としてＲＦＩＤチップ５内の回路電源を接続し（図３中の符号ａと図２中の符号ｃを接続）又はインターフェース回路２７から出力される制御信号を接続する（図４中の符号ｂと図２中の符号ｃを接続）ことにより電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。なお、該スイッチ素子３３はボルテージディテクタが好適であるが、特に限定するものではない。
【００１６】
また、図３は本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦＩＤタグの第一実施例によるブロック図である。該第一実施例のブロックにおいて、アンテナ６はリーダー１と電磁波による無線通信を行うため、ＲＦＩＤチップ５内又は一部ＲＦＩＤチップ５外の同調キャパシタ（図示せず）から成る同調回路１７に接続し、本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグを用いたシステムで使用するキャリア周波数、例えば１３．５６ＭＨｚや９５０ＭＨｚ帯又は２．４５ＧＨｚ等に同調させて共振回路を構成する。
【００１７】
上記同調回路１７の後段には、リーダー１のアンテナ２から送信された電磁波が当該ＲＦＩＤタグ４のアンテナ６を通過した時に発生する誘導起電力の電圧波形を検波したり、該誘導起電力を半波又は全波整流して直流電圧を取り出すための整流回路１８を接続する。該整流回路１８で使用するダイオード（図示せず）は順方向電圧降下の低いもの、例えばショットキバリアダイオードが好適である。
【００１８】
次に、上記整流回路１８の後段には、検波したキャリアを分周してシステム用のクロックを生成するためのクロック生成回路１９と、信号受信時においてキャリアから信号を取り出す復調動作を行ったり信号送信時においてスイッチング素子（図示せず）により変調動作を行うための変復調回路２０と、上記直流電圧を安定化して回路電源を供給したり、充電用コンデンサ２２に充電電圧を供給するための電源回路２１を接続する。該充電用コンデンサ２２は一般的にはセラミックコンデンサであり、電力を必要とする場合には大容量型の電気二重層コンデンサ等が好適であるが、特に限定するものではない。
【００１９】
次に、上記変復調回路２０の後段には、該変復調回路２０の制御や不揮発性メモリであるＦＲＡＭ（Ferroelectric RAM：米国Ramtron社の登録商標）２４に対する当該ＲＦＩＤチップ５の固有ＩＤ情報等のデータの書込み又は読出し制御を行うためのロジック回路２３を接続する。
【００２０】
次に、上記変復調回路２０とロジック回路２３に接続されている通信信号線２５を端子２６に接続し、ＲＦ通信モジュール７の端子１４を介して当該ＲＦ通信モジュール７内のインターフェース回路１２に接続する。このため、前記ＲＦ通信モジュール７により、自ら電波を発して他の遠方にある無線基地局１５と無線通信を行うことにより情報伝送を行うことができる。
【００２１】
また、図４は本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦＩＤタグの第二実施例によるブロック図である。該第二実施例のブロックにおいても上記説明部分においては同様であるが、外部機器又はセンサ（図示せず）等から出力される信号状態に応じてＲＦ通信モジュール７を起動して無線基地局１５との通信を行うためのインターフェース回路２７を内蔵し、前述のロジック回路２３とＦＲＡＭ２４に接続する。
【００２２】
上記外部機器としては単なるスイッチの他に警報機器やタイマー機器等による接点出力信号などがあり、センサとしては人や物が転倒したことを検出する傾斜センサ又は転倒センサ、位置を検出するＭＲセンサ、生体を検出する焦電センサなどによるデジタル出力又はアナログ出力の如何なる種類のセンサであっても構わない。なお、アナログ出力型のセンサを使用する場合、上記インターフェース回路２７はＡ／Ｄ変換器を内蔵することにより信号変換が行われ、デジタル信号としてロジック回路２３やＦＲＡＭ２４に読み込まれて処理される。
【００２３】
また、上記ＦＲＡＭ２４は強誘電体型の不揮発性メモリであり、回路電源がＯＦＦになっても当該ＲＦＩＤチップ５の固有ＩＤ情報等のデータは消失することはない。また、データの書込み電圧は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのように高圧に昇圧する必要がないため、昇圧回路が簡略化される。また、書込み又は読出し速度はＤＲＡＭと同等であり、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリよりはるかに高速であるという特徴を持つものである。このように、不揮発性メモリとしてはＦＲＡＭ２４が好適であるが他のメモリを使用しても構わない。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例を図を用いて説明する。
【００２５】
図５は本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの第一実施例を説明するための実施形態図である。該図においては、倉庫３０内の保管棚３２に保管されている物品をフォークリフト２８により別の倉庫３１内の保管棚３２に仕分け移送する状態を示している。
【００２６】
上記状態において、倉庫３０内の保管棚３２近傍の上部や出入口近傍等にはリーダー１が複数設置され、別の倉庫３１内の保管棚３２近傍の上部や出入口近傍等にもリーダー１が複数設置され、これら多数のリーダー１はＬＡＮ等を経由して管理センター内の管理サーバー（図示せず）に接続されていると共に、前記倉庫３０，３１のある敷地内に無線基地局１５が設置されているものとする。また、パレット２９には遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３が搭載されているものとする。
【００２７】
ここで、倉庫３０内の保管棚３２よりパレット２９をフォークリフト２８にて運搬する場合、該パレット２９に載った物品の物品情報は当該パレット２９に搭載された遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４に事前に書き込まれており、倉庫３０内の保管棚３２近傍の上部や出入口近傍等に設置したリーダー１との無線通信により、パレット２９に載った物品の物品情報は前記リーダー１にて読み出される。また、前記フォークリフト２８が移動して倉庫３１内の保管棚３２にパレット２９を載置する場合、該パレット２９に載った物品の物品情報も前記と同様に倉庫３１内の保管棚３２近傍の上部や出入口近傍等に設置したリーダー１との無線通信により読み出される。該読み出された物品情報は、ＬＡＮ等を経由して管理センター内の管理サーバーに伝送され、管理されることになる。
【００２８】
しかしながら、上記フォークリフト２８が移送元の倉庫３０を離れ、移送先の倉庫３１に到着する前の運搬途中位置においては、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４と倉庫３０，３１内のリーダー１とは通信範囲が外れてしまうため無線通信を行うことができなくなる。そこで、該状況においては遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦ通信モジュール７が起動し、倉庫３０，３１のある敷地内に設置した無線基地局１５との無線通信を行うことにより、移動中のパレット２９の物品情報が前記無線基地局１５にて読み出される。そして、該読み出された物品情報も上記と同様に管理センター内の管理サーバーに伝送され、移動状態の把握が可能となる。
【００２９】
以上のような実施形態において、リーダー１と遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４とがバッテリーレスにて無線通信が行える範囲内においては前記ＲＦＩＤタグ４による情報伝送が行えるが、通信範囲を外れた場合には情報通信が行えなくなる。そこで、該状態になるとＲＦＩＤタグ４内の電源回路２１の電圧が低下してＲＦ通信モジュール１５のスイッチ素子３７をＯＮにすることによりＲＦ通信モジュール７が起動し、無線基地局１５と無線通信を行うことにより情報伝送を行うことができる。従って、通信が中断することなく通信距離を大幅に延ばして情報を確実に遠方まで伝送することができることになる。
【００３０】
また、本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの第二実施例の説明として、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４のＲＦＩＤチップ５に加速度センサや転倒センサ等の出力信号を処理することができるインターフェース回路２７を内蔵し、該インターフェース回路２７に前記センサを接続しておく。ここで、倉庫３０，３１内で作業中のフォークリフト２８よりパレット２９が落下し又は当該フォークリフト２８が転倒する事故を起こした場合、加速度センサや転倒センサ等の出力信号が前記インターフェース回路２７に入力され、該インターフェース回路２７にてセンサ入力信号を解析して落下又は転倒事故を判別する。そして、該事故情報を即座に無線基地局１５に通報することにより緊急通報を行うことができる。また、フォークリフト２８が移動中で、倉庫３０，３１のある敷地内にて同様の事故又は盗難等が起きた場合でも、該情報を即座に無線基地局１５に通報することにより緊急通報を行うことができる。
【００３１】
また、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４にフォークリフト２８の運転手情報を記憶させ、該遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３を運転手に所持させておけば、運転手毎の作業状況や作業実績を容易に管理することができる。更に、遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４のＲＦＩＤチップ５にスイッチ入力信号を処理することができるインターフェース回路２７を内蔵し、該インターフェース回路２７に緊急通報スイッチを接続しておけば、上記事故が発生した場合に運転手自らスイッチを押して緊急通報を行うことができる。
【００３２】
以上述べたように、本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３は、リーダー１と遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ３内のＲＦＩＤタグ４とがバッテリーレスにて無線通信が行える範囲内における無線通信と、移動に伴い通信範囲が外れた場合における無線通信並びに必要時又は状態変化時における無線通信の二重化により、通信を中断することなく連続した通信及びセキュリティーが要求されるシステムに好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦ通信モジュールのブロック図である。
【図３】本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦＩＤタグの第一実施例によるブロック図である。
【図４】本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの構成要素であるＲＦＩＤタグの第二実施例によるブロック図である。
【図５】本発明の遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグの実施例を説明するための実施形態図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  リーダー
２  アンテナ
３  遠隔通信機能付きＲＦＩＤタグ
４  ＲＦＩＤタグ
５  ＲＦＩＤチップ
６  アンテナ
７  ＲＦ通信モジュール
８  アンテナ
９  バッテリー
１０  ＲＦ通信回路
１１  制御回路
１２  インターフェース回路
１３  電源回路
１４  端子
１５  無線基地局
１６  アンテナ
１７  同調回路
１８  整流回路
１９  クロック生成回路
２０  変復調回路
２１  電源回路
２２  充電用コンデンサ
２３  ロジック回路
２４  ＦＲＡＭ
２５  通信信号線
２６  端子
２７  センサインターフェース回路
２８  フォークリフト
２９  パレット
３０  倉庫
３１  倉庫
３２  保管棚
３３  スイッチ素子
【図１】
2007097030.tif 000003
【図２】
2007097030.tif 000004
【図３】
2007097030.tif 000005
【図４】
2007097030.tif 000006
【図５】
2007097030.tif 000007