トップ :: H 電気 :: H04 電気通信技術




【発明の名称】 識別システム
【発明者】 【氏名】中村 明彦
【目的】 書込／読出制御ユニットより断続した信号を送信し、この発振の停止期間にデータキャリアより残響を制御して信号を伝送する識別システムにおいて、残響停止期間に複数ビットの信号を伝送できるようにすること。
【構成】 データキャリア３０より信号を伝送する際に、残響の停止の間に２ビットづつ符号化回路６３によって符号化する。そしてシャントタイミング制御回路６４によりシャントパルスの発生タイミングを制御する。こうしてシャント回路４１を介して残響を制御する。こうすれば書込／読出制御ユニット側で残響停止のタイミングに基づいて信号が復調できることとなる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 データキャリアと、前記データキャリアにデータを伝送し送出されたデータを受信する書込／読出制御ユニットと、を具備する識別システムであって、前記書込／読出制御ユニットは、データ受信時に一定のデューティ比の送信信号を発生する変調回路と、第１のコイルを有し、前記変調回路より与えられる送信信号に基づいて発振を断続する送信回路と、第２のコイルを含み、前記送信回路の発振停止時に得られる残響振動を受信する受信回路と、前記受信回路に得られる残響振動を同期検波する同期検波手段と、前記同期検波手段より得られる検波信号のパルス幅に基づいて前記データキャリアより送信された信号を復調する復調手段と、を有するものであり、前記データキャリアは、第３のコイルを含む共振回路と、前記共振回路に受信される信号の包絡線信号に基づいて信号を復調する復調回路と、前記書込／読出制御ユニットに送信する送信データを複数ビット単位に符号化する符号化回路と、前記符号化回路の符号化データに基づいて前記共振回路に生じる残響停止のタイミングを異ならせたシャントパルスを発生するシャントタイミング制御回路と、前記シャントタイミング制御回路からのシャントパルスにより前記共振回路の残響を制御する残響制御回路と、を有するものであることを特徴とする識別システム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工具や製品の管理を行う物流システムや人体等の識別等に用いられる識別システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来工作機の工具の管理や工場における組立搬送ラインでの部品，製品の識別等を機械化するためには、工具，部品，製品等の種々の物品を識別して管理するシステムが必要となる。そこで特開平１−151831号に示されているように、識別対象物にメモリを有するメモリユニット（データキャリア）を設け、外部からデータ伝送によってこのようなメモリに必要な情報を書込んでおき、必要に応じてその情報を読出すようにした識別シテスムが提案されている。
【０００３】このような従来の識別システムは、図６に示すようにＩＤコントローラ１とリードライトヘッド（ＲＷＨ）２から成る書込／読出制御ユニット及びデータキャリア３から構成される。そしてリードライトヘッド２から一定の周波数で発振を断続しデータキャリア３側に信号を伝送しており、データの受信時には一定デューティ比の信号を送出してデータキャリア内の共振回路によって残響を制御する。リードライトヘッド２内では共振回路によってこの残響の有無を判別することによって信号を受信している。
【０００４】図６において、書込／読出制御ユニットはリードライトヘッド１側からデータキャリア３へのデータ伝送時には送信データ信号に対応した第１，第２のデューティ比を有し、データの受信時には一定の第３のデューティ比、例えば５０％のデューティ比によって断続した一定周波数の送信信号を発生するものである。第１のデューティ比は例えば３０％、第２のデューティ比は例えば７０％とする。この信号は送信回路１２に伝えられ、発振が断続されて送信用コイルＬ１が駆動される。コイルＬ１はデータキャリア２に対向する面に設けられる。又受信回路１４にはコイルＬ２，コンデンサＣ１から成る共振回路１３が設けられる。この共振回路１３に得られる出力は受信回路１４によって受信され、増幅回路１５を介して包絡線検波回路１６に伝えられる。包絡線検波回路１６は入力信号の包絡線検波を行うもので、その出力は判定回路１７に与えられる。判定回路１７は所定の閾値に基づいて入力信号をＨ又はＬレベルに弁別して受信信号として出力するものである。
【０００５】図７は従来のデータキャリア３の構成を示すブロック図である。本図においてデータキャリア３は共振回路３１を有している。共振回路３１はコイルＬ３と、このコイルＬ３に並列に接続されているコンデンサＣ２より構成される。そして共振回路３１の両端には全波整流回路３２が接続される。全波整流回路３２は得られた信号を全波整流して、電源回路３３を介してデータキャリアの各部に電源Ｖccとして供給するものである。
【０００６】又共振回路３１の一端にはＤＥＭ抽出回路３４が接続される。ＤＥＭ抽出回路３４はキャリアの周波数を通過周波数とし、送信信号のキャリアを半波整流して整形することにより、方形波に変換するものであって、その出力は復調回路３５に与えられる。又積分コンパレート回路３６が共振回路３１の一端に接続されている。積分コンパレート回路３６は共振回路３１に得られる信号の包絡線検波をし、電源を分圧した閾値で弁別することによってクロック信号ＣＫＡを抽出してその出力を復調回路３５に出力するものである。復調回路３５はデータキャリアが信号を受信する際に、ＣＫＡに基づいてＤＥＭ抽出回路３４より抽出されるキャリアパルス数を計数し、送信の断続のデューティ比によってＨレベル又はＬレベルのいずれかを判別するものである。こうして復調された信号はメモリ制御部３７によってコマンド及びデータに分離され、メモリ３８に必要なデータが書込まれ、又メモリ３８からデータが読出される。メモリ制御部３７から読出されたＮＲＺの信号は、変換回路４０によって例えば直列のバイフェーズ符号に変換されてシャントパルス発生回路３９に入力される。シャントパルス発生回路３９はこれらの論理積によってシャントパルスを発生するものであって、シャント回路４１に入力される。シャント回路４１はシャントパルスに基づき共振回路３１の両端を接地する一対のスイッチング素子を有しており、共振回路の両端を同時に接地させることによって、残響を短時間で停止させるものである。
【０００７】次にこの書込／読出制御ユニット及びデータキャリアの各部の波形について説明する。図８（ａ）〜（ｇ）は図６，図７のａ〜ｇの各部の波形を示している。図８（ａ）はリードライトヘッド２がデータキャリア３からの信号を受信する際の送信回路１２の波形を示している。又図８（ｂ）はデータキャリアから書込／読出制御ユニットに伝送する送信データを示しており、１サイクルの間に図示のように１ビット、即ち「１」又は「０」を伝送するものとする。「１」レベルの伝送ではシャントパルスを生成せず、「０」レベルの伝送時には図８（ｃ）のように送信の停止直後に、シャントパルス発生回路３９よりシャントパルスを発生する。このシャントパルスの発生により図８（ｄ）に示すようにデータキャリアの共振波形は残響が停止される。従って「１」レベルのデータ伝送時には残響が残り、「０」レベルの伝送時には残響が停止される。この信号が図８（ｅ）に示すようにリードライトヘッド２の受信コイルＬ２に受信され、受信回路１４によって受信して増幅し、包絡線検波を行う。図８（ｆ）はこの包絡線検波波形を示しており、この信号を所定の閾値で弁別することによって図８（ｇ）に示すように送信信号が復調されることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのような従来のデータキャリアからリードライトヘッドへの通信方式にあっては、残響振動の有無でデータを判別しているため、１周期の間に１ビットのデータしか伝送することができなかった。又従来のデータ伝送方式では、リードライトヘッド側で包絡線検波をしていたため、ホワイトノイズ等の定常的なノイズの影響を受け易く、信号が正常に復調できないことがあるという欠点があった。
【０００９】本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、１回の残響振動によって複数ビットを伝送すると共に、耐ノイズ性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明はデータキャリアと、前記データキャリアにデータを伝送し送出されたデータを受信する書込／読出制御ユニットと、を具備する識別システムであって、前記書込／読出制御ユニットは、データ受信時に一定のデューティ比の送信信号を発生する変調回路と、第１のコイルを有し、前記変調回路より与えられる送信信号に基づいて発振を断続する送信回路と、第２のコイルを含み、前記送信回路の発振停止時に得られる残響振動を受信する受信回路と、前記受信回路に得られる残響振動を同期検波する同期検波手段と、前記同期検波手段より得られる検波信号のパルス幅に基づいて前記データキャリアより送信された信号を復調する復調手段と、を有するものであり、前記データキャリアは、第３のコイルを含む共振回路と、前記共振回路に受信される信号の包絡線信号に基づいて信号を復調する復調回路と、前記書込／読出制御ユニットに送信する送信データを複数ビット単位に符号化する符号化回路と、前記符号化回路の符号化データに基づいて前記共振回路に生じる残響停止のタイミングを異ならせたシャントパルスを発生するシャントタイミング制御回路と、前記シャントタイミング制御回路からのシャントパルスにより前記共振回路の残響を制御する残響制御回路と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、データキャリアより書込／読出制御ユニットに信号を伝送する際には書込／読出制御ユニットの発振断続の１サイクルのうちの発振の停止時に複数ビットのデータを符号化回路によって符号化し、シャントパルスのタイミングを制御するようにしている。書込／読出制御ユニットではこの信号を受信し、残響が生じている間のパルス幅を同期検波手段によって検出する。そしてそのパルス幅に基づいて元の信号を復調するようにしている。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例による識別システムの書込／読出制御ユニットの構成を示すブロック図であり、前述した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例ではリードライトヘッド２の変調回路１１，送信回路１２と送信コイルＬ１の構成は従来例と同様であり、共振回路１３の出力は受信回路１４を介してＩＤコントローラ４のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１、及び増幅回路５２に入力される。増幅回路５２はバンドパスフィルタ５１を通過した信号を増幅するものであって、その出力は同期検波回路５３に入力される。同期検波回路５３は送信クロックから生成された同期クロックに基づいて同期検波を行うものであって、その出力はパルスカウンタ５４に与えられる。パルスカウンタ５４は計数用クロック信号をこの同期出力に基づいて計数するものであって、計数値は判定回路５５に入力される。判定回路５５は計数値を所定の閾値と弁別して受信データを復調するものである。又同期クロック生成回路５６は送信クロックから同期クロックを生成するものである。ここでパルスカウンタ５４，判定回路５５は同期検波信号のパルス幅から信号を復調する復調手段を構成している。
【００１３】次に書込／読出制御ユニットと共に識別システムを構成するデータキャリアについて図２を参照しつつ説明する。本図において前述した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例ではデータキャリア３０の共振回路３１には直列に外部からの制御信号によって抵抗値が変化する可変抵抗器Ｒを直列に接続している。データキャリア３０は従来例と同様に共振回路３１の両端に全波整流回路３２が接続され、電源回路３３を介して各部に電源が供給される。又ＤＥＭ抽出回路３４，復調回路３５，積分コンパレート回路３６，メモリ３８については前述した従来のデータキャリアと同一である。復調回路３５の出力は制御部６１に入力され、制御部６１はデータ及びコマンドに分離して書込コマンドに基づいてメモリにデータを書込み、又はデータを読出す。又データの送受信時にこの制御信号は制御部６１からの信号に基づきＱ制御回路６２によって共振回路３１の抵抗値がスイッチング動作される。即ちデータキャリアからリードライトヘッド側にデータを送信するときには抵抗値を０又は小さい値とし、データキャリアがデータを受信するときには抵抗値を大きくして共振回路のＱを低下させるように制御する。又制御部６１から読出された信号は符号化回路６３に入力される。符号化回路６３は伝送すべきデータを複数ビット、ここでは２ビット単位で符号化するものであり、その出力はシャントタイミング制御回路６４に入力される。シャントタイミング制御回路６４は伝送すべき送信データに応じてリードライトヘッドから伝送されてきたキャリアの停止後、シャントパルスを生成するタイミングを制御するものであり、その出力はシャント回路４１に入力される。シャント回路４１は前述した従来例と同様に、共振回路３１の両端を接地することによって残響を制御するものである。
【００１４】次に本実施例によるデータ伝送方式について図３を用いて説明する。メモリ３８から読出されリードライトヘッド側に伝送する送信信号は符号化回路６３によって２ビット毎に分離される。このデータは「００」，「０１」，「１０」，「１１」のいずれかとなるが、その送信データに応じてシャントパルスを発生させるタイミングを図３のように制御するものである。即ち図３（ａ）に示すようにデータ「００」を伝送する際には、送信されてきた図３（ｅ）に示す信号の立上り時から一定時間Ｔ00を経過した後に、所定のパルス幅Ｔｓのシャントパルスを発生するものとする。データ「０１」を伝送する際には、図３（ｂ）に示すように送信波形の立上り後、時間Ｔ01が経過した後にパルス幅Ｔｓのシャントパルスを発生するものとする。同様にしてデータ「１０」を伝送する際には、図３（ｃ）に示すようにリードライトヘッドからの送信波形の立上り後、時間Ｔ10を経過した後にパルス幅Ｔｓのシャントパルスを発生するものとする。又データ「１１」を伝送する際には、図３（ｄ）に示すようにシャントパルスを発生させないものとする。ここでＴ00＋Ｔｓ＝Ｔ01Ｔ01＋Ｔｓ＝Ｔ10とする。Ｔ00はリードライトヘッドより伝送されるキャリアの断続の１サイクルの５０％の時間に等しいものとし、残響の最大時間は３Ｔｓ以上に設定する。即ち残響の時間を分割して夫々のデータの伝送に用いている。
【００１５】こうすればリードライトヘッド２の受信コイルＬ２で受信される信号は図３（ａ）〜（ｄ）に示すようにシャントパルスのタイミングに応じてそのレベル及びパルス幅が変化する。このためＩＤコントローラ４は同期検波を行い、受信データに応じたパルス幅の信号に変換することによって、２ビットの信号をＩＤコントローラ４側で復調することができる。
【００１６】次に本実施例の動作について図４を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｈ）は図１，図２のａ〜ｈの各部の波形を示す波形図である。図４（ａ）はリードライトヘッド２から送信された送信波形を示している。リードライトヘッド２は前述した従来例と同様にデータキャリア３０からの信号を受信する際には、デューティ比５０％で発振を断続する。図４（ｂ）はデータキャリアからリードライトヘッド２側に伝送する送信データである。本実施例では１サイクルの間に２ビットの信号をリードライトヘッド２側に伝送するため、これに応じた速度でメモリ３８より送信データを読出す。そしてデータキャリア３０は送信データに基づいて符号化回路６３によってデータを符号化し、シャントパルスのタイミングを制御する。即ち図４（ｃ）に示すように、「１０」の伝送時にはリードライトヘッドからの発振の立上り後Ｔ10を経過した後にシャントパルスを発生する。又次のサイクルでは送信データが「０１」とすると、送信波形の立上り後Ｔ01を経過した後にシャントパルスを発生する。又「００」の伝送時にはＴ00後にシャントパルスを発生し、伝送データが「１１」ではシャントパルスを発生しない。こうすればデータキャリアの共振回路３１の波形は図４（ｄ）に示すものとなり、残響の幅が制御される。このためリードライトヘッド２のコイルＬ２に受信される信号は図４（ｅ）に示すものとなる。この信号をバンドパスフィルタ５１を介して増幅回路５２によって増幅する。そして同期検波回路５３により図４（ｆ）に示すように同期検波を行う。
【００１７】図５は書込／読出制御ユニットの各部の波形を詳細に示す波形図である。図５（ａ）に示すように受信回路１４に残響振動が得られると、バンドパスフィルタ５１を介して増幅することによって図５（ｂ）に示す出力が得られ、これを同期検波回路５３で二値化すると、図５（ｃ）に示す信号が得られる。この信号を同期クロックによって同期検波する。この同期検波はリードライトヘッドのフィルタ等による群遅延を考慮した送信クロックと同一の信号であり、同期クロックによってノイズなく図４（ｆ），図５（ｅ）に示すように矩形波の信号が検出されることとなる。この信号の長さをパルスカウンタ５４によって計数する。このカウント用クロックとして同期クロックよりも高い周波数のクロック信号を用いるものとすれば、より正確にパルス幅が計測できる。従ってパルス幅に基づいて元のデータを復調することができる。判定回路５５はこの計数値によってパルス幅を計数し、そのパルス幅に基づいて元の２ビットの信号、即ち「００」から「１１」を復調するものである。こうすれば図４（ｈ）に示すように元の信号を復調することができる。
【００１８】尚本実施例は１サイクルの残響を生じる時間内に２ビットの信号を符号化してデータ伝送するようにしているが、更に多数のビットを符号化してデータ伝送することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれば、シャントパルスのタイミングを変化させることによってデータを伝送しているため、従来１サイクルの残響を生じる時間に１ビットのデータ伝送しかできなかったのに対し、２ビット以上の伝送が可能となる。従って従来の伝送速度を大幅に高速化することができる。又残響振動の長さを判定するようにしているため、従来のような包絡線検波に比べ耐ノイズ性を向上させることができるという効果が得られる。
【出願人】 【識別番号】０００００２９４５
【氏名又は名称】オムロン株式会社
【出願日】 平成７年（１９９５）６月２日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 宜喜 （外１名）
【公開番号】 特開平８−３３１０２３
【公開日】 平成８年（１９９６）１２月１３日
【出願番号】 特願平７−１５９９９１