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JP2011028380A - Rfid communication device - Google Patents

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JP2011028380A
JP2011028380A JP2009171282A JP2009171282A JP2011028380A JP 2011028380 A JP2011028380 A JP 2011028380A JP 2009171282 A JP2009171282 A JP 2009171282A JP 2009171282 A JP2009171282 A JP 2009171282A JP 2011028380 A JP2011028380 A JP 2011028380A
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貴一 横山
Nobuaki Kobayashi
伸彰 小林
Takeshi Ito
健 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate impedance mismatching while preventing a structure from being enlarged. <P>SOLUTION: An RFID communication device includes an antenna for radio communication with an IC tag, and an internal circuit for processing a signal transmitted or received through the antenna. The RFID communication device further includes, between the antenna and the internal circuit, a first conversion unit for performing impedance conversion at a first conversion rate, a second conversion unit for performing impedance conversion at a second conversion rate, and a switching unit for switching between the first and second conversion units for impedance conversion. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、RFID通信装置に関する。   The present invention relates to an RFID communication apparatus.

従来、無線信号を用いて非接触でデータの送受信を行うRFIDシステムが提案されている。図8は、従来のRFIDシステムの構成を表す概略ブロック図である。ホスト制御部P10から制御部P301に対して、ICタグP20に記録されたデータを読み出すように指示が送られると、制御部P301がICタグP20への質問内容を生成する。送信部P302は、質問内容に応じた要求信号を生成し、方向性結合部P307が要求信号をアンテナP304側へ通し、アンテナP304が要求信号を電波として空間へ放射する。ICタグP20は、負荷変調を用いて電波に記録情報を乗せ、応答信号としてアンテナP304へ送信する。アンテナP304に戻ってきた応答信号は方向性結合部P307を通って受信部P305へ入り復調される。制御部P301は受信部P305から復調後のデータを受け、ホスト制御部P10へ送信する応答データを生成する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an RFID system that transmits and receives data without contact using a radio signal has been proposed. FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of a conventional RFID system. When an instruction is sent from the host control unit P10 to the control unit P301 to read the data recorded in the IC tag P20, the control unit P301 generates the contents of the question to the IC tag P20. The transmission unit P302 generates a request signal corresponding to the contents of the question, the directional coupling unit P307 passes the request signal to the antenna P304 side, and the antenna P304 radiates the request signal to the space as a radio wave. The IC tag P20 uses the load modulation to record information on the radio wave and transmits it as a response signal to the antenna P304. The response signal returned to the antenna P304 passes through the directional coupler P307 and enters the receiver P305 and is demodulated. The control unit P301 receives the demodulated data from the reception unit P305, and generates response data to be transmitted to the host control unit P10.

整合回路P303は、アンテナP304と内部回路(送信部P302及び受信部P305)とのインピーダンス整合をとるための回路である。インピーダンス整合がとれていないと、送信部P302から出力された要求信号がアンテナP304から十分に放射されずにアンテナP304で反射する。一般的な無線機では、内部回路で生成された信号のパワーを十分にアンテナから放射するため、最適なインピーダンス値に調整し、インピーダンス整合を取ることが一般的に行われている。   The matching circuit P303 is a circuit for impedance matching between the antenna P304 and the internal circuits (the transmission unit P302 and the reception unit P305). If impedance matching is not achieved, the request signal output from the transmission unit P302 is not radiated sufficiently from the antenna P304 and is reflected by the antenna P304. In a general wireless device, in order to sufficiently radiate the power of a signal generated in an internal circuit from an antenna, it is generally performed to adjust the impedance value to an optimum value to obtain impedance matching.

しかしながら、アンテナP304に金属体や誘電体(プラスチックや人体など)が近づくと、それまで整合がとれていたインピーダンス整合がずれてしまう。そしてインピーダンス整合がずれてしまうと、上述したように送信部P302から出力された要求信号がアンテナP304で反射し受信部P305に入る。受信部P305に入る要求信号のレベルが受信部P305の許容入力レベルを超えてしまうと、受信部P305は本来受信すべきICタグP20からの応答信号を正常に受信できなくなってしまう。また、インピーダンス整合がずれてしまうことによって、ICタグP20からの応答信号の電波をアンテナP304が十分に受け取ることができなくなってしまう。さらに、インピーダンス整合がずれてしまうと、送信部P302から出力された要求信号が十分にアンテナP304から放射されないため、ICタグP20に十分な電力が供給されず、ICタグP20が動作しないことも生じうる。非接触でデータの送受信を行うRFIDシステムにおいてICタグP20は、アンテナP304に極めて接近される場合や、アンテナP304からある程度の距離をもってかざされる場合など、利用者によって様々であるため、上記のようなインピーダンス整合のズレは、ICタグP20の読取りエラーを多くする要因となる。   However, when a metal body or dielectric (such as plastic or human body) approaches the antenna P304, impedance matching that has been achieved until then is shifted. If the impedance matching is shifted, the request signal output from the transmission unit P302 is reflected by the antenna P304 and enters the reception unit P305 as described above. If the level of the request signal entering the receiving unit P305 exceeds the allowable input level of the receiving unit P305, the receiving unit P305 cannot normally receive the response signal from the IC tag P20 that should be received. Further, since the impedance matching is deviated, the antenna P304 cannot sufficiently receive the radio wave of the response signal from the IC tag P20. Furthermore, if the impedance matching is shifted, the request signal output from the transmission unit P302 is not sufficiently radiated from the antenna P304, so that sufficient power is not supplied to the IC tag P20 and the IC tag P20 does not operate. sell. In an RFID system that transmits and receives data without contact, the IC tag P20 varies depending on the user, such as when it is extremely close to the antenna P304 or when it is held at a certain distance from the antenna P304. The deviation in impedance matching becomes a factor that increases the reading error of the IC tag P20.

このような問題に対し、アンテナP304から反射してくる信号の強さを計測し、計測した信号の強さに基づいてインピーダンス整合のズレ具合を検出し、その検出結果に応じてインピーダンス整合を調節する技術が提案されている(特許文献1参照)。   For such problems, the intensity of the signal reflected from the antenna P304 is measured, the impedance matching deviation is detected based on the measured signal intensity, and the impedance matching is adjusted according to the detection result. The technique to do is proposed (refer patent document 1).

特開2001−060841号公報JP 2001-060841 A

しかしながら、従来の特許文献1に記載された技術では、アンテナP304から反射してくる信号を検出する構成や、検出結果をインピーダンス調整にフィードバックする構成が必要になり、全体の構成が大型化しコストも増大するという問題があった。   However, the conventional technique described in Patent Document 1 requires a configuration for detecting a signal reflected from the antenna P304 and a configuration for feeding back the detection result to impedance adjustment. The overall configuration is increased in size and cost. There was a problem of increasing.

上記事情に鑑み、本発明は、構成の大型化を抑止しつつ、インピーダンス整合のズレを解消することを可能とするRFID通信装置を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an RFID communication apparatus that can eliminate the mismatch of impedance matching while suppressing an increase in size of the configuration.

本発明の一態様は、ICタグと無線通信をするためのアンテナと、前記アンテナを介して送信する信号又は前記アンテナを介して受信する信号を処理する内部回路と、を備えるRFID通信装置であって、前記アンテナと前記内部回路との間に、第一の変換比でインピーダンス変換を行う第一変換部と、第二の変換比でインピーダンス変換を行う第二変換部と、前記第一変換部でインピーダンス変換を行うか、前記第二変換部でインピーダンス変換を行うかを切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。   One embodiment of the present invention is an RFID communication device including an antenna for performing wireless communication with an IC tag, and an internal circuit that processes a signal transmitted through the antenna or a signal received through the antenna. A first converter that performs impedance conversion at a first conversion ratio, a second converter that performs impedance conversion at a second conversion ratio, and the first converter between the antenna and the internal circuit. And a switching unit that switches between impedance conversion by the second conversion unit and impedance conversion by the second conversion unit.

本発明の一態様は、上記のRFID通信装置であって、前記切替部は、他の装置から無線通信の指示を受ける度に切り替えを行うことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described RFID communication device, wherein the switching unit performs switching every time an instruction for wireless communication is received from another device.

本発明の一態様は、上記のRFID通信装置であって、前記内部回路及び前記アンテナによる無線通信が成功したか否か判定する判定部をさらに備え、前記切替部は、前記判定部において無線通信が成功しなかったと判定された場合に切り替えを行うことを特徴とする。   One aspect of the present invention is the above-described RFID communication apparatus, further comprising a determination unit that determines whether or not wireless communication by the internal circuit and the antenna is successful, and the switching unit performs wireless communication in the determination unit. The switching is performed when it is determined that the above has not been successful.

本発明により、構成の大型化を抑止しつつ、インピーダンス整合のズレを解消することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to eliminate an impedance matching shift while suppressing an increase in size of the configuration.

RFIDシステムのシステム構成を表すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing a system configuration of an RFID system. 切替回路の具体例を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the specific example of a switching circuit. 切替回路のオン状態及びオフ状態の等価回路を表す回路図である。It is a circuit diagram showing the equivalent circuit of the ON state and OFF state of a switching circuit. 第一制御方法が実装されたRFID通信装置の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the RFID communication apparatus by which the 1st control method was mounted. 第二制御方法が実装されたRFID通信装置の動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the RFID communication apparatus by which the 2nd control method was mounted. 切替回路の変形例の回路図である。It is a circuit diagram of the modification of a switching circuit. RFID通信装置の変形例を表す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the modification of an RFID communication apparatus. 従来のRFIDシステムの構成を表す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing the structure of the conventional RFID system.

図1は、RFID(Radio Frequency IDentification)システム1のシステム構成を表すシステム構成図である。RFIDシステム1は、ホスト制御部10、IC(Integrated Circuit)タグ20、RFID通信装置30を備える。
ホスト制御部10は、RFID通信装置30に対し読取命令を送信し、その応答としてRFID通信装置30からICタグ20に記録されたデータを含む応答データを受信する。ホスト制御部10は、例えばRFID通信装置30と接続されたパーソナルコンピュータ等の汎用の情報処理装置に設けられても良いし、キャッシュレジスタや自動販売機や自動改札装置や携帯電話機などの特定用途のための装置に設けられても良い。具体的には、ホスト制御部10は、上記各装置に設けられたCPU(Central Processing Unit)によってホスト制御用プログラムが実行されることによって実現されても良いし、専用ハードウェアとして実現されても良い。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a system configuration of an RFID (Radio Frequency IDentification) system 1. The RFID system 1 includes a host control unit 10, an IC (Integrated Circuit) tag 20, and an RFID communication device 30.
The host control unit 10 transmits a read command to the RFID communication apparatus 30 and receives response data including data recorded in the IC tag 20 from the RFID communication apparatus 30 as a response. The host control unit 10 may be provided in a general-purpose information processing device such as a personal computer connected to the RFID communication device 30, or may be used for a specific purpose such as a cash register, a vending machine, an automatic ticket gate device, or a mobile phone. It may be provided in the apparatus for. Specifically, the host control unit 10 may be realized by executing a host control program by a CPU (Central Processing Unit) provided in each of the above devices, or may be realized as dedicated hardware. good.

ICタグ20は、RFID通信装置30から放射される電波(要求信号)を受信し、ICタグ20内に設けられた記録装置に記録されるデータ(以下、「ICタグデータ」という。)を乗せた電波(応答信号)を送信する。応答信号は、高周波アナログ信号であり、符号化されたICタグデータを含む。
RFID通信装置30は、制御部301、送信部302、整合回路303、アンテナ304、受信部305、切替回路306、方向性結合部307を備える。以下、RFID通信装置30が備える各機能部について説明する。
The IC tag 20 receives radio waves (request signals) radiated from the RFID communication device 30 and puts data (hereinafter referred to as “IC tag data”) recorded in a recording device provided in the IC tag 20. Transmitting radio waves (response signals). The response signal is a high-frequency analog signal and includes encoded IC tag data.
The RFID communication device 30 includes a control unit 301, a transmission unit 302, a matching circuit 303, an antenna 304, a reception unit 305, a switching circuit 306, and a directional coupling unit 307. Hereinafter, each functional unit included in the RFID communication device 30 will be described.

制御部301は、ホスト制御部10から読取命令を受信すると、ICタグ20に記録されたデータをICタグ20から受信するための所定のデータ(要求データ)を生成し送信部302へ供給する。また、制御部301は、ICタグ20から受信されたデータを受信部305から受けると、受信されたデータをホスト制御部10へ通知するための応答データを生成し、応答データをホスト制御部10へ送信する。また、制御部301は、切替回路306の制御処理を行う。切替回路306の制御処理の詳細については後述する。   When receiving a read command from the host control unit 10, the control unit 301 generates predetermined data (request data) for receiving data recorded on the IC tag 20 from the IC tag 20 and supplies the data to the transmission unit 302. In addition, when the control unit 301 receives the data received from the IC tag 20 from the reception unit 305, the control unit 301 generates response data for notifying the host control unit 10 of the received data, and sends the response data to the host control unit 10. Send to. In addition, the control unit 301 performs control processing for the switching circuit 306. Details of the control processing of the switching circuit 306 will be described later.

送信部302は、制御部301から要求データを受けると、要求データに基づいてICタグ20へ送信される信号(要求信号)を生成する。そして、送信部302は要求信号を方向性結合部307、整合回路303及び切替回路306を介してアンテナ304へ供給する。   When receiving the request data from the control unit 301, the transmission unit 302 generates a signal (request signal) to be transmitted to the IC tag 20 based on the request data. Then, the transmission unit 302 supplies the request signal to the antenna 304 via the directional coupling unit 307, the matching circuit 303, and the switching circuit 306.

整合回路303(第一変換部)は、アンテナ304と内部回路(送信部302及び受信部305)とのインピーダンス整合をとるためにインピーダンス変換を行う回路である。整合回路303におけるインピーダンス変換の変換比n1(第一の変換比)は、RFID通信装置30の付近にプラスチックや人体などの誘電体や、ICタグ20や、金属などが存在しない状態でRFID通信装置30内のインピーダンス整合がとれている状態となるように設計されている。   The matching circuit 303 (first conversion unit) is a circuit that performs impedance conversion in order to achieve impedance matching between the antenna 304 and the internal circuits (the transmission unit 302 and the reception unit 305). The conversion ratio n1 (first conversion ratio) of the impedance conversion in the matching circuit 303 is the RFID communication apparatus in the state where there is no dielectric such as plastic or human body, the IC tag 20, or metal near the RFID communication apparatus 30. 30 is designed to be in a state where impedance matching is achieved.

アンテナ304は、方向性結合部307、整合回路303及び切替回路306を介して送信部302から受ける信号を放射する。また、アンテナ304は、ICタグ20から放射された応答信号を受信し、受信した応答信号を切替回路306、整合回路303及び方向性結合部307を介して受信部305へ供給する。   The antenna 304 radiates a signal received from the transmission unit 302 via the directional coupling unit 307, the matching circuit 303, and the switching circuit 306. The antenna 304 receives the response signal radiated from the IC tag 20 and supplies the received response signal to the reception unit 305 via the switching circuit 306, the matching circuit 303, and the directional coupling unit 307.

受信部305は、アンテナ304から応答信号を受けると、応答信号を復調し、復調後のデータを制御部301へ供給する。復調後のデータは、デジタル化された信号であり、符号化されたICタグデータを含む。
切替回路306は、アンテナ304と内部回路とのインピーダンス整合をとるためにインピーダンス変換を行う回路と、制御部301から受ける制御信号に応じてインピーダンス変換を行うか否か切り替えるスイッチとを備える。切替回路306がインピーダンス変換を行う場合(後述するオン状態の場合)、内部回路とアンテナ304との間のインピーダンス整合は、切替回路306及び整合回路303(第二変換部)によるインピーダンス変換によって実現される。この場合のインピーダンス変換の変換比n2(第二の変換比)は、RFID通信装置30の付近にプラスチックや人体などの誘電体や、ICタグ20や、金属などが存在する状態でRFID通信装置30内のインピーダンス整合がとれている状態となるように設計されている。
方向性結合部307は、サーキュレータやディレクショナルカプラ等を用いて構成され、送信部302から出力される信号を整合回路303へ通し、整合回路303から出力される信号を受信部305へ通す。
When receiving the response signal from the antenna 304, the receiving unit 305 demodulates the response signal and supplies the demodulated data to the control unit 301. The demodulated data is a digitized signal and includes encoded IC tag data.
The switching circuit 306 includes a circuit that performs impedance conversion in order to achieve impedance matching between the antenna 304 and the internal circuit, and a switch that switches whether to perform impedance conversion according to a control signal received from the control unit 301. When the switching circuit 306 performs impedance conversion (in an ON state described later), impedance matching between the internal circuit and the antenna 304 is realized by impedance conversion by the switching circuit 306 and the matching circuit 303 (second conversion unit). The In this case, the conversion ratio n2 (second conversion ratio) of the impedance conversion is the RFID communication apparatus 30 in a state where a dielectric such as plastic or a human body, the IC tag 20, metal, or the like exists in the vicinity of the RFID communication apparatus 30. It is designed to be in a state where impedance matching is taken.
The directional coupling unit 307 is configured using a circulator, a directional coupler, or the like, and passes a signal output from the transmission unit 302 to the matching circuit 303 and passes a signal output from the matching circuit 303 to the reception unit 305.

図2は、切替回路306の具体例を表す回路図である。図3は、切替回路306のオン状態及びオフ状態の等価回路を表す回路図である。図3(A)は、切替回路306がオン状態である場合の等価回路を表す。図3(B)は、切替回路306がオフ状態である場合の等価回路を表す。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a specific example of the switching circuit 306. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an equivalent circuit of the switching circuit 306 in the on state and the off state. FIG. 3A shows an equivalent circuit when the switching circuit 306 is in an on state. FIG. 3B illustrates an equivalent circuit when the switching circuit 306 is in an off state.

切替回路306は、アンテナ側コネクタ311、内部回路側コネクタ312、制御部側コネクタ313、ダイオード314、インダクタ315、抵抗316を備える。制御部301は、制御部側コネクタ313に対してオン信号を供給する場合、制御部側コネクタ313に所定の電圧を印加する。この場合、図3(A)に示されるように、ダイオード314に順方向バイアスがかかり、ダイオード314に電流が流れスイッチが閉じた状態と等価な状態になる。そして、アンテナ304とGNDとの間にインダクタ315が入ることとなり、インピーダンスが変化し、変換比n2によるインピーダンス変換が生じる。   The switching circuit 306 includes an antenna side connector 311, an internal circuit side connector 312, a control unit side connector 313, a diode 314, an inductor 315, and a resistor 316. When supplying an ON signal to the control unit side connector 313, the control unit 301 applies a predetermined voltage to the control unit side connector 313. In this case, as shown in FIG. 3A, a forward bias is applied to the diode 314, a current flows through the diode 314, and the switch is closed. Then, the inductor 315 enters between the antenna 304 and GND, the impedance changes, and impedance conversion with the conversion ratio n2 occurs.

一方、制御部301が制御側コネクタ313に対してオン信号を供給しない場合、制御部側コネクタ313には電圧が印加されない。この場合、図3(B)に示されるように、ダイオード314に電流が流れず、スイッチが開いた状態と等価な状態となる。また、アンテナ側コネクタ311と内部回路側コネクタ312との間に送信信号が流れ、交流結合となっているため直流遮断されている。そのため制御部側コネクタ313からの直流電流は流れない。そのため、アンテナ304とGNDとの間にインダクタ315が入らず、インピーダンスは変化せず、変換比n2によるインピーダンス変換は生じない。このように、制御部301は、切替回路306の制御部側コネクタ313に対してオン信号を供給するか否かによって、変換比n1によるインピーダンス変換を行うか、変換比n2によるインピーダンス変換を行うかを切り替える。   On the other hand, when the control unit 301 does not supply an ON signal to the control side connector 313, no voltage is applied to the control unit side connector 313. In this case, as shown in FIG. 3B, no current flows through the diode 314, which is equivalent to a state where the switch is open. Further, a transmission signal flows between the antenna-side connector 311 and the internal circuit-side connector 312 and is AC-coupled because of AC coupling. Therefore, direct current from the control unit side connector 313 does not flow. Therefore, the inductor 315 does not enter between the antenna 304 and GND, the impedance does not change, and impedance conversion by the conversion ratio n2 does not occur. As described above, whether the control unit 301 performs impedance conversion with the conversion ratio n1 or impedance conversion with the conversion ratio n2 depending on whether or not the ON signal is supplied to the control unit side connector 313 of the switching circuit 306. Switch.

図4は、第一制御方法が実装されたRFID通信装置30の動作を表すフローチャートである。図5は、第二制御方法が実装されたRFID通信装置30の動作を表すフローチャートである。RFID通信装置30には、第一制御方法が実装されても良いし、第二制御方法が実装されても良い。以下、第一制御方法及び第二制御方法それぞれの処理の流れについて説明する。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the RFID communication apparatus 30 in which the first control method is implemented. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the RFID communication device 30 in which the second control method is implemented. The RFID communication device 30 may be implemented with a first control method or a second control method. Hereinafter, the processing flow of each of the first control method and the second control method will be described.

まず、図4を用いて第一制御方法が実装されたRFID通信装置30の動作について説明する。制御部301は、ホスト制御部10から読取命令を受信すると(ステップS101)、切替回路306のスイッチを切り替える(ステップS102)。ステップS102では、制御部301は、現在の切替回路306がオン状態である場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態である場合にはオン状態に切り替える。   First, the operation of the RFID communication apparatus 30 in which the first control method is implemented will be described using FIG. When the control unit 301 receives a read command from the host control unit 10 (step S101), the control unit 301 switches the switch of the switching circuit 306 (step S102). In step S102, the control unit 301 switches to the off state when the current switching circuit 306 is in the on state, and switches to the on state when it is in the off state.

次に、制御部301は要求データを送信部302へ供給することによって読み取り処理を実行する(ステップS103)。読み取り処理において、要求データを受けた送信部302は、要求信号を生成しアンテナ304から要求信号を放射させる。そして、受信部305はアンテナ304から受信した応答信号を復調し、復調後のデータを制御部301へ供給する。次に、制御部301は、復調後のデータを受けて応答データを生成し、応答データを読取結果としてホスト制御部10へ送信する(ステップS104)。応答データは、復号化されたICタグデータを含む。   Next, the control unit 301 executes the reading process by supplying the request data to the transmission unit 302 (step S103). In the reading process, the transmission unit 302 that has received the request data generates a request signal and causes the antenna 304 to emit the request signal. The receiving unit 305 demodulates the response signal received from the antenna 304 and supplies the demodulated data to the control unit 301. Next, the control unit 301 receives the demodulated data, generates response data, and transmits the response data to the host control unit 10 as a read result (step S104). The response data includes the decrypted IC tag data.

第一制御方法では、ステップS103の処理においてインピーダンス整合がとれずに読み取りが失敗することがある。その場合、ステップS104の処理において制御部301は読み取りが失敗したことを示すエラーデータをホスト制御部10へ送信する。ホスト制御部10は、エラーデータを受信すると、再び読取命令を送信する。そのため、制御部301は読取命令を受信し(ステップS101)、ステップS102の処理において切替回路306の状態が前回とは異なる状態に切り替えられる。そして、前回とは異なる変換比でインピーダンス変換が行われ、読み取り処理(ステップS103)が行われる。   In the first control method, the impedance matching may not be achieved in the process of step S103, and reading may fail. In that case, in the process of step S104, the control unit 301 transmits error data indicating that the reading has failed to the host control unit 10. When the host control unit 10 receives the error data, the host control unit 10 transmits the read command again. Therefore, the control unit 301 receives the reading command (step S101), and the state of the switching circuit 306 is switched to a state different from the previous time in the process of step S102. Then, impedance conversion is performed at a conversion ratio different from the previous time, and reading processing (step S103) is performed.

次に、図5を用いて第二制御方法が実装されたRFID通信装置30の動作について説明する。第二制御方法では、制御部301はホスト制御部10から読取命令を受信すると(ステップS101)、制御部301は要求データを送信部302へ供給することによって読み取り処理を実行する(ステップS201)。読み取り処理において、要求データを受けた送信部302は、要求信号を生成しアンテナ304から要求信号を放射させる。そして、受信部305はアンテナ304から受信した応答信号を復調し、復調後のデータを制御部301へ供給する。   Next, operation | movement of the RFID communication apparatus 30 by which the 2nd control method was mounted is demonstrated using FIG. In the second control method, when the control unit 301 receives a read command from the host control unit 10 (step S101), the control unit 301 executes the reading process by supplying request data to the transmission unit 302 (step S201). In the reading process, the transmission unit 302 that has received the request data generates a request signal and causes the antenna 304 to emit the request signal. The receiving unit 305 demodulates the response signal received from the antenna 304 and supplies the demodulated data to the control unit 301.

次に、制御部301は、読み取り処理が成功して正常に復調後のデータを受けたか否か判断する(ステップS202)。読み取り処理が成功し正常に復調後のデータを受けた場合(ステップS202−YES)、制御部301は、復調後のデータを受けて応答データを生成し、応答データを読取結果としてホスト制御部10へ送信する(ステップS104)。   Next, the control unit 301 determines whether the reading process has been successful and the demodulated data has been normally received (step S202). When the reading process is successful and the data after normal demodulation is received (step S202-YES), the control unit 301 receives the demodulated data, generates response data, and uses the response data as a read result as the host control unit 10 (Step S104).

一方、ステップS202において読み取り処理が成功せず正常に復調後のデータを受けていない場合(ステップS202−NO)、制御部301は切替回路306の状態を切り替える(ステップS102)。このとき、制御部301は、現在の切替回路306がオン状態である場合にはオフ状態に切り替え、オフ状態である場合にはオン状態に切り替える。次に、制御部301は要求データを送信部302へ供給することによって読み取り処理を実行する(ステップS103)。次に、制御部301は、復調後のデータを受けて、応答データを生成し、応答データを読取結果としてホスト制御部10へ送信する(ステップS104)。   On the other hand, when the reading process is not successful in step S202 and the demodulated data has not been received normally (NO in step S202), the control unit 301 switches the state of the switching circuit 306 (step S102). At this time, the control unit 301 switches to the off state when the current switching circuit 306 is in the on state, and switches to the on state when it is in the off state. Next, the control unit 301 executes the reading process by supplying the request data to the transmission unit 302 (step S103). Next, the control unit 301 receives the demodulated data, generates response data, and transmits the response data as a read result to the host control unit 10 (step S104).

第二制御方法では、ステップS201の処理においてインピーダンス整合がとれずに読み取りが失敗した場合、ホスト制御部10に対してエラーデータを送信することなくステップS102の処理において切替回路306の状態が前回とは異なる状態に切り替えられる。そして、前回とは異なる変換比でインピーダンス変換が行われ、読み取り処理(ステップS103)が行われる。   In the second control method, when the impedance matching is not achieved in the process of step S201 and the reading fails, the switching circuit 306 is set to the previous state in the process of step S102 without transmitting error data to the host controller 10. Can be switched to different states. Then, impedance conversion is performed at a conversion ratio different from the previous time, and reading processing (step S103) is performed.

このように構成されたRFID通信装置30では、従来のRFID通信装置の構成に比べて、主に切替回路306及び切替回路306を制御する構成(上記の場合は制御部301)が増えている。これらの構成は、図2及び図3からも明らかなように、アンテナから反射してくる信号を検出する構成や、その検出結果をインピーダンス調整にフィードバックする構成に比べて簡易に小さく構成することができる。そのため、構成の大型化を抑止しつつ、インピーダンス整合のズレを解消することが可能となる。そして、このようにインピーダンス整合のズレを解消することに伴い、RFID通信装置30は広い範囲で安定にICタグ20に対する読み取り処理を実行することが可能となる。   In the RFID communication device 30 configured as described above, the configuration (mainly the control unit 301 in the above case) that mainly controls the switching circuit 306 and the switching circuit 306 is increased as compared with the configuration of the conventional RFID communication device. As is apparent from FIGS. 2 and 3, these configurations can be easily made smaller than the configuration for detecting the signal reflected from the antenna and the configuration for feeding back the detection result to the impedance adjustment. it can. Therefore, it is possible to eliminate the impedance matching shift while suppressing an increase in the size of the configuration. As the impedance matching shift is eliminated as described above, the RFID communication device 30 can stably perform the reading process on the IC tag 20 in a wide range.

また、第一制御方法が採用された場合には、RFID通信装置30において読み取りが成功したか否か判断するための構成が不要となるため、制御部301の構成が第二制御方法に比べてより単純となり、小さく構成することが可能となる。また、この場合、読み取りが成功したか否か判断が不要であるため、1回目の読み取りが成功した場合には、早く応答データをホスト制御部10へ送信することが可能となる。   In addition, when the first control method is adopted, the configuration for determining whether or not the reading is successful in the RFID communication apparatus 30 is not required, and therefore the configuration of the control unit 301 is compared with the second control method. It becomes simpler and can be made smaller. Further, in this case, since it is not necessary to determine whether or not the reading is successful, the response data can be transmitted to the host control unit 10 quickly when the first reading is successful.

また、第二制御方法が採用された場合には、RFID通信装置30において読み取りが成功したか否か判断し、失敗した場合には制御部301の判断で切替回路306の切り替えが行われる。そのため、読み取りに失敗した場合には、わざわざホスト制御部10から再度の読取命令が送信されることなく、切替回路306の切り替えが実行される。したがって、1回の読取命令に応じて行われる読み取り処理のインピーダンス変換の変換比の種類が増加し、ICタグの読み取り範囲が広くなる。   Further, when the second control method is adopted, it is determined whether or not the reading is successful in the RFID communication apparatus 30. If the reading is unsuccessful, the switching circuit 306 is switched based on the determination of the control unit 301. For this reason, when the reading fails, the switching of the switching circuit 306 is executed without sending another read command from the host control unit 10 botheringly. Accordingly, the types of conversion ratios of the impedance conversion of the reading process performed in response to one reading command increase, and the reading range of the IC tag becomes wide.

<変形例>
切替回路306において、インダクタ315の部分は、キャパシタに置き換えて構成されても良いし、インダクタとキャパシタとの組み合わせによって構成されても良い。
図4の第一制御方法のステップS104において、制御部301が認識した復調後のデータをそのまま応答データとして生成し、ホスト制御部10へ送信しても良い。この場合、ホスト制御部10は、応答データが読み取り失敗であるか否か判断する。そして、ホスト制御部10は、読み取り失敗であると判断した場合には、再び読取命令を送信する。
<Modification>
In the switching circuit 306, the portion of the inductor 315 may be configured by replacing with a capacitor, or may be configured by a combination of an inductor and a capacitor.
In step S104 of the first control method in FIG. 4, the demodulated data recognized by the control unit 301 may be generated as response data as it is and transmitted to the host control unit 10. In this case, the host control unit 10 determines whether the response data has failed to be read. If the host control unit 10 determines that the read has failed, the host control unit 10 transmits the read command again.

整合回路303におけるインピーダンス変換の変換比n1は、RFID通信装置30の付近にプラスチックや人体などの誘電体や、ICタグ20や、金属などが存在する状態でRFID通信装置30内のインピーダンス整合がとれている状態となるように設計されてもよい。この場合、切替回路306がオン状態である場合の切替回路306及び整合回路303によるインピーダンス変換の変換比n2は、RFID通信装置30の付近にプラスチックや人体などの誘電体や、ICタグ20や、金属などが存在しない状態でRFID通信装置30内のインピーダンス整合がとれている状態となるように設計される。   The impedance conversion conversion ratio n1 in the matching circuit 303 is such that impedance matching in the RFID communication device 30 can be achieved in the presence of a dielectric such as plastic or a human body, the IC tag 20, or metal in the vicinity of the RFID communication device 30. It may be designed to be in a state of being. In this case, the conversion ratio n2 of impedance conversion by the switching circuit 306 and the matching circuit 303 when the switching circuit 306 is in the ON state is a dielectric such as plastic or a human body near the RFID communication device 30, the IC tag 20, The RFID communication device 30 is designed so that impedance matching is achieved in the absence of metal or the like.

図6は、切替回路306の変形例の回路図である。切替回路306は、アンテナ側コネクタ311と内部回路側コネクタ312との間に、制御部側コネクタ313、ダイオード314、インダクタ315及び抵抗316のセットを複数セット備えるように構成されても良い。図6の場合、アンテナ側コネクタ311と内部回路側コネクタ312との間には、制御部側コネクタ313a、ダイオード314a、インダクタ315a及び抵抗316aのセットと、制御部側コネクタ313b、ダイオード314b、インダクタ315b及び抵抗316bのセットと、計2セットが備えられている。このように構成されることにより、各セットにおけるダイオード314をオン又はオフすることによって、切替回路306におけるインピーダンス変換の変換比をより多くの値の中から選択し切り替えることが可能となる。この場合、各セットにおけるインダクタ315の値は異なるように構成されても良いし同じ値に構成されても良い。   FIG. 6 is a circuit diagram of a modification of the switching circuit 306. The switching circuit 306 may be configured to include a plurality of sets of the control unit side connector 313, the diode 314, the inductor 315, and the resistor 316 between the antenna side connector 311 and the internal circuit side connector 312. In the case of FIG. 6, between the antenna side connector 311 and the internal circuit side connector 312, a set of a control unit side connector 313a, a diode 314a, an inductor 315a, and a resistor 316a, a control unit side connector 313b, a diode 314b, and an inductor 315b. And a set of resistors 316b and a total of two sets. With this configuration, by turning on or off the diodes 314 in each set, the conversion ratio of the impedance conversion in the switching circuit 306 can be selected and switched from more values. In this case, the value of the inductor 315 in each set may be configured to be different or may be configured to the same value.

図7は、RFID通信装置30の変形例を表す概略ブロック図である。RFID通信装置30は、送信部302に接続される整合回路303a、切替回路306a、アンテナ304a(以下、これらをまとめて「送信側回路」という。)と、受信部305に接続される整合回路303b、切替回路306b、アンテナ304b(以下、これらをまとめて「受信側回路」という。)とがそれぞれ別の回路として構成されても良い。送信側回路のアンテナ304aと、受信側回路のアンテナ304bとの物理的な距離が近い場合には、ICタグが近付くことで、インピーダンス整合のずれが送信側回路にも受信側回路にも発生する。そのため、このように両アンテナ304a、304bの物理的な距離が近い構成である場合には、制御部301は切替回路306a及び切替回路306bの両方のスイッチの切換えを行う。一方で、送信側回路のアンテナ304aと、受信側回路のアンテナ304bとの物理的な距離が遠い場合には、ICタグは送信側回路のアンテナ304a、受信回路のアンテナ304bどちらかに近付くので、インピーダンス整合のずれは送信側回路と受信側回路とで異なる。そのため、このように両アンテナ304a、304bの物理的な距離が遠い構成である場合には、制御部301は切替回路306aもしくは切替回路306bのどちらかのスイッチの切換えを行う。また、送信側回路のみに切替回路306aが設けられ、受信側回路には切替回路306bが設けられないように構成されても良い。また、受信側回路のみに切替回路306bが設けられ、送信側回路には切替回路306aが設けられないように構成されても良い。   FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating a modified example of the RFID communication device 30. The RFID communication apparatus 30 includes a matching circuit 303a connected to the transmission unit 302, a switching circuit 306a, an antenna 304a (hereinafter collectively referred to as “transmission side circuit”), and a matching circuit 303b connected to the reception unit 305. The switching circuit 306b and the antenna 304b (hereinafter collectively referred to as “reception side circuit”) may be configured as separate circuits. When the physical distance between the antenna 304a of the transmitting circuit and the antenna 304b of the receiving circuit is short, an impedance matching shift occurs in both the transmitting circuit and the receiving circuit by approaching the IC tag. . Therefore, when the physical distance between the antennas 304a and 304b is close as described above, the control unit 301 switches both switches of the switching circuit 306a and the switching circuit 306b. On the other hand, if the physical distance between the antenna 304a of the transmitting circuit and the antenna 304b of the receiving circuit is long, the IC tag approaches either the antenna 304a of the transmitting circuit or the antenna 304b of the receiving circuit. The impedance matching shift differs between the transmission side circuit and the reception side circuit. For this reason, when the physical distance between the two antennas 304a and 304b is long as described above, the control unit 301 switches either the switch circuit 306a or the switch circuit 306b. Alternatively, the switching circuit 306a may be provided only in the transmission side circuit, and the switching circuit 306b may not be provided in the reception side circuit. The switching circuit 306b may be provided only in the reception side circuit, and the switching circuit 306a may not be provided in the transmission side circuit.

また、図2、図3、図6に表されるアンテナ側コネクタ311、内部回路側コネクタ312、制御部側コネクタ313は、切替回路306を独立して構成する場合のための構成であり、必ずしも必要な構成ではない。例えば、切替回路306が、アンテナや、内部回路や、制御部とコネクタを用いることなく接続して構成される場合には、上記各コネクタは不要である。   In addition, the antenna side connector 311, the internal circuit side connector 312, and the control unit side connector 313 shown in FIGS. 2, 3, and 6 are configurations for the case where the switching circuit 306 is configured independently. Not a required configuration. For example, when the switching circuit 306 is configured to be connected to an antenna, an internal circuit, or a control unit without using a connector, each of the connectors is not necessary.

なお、上記の説明におけるRFID通信装置30は切替回路306を制御する制御部301及び切替回路306を有する装置としての一つの具体例である。したがって、切替回路306を制御する制御部301及び切替回路306は、他の無線通信装置に備えられても良い。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
The RFID communication device 30 in the above description is a specific example of a device having a control unit 301 that controls the switching circuit 306 and the switching circuit 306. Therefore, the control unit 301 and the switching circuit 306 that control the switching circuit 306 may be provided in another wireless communication device.
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

10…ホスト制御部(他の装置), 20…ICタグ, 30…RFID通信装置, 301…制御部(切替部、判定部), 302…送信部(内部回路), 303…整合回路(第一変換部、第二変換部), 304…アンテナ, 305…受信部(内部回路), 306…切替回路(第二変換部、切替部), 307…方向性結合部, 311…アンテナ側コネクタ, 312…内部回路側コネクタ, 313…制御部側コネクタ, 314…ダイオード, 315…インダクタ, 316…抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Host control part (other apparatus), 20 ... IC tag, 30 ... RFID communication apparatus, 301 ... Control part (switching part, determination part), 302 ... Transmission part (internal circuit), 303 ... Matching circuit (1st) Conversion unit, second conversion unit), 304 ... antenna, 305 ... receiving unit (internal circuit), 306 ... switching circuit (second conversion unit, switching unit), 307 ... directional coupling unit, 311 ... antenna side connector, 312 ... Internal circuit side connector, 313 ... Control unit side connector, 314 ... Diode, 315 ... Inductor, 316 ... Resistance

Claims (3)

ICタグと無線通信をするためのアンテナと、前記アンテナを介して送信する信号又は前記アンテナを介して受信する信号を処理する内部回路と、を備えるRFID通信装置であって、
前記アンテナと前記内部回路との間に、
第一の変換比でインピーダンス変換を行う第一変換部と、
第二の変換比でインピーダンス変換を行う第二変換部と、
前記第一変換部でインピーダンス変換を行うか、前記第二変換部でインピーダンス変換を行うかを切り替える切替部と、
を備えることを特徴とするRFID通信装置。
An RFID communication device comprising an antenna for wireless communication with an IC tag, and an internal circuit for processing a signal transmitted via the antenna or a signal received via the antenna,
Between the antenna and the internal circuit,
A first conversion unit that performs impedance conversion at a first conversion ratio;
A second conversion unit that performs impedance conversion at a second conversion ratio;
A switching unit that switches between impedance conversion by the first conversion unit or impedance conversion by the second conversion unit;
An RFID communication device comprising:
前記切替部は、他の装置から無線通信の指示を受ける度に切り替えを行うことを特徴とする、請求項1に記載のRFID通信装置。   The RFID communication apparatus according to claim 1, wherein the switching unit performs switching every time a wireless communication instruction is received from another apparatus. 前記内部回路及び前記アンテナによる無線通信が成功したか否か判定する判定部をさらに備え、
前記切替部は、前記判定部において無線通信が成功しなかったと判定された場合に切り替えを行うことを特徴とする、請求項1に記載のRFID通信装置。
A determination unit for determining whether or not wireless communication by the internal circuit and the antenna is successful;
The RFID communication apparatus according to claim 1, wherein the switching unit performs switching when the determination unit determines that wireless communication has not been successful.
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