JP2005295569A - 非接触データ伝送の方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トランスポンダのデジタル回路の消費電流が大幅に低減される非接触データ伝送の方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、書き込み／読み取り装置と該書き込み／読み取り装置によって駆動されるトランスポンダとの間における非接触データ伝送の方法に関し、本方法では、書き込み／読み取り装置は、変調データ（ｆ_Ｄ）の伝送の通知のために、トリガパルスを送信方向および／または受信方向に伝送し、トランスポンダは、データの受信の際、少なくともクロック信号（Ｆ_ＴＡ）を生成し、トランスポンダは、変調データの送信のために、書き込み／読み取り装置によって伝送される同期信号（Ｓ_Ｓ）を評価し、その際、送信方向および／または受信方向のデータ伝送は、同期システムクロックなしに行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、書き込み／読み取り装置と該書き込み／読み取り装置によって駆動されるトランスポンダとの間における非接触データ伝送の方法に関する。

いわゆる「ＲＦＩＤ」（無線周波数識別）システムは、常にさらなる拡大を達成している。これは、基本的に２つの部品、すなわち「トランスポンダ」と受信装置、すなわち書き込み／読み取り装置からなる。トランスポンダは、識別されるべき対象物と密接な関係にある。その際、受信装置は、この識別を非接触の方法で受け取る。読み取り装置は、典型的には、高周波モジュール（送信機および受信機）、制御ユニット、およびトランスポンダへの結合素子を含む。ＲＦＩＤシステムの本来のデータキャリアを意味するトランスポンダは、一般に、結合素子、およびいわゆるチップである電気部品からなる。

読み取り装置の応答範囲外においては、通常、自身の電圧供給を有しないトランスポンダは、完全に受動的である。トランスポンダの駆動に必要なエネルギーは、結合ユニットによって非接触にトランスポンダに伝送される。

無線データ伝送においては一般的であるように、ＲＦＩＤシステムにおいても高周波は、伝送データによって変調される。その種の方法は、例えば「Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ、Ｋｌａｕｓ；ＲＦＩＤハンドブック、第２版、２０００、Ｋａｒｌ−Ｈａｎｓａ−出版社、ミュンヘン、第２章および第６章」に記載されている。送信方向および受信方向のデータ伝送は、データ周波数以上である周波数を提供するクロック送信器の使用によって制御される。そのために今日有効な、非接触データキャリアあるいはチップカードの標準は、ＩＳＯ１４４４３あるいはＩＳＯ１５６９３である。

例えばいわゆるチップカードのようなトランスポンダは、クロック信号が必要なデジタル回路部品を有する。今日の処理においては、デジタル回路のクロック信号を生成するための基本的に２つの異なる方法が提供される。１つの方法では、クロックは電磁界から直接、導き出され得る。他の方法では、クロックはデータキャリア内において自身で、例えば、データキャリア内に配置された半導体チップ内で生成される。

２つの方法において、導き出されたクロック信号、あるいは生成されたクロック信号は、デジタル回路内において、大きな電流消費を引き起こし、その上、クロックの不正確さは、送信器とトランスポンダとの間の非同期の通信関係を導くという、不都合点を有する。
独国特許発明第１０２１００３７号明細書 独国特許発明第１０２０４３４７号明細書

そのため、本発明の課題は、トランスポンダのデジタル回路の消費電流が大幅に低減される非接触データ伝送の方法を提供することにある。

本課題は、本発明による請求項１に提示された処置によって解決される。

本発明による非接触データ伝送の方法においては、データ伝送システムは、相方向におけるデータ伝送を同期システムクロックなしに実現する。データ交換は、基本的に書き込み／読み取り装置によって主導され、その際、書き込み／読み取り装置は、データの伝送あるいは受信のためにトリガパルスを生成する。例えば高周波の搬送波に変調されたデータが書き込み／読み取り装置によってトランスポンダに伝送される場合、クロック信号の生成のための搬送波周波数は使用されず、トランスポンダはデータ信号からクロック周波数を生成する。著しく低周波数化されたデータクロックがクロック信号の生成に使用されることによって、トランスポンダ内のデジタル消費電流の大幅な低減が可能となる。

トランスポンダによる書き込み／読み取り装置へのデータの送信のために、トランスポンダは、デジタルクロックの使用なしに、書き込み／読み取り装置によって伝送される同期信号を評価する。

さらなる実施形態は、デジタル信号のエッジがクロックの生成のために使用されることを提供する。デジタル信号内にエッジが検出されると、そのエッジは、クロック信号のエッジとして、トランスポンダ内の集積回路に転送される。伝送の時点において、データ信号が搬送波上に変調されないため、クロックは生成されない。これは、トランスポンダ内の集積回路は、この時点においてクロックなしであり、その結果、電流消費を生じさせないということに導く。

有利な方法において、データ信号の立ち上りエッジあるいは立下りエッジがクロックエッジの変更として評価され、回路に伝送されるように、クロック信号の生成が行われ得る。これによって、生成されたクロック信号は半減され、データ信号の立ち上りエッジあるいは立下りエッジによる電流消費が、トランスポンダの回路内に引き起こされる。

特に有利には、トランスポンダは、データの送信あるいは受信に際に、アナログの時間ベースの助けのもとに、データをコード化あるいはデコードする。それは、単に、伝送されるデータ信号間に受信されたパルス期間の評価によって行われる。ここでの利点は、デジタル回路はアクティブにクロックされないため、データの送信あるいは受信の間において、トランスポンダの回路の電流消費が低減されることにある。

さらなる有利な実施形態は、従属請求項に示される。

本発明の一局面において、書き込み／読み取り装置と該書き込み／読み取り装置によって駆動されるトランスポンダとの間における非接触データ伝送の方法が提供される。本方法においては、書き込み／読み取り装置は、変調データ（ｆ_Ｄ）の伝送の通知のために、トリガパルス（Ｔｒｉｇｇｅｒｉｍｐｕｌｓ）を送信方向および／または受信方向に伝送される。トランスポンダは、データの受信の際、少なくともクロック信号（Ｆ_ＴＡ）を生成し、変調データの送信のために、書き込み／読み取り装置によって伝送される同期信号（Ｓ_Ｓ）を評価し、その際、送信方向および／または受信方向のデータ伝送は、同期システムクロックなしに行われる。

ここで、好ましくは、クロック信号（Ｆ_ＴＡ）は、伝送データ信号（ｆ_Ｄ）のクロック周波数から生成される。

また、好ましくは、データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジは、クロック信号の生成のために使用される。あるいは、データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジは、クロック信号（Ｆ_ＴＡ）の生成のためのクロックエッジ変更のために使用される。さらに、伝送変調データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジはトランスポンダ内において、該データ信号（ｆ_Ｄ）のパルス継続（Ｉｍｐｕｌｓｄａｕｅｒ）の長さに対応して、アナログ時定数（Ｚ_Ｋ）を開始する。

また、好ましくは、アナログ時定数（Ｚ_Ｋ）の経過の後に、データ信号のパルスのエッジ変更が行われたかどうかの評価が行われる。

さらに好ましくは、トランスポンダは、同期信号の立ち上りエッジの存在の際に、データの書き込み／読み取り装置への伝送のためのアナログ時定数（Ｚ_Ｋ）を開始する。

以下において、本発明が、図面を参照して説明される。

図１において、トランスポンダを介して生成され、データ信号から生成されたクロック信号が示される。時間軸ｔ上に、読み取りステーションに関して送信方向および受信方向における、低周波のデータ信号ｆ_Ｄによって変調された高周波の搬送波信号ｆＴのスペクトル推移が示される。まず、搬送波信号ｆ_Ｔは、２つの信号レベル１間において振幅Ａ_Ｔを伴って振動する。時刻ｔ１において、変調変動２は、時刻ｔ１から送波信号ｆ_Ｔが上昇した信号レベル３を取るように、存在する。時刻ｔ２の第１の変調変動（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｓｃｈｗｉｎｇｕｎｇ）２の終了において、搬送波信号ｆ_Ｔの信号レベル３は、再び、第１の信号レベル１にもどる。

トランスポンダは、読み取りステーションが送信したデータを受信するために、変調データ信号ｆ_Ｄをサンプルし、変調変動が存在する時点で正確に、時間軸ｔの下側に示されたクロック信号ｆ_ＴＡを生成する。その際、生成されたクロック信号の長さ４は、期間ｔ１〜ｔ２内のデータ信号ｆ_Ｄのパルスの長さに対応する。具体的な実施例において、さらなる時間間隔ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６、およびｔ７〜ｔ８が示され、それらは、各受信されたデータパルスに対応するクロックパルス４が生成されることを明示する。

図２において、アナログ時定数の経過は、トランスポンダによるデータ信号の受信の際のデータ信号のパルスに依存して示される。コード化されたデータ信号Ｓ_Ｄ、およびそのエッジ変化に依存した、トランスポンダ内に組み込まれた時間ベースの開始および停止が、上下に示される。トランスポンダによって受信された変調変動は、トランスポンダによってトリガーされ、その結果、時刻ｔ１から、変調されたデータ信号Ｓ_Ｄのエッジ変化が確認される。このエッジ変化と同時に、トランスポンダはアナログ時定数Ｚ_Ｋを開始する。その際、トランスポンダは、アナログ時定数Ｚ_Ｋの経過の後に、ここで再び時刻ｔ２においてサンプル的に、デジタル信号Ｓ_Ｄがさらなるレベル変化が起きたかどうかを評価する。時刻ｔ３において、最終的に、デジタル信号Ｓ_Ｄのレベル変更が行われ、その結果、さらなる時定数Ｚ_Ｋがスタートする。その際、次のレベル変化まで、レベルの状態は評価される。この場合、データ信号は、時刻ｔ３まで、値「１」のレベルを有し、その結果、トランスポンダは、時刻ｔ３から新たなレベル変動が起きる時刻ｔｘまで、その内部回路をその期間内クロックし、データを読み取りあるいはデコードする。

図３において、トランスポンダ内においてスタートされた時定数の経過が、データ信号の伝送のための同期信号のパルスに依存して示される。トランスポンダを介してデータをを送信するために、読み取り装置は同期信号Ｓ_Ｓを伝達する。この実施例においては、トランスポンダはデータを送信するために、同期信号パルス５の立下りエッジを意味する時刻ｔ１において、アナログ時定数Ｚ_Ｋを開始し、アナログ時定数Ｚ_Ｋの間、データを読み取り装置に送信する。

本発明による方法は、クロックが搬送波周波数あるいはエネルギーキャリアから恒常的に導入されるのはなく、データ信号が伝送される時点にのみに導入されるため、データの送信あるいは受信に際して、大幅な電流節約を可能にする。

変調されたデータ信号のスペクトル経過からから生成されるクロック信号を示す。 トランスポンダに伝送されるデータ信号のパルスに依存して、トランスポンダ内において開始されたアナログ時定数の経過を示す。 データ信号の伝送のための同期信号のパルスに依存して、トランスポンダ内において開始されたアナログ時定数の経過を示す。

符号の説明

１ 信号レベル
２ 変調変動
３ 信号レベル
４ クロックパルス
５ 同期パルス

Claims (7)

1. 書き込み／読み取り装置と該書き込み／読み取り装置によって駆動されるトランスポンダとの間における非接触データ伝送の方法であって、
   該書き込み／読み取り装置は、変調データ（ｆ_Ｄ）の伝送の通知のために、トリガパルスを送信方向および／または受信方向に伝送し、
   該トランスポンダは、データの受信の際、少なくともクロック信号（Ｆ_ＴＡ）を生成し、
   該トランスポンダは、変調データの送信のために、該書き込み／読み取り装置によって伝送される同期信号（Ｓ_Ｓ）を評価し、その際、送信方向および／または受信方向のデータ伝送は、同期システムクロックなしに行われる、方法。
2. 前記クロック信号（Ｆ_ＴＡ）は、前記伝送データ信号（ｆ_Ｄ）のクロック周波数から生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジは、前記クロック信号（Ｆ_ＴＡ）の生成のために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジは、前記クロック信号（Ｆ_ＴＡ）の生成のためのクロックエッジ変更のために使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記伝送変調データ信号（ｆ_Ｄ）の立ち上りエッジあるいは立下りエッジは、前記トランスポンダ内において、該データ信号（ｆ_Ｄ）のパルス継続の長さに対応して、アナログ時定数（Ｚ_Ｋ）を開始することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記アナログ時定数（Ｚ_Ｋ）の経過の後に、前記データ信号のパルスのエッジ変更が行われたかどうかの評価が行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記トランスポンダは、同期信号の立ち上りエッジの存在の際に、データの前記書き込み／読み取り装置への伝送のためのアナログ時定数（Ｚ_Ｋ）を開始することを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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