特開 2016-144150 無線通信デバイスおよび通信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-144150(P2016-144150A)

(43)【公開日】2016年8月8日

(54)【発明の名称】無線通信デバイスおよび通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/59 20060101AFI20160711BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20160711BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/59

   H04B5/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-20584(P2015-20584)

(22)【出願日】2015年2月4日

(71)【出願人】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩志

(72)【発明者】

【氏名】貴志 俊英

(72)【発明者】

【氏名】菅間 陽二

(72)【発明者】

【氏名】池辺 将之

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 一

【テーマコード（参考）】

5K012

【Ｆターム（参考）】

5K012AB18

5K012AB19

5K012AC09

5K012AC11

5K012BA07

(57)【要約】

【課題】回路の消費電力を低減して通信可能な距離を長くするとともに、チップサイズを小さくしてコストを低減することができる無線通信デバイスを実現する。
【解決手段】無線通信デバイス（ＩＣタグ）に、受信信号を検波して情報信号成分を復元する検波回路（１３）と、自己の識別コードを生成もしくは記憶する識別コード生成回路（１５）と、計測対象の物理量を検出するための検出素子を有する計測回路（１６）と、検波回路が受信信号に含まれる情報信号成分としてのパルスを検出する毎に該検波回路からの信号によって出力状態が切り替わる状態切替回路（１８）と、内部の所定のデータを外部へ送信可能な送信回路（２０）とを設け、前記状態切替回路の出力状態が切り替わるごとに、識別コードまたは計測回路により取得した計測データを送信回路により順次送信させるように構成した。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信信号を検波して情報信号成分を復元する検波回路と、
自己の識別コードを記憶もしくは生成する識別コード生成回路と、
計測対象の物理量を検出するための検出素子を有する計測回路と、
前記検波回路が受信信号に含まれる情報信号成分としてのパルスを検出する毎に該検波回路からのパルス検出信号によって出力状態が切り替わる状態切替回路と、
外部へデータを送信可能な送信回路と、を備え、
前記状態切替回路の出力状態が切り替わる毎に、前記識別コードまたは前記計測回路により取得した計測データが前記送信回路によって、所定の順序に従って順番に送信されるように構成されていることを特徴とする無線通信デバイス。

【請求項2】

前記送信回路によるデータの送信動作に供与される所定周波数の発振信号を生成する発振回路を備え、
前記発振回路は、前記検波回路から前記パルス検出信号が入力されることに応じて発振動作を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信デバイス。

【請求項3】

前記発振回路により生成される発振信号は、前記受信信号の周波数よりも低い周波数の信号であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信デバイス。

【請求項4】

少なくとも自己の識別コードをデータとして送信可能な無線通信デバイスと、前記無線通信デバイスから送信されたデータを受信するデータ読取装置との間における通信方法であって、
前記データ読取装置は、所定周波数の基準パルスを含む信号を送信し、前記無線通信デバイスは前記データ読取装置から送信された信号に含まれる基準パルスをトリガ信号として次の基準パルスの検出までの間に送信動作を実行することを特徴とする通信方法。

【請求項5】

前記無線通信デバイスは自己の識別コードと所定のデータを選択的に送信可能であって、
前記データ読取装置は、所定周波数の基準パルスを含む信号を送信し、前記無線通信デバイスは前記データ読取装置から送信された信号に含まれる基準パルスを検出する度に、前記識別コードと前記所定のデータとを、所定の順序に従って順番に送信することを特徴とする請求項４に記載の通信方法。

【請求項6】

前記無線通信デバイスは、計測対象の物理量を検出するための検出素子を有する計測回路を備え、前記所定のデータとして前記計測回路により計測された値を２値データに変換したものを送信することを特徴とする請求項５に記載の通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＩＣタグのような無線通信デバイスおよびタグリーダとＩＣタグとの間の通信方法に関し、特に被計測対象の環境情報を収集する環境情報収集システムに適したパッシブ型の無線通信デバイスおよびその通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パッシブ型のＩＣタグや非接触型ＩＣカードには、内部に記憶されているＩＤコード（自己識別情報）等をタグリーダに送信する機能が設けられている。従来、このようなＩＤコードの送信は、タグリーダからＩＣタグやＩＣカードに送信されたコマンドコードを受信したことをきっかけとして行われる。また、ＩＣタグやＩＣカードは、タグリーダもしくはリーダライタからの無線信号（電波）を受信し検波して基準クロック信号を生成し、該クロック信号に同期してコマンドコードに対応した処理を実行するように構成されていた（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−４２２１４号公報

【特許文献2】特開２００７−２７２８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したように、従来のＩＣタグやＩＣカードは、受信した信号を検波して基準クロック信号を生成し、該クロック信号に同期してコマンドコードに対応した処理を実行するように構成されていたため、基準パルス（クロック）と受信データ（コマンドコード）とを分離する回路が必要である。そのため、内部回路が複雑となり、半導体集積回路化する場合に半導体チップのサイズが増大するとともに、消費電力が多くなりそれによってＩＣタグとタグリーダの通信距離が短くなるという課題がある。

【0005】

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、回路の消費電力を低減して通信可能な距離を長くするとともに、チップサイズを小さくしてコストを低減することができる無線通信デバイスを提供することにある。
本発明の他の目的は、被計測対象の環境情報を収集する環境情報収集システムに適した場合に、効率良く計測データを収集できる無線通信デバイスを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、無線通信デバイスからデータを読み取るタグリーダの負担を軽減することができる通信方法を提供するにある。
本発明の他の目的は、タグリーダからの送信と無線通信デバイスからの送信との干渉を回避して精度の高い通信を行える通信方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を達成するため、本出願の発明は、
受信信号を検波して情報信号成分を復元する検波回路と、自己の識別コードを記憶もしくは生成する識別コード生成回路と、計測対象の物理量を検出するための検出素子を有する計測回路と、を備えた無線通信デバイスにおいて、
前記検波回路が受信信号に含まれる情報信号成分としてのパルスを検出する毎に該検波回路からのパルス検出信号によって出力状態が切り替わる状態切替回路と、
外部へデータを送信可能な送信回路と、を設け、
前記状態切替回路の出力状態が切り替わる毎に、前記識別コードまたは前記計測回路により取得した計測データが前記送信回路によって、所定の順序に従って順番に送信されるように構成したものである。

【0007】

上記した構成を有する発明によれば、タグリーダから送信されて来る信号から基準クロックとコマンドコードを分離する回路を無線通信デバイス（ＩＣタグ）に設ける必要がなくなるため、チップサイズを低減できる。また、回路規模の縮小に伴い回路の消費電力を低減することができ、それによって通信可能な距離を長くすることができる。

【0008】

また、望ましくは、前記送信回路によるデータの送信動作に供与される所定周波数の発振信号を生成する発振回路を備え、
前記発振回路は、前記検波回路から前記パルス検出信号が入力されることに応じて発振動作を開始するように構成する。
かかる構成によれば、データの送信中のみ発振回路を動作させればよいため、発振回路の消費電力も低減することができ、それによって通信可能な距離をさらに長くすることができる。

【0009】

さらに、望ましくは、前記発振回路により生成される発振信号は、前記受信信号の周波数よりも低い周波数の信号とする。
発振回路における発振周期が搬送波の周期よりも長くなるため、発振回路の消費電力をさらに低減することができ、それによって通信可能な距離をさらに長くすることができる。

【0010】

本出願の他の発明は、少なくとも自己の識別コードをデータとして送信可能な無線通信デバイスと、前記無線通信デバイスから送信されたデータを受信するデータ読取装置との間における通信方法において、
前記データ読取装置は、所定周波数の基準パルスを含む信号を送信し、前記無線通信デバイスは前記データ読取装置から送信された信号に含まれる基準パルスをトリガ信号として次の基準パルスの検出までの間に送信動作を実行するようにしたものである。

【0011】

かかる発明によれば、データ読取装置（タグリーダ）から無線通信デバイス（ＩＣタグ）へ送信する信号（搬送波）には基準パルスのみ含まれていればよく従来のようにコマンドコードを送信する必要がないので、データ読取装置の負担を大幅に軽減することができる。また、無線通信デバイス（ＩＣタグ）にとっては、データ読取装置から送信されて来る信号から基準クロックとコマンドコードを分離する回路が不要となるため、チップサイズを低減できる。
さらに、基準パルスと基準パルスとの間の送信フレーム中に無線通信デバイス（ＩＣタグ）からデータ読取装置へのデータ送信が行なわれるため、データ読取装置からの送信と無線通信デバイスからの送信との干渉を回避して精度の高い通信を行うことができる。

【0012】

また、望ましくは、前記無線通信デバイスは自己の識別コードと所定のデータを選択的に送信可能であって、
前記データ読取装置は、所定周波数の基準パルスを含む信号を送信し、前記無線通信デバイスは前記データ読取装置から送信された信号に含まれる基準パルスを検出する度に、前記識別コードと前記所定のデータとを、所定の順序に従って順番に送信するようにする。
かかる方法によれば、無線通信デバイス（ＩＣタグ）からデータ読取装置（タグリーダ）へ送信したいデータが複数種類ある場合にも、データ読取装置から無線通信デバイスへ送信する信号（搬送波）には基準パルスのみ含ませればよいので、データ読取装置の負担を増加させることがない。

【0013】

さらに、望ましくは、前記無線通信デバイスは、計測対象の物理量を検出するための検出素子を有する計測回路を備え、前記所定のデータとして前記計測回路により計測された値を２値データに変換したものを送信するようにする。
これにより、鉄道路線沿線における電線の温度等の環境情報を効率よく収集できるシステムを構築することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、回路の消費電力を低減して通信可能な距離を長くするとともに、チップサイズを小さくしてコストを低減することができる無線通信デバイス（ＩＣタグ）を提供することができる。また、被計測対象の環境情報を収集する環境情報収集システムに適した場合に、効率良く計測データを収集できる無線通信デバイスを提供することができる。
さらに、本発明によれば、無線通信デバイスからデータを読み取るタグリーダの負担を軽減することができるとともに、タグリーダからの送信と無線通信デバイスとからの送信との干渉を回避して精度の高い通信を行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るパッシブ型の無線通信デバイス（ＩＣタグ）の一実施形態の機能ブロック図である。

【図2】実施形態のＩＣタグにおける発振回路の具体例を示す回路構成図である。

【図3】本実施形態のＩＣタグと該ＩＣタグからデータを読み取るタグリーダとの間で通信を行う際のタグリーダとＩＣタグの動作を時系列的に示すフローチャートである。

【図4】実施形態のＩＣタグとタグリーダとの間の送受信波形およびタイミングを示すタイムチャートである。

【図5】ＩＣタグを鉄道路線の環境情報補収集システムに適用した場合の構成を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る無線通信デバイスの実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る無線通信デバイスをパッシブ型のＩＣタグに適用した場合の一実施形態を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態のパッシブ型のＩＣタグ１０は、アンテナ（コイル）１１から受信した電波（交流波形）を整流して直流に変換する整流回路や整流回路により変換された電圧（直流電圧）に基づいてタグチップ内部の回路の電源電圧を生成するシャントレギュレータなどからなる内部電源回路１２と、振幅変調されている受信信号を検波して情報信号成分を復元する受信回路としての検波回路１３を備える。

【0017】

また、本実施形態のＩＣタグ１０は、タグリーダから送信される搬送波よりも周波数の低い発振信号もしくはクロック信号を生成する発振回路１４と、ＩＤ情報（自己識別コード）を記憶もしくは生成するＩＤ生成回路１５と、サーミスタ等のセンサ（検出素子）を備え温度等の環境情報としての物理量を計測する計測回路１６と、該計測手回路１６により計測された値を２値データに変換するＡＤ変換回路１７を備える。ＩＤ生成回路１５は、識別コードを記憶する場合にはメモリ（マスクＲＯＭ等）を使用し、識別コードを生成する場合には例えば入力が固定されたデコーダで構成することができる。この場合、発振回路１４で生成されたクロック信号φｃを、ＩＤ生成回路１５に供給して、メモリから識別コードを読み出したりデコーダを動作させる信号として利用することができる。

【0018】

さらに、本実施形態のＩＣタグ１０は、上記ＩＤ生成回路１５により生成された識別コードを送信するモードと計測データを送信するモードとを切り替えるモード切替回路１８と、該モード切替回路１８が切り替えたモードに応じて識別コードまたは計測データのいずれを出力するか選択する出力選択回路（データセレクタ）１９と、該出力選択回路１９により選択されたデータと発振回路１４からの発振信号もしくはクロック信号φｃとに基づいて送信信号を生成しアンテナ１１を介して外部へ送信する送信回路２０を備える。従って、本実施形態のＩＣタグ１０では、識別コードも送信データである。

【0019】

上記発振回路１４は、ＣＲ発振回路でもよいし、図２（Ａ）に示すように、発振動作を許容したり停止したりするためのＮＡＮＤゲートＧ１をループに含むリングオシレータ１４ａと、検波回路１３から供給されるパルスＰが入力される度に出力状態（論理「０」と論理「１」）が反転するトグル型フリップフロップ（Ｔ−ＦＦ）もしくはラッチ回路のような状態保持回路１４ｃとを備え、該状態保持回路１４ｃの出力に応じてＮＡＮＤゲートＧ１の出力が切り替わる回路が考えられる。この実施形態では、パルスＰが状態保持回路１４ｃに入力されると出力が交互にローレベルとハイレベルに変化して、ハイレベルの時にリングオシレータ１４ａが発振動作するように構成されている。
あるいは、上記発振回路１４は、図２（Ｂ）に示すように、発振動作を許容したり停止したりするためのＮＡＮＤゲートＧ１をループに含むリングオシレータ１４ａにより構成し、パルスＰに応じてＮＡＮＤゲートＧ１の出力が切り替わる回路と構成しても良い。この回路では、パルスＰが入力される瞬間にのみリングオシレータ１４ａが停止・リセットされ、パルスＰが入力されない状態では発振動作することとなる。

【0020】

ＡＤ変換回路１７は、特開２０１２−６４０３５号公報に記載されているような、計測値をパルス幅で表したパルス信号に変換するもので構成することができる。
モード切替回路１８は、検波回路１３から供給されるパルスＰが入力される度に出力状態（論理「０」と論理「１」）が反転するトグル型フリップフロップ（Ｔ−ＦＦ）によって構成することができる。モード切替回路１８が「識別コードの送信モード」を設定している場合、発振回路１４により生成されたクロック信号φｃは、ＩＤ生成回路１５により識別コードを生成もしくは読み出すための信号として利用することができる。

【0021】

送信回路２０としては、例えば選択された送信データによりアンテナの反射係数（インピーダンス）を変化させることでタグリーダからの搬送波の特性に変化を与えてタグリーダがデータを判別できるようにする負荷変調方式の送信回路を使用することができる。
負荷変調方式の送信回路は、従来の非接触ＩＣカードでも使用されている回路技術（例えば特開２００９−３０２６１５号公報等）によって実現することができるので、詳細な説明は割愛するが、例えばアンテナに接続された可変インピーダンス回路と、送信したいデータ（計測データまたは識別コード）と発振回路１４からのクロックとの論理積をとって可変インピーダンス回路を制御する信号を生成するＡＮＤゲートなどにより構成することができる。ＡＤ変換回路１７が、計測回路１６からの計測値をパルス幅で表したパルス信号に変換するものである場合、クロックを一方の入力とする上記ＡＮＤゲートによってパルス列に変換され、ＡＮＤゲートの出力信号が変調動作信号とされる。

【0022】

次に、本実施形態のパッシブ型のＩＣタグ１０と該ＩＣタグ１０からデータを読み取るタグリーダとの間の通信方法（通信プロトコル）について、図３および図４を用いて説明する。図３はタグリーダとＩＣタグ１０の動作を時系列的に示すフローチャートである。
図３に示すように、先ずタグリーダが所定周波数の搬送波を送信する（ステップＳ１）。すると、ＩＣタグ１０がそれを受信して内部電源回路（レギュレータ）を起動し、内部電源を生成して内部の回路に供給する（ステップＳ２）。これによって、計測回路１６は温度等の計測動作が可能となる。

【0023】

続いて、タグリーダが基準パルスで変調した搬送波を送信する（ステップＳ３）。すると、ＩＣタグ１０がそれを受信してパルスを復元し、発振回路１４の動作を停止・リセットする（ステップＳ４）。図２(Ａ)の発振回路１４を使用した場合には、パルスの供給により、状態保持回路１４ｃの出力がローレベルに変化すると、リングオシレータ１４ａの発振動作を開始する。一方、図２(Ｂ)の発振回路１４を使用した場合には、パルスが立ち下がると、リングオシレータ１４ａの発振動作を開始する。そして、開始された発振動作は、ＩＣタグ１０がタグリーダからの送信電波を受信しなくなるか電波強度が低くなって、内部電源回路１２が内部電源を生成しなくなることで自動的に停止するようになっている。なお、ステップＳ１を省略して、基準パルスで変調した搬送波を送信するステップＳ３を繰り返し実行するようにしても良い。

【0024】

ステップＳ４で発振を開始した後、ＩＣタグ１０は計測回路１６の動作によって得られた計測データでアンテナの反射係数を変化させる負荷変調動作を行う（ステップＳ５）。これによって、タグリーダからの搬送波の振幅が変化することとなるため、タグリーダは搬送波の振幅変化を検出することでＩＣタグ１０から送信された計測データを認識する（ステップＳ６）。次に、ＩＣタグ１０がＩＤ生成回路１５で生成された識別コードによってアンテナの反射係数を変化させる負荷変調動作を行う（ステップＳ７）。すると、タグリーダが搬送波の振幅変化を検出することでＩＣタグ１０から送信された識別コードを認識することができる（ステップＳ８）。ステップＳ５とステップＳ７の動作は逆、すなわち先ず識別コードを送信し、続いて計測データを送信するようにしても良い。

【0025】

上記動作を信号の変化を示す図４のタイムチャートで説明すると、本実施形態におけるＩＣタグとタグリーダとの間の通信は、タグリーダから、図４（Ａ）に示す所定の周波数の基準パルスによって該基準パルスの周波数よりも充分に周波数の高い搬送波を振幅変調した図４（Ｂ）に示すような信号（電波）を送信し、ＩＣタグ側では受信電波を検波して、図４（Ｃ）に示すように、図４（Ａ）の基準パルスと同一の周波数のパルスＰを復元し、該パルスＰを発振回路１４とモード切替回路１８に供給する。以下、図４（Ｃ）に示すパルスとパルスとの期間を送信フレームと称する。

【0026】

モード切替回路１８は、検波回路１３から最初のパルスが入力されると、内部の動作モードを、サーミスタ等の検出素子（センサ）を備えた計測回路１６を動作させて計測したデータを出力する第１動作モードに設定し、次のパルスが入力されると、ＩＤ生成回路１５により生成もしくは記憶されているＩＤコードを出力する第２動作モードに切り替える。そして、その後、パルスが入力される度に第１動作モードと第２動作モードとに切り替わるようになっている。前述したように、出力するデータの順番は、ＩＤコード−計測データの順であっても良い。

【0027】

図４（Ｄ）には、一例として最初の送信フレームで計測回路１６により計測されたデータを送信し、次の送信フレームで計測回路１６により生成もしくは読み出された識別コードを送信するように設定した場合のタイミングが示されている。また、図４（Ｅ）には、送信するデータにより搬送波が変調されている様子が示されている。このうち、（Ｅ-1）は図２（Ａ）の発振回路を使用した場合の波形、（Ｅ-1）は図２（Ｂ）の発振回路を使用した場合の波形である。
タグリーダは自ら送信する基準パルスの周期から送信フレームのタイミングを把握しているので、変調された搬送波から搬送波に含まれているパルスのパルス幅あるいはパルス数を計数することで、ＩＣタグ１０が送信したデータを判別することができる。

【0028】

上記説明より、タグリーダから送信される搬送波に含まれる基準パルスは、ＩＣタグ１０の内部を初期状態にするリセット信号であるとみなすことができる。あるいは、ＩＣタグ１０がデータの送信を開始するきっかけを与えるトリガ信号またはタイミングを与える同期信号とみることもできる。
上述したように、本実施形態の通信方法（通信プロトコル）によれば、タグリーダからＩＣタグ１０へ送信する信号（搬送波）には基準パルスのみ含まれていればよく、従来のようにコマンドコードを送信する必要がないので、タグリーダの負担が大幅に軽減される。一方、ＩＣタグ１０にとっては、タグリーダから送信されて来る信号から基準クロックとコマンドコードを分離する回路が不要となるため、チップサイズを低減できる。

【0029】

また、回路規模の縮小に伴う回路の消費電力の低減に加え、本実施形態のＩＣタグ１０にあってはデータの送信中のみ発振回路を動作させればよいとともに、発振周期は搬送波の周期よりも長くすることができるため、発振回路の消費電力も低減することができ、それによって通信可能な距離を長くすることができる。
また、基準パルスと基準パルスとの間の送信フレーム中にＩＣタグからタグリーダへのデータ送信が行なわれるため、タグリーダからの送信とＩＣタグとからの送信との干渉を回避して精度の高い通信を行うことができる。

【0030】

次に、上記実施形態のＩＣタグの応用例について説明する。図５は、ＩＣタグを、環境情報を収集する環境情報収集システムに適したＩＣタグとして利用する場合のシステム構成を示したものである。
図５に示す環境情報収集システムは、電力系統における送電線や配電線の温度管理（例えば、配電線や配電線等の接続点の温度管理）、電車線へ電力を供給するためのき電線の温度管理（例えば、き電線の圧着スリーブ等による接続点の温度管理）を行うために使用されるものである。

【0031】

図５の環境情報収集システムにおいて、電車線４０は、き電線４１、トロリー線４２、補助吊架線４３、吊架線４４、トロリー線４２と補助吊架線４３を連結するハンガー４５、き電線４１と補助吊架線４３を接続するき電分岐部４７ａを有し、吊架線４４は支持点４４ａにおいて、図示しない電柱に固定されている。き電分岐部４７ａの一端はき電線４１に取付器具４８ａにより固定されており、き電分岐部４７ａの他端は補助吊架線４３に取付器具４８ｂにより固定されている。

【0032】

そして、収集したい環境情報として例えば温度を計測する温度センサを有する環境情報計測装置としてのＩＣタグ１０が、き電線４１のき電分岐部４７ａの取付器具４８ａに装着されている。さらに、ＩＣタグ１０は、き電線４１の接続点、例えば、圧着スリーブを用いた接続箇所（圧着スリーブ４１ａ）に装着されている。このように装着することにより、ＩＣタグ１０は、温度計測対象である電線と熱的に結合するように設けることができる。
ＩＣタグ１０が計測した温度の情報を受信するタグリーダは車両に搭載され、タグリーダから基準パルスを重畳した搬送波をＩＣタグ１０へ送信することで、電車線に沿って配設されているＩＣタグ１０から順次送られてくる信号を受信して計測データを収集する。

【0033】

上記き電分岐部４７ａの取付器具４８ａや、き電線４１の接続箇所（圧着スリーブ４１ａ）では、接触抵抗を有しており、常時又は不連続に電流が通過することにより、大なり小なりの熱が発生する。また、その発熱による温度上昇が激しくなくても、長時間にわたり高い温度が続くと、腐蝕、疲労により電気抵抗が増大し、そのまま放置すると発熱により接続箇所の切断が起き、給電に障害が生じることがある。

【0034】

しかるに、上記のように、き電分岐部４７ａや、き電線４１の接続箇所４１ａにＩＣタグ１０を設けて、き電分岐部４７ａの取付器具４８ａや、き電線４１の接続箇所４１ａにおける温度上昇を監視することで断線発生の予兆を検知するようなことができる。
また、前記実施形態のＩＣタグを、上記のような環境情報を収集する環境情報収集システムに適した場合、離れた位置から短時間にＩＣタグより計測データを受信することができるため、タグリーダを搭載した車両を高速で走行させることができ、それによって電車線に沿って配置された複数のＩＣタグから効率良く計測データを収集することができる。

【0035】

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、ＩＣタグより計測データと識別コードを送信できるように構成した例を示したが、本発明は識別コードのみを送信するＩＣタグにも適用することができる。そして、その場合、モード切替回路１８や出力選択回路１９は不要となる。
また、前記実施形態では、モード切替回路１８が２つのモードに切替え可能に構成されているものを説明したが、ＩＣタグに２以上のセンサを設けるとともに、モード切替回路１８を３以上のモードに切替え可能に構成し、２以上の計測データと識別コードを送信できるように構成しても良い。さらに、計測データと共に、送信している計測データの種類を示すコードを送信するようにしても良い。

【0036】

さらに、前記実施形態では、ＡＤ変換回路１７で計測値をパルス幅で表したパルス信号に変換すると説明したが、ＡＤ変換回路１７は計測値をパルス密度で表したパルス列に変換するものであってもよいし、一般的な逐次変換型のＡＤコンバータ等であっても良い。
また、前記実施形態では、本発明を鉄道路線沿線の環境情報収集システムに適用したものを説明したが、本発明は従来の一般的な鉄道路線に限定されず、高速道路や専用バス路線の沿線の環境情報収集システムはもちろんのこと、新幹線（リニアを含む）の沿線の環境情報収集のようにＩＣタグが受信する電波強度が短い時間に変化するシステムや、ＩＣタグごとに受信電波強度にムラが生じるシステムに適用すると有効である。このようなシステムとして、例えば集配センターや物流センターにおいて、配送する荷物に貼付され配送先の住所等の情報が記憶されているＩＣタグからデータを読み取って荷物の仕分けを行うコンベアシステムが考えられる。

【0037】

コンベアシステムが扱う荷物は大小さまざまであり、タグリーダとコンベアで移送される荷物に貼付されているＩＣタグまでの距離が荷物ごとに異なることで、ＩＣタグに届く電波の強度差が大きくなることが予想されるため、小さな荷物のＩＣタグのデータを読み取れるようにタグリーダの送信電波強度を高くした場合に、ＩＣタグ側の受信電波の強度が高くなり過ぎることがある。そこで、受信電波強度が高くなり内部電圧が抑制されたとしても検波回路の特性が低下することのない前記実施形態のＩＣタグを使用することが有効である。

【0038】

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、アンテナ１１にコイルを用いているが、コイルに限定されるものでなく、ダイポールやパッチアンテナなどを用いても良い。
また、本発明は、単純な振幅変調方式でデータの送受信を行うＩＣタグに限定されず、振幅変化を伴う他の変調方式、例えば振幅シフトと位相シフトを組み合わせた変調方式（ＱＡＭ）等でデータの送受信を行うＩＣタグにも適用することができる。
さらに、本発明は、パッシブ型のＩＣタグのみならず非接触型ＩＣカードにも利用することができる。また、ＩＤ情報（自己識別コード）のみ送信するＲＦＩＤにも利用できる。従って、特許請求の範囲における「無線通信デバイス」は、ＩＣタグのみでなく非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤを含む概念である。

【符号の説明】

【0039】

１０ ＩＣタグ
１１ アンテナ
１２ 内部電源回路
１３ 検波回路
１４ 発振回路
１５ ＩＤ生成回路
１６ 計測回路
１７ ＡＤ変換回路
１８ モード切替回路（状態切替回路）
１９ 出力選択回路
２０ 送信回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】