JP3582403B2 - Reader / writer for ID tag - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物に設けられたIDタグと電波により通信してデータの授受を行う手持式IDタグ用リーダライタに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、移動体の識別システムとして、高周波の電波を利用したリモートIDシステムがある。これは、コントローラとIDタグとの間で電波による通信を行い、離れた位置にあるIDタグのデータを読み取ったり、IDタグにデータを書き込んだりするものである。
【0003】
このようなリモートIDシステムは、配送システム、在庫管理システム、販売システムなど種々のシステムに応用することが考えられている。その一例として、例えば回転すし店の集計システムがある。このシステムの概要は、すしを載せる皿に埋め込んたIDタグに、すしの種類、作った時刻、売値などのデータを記録して置き、客が食事を終えたとき、食べたすしの皿を一か所に集めてそれら皿のIDタグと通信し、そして、IDタグからデータを得て客の支払うべき金額を算出するというものである。
【0004】
このような集計システムに応用したような場合、IDタグと通信するリーダライタが固定式のものである場合には、その固定式リーダライタの通信エリア内に皿を置いて集計すれば良い。ところが、固定式リーダライタでは、皿をそこまで運んでこなければならないため、不便である。そこで、客が座っているテーブル上で簡易に集計できるようにするために、手持式のリーダライタが考えられている。
【0005】
手持式リーダライタでは、通常、リーダライタ本体をテーブル上に積み重ねられた皿の上方に保持して送受信の操作を行う。ところが、操作者は、通常、皿の枚数を認識していないため、全ての皿のIDタグと通信したか否かの確認が困難である。積み重ねられた皿の枚数が4〜5枚ならば、操作者は枚数を認識できるので、表示部に通信を行ったIDタグの数を表示するようにすれば、全ての皿のIDタグと通信したか否かを直ちに認識できる。しかし、この方法では、皿が多くなった場合、一見しただけでは枚数を認識できないため、通信したIDタグ数の表示を見ても、全部の皿のIDタグと通信したか否か分からない。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、積み重ねられた対象物の数を推定することができるIDタグ用リーダライタを提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
対象物にIDタグ用リーダライタを近付けると、IDタグ用リーダライタの送信アンテナとIDタグの受信アンテナとは電磁結合して両者間に相互誘導作用が生じ、IDタグ用リーダライタの送信アンテナのインダクタンスが変化する。このときの送信アンテナのインダクタンスの変化は、電磁結合する相手側であるIDタグ(アンテナ用コイル)の数に応じて変化する。
【0008】
そこで、請求項1記載の発明では、IDタグと通信する際、送信アンテナのインダクタンスを求め、このインダクタンスを用いて対象物の積み重ね数を推定し、IDタグとの通信が完了した際、通信を行ったIDタグの枚数と推定した積み重ね枚数とが一致しているか否かを判定し、その判定結果を報知する。このため、積み重ね状態にある全ての対象物のIDタグと通信したか否かを認識できる。
【0009】
また、送信アンテナとIDタグの受信アンテナとが電磁結合して両者間に相互誘導作用が発生するとき、送信アンテナのインピーダンスも変化する。請求項2記載の発明では、送信アンテナのインピーダンスを求め、送信アンテナのインダクタンスとインピーダンスとの双方を用いて対象物の積み重ね数を推定するので、より正確に対象物の数を推定できる。
【0010】
請求項3記載の発明では、送信アンテナを構成するコイルの両端の信号波形の位相差を検出することにより送信周波数と送信アンテナの共振周波数とのずれを求め、そして、この周波数ずれが許容値となるように補正用コンデンサの接続パターンを変更することにより送信アンテナの共振周波数を変更するので、送信アンテナに最大の共振電流が流れた共振同調状態でIDタグに対する読書きを行うことができ、通信可能な領域が狭くなってしまうことを防止できる。また、送信アンテナのインダクタンスは、補正用コンデンサの静電容量によって容易に求めことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態は、回転すし店の集計システムに適用したものである。ここで、回転すし店とは、次のようなシステムの店である。
【0012】
店内にはループ状のコンベアが設けられ、そのコンベアに沿ってテーブルおよび客席が設けられている。すしは皿に載せられ、コンベアによって客席へと運ばれる。客は、コンベアによって運ばれてくる皿のうちから、好みのすしが載せられている皿を取り、食べ終えた後の皿は順にテーブル上に積み重ねて行く。店側では、すしをその売値に応じた色或いは模様の皿に載せるので、客は、積み重ねた皿の種類と枚数とから店に支払うべきおおよその金額を知ることができるようになっている。食事を終えた後は、店員によって皿の枚数が色或いは模様別に数えられ、店に支払うべき金額が決定される。
【0013】
さて、図7に示すように、すしを載せる皿1は、例えばABS樹脂などのプラスチック製のもので、その内部には、IDタグ2が埋め込まれている。このIDタグ2は、図6に示すように、電波信号を送受信するためのアンテナ用コイル3と、共振コンデンサ4と、制御用IC5と、平滑部6とから構成され、共振コンデンサ4、制御用IC5および平滑部6はプリント配線基板7上に搭載されている。
【0014】
上記制御用IC5は、制御部としてのMPU(マイクロプロセッサユニット)8の他、整流部9、変復調部10、メモリ部11などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。また、平滑部6は、図示はしないが平滑コンデンサ、ツェナーダイオードなどを有している。
【0015】
そして、上記アンテナ用コイル3は、共振コンデンサ4と並列に接続されて共振回路を構成し、外部機器であるリーダライタから所定の高周波数の電力用電波信号が送信されてくると、これを受信して整流部9に供給する。整流部9は、平滑部6と共に動作用電源回路を構成するもので、共振回路から送信されてきた電力用電波信号を整流し、平滑部6により平滑化し且つ一定電圧の直流電力(動作用電力)にしてMPU8などに供給する。
【0016】
リーダライタから送信されてくるデータなどの信号は、電力用電波信号に重畳して送信されるようになっており、その信号は、変復調部10により復調されてMPU8に与えられる。MPU8は、メモリ部11が有するROMに記憶された動作プログラムに従って動作するもので、変復調部10から入力される信号に応じた処理を実行し、受信したデータをメモリ部11が有するEEPROMなどの消去可能な不揮発性メモリに書き込んだり、メモリ部11からデータを読み出して変復調部10により変調し、アンテナ用コイル3から電波信号として送信したりする。
【0017】
この皿1のIDタグ2と通信するIDタグ用リーダライタとしては、図8に示す手持式リーダライタ12がある。この手持式リーダライタ12は、握り部を兼用する操作部13aの先端に頭部13bを設けてなり、動作用電源として電池14(図5参照)を内蔵している。そして、頭部13bの前面側には液晶からなる表示部15(図5参照)が設けられている。操作部13には、例えば複数のキースイッチ16が設けられ、これらキースイッチ16により動作内容を指示したり、集計に必要な基礎的データ、例えば皿1の種類別単価などを入力したりするようになっている。この操作部13には、上記のキースイッチ16群に加えて、集計処理を指示するための集計用キースイッチ17が設けられている。
【0018】
手持式リーダライタ12は、その電気的構成を示す図5のように、主制御部18およびリモート制御部19(読書き手段、共振周波数変更手段に相当)を備えている。そして、主制御部18には、前記キースイッチ16群および集計用キースイッチ17がスイッチ回路20を介して接続されていると共に、前記表示部15および上位装置(例えばパソコン)との間でデータの授受を行う通信部21などが接続されている。スイッチ回路20は、操作されたキースイッチに応じた信号を主制御部18に送信するものである。また、リモート制御部19はIDタグ2との間のデータ通信を担当するもので、IDタグ2との間で電波信号を送受信するアンテナ部22、およびブザーなどの発音部23が接続されている。
【0019】
図3は手持式リーダライタ12の主制御部18の構成を概略的に示している。この図3に示すように、主制御部18は、MPU24、動作プログラムを記憶したROM25、データを一時的に記憶するRAM26、リモート制御部19との通信を実行する通信部27などから構成されている。MPU24は、データを処理したり、周辺機器を制御したりするもので、リモート制御部19或いはスイッチ回路20から送られてくる信号に応じた処理を実行すると共に、その実行中の処理内容或いは処理結果などを表示器14に表示するように構成されている。
【0020】
また、図4はリモート制御部19の構成を概略的に示している。この図4に示すように、リモート制御部19は、MPU28、動作プログラムおよび後述するデータベースを記憶したROM29、データを一時的に記憶するRAM30、主制御部18との通信を実行する通信部31、アンテナ部22の送信アンテナ32に接続された送信部33、受信アンテナ34に接続された受信部35などから構成されている。MPU28は、IDタグ2との通信を制御すると共に、発音部23の制御を行うもので、IDタグ2との通信を行う際には、まず、基準信号を送信部33で変調して電力用電波信号として送信アンテナ32から送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部33で変調して送信アンテナ32から送信する。
【0021】
IDタグ2から発信された電波信号については、これを受信用アンテナ34により受信し、受信部35で復調してデータとして弁別する。そして、リモート制御部19のMPU28は、受信部35で復調されたデータをRAM30に一時的に記憶し、その後、そのデータを通信部31を介して主制御部18側に送信するようになっている。
ここで、上記の送信アンテナ32および受信アンテナ34は、共にコイルにより構成され、頭部13b内の前面側に配設されている。
【0022】
さて、リモート制御部19の送信部33には送信アンテナ32の共振周波数を送信信号の周波数に自動的に同調させる自動同調機能が備えられており、以下にこの送信部33の自動同調機能について説明する。
【0023】
まず、自動同調の原理について説明する。
図9に示すようなコイルLとコンデンサCと抵抗R(コイルLの抵抗)からなる直列共振回路においてはコイルL(送信アンテナ32に相当)の両端の電圧差が送信出力となるので、送信周波数と共振周波数とが一致した共振同調時のときは、直列共振回路には最大電流が流れて送信出力は最大となる。このときのコイルLの両端の信号波形は送信信号の波形と90°位相がずれている(図9の実線参照)。これに対して、送信信号と共振信号との周波数がずれた共振非同調時のときは、図9中に破線で示すようにコイルLの両端の電圧差は共振同調時に比較して低下しており、このときのコイルLの両端の信号波形の位相ずれは90°から外れている。このため、コイルLからの送信出力は共振同調時に比較して低下してしまう。
【0024】
図10はコイルLの両端電圧の位相差と送信出力との関係を示す。この図10において、位相差が90°のときに送信出力が最大となると共に位相差が90°からずれる程送信出力が低下していることが分る。また、コイルLの両端の位相ずれと送信出力(共振電流)との間に相関関係があることが分る。従って、コンデンサCの容量を変えて位相ずれを許容範囲内に調節することにより、送信アンテナ32の共振周波数を送信周波数に調整するという自動同調を実現することができ、共振電流(送信出力)が十分となるように調整することが可能となる。
【0025】
図2は送信部33の構成を概略的に示している。この図2において、送信部33の送信回路36は直列共振回路37と第1のレベル変換回路38とに接続されており、所定周波数の基準信号(送信信号)を直列共振回路37と第1のレベル変換回路38とに出力する。この直列共振回路37は送信アンテナ32と共振用コンデンサ回路39とを直列接続して構成されている。
【0026】
共振用コンデンサ回路39は基準用コンデンサ40と補正用回路41とを並列接続して構成されており、共振用コンデンサ回路39全体の静電容量は基準用コンデンサ40の静電容量と補正用回路41の静電容量とを加算した値となっている。この補正用回路41は第1〜第nの単位回路42を複数並列接続してなるもので、1つの単位回路42は、コンデンサ42a(補正用コンデンサに相当)とコンデンサ42b(補正用コンデンサに相当)とを直列接続すると共に、当該コンデンサ42bと並列にスイッチ42cを接続して構成されている。従って、各単位回路42のスイッチ42cのオンオフ状態に応じて補正用回路41全体の静電容量、ひいては共振用コンデンサ回路39の静電容量が決定されるようになっている。
【0027】
ここで、各単位回路42においてコンデンサ42aおよびコンデンサ42bの静電容量を同一の静電容量である例えば2Cに設定すると、スイッチ42cのオフ状態では単位回路42の静電容量はCとなり、スイッチ42cのオン状態では単位回路42の静電容量は2Cとなるので、スイッチ42のオンにより単位回路42の静電容量をCから2CにCだけ高めることができる。
【0028】
さて、上記補正用回路41を第1〜第6の単位回路42から構成した場合には、第1〜第6の単位回路42における各コンデンサ42a,42bの静電容量は64C、32C、16C、8C、4C、2Cという関係にそれぞれ設定されている。従って、第1〜第6の単位回路42のスイッチ42cがそれぞれ独立してオンした状態では補正用回路41全体の静電容量は32C、16C、8C、4C、2c、1Cずつ増加することになる。このことは、各単位回路42のスイッチ42cのオンオフ状態の組合せパターンに応じて補正用回路41全体の静電容量を0〜63Cの範囲で1C単位で調整することができることを意味している。
【0029】
この場合、補正用回路41は、第1の単位回路42のスイッチ42cをオンした状態で直列共振回路37が共振同調状態となるように設計されている。これは、補正用回路41の周波数調整可能範囲の中心に直列共振回路37の共振周波数を設計値として設定することにより補正用回路41の静電容量を増加或いは減少させる際に周波数の増減補正を有効に発揮させるためである。
【0030】
なお、上記構成の共振用コンデンサ回路39には分圧回路43が並列接続されている。この分圧回路43はコンデンサ43aとコンデンサ43bとを直列接続してなり、そのコンデンサ43aとコンデンサ42bとの共通接続点の電圧レベルを第2のレベル変換回路44に出力するもので、共振用コンデンサ回路39の静電容量に影響を与えないように小さな静電容量のものが用いられている。
【0031】
第1,第2のレベル変換回路38,44は入力信号を二値化信号に変換するもので、その二値化信号を排他的論理和回路45に出力する。
排他的論理和回路45は、第1,第2のレベル変換回路38,44から入力する二値化信号の排他的論理和を位相差電圧変換回路46に出力する。この排他的論理和回路45は送信回路36からの基準信号と直列共振回路37の共振信号との位相差を示す位相差信号を出力するもので、両方の信号の位相が一致しないときは位相差の大きさおよび位相差方向を示すパルス状の位相差信号を出力する。
【0032】
位相差電圧変換回路46は、排他的論理和回路45から出力される位相差信号を位相差および位相差方向を示す電圧に変換して送信同調ずれ判定回路47(送信同調ずれ取得手段に相当)に出力する。この送信同調ずれ判定回路47は、位相差電圧変換回路46から出力される電圧に基づいて位相差および位相差方向をC(コンデンサ)オンオフコントロール回路48(カウント手段に相当)とMPU28に出力する。そして、Cオンオフコントロール回路48は、補正用回路41の単位回路42のスイッチ42cのオンオフを制御することにより送信アンテナ32の両端の信号位相差が90°となるように直列共振回路37の静電容量を調整する。また、MPU28は、送信同調ずれ判定回路47からの信号により、周波数同調がなされたか否かを判定する(同調判定手段)。
【0033】
ここで、送信アンテナ32を構成するコイルは、周辺環境得には該送信アンテナ32と電磁結合するIDタグ2との関係でインダクタンスが変化し、これに伴い送信アンテナ32のインピーダンスが変化する。そして、発明者はこのインダクタンスとインピーダンスとが積み重ねられた皿1の枚数と一定の関係が存在することを究明した。
【0034】
すなわち、図11および図12は皿1の積み重ね枚数と、インダクタンス、インピーダンスとの関係を実験した結果を示す。この図11および図12によれば、皿1の積み重ね枚数とインダクタンスのと間には、一定の関係があることが分かる。ただし、例えば、皿1の枚数が2枚の場合と7枚の場合とでは、1回目の試験で278μHと277μH、2回目の試験で273μHと273μHとなっていてほとんど差がない。
【0035】
しかし、皿1の積み重ね枚数とインピーダンスとの関係では、皿1の枚数が2枚の場合と7枚の場合とでは、1回目の試験で12.5Ωと28.4Ω、2回目の試験でも11.7Ωと30.4Ωとなって有意な差が存在する。このことから、インダクタンスおよびインピーダンスが分かれば、そのときの皿1の積み重ね枚数を推定することができる。
【0036】
そこで、MPU28は、周波数同調が完了したとき、Cオンオフコントロール回路48から共振用コンデンサ回路39の各スイッチ42cに対するオンオフ情報を得、そのオンオフ情報から共振用コンデンサ回路39の静電容量を求めるようにしている。また、MPU28は、送信アンテナ32に設けられた電流センサ49から送信アンテナ32に流れる電流情報を得るようになっており、上記静電容量情報に基づき送信アンテナ32のインダクタンスを求めると共に、電流センサ49からの電流情報に基づき送信アンテナ32のインピーダンスを求めるようになっている。
【0037】
一方、ROM29には、皿1の積み重ね枚数とインピーダンスおよびインピーダンスの関係がテーブル化して記憶されている。そして、MPU28は、計算により求めたインダクタンスおよびインピーダンスと、そのROM29に記憶されたデータテーブルとから皿1の積み重ね枚数を求める。
【0038】
次に上記構成の作用を図1に示すフローチャートをも参照しながら説明する。主制御部18のMPU24は、図1の集計用ルーチンに入ると、集計用キースイッチ17がオンされたか否かを監視する状態となる(ステップS1)。今、食事を済ませた客の支払金額を集計するために、図8に示すように手持式リーダライタ12を客のテーブル上に積み重ねられている皿1の上に持って行き、送信アンテナ32および受信アンテナ34が配設されている頭部13bの前面部を一番上の皿1の内底面に接触させるような状態に保持し、集計用キースイッチ17を操作したとする。
【0039】
すると、その集計用キースイッチ17に応じた信号がスイッチ回路20から主制御部18に入力されるので、そのMPU24がスイッチ回路20から入力された信号を解読する。この場合、スイッチ回路20からの入力信号は集計指令信号であり(ステップS1で「YES」)、これは客の食べ終えた全ての皿1のIDタグ2と通信することを指令しているので、主制御部18のMPU24は、リモート制御部19に集計指令を出力する。これにより、リモート制御部19のMPU28は、IDタグ2と通信するために、まず送信アンテナ32に枚数測定のために所定周波数の基準信号を印加する(ステップS2)。
【0040】
つまり、MPU28は、Cオンオフコントロール回路48を制御して補正用回路41の第1の単位回路42のスイッチ42cのみがオンされた状態にセットし、補正用回路41の静電容量が静電容量補正可能範囲の中間に調整されるようにする。そして、この状態で送信回路36から所定周波数の基準信号が出力される。この結果、直列共振回路37が基準信号により共振状態となる。
【0041】
ところで、直列共振回路37は送信回路36からの基準信号の出力に応じて最大電流で共振状態(共振同調状態)となるように設計されているものの、手持式リーダライタ12の送信アンテナ32は皿1(IDタグ2)の積み重ね枚数などによりインダクタンスが変化する。この送信アンテナ32の共振周波数はインダクタンスと共振用コンデンサ41とにより定まるため、インダクタンスの変化により送信アンテナ32の共振周波数および共振電流が変化する。
【0042】
すると、リモート制御部19のMPU28は、送信部33の送信同調ずれ判定回路47による判定結果に基づいて送信アンテナ32の両端の信号位相差を検出することにより、その位相差が基準範囲内か否かを判定する(ステップS3;同調判定手段)。このとき、基準信号と共振信号とが許容範囲を上回る位相差を生じている場合は、共振同調状態ではないと判断し(ステップS3で「NO」)、Cオンオフコントロール回路48に切換指令を与える。これにより、補正用回路41のスイッチのオンオフパターンが短時間で切換えられ、送信アンテナ32の共振周波数が基準信号の周波数に近付けられてゆく(ステップS4)。そして、送信アンテナ32の両端の位相差が所定の範囲内となったときは、共振同調状態になったと判断し(ステップS3で「YES」)、ステップS5に移行する。
【0043】
このステップS5で、MPU28は、現在のCオンオフコントロール回路48による補正用回路41の各スイッチ42cのオンオフ状態から現在の共振用コンデンサ回路39の静電容量の大きさを計算し、次いでこの共振用コンデンサ回路39の静電容量から送信アンテナ32のインダクタンスを計算する(ステップS6;インダクタンス取得手段)。次いで、MPU28は、電流センサ49から現在送信アンテナ32に流れている共振電流を検出し(ステップS7)、この共振電流から送信アンテナ32のインピーダンスを計算する(ステップS8;インピーダンス取得手段)。
【0044】
そして、MPU28は、現在の送信アンテナ32のインダクタンスとインピーダンスとからRAM30に記憶されているデータテーブルを参照して積み重ねられている皿1の枚数を検索し、その枚数を推定枚数としてRAM30に記憶する(ステップS9)。
【0045】
皿1の積み重ね枚数を推定した後、MPU28は、皿1のIDタグ2と通信する(ステップS10)。このIDタグ2との通信は、基準信号を送信部33で変調して電力用電波信号として送信アンテナ32から送信すると共に、送信すべきデータを電力用信号に重畳するように送信部33で変調して送信アンテナ32から送信する。
【0046】
すると、皿1のIDタグ2側では、送信された電波信号をアンテナ用コイル33により受け、その電波信号を整流部9および平滑部6で整流平滑して一定電力の直流電力に変換し、MPU8などの動作用電源として供給する。動作用電力の供給により、各皿1のIDタグ2のMPU8は動作を開始し、送信されてきた信号の内容に応じた処理、この場合には、メモリ部1から皿2のID番号、皿2の種類などのデータを読み出し、これを変復調部10で変調してアンテナ用コイル3から送信するという動作を行う。各皿1のIDタグ2から送信された電波信号は、手持式リーダライタ本体12の受信アンテナ34により受信され、その受信信号は受信部35で復調され、復調されたデータはRAM30に記憶される。
【0047】
このようにして、積み重ねられている皿1のIDタグ2と通信を行い、全ての皿1のIDタグ2との通信を完了したと判断すると、MPU28は、ステップS11に移行し、通信を行ったIDタグ2の数とRAM30に記憶されている枚数データとが一致しているか否かを判断する(一致判定手段)。
【0048】
ここで、全ての皿1のIDタグ2との通信を完了したことの判断は次のようにして行う。すなわち、MPU28は、一つのIDタグ2と通信を行うと、そのIDタグ2のID番号をRAMに記憶させる。このとき、そのID番号が既に記憶されている場合には、RAMへの格納を行わない。通信したIDタグ2が増えると、RAMに記憶されるID番号も増加するが、積み重ねられている全ての皿1のIDタグ2と通信すると、以後の通信では、RAM30に記憶されているID番号以外の番号はなくなる。この状態が所定時間続いたとき、MPU28は、全ての皿1のIDタグ2との通信を完了したと判断するものである。
【0049】
さて、通信を行ったIDタグ2の数とRAM30に記憶されている枚数データとが一致していた場合には、MPU28は、ステップS11で「YES」と判断してステップS12に移行し、発音部23に全数通信完了の発音動作(例えば、ピッ音)を行わせると共に、主制御部18に通信正常終了を報知して全数通信完了した旨を表示部15に表示させる。続いて、主制御部18のMPU24は、リモート制御部19のMPU28を介してRAM30に記憶されている各皿1の種類(値段)およびその数などを読出し、客が支払うべき金額を演算してRAM26に記憶し、エンドとなる。
【0050】
さて、上記のようにして全ての皿1のIDタグ2との通信を完了したと判断されたとき、通信を完了したIDタグ数がRAM30に記憶されている枚数データと一致しないとき、MPU28は、ステップS11で「NO」と判断し、発音部23に推定枚数と通信枚数とが一致しない旨の発音動作(例えば、ピッ、ピッ、ピッ音)を行わせると共に、主制御部18にもその旨を報知して表示部15に表示させる。この発音および表示により、使用者は異常に気付き、皿1の積み重ね枚数が多過ぎる場合には、2つに分けたり、或いは、銀紙のように電波を遮断するような異物が皿1に残されているような場合には、それを除去する。そして、再び、上述のような動作を行わせる。
【0051】
このように構成した本実施例によれば、皿1の積み重ね高さに基づいて積み重ねられている皿1の枚数を推定することができるので、全ての皿1と通信を完了したか否かを確認することができる。しかも、送信アンテナ32のインダクタンスとインピーダンスとから皿1の枚数の推定するので、リーダライタ12が本来備えている送信部33を利用して枚数推定を行うことができる。このため、皿1の枚数を推定するために、例えば皿1の積み上げ高さを超音波測距装置により測定し、その積み上げ高さから枚数を推定する構成のものとは異なり、枚数推定のための専用の装置を必要としない。
【0052】
また、本実施例では、自動同調機能により基準信号の周波数と直列共振回路37の共振信号の周波数との位相差を求め、その位相差に基づいて共振電流が最大となるように補正用回路41の静電容量を調整するようにしたので、直列共振回路37の共振周波数が設計値からずれてしまった場合でも、基準信号の送信出力を高めることなく、送信アンテナ32の送信可能な領域が狭くなることを防止でき、重ねられた皿1のIDタグ2からデータを確実に読み取ることができる。 そして、共振用コンデンサ回路39の静電容量から送信アンテナ32のインダクタンスを求めるので、自動同調のための構成要素を用いて送信アンテナ32のインダクタンスを容易に求めることができる。
【0053】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、例えば対象物はすし用の皿1に限られないなど、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における集計動作の制御内容を示すフローチャート
【図2】送信部の概略的な電気的構成を示す回路図
【図3】手持式リーダライタの主制御部の電気的構成を示すブロック図
【図4】同リモート制御部の電気的構成を示すブロック図
【図5】手持式リーダライタの全体的な電気的構成を示すブロック図
【図6】IDタグの電気的構成を示すブロック図
【図7】IDタグを内蔵した皿の斜視図
【図8】手持式リーダライタによる読書き状態を示す図
【図9】共振回路の共振状態を説明するための回路図および信号波形図
【図10】コイルの両端の信号位相差と送信出力との関係を示す図
【図11】皿の積み重ね枚数と送信アンテナのインダクタンス、インピーダンスとの関係を示す図
【図12】同グラフ
【符号の説明】
1は皿(対象物)、2はIDタグ、18は主制御部、19はリモート制御部(読書き手段、共振周波数変更手段、インダクタンス取得手段、インピーダンス取得手段)、37は直列共振回路、32は送信部、33は送信アンテナ、39は共振コンデンサ回路、47は送信同調ずれ判定回路(送信同調ずれ取得手段)、48はコンデンサオンオフコントロール回路である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a handheld ID tag reader / writer that communicates with an ID tag provided on an object by radio waves to exchange data.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
For example, as a moving object identification system, there is a remote ID system using high-frequency radio waves. In this method, communication between a controller and an ID tag is performed by radio waves, and data of an ID tag at a remote position is read or data is written to the ID tag.
[0003]
Such a remote ID system is considered to be applied to various systems such as a delivery system, an inventory management system, and a sales system. As an example, there is a tallying system for a rotating sushi shop. The outline of this system is that the ID tag embedded in the plate on which sushi is placed records data such as the type of sushi, the time it was made, and the selling price. It collects them in places, communicates with the ID tags on those dishes, and obtains data from the ID tags to calculate the amount to be paid by the customer.
[0004]
In the case where the present invention is applied to such a totaling system, if the reader / writer communicating with the ID tag is of a fixed type, the total may be calculated by placing a plate in the communication area of the fixed type reader / writer. However, the fixed type reader / writer is inconvenient because the plate must be brought to that position. Therefore, a hand-held reader / writer has been considered in order to be able to easily perform the tallying on the table where the customer is sitting.
[0005]
In a hand-held reader / writer, a reader / writer body is usually held above a plate stacked on a table to perform a transmission / reception operation. However, since the operator usually does not recognize the number of dishes, it is difficult to confirm whether or not the operator has communicated with the ID tags of all the dishes. If the number of stacked dishes is 4 to 5, the operator can recognize the number of dishes, and if the number of ID tags that have communicated is displayed on the display unit, communication with the ID tags of all dishes is performed. You can immediately recognize whether you have done it. However, according to this method, when the number of dishes increases, the number of dishes cannot be recognized at a glance, so even if the display of the number of communicated ID tags is seen, it is not clear whether or not communication has been made with the ID tags of all dishes.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ID tag reader / writer capable of estimating the number of stacked objects.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
When the ID tag reader / writer is brought close to the target object, the transmission antenna of the ID tag reader / writer and the reception antenna of the ID tag are electromagnetically coupled to each other, and a mutual induction action occurs therebetween. The inductance changes. The change in the inductance of the transmission antenna at this time changes according to the number of ID tags (antenna coils) on the other side to be electromagnetically coupled.
[0008]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, when communicating with the ID tag, the inductance of the transmitting antenna is obtained, and the number of stacked objects is estimated using the inductance. Then, when the communication with the ID tag is completed, it is determined whether or not the number of the communicated ID tags is equal to the estimated number of stacked tags, and the determination result is notified. I do. Therefore, it is possible to recognize whether or not communication has been performed with the ID tags of all the objects in the stacked state.
[0009]
Further, when the transmitting antenna and the receiving antenna of the ID tag are electromagnetically coupled to each other and a mutual induction action occurs, the impedance of the transmitting antenna also changes. According to the second aspect of the present invention, since the impedance of the transmitting antenna is obtained and the number of stacked objects is estimated using both the inductance and the impedance of the transmitting antenna, the number of objects can be estimated more accurately.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the difference between the transmission frequency and the resonance frequency of the transmission antenna is obtained by detecting the phase difference between the signal waveforms at both ends of the coil constituting the transmission antenna. Since the resonance frequency of the transmission antenna is changed by changing the connection pattern of the correction capacitor so that the maximum resonance current flows through the transmission antenna, reading and writing to the ID tag can be performed in the resonance tuning state. It is possible to prevent a possible region from being narrowed. Further, the inductance of the transmission antenna can be easily obtained from the capacitance of the correction capacitor.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment is applied to a tallying system for a revolving sushi restaurant. Here, the rotating sushi shop is a shop having the following system.
[0012]
A loop-shaped conveyor is provided in the store, and tables and seats are provided along the conveyor. Sushi is placed on a plate and transported to the audience by a conveyor. The customer takes the dish on which the favorite sushi is placed from among the dishes carried by the conveyor, and after eating, the dishes are sequentially stacked on the table. The shop places the sushi on a plate of a color or pattern corresponding to the selling price, so that the customer can know the approximate amount to be paid to the store from the type and the number of the stacked plates. After the meal, the clerk counts the number of plates by color or pattern, and determines the amount to be paid to the store.
[0013]
As shown in FIG. 7, the dish 1 on which sushi is placed is made of plastic such as ABS resin, and has an ID tag 2 embedded therein. As shown in FIG. 6, the ID tag 2 includes an antenna coil 3 for transmitting and receiving a radio signal, a resonance capacitor 4, a control IC 5, and a smoothing unit 6. The IC 5 and the smoothing section 6 are mounted on a printed wiring board 7.
[0014]
The control IC 5 is a one-chip semiconductor element constituting a rectifier 9, a modulator / demodulator 10, a memory 11, etc., in addition to an MPU (microprocessor unit) 8 as a control unit. Although not shown, the smoothing unit 6 has a smoothing capacitor, a Zener diode, and the like.
[0015]
The antenna coil 3 is connected in parallel with the resonance capacitor 4 to form a resonance circuit. When a predetermined high-frequency power radio signal is transmitted from a reader / writer, which is an external device, the antenna coil 3 receives the signal. And supplies it to the rectification unit 9. The rectifying unit 9 constitutes an operation power supply circuit together with the smoothing unit 6. The rectifying unit 9 rectifies an electric power radio signal transmitted from the resonance circuit, smoothes the electric power radio signal by the smoothing unit 6, and supplies a constant voltage DC power (operation electric power). ) And supply it to the MPU 8 and the like.
[0016]
A signal such as data transmitted from the reader / writer is transmitted while being superimposed on a power radio signal, and the signal is demodulated by the modem 10 and provided to the MPU 8. The MPU 8 operates according to an operation program stored in a ROM included in the memory unit 11, executes a process corresponding to a signal input from the modem unit 10, and erases received data from the EEPROM or the like included in the memory unit 11. The data is written to a possible non-volatile memory, or data is read from the memory unit 11, modulated by the modulation / demodulation unit 10, and transmitted as a radio signal from the antenna coil 3.
[0017]
As a reader / writer for an ID tag that communicates with the ID tag 2 on the plate 1, there is a hand-held reader / writer 12 shown in FIG. The hand-held reader / writer 12 is provided with a head 13b at the tip of an operation section 13a also serving as a grip section, and incorporates a battery 14 (see FIG. 5) as an operation power supply. The display unit 15 (see FIG. 5) made of liquid crystal is provided on the front side of the head 13b. The operation unit 13 is provided with, for example, a plurality of key switches 16. The key switches 16 are used to instruct operation contents and to input basic data necessary for totaling, for example, unit prices of the dishes 1 by type. It has become. The operation unit 13 is provided with a tallying key switch 17 for instructing a tallying process in addition to the key switches 16 described above.
[0018]
The hand-held reader / writer 12 includes a main controller 18 and a remote controller 19 (corresponding to read / write means and resonance frequency changing means) as shown in FIG. The main control unit 18 is connected to the key switch 16 group and the tallying key switch 17 via a switch circuit 20, and exchanges data with the display unit 15 and a higher-level device (for example, a personal computer). A communication unit 21 for exchanging information is connected. The switch circuit 20 transmits a signal corresponding to the operated key switch to the main control unit 18. The remote control unit 19 is in charge of data communication with the ID tag 2, and is connected to an antenna unit 22 for transmitting and receiving a radio signal to and from the ID tag 2, and a sounding unit 23 such as a buzzer. .
[0019]
FIG. 3 schematically shows the configuration of the main control unit 18 of the handheld reader / writer 12. As shown in FIG. 3, the main control unit 18 includes an MPU 24, a ROM 25 storing an operation program, a RAM 26 for temporarily storing data, a communication unit 27 for executing communication with the remote control unit 19, and the like. I have. The MPU 24 processes data and controls peripheral devices. The MPU 24 executes a process corresponding to a signal sent from the remote control unit 19 or the switch circuit 20, and also executes a process content or a process being executed. The result is displayed on the display unit 14.
[0020]
FIG. 4 schematically shows the configuration of the remote control unit 19. As shown in FIG. 4, the remote control unit 19 includes an MPU 28, a ROM 29 that stores an operation program and a database described later, a RAM 30 that temporarily stores data, a communication unit 31 that executes communication with the main control unit 18, The transmitting unit 33 includes a transmitting unit 33 connected to the transmitting antenna 32 of the antenna unit 22, a receiving unit 35 connected to the receiving antenna 34, and the like. The MPU 28 controls communication with the ID tag 2 and controls the sound generator 23. When communicating with the ID tag 2, first, the MPU 28 modulates the reference signal in the transmitter 33 and modulates the power for the power. The transmission signal is transmitted from the transmission antenna 32 as a radio signal, and then transmitted from the transmission antenna 32 after being modulated by the transmission unit 33 so that the data to be transmitted is superimposed on the power radio signal.
[0021]
The radio signal transmitted from the ID tag 2 is received by the receiving antenna 34, demodulated by the receiving unit 35, and discriminated as data. Then, the MPU 28 of the remote control unit 19 temporarily stores the data demodulated by the reception unit 35 in the RAM 30, and then transmits the data to the main control unit 18 via the communication unit 31. I have.
Here, the transmission antenna 32 and the reception antenna 34 are both formed of coils, and are disposed on the front side in the head 13b.
[0022]
Now, the transmission unit 33 of the remote control unit 19 has an automatic tuning function for automatically tuning the resonance frequency of the transmission antenna 32 to the frequency of the transmission signal. The automatic tuning function of the transmission unit 33 will be described below. I do.
[0023]
First, the principle of automatic tuning will be described.
In a series resonance circuit including a coil L, a capacitor C, and a resistor R (resistance of the coil L) as shown in FIG. 9, a voltage difference between both ends of the coil L (corresponding to the transmission antenna 32) becomes a transmission output. At the time of resonance tuning when the resonance frequency matches the resonance frequency, the maximum current flows through the series resonance circuit, and the transmission output becomes maximum. At this time, the signal waveforms at both ends of the coil L are 90 ° out of phase with the waveform of the transmission signal (see the solid line in FIG. 9). On the other hand, at the time of resonance non-tuning in which the frequency of the transmission signal and the resonance signal are shifted, the voltage difference between both ends of the coil L decreases as shown by the broken line in FIG. At this time, the phase shift of the signal waveform at both ends of the coil L is out of 90 °. For this reason, the transmission output from the coil L decreases as compared with the time of resonance tuning.
[0024]
FIG. 10 shows the relationship between the phase difference between the voltages across the coil L and the transmission output. In FIG. 10, it can be seen that the transmission output is maximum when the phase difference is 90 °, and that the transmission output decreases as the phase difference deviates from 90 °. Further, it can be seen that there is a correlation between the phase shift between both ends of the coil L and the transmission output (resonance current). Therefore, by adjusting the phase shift within the allowable range by changing the capacitance of the capacitor C, it is possible to realize automatic tuning in which the resonance frequency of the transmission antenna 32 is adjusted to the transmission frequency, and the resonance current (transmission output) is reduced. Adjustment can be made to be sufficient.
[0025]
FIG. 2 schematically shows the configuration of the transmission unit 33. In FIG. 2, the transmission circuit 36 of the transmission unit 33 is connected to the series resonance circuit 37 and the first level conversion circuit 38, and transmits a reference signal (transmission signal) of a predetermined frequency to the series resonance circuit 37 and the first level conversion circuit 38. The signal is output to the level conversion circuit 38. The series resonance circuit 37 is configured by connecting the transmission antenna 32 and the resonance capacitor circuit 39 in series.
[0026]
The resonance capacitor circuit 39 is configured by connecting a reference capacitor 40 and a correction circuit 41 in parallel, and the capacitance of the entire resonance capacitor circuit 39 is equal to the capacitance of the reference capacitor 40 and the correction circuit 41. Is the value obtained by adding the capacitance of The correction circuit 41 includes a plurality of first to n-th unit circuits 42 connected in parallel. One unit circuit 42 includes a capacitor 42a (corresponding to a correction capacitor) and a capacitor 42b (corresponding to a correction capacitor). ) Are connected in series, and a switch 42c is connected in parallel with the capacitor 42b. Therefore, the capacitance of the entire correction circuit 41 and the capacitance of the resonance capacitor circuit 39 are determined according to the on / off state of the switch 42c of each unit circuit 42.
[0027]
Here, if the capacitances of the capacitors 42a and 42b in each unit circuit 42 are set to the same capacitance, for example, 2C, the capacitance of the unit circuit 42 becomes C when the switch 42c is off, and the switch 42c In the ON state, the capacitance of the unit circuit 42 is 2C. Therefore, by turning on the switch 42, the capacitance of the unit circuit 42 can be increased from C to 2C by C.
[0028]
When the correction circuit 41 is composed of the first to sixth unit circuits 42, the capacitances of the capacitors 42a and 42b in the first to sixth unit circuits 42 are 64C, 32C, 16C, 8C, 4C, and 2C, respectively. Therefore, when the switches 42c of the first to sixth unit circuits 42 are independently turned on, the capacitance of the entire correction circuit 41 increases by 32C, 16C, 8C, 4C, 2c, and 1C. . This means that the capacitance of the entire correction circuit 41 can be adjusted in the range of 0 to 63C in units of 1C according to the combination pattern of the ON / OFF state of the switch 42c of each unit circuit 42.
[0029]
In this case, the correction circuit 41 is designed so that the series resonance circuit 37 is in resonance tuning with the switch 42c of the first unit circuit 42 being turned on. This is because the resonance frequency of the series resonance circuit 37 is set as a design value at the center of the adjustable frequency range of the correction circuit 41 so that the increase or decrease of the capacitance of the correction circuit 41 is corrected. This is for effective use.
[0030]
The voltage dividing circuit 43 is connected in parallel to the resonance capacitor circuit 39 having the above configuration. The voltage dividing circuit 43 includes a capacitor 43a and a capacitor 43b connected in series, and outputs a voltage level at a common connection point between the capacitors 43a and 42b to a second level conversion circuit 44. A circuit having a small capacitance is used so as not to affect the capacitance of the circuit 39.
[0031]
The first and second level conversion circuits 38 and 44 convert an input signal into a binary signal, and output the binary signal to an exclusive OR circuit 45.
The exclusive OR circuit 45 outputs the exclusive OR of the binary signals input from the first and second level conversion circuits 38 and 44 to the phase difference voltage conversion circuit 46. The exclusive OR circuit 45 outputs a phase difference signal indicating the phase difference between the reference signal from the transmission circuit 36 and the resonance signal of the series resonance circuit 37. If the phases of both signals do not match, the phase difference signal is output. And outputs a pulse-shaped phase difference signal indicating the magnitude and direction of the phase difference.
[0032]
The phase difference voltage conversion circuit 46 converts the phase difference signal output from the exclusive OR circuit 45 into a voltage indicating the phase difference and the phase difference direction, and converts the signal into a transmission tuning deviation determination circuit 47 (corresponding to a transmission tuning deviation obtaining means). Output to The transmission tuning deviation determination circuit 47 outputs the phase difference and the phase difference direction to the C (capacitor) on / off control circuit 48 (corresponding to the counting means) and the MPU 28 based on the voltage output from the phase difference voltage conversion circuit 46. Then, the C on / off control circuit 48 controls the on / off of the switch 42 c of the unit circuit 42 of the correction circuit 41 so that the signal phase difference between the two ends of the transmission antenna 32 becomes 90 ° so that the electrostatic capacitance of the series resonance circuit 37 becomes 90 °. Adjust capacity. Further, the MPU 28 determines whether or not frequency tuning has been performed based on a signal from the transmission tuning deviation determination circuit 47 (tuning determining means).
[0033]
Here, the inductance of the coil constituting the transmission antenna 32 changes due to the relationship between the transmission antenna 32 and the ID tag 2 electromagnetically coupled to the surrounding environment, and the impedance of the transmission antenna 32 changes accordingly. The inventor has determined that there is a certain relationship with the number of dishes 1 on which the inductance and the impedance are stacked.
[0034]
That is, FIGS. 11 and 12 show the results of experiments on the relationship between the number of stacked plates 1 and the inductance and impedance. According to FIGS. 11 and 12, there is a certain relationship between the number of stacked plates 1 and the inductance. However, for example, when the number of dishes 1 is two and seven, the values are 278 μH and 277 μH in the first test, 273 μH and 273 μH in the second test, and there is almost no difference.
[0035]
However, the relationship between the number of stacked plates 1 and the impedance is 12.5 Ω and 28.4 Ω in the first test when the number of plates 1 is 2 and 7 and 11 in the second test. There is a significant difference between 0.7Ω and 30.4Ω. From this, if the inductance and the impedance are known, the number of stacked plates 1 at that time can be estimated.
[0036]
Therefore, when the frequency tuning is completed, the MPU 28 obtains on / off information for each switch 42c of the resonance capacitor circuit 39 from the C on / off control circuit 48, and obtains the capacitance of the resonance capacitor circuit 39 from the on / off information. ing. The MPU 28 obtains information on current flowing through the transmission antenna 32 from a current sensor 49 provided on the transmission antenna 32. The MPU 28 obtains the inductance of the transmission antenna 32 based on the capacitance information, and obtains the current sensor 49 The impedance of the transmitting antenna 32 is obtained based on the current information from.
[0037]
On the other hand, the relationship between the number of stacked plates 1, the impedance, and the impedance is stored in a table in the ROM 29. Then, the MPU 28 obtains the number of stacked plates 1 from the calculated inductance and impedance and the data table stored in the ROM 29.
[0038]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the MPU 24 of the main control unit 18 enters the tallying routine of FIG. 1, it enters a state of monitoring whether or not the tallying key switch 17 is turned on (step S1). Now, in order to count the payment amount of the customer who has completed the meal, the hand-held reader / writer 12 is brought on the plate 1 stacked on the customer table as shown in FIG. It is assumed that the key switch 17 is operated while the front surface of the head 13b on which the receiving antenna 34 is disposed is brought into contact with the inner bottom surface of the top plate 1.
[0039]
Then, a signal corresponding to the tallying key switch 17 is input from the switch circuit 20 to the main control unit 18, and the MPU 24 decodes the signal input from the switch circuit 20. In this case, the input signal from the switch circuit 20 is a tally command signal ("YES" in step S1), which instructs communication with the ID tags 2 of all dishes 1 that the customer has finished eating. The MPU 24 of the main control unit 18 outputs a tally command to the remote control unit 19. Accordingly, the MPU 28 of the remote control unit 19 first applies a reference signal of a predetermined frequency to the transmission antenna 32 for measuring the number of sheets in order to communicate with the ID tag 2 (step S2).
[0040]
In other words, the MPU 28 controls the C on / off control circuit 48 to set only the switch 42c of the first unit circuit 42 of the correction circuit 41 to the on state, and the capacitance of the correction circuit 41 becomes the capacitance. The adjustment is made in the middle of the correctable range. Then, in this state, the transmission circuit 36 outputs a reference signal having a predetermined frequency. As a result, the series resonance circuit 37 is brought into a resonance state by the reference signal.
[0041]
Although the series resonance circuit 37 is designed to be in a resonance state (resonance tuning state) at the maximum current according to the output of the reference signal from the transmission circuit 36, the transmission antenna 32 of the handheld reader / writer 12 is The inductance changes depending on the number of stacked 1 (ID tags 2) and the like. Since the resonance frequency of the transmission antenna 32 is determined by the inductance and the resonance capacitor 41, the resonance frequency and the resonance current of the transmission antenna 32 change due to the change in the inductance.
[0042]
Then, the MPU 28 of the remote control unit 19 detects the signal phase difference between both ends of the transmission antenna 32 based on the determination result by the transmission tuning deviation determination circuit 47 of the transmission unit 33, and determines whether the phase difference is within the reference range. (Step S3; tuning determination means). At this time, when the phase difference between the reference signal and the resonance signal exceeds the allowable range, it is determined that the resonance signal is not in the resonance tuning state ("NO" in step S3), and a switching command is given to the C on / off control circuit 48. . As a result, the on / off pattern of the switch of the correction circuit 41 is switched in a short time, and the resonance frequency of the transmission antenna 32 approaches the frequency of the reference signal (step S4). Then, when the phase difference between both ends of the transmitting antenna 32 falls within a predetermined range, it is determined that resonance tuning has been achieved (“YES” in step S3), and the process proceeds to step S5.
[0043]
In step S5, the MPU 28 calculates the current capacitance value of the resonance capacitor circuit 39 from the on / off state of each switch 42c of the correction circuit 41 by the current C on / off control circuit 48, and then calculates the resonance capacitance. The inductance of the transmitting antenna 32 is calculated from the capacitance of the capacitor circuit 39 (Step S6; inductance obtaining means). Next, the MPU 28 detects a resonance current currently flowing from the current sensor 49 to the transmission antenna 32 (Step S7), and calculates an impedance of the transmission antenna 32 from the resonance current (Step S8; impedance obtaining means).
[0044]
Then, the MPU 28 searches the number of stacked dishes 1 with reference to the data table stored in the RAM 30 from the current inductance and impedance of the transmitting antenna 32, and stores the number in the RAM 30 as the estimated number. (Step S9).
[0045]
After estimating the number of stacked plates 1, the MPU 28 communicates with the ID tag 2 of the plate 1 (step S10). In communication with the ID tag 2, the reference signal is modulated by the transmitting unit 33 and transmitted as a power radio signal from the transmitting antenna 32, and the transmitting unit 33 modulates the data to be transmitted on the power signal. And transmits from the transmission antenna 32.
[0046]
Then, on the ID tag 2 side of the plate 1, the transmitted radio signal is received by the antenna coil 33, and the radio signal is rectified and smoothed by the rectifying unit 9 and the smoothing unit 6 to be converted into DC power of a constant power. It is supplied as a power supply for operation such as. When the power for operation is supplied, the MPU 8 of the ID tag 2 of each plate 1 starts operating and performs processing according to the content of the transmitted signal, in this case, the ID number of the plate 2 from the memory unit 1, An operation is performed in which data of two types or the like are read, modulated by the modulation / demodulation unit 10 and transmitted from the antenna coil 3. The radio signal transmitted from the ID tag 2 of each plate 1 is received by the receiving antenna 34 of the hand-held reader / writer body 12, the received signal is demodulated by the receiving unit 35, and the demodulated data is stored in the RAM 30. .
[0047]
In this way, the MPU 28 communicates with the ID tags 2 of the stacked dishes 1 and determines that the communication with the ID tags 2 of all the dishes 1 has been completed, and the MPU 28 proceeds to step S11 to perform communication. It is determined whether or not the number of the ID tags 2 matches the number data stored in the RAM 30 (match determination means).
[0048]
Here, it is determined that the communication with all the IDs 2 of the dishes 1 has been completed as follows. That is, when communicating with one ID tag 2, the MPU 28 stores the ID number of the ID tag 2 in the RAM. At this time, if the ID number has already been stored, the data is not stored in the RAM. When the number of communicated ID tags 2 increases, the ID number stored in the RAM also increases. However, when the ID tags 2 of all the stacked dishes 1 are communicated, the ID numbers stored in the RAM 30 are used in subsequent communication. No other numbers are lost. When this state continues for a predetermined time, the MPU 28 determines that communication with the ID tags 2 of all the dishes 1 has been completed.
[0049]
If the number of ID tags 2 with which the communication has been performed matches the number data stored in the RAM 30, the MPU 28 determines "YES" in step S11 and proceeds to step S12 to generate a sound. The control unit 23 causes the display unit 15 to perform a sounding operation (for example, a beeping sound) indicating that all communication has been completed, and notifies the main control unit 18 that communication has been completed normally, and causes the display unit 15 to display that communication has been completed. Subsequently, the MPU 24 of the main control unit 18 reads the type (price) and the number of each dish 1 stored in the RAM 30 via the MPU 28 of the remote control unit 19, and calculates the amount to be paid by the customer. This is stored in the RAM 26, and the processing ends.
[0050]
When it is determined that the communication with the ID tags 2 of all the dishes 1 has been completed as described above, and when the number of ID tags that have completed communication does not match the number data stored in the RAM 30, the MPU 28 In step S11, "NO" is determined, and the sound generation unit 23 is caused to perform a sound generation operation (for example, a beep, a beep, a beep sound) indicating that the estimated number and the communication number do not match, and the main control unit 18 also performs that operation. This is notified and displayed on the display unit 15. By this sounding and display, the user notices an abnormality, and when the number of stacked plates 1 is too large, the plate 1 is divided into two or a foreign object such as silver paper that blocks radio waves is left on the plate 1. If so, remove it. Then, the above operation is performed again.
[0051]
According to the present embodiment configured as described above, the number of stacked dishes 1 can be estimated based on the stacking height of the dishes 1, so that it is determined whether or not communication with all the dishes 1 has been completed. You can check. Moreover, since the number of plates 1 is estimated from the inductance and impedance of the transmission antenna 32, the number of plates can be estimated using the transmission unit 33 originally provided in the reader / writer 12. For this reason, in order to estimate the number of plates 1, for example, the stacked height of the plates 1 is measured by an ultrasonic distance measuring device, and the number of plates 1 is estimated from the stacked height. Does not require dedicated equipment.
[0052]
Further, in the present embodiment, the phase difference between the frequency of the reference signal and the frequency of the resonance signal of the series resonance circuit 37 is obtained by the automatic tuning function, and the correction circuit 41 is configured to maximize the resonance current based on the phase difference. Is adjusted, even if the resonance frequency of the series resonance circuit 37 deviates from the design value, the transmission area of the transmission antenna 32 can be narrowed without increasing the transmission output of the reference signal. Can be prevented, and data can be reliably read from the ID tag 2 of the stacked dishes 1. Then, since the inductance of the transmitting antenna 32 is obtained from the capacitance of the resonance capacitor circuit 39, the inductance of the transmitting antenna 32 can be easily obtained by using a component for automatic tuning.
[0053]
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings. For example, the present invention is not limited to the sushi plate 1, and may be variously modified and implemented without departing from the gist thereof. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing control contents of a tally operation in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic electrical configuration of a transmission unit.
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a main control unit of the handheld reader / writer.
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the remote control unit.
FIG. 5 is a block diagram showing the overall electrical configuration of the handheld reader / writer;
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the ID tag.
FIG. 7 is a perspective view of a dish with a built-in ID tag.
FIG. 8 is a diagram showing a reading / writing state by a handheld reader / writer.
FIG. 9 is a circuit diagram and a signal waveform diagram for explaining a resonance state of the resonance circuit.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a signal phase difference between both ends of a coil and a transmission output.
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between the number of stacked plates and the inductance and impedance of the transmitting antenna.
FIG. 12 is the same graph.
[Explanation of symbols]
1 is a plate (object), 2 is an ID tag, 18 is a main control unit, 19 is a remote control unit (read / write unit, resonance frequency changing unit, inductance acquisition unit, impedance acquisition unit), 37 is a series resonance circuit, 32 Is a transmission unit, 33 is a transmission antenna, 39 is a resonance capacitor circuit, 47 is a transmission tuning deviation determination circuit (transmission tuning deviation obtaining means), and 48 is a capacitor on / off control circuit.

Claims (3)

対象物に付されたIDタグに対してデータの読書きを行う読書き手段を備えたIDタグ用リーダライタにおいて、
積み重ねられた前記対象物の前記IDタグと通信する際、コイルからなる送信アンテナのインダクタンスを求めるインダクタンス取得手段と、
このインダクタンス取得手段により求められたインダクタンスに基づいて前記対象物の積み重ね数を推定する推定手段と、
前記IDタグとの通信が完了した際、通信を行った前記IDタグの枚数と前記推定した積み重ね枚数とが一致しているか否かを判定する一致判定手段とを具備し、
前記一致判定手段による判定結果を報知する構成としてなるIDタグ用リーダライタ。
An ID tag reader / writer including a read / write unit that reads / writes data from / to an ID tag attached to an object,
When communicating with the ID tag of the stacked object, an inductance obtaining unit that obtains an inductance of a transmitting antenna formed of a coil,
Estimating means for estimating the number of stacked objects based on the inductance obtained by the inductance obtaining means,
When communication with the ID tag is completed, the communication device includes a coincidence determination unit configured to determine whether the number of the ID tags that have communicated and the estimated number of stacks match,
An ID tag reader / writer configured to notify a result of the judgment by the coincidence judging means .
前記送信アンテナのインピーダンスを求めるインピーダンス検出手段を設け、
前記推定手段は、前記インダクタンス取得手段により求められたインダクタンスと前記インピーダンス取得手段により求められたインピーダンスを用いて前記対象物の積み重ね数を推定することを特徴とする請求項1記載のIDタグ用リーダライタ。
Providing impedance detection means for determining the impedance of the transmitting antenna,
2. The ID tag reader according to claim 1, wherein the estimating unit estimates the number of stacked objects by using the inductance obtained by the inductance obtaining unit and the impedance obtained by the impedance obtaining unit. lighter.
接続パターンに応じて異なる静電容量を呈するように設けられた複数個の補正用コンデンサから構成され、前記送信アンテナと直列共振回路を構成する共振用コンデンサと、
前記送信アンテナを構成するコイルの両端の信号波形の位相差に基づいて送信周波数と前記送信アンテナの共振周波数とのずれを求める送信同調ずれ取得手段と、
この共振同調ずれ取得手段により求められる周波数ずれが許容範囲内となるように前記補正用コンデンサの接続パターンを変更することにより前記送信アンテナの共振周波数を変更する共振周波数変更手段とを設け、
前記インダクタンス取得手段は、前記補正用コンデンサの静電容量に基づいて前記送信アンテナのインダクタンスを求めることを特徴とする請求項1または2記載のIDタグ用リーダライタ。
A resonance capacitor, which is constituted by a plurality of correction capacitors provided so as to exhibit different capacitances according to the connection pattern, and forms a series resonance circuit with the transmission antenna,
Transmission tuning deviation obtaining means for obtaining a deviation between a transmission frequency and a resonance frequency of the transmission antenna based on a phase difference between signal waveforms at both ends of a coil constituting the transmission antenna,
Resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of the transmission antenna by changing the connection pattern of the correction capacitor so that the frequency shift determined by the resonance tuning shift obtaining means is within an allowable range,
3. The reader / writer for an ID tag according to claim 1, wherein the inductance obtaining unit obtains an inductance of the transmission antenna based on a capacitance of the correction capacitor.
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