CN102194138A - 询问器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从多个无线标签中准确地指定进行规定处理的无线标签的询问器。该询问器是与无线标签进行无线通信的询问器，该询问器取得无线标签所存储的指定无线标签的种类的标识符，并在与已取得的上述标识符相应的发送电力下基于通信命令进行无线通信。在这里，标识符可以包括标签设计者标识符和型号标识符。并且，标识符也可以包括标签设计者标识符、型号标识符及天线标识符。

Description

询问器

技术领域

本发明涉及一种通过无线通信对RFID(radio frequencyidentification：射频识别)标签或被称为应答器的无线标签进行标签识别信息的查询并对已应答了标签识别信息的无线标签进行规定的处理的询问器。

背景技术

目前，开发出了具备天线、且通过利用电波与存在于通讯区域内的无线标签进行无线通信来从所述无线标签所安装的存储器读出数据或向上述存储器写入数据的询问器，该询问器已被实际应用。各无线标签的存储器存储有固有的ID(标签识别信息)。因此，通过借助询问器读取无线标签的ID，能够逐个指定无线标签。

在使用该种询问器向无线标签写入数据时，最初询问器发送查询电波不指定无线标签。接收到该查询电波的无线标签发送应答电波。应答电波被无线标签的存储器所存储的ID调制。询问器当接收来自无线标签的应答电波时，则解调该应答电波从而检测出无线标签ID。之后，进行与具有该ID的无线标签一对一的无线通信，发送数据写入命令。通过这样，在该无线标签的存储器中写入期望的数据。

为了利用无线通信向无线标签写入数据，询问器需要某程度的发送电力。因此，询问器的可通讯区域设定得广。其结果，在向位于询问器的天线附近的无线标签写入数据时，有与该无线标签不同的无线标签最先应答的可能性。

公知有一种询问器，该询问器为了挑选处理对象的无线标签和处理对象外的无线标签，在从无线标签接收被应答的标签识别信息时检测接收灵敏度，并判断接收灵敏度是否为阈值以上，将判断为阈值以上的无线标签作为处理对象的无线标签，从而只与该无线标签进行规定的处理(例如，参照专利文献1)

不过，制造无线标签的IC芯片和无线标签的天线的公司有很多，各公司的无线标签的IC芯片的启动电力和应答电力不同。而且，即使同一公司的IC芯片，在老型号和已改进的型号中，启动电力和应答电力也不同。因此，在多种无线标签存在的状况下，即使是离询问器的天线远的无线标签，也往往因在接收标签识别信息时的接收灵敏度为阈值以上而被执行了规定的处理。

专利文献1：日本特开2009-140254号公报

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能更高精度地挑选处理对象的无线标签和对象外的无线标签的询问器。

为了实现上述目的，本发明涉及与无线标签进行无线通信的询问器，该询问器取得无线标签所存储的指定无线标签的种类的标识符，并在与已取得的上述标识符相应的发送电力下基于通信命令进行无线通信。

如上详述，根据本发明，能够提供一种可更高精度地挑选处理对象的无线标签和对象外的无线标签的询问器。

附图说明

图1是用于说明在本发明的实施方式中的询问器和无线标签的简要框图。

图2A是本实施方式中的无线标签的全视图。

图2B是与图2A不同的无线标签的全视图。

图3是本实施方式中的无线标签所存储的信息的示意图。

图4是本实施方式中的询问器所存储的标识符、发送电力及最小强度级别的对应数据表。

图5是示出本实施方式中的询问器的操作的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1示出了用于说明询问器和无线标签的简要框图。另外，图1所示的箭头示出了信号流动的方向。询问器1包括控制部11、调制器12、高频可变放大器(high frequency-variable amplifier)13、循环器14、天线15、解调器16、LPF 17、可变放大器18。

控制部11具有未图示的CPU和存储部，并按照存储部所存储的程序，进行询问器1的控制。控制部11进行发送处理及接收处理的控制，而且，能够与未图示的计算机等的上级设备进行通信。

调制器12调制从控制部11输出的发送信息，并与载波合成从而生成射频信号，并将其输出。调制器12在无发送信息时，有时只输出载波。

高频可变放大器13放大已输入的高频并进行输出。控制部11通过控制线19控制放大率。通过改变放大率，能够改变输出的发送电力。

循环器14将来自高频可变放大器13的信号向天线15传递，并将天线15所接收到的信号向解调器16传递。

天线15将来自循环器14的高频信号作为电波向空间放射，并将来自空间的电波作为高频信号向循环器14输出。天线15具有向指定方向较强地放射电波的特性，并可以使用平面微带天线平面。

解调器16解调已输入的射频信号，并将其转换成接收数据信号进行输出。LPF(Low Pass Filter：低通滤波器)17去除从解调器16输出的接收数据信号所包含的高频成分，只输出接收数据信号。

可变放大器18放大输入的接收数据信号并进行输出。控制部11通过控制线20控制放大率。在接收数据信号的强度级别小时，使放大率变大，并在接收数据信号的强度级别大时，使放大率变小。能够从已设定的放大率得知接收数据信号的强度级别。在背景技术所记载的日本专利文献1中，将具有自动地控制放大率的功能的部分记作AGC(Automatic GainControl：自动增益控制)电路。

无线标签2a、2b、2c由天线和IC芯片构成。IC芯片是具有电源生成部、解调部、调制部、存储部及控制这些的控制部的电子电路部件。存储部存储有每个无线标签不同的识别信息，并能够通过该识别信息指定无线标签。

无线标签2a由于位于接近询问器1的天线15的区域，所以与无线标签2b和无线标签2c相比，接收电力大的电波。在无线标签2a、2b、2c相互仅识别信息不同而硬件等具有相同特性时，通过将询问器1的发送电力设定得小，只使无线标签2a动作而不启动无线标签2b和无线标签2c，从而能够选择期望的无线标签2a。

图2示出无线标签的简图。另外，在以下的说明中，当不需要特别地区别无线标签2a～2c时，将这些统一标记为无线标签2。如图2A所示，无线标签2由IC芯片30和天线31构成。从询问器1发送出的电波通过天线31传递给IC芯片30，IC芯片30进行与已接收到的电波所包含的信号对应的处理。天线31具有与直线偏振波对应的特性。另外，也可以将图2A所示的无线标签2变更为图2B所示的构成。也就是说，图2B的无线标签2由IC芯片32和天线33构成，并进行与图2A的无线标签2同样的动作。天线33具有与圆偏振波对应的特性。

作为IC芯片30和IC芯片32，即使在使用相同特性的IC芯片时，也因天线形状不同而可通信的距离不同。

图3示出表示无线标签2所存储的信息的示意图。该示意图是用EPCglobal标准化的被称为Class-1Generation-2(以下，记载为EPC Gen-2)的无线标签的存储格式。

RESERVED 40存储有在与询问器的通信协议中使用的信息。EPC(Electronic Product Code：电子产品代码)41存储每一无线标签2a～2c不同的识别信息。

TID 42存储能指定IC芯片的种类的标识符。TID 42包括类标识符44、标签设计者标识符45及型号标识符46。类标识符44由ISO/IEC15963定义，并存储有与无线标签所使用的协议对应的数据。EPC Gen-2的类标识符分配有“11100010”。

标签设计者标识符45由登记认证机关管理，IC芯片的制造商等进行获取。当制造商不同时，则标签设计者标识符不同。

型号标识符46包含有IC芯片的制造商等定义的IC芯片的型号モデル番号。当IC芯片的型号不同时，则型号标识符就会不同。TID 42被存储在只读存储介质(Read Only Memory：只读存储器)中，并不能改写制造时所写入的信息。

针对于此，使用无线标签2的人可以改写USER 43存储的信息。USER43由天线标识符48和其他的信息49构成。天线标识符48存储与天线形状对应的信息。在向天线标识符48写入了信息之后，可以使该存储区域禁止写入。

询问器1能够通过读取无线标签的标签设计者标识符45和型号标识符46，指定无线标签的IC芯片的种类。并且，能够根据天线标识符48指定天线的种类。这些标签设计者标识符45、型号标识符46及天线标识符48相当于权利要求的范围所记载的“标识符”的具体例。

接着，对询问器1的发送电力进行详述。作为一例，对询问器1的天线15的增益为3dBi、与距天线1510cm以内范围的无线标签2进行通信的情况进行说明。作为进行无线通信的无线标签2，使用图2A的形状，当使天线31的增益为2dBi、使IC芯片30的最小启动电力为-10dBm时，如果将询问器1的发送电力设定为10dBm，则询问器1和无线标签2的最大通信距离大约为10cm。因此，只要距询问器1的天线15在10cm以内的范围只配置一个要进行通信的无线标签2就行。因此，当使天线31的增益为2dBi、使用IC芯片30的最小启动电力为-10dBm的IC芯片时，放置在距询问器1的天线15超过10cm的位置上的无线标签2不启动，通过这样，能够防止与询问器1错误地进行通信。

当只使用IC芯片30及天线15相同种类的无线标签2时，能够通过减小询问器1的发送电力，指定要通信的无线标签2。然而，因安装无线标签2的物品会限制天线形状，有时使用天线增益不同的无线标签2。并且，通过改进IC芯片30，有最小启动电力变小的趋势，从而即使无线标签的轮廓相同，也有时使用可通信距离不同的无线标签2。

这时，询问器1通过从无线标签2接收的接收数据信号的强度级别，判断是否是要进行通信的无线标签2。无线标签2边以被称作后向散射调制的方式反射来自询问器1的电波，边发送信息。当使无线标签2中的反射损耗为9dB，使询问器1和无线标签2的距离为10cm时，则询问器1所接收的数据信号的强度级别为-39dBm。如询问器1和无线标签2的距离比10cm短，则接收数据信号的强度级别比-39dBm大。

因此，询问器1在接收数据信号的强度级别比-39dBm小时，能够辨别不是要进行通信的无线标签2。也就是说，接收数据信号的最小强度级别成为决定是否是要进行通信的无线标签2的阈值。

作为无线标签2，在使用图2B的形状，使天线33的增益为0dBi，使IC芯片30的最小启动电力为-10dBm时，如果将询问器1的发送电力设定为12dBm，则能够使询问器1和无线标签2的最大通信距离是大约10cm。在无线标签2的反射损耗为8dB时，询问器1所接收的接收数据信号的最小强度级别为-43dBm。

为了说明，图4示意地示出了使用三种IC芯片α、β、γ、使用三种天线a、b、c时的询问器的发送电力和接收数据信号的最小强度级别的关系。

IC芯片的最小启动电力α是-10dBm、β是-15dBm、γ是-20dBm。反射损耗α是9dB、β是8dB、γ是7dB。天线增益a是2dBi、b是0dBi、c是3dBi。

通过组合无线标签2的IC芯片和天线，能够确定询问器1的发送电力和接收数据信号的最小强度级别，并能够判断进行通信的无线标签是否是要进行通信的无线标签。

作为规定的处理，使用图5所示的流程图对只向配置在询问器1的天线15的附近的无线标签2进行写入的顺序进行说明。

在Act101中，询问器1设定对无线标签2进行查询发送时的发送电力。这里所设定的发送电力设定在15dBm以上。在Act102中，发送对标识符进行查询的命令。如果按照EPC Gen2的协议时，则询问器1在发送Query后，从无线标签2接收RN 16，在发送ACK后，从无线标签接收EPC，并向该无线标签发送查询TID 42和USER 43的Read命令。

在Act103中，判断标识符有无应答，当有应答时，则前进到Act105。当无应答时，判断是否结束该处理，当未结束时，返回到Act102。当结束该处理时，结束该流程。在Act104中的结束条件是进行规定次数或规定时间查询发送且没有应答的无线标签2的情况下。

如果在Act105中接收到标识符，则在Act106中根据已接收到的标识符，通过控制询问器1的高频可变放大器13的放大率，设定发送电力。设定的发送电力的值按照设定值表50。在本实施方式中，发送电力设定在15dBm以下。

在Act107中，发送读入命令(通信命令)。在这里，发送读入命令的理由是为了将标识符相同的、且距询问器1的距离不同的多个无线标签2进行相互区别。因此，读入命令只要是能指定进行读入的无线标签2的命令就行，例如，可以使用像读入无线标签2所存储的EPC 41那样的命令。在EPC Gen2协议中，发送Read命令等不变更无线标签2的存储信息的命令。

在Act108中，判断有无应答，当有应答时，前进到Act110。当无应答时，前进到Act109。在Act109中，判断是否进行了规定次数读入命令的发送，当未达到规定次数时，返回到ACT107，再次发送读入命令。当达到了规定次数时，返回到ACT101的处理。在ACT109中，由于即使规定次数以上也无应答的无线标签2在询问器1的可通信范围外，所以视为不是要进行写入处理的无线标签2。

在ACT108中，当有应答时，在ACT110中边接收应答数据，边观测接收数据信号的强度级别，在ACT111中，根据设定值表50，判断接收数据信号的强度级别是否是最小强度级别。当接收到的应答是最小强度级别以上时，前进到ACT112。当接收到的应答比最小强度级别小时，返回到ACT101。

在ACT112中，向无线标签2发送写入命令和写入数据，从而进行写入。在EPC Gen2协议中，发送Write命令或BlockWrite命令。当写入完成时则结束该流程。

另外，虽然对在进行向无线标签的写入处理时的操作进行了说明，但是在使无线标签的存储区域成为不可写入的操作或许可与无线标签的通信的密码的设定等变更无线标签所存储的信息的情况下，也进行同样的处理。

此外，在本实施方式中，虽然对接收数据信号的强度使用dBm单位的数值进行了说明，但是也可以使用在现有技术所记载的像专利文献1所示那样的AGC电路中已设定的值，替代dBm单位的数值。

(变形例)

也可以使与无线标签的种类对应设定的发送电力预先存储到无线标签中，并基于该已存储的发送电力进行之后的处理。在这里，之后的处理就是在图5的流程图中的Act106以后的处理。也就是，也可以将使发送电力和无线标签的种类对应的信息存储到各无线标签的存储部中。

在上述的实施方式中，虽然作为识别标签的标识符，使用了标签设计者标识符45、型号标识符46及天线标识符48，但是本发明并不限定于此。例如，也可以只由标签设计者标识符45及型号标识符46构成识别标签的标识符。也就是说，可以只将IC芯片的种类作为识别信息使用。例如，由于在同一店铺内，往往有无线标签的天线的种类全部通用的情况，所以能够通过预先对应存储IC芯片的种类、发送电力及最小强度级别，对所需的发送电力进行设定。

本发明只要实质上没有脱离其发明点或主要特征可以有很多的变形，因此，上述的实施方式在所有方面中只不过为例示而已，并不应被限定性地解释。本发明的范围是根据权利要求的范围示出的、且在说明书正文中不被任何约束。而且，权利要求范围的均等范围所属的全部的变形、各种改进、替代及修改均应包含在本发明的保护范围内。

附图标记

1       询问器         2       无线标签

11      控制部         12      调制器

13      高频可变放大器 14      循环器

15      天线           16      解调器

17      LPF            18      可变放大器

30、32  IC芯片         31、33  天线

Claims (7)

1.一种询问器，与无线标签进行无线通信，

所述询问器取得无线标签所存储的指定无线标签的种类的标识符，并

在与已取得的所述标识符相应的发送电力下基于通信命令进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的询问器，其中，

所述标识符包括标签设计者标识符和型号标识符。

3.根据权利要求1所述的询问器，其中，

所述标识符包括标签设计者标识符、型号标识符及天线标识符。

4.根据权利要求1所述的询问器，其中，

所述通信命令是读入命令，并且，只对通过基于该读入命令的无线通信而作出了应答的无线标签进行规定的处理。

5.根据权利要求4所述的询问器，其中，

所述询问器检测通过基于所述读入命令的无线通信、无线标签作出了应答时的接收数据信号的强度级别，并只在该强度级别为与标识符对应的最小强度级别以上时进行所述规定的处理。

6.根据权利要求4所述的询问器，其中，

所述规定的处理是对无线标签的写入处理。

7.根据权利要求1所述的询问器，其中，

所述询问器具有存储介质，

所述存储介质对应存储有所述发送电力及所述标识符。

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