CN102523757B - Rfid标签及rfid系统 - Google Patents

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Abstract

在RFID标签(1)的封装件(10)内，设置两个天线(11A、11B)和使各天线(11A、11B)独立进行动作的IC芯片(12)，通过对来自各天线(11A、11B)的电波的方向性进行调整，来设定从封装件(10)的前表面(10a)观察时向互不相同的方向扩张的通讯区域A、B。与该标签(1)进行通讯的读写器，选择通讯区域A、B中的任一个通讯区域，并发送含有被选择的通讯区域的识别信息的指令。IC芯片(12)内的控制电路，将包含在接收到的指令中的识别信息和接收到该指令的天线之间相匹配作的情况为条件，来执行指令，并且，经由接收到该指令的天线部发送响应信息。

Description

RFID标签及RFID系统
技术领域
本发明涉及RFID(Radio Frequency Identification，无线射频)系统以及在该系统中使用的RFID标签，其中，该RFID系统具有：RFID标签，其包括天线及IC芯片；读写器，其通过与该RFID标签进行通讯，来对IC芯片内的存储器进行信息读写。
背景技术
在导入了RFID系统的车间中，有时需要限定能够对安装在物品上的RFID标签(下面，存在略称为“标签”的情况。)进行通讯的范围，或者，需要识别标签(物品)的移动方向。
作为应运而生的现有技术，提出了通过使读写器的天线部构成为阵列天线，来对标签的移动方向进行检测或对所发射的电波的方向性进行调整的技术(例如，参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4353298号公报
专利文献2：日本特开2007-336305号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为对能够与RFID标签进行通讯的范围进行调整的一般的方法，已知对来自天线部的电波的方向性进行变更的方法。但是，由于电波法规的制约而难以采用这样的方法。
另外，在读写器中导入了阵列天线的情况下，由于由构成阵列天线的每个各天线与RFID标签进行通讯，因此有时利用由这些天线接收的信号执行计算，但在这样的处理中读写器的计算负荷变大，从而难以实现读写处理高速化。
本发明是着眼于上述问题点而做出的，其目的在于，通过对标签的结构进行改良，从而能够容易地实行对能够通讯的范围进行调整或跟踪标签移动而进行通讯。
用于解决问题的手段
本发明的RFID标签具有以下功能：设定多个通讯区域的功能，从与读写器相对置的面观察时，多个通讯区域向相对不同的方向扩张；在接收到来自读写器的指令的通讯区域，将针对指令的响应信息返送至读写器的功能。另一方面，读写器选择多个通讯区域中的至少一个通讯区域，在与RFID标签进行的通讯中，使在被选择的通讯区域内进行的通讯有效，使在未被选择的通讯区域内进行的通讯无效。
若采用具有上述的RFID标签和读写器的RFID系统，则能够在由RFID标签设定的多个通讯区域中的特定通讯区域内进行用于进行读写处理的通讯，特定通讯区域是能够接收来自读写器的电波且由读写器选择的通讯区域。
在读写器中，能够通过选择某一个通讯区域，来变更能够与标签进行通讯的范围。另外，在与移动的标签进行通讯的情况下，一边确认在所选择的通讯区域内接收来自标签的响应信息的状态，一边适宜地切换选择通讯区域，由此能够跟踪标签的移动而进行通讯。另外，通过同时选择多个通讯区域，而仅在通讯区域双方内均能够进行通讯时使该通讯有效，由此能够限定进行通讯的范围。或者，只要能够在多个通讯区域中的至少一个通讯区域内进行通讯，则使该通讯有效，由此还能够在宽范围内进行通讯。
在本发明的RFID系统的第一实施方式中，多个天线被调整成能够向互不相同的方向发射电波，IC芯片包含用于使这些天线分别独立进行动作的控制电路；读写器，发送含有由自身装置选择的通讯区域的识别信息的指令，IC芯片的控制电路，以通过特定天线而接收到来自读写器的指令为条件，来执行该指令，并且，使用接收到该指令的天线来返送响应信息，特定天线是指，与该指令中的识别信息相符的天线。
若采用上述结构，在RFID标签中，有可能在两个以上的通讯区域内接收到来自读写器的指令，但是，只要不是在由读写器选择的通讯区域内接收的指令就不对该指令进行反应，因此不会根据在未选择的通讯区域内接收到的指令而进行错误的处理。因此，能够确保读写处理的精度。
第二实施方式的RFID标签，选择多个通讯区域中的任一个区域，仅使被选择的通讯区域有效。
读写器在需要切换选择通讯区域时，将指示该切换的指令发送至RFID标签。
若采用上述结构，则在RFID标签成为能够接收来自读写器的电波的状态且由RFID标签和读写器双方分别选择的通讯区域相匹配的情况下，能够开始进行通讯。其后，在需要切换选择通讯区域时，也使用来自读写器的指令来将标签一侧的通讯区域的选择状态切换为与读写器的通讯区域的选择状态相同的选择状态，因此能够无障碍地继续进行通讯。
第三实施方式的RFID标签，也选择多个通讯区域中的任一个区域，仅使被选择的通讯区域有效。
该实施方式的读写器，发送含有由自身装置选择的通讯区域的识别信息的指令。另外，RFID标签，在从读写器接收到含有所选择的通讯区域的识别信息的指令时，执行该指令，并且，将针对该指令的响应信息反送至读写器，在从读写器接收到含有除了所选择的通讯区域以外的通讯区域的识别信息时，切换选择为与所接收的指令所含的识别信息相对应的通讯区域，不返送响应信息。
若采用上述结构，则仅在由RFID标签选择的通讯区域与由读写器选择的通讯区域相一致，且能够在该通讯区域内接收到来自读写器的指令的情况下，由标签执行指令，并将响应信息返送至读写器。在RFID标签选择了与指令中的识别信息不匹配的通讯区域的情况下，RFID标签对指令不进行响应，但切换选择为与接收到的指令中的识别信息相对应的通讯区域，因此通过从读写器再次发送指令，能够使标签执行指令以及返送响应信息。
通过这样的处理，由于能够仅在由读写器选择的通讯区域内进行通讯，因此能够防止基于错误通讯而实施读写处理。
接着，第四～第六实施方式的RFID标签上设有IC芯片和多个天线，以使各通讯区域分布在与读写器相对置的RFID标签的表面的一个宽度方向上的方式，对多个天线的电波的发射方向进行了调整，该IC芯片包含用于使这些天线分别独立进行动作的控制电路
针对移动的物品，以使通讯区域的分布方向与移动方向相对应的方式，在物品上安装该结构的RFID标签。在第四实施方式中，利用该方式，IC芯片的控制电路在通过至少一个天线从读写器接收到检测用指令时，使用接收到该指令的天线发送含有与该天线相对应的通讯区域的识别信息的响应信息。另外，读写器在选择了全部的多个通讯区域的状态下，发送检测用指令，并基于针对该指令的响应信息所含的识别信息来判断标签的移动方向。
若采用第四实施方式，则读写器通过持续发送检测用指令，直到至少接收到最初的响应信息为止，由此能够识别出与特定天线对应的通讯区域，特定天线是随着标签移动而最初接收到来自读写器的检测用指令的天线。因此，能够基于该识别结果来准确地判断RFID标签的移动方向。
第五实施方式的读写器，选择沿着通讯区域分布的方向排列的两个以上的通讯区域，并且，针对所发送的指令，在所选择的至少一个通讯区域中接收到含有该区域的识别信息的响应信息时，使该响应信息有效。另外，IC芯片的控制电路，从与由读写器选择的通讯区域相对应的天线中的至少一个天线接收到来自读写器的指令时，执行该指令，并且，使用与接收到该指令的天线来发送含有与该天线相对应的通讯区域的识别信息的响应信息。
第六实施方式的读写器，选择在通讯区域的分布方向上相邻的两个通讯区域，并且，针对所发送的指令，在从所选择的各通讯区域中分别接收到含有该区域的识别信息的响应信息，且在这些响应信息的内容相一致时，使该响应信息有效。另外，IC芯片的控制电路，在从与读写器所选择的通讯区域相对应的全部天线均接收到来自读写器的指令时，执行该指令，并且，使用接收到该指令的全部的天线来分别发送含有与该天线相对应的通讯区域的识别信息的响应信息。
第五实施方式能够用于想要将能够与标签进行通讯的范围设定为宽广范围的情况。另一方面，第六实施方式能够用于想要将能够与标签进行通讯的范围缩小成比选择一个通讯区域的情况更小的情况。
发明效果
若采用本发明，从RFID标签一侧的多个通讯区域中选择在用于读写处理的通讯中使用的通讯区域，由此能够对能够进行通讯的范围的位置以及广度进行调整，或者，能够以使该范围追随RFID标签移动的方式来变更该范围。另外，由于读写器的处理不会变复杂，因此即使高速移动RFID标签或设定大量通讯次数的情况下，也能够进行稳定的通讯。
附图说明
图1是示出了RFID系统的结构的框图。
图2是示出了第一实施例的RFID标签的结构的图。
图3是示出了第二实施例的RFID标签的结构的图。
图4是示出了第三实施例的RFID标签的结构的图。
图5是示出了第四实施例的RFID标签的结构的图。
图6是示出了第五实施例的RFID标签的结构的图。
图7是示出了第六实施例的RFID标签的结构的图。
图8是示出了第七实施例的RFID标签的结构的图。
图9是示出了通讯处理例的图。
图10是示出了在执行图9的通讯处理时的读写器的处理步骤的流程图。
图11是示出了在执行图9的通讯处理时的读写器的处理步骤的另一例的流程图。
图12是示出了另一通讯处理例的图。
图13是示出了在执行图12的通讯处理时的读写器的处理步骤的流程图。
图14是示出了通过在通讯区域A内的通讯来检测出标签之后，执行在通讯区域B内的通讯处理时的读写器的处理步骤的流程图。
图15是示出了同时选择通讯区域A、B时的通讯控制的例子的图。
图16是示出了用于检测RFID标签的移动方向的通讯处理的图。
具体实施方式
图1是应用于本发明的RFID系统的结构。该RFID系统而言利用UHF(超高频)频域的电波进行被动方式的通讯，由安装在物品上的RFID标签1、用于对该RFID标签1进行读写处理的读写器2、上级设备5(个人计算机、PLC(可编程序逻辑控制器)等。)构成。就读写器2而言，是天线部20和控制部21分别以单体方式构成的类型，但并不限定于此，也可以使用以一体方式构成两者的读写器。
读写器2的控制部21，接收来自上级设备5的指令，并使用天线部20将该指令传送至RFID标签1。另外，由天线部20从执行了指令的RFID标签1接收到响应信息，将该响应信息从天线部20输出至控制部21，进而将其从控制部21输出至上级设备。
图2～图8示出了应用于上述系统的RFID标签1的具体例。
将任一项实施例的RFID标签1均设计成使标签生成分别朝向不同的方向扩张的两个通讯区域A、B。另外，在各图中，用附图标记10示出了用于成型而形成标签1的主体的封装件，并用附图标记10a示出了该封装件的前表面(与读写器2的天线部20相对置的面)。
就在各实施例中提及的通讯区域A、B而言，是能够向天线部20发送电波的范围，通过将从标签1发射的电波的方向性设定为两个方向，来使通讯区域A、B分布在封装件10的横向宽度方向上。图2～图4的实施例的标签1是能够同时生成通讯区域A、B的类型，图5～图8的实施例的标签1则是生成通讯区域A、B中的任一个区域的类型。
下面，参照图2～图8，对各实施例的RFID标签1的结构进行说明。
首先，就图2所示的RFID标签1而言，在封装件10的内部，导入了两组包含天线11及IC(集成电路)芯片12的处理部13。在图1中，利用标注A、B的附图标记来区分各处理部13的结构要素。
以使各处理部13A、13B的天线11A、11B分别朝向封装件10的前表面10a且使各处理部13A、13B在封装件10的横向宽度方向上排列的状态，配置各处理部13A、13B。各处理部13A、13B的IC芯片12A、12B包括：控制电路，其包括CPU及非易失性存储器的控制电路；收发电路。各处理部13A、13B及天线11A、11B的配置方式，并不限定于本实施例的方式，也可以采用从各天线11A、11B放射的电波方向为不同的各种配置方式。
各天线11A、11B分别向不同的方向放射电波。图中，向斜右方向放射来自位于封装件10右侧的天线11A的电波，由此设定通讯区域A。向斜左方向放射来自位于封装件10左侧的天线11B的电波，由此设定通讯区域B。另外，以在通讯区域A、B之间形成规定面积的重复部分的方式设定通讯区域A和通讯区域B。在下面的实施例中的通讯区域A、B之间的关系也同样。
在就本实施例的RFID标签1中，由天线11A、11B中的至少一个天线接收来自读写器2的天线部20的电波而被起动，由此成为能够通过接收了电波的天线而与天线部20进行通讯的状态。但是，如后所述，在本实施例中，由读写器2的控制部21选择通讯区域A、B中的任一个通讯区域，并仅使在被选择的通讯区域内进行的通讯有效。在下面的实施例的标签1中也应用同样的通讯控制。
在图3所示的实施例的RFID标签1中，与图2的实施例同样地，具有两个天线11A、11B，但只有一个IC芯片12。在该IC芯片12上设有与各天线11A、11B相对应的连接端子14A、14B。另外，在IC芯片12中针对每个来自连接端子14A、14B的信号线路均设有收发电路。并且，各收发电路分别经由单独的端口与控制电路内的CPU相连接。利用该结构，控制电路通过使各天线11A、11B分别独立地进行动作，能够对由各天线11A、11B接收的信号单独进行处理，并且，能够选择发送特定的响应信息的天线，该特定的响应信息是针对来自读写器2的指令的响应信息。
与图2的实施例同样地，以使各天线11A、11B分别向斜右方向、斜左方向放射电波的方式，调整各天线11A、11B。由此设定通讯区域A、B。
接着，在图4所示的实施例的RFID标签1中，与图2的例子同样地，设有两个包含天线11及IC芯片12的处理部13(处理部13A、13B)，并且，导入了反射器15。就该反射器15而言，是三角柱状的金属体，且以使该反射器15的两侧面分别与处理部13A、13B相对置的状态，将两侧面配置在处理部13A、13B的之间。
在本实施例中，使用反射器15将来自天线11A的电波的放射方向变更为斜右方向，并将来自天线11B的电波的放射方向变更为斜左方向。其结果，能够设定与图2及图3的实施例同样的通讯区域A、B。
此外，反射器15的形状并不限定于三角柱，例如，也可以导入两个特定结构的反射器，在该特定结构中，以使金属板的板面倾斜的状态，支持金属板。
在图2～图4所示的RFID标签1中，能够使通讯区域A、B双方均为有效。相对于此，在图5～图8所示的RFID标签1中，选择通讯区域A、B中的任一个通讯区域，并仅使被选择的通讯区域A为有效。另外，在这些实施例的RFID标签中装配电池(未图示)，以作为用于自行切换通讯区域的选择状态的电力源。
在图5的实施例的RFID标签1中，具备两个天线11A、11B，但为了切换各天线11A、11B与IC芯片12之间的连接状态而设有开关机构16。就IC芯片12而言，通过对开关机构16的动作进行控制，来选择通讯区域A、B中的任一个通信区域，将与被选择的通讯区域相对应的天线连接至IC芯片12。若被连接的天线处于能够从读写器2的天线部20接收到电波的状态，则能够在被选择的通讯区域内进行通讯。
在图6的实施例的RFID标签1中，也设有两个天线11A、11B和单独的IC芯片12，但来自IC芯片12的信号线经由未图示的分配器而与天线11A、11B双方相连接，并且，在分配器和天线11A之间装配有可变移相器17。
在就上述结构的标签1中，从IC芯片12发送出的规定频率的信号，经由分配器17而被分配至各天线11A、11B。由可变移相器17对分配到天线11A的信号的相位进行变更，由此从天线11A、11B发送出相位互不相同的电波。发射出这些电波的合成波的范围成为通讯区域。
发射合成波的方向，因各天线11A、11B之间的相位的偏移量而变动。因此，在本实施例中，使可变移相器17切换设定两个相位的调整量。在设定了这些调整量中的一个调整量时，向斜右方向放射电波的合成波来设定通讯区域A；在设定了另一个调整量时，向斜左方向放射电波的合成波来设定通讯区域B。另外，能够选择两个相位的调整量中的一个调整量来作为初始状态，并通过适宜地切换选择另一个调整量来切换通讯区域A、B。
在图7的实施例的RFID标签1中，具有一个天线11和一个IC芯片12，且设有包含小型马达的方向切换器18。虽省略了图示，但将方向切换器18的马达的旋转轴的轴方向，配置为与图7的纸面正交的方向，并且，该旋转轴经由未图示的连接构件而与天线11相连接。就IC芯片12而言，通过使马达在规定角度范围内向正反两方向旋转，来使天线11成为能够向左右摇摆的状态，由此变更天线11的朝向。由此，能够适宜地切换通讯区域A和通讯区域B。
在图8的实施例的RFID标签1中，也分别具有一个天线11和一个IC芯片12。并且，在该RFID标签1上，导入了包含小型马达的方向切换器18′和板状的反射器15′。与图7的实施例的天线11同样地，反射器15′与方向切换器18′的马达的旋转轴相连接，由此利用马达的旋转来变更反射器15′的朝向。
在本实施例中，使用方向切换器18′来变更反射器15′的朝向，由此能够切换电波的放射方向。具体而言，在反射器15′以用实线示出那样的姿势位于天线部11右侧的情况下，向斜左方向放射来自天线11的电波，由此设定通讯区域B。另外，在反射器15′以在图中的用虚线示出那样的姿势位于天线部11左侧的情况下，向斜右方向放射来自天线12的电波，由此设定通讯区域A。
这样，在图5～图8的各实施例中，通过切换所放射的电波方向，能够使通讯区域A、B中的任一个通讯区域为有效。
此外，在图6的实施例中，通过将可变调整器17的相位的调整值切换为三个阶段以上的调整值，使其在封装件10的前方描画圆弧状的轨迹，由此能够切换设定三个以上的通讯区域。在图7及图8的实施例中，通过以更小的单位来控制方向切换器18、18′的马达的旋转，也同样地能够切换设定三个以上的通讯区域。另外，在图2～图5的实施例中，通过设置三个以上的天线11，也能够设定三个以上的通讯区域。
以相对于沿规定方向搬送的物品，使通讯区域A、B的排列方向与该搬送方向相对应的方式，将各实施例的RFID标签1安装在该物品上进行使用。
另外，在使用各实施例的RFID标签1的RFID系统中，利用特定的识别信息来分别管理前述的通讯区域A、B。将各通讯区域A、B的识别信息作为共通信息来登录至读写器2的控制部21以及各标签1的IC芯片12内的存储器中。
此外，识别信息并不限定于直接表示通讯区域A、B的信息，例如，在标签1上设置两个天线11A、11B的情况下，也可以使用识别码来作为通讯区域A、B的识别信息，所述识别码用于由IC芯片12控制各天线11A、11B。
与以往同样地，读写器2的控制部21，发送用于对进入到天线部20的通讯区域内的标签1进行检测的指令，并与响应于该指令的标签1进行通讯。其中，在本实施例中，选择通讯区域A、B中的任一个通信区域，仅在被选择的通讯区域内进行通讯。另外，在一系列的通讯处理中，适宜地切换选择通讯区域。
图9示出了通讯处理的一例。
在图中，30是安装有标签1的物品，40是物品30的搬送路径。另外，图中的箭头F表示搬送物品30的方向。若将由搬送方向F示出的方向假定为前方，则读写器2的天线部20配置在搬送路径40的左侧。与此相对应地，标签1也安装在物品的左侧表面上。由此，图9的通讯区域A、B成为从在图2～图8所示的状态旋转了180°的状态(在图12、图15及图16中也同样)。
在图9的例子中，伴随标签1(物品30)的移动，两个通讯区域A、B中的通讯区域A首先成为能够与天线部20进行通讯的状态，接着通讯区域B成为能够与天线部20进行通讯的状态。利用该原理，读写器2的控制部21，最初选择通讯区域A，并且，在该通讯区域A内与标签1进行规定次数的通讯之后，切换选择通讯区域B，并继续在通讯区域B内与标签1进行通讯。
图10是示出了在实施图9的通讯处理时由读写器2的控制部21执行的处理步骤的流程图。此外，在图10及后续的图11、图13、图14的流程图中，省略与上级设备3之间的通信相关的处理。
下面，将使用图2～图4的实施例的标签1的情况作为前提，与标签1的处理相关联对应地，对图10的通讯处理进行说明。
在本实施例中，将读写器2的控制部21初始设定为选择了通讯区域A的状态。控制部21基于该初始设定，发送含有通讯区域A的识别信息的检测用指令(步骤S1)。重复发送该指令，直到从RFID标签1得到响应为止。
若标签1移动至能够由天线A接收到上述指令的位置，则IC芯片12内的电路被起动(在图2、4的例子中，仅与通讯区域A相对应的IC芯片12A被起动)，由此能够在通讯区域A内进行通讯。起动的IC芯片12的控制电路，根据来自读写器2的检测指令，生成能够报知自身装置的响应信息，并通过天线11A发送该信息。
若读写器2的控制部21接收到该响应信息，则结束步骤S1的检测处理，并开始进行正式的通讯处理。
此时，控制部21继续发送含有通讯区域A的识别信息的指令，由此接受来自标签1的响应信息(步骤S2～S4)。标签1的IC芯片12内的控制电路若经由天线11A接收到指令，则在确认了指令中的识别信息与接收了该指令的天线11A相匹配的基础上，执行与该指令相对应的处理(读出来自存储器的信息或写入信息)。并且，控制电路生成表示处理结果的响应信息，并通过天线11A发送该信息。由此，在图10的步骤S3中为“是”。并且，在仍有选择区域A而发送的指令的情况下，在步骤S4中为“否”返回步骤S2。
下面，以同样的流程，重复执行发送指令的处理和接收响应信息的处理，对在选择了通讯区域A的状态下执行的通讯次数，设定了上限值。若通讯次数达到该上限值，则控制部21判断为到达结束选择通讯区域A的时期。由此，在步骤S4中为“是”，进入步骤S5。
另外，虽在图10中未明确示出，但在本实施例中，如果针对发送的指令，经过了规定时间也得不到响应信息，则再次发送相同的指令。但是，在该再次发送的次数达到预先设定的上限值的情况下，控制部21判断为没有来自RFID标签1的响应。此时，在步骤S3中为“否”，进入步骤S5。
在步骤S5中，从通讯区域A切换选择为通讯区域B，并发送含有该通讯区域B的识别信息的指令。
在此时的标签1中，尚且存在由天线A接收到该指令的可能性，但IC芯片12的控制电路对于包含不与接收到指令的天线相对应的识别信息的指令不进行反应。但是，在与天线11A接收到指令的同时，天线11B也接收到指令的情况下，IC芯片12的控制电路会执行指令，并使用天线11B发送表示其处理结果的响应信息。若读写器2的控制部21接收到该响应信息，则在步骤S6中为“是”。
此外，在步骤S5中，也能够再发送几次指令。因此，即使在刚刚切换选择通讯区域之后，天线11B不能接收由控制部21发送的指令的情况下，随着标签1的移动，天线11B也会接收到由控制部21再次发送的指令，此时也能够执行该指令，并发送响应信息。
在读写器2的控制部21中，若接收到来自标签1的响应信息，则继续发送下一个指令。接着，在到对所需要的信息交换结束为止的时间内，重复执行发送含有通讯区域B的识别信息的指令的处理和接收响应信息的处理(步骤S5～S7的循环)，然后结束处理。
此外，在步骤S5中，即使重复再次发送指令直到再次发送次数达到容许值，也得不到响应信息的情况下，在步骤S6中为“否”，并实施错误(出错)处理(步骤S8)。
如上所述，在选择由天线部20的电波先生成的通讯区域A来开始进行通讯之后，切换选择因标签1的移动而之后生成的通讯区域B来继续进行通讯处理，由此，在标签1的移动路径上，能够使进行通讯的范围比使用仅生成一个通讯区域的标签的范围更广。因此，在标签1(物品30)高速移动的情况或通讯次数多的情况下，也能够无障碍地实施通讯。
但是，在使用图2或图4的实施例的情况下，即，在使用具有两个IC芯片12A、12B的RFID标签1的情况下，由于在进行通讯处理期间内变更读写对象的IC芯片，因此会破坏IC芯片12A、12B之间的信息的匹配性，导致有可能在处理中发生障碍。因此，例如需要在即将切换选择通讯区域B之前从IC芯片12A读出信息，并在刚刚切换选择之后将读出的信息写入IC芯片12B中等，由此确保IC芯片12A、12B之间的信息的匹配性。
接着，使用图5～图8的实施例，即，使用以能够选择通讯区域A、B中的任一个通讯区域的方式设计的RFID标签1，来进行在图9所示的通讯处理，在此情况下，将RFID标签1也初始设定为选择了通讯区域A的状态。另外，仅在来自读写器2的指令所含的识别信息表示自身选择的通讯区域的情况下，由标签1的控制电路执行指令，并返送响应信息。如果接收到的指令含有表示除了自身选择的通讯区域以外的通讯区域的识别信息，则控制电路不执行该指令，取而代之切换选择通讯区域，使与接收到的识别信息相对应的通讯区域发挥功能。这样一来，在读写器2的控制部21中，对于在刚刚从通讯区域A切换选择为通讯区域B之后发送的指令(步骤S4～S5)，不能得到响应信息，但通过再次发送该指令，能够使标签1执行指令而得到响应信息。在RFID标签1中，也仅在由读写器2选择的通讯区域内接收到指令时，才执行该指令，因此能够防止基于错误的通讯而进行读写处理的情况。
另外，在使用图5～图8的实施例的标签1来进行图9的通讯处理的情况下，在读写器2的控制部21中，还能够执行图11所示那样的步骤。
由于该步骤的基本流程也与图10相同，进而进行简单说明。与图10的例子同样地，读写器2的控制部21发送含有通讯区域A的识别信息的检测指令(步骤S11)。标签1若成为能够在通讯区域A内接收到检测指令的状态，则返送响应信息。接收了该响应信息的控制部21，结束检测处理，并继续使用含有通讯区域A的识别信息的指令来与标签1进行通讯(步骤S12～S14)。
若到了结束选择通讯区域A的时期，则控制部21发送用于指示切换选择通讯区域B的指令，以作为含有通讯区域A的识别信息的最后指令(步骤S15)。接受到该指令的RFID标签1，切换至选择通讯区域B的状态，并发送响应信息。若读写器2的控制部21接收到该响应信息，则在步骤S16中为“是”。
然后，控制部21使用含有通讯区域B的识别信息的指令，与标签1进行通讯(步骤S17～18)。
此外，在针对各阶段发送的指令而不能接收到来自标签1的响应信息的情况(在步骤S13、S16、S18中的任一个步骤中为“否”的情况)下，执行错误处理(步骤S20)。
图12示出了通讯处理的另一例。
在本实施例中，也与图9的例同样地，与向方向F移动的RFID标签1进行通讯，但是，首先选择通讯区域B，而不是首先选择通讯区域A。但是，仅在检测标签1的处理中，使用选择了通讯区域B的通讯，若检测结束，则立即切换选择通讯区域A。
图13示出了在实施上述通讯处理的情况下应用于读写器2的控制部21的处理步骤。在该步骤中应用的RFID标签1，也仅在接收到含有表示自身选择的通讯区域的识别信息的指令时，执行该指令并发送响应信息。另外，在使用图5～图8的实施例的RFID标签1的情况下，在该标签1中，在接收到的指令含有表示与自身选择的通讯区域不同的通讯区域的识别信息时(在接收到的指令所含的识别信息表示与自身选择的通讯区域不同的通讯区域时)，切换选择与该识别信息相对应的通讯区域。
在本实施例中，读写器2的控制部21使用含有通讯区域B的识别信息的检测指令，来执行检测处理(步骤S21)。在使用图2～图4的实施例的RFID标签1的情况下，标签1首先在通讯区域A内接收该指令，但由于指令内的识别信息与通讯区域A不匹配，因此对检测指令不进行响应。使用图5～图8的实施例的标签1的情况下也是同样的，但此时优选将标签1初始设定为选择了通讯区域B的状态。
在使用任一项实施例的RFID标签1的情况下，在移动RFID标签1而使其成为在通讯区域B内接收检测指令的状态时，RFID标签1初次对指令做出反应并返送响应信息。
读写器2的控制部21，如果接收到该响应信息则开始进行正式通讯，但从该开始时间点开始，切换选择为通讯区域A，并发送含有该区域A的识别信息的指令(步骤S22)。
在使用图1～图4的实施例的RFID标签1的情况下，标签1通过天线11A、11B双方来接收上述指令，但仅通过天线11A来发送响应信息。读写器2的控制部21若接收到该响应信息，则再次发送下一个指令。
下面，重复执行发送含有通讯区域A的识别信息的指令的处理和接收响应信息的处理，直至进行实施所需的次数的通讯为止，然后结束处理(步骤S22～S24)。此外，在该例中，在步骤S22中，在得不到与指令相对应的响应信息的情况下，也再次发送相同指令，但在该再次发送次数达到容许值的情况(步骤S23：“否”)下，执行错误处理(步骤S25)。
在使用图5～图8的实施例的RFID标签1的情况下，由于标签1处于为了响应检测指令而选择了通讯区域B的状态，因此对步骤S22的最初的指令不进行响应。但是，由于RFID标签1如果接收到该指令则被切换选择为通讯区域A，因此读写器2的控制部21通过再次发送指令，能够使标签1执行指令从而接收到响应信息。由此，在步骤S23中为“是”，接着能够重复执行步骤S22～S24的循环。
此外，在使用图5～图8的实施例的标签1的情况下，在读写器2的控制部21中，在使用含有通讯区域B的识别信息的检测指令来检测出标签1之后，也可以使用含有通讯区域B的识别信息的指令来指示切换至通讯区域A。
实质上，在图12、图13所示的通讯处理中，仅使用通讯区域A来进行用于读写处理的通讯，但即使成为能够在通讯区域A进行通讯的状态也不立即开始进行通讯，而是在经过了某一程度的时间之后开始进行通讯，因此，在标签1的移动路径上能够进行通讯的范围比仅选择通讯区域A来进行通讯的范围窄。因此，如图12所示，对通讯区域A、B的范围进行调整，使得切换选择通讯区域的时间点的通讯区域A和天线部20之间的关系良好，由此能够提高通讯的稳定性。
接着，图14示出了将通讯区域B用于读写处理的情况下由读写器2的控制部21实施的处理步骤。在该例中，也以RFID标签1沿图9及图12所示的方向F移动的情况作为前提。
在本实施例中，读写器2的控制部21使用含有通讯区域A的识别信息的检测指令来执行检测处理(步骤S31)。若标签1在通讯区域A内接收到来自读写器2的检测指令，则将响应信息返送至读写器2。接收了该响应信息的读写器2的控制部21，切换选择为通讯区域B，并使用含有该区域B的识别信息的指令来与标签1进行通讯(步骤S32～34)。此外，在该通讯处理中，如果再次发送指令至达到容许值为止时也得不到来自标签1的响应信息，则进入错误处理(步骤S36)。
若顺利进行通讯而结束了全部的通讯，则控制部21将通讯区域的选择状态从区域B切换至区域A(步骤S35)。由此，控制部21为了检测后续的标签1而再次成为能够发送出含有通讯区域A的识别信息的检测指令的状态。
此外，在使用图5～图8的实施例的RFID标签1来实施上述通讯处理的情况下，将标签1初始设定为选择了通讯区域A的状态，并在接收到含有表示自身未选择的通讯区域的识别信息的指令时，切换选择为与接收到的识别信息相对应的通讯区域，不执行该指令。
在使用仅有一个通讯区域的以往类型的标签的情况下，通过进行用于检测标签的处理的通讯而实质上能够进行通讯的范围较窄。相对于此，若采用在图12所示的通讯处理，则使用能够先接收来自读写器的电波的状态的通讯区域A来检测标签1，由此能够将另一通讯区域B仅使用在实质上进行通讯的处理中。因此，即使在标签1的移动速度快的情况下或通讯次数多的情况下，也能够绰绰有余地进行通讯。
此外，在图9～图14所示的各种通讯处理中，以使通讯区域A先于通讯区域B而成为有效的状态作为前提，但在RFID标签1向与在图9及图12所示的方向F相反的方向移动的情况下，只要使通讯区域A、B的选择处理相反即可。
另外，在上述各例中，读写器2选择通讯区域A、B中的任一个通信区域，并发送含有被选择的通讯区域的识别信息的指令，由此限定由RFID标签1发送响应信息时能够使用的通讯区域，但在使用能够同时形成两个通讯区域A、B的RFID标签1(图2～图4的实施例)的情况下，也可以实施图15所示那样的通讯处理。
在图15的(1)部分和图15的(2)部分的例子中，读写器2的控制部21发送不含有通讯区域的识别信息的指令，或发送含有通讯区域A、B双方的识别信息的指令。该指令表示选择了通讯区域A、B双方。
在图15的(1)部分的例子中，RFID标签1仅在从通讯区域A、B双方均接收到读写器2的指令时，执行该指令，并分别在通讯区域A、B内发送响应信息。此时，在RFID标签1中，在向各通讯区域A、B发送出的响应信息中，分别含有该通讯区域A、B识别信息。
读写器2的控制部21，若在发送指令之后接收到响应信息，则基于该响应信息中的识别信息，来判断在发送响应信息时所使用的通讯区域。并且，从天线11A、11B双方接收到响应信息，并以在这些响应信息中除了识别信息以外的内容相一致的条件下，将接收的响应信息作为有效的信息来使用。即使在接收到响应信息的情况下，若该接收处理是在通讯区域A、B中的任一个通讯区域内进行的接收处理，则也判断为通讯失败，并执行错误处理。
若采用该处理方式，则由于各通讯区域A、B相重叠的范围成为实质上的通讯区域，因此能够限定在标签1和天线部20处于良好的位置关系时进行通讯，从而能够提高通讯的稳定性。
在图15的(2)部分的例子中，RFID标签1在从天线11A、11B中的至少一个天线接收到来自读写器2的指令时，执行该指令。另外，从接收到指令的天线，返送含有与该天线相对应的通讯区域的识别信息的响应信息。读写器2的控制部21也在接收到含有选择的通讯区域A、B中的至少一个通讯区域的识别信息的响应信息时，判断为通讯成功，并使响应信息有效。
若采用该处理方式，则能够在含有通讯区域A、B的整个范围内进行用于读写处理的通讯。
接着，图16示出了读写器2的控制部21对RFID标签1的移动方向进行检测的情况下的通讯处理的例子。在该例子中，控制部21也选择通讯区域A、B双方来发送检测指令。与图15的例子同样地，由于RFID标签1应用了图2～图4的实施例，因此若在通讯区域A、B中的任一个通讯区域内接收到检测指令，则向该接收处理所使用的通讯区域发送含有该区域的识别信息的响应信息。读写器2的控制部21基于接收到的响应信息中的识别信息，来识别标签1是在通讯区域A、B中的哪个通讯区域内进行了响应，由此判定标签1的移动方向。
例如，如图16的(1)部分所示，在搬送路径40上沿箭头F的方向(图中的从右向左的方向)移动标签1的情况下，由于天线11A先接收到检测指令，因此从标签1发送含有通讯区域A的识别信息的响应信息。另一方面，如图16的(2)部分所示，在沿箭头H的方向(图中从左向右的方向)移动标签1的情况下，由于天线11B先接收到检测指令，因此IC芯片12(12B)从天线11B返送含有通讯区域B的识别信息的响应信息。
因此，读写器2的控制部21，在最初接收到的响应信息中含有通讯区域A的识别信息的情况下，判断为标签1沿方向F移动，在接收到的响应信息中含有通讯区域B的识别信息的情况下，则判断为标签1沿方向H移动。通过将该判断结果发送至上级设备3，能够将其用于对其他装置(例如用于抓起物品30的机器手)的动作进行的控制中。
另外，读写器2的控制部21在进行上述判断之后，在仅选择了与检测指令对应的响应信息所含的识别信息的通讯区域的状态下，能够对标签1进行用于读写处理的通讯。并且，也能够切换选择为另一个通讯区域而与标签1继续进行通讯。
此外，在读写器1的控制部21中，在接收到响应信息之后仍然继续发送检测指令，对每次的响应信息所含的识别信息的变化进行检查，由此能够一起判断标签的移动方向和移动速度。
并且，在上述实施例中，在向宽阔范围传播来自天线部20的电波的情况下，有可能在刚刚开始发送检测指令之后，标签1的天线A、B双方均接收到检测指令而进行响应。在这样的情况下，也能够基于接收到的信号的电压的大小和识别信息来判断标签1的移动方向。
即，在含有通讯区域A的识别信息的信号比含有通讯区域B的识别信息的信号强的情况下，判断为标签1沿方向F移动，在含有通讯区域B的识别信息的信号比含有通讯区域A的识别信息的信号强的情况下，则判断为标签1沿方向H移动。
此外，在这里，对被动方式的RFID系统中的RFID标签1的结构以及通讯处理，说明了多个实施例，但这些实施例也能够应用在半被动方式或主动方式的RFID系统中。
附图标记的说明
1 RFID标签
2 读写器
10 封装件
10a 封装件的前表面
11(11A、11B) 天线
12(12A、12B) IC芯片
15、15′ 反射器
16 开关机构
17 可变移相器
18、18′ 方向切换器
20 天线部
21 控制部

Claims (3)

1.一种RFID系统，具有：
RFID标签，其包括天线及IC芯片，
读写器，其通过与该RFID标签进行通讯，来对所述IC芯片内的存储器进行信息读写；
该RFID系统的特征在于，
所述RFID标签具有以下功能：设定多个通讯区域的功能以接收来自所述读写器的无线电波，从与所述读写器相对置的面观察时，多个所述通讯区域向相对不同的方向扩张，以及在接收到来自所述读写器的指令的通讯区域，将针对所述指令的响应信息返送至读写器的功能；
其中所述RFID标签接收来自所述读写器的包括所选通讯区域的识别信息的指令，执行该指令，并返回与该指令相对应的响应信息给所述读写器；以及
其中所述读写器配置为选择所述多个通讯区域中的一个通讯区域以便将包括所选通讯区域的识别信息的指令发送至所述RFID标签，并且从所述RFID标签接收响应于所述指令的响应信息，以及
所述读写器配置为使得当发送指令和接收响应的通讯次数达到预先设定的上限时或者当没有从所述RFID标签接收到响应于所述指令的响应信息时，所述读写器切换所选的通讯区域，并且将包括所切换的通讯区域的识别信息的指令发送至所述RFID标签。
2.根据权利要求1记载的RFID系统，其特征在于，
在所述RFID标签上设有IC芯片和多个天线，多个所述天线被调整成能够向互不相同的方向发射电波，所述IC芯片包含用于使这些天线分别独立进行动作的控制电路。
3.一种RFID系统，包括，
RFID标签，其包括天线及设置在封装里面的IC芯片，以及
读写器，其通过与该RFID标签进行通讯，来对所述IC芯片内的存储器进行信息读写；
其中所述RFID标签具有以下功能：设定多个通讯区域的功能，从与所述读写器相对置的面观察时，多个所述通讯区域向相对不同的方向扩张，以及在接收到来自所述读写器的指令的通讯区域，将针对所述指令的响应信息返送至读写器的功能；
其中所述RFID标签选择多个所述通讯区域中的任一个通讯区域，并仅使被选择的通讯区域有效；
其中所述RFID标签在从所述读写器接收到含有所选择的通讯区域的识别信息的指令时，执行该指令，并且，将针对该指令的响应信息反送至读写器，
其中所述RFID标签在从所述读写器接收到含有除了所选择的通讯区域以外的通讯区域的识别信息时，切换选择为与所接收的指令所含的识别信息相对应的通讯区域，但不返送响应信息，
其中，所述读写器配置为选择所述多个通讯区域中的一个通讯区域以便将包括所选通讯区域的识别信息的指令发送至所述RFID标签，并且从所述RFID标签接收响应于所述指令的响应信息，以及
所述读写器配置为使得当发送指令和接收响应的通讯次数达到预先设定的上限时或者当没有从所述RFID标签接收到响应于所述指令的响应信息时，所述读写器切换所选的通讯区域，并且将包括所切换的通讯区域的识别信息的指令发送至所述RFID标签。
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