CN104094289A - 标签访问装置 - Google Patents

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Abstract

实现标签读写精度的提高。标签访问装置(1)对具有第1天线的RFID标签(11)进行访问，其中，所述第1天线具有沿着多个隔着规定的间隔排列的试管(10)的长边方向的电波的指向性。标签访问装置(1)具有多臂螺旋形天线(22)，该多臂螺旋形天线被设置在与第1天线的电波的指向性正对的方向，在对RFID标签(11)进行访问时，中心部的电场强度维持能够对RFID标签(11)进行访问的电场强度。

Description

标签访问装置
技术领域
本发明涉及标签访问装置。
背景技术
已知有如下技术：在装有检测体的试管等的检测体容器上安装RFID(RadioFrequency IDentification：射频识别)标签，使用读取RFID标签的天线，读出RFID标签中存储的信息，或者在RFID标签中存储信息。
已知根据电波的频率，电波被检测体或周围的物质吸收，与RFID标签之间的信息读写精度降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2006/077645号公报
发明内容
发明要解决的问题
由于在读取RFID标签时通常使用的贴片天线的电场不均匀，因此存在如下问题：在一次性针对安装在多个检测体容器上的各RFID标签来读写信息的情况下，会在一部分检测体容器中产生读写失误。因此，即使希望进行多个标签读写，50个左右的读写已是极限。此外，由于在存在不均的电场中不能进行稳定的读写，因此，为了使能够进行读写的电场通过检测体容器，在读写过程中需要移动检测体容器。
本发明是鉴于这方面而完成，目的在于提供一种实现了标签读写精度的提高的标签访问装置。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，公开的标签访问装置被提供。该标签访问装置是对具有第1天线的RFID标签进行访问的标签访问装置，所述第1天线具有沿着多个隔着规定的间隔排列的容器的长边方向的电波的指向性。标签访问装置具有第2天线，该第2天线被设置在与第1天线的电波的指向性正对的方向，在对RFID标签进行访问时，中心部的电场强度维持能够对RFID标签进行访问的电场强度。
发明效果
实现标签读写精度的提高，能够进行大量标签的一次性读取。
本发明的上述和其它目的、特征和优点通过与附图相关的以下说明而变得清晰，其中，附图示出了优选实施方式来作为本发明的例子。
附图说明
图1是示出实施方式的标签访问装置的图。
图2是示出实施方式的控制装置的硬件的一个结构例的图。
图3是说明RFID标签的图。
图4是说明多臂螺旋形天线(multi filar helical antenna)的垂直方向的电波发射模式的图。
图5是说明贴片天线的垂直方向的电波发射模式的图。
图6是说明多臂螺旋形天线的水平方向的电波发射模式的图。
图7是示出读取RFID标签中存储的数据时的控制装置的处理的时序图。
图8是示出对RFID标签写入数据时的控制装置的处理的时序图。
图9是说明实施方式的标签访问装置的使用例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对实施方式的标签访问装置进行详细说明。
图1是示出实施方式的标签访问装置的图。
第1实施方式的标签访问装置1具有标签访问天线装置2和读写器3。
标签访问天线装置2根据读写器3的指示产生电场，对分别安装在多个试管10上的RFID标签11进行访问。此外，试管10是检测体容器的一例。在各试管10中，例如收纳有血液等的检测体。各试管10的最大半径例如为12mm左右。
各试管10被收纳于检测体支架12。检测体支架12以隔着规定的间隔(例如，试管的中心之间的间隔为20mm)的方式排列保持多个试管10。该检测体支架12由未图示的支承机构支承。
标签访问天线装置2具有壳体21、安装在壳体21上的4个多臂螺旋形天线22和电波吸收体23。此外，在图1中，壳体21用虚线示出，且透视地示出了壳体21的内部。
壳体21的底面由铜等的金属板构成。而且，壳体21的侧面和上表面例如由塑料等的绝缘部件构成。通过用金属板构成壳体21的底面，能够实现多臂螺旋形天线22的电波特性的稳定。
各多臂螺旋形天线22例如用双面胶等安装于壳体21的上表面。各多臂螺旋形天线22以等间隔(例如，150mm～200mm间隔)的方式被安装于壳体2，使得各自产生的电场彼此重合。各多臂螺旋形天线22分别通过同轴电缆5与读写器3连接。此外，在壳体21的侧面，设置有供同轴电缆5通过的孔部。
各多臂螺旋形天线22在构成圆偏波天线的供电点处具有混合结构(ハイブリッド)(带90°相位器的分配器)。由此，提高了对RFID标签11的访问精度。各多臂螺旋形天线22使用UHF波段(例如950MHz波段)，对RFID标签11进行访问。通过使用UHF波段，可使能够对RFID标签11进行访问的距离比使用13.56MHz波段能够访问的距离长。
电波吸收体23被配置在隔着多臂螺旋形天线22而与RFID标签11相反的位置。该电波吸收体23例如由在内部加入有碳粉的氨基甲酸乙酯树脂构成。
读写器3响应控制装置4对RFID标签11的访问请求，与控制装置4交换各种命令。然后，向多臂螺旋形天线22提供电力，使多臂螺旋形天线22产生电场。此外，读写器3将通过产生电场而从RFID标签11得到的信息发送到控制装置4。
控制装置4是用户在使标签访问装置1执行对RFID标签11的访问时进行操作的装置。
图2是示出实施方式的控制装置的硬件的一个结构例的图。
控制装置4由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)101控制装置整体。CPU 101经由总线108而与RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)102和多个外围设备连接。
RAM 102作为控制装置4的主存储装置来使用。在RAM 102中，暂时保存使CPU 101执行的OS(Operating System：操作系统)程序或应用程序的至少一部分。此外，在RAM 102中，还保存有在CPU 101的处理中使用的各种数据。
作为与总线108连接的外围设备，有硬盘驱动器(Hard Disk Drive)103、图形处理装置104、输入接口105、驱动装置106和通信接口107。
硬盘驱动器103对内置的磁盘以磁方式进行数据的写入和读出。硬盘驱动器103作为控制装置4的二次存储装置来使用。在硬盘驱动器103中，保存有OS的程序、应用程序和各种数据。此外，还可以使用闪速存储器等半导体存储装置作为二次存储装置。
图形处理装置104与监视器104a连接。图形处理装置104根据来自CPU 101的命令，在监视器104a的画面中显示图像。作为监视器104a，可举出CRT(Cathode RayTube：阴极射线管)或液晶显示装置等。
输入接口105与键盘105a和鼠标105b连接。输入接口105将从键盘105a或鼠标105b送来的信号发送给CPU 101。此外，鼠标105b是定点设备的一例，也可以使用其它定点设备。作为其它定点设备，可举出触摸屏、平板、触摸板、轨迹球等。
驱动装置106进行数据读取，所述数据例如记录在以能够通过光的反射进行读取的方式来记录数据的光盘或USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器等的可携带记录介质中。例如，在驱动装置106是光驱装置的情况下，利用激光等来进行光盘200中记录的数据的读取。在光盘200中，可举出Blu－ray(注册商标)、DVD(Digital Versatile Disc：数字通用光盘)、DVD－RAM(Digital Versatile Disc RandomAccess Memory：随机存取数字通用光盘)、CD－ROM(Compact Disc Read OnlyMemory：只读光盘)、CD－R(Compact Disc Recordable：可复写光盘)/RW(ReWritable：可改写)等。
通信接口107与网络60连接。通信接口107经由网络60，与其它计算机或通信设备之间进行数据的收发。
通过以上这样的硬件结构，能够实现本实施方式的处理功能。接下来，对RFID标签进行说明。
图3是说明RFID标签的图。
RFID标签11通过双面胶等被安装于试管10的侧面。该RFID标签11具有：铜制的微小环形天线111，其形成环形天线；以及IC芯片112，其设定有例如对唯一的ID或与试管10中收纳的检测体相关的信息进行存储的存储区域。此外，还可以在RFID标签11中设定此外的数字或条形码信息等任意信息。例如可以设为，微小环形天线111的最大外径为33mm，厚度为20μm，形成环的铜的宽度为2mm。此外，微小环形天线111的结构材料除了上述铜以外，也可以使用银或铝等的导电体。在图3中，用虚线示出了微小环形天线111的电波的指向性的一例。通过将RFID标签11安装在试管10的侧面，与水平方向相比，在垂直方向、即试管10的长边方向上表现出较强的指向性。由此，能够降低电波被试管10自身内部的检测体、相邻的试管10或其内部的检测体屏蔽的可能性。此外，通过将RFID标签11安装于侧面，在垂直方向上表现出较强的指向性，因此，无需准备安装有RFID标签11的特别的试管，而可以使用现有的试管10。此外，通过使用采用了水平方向的指向性较低的微小环形天线111的RFID标签11，从而难以受到试管内部的物质的介电常数等的影响。由此，能够使得难以受到试管内部的检测体的量或组成的影响。
图4是说明多臂螺旋形天线的垂直方向的电波发射模式的图。
多臂螺旋形天线22与贴片天线等相比，多臂螺旋形天线22附近的电场不均较小，并能够确保较大的电波发射面。
图4示出对RFID标签11进行访问时的多臂螺旋形天线22产生的电波的发射模式。多臂螺旋形天线22的端部22a的电场强度例如为5.0000e+002(V/m)。此外，多臂螺旋形天线22的中心部22b的电场强度例如为1.4266e+002(V/m)。该中心部22a的电场强度是能够对设置在多臂螺旋形天线22上的RFID标签11进行访问的电场强度。
图5是说明贴片天线的垂直方向的电波发射模式的图。该图5示出了作为比较例而准备的贴片天线90所产生的电波的发射模式。在结构上，贴片天线90的天线中心在λ/2点，因此电场强度较弱。例如，贴片天线90的端部91的电场强度为5.0000e+002(V/m)左右，与此相对，贴片天线的中心部92的电场强度为7.1429e+001(V/m)左右。该中心部92的电场强度是如下电场强度：配置在贴片天线90的中心部的RFID标签11不会发生应答，发生访问错误的可能性高于多臂螺旋形天线22。
如图4和图5所示，多臂螺旋形天线22的中心部22b的电场强度大于贴片天线的中心部92的电场强度。
图6是说明多臂螺旋形天线的水平方向的电波发射模式的图。
图6(a)示出了多臂螺旋形天线的水平方向的电波发射模式，图6(b)示出了贴片天线的水平方向的电波发射模式。
此处，与贴片天线相比，多臂螺旋形天线的电波的范围覆盖了大的范围。因此，与使用贴片天线等进行访问的情况相比，在将RFID标签11配置在多臂螺旋形天线22上的状态下进行对RFID标签11的访问时，能够提高避免访问错误的可能性。
此外，通过准备与访问对象的RFID标签11的个数对应的多臂螺旋形天线22、或者改变进行动作的多臂螺旋形天线22的个数，能够容易地应对进行访问的RFID标签11的个数变化。
接下来，说明使用了标签访问装置1的对RFID标签11的访问方法。
在使用标签访问装置1对各RFID标签11进行访问时，利用标签访问装置1的利用者操作支承机构，使检测体支架12位于标签访问天线装置2的上方。此时，检测体支架12可以载置在壳体21上，也可以配置在离开壳体21规定距离的位置。
在检测体支架12位于标签访问天线装置2的上方的状态下，利用者一边观察监视器104a，一边操作与控制装置4连接的鼠标105b等，使HDD103中存储的标签访问应用启动。此外，也可以预先启动标签访问应用。在标签访问应用启动后，例如在监视器104a中，显示开始数据读取和开始数据写入的按钮。利用者操作鼠标105b等，按下监视器104a中显示的开始数据读取的按钮，由此，控制装置4控制读写器3，开始RFID标签11中存储的数据的读出。此外，通过按下开始数据写入的按钮，控制装置4控制读写器3，开始对RFID标签11写入数据。
接下来，对控制装置4的读写器3的控制方法进行说明。
图7是示出读取RFID标签中存储的数据时的控制装置的处理的时序图。
[时序Seq1]控制装置4向读写器3发出识别读取对象的RFID标签11的查询命令。
[时序Seq2]读写器3针对查询命令，向控制装置4作出应答。
[时序Seq3]控制装置4向读写器3发出全EPC代码取得命令。
[时序Seq4]读写器3针对全EPC代码取得命令，使各多臂螺旋形天线22产生电场。进而，读写器3将各多臂螺旋形天线22读取的全部RFID标签11的识别信息返回给控制装置4。
[时序Seq5]控制装置4根据在时序Seq4中接收到的RFID标签11的识别信息，向读写器3发出查询命令，该查询命令指定了读取对象的RFID标签11的识别信息。
[时序Seq6]读写器3将与查询命令对应的RFID标签11返回给控制装置4。
[时序Seq7]控制装置4向读写器3发出Get Handle命令，该Get Handle命令指定了在时序Seq5中指定的RFID标签11的Handle。
[时序Seq8]读写器3响应Get Handle命令，对在时序Seq5中指定的RFID标签11确定Handle。进而，将确定出的Handle返回给控制装置4。此处，Handle例如是16比特的随机代码。之后，确定了Handle的RFID标签11由该Handle唯一识别。
[时序Seq9]控制装置4向读写器3发出Read命令，该Read命令请求读出确定出的Handle的RFID标签11内的信息。
[时序Seq10]读写器3响应Read命令执行RFID标签11内的信息的读出，对控制装置4进行Read命令应答。
图8是示出对RFID标签写入数据时的控制装置的处理的时序图。
[时序Seq11]控制装置4向读写器3发出识别写入对象的RFID标签11的查询命令。
[时序Seq12]读写器3针对查询命令，对控制装置4作出应答。
[时序Seq13]控制装置4向读写器3发出全EPC代码取得命令。
[时序Seq14]读写器3针对全EPC代码取得命令，使各多臂螺旋形天线22产生电场。进而，读写器3将各多臂螺旋形天线22读取的全部RFID标签11的识别信息返回给控制装置4。
[时序Seq15]控制装置4根据在时序Seq14中接收到的RFID标签11的识别信息，向读写器3发出查询命令，该查询命令指定了写入对象的RFID标签11的识别信息。
[时序Seq16]读写器3将与查询命令对应的RFID标签11返回给控制装置4。
[时序Seq17]控制装置4向读写器3发出Get Handle命令，该Get Handle命令指定了在时序Seq15中指定的RFID标签11的Handle。
[时序Seq18]读写器3响应Get Handle命令，对在时序Seq15中指定的RFID标签11确定Handle。进而，将确定出的Handle返回给控制装置4。
[时序Seq19]控制装置4向读写器3发出Req_RN命令。在读写器3与RFID标签11相互进行通信而对电文进行加密或交换时，使用该Req_RN命令，该Req_RN命令是例如请求16比特的随机号码的命令。
[时序Seq20]读写器3响应Req_RN命令而生成随机号码。进而，将所生成的随机号码返回给控制装置4。
[时序Seq21]控制装置4使用随机号码向读写器3发出Write命令，该Write命令请求读写器3进行对RFID标签11的写入。
[时序Seq22]读写器3响应Write命令，来执行对RFID标签11内的信息写入。进而，在对RFID标签11内的信息写入结束时，将写入结束的情况返回给控制装置4。
如上所述，根据标签访问装置1，与使用贴片天线等来进行访问的情况相比，通过在对RFID标签11的访问中使用多臂螺旋形天线22，能够确保天线中心部的电场强度较高。因此，能够更可靠地对RFID标签11进行访问。
此外，在对RFID标签11进行访问时，可以不移动标签访问天线装置2或检测体支架12。因此，能够减少标签访问时的步骤，且能够抑制标签访问装置的成本。此外，能够抑制由标签访问天线装置2或检测体支架12的移动造成的电力消耗。
此外，可以不以检测体支架12为单位而以RFID标签11为单位来进行访问，因此，能够以更小单位进行访问。
此外，在本实施方式中，以使用标签访问天线装置2来从检测体支架12的下侧对RFID标签11进行访问的情况为例进行了说明，但是不限于此，也可以从检测体支架12的上侧、两侧或侧面来对RFID标签11进行访问。
此外，在本实施方式中，说明了将RFID标签11安装于试管10的例子，但是不言而喻，安装RFID标签11的对象不限于试管10。
接下来，以采血为例，对实施方式的标签访问装置1的使用例进行说明。
图9是说明实施方式的标签访问装置的使用例的图。
在本使用例中，设为进行采血的医院40位于与设置有标签访问装置1的检查中心50分离的位置。
首先，在医院40，医生或护士准备设定有条形码或能够视觉确认的固有数字等的RFID标签11。另外，也可以省略条形码或能够视觉确认的固有数字。
医生或护士每当从血液提供者采集血液时，在收纳有采集到的血液的试管10上安装RFID标签11。进而，向终端装置41输入将与预先对RFID标签11设定的数字11a与采集到的血液的检查内容关联起来的检查数据。然后，医生或护士操作终端装置41，经由LAN(Local Area Network：局域网)等的网络70，将检查数据发送到设置在检查中心50的服务器装置51。此外，在图9中，示出了1个医院40，但是，也可以从多个医院向服务器装置51发送检查数据。
服务器装置51经由网络60与控制装置4连接。该服务器装置51将从终端装置41发送来的检查数据存储在服务器装置51内部的HDD等中。在收纳有采取的血液且安装有RFID标签11的多个试管10被从医院40送来时，控制装置4的利用者通过操作控制装置4，让控制装置4使标签访问装置1进行动作，来读出各RFID标签11中存储的信息。然后，利用者操作控制装置4，根据服务器装置51的HDD等中存储的检查数据，确定与所读出的RFID标签11分别一致的检查内容。与使用条形码等来确定检查内容的方法等相比，通过执行图9所示的处理，能够迅速且准确地确定对多个试管10的检查内容。因此，能够实现检查内容的确定的效率化。
以上，根据图示的实施方式，对本发明的标签访问装置进行了说明，但是本发明不限于此，各部的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。此外，本发明可以附加其它任意构成部分或过程。
此外，本发明可以组合上述各实施方式中的任意2个以上的结构(特征)。
以上说明简单示出了本发明的原理。此外，对本领域技术人员而言，可以进行很多变形、变更，本发明不限于在以上说明中示出并说明的准确的结构和应用例，对应的全部变形例和等同物均被视为基于所附的权利要求及其等同物的本发明的范围。
标号说明
1 标签访问装置
2 标签访问天线装置
3 读写器
4 控制装置
10 试管
11 RFID标签
111 微小环形天线
112 IC芯片
12 检测体支架
22 多臂螺旋形天线

Claims (7)

1.一种标签访问装置，其对具有第1天线的RFID标签进行访问，所述第1天线具有沿着多个隔着规定的间隔排列的容器的长边方向的电波指向性，
所述标签访问装置具有第2天线，该第2天线被设置在与所述第1天线的电波指向性正对的方向，在对所述RFID标签进行访问时，中心部的电场强度维持能够对所述RFID标签进行访问的电场强度。
2.根据权利要求1所述的标签访问装置，其特征在于，
所述第2天线为多臂螺旋形天线。
3.根据权利要求1～2中的任意一项所述的标签访问装置，其特征在于，
所述第1天线与所述第2天线之间的电波的频率为UHF波段。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的标签访问装置，其特征在于，
所述标签访问装置读取装有检测体的状态下的所述容器的所述RFID标签。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的标签访问装置，其特征在于，
所述第1天线被配置在所述容器的侧面。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的标签访问装置，其特征在于，
所述标签访问装置具有多个所述第2天线。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的标签访问装置，其特征在于，
在隔着所述第2天线与第1天线相反的位置，配置有电波吸收体。
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