JP2004259123A - Ｒｆｉｄシステムおよびｒｆｉｄ用プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】通信可能範囲に存在している複数の応答器を高速に識別する。
【解決手段】ホストコンピュータによる識別処理が、通信可能範囲に対応した制御信号の初期化により通信可能範囲を初期状態にするステップＳ１と、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準に基づき識別番号の番号空間をバイナリサーチ識別するステップＳ２〜Ｓ９と、制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定するステップＳ１０と、このステップＳ１０で未終了の場合、制御信号の変更により通信可能範囲を変更し、ステップＳ２へ戻るステップＳ１１とを含む。
【選択図】 図３
【解決手段】ホストコンピュータによる識別処理が、通信可能範囲に対応した制御信号の初期化により通信可能範囲を初期状態にするステップＳ１と、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準に基づき識別番号の番号空間をバイナリサーチ識別するステップＳ２〜Ｓ９と、制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定するステップＳ１０と、このステップＳ１０で未終了の場合、制御信号の変更により通信可能範囲を変更し、ステップＳ２へ戻るステップＳ１１とを含む。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに関し、特に、応答器の識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別するＲＦＩＤシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＲＦＩＤシステムは、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器との通信を制御し、通信可能範囲の全応答器を識別するために用いられている。また、識別対象の応答器は、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、例えば、非接触ＩＣカード，ＩＣタグ，無線タグまたはトランスポンダなどと称されて、識別対象物に取り付けまたは所持されて用いられている。
【０００３】
図９は、この従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示すブロック図である。図９を参照すると、この従来のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２０およびホストコンピュータ３０を備える。
【０００４】
複数の応答器１０３〜１０６は、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、それぞれ固有の識別番号を記憶し、内蔵のアンテナを介して無線周波数通信により、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を含む質問を質問器２０から受信し、探査基準に識別番号が合致の場合、質問器２０へ応答を送信し、また、質問器２０から不活性指示を受信し、自身の応答を不活性化する。なお、この従来例では、これら応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、質問器２０の通信可能範囲Ｒ０に存在するとして説明する。
【０００５】
質問器２０は、ホストコンピュータ３０により探査基準を含む送信データに基づき、無線周波数通信により、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を受信および検波し、検波出力をホストコンピュータ３０へ出力し、また、送信データに基づき、不活性指示を送信する。なお、これら質問器は、スキャナ，読取機または無線局などと称される場合もある。
【０００６】
ホストコンピュータ３０は、ＲＦＩＤ用プログラムが制御プログラムとして搭載され、ソフトウェア機能手段として識別手段を備える。この識別手段は、複数の応答器１０３〜１０６および質問器２０の通信を制御し、探査基準を含む送信データを質問器２０へ出力し、質問器２０を介して、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、または、不活性指示を送信し、質問器２０の検波出力に基づき、複数の応答器１０３〜１０５または１０６から受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定して識別番号の番号空間をバイナリサーチし、通信可能範囲Ｒ０の全応答器１０３〜１０６を識別する。
【０００７】
図１０は、図９のＲＦＩＤシステムにおける質問器２０のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。この質問器２０のＲＦブロック部は、受信アンテナ２００，送信アンテナ２０１，ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０２，電力増幅器２０３，変調器２０４，発振器２０５，ＢＰＦ２０６，位相器２０７，同期検波器２０８，ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９，同期検波器２１０およびＬＰＦ２１１を備える。
【０００８】
受信アンテナ２００は、電波を受信しＢＰＦ１０６へ供給し、送信アンテナ２０１は、ＢＰＦ２０２からの出力信号を電波として空中放電する。
【０００９】
ＢＰＦ２０２は、バンドパスフィルタであり、増幅された送信信号の帯域を制限し、電力増幅器２０３は、変調された信号を増幅し出力し、変調器２０４は、発振器２０５から出力される基準信号を送信データに基づき変調し、発振器２０５は、発振回路であり、基準信号を変調器２０４，同期検波器２０８，２１０へ供給する。
【００１０】
ＢＰＦ２０６は、バンドパスフィルタであり、受信アンテナ２００により受信した電波の帯域を制限し、位相器２０７は、入力された信号の位相を９０゜変換し、元の信号および変換信号を出力する。また、２つの同期検波器２０８，２１０は、位相器２０７から供給される元の信号，変換信号を発振器２０５の基準信号に基づきそれぞれ同期検波して、必要な周波数の信号だけを取り出し、２つのＬＰＦ２０９，１１２は、ロウパスフィルタであり、同期検波器２０８，２１０により検波された信号の帯域をそれぞれ制限し検波出力をホストコンピュータ３０へ出力する。
【００１１】
図１１は、図９のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３０によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【００１２】
まず、ステップＳ２において、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を初期化設定し、全ビットを不定値Ｘとして全空間を指定する。
【００１３】
ステップＳ３，Ｓ４において、探査基準に基づき質問を質問器２０にリクエスト送信させ、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を質問器２０に受信させ、ステップＳ５において、質問器２０が受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定し、衝突の有無に対応して、ステップＳ６またはＳ７に進む。
【００１４】
ステップＳ６において、探査基準として、応答受信番号の衝突不発生ビットをそのままに再設定し、衝突発生ビットを２進固定値０，１に順にそれぞれ再設定し、ステップＳ３に戻る。
【００１５】
ステップＳ７，Ｓ８において、応答受信番号を通信可能範囲Ｒ０の応答器１０３〜１０５または１０６の識別番号として記憶し、識別した応答器１０３〜１０５または１０６に不活性指示を送信させ、ステップＳ９において、探査基準に基づき番号空間のバイナリサーチ識別の終了を判定し、未終了の場合、ステップＳ６へ戻る。
【００１６】
次に、図９〜１１を参照して、従来のＲＦＩＤシステムの具体的な動作例について説明する。ここで、図９で示したように、質問器２０の通信可能範囲Ｒ０には、複数の応答器１０３〜１０６が存在し、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶するとする。
【００１７】
まず、図１１のステップＳ２において、３ビットの探査基準が初期化設定され、全ビット不定値Ｘとした探査基準ＸＸＸが設定される。
【００１８】
ステップＳ３〜Ｓ５において、質問器２０が、探査基準ＸＸＸに基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準ＸＸＸにそれぞれ合致する識別番号００１，０１１，１０１，１１０の応答器１０３〜１０６は、リクエスト送信に対して自身の識別番号をそれぞれ応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号のビット２〜０の全てに衝突が発生し、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、応答受信番号の衝突発生ビット２が２進固定値０に再設定され、探査基準０ＸＸとなる。
【００１９】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、質問器２０が、再設定の探査基準０ＸＸに基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準０ＸＸに合致する識別番号００１，０１１の応答器１０３，１０４が、リクエスト送信に対して自身の識別番号をそれぞれ応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号のビット１に衝突が発生し、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、応答受信番号の衝突不発生ビット２，０がそのまま再設定され、衝突ビット１が２進固定値０に再設定され、探査基準００１となる。
【００２０】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、同様に、質問器２０が、再設定の探査基準００１に基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準００１に合致する識別番号００１の応答器１０３のみが、リクエスト送信に対して自身の識別番号を応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号に衝突が発生せず、ステップＳ７，Ｓ８において、応答受信番号００１を通信可能範囲Ｒ０の応答器の識別番号として記憶し、識別した応答器１０３に対して、以降のリクエスト送信に応答しないよう不活性指示が送信される。
【００２１】
ステップＳ９において、全ての識別番号の識別が終了していないため、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、前回衝突が発生し２進固定値０に再設定したビット１を２進固定値１に再設定し、探査基準０１１となる。
【００２２】
以後、同様に、バイナリサーチ識別を行い、応答器１０４，１０５，１０６が順に識別および不活性化され、通信可能範囲Ｒ０に存在する全応答器１０３〜１０６の識別が終了する。
【００２３】
次に示す表は、これらバイナリサーチ識別の処理過程をリクエスト送信ごとに纏めて示したものである。
【００２４】
また、他の従来のＲＦＩＤシステムの構成例として、例えば、特許文献１に記載された非接触ＩＣカードのシステムがあり、応答器が移動体に取り付けられた場合の課題を解決するために提案された。このシステムは、移動体の非接触ＩＣカードから受信信号を検出して、検出値が一定になるように無線局の送信電力をフィードバック制御し、非接触ＩＣカードから受信完了の時点でコントローラから通信完了信号が出力され無線局の送信電力を初期状態に戻す構成であり、これにより、移動体が無線局に近づくほど、その通信可能範囲が狭くなり、後続の移動体が通信可能範囲から外れて、混信が発生しなくなり、通信完了後に、次の移動体との交信を早く開始できる。
【００２５】
【特許文献１】
特開平５−３４１３２５号公報（段落００１５〜００１６，図１）
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、移動体に取り付けまたは所持された非接触ＩＣカード，ＩＣタグ，無線タグまたはトランスポンダなどの応答器が、通信可能範囲に複数存在し、高速移動中の場合、ＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在する全ての応答器をリアルタイムで高速に識別し最適処理することが求められる。また、高速移動中でなくとも、多数の応答器が通信可能範囲に存在し移動している場合も、ＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在している複数の応答器を高速に識別し最適処理することが求められる。
【００２７】
従って、本発明の目的は、通信可能範囲に存在している複数の応答器を高速に識別することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器と、これら応答器および質問器の通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別するホストコンピュータとを備えるＲＦＩＤシステムにおいて、
前記ホストコンピュータが、ソフトウェア機能手段として、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化する識別手段を備えている。
【００２９】
また、前記制御信号により前記通信可能範囲を順に段階的に拡大変更している。
【００３０】
また、前記質問器が、前記制御信号に基づき電力増幅制御して送信出力のレベルを順に段階的に増大し出力する電力増幅器を備えている。
【００３１】
また、前記質問器が、指向性を有する送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら送信アンテナおよび受信アンテナを前記制御信号に対応して回転させ前記通信可能範囲を変更するローテータを備えている。
【００３２】
また、前記質問器が、複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナから１グループを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備えている。
【００３３】
また、複数の質問器と、
これら複数のＲＦＩＤ質問器から１つを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備えている。
【００３４】
また、本発明は、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器との通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別する識別処理をホストコンピュータに実行させるためのＲＦＩＤ用プログラムにおいて、
前記識別処理が、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化している。
【００３５】
また、前記識別処理が、前記制御信号の初期化により通信可能範囲を初期状態にする範囲初期化ステップと、
前記番号空間の探査域を指定する探査基準を初期化設定し全ビットを不定値として全空間を指定する探査初期化ステップと、
前記探査基準に基づき質問を前記質問器にリクエスト送信させるリクエスト送信ステップと、
前記探査基準に合致した識別番号の応答器の応答を前記質問器に受信させる応答受信ステップと、
前記質問器が受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定する衝突判定ステップと、
この衝突判定ステップで衝突有りの場合、前記探査基準として前記応答受信番号の衝突不発生ビットをそのままに再設定し衝突発生ビットを２進固定値に順にそれぞれ再設定し前記リクエスト送信ステップに戻る再設定ステップと、
前記衝突判定ステップで衝突無しの場合、前記応答受信番号を通信可能範囲の応答器の識別番号として記憶する識別記憶ステップと、
識別記憶した応答器に不活性指示を送信させる不活性指示ステップと、
前記探査基準に基づき前記番号空間のバイナリサーチの終了を判定し未終了の場合、前記バイナリ設定ステップへ戻るサーチ終了判定ステップと、
このサーチ終了判定ステップで終了の場合、前記制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定する全範囲終了判定ステップと、
この全範囲終了判定ステップで未終了の場合前記制御信号の変更により通信可能範囲を変更し前記探査初期化ステップへ戻る範囲変更ステップとを含んでいる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について、図面を参照して説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態１を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２１およびホストコンピュータ３１を備える。
【００３７】
複数の応答器１０３〜１０６は、図９の従来のＲＦＩＤシステムの複数の応答器１０３〜１０６と同じく、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、それぞれ固有の識別番号を記憶し、内蔵のアンテナを介して無線周波数通信により、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を含む質問を質問器２１から受信し、探査基準に合致した識別番号の質問器２１へ応答を送信し、また、質問器２１から不活性指示を受信し、自身の応答を不活性化する。なお、従来と同じく、これら応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、応答器１０３，１０４が通信可能範囲Ｒ１に存在し、応答器１０５，１０６が通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在するとして説明する。
【００３８】
質問器２１は、ホストコンピュータ３１により、制御信号に基づき送信出力レベルを制御して通信可能範囲を順に段階的に拡大変更し、変更前後の各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２で、探査基準を含む送信データに基づき通信制御され、無線周波数通信により、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問または指示をリクエスト送信し、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を受信および検波し、検波出力をホストコンピュータ３１へ出力し、また、送信データに基づき、不活性指示を送信する。
【００３９】
ホストコンピュータ３１は、ＲＦＩＤ用プログラムが制御プログラムとして搭載され、ソフトウェア機能手段として識別手段を備える。この識別手段は、質問器２１の制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更する。また、変更前後の各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２で、複数の応答器１０３〜１０５または１０６および質問器２１の通信を制御し、探査基準を含む送信データを質問器２１へ出力し、質問器２１を介して、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、または、不活性指示を送信し、質問器２１の検波出力に基づき、複数の応答器１０３〜１０５または１０６から受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定して識別番号の番号空間をバイナリサーチし、各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の応答器１０３〜１０５または１０６をそれぞれ識別する。
【００４０】
図２は、図１のＲＦＩＤシステムにおける質問器２１のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。この質問器２１のＲＦブロック部は、受信アンテナ２００，送信アンテナ２０１，ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０２，電力増幅器２１３，変調器２０４，発振器２０５，ＢＰＦ２０６，位相器２０７，同期検波器２０８，ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９，同期検波器２１０およびＬＰＦ２１１を備える。これらブロック２００〜２０２，２０４〜２１１は、図９の従来のＲＦＩＤシステムの各ブロックとそれぞれ同じであり、図９の従来のＲＦＩＤシステムのブロックと異なる電力増幅器２１３のみについて、次に説明する。
【００４１】
電力増幅器２１３は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき電力増幅制御して送信出力のレベルを順に段階的に増大し出力する。これにより、本実施形態では、質問器２１の通信可能範囲が通信可能範囲Ｒ１から通信可能範囲Ｒ２へ段階的に拡大変更される。
【００４２】
図３は、図１のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【００４３】
まず、ステップＳ１において、制御信号を初期化して通信可能範囲を初期状態に設定し、ステップＳ２〜Ｓ９において、図１１の従来のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別と同様に、バイナリサーチ識別を行い、ステップＳ１０において、制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定し、未終了の場合、ステップＳ１１において、制御信号を変更して通信可能範囲を変更し、ステップＳ２へ戻る。
【００４４】
次に、図１〜３を参照して、本実施形態のＲＦＩＤシステムの具体的な動作例について説明する。ここで、図１で示したように、複数の応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、応答器１０３，１０４が通信可能範囲Ｒ１に存在し、応答器１０５，１０６が通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在するとする。
【００４５】
まず、図３のステップＳ１において、制御信号を初期化して通信可能範囲を初期状態に設定し、通信可能範囲Ｒ１となる。
【００４６】
次に、Ｓ２〜Ｓ９において、従来と同様に、探査基準に基づきバイナリサーチ識別が行われ、通信可能範囲Ｒ１に存在する応答器１０３，１０４が識別され、不活性される。
【００４７】
次に、Ｓ１０において、全ての通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の処理が終了していないため、ステップＳ１１において、通信可能範囲が通信可能範囲Ｒ１から通信可能範囲Ｒ２へ変更され、ステップＳ２へ戻る。
【００４８】
次に、Ｓ２〜Ｓ９において、従来と同様に、探査基準に基づきバイナリサーチ識別が行われる。このとき、２つの通信可能範囲Ｒ２，Ｒ１に重複して存在する応答器１０３，１０４は、既に識別され不活性されているので重複して応答せず、通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在する応答器１０３，１０４が、新たに識別され不活性される。
【００４９】
次に、Ｓ１０において、全ての通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の処理が終了したと判定される。
【００５０】
次に示す表は、これらバイナリサーチ識別の処理過程をリクエスト送信ごとに纏めて示したものである。
【００５１】
このように、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、図９で説明した従来のＲＦＩＤシステムに比較して、バイナリサーチ識別が高速に行われ、この処理時間の差は、識別対象の応答器の個数ｎが増加するほど大きくなる。
【００５２】
その理由は、一般に、バイナリサーチによりｎ個の応答器から１個の応答器を識別するために要する探査基準による最大探査回数Ｎは、Ｎ＝ｌｏｇ２（ｎ）＋１の式で求められ、ｎ個の応答器すべてを識別するために要する最大探査回数Ｎａは、次式で求められる。
【００５３】
一方、本発明のように、ｎ個の応答器をｍ回に分割してそれぞれバイナリサーチにより識別しｎ個の応答器すべてを識別するために要する最大探査回数Ｎａｍは、次式で求められるためである。
【００５４】
例えば、応答器数ｎ＝４としたとき、従来のように分割数ｍ＝１の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝９となるのに対し、本実施形態のように分割数ｍ＝２の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝６となる。また、応答器数ｎ＝１０としたとき、従来のように分割数ｍ＝１の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝３６となるのに対し、本実施形態のように分割数ｍ＝２の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝１８となり、バイナリサーチ識別の処理時間の差は、識別対象の応答器の個数ｎが増加するほど大きくなる。
【００５５】
また、本実施例では、応答器の識別番号を３ビットとして説明したが、実際のＲＦＩＤシステムで用いられる応答器の識別番号は３２〜１２８ｂｉｔにもなるため、バイナリサーチにより１個の応答器を識別する時間はその分だけ長大になり、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、識別にかける時間を大きく短縮できる。
【００５６】
図４は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態２を示すブロック図である。図４を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２２およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、質問器２２のみ異なる。本実施形態における質問器２２は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、通信可能範囲Ｒ１から各通信可能範囲Ｒ２，Ｒ３およびＲ４へ通信可能範囲を順に回転変更する。
【００５７】
図５は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおける質問器２２のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。本実施形態における質問器２１のＲＦブロック部は、図１０の従来の質問器２０における各ブロック２０２〜２１１を備え、指向性を有する送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００と、これら送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００を制御信号に対応して９０度ずつ回転させ通信可能範囲を変更するローテータ２２０を備える。
【００５８】
本実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、通信可能範囲が順に回転変更される以外、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと同様に、バイナリサーチ識別を行うことができ、同様の効果が奏せられる。また、送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００を任意の角度で回転変更しても、同様の効果が奏せられることは明らかであろう。
【００５９】
図６は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態３を示すブロック図である。図６を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２３およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、質問器２３のみ異なる。本実施形態における質問器２３は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、複数グループの送受信アンテナにそれぞれ対応した各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を順に切り替え選択変更する。
【００６０】
図７は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおける質問器２３のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。本実施形態における質問器２１のＲＦブロック部は、図１０の従来の質問器２０における各ブロック２０２〜２１１を備え、複数グループの送受信アンテナ２０１ａ，２００ａと２０１ｂ，２００ｂと２０１ｃ，２００ｃと、これら複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナから１グループを制御信号に基づき切り替え選択し通信可能範囲を変更する２つの切り替え器２３０，２３１を備える。
【００６１】
図８は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態４を示すブロック図である。図８を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，切り替え器４０およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、複数の応答器１０３〜１０６，複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃおよび切り替え器４０が異なる。
【００６２】
本実施形態における複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図１０の従来の質問器２０とそれぞれ同じであり、切り替え器４０は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃの送信データおよび検波出力の１組を順に切り替え選択しホストコンピュータ３１と接続し、複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ対応した各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を順に切り替え選択変更する。
【００６３】
上述した２つの実施形態３，４のＲＦＩＤシステムにおいても、通信可能範囲が順に切り替え選択変更される以外、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと同様に、バイナリサーチ識別を行うことができ、同様の効果が奏せられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在する複数の応答器を分割してそれぞれバイナリサーチ識別でき、識別対象の応答器の個数が増加するほど、また、識別番号のビット長が長くなるほど、バイナリサーチ識別の処理時間を著しく短縮できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態１を示すブロック図である。
【図２】図１のＲＦＩＤシステムにおける質問器２１のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態２を示すブロック図である。
【図５】図４のＲＦＩＤシステムにおける質問器２２のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態３を示すブロック図である。
【図７】図６のＲＦＩＤシステムにおける質問器２３のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態４を示すブロック図である。
【図９】従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９のＲＦＩＤシステムにおける質問器２０のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図９のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３０によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０３，１０３，１０５，１０６ 応答器
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１，２２，２３ 質問器
３０，３１ ホストコンピュータ
４０，２３０，２３１ 切り替え器
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ 受信アンテナ
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 送信アンテナ
２０２，２０６ ＢＰＦ
２０３，２１３ 電力増幅器
２０４ 変調器
２０５ 発振器
２０７ 位相器
２０８，２１０ 同期検波器
２０９，２１１ ＬＰＦ
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 通信可能範囲
Ｓ１〜Ｓ１１ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに関し、特に、応答器の識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別するＲＦＩＤシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＲＦＩＤシステムは、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器との通信を制御し、通信可能範囲の全応答器を識別するために用いられている。また、識別対象の応答器は、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、例えば、非接触ＩＣカード，ＩＣタグ，無線タグまたはトランスポンダなどと称されて、識別対象物に取り付けまたは所持されて用いられている。
【０００３】
図９は、この従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示すブロック図である。図９を参照すると、この従来のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２０およびホストコンピュータ３０を備える。
【０００４】
複数の応答器１０３〜１０６は、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、それぞれ固有の識別番号を記憶し、内蔵のアンテナを介して無線周波数通信により、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を含む質問を質問器２０から受信し、探査基準に識別番号が合致の場合、質問器２０へ応答を送信し、また、質問器２０から不活性指示を受信し、自身の応答を不活性化する。なお、この従来例では、これら応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、質問器２０の通信可能範囲Ｒ０に存在するとして説明する。
【０００５】
質問器２０は、ホストコンピュータ３０により探査基準を含む送信データに基づき、無線周波数通信により、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を受信および検波し、検波出力をホストコンピュータ３０へ出力し、また、送信データに基づき、不活性指示を送信する。なお、これら質問器は、スキャナ，読取機または無線局などと称される場合もある。
【０００６】
ホストコンピュータ３０は、ＲＦＩＤ用プログラムが制御プログラムとして搭載され、ソフトウェア機能手段として識別手段を備える。この識別手段は、複数の応答器１０３〜１０６および質問器２０の通信を制御し、探査基準を含む送信データを質問器２０へ出力し、質問器２０を介して、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、または、不活性指示を送信し、質問器２０の検波出力に基づき、複数の応答器１０３〜１０５または１０６から受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定して識別番号の番号空間をバイナリサーチし、通信可能範囲Ｒ０の全応答器１０３〜１０６を識別する。
【０００７】
図１０は、図９のＲＦＩＤシステムにおける質問器２０のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。この質問器２０のＲＦブロック部は、受信アンテナ２００，送信アンテナ２０１，ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０２，電力増幅器２０３，変調器２０４，発振器２０５，ＢＰＦ２０６，位相器２０７，同期検波器２０８，ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９，同期検波器２１０およびＬＰＦ２１１を備える。
【０００８】
受信アンテナ２００は、電波を受信しＢＰＦ１０６へ供給し、送信アンテナ２０１は、ＢＰＦ２０２からの出力信号を電波として空中放電する。
【０００９】
ＢＰＦ２０２は、バンドパスフィルタであり、増幅された送信信号の帯域を制限し、電力増幅器２０３は、変調された信号を増幅し出力し、変調器２０４は、発振器２０５から出力される基準信号を送信データに基づき変調し、発振器２０５は、発振回路であり、基準信号を変調器２０４，同期検波器２０８，２１０へ供給する。
【００１０】
ＢＰＦ２０６は、バンドパスフィルタであり、受信アンテナ２００により受信した電波の帯域を制限し、位相器２０７は、入力された信号の位相を９０゜変換し、元の信号および変換信号を出力する。また、２つの同期検波器２０８，２１０は、位相器２０７から供給される元の信号，変換信号を発振器２０５の基準信号に基づきそれぞれ同期検波して、必要な周波数の信号だけを取り出し、２つのＬＰＦ２０９，１１２は、ロウパスフィルタであり、同期検波器２０８，２１０により検波された信号の帯域をそれぞれ制限し検波出力をホストコンピュータ３０へ出力する。
【００１１】
図１１は、図９のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３０によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【００１２】
まず、ステップＳ２において、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を初期化設定し、全ビットを不定値Ｘとして全空間を指定する。
【００１３】
ステップＳ３，Ｓ４において、探査基準に基づき質問を質問器２０にリクエスト送信させ、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を質問器２０に受信させ、ステップＳ５において、質問器２０が受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定し、衝突の有無に対応して、ステップＳ６またはＳ７に進む。
【００１４】
ステップＳ６において、探査基準として、応答受信番号の衝突不発生ビットをそのままに再設定し、衝突発生ビットを２進固定値０，１に順にそれぞれ再設定し、ステップＳ３に戻る。
【００１５】
ステップＳ７，Ｓ８において、応答受信番号を通信可能範囲Ｒ０の応答器１０３〜１０５または１０６の識別番号として記憶し、識別した応答器１０３〜１０５または１０６に不活性指示を送信させ、ステップＳ９において、探査基準に基づき番号空間のバイナリサーチ識別の終了を判定し、未終了の場合、ステップＳ６へ戻る。
【００１６】
次に、図９〜１１を参照して、従来のＲＦＩＤシステムの具体的な動作例について説明する。ここで、図９で示したように、質問器２０の通信可能範囲Ｒ０には、複数の応答器１０３〜１０６が存在し、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶するとする。
【００１７】
まず、図１１のステップＳ２において、３ビットの探査基準が初期化設定され、全ビット不定値Ｘとした探査基準ＸＸＸが設定される。
【００１８】
ステップＳ３〜Ｓ５において、質問器２０が、探査基準ＸＸＸに基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準ＸＸＸにそれぞれ合致する識別番号００１，０１１，１０１，１１０の応答器１０３〜１０６は、リクエスト送信に対して自身の識別番号をそれぞれ応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号のビット２〜０の全てに衝突が発生し、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、応答受信番号の衝突発生ビット２が２進固定値０に再設定され、探査基準０ＸＸとなる。
【００１９】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、質問器２０が、再設定の探査基準０ＸＸに基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準０ＸＸに合致する識別番号００１，０１１の応答器１０３，１０４が、リクエスト送信に対して自身の識別番号をそれぞれ応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号のビット１に衝突が発生し、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、応答受信番号の衝突不発生ビット２，０がそのまま再設定され、衝突ビット１が２進固定値０に再設定され、探査基準００１となる。
【００２０】
次に、ステップＳ３〜Ｓ５において、同様に、質問器２０が、再設定の探査基準００１に基づき応答器１０３〜１０６に対してリクエスト送信し、探査基準００１に合致する識別番号００１の応答器１０３のみが、リクエスト送信に対して自身の識別番号を応答する。このため、質問器２０が受信した応答受信番号に衝突が発生せず、ステップＳ７，Ｓ８において、応答受信番号００１を通信可能範囲Ｒ０の応答器の識別番号として記憶し、識別した応答器１０３に対して、以降のリクエスト送信に応答しないよう不活性指示が送信される。
【００２１】
ステップＳ９において、全ての識別番号の識別が終了していないため、ステップＳ６において、探査基準が再設定される。このとき、探査基準として、前回衝突が発生し２進固定値０に再設定したビット１を２進固定値１に再設定し、探査基準０１１となる。
【００２２】
以後、同様に、バイナリサーチ識別を行い、応答器１０４，１０５，１０６が順に識別および不活性化され、通信可能範囲Ｒ０に存在する全応答器１０３〜１０６の識別が終了する。
【００２３】
次に示す表は、これらバイナリサーチ識別の処理過程をリクエスト送信ごとに纏めて示したものである。
また、他の従来のＲＦＩＤシステムの構成例として、例えば、特許文献１に記載された非接触ＩＣカードのシステムがあり、応答器が移動体に取り付けられた場合の課題を解決するために提案された。このシステムは、移動体の非接触ＩＣカードから受信信号を検出して、検出値が一定になるように無線局の送信電力をフィードバック制御し、非接触ＩＣカードから受信完了の時点でコントローラから通信完了信号が出力され無線局の送信電力を初期状態に戻す構成であり、これにより、移動体が無線局に近づくほど、その通信可能範囲が狭くなり、後続の移動体が通信可能範囲から外れて、混信が発生しなくなり、通信完了後に、次の移動体との交信を早く開始できる。
【００２５】
【特許文献１】
特開平５−３４１３２５号公報（段落００１５〜００１６，図１）
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、移動体に取り付けまたは所持された非接触ＩＣカード，ＩＣタグ，無線タグまたはトランスポンダなどの応答器が、通信可能範囲に複数存在し、高速移動中の場合、ＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在する全ての応答器をリアルタイムで高速に識別し最適処理することが求められる。また、高速移動中でなくとも、多数の応答器が通信可能範囲に存在し移動している場合も、ＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在している複数の応答器を高速に識別し最適処理することが求められる。
【００２７】
従って、本発明の目的は、通信可能範囲に存在している複数の応答器を高速に識別することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器と、これら応答器および質問器の通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別するホストコンピュータとを備えるＲＦＩＤシステムにおいて、
前記ホストコンピュータが、ソフトウェア機能手段として、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化する識別手段を備えている。
【００２９】
また、前記制御信号により前記通信可能範囲を順に段階的に拡大変更している。
【００３０】
また、前記質問器が、前記制御信号に基づき電力増幅制御して送信出力のレベルを順に段階的に増大し出力する電力増幅器を備えている。
【００３１】
また、前記質問器が、指向性を有する送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら送信アンテナおよび受信アンテナを前記制御信号に対応して回転させ前記通信可能範囲を変更するローテータを備えている。
【００３２】
また、前記質問器が、複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナから１グループを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備えている。
【００３３】
また、複数の質問器と、
これら複数のＲＦＩＤ質問器から１つを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備えている。
【００３４】
また、本発明は、それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器との通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別する識別処理をホストコンピュータに実行させるためのＲＦＩＤ用プログラムにおいて、
前記識別処理が、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化している。
【００３５】
また、前記識別処理が、前記制御信号の初期化により通信可能範囲を初期状態にする範囲初期化ステップと、
前記番号空間の探査域を指定する探査基準を初期化設定し全ビットを不定値として全空間を指定する探査初期化ステップと、
前記探査基準に基づき質問を前記質問器にリクエスト送信させるリクエスト送信ステップと、
前記探査基準に合致した識別番号の応答器の応答を前記質問器に受信させる応答受信ステップと、
前記質問器が受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定する衝突判定ステップと、
この衝突判定ステップで衝突有りの場合、前記探査基準として前記応答受信番号の衝突不発生ビットをそのままに再設定し衝突発生ビットを２進固定値に順にそれぞれ再設定し前記リクエスト送信ステップに戻る再設定ステップと、
前記衝突判定ステップで衝突無しの場合、前記応答受信番号を通信可能範囲の応答器の識別番号として記憶する識別記憶ステップと、
識別記憶した応答器に不活性指示を送信させる不活性指示ステップと、
前記探査基準に基づき前記番号空間のバイナリサーチの終了を判定し未終了の場合、前記バイナリ設定ステップへ戻るサーチ終了判定ステップと、
このサーチ終了判定ステップで終了の場合、前記制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定する全範囲終了判定ステップと、
この全範囲終了判定ステップで未終了の場合前記制御信号の変更により通信可能範囲を変更し前記探査初期化ステップへ戻る範囲変更ステップとを含んでいる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について、図面を参照して説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態１を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２１およびホストコンピュータ３１を備える。
【００３７】
複数の応答器１０３〜１０６は、図９の従来のＲＦＩＤシステムの複数の応答器１０３〜１０６と同じく、半導体集積回路チップにより超小型に構成され、無線電波から取り出した電力でも動作可能であり、それぞれ固有の識別番号を記憶し、内蔵のアンテナを介して無線周波数通信により、識別番号の番号空間の探査域を指定する探査基準を含む質問を質問器２１から受信し、探査基準に合致した識別番号の質問器２１へ応答を送信し、また、質問器２１から不活性指示を受信し、自身の応答を不活性化する。なお、従来と同じく、これら応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、応答器１０３，１０４が通信可能範囲Ｒ１に存在し、応答器１０５，１０６が通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在するとして説明する。
【００３８】
質問器２１は、ホストコンピュータ３１により、制御信号に基づき送信出力レベルを制御して通信可能範囲を順に段階的に拡大変更し、変更前後の各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２で、探査基準を含む送信データに基づき通信制御され、無線周波数通信により、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問または指示をリクエスト送信し、探査基準に合致した識別番号の応答器１０３〜１０５または１０６の応答を受信および検波し、検波出力をホストコンピュータ３１へ出力し、また、送信データに基づき、不活性指示を送信する。
【００３９】
ホストコンピュータ３１は、ＲＦＩＤ用プログラムが制御プログラムとして搭載され、ソフトウェア機能手段として識別手段を備える。この識別手段は、質問器２１の制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更する。また、変更前後の各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２で、複数の応答器１０３〜１０５または１０６および質問器２１の通信を制御し、探査基準を含む送信データを質問器２１へ出力し、質問器２１を介して、複数の応答器１０３〜１０６に対し探査基準に基づき質問をリクエスト送信し、または、不活性指示を送信し、質問器２１の検波出力に基づき、複数の応答器１０３〜１０５または１０６から受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定して識別番号の番号空間をバイナリサーチし、各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の応答器１０３〜１０５または１０６をそれぞれ識別する。
【００４０】
図２は、図１のＲＦＩＤシステムにおける質問器２１のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。この質問器２１のＲＦブロック部は、受信アンテナ２００，送信アンテナ２０１，ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０２，電力増幅器２１３，変調器２０４，発振器２０５，ＢＰＦ２０６，位相器２０７，同期検波器２０８，ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２０９，同期検波器２１０およびＬＰＦ２１１を備える。これらブロック２００〜２０２，２０４〜２１１は、図９の従来のＲＦＩＤシステムの各ブロックとそれぞれ同じであり、図９の従来のＲＦＩＤシステムのブロックと異なる電力増幅器２１３のみについて、次に説明する。
【００４１】
電力増幅器２１３は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき電力増幅制御して送信出力のレベルを順に段階的に増大し出力する。これにより、本実施形態では、質問器２１の通信可能範囲が通信可能範囲Ｒ１から通信可能範囲Ｒ２へ段階的に拡大変更される。
【００４２】
図３は、図１のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【００４３】
まず、ステップＳ１において、制御信号を初期化して通信可能範囲を初期状態に設定し、ステップＳ２〜Ｓ９において、図１１の従来のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別と同様に、バイナリサーチ識別を行い、ステップＳ１０において、制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定し、未終了の場合、ステップＳ１１において、制御信号を変更して通信可能範囲を変更し、ステップＳ２へ戻る。
【００４４】
次に、図１〜３を参照して、本実施形態のＲＦＩＤシステムの具体的な動作例について説明する。ここで、図１で示したように、複数の応答器１０３〜１０６が、それぞれ固有の３ビットの識別番号００１，０１１，１０１，１１０を記憶し、応答器１０３，１０４が通信可能範囲Ｒ１に存在し、応答器１０５，１０６が通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在するとする。
【００４５】
まず、図３のステップＳ１において、制御信号を初期化して通信可能範囲を初期状態に設定し、通信可能範囲Ｒ１となる。
【００４６】
次に、Ｓ２〜Ｓ９において、従来と同様に、探査基準に基づきバイナリサーチ識別が行われ、通信可能範囲Ｒ１に存在する応答器１０３，１０４が識別され、不活性される。
【００４７】
次に、Ｓ１０において、全ての通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の処理が終了していないため、ステップＳ１１において、通信可能範囲が通信可能範囲Ｒ１から通信可能範囲Ｒ２へ変更され、ステップＳ２へ戻る。
【００４８】
次に、Ｓ２〜Ｓ９において、従来と同様に、探査基準に基づきバイナリサーチ識別が行われる。このとき、２つの通信可能範囲Ｒ２，Ｒ１に重複して存在する応答器１０３，１０４は、既に識別され不活性されているので重複して応答せず、通信可能範囲Ｒ１外の通信可能範囲Ｒ２に存在する応答器１０３，１０４が、新たに識別され不活性される。
【００４９】
次に、Ｓ１０において、全ての通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２の処理が終了したと判定される。
【００５０】
次に示す表は、これらバイナリサーチ識別の処理過程をリクエスト送信ごとに纏めて示したものである。
このように、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、図９で説明した従来のＲＦＩＤシステムに比較して、バイナリサーチ識別が高速に行われ、この処理時間の差は、識別対象の応答器の個数ｎが増加するほど大きくなる。
【００５２】
その理由は、一般に、バイナリサーチによりｎ個の応答器から１個の応答器を識別するために要する探査基準による最大探査回数Ｎは、Ｎ＝ｌｏｇ２（ｎ）＋１の式で求められ、ｎ個の応答器すべてを識別するために要する最大探査回数Ｎａは、次式で求められる。
一方、本発明のように、ｎ個の応答器をｍ回に分割してそれぞれバイナリサーチにより識別しｎ個の応答器すべてを識別するために要する最大探査回数Ｎａｍは、次式で求められるためである。
例えば、応答器数ｎ＝４としたとき、従来のように分割数ｍ＝１の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝９となるのに対し、本実施形態のように分割数ｍ＝２の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝６となる。また、応答器数ｎ＝１０としたとき、従来のように分割数ｍ＝１の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝３６となるのに対し、本実施形態のように分割数ｍ＝２の場合、最大探査回数Ｎａｍ＝１８となり、バイナリサーチ識別の処理時間の差は、識別対象の応答器の個数ｎが増加するほど大きくなる。
【００５５】
また、本実施例では、応答器の識別番号を３ビットとして説明したが、実際のＲＦＩＤシステムで用いられる応答器の識別番号は３２〜１２８ｂｉｔにもなるため、バイナリサーチにより１個の応答器を識別する時間はその分だけ長大になり、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、識別にかける時間を大きく短縮できる。
【００５６】
図４は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態２を示すブロック図である。図４を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２２およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、質問器２２のみ異なる。本実施形態における質問器２２は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、通信可能範囲Ｒ１から各通信可能範囲Ｒ２，Ｒ３およびＲ４へ通信可能範囲を順に回転変更する。
【００５７】
図５は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおける質問器２２のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。本実施形態における質問器２１のＲＦブロック部は、図１０の従来の質問器２０における各ブロック２０２〜２１１を備え、指向性を有する送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００と、これら送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００を制御信号に対応して９０度ずつ回転させ通信可能範囲を変更するローテータ２２０を備える。
【００５８】
本実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、通信可能範囲が順に回転変更される以外、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと同様に、バイナリサーチ識別を行うことができ、同様の効果が奏せられる。また、送信アンテナ２０１および受信アンテナ２００を任意の角度で回転変更しても、同様の効果が奏せられることは明らかであろう。
【００５９】
図６は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態３を示すブロック図である。図６を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，質問器２３およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、質問器２３のみ異なる。本実施形態における質問器２３は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、複数グループの送受信アンテナにそれぞれ対応した各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を順に切り替え選択変更する。
【００６０】
図７は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおける質問器２３のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。本実施形態における質問器２１のＲＦブロック部は、図１０の従来の質問器２０における各ブロック２０２〜２１１を備え、複数グループの送受信アンテナ２０１ａ，２００ａと２０１ｂ，２００ｂと２０１ｃ，２００ｃと、これら複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナから１グループを制御信号に基づき切り替え選択し通信可能範囲を変更する２つの切り替え器２３０，２３１を備える。
【００６１】
図８は、本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態４を示すブロック図である。図８を参照すると、本実施形態のＲＦＩＤシステムは、複数の応答器１０３〜１０６，複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，切り替え器４０およびホストコンピュータ３１を備え、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと比較すると、複数の応答器１０３〜１０６，複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃおよび切り替え器４０が異なる。
【００６２】
本実施形態における複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図１０の従来の質問器２０とそれぞれ同じであり、切り替え器４０は、ホストコンピュータ３１からの制御信号に基づき、複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃの送信データおよび検波出力の１組を順に切り替え選択しホストコンピュータ３１と接続し、複数の質問器２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ対応した各通信可能範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を順に切り替え選択変更する。
【００６３】
上述した２つの実施形態３，４のＲＦＩＤシステムにおいても、通信可能範囲が順に切り替え選択変更される以外、図１の実施形態１のＲＦＩＤシステムと同様に、バイナリサーチ識別を行うことができ、同様の効果が奏せられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＲＦＩＤシステムは、通信可能範囲に存在する複数の応答器を分割してそれぞれバイナリサーチ識別でき、識別対象の応答器の個数が増加するほど、また、識別番号のビット長が長くなるほど、バイナリサーチ識別の処理時間を著しく短縮できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態１を示すブロック図である。
【図２】図１のＲＦＩＤシステムにおける質問器２１のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３１によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態２を示すブロック図である。
【図５】図４のＲＦＩＤシステムにおける質問器２２のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態３を示すブロック図である。
【図７】図６のＲＦＩＤシステムにおける質問器２３のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明のＲＦＩＤシステムの実施形態４を示すブロック図である。
【図９】従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９のＲＦＩＤシステムにおける質問器２０のＲＦブロック部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図９のＲＦＩＤシステムにおけるホストコンピュータ３０によるバイナリサーチ識別の手順例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０３，１０３，１０５，１０６ 応答器
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２１，２２，２３ 質問器
３０，３１ ホストコンピュータ
４０，２３０，２３１ 切り替え器
２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ 受信アンテナ
２０１，２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ 送信アンテナ
２０２，２０６ ＢＰＦ
２０３，２１３ 電力増幅器
２０４ 変調器
２０５ 発振器
２０７ 位相器
２０８，２１０ 同期検波器
２０９，２１１ ＬＰＦ
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 通信可能範囲
Ｓ１〜Ｓ１１ ステップ
Claims (8)
- それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器と、これら応答器および質問器の通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別するホストコンピュータとを備えるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムにおいて、
前記ホストコンピュータが、ソフトウェア機能手段として、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化する識別手段を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。 - 前記制御信号により前記通信可能範囲を順に段階的に拡大変更する、請求項１記載のＲＦＩＤシステム。
- 前記質問器が、前記制御信号に基づき電力増幅制御して送信出力のレベルを順に段階的に増大し出力する電力増幅器を備える、請求項２記載のＲＦＩＤシステム。
- 前記質問器が、指向性を有する送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら送信アンテナおよび受信アンテナを前記制御信号に対応して回転させ前記通信可能範囲を変更するローテータを備える、請求項１記載のＲＦＩＤシステム。 - 前記質問器が、複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナと、
これら複数グループの送信アンテナおよび受信アンテナから１グループを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備える、請求項１記載のＲＦＩＤシステム。 - 複数の質問器と、
これら複数のＲＦＩＤ質問器から１つを前記制御信号に対応して切り替え選択し前記通信可能範囲を変更する切り替え器を備える、請求項１記載のＲＦＩＤシステム。 - それぞれ固有の識別番号を記憶し無線周波数通信により質問に応答する複数の応答器と、これら応答器に対して質問し応答を受ける質問器との通信を制御し前記識別番号の番号空間をバイナリサーチし通信可能範囲の全応答器を識別する識別処理をホストコンピュータに実行させるためのＲＦＩＤ用プログラムにおいて、
前記識別処理が、通信可能範囲に対応した制御信号を生成して通信可能範囲を順に変更し変更前後の各通信可能範囲で前記番号空間をバイナリサーチして識別し、識別した応答器を不活性化することを特徴とするＲＦＩＤ用プログラム。 - 前記識別処理が、前記制御信号の初期化により通信可能範囲を初期状態にする範囲初期化ステップと、
前記番号空間の探査域を指定する探査基準を初期化設定し全ビットを不定値として全空間を指定する探査初期化ステップと、
前記探査基準に基づき質問を前記質問器にリクエスト送信させるリクエスト送信ステップと、
前記探査基準に合致した識別番号の応答器の応答を前記質問器に受信させる応答受信ステップと、
前記質問器が受信した応答受信番号に衝突が有ったか否かを判定する衝突判定ステップと、
この衝突判定ステップで衝突有りの場合、前記探査基準として前記応答受信番号の衝突不発生ビットをそのままに再設定し衝突発生ビットを２進固定値に順にそれぞれ再設定し前記リクエスト送信ステップに戻る再設定ステップと、
前記衝突判定ステップで衝突無しの場合、前記応答受信番号を通信可能範囲の応答器の識別番号として記憶する識別記憶ステップと、
識別記憶した応答器に不活性指示を送信させる不活性指示ステップと、
前記探査基準に基づき前記番号空間のバイナリサーチの終了を判定し未終了の場合、前記バイナリ設定ステップへ戻るサーチ終了判定ステップと、
このサーチ終了判定ステップで終了の場合、前記制御信号に基づき全ての通信可能範囲の終了を判定する全範囲終了判定ステップと、
この全範囲終了判定ステップで未終了の場合前記制御信号の変更により通信可能範囲を変更し前記探査初期化ステップへ戻る範囲変更ステップとを含む、請求項７記載のＲＦＩＤ用プログラム。
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