JP2005064653A - 無線通信式データ入力端末とその無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＥＥＥ８０２．１１を使用してコストを抑えながら、高速応答性と低消費電流を両立させた無線通信式データ入力端末とその無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信式データ入力装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線通信式のデータ通信を行うための無線通信部ＲＦ−Ｍと、処理装置と、複数のキースイッチを含む入力部と、表示部とを備え、アクセスポイント装置ＡＰを介してホストコンピュータＰＣとの間で無線データ通信を行う。無線通信部ＲＦ−Ｍは、アクセスポイント装置ＡＰから定期的に送信されるビーコンを受信するために定期的に所定期間だけ送受信可能な動作状態になると共に、アクセスポイント装置ＡＰに対してデータ送信をし、その応答であるデータをアクセスポイント装置ＡＰから受信するまでの期間は送受信可能な動作状態を維持し、それ以外の期間は低消費電流モードである休眠状態になる。
【選択図】図５

Description

本発明は、バーコード読取端末のような無線通信式データ入力端末とそのホストコンピュータのプログラムである通信制御モジュールに関する。

この種の無線通信式データ入力端末として、例えば商品の在庫管理に使用されるバーコード読取端末（バーコードスキャナ付ハンディターミナル）がある。店舗や倉庫等の屋内において、１又は複数の無線通信式のバーコード読取（データ入力）端末が使用され、陳列棚や保管棚に載置された商品のバーコードが読み取られる。読み取られたバーコードのデータは固定局（親機）を介してホストコンピュータに送信される。

固定局（親機）とホストコンピュータはシリアルインターフェイス又はＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）で有線接続される。固定局（親機）と無線通信式データ入力端末（子機）は、無線通信によって接続される。このような構成により、無線通信式データ入力端末とホストコンピュータとの間で双方向のデータ通信が行われる。なお、店舗や倉庫等の屋内全域における無線通信を可能とするために、通常は複数台の固定局（親機）が適切な場所に分散するように配置される（例えば特許文献１参照）。１又は複数の無線通信式データ入力端末が使用され、それぞれの無線通信式データ入力端末（子機）は、近くの固定局（親機）と無線通信を行うことになる。

上記のような従来の無線通信システムでは、専用の無線通信モジュール（複数の集積回路を含む）が無線通信式データ入力端末（子機）及び親機の無線通信部に使用されていた。このことは、コスト低減にとって障害となっていた。また、ユーザが安価な市販製品を利用することの妨げとなっていた。

一方、近年のコンピュータネットワーク技術の進展に伴う無線ＬＡＮの普及には目覚しいものがあり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等のＩＥＥＥ８０２．１１をはじめとする無線ＬＡＮの規格に対応した各種製品が広く使用されるようになってきた。この無線ＬＡＮを構築するための固定局（親機）であるアクセスポイント装置が比較的安価で市販されている。

このような安価なアクセスポイント装置を上記のような無線通信式データ入力端末（バーコードスキャナ付ハンディターミナル）の無線システムに流用することができれば、従来よりも安価にシステム全体を構築することができる。また、ユーザがアクセスポイント装置を購入して追加することが容易になり、その際のユーザのコスト負担が少なくて済む。

しかし、汎用の無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した市販のアクセスポイント装置は、もともと無線ハンディターミナル用に作られたものではないので、高速応答性と低消費電流を両立させることが困難であった。特に、子機（ハンディターミナル）と親機（アクセスポイント装置）との距離が長くなると急に応答速度が遅くなる問題があった。
特開平９−２３７３１０号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑み、汎用の無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１を使用してコストを抑えながら、高速応答性と低消費電流を両立させた無線通信式データ入力端末とその無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明による無線通信式データ入力端末は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等のＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線通信式のデータ通信を行うための無線通信部と、処理装置と、複数のキースイッチを含む入力部と、表示部とを備え、アクセスポイント装置を介してホストコンピュータとの間で無線データ通信を行う無線通信式データ入力装置であって、前記無線通信部は、前記アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコン（ビーコンパケット又はビーコンフレームともいう）を受信するために定期的に所定期間だけ送受信可能な動作状態になると共に、前記アクセスポイント装置に対してデータ送信をし、その応答であるデータを前記アクセスポイント装置から受信するまでの期間は送受信可能な動作状態を維持し、それ以外の期間は低消費電流モードである休眠状態になることを特徴とする。

好ましい実施形態において、無線通信式データ入力端末は前記処理装置に実行させるユーザアプリケーション（プログラム）が使用可能な関数として無線送信命令を備え、前記ユーザアプリケーションにおいて前記無線送信命令を実行することにより、前記無線通信部が前記アクセスポイント装置に対してデータ送信をすると共に、その応答であるデータを前記アクセスポイント装置から受信するまでの期間は前記無線通信部が送受信可能な動作状態に維持される。

また、上記のような無線通信式データ入力装置と、前記アクセスポイント装置と、ホストコンピュータとを有する本発明の無線通信システムは、前記アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコンに対する無線無線通信式データ入力装置側の受信間隔を通常より長い５００ｍｓ程度に設定したことを特徴とする。

好ましい実施形態において、本発明の無線通信システムは、通信速度を通常より遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定したことを特徴とする。更に好ましい実施形態において、本発明の無線通信システムを構成する無線通信式データ入力装置が無線通信式のバーコードスキャナ付ハンディターミナルである。

上記のような構成の無線通信式データ入力装置によれば、汎用の無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等のＩＥＥＥ８０２．１１を使用してコストを抑えながら、高速応答性と低消費電流を両立させることが可能になる。つまり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等のＩＥＥＥ８０２．１１で定められたビーコンを定期的に受信するための期間とアクセスポイント装置に対するデータ送信からデータ受信までの期間以外の期間は無線通信部が休眠状態になることによって低消費電流が実現される。しかも、無線通信部がデータ送信を行った後、その応答としてのデータ受信があるまでの期間は送受信可能な動作状態を維持することによって高速応答が実現される。これにより、複数の無線通信式データ入力装置が同時に使用される環境でも高速応答によって作業効率の低下が防止され、かつ、小容量のバッテリーでも長時間の連続使用が可能となる。

また、無線通信式データ入力端末の処理装置に実行させるユーザアプリケーションが使用可能な関数として無線送信命令が備えられ、ユーザアプリケーションにおいて無線送信命令を実行するだけで、無線通信部がデータ送信をした後、その応答を受信するまでの期間、送受信可能な動作状態に維持されるので、ユーザアプリケーション（プログラム）の開発に際して低消費電流を特に意識したプログラミングを行わなくても低消費電力が容易に実現される。

また、このような無線通信式データ入力装置とアクセスポイント装置を含む無線通信システムにおいて、アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコンに対する無線通信式データ入力装置側の受信間隔を通常（１００ｍｓ程度）より長い５００ｍｓ程度に設定することにより、一層の低消費電流化を実現することができる。通常のＬＡＮの場合と異なり、バーコードスキャナ付ハンディターミナルのような無線通信式データ入力装置の無線通信システムの場合は、無線通信式データ入力装置側からデータ送信を開始する場合がほとんどであるので、アクセスポイント装置から送信されるビーコンに対する無線通信式データ入力装置側の受信間隔を長くしても支障がない。それによってビーコンを定期的に受信するために無線通信部が送受信可能な動作状態になる期間の割合が小さくなるので、平均消費電流が低減する。

また、そのような無線通信システムの通信速度を通常（１１Ｍｂｐｓ）より遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定することによっても、一層の低消費電流を実現することができる。通常のＬＡＮにおいて大量のデータストリームを転送する場合は、通信速度（データ転送速度）が高いほど短時間で転送が完了するので好ましい。しかし、バーコードスキャナ付ハンディターミナルのような無線通信式データ入力装置の無線通信システムの場合は、大量のデータを一度に送信することはまれである。例えば、バーコードの読取データを含む１回分の送信データは高々数百バイトである。むしろ、無線通信式データ入力装置から送信したデータがアクセスポイント装置を介してホストコンピュータに受信され、その応答がホストコンピュータからアクセスポイント装置を介して無線通信式データ入力装置に返されるまでの応答時間が短いことが重要である。そこで、通信速度を通常より遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定することによって、通信速度とトレードオフの関係にある通信可能距離を長くする。こうすることにより、通信エラーが生じたときの再送信の回数を低減し、結果的に平均消費電流を低減することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例に係る無線通信式データ入力端末の一種であるバーコードスキャナ付ハンディターミナルを用いたシステムのブロック図である。本システムの基本構成は、１台のホストコンピュータ１、複数台のアクセスポイント装置２、及び複数台のハンディターミナル３からなる。ホストコンピュータ１は、イーサネット（登録商標）を用いたＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）４を介して複数のアクセスポイント装置２に接続されている。本システムではアクセスポイント装置２が無線通信の固定局（親局）に相当し、ハンディターミナル３が移動局（子局）に相当する。

ホストコンピュータ１はＣＲＴ（陰極線管）やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のような表示装置１１、キーボードやマウス等の入力装置１２を備え、これらがユーザインターフェイス１３を介して内部バス１４に接続されている。内部バス１４には、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１５、記憶装置（主メモリ、補助記憶装置を含む）１６、ＬＡＮ制御部１７等も接続されている。このようなホストコンピュータ１として、通常はパーソナルコンピュータが用いられる。また、ＬＡＮ４には通常、１又は複数の他のコンピュータ１’も接続され、相互にデータファイルの交換等を行うことができる。

アクセスポイント装置２は、ＬＡＮ制御部２１を備え、ＬＡＮ４を介してホストコンピュータ１に接続されている。また、無線通信部２２を備え、無線通信によって複数のハンディターミナル３との通信を行う。これにより、各ハンディターミナル３はアクセスポイント装置２を介してホストコンピュータ１とデータ通信を行うことができる。

なお、図１のシステム構成の他に、ホストコンピュータ１とアクセスポイント装置２との接続をシリアル通信（ＵＳＢ等）を用いて行うシステム構成もある。また、無線通信のプロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮの方式を採用しており、アクセスポイント装置２には、市販されている無線ＬＡＮ用アクセスポイント装置を使用することができる。

ホストコンピュータ１とハンディターミナル３との通信が店舗や倉庫等の所定範囲内で支障無く行われるように、通常は複数のアクセスポイント装置２が設置される。また、無線通信にとって障害物となり得るパーティションや棚、机等の位置を考慮に入れて、適切な場所に分散させて複数のアクセスポイント装置２を設置する。

ハンディターミナル３は、アクセスポイント装置２を介してホストコンピュータ１との間で無線通信を行うための無線通信部３１、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ、処理装置に相当する）３２、プログラム格納用のメモリであるＲＯＭ３３、データ格納用のメモリであるＲＡＭ３４、及びユーザインターフェイス３５を備え、これらがバス３６で相互に接続されている。ユーザインターフェイス３５には、バーコード入力部（データ入力部）やキー入力部を含む入力部３７と液晶表示器（ＬＣＤ、表示部に相当する）３８が接続されている。

図２に、ハンディターミナル３の外観を示す。ハンディターミナル３はアクセスポイント装置２との無線通信に使用されるアンテナ（図示せず）を内蔵している。ハンディターミナル３の先端側にはバーコードを読み取るためのバーコードスキャナが内蔵され、読み取り光の照射及び反射光の受光のための窓部４０が設けられている。略中央上面にはＬＣＤ３８の表示画面が設けられている。また、ＬＣＤ３８の上側にはハンディターミナル３の動作状態を示すＬＥＤインジケータ４１が設けられている。

ＬＣＤ３８の下側には電源スイッチ４２、ファンクションスイッチ４３等が設けられ、その下にはバーコードスキャナの起動スイッチ（バーコード読取用スイッチ）４５が設けられている。これらのスイッチに加えて、テンキーと種々のファンクションキーを含むキー入力部４４が設けられている。

上記のような構成の無線通信システムにおいて、前述のように、システムが設置され使用される場所（部屋）に応じてアクセスポイント装置２の設置台数及び設置場所を適切に決める必要がある。例えば、部屋の広さや電波障害物の有無等を考慮に入れて、複数のアクセスポイント装置２を適切な場所に分散させて配置し、部屋の全域でハンディターミナル３が障害なく使用できるようにする必要がある。

使用環境によっては、電波障害物となる壁や棚等の影響でハンディターミナル３とアクセスポイント装置２との通信ができなくなるエリアが発生する場合がある。あるいは、通信できてもスループットが極端に悪い場合がある。このような通信障害を回避するために、複数のアクセスポイント装置２を適切な場所に分散させて配置する必要がある。

前述のように、本実施例の無線通信システムでは無線通信のプロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮの方式を採用している。これによって、アクセスポイント装置２には、市販されている比較的安価な無線ＬＡＮ用アクセスポイント装置を使用することができる。しかし、単に汎用の無線ＬＡＮ用アクセスポイント装置を使用して無線通信システムを構築したのでは、バーコードスキャナ付ハンディターミナル（無線通信式データ入力端末）３に最適の無線システムとはならない。このような用途では、ハンディターミナル３を用いてバーコード読取作業を行う際の高速応答性が重要である。また、充電式のバッテリーを電源として動作するハンディターミナルにあっては、消費電力（消費電流）が少なく、一回の充電で長時間使用できることも重要である。本発明の無線通信式データ入力端末及びその無線通信システムでは、以下に説明するような工夫により、高速応答性と低消費電流の両立を実現している。

図３は、第１比較例に係る無線通信システムのシーケンス図である。この図に基づいて、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮをそのまま無線通信システムに適用した場合の問題点について説明を加える。この際、ハンディターミナル３等の一般的な動作について補足説明を行いながら、最後に問題点の説明を行う。

図３において、上端に並べられた記号ＨＴ、ＡＰ及びＰＣはそれぞれハンディターミナル３、アクセスポイント装置２及びホストコンピュータ１を表している。また、記号ＡＰＩはハンディターミナル（ＨＴ）３のアプリケーション・プログラム・インターフェイスを表し、ＲＦ−Ｍはハンディターミナル（ＨＴ）３の無線通信部３１を表している。それぞれの記号から下方に延びる直線は時間軸を表す。但し、一定の時間間隔ではなく適宜スケールを変更している。また、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の電流の変化が太線のグラフで示されている。このグラフにおけるＩｏｐは送受信時の電流を示している。アプリケーション・プログラム・インターフェイス（ＡＰＩ）は、ユーザアプリケーション（プログラム）が使用可能なインターフェイスモジュールであり、例えばＣ言語の関数で提供される。

図３において、それぞれの記号で示された各部の間に延びる横方向（斜め方向）矢印線は各部間でやりとりされるデータ等を示している。ハンディターミナル（ＨＴ）３のＡＰＩとＲＦ−Ｍとのやりとりはハンディターミナル３の内部におけるＭＰＵ３２と無線通信部３１との信号の授受に相当する。ハンディターミナル（ＨＴ）３のＲＦ−Ｍとアクセスポイント装置（ＡＰ）２とのやりとりは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した無線通信によって行われ、アクセスポイント装置（ＡＰ）２とホストコンピュータ（ＰＣ）１とのやりとりは有線通信によって行われる。ハンディターミナル（ＨＴ）３、アクセスポイント装置（ＡＰ）２及びホストコンピュータ（ＰＣ）１の無線及び有線による通信は、いずれもＴＣＰ／ＩＰプロトコルによって行われる。

ユーザアプリケーションが起動すると、各種の初期化が行われる。その中にはＲＦ初期化（ステップ＃１０１）が含まれる。ＲＦ初期化では、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１がアクセスポイント装置（ＡＰ）２との間で認証処理（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）及び接続処理（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を実行し（ステップ＃１０２）、これによってハンディターミナル（ＨＴ）３とアクセスポイント装置（ＡＰ）２との無線通信が可能になる。

ＲＦ初期化を含む各種初期化が完了すると、ハンディターミナル３はユーザアプリケーションによってＬＣＤ３８に初期画面を表示し、ユーザによるバーコード読取を待つ状態になる。バーコードが読み取られると、ユーザアプリケーションはＳＥＮＤ関数を使用して、読み取ったバーコードのデータ（バーコードデータ）を無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１に渡し（ステップ＃１０３）、無線通信によってアクセスポイント装置（ＡＰ）２へ送信する。

アクセスポイント装置（ＡＰ）２を介してバーコードデータを受信した（ステップ＃１０４）ホストコンピュータ（ＰＣ）１は、取得したバーコードデータに基づく所定の処理を実行する。例えば、棚卸処理の場合は、台帳に相当するデータベースに、チェックマークに相当する論理値を書き込む。その後、ハンディターミナル３のＬＣＤ３８に表示させる画面のデータを作成し、ＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ、肯定応答）信号と共にアクセスポイント装置（ＡＰ）２を介してハンディターミナル３へ送信（返信）する（ステップ＃１０５）。

返信データ及びＡＣＫ信号を受信したハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルにしたがってＡＣＫ信号をアクセスポイント装置（ＡＰ）２に返す（ステップ＃１０６）。また、ＲＥＣＶ関数の実行によって返信データがユーザアプリケーションに渡される（ステップ＃１０７）。なお、データ送信のためのＳＥＮＤ関数とデータ受信のためのＲＥＣＶ関数を一つの関数ＲＥＣＶ−ＳＥＮＤにまとめてもよい。この場合は、読み取ったバーコードデータをユーザアプリケーションが引数に渡し、受信した画面用のデータが戻り値としてユーザアプリケーションに返されることになる。返信データ（画面用のデータ）を受け取ったユーザアプリケーションは、そのデータにしたがってＬＣＤ３８の表示画面を更新し、再びユーザによるバーコード読取を待つ状態になる。

新たなバーコードが読み取られると、再び上記のようなＳＥＮＤ関数及びＲＥＣＶ関数の実行が繰り返される。ユーザによって電源オフの操作が行われると、繰り返し処理のループを抜けて終了（クローズ）処理が実行される（ステップ＃１０８）。これに伴ってハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１とアクセスポイント装置（ＡＰ）２との間で終了処理が完了すると、両者間の無線通信経路は遮断される。再度無線通信を開始するにはステップ＃１０１のＲＦ初期化（ステップ＃１０２の認証処理及び接続処理）からやり直す必要がある。

図３において、ＲＦ−Ｍの電流のグラフが示すように、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の電流は、ＲＦ初期化に伴って０から送受信時の電流Ｉｏｐに変化し、終了処理が完了するまでその電流を維持している。つまり、初期化から終了処理までの間は無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３が常に送受信可能な動作状態となっている。したがって、高速通信には適しているが、消費電流は多い。つまり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮをそのままハンディターミナル３の無線通信システムに適用した場合の問題点は、ハンディターミナル３の消費電流が多いことである。換言すれば、充電式のバッテリーを電源として動作するハンディターミナル３にあって、一回の充電で使用できる時間が短いことが欠点である。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮでは、親機であるアクセスポイント装置２はビーコン（Ｂｅａｃｏｎ、ビーコンパケット又はビーコンフレーム）と呼称される目印の電波信号を一定間隔で発信する。子機であるハンディターミナル３は、このビーコンを定期的に受信することにより、通信可能なアクセスポイント装置２が存在し、論理的な通信経路が確保されていることを認識する。ビーコンを所定期間受信できなかった場合は、ハンディターミナル３は通信可能なアクセスポイント装置２が存在しなくなったと判断し、その旨をＡＰＩを通してユーザアプリケーションに通知する。あるいは、別の周波数チャンネルをサーチする動作に移行する。

図３に示した例では、ビーコンの送信間隔が通常の１００ミリ秒に設定されているが、この送信間隔を変えてもハンディターミナル３（の無線通信部３１）の消費電流は変化しない。つまり、後述する本発明の構成のようにビーコンの送信間隔を長くすることによって消費電流を低減する効果は図３の構成では得ることができない。

また、前述のように、無線通信及び有線通信にＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用しているので、ホストコンピュータ（ＰＣ）１からアクセスポイント装置（ＡＰ）２を介して返信データを受信したハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、アクセスポイント装置（ＡＰ）２に対してＡＣＫ信号を返す。このようなＡＣＫ信号は論理的には省略することができるが、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを使用している限りは、それにしたがってＡＣＫ信号を返す必要がある。このような無用のＡＣＫ送信が増えると、それによって無線パケットが増加し、その結果、消費電流の増加につながる再送が増加する可能性が高くなる。

図４は、第２比較例に係る無線通信システムのシーケンス図である。この例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定されているパワーセーブ機能を使用した場合を示している。パワーセーブ機能は、ドーズ（Ｄｏｚｅ）モードと呼称される低消費電流モードに移行することによって実現する。このドーズモードにおいて、ハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、アクセスポイント装置（ＡＰ）２から一定間隔で飛来するビーコンを上位モジュールからの指令無しで自動的に受信すると共に、他の期間はいわば休眠（Ｄｏｚｅ）状態に入って消費電流を節約する。このドーズモードでは、定期的にビーコンを受信することによって論理的な通信経路が維持されるので、前述のＲＦ初期化（認証処理及び接続処理）を実行しなくても直ちにデータ送信を行うことができる。

図４において、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の電流の変化が太線のグラフで示されている。このグラフにおけるＩｏｐは、図３の場合と同様に、送受信時の電流を示している。また、Ｉｄｏｚｅがドーズモードにおけるパワーセーブ時の電流を示している。

図４のシーケンス図において、ステップ＃２０１からステップ＃２０５に至る処理は図３におけるステップ＃１０１からステップ＃１０５に至る処理と同様である。但し、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の電流の変化を示すグラフから分かるように、ステップ＃２０２の認証及び接続が完了すれば無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は送受信可能な動作状態から休眠（Ｄｏｚｅ）状態に移行する。また、ステップ＃２０３の処理にしたがって無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１からアクセスポイント装置（ＡＰ）２への無線送信が行われるときは、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は休眠状態から送受信可能な動作状態に移行し、無線送信の完了に伴って休眠状態に戻る。

また、アクセスポイント装置（ＡＰ）２から一定間隔で飛来するビーコンを受信する際に、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、内部クロックにしたがって休眠状態から送受信可能な動作状態に移行し、所定期間経過後に休眠状態に戻る。なお、一定間隔でビーコンを送信するためのアクセスポイント装置（ＡＰ）２の内蔵クロックと、そのビーコンの飛来の直前に送受信可能な動作状態に移行するための無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１（ハンディターミナル３）の内部クロックとの間で、定期的に時刻合わせが行われる。

無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１が休眠（Ｄｏｚｅ）状態のときは無線電波を受信することができないので、アクセスポイント装置（ＡＰ）２は、ビーコンを送信するときに送信データを付加して送信する。したがって、図４において、アクセスポイント装置（ＡＰ）２がホストコンピュータ（ＰＣ）１から受信した返信データ（ステップ＃２０５）は、一旦アクセスポイント装置（ＡＰ）２に保存され、次のビーコン送信の際にビーコンに返信データを付加したものがハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１に送信される（ステップ＃２０６）。この後、ＲＥＣＶ関数の実行（コール）によって返信データがユーザアプリケーションに渡される（ステップ＃２０７）。

したがって、返信データがホストコンピュータ（ＰＣ）１からハンディターミナル３に受信されるまでの時間が長くなり、結果としてハンディターミナル３のユーザアプリケーションによるＳＥＮＤ関数の実行からＲＥＣＶ関数の実行までに相当する応答時間が長くなる。図４の例ではビーコンに対する無線通信式データ入力装置側の受信間隔が通常の１００ミリ秒に設定されており、応答時間は最大１００ミリ秒近くまでなる可能性がある。１００ミリ秒より長いビーコンの送信間隔を設定した場合は、それに応じて応答時間の最大値も長くなる。前述のように、ハンディターミナル３の無線システムにおいては応答時間ができるだけ短いことが要求される。

すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに準拠した汎用の無線ＬＡＮをハンディターミナル３の無線通信システムに適用し、パワーセーブ機能を使用することによって低消費電流化を図る場合の問題点は、応答時間が長くなることである。応答時間が長くなれば、バーコードの読取作業の効率が低下すると共に、ユーザが感じるストレスが大きくなる。

なお、図４においても、無線通信及び有線通信にＴＣＰ／ＩＰプロトコルが使用されている。したがって、ホストコンピュータ（ＰＣ）１からアクセスポイント装置（ＡＰ）２を介して返信データを受信した（ステップ＃２０６）ハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、アクセスポイント装置（ＡＰ）２に対してＡＣＫ信号を返す必要がある。また、ステップ＃２０８からステップ＃２０９に至る終了処理は、図３におけるステップ＃１０８からステップ＃１０９に至る終了処理と同様である。

図５は、本発明の実施例に係る無線通信システムのシーケンス図である。この実施例では、汎用の無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｂをそのまま使用するのではなく改変して使用することにより、システム構築のコストを抑えながら、高速応答性と低消費電流を両立させている。

図５において、図３及び図４と同様に、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の電流の変化が太線のグラフで示されている。このグラフにおけるＩｏｐは送受信時の電流を示し、Ｉｄｏｚｅはドーズモードにおけるパワーセーブ時の電流を示している。この実施例の特徴の一つは、図４の比較例と同様にドーズモードを使用して低消費電流化を図りながら、その問題点である応答時間を短縮するために、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１がデータ送信の後に、その応答である返信データをアクセスポイント装置（ＡＰ）２から受信するまでの期間は送受信可能な動作状態を維持するようにしたことにある。

また、図５において、アプリケーション・プログラム・インターフェイス（ＡＰＩ）は、図３及び図４と異なり、具体的な関数名を記載している。例えば、図３のステップ＃１０１又は図４におけるステップ＃２０１のＲＦ初期化に相当する関数としてｂｔＲｆＯｐｅｎが実行される（ステップ＃３０１）。ステップ＃３０２の認証処理及び接続処理については、図４のステップ＃２０２で説明した内容と同様である。

ステップ＃３０３では、図３及び図４の関数ＳＥＮＤに相当する関数ｂｔＲｆＳｎｄＤａｔａが実行される。これにより、読み取ったバーコードデータが無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１に渡され、アクセスポイント装置（ＡＰ）２を介してホストコンピュータ（ＰＣ）１に送信される（ステップ＃３０４）。ホストコンピュータ（ＰＣ）１は、前述のように、取得したバーコードデータに基づく所定の処理を実行し、生成した返信データをＡＣＫ信号と共にアクセスポイント装置（ＡＰ）２を介してハンディターミナル３へ送信（返信）する（ステップ＃３０５）。

ステップ＃３０３における関数ｂｔＲｆＳｎｄＤａｔａの実行は、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１がデータ送信を行った後、その応答である返信データをアクセスポイント装置（ＡＰ）２から受信するまでの期間は無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１を送受信可能な動作状態に維持するための命令を兼ねている。したがって、アクセスポイント装置（ＡＰ）２は、図４の第２比較例と異なり、ホストコンピュータ（ＰＣ）１から返信データ（及びＡＣＫ信号）を受信したら直ぐに無線通信によってそのデータをハンディターミナル３へ送信する（ステップ＃３０６）。したがって、図４の第２比較例の場合のように返信データがハンディターミナル３の無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１によって受信されるまでに大きな遅延時間が発生することは無く、図３の第１比較例と同様に短い応答時間が確保される。

返信データを受信した無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１は、ＡＰＩを介してユーザアプリケーションにデータを受信したことの通知（データ受信通知）を行う（ステップ＃３０７）。そして、ユーザアプリケーションが関数ｂｔＲｆＲｃｖＤａｔａを実行（コール）することによって（ステップ＃３０８）、ＡＰＩから受信データ取出要求が無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１に渡る。その結果、受信データが無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１からＡＰＩを介してユーザアプリケーションに渡される（ステップ＃３０９）。

したがって、ユーザアプリケーションは、ＡＰＩで２つの関数ｂｔＲｆＳｎｄＤａｔａ及びｂｔＲｆＲｃｖＤａｔａをコールするだけで高速応答と低消費電流が実現される。つまり、ユーザアプリケーションの開発において、プログラミング上特別な工夫をすることなく、高速応答と低消費電流を実現することができる。

例えば、従来のようにＩＥＥＥ８０２．１１に準拠しない専用の無線通信モジュールを用いた場合は、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１の動作状態と非動作状態を切り替えるコマンドをＡＰＩとして提供し、ユーザアプリケーションの開発者がそれをきめ細かく実行することによって待機時の消費電力を抑えることが可能である。しかし、そのようなハードウェア動作に関係するプログラミング上の工夫を通常のソフトウェア技術者に要求することは困難な場合が多い。

また、図３の第１比較例において、ＲＦ初期化と終了処理をきめ細かく行うことによって待機時の消費電力を抑えることも考えられる。しかし、この場合はＲＦ初期化と終了処理に時間がかかるので、やはり高速応答の実現が難しくなる。これは、処理ループの中にＲＦ初期化、ＳＥＮＤ、ＲＥＣＶ、及び終了処理をすべて含める必要が生じるからである。一般に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのような汎用の規格では初期化に多くの処理が必要であり、その分だけ長い処理時間を要する。

なお、図５に示した実施例では、ハンディターミナル（ＨＴ）３、アクセスポイント装置（ＡＰ）２及びホストコンピュータ（ＰＣ）１の無線及び有線による通信は、いずれもＵＤＰプロトコルによって行われる。ＵＤＰプロトコルはＴＣＰ／ＩＰプロトコルに比べて手続が簡略化されており、図５のステップ＃３０６でアクセスポイント装置（ＡＰ）２から返信データを受信した無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１が、アクセスポイント装置（ＡＰ）２に対してＡＣＫ信号を返す必要は無い。したがって、無用のＡＣＫ送信がなくなるので無線パケットの増加が抑えられ、その結果、消費電流の増加につながる再送の増加が抑えられる。また、ステップ＃３１０からステップ＃３１１に至る終了処理は、図４におけるステップ＃２０８からステップ＃２０９に至る終了処理と同様である。

図５の実施例では、有効なビーコン受信間隔、つまり、アクセスポイント装置から送信されるビーコンに対する無線通信式データ入力装置側の受信間隔が５１２ミリ秒に設定されている。より詳細には、図５に図示する５１２ミリ秒間隔の受信タイミングの間には、図示しない約１００ミリ秒間隔で４つのビーコンがアクセスポイント装置側から送信されているものの、無線通信式データ入力装置側の受信間隔が５１２ミリ秒、つまりアクセスポイント装置側からのビーコン送信を５回に１回受信するようなタイミング：５１２ミリ秒に設定されている。このため、図３及び図４の比較例における約１００ミリ秒間隔に比べ、実質的に、無線通信式データ入力装置側の受信間隔が長くなっている。この有効なビーコン受信間隔（無線通信式データ入力装置側の受信間隔）をＤＴＩＭ周期と呼ぶ。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂにおいて、標準的なＤＴＩＭは１００ミリ秒程度であるが、市販のアクセスポイント装置２の中にはＤＴＩＭ周期が可変であるものがある。この場合、本実施例のように有効なビーコン受信間隔が長くなるように設定することにより、一層の低消費電流化を実現することができる。これは、図５から分かるように、ビーコンを定期的に受信するために無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１が送受信可能な動作状態になる期間の割合が小さくなる（間隔が長くなる）ので、平均消費電流が低減するからである。

なお、ホストコンピュータ（ＰＣ）１からアクセスポイント装置（ＡＰ）２を介してハンディターミナル３へデータを送信する場合は、無線通信部（ＲＦ−Ｍ）３１が送受信可能な動作状態にあるときに送信する必要がある。つまり、ハンディターミナル３がホストコンピュータ（ＰＣ）１からの返信データを待っている期間以外は、図４の第２比較例のように、ビーコンにデータを付加して送信する必要がある。しかし、ハンディターミナル３の無線通信システムにあっては、ハンディターミナル３からデータ送信を開始する場合がほとんどであり、ホストコンピュータ１からデータ送信を開始する場合はまれであるので、上記のように有効なビーコン受信間隔（無線通信式データ入力装置側の受信間隔）を長くしても特に支障は無い。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂの標準的な通信速度は１１Ｍｂｐｓ（最大速度）であるが、本実施例では、通信速度を遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定する。これにより、一層の低消費電流を実現することができる。通常の無線ＬＡＮのように大量のデータストリームを転送する場合は、通信速度（データ転送速度）が高いほど短時間で転送が完了するので好ましい。しかし、本実施例のハンディターミナル３を用いた無線通信システムの場合は、大量のデータを一度に送信することはまれである。例えば、バーコードデータを含む１回分の送信データは高々数百バイトである。むしろ、前述のように、ハンディターミナル３から送信したデータがアクセスポイント装置２を介してホストコンピュータ１に受信され、その応答がホストコンピュータ１からアクセスポイント装置２を介してハンディターミナル３に返されるまでの応答時間が短いことが重要である。そこで、通信速度を通常より遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定することによって、通信可能距離を長くする。こうすることにより、通信エラーが生じたときの再送信の回数を低減し、結果的に平均消費電流を低減することができる。

なお、通信速度と通信可能距離はトレードオフの関係にある。例えば、一実施例で使用した市販のアクセスポイント装置２は、通信速度を１１Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ及び１Ｍｂｐｓの４段階に切り替えて設定することができ、それぞれの通信速度における通信可能範囲の例は約１０ｍ、１０ｍ〜数１０ｍ、数１０ｍ〜１００ｍ、及び１００ｍ以上となっている。

以上、本発明の実施例として、バーコードスキャナ付ハンディターミナルを用いたシステムについて説明したが、本発明はこの実施例に限らず、バーコードスキャナ付ハンディターミナル以外の無線通信式データ入力端末を用いたシステムにも適用することができる。

本発明の実施例に係る無線通信式データ入力端末の一種であるバーコードスキャナ付ハンディターミナルを用いたシステムのブロック図である。 ハンディターミナルの外観を示す図である。 第１比較例に係る無線通信システムのシーケンス図である。 第２比較例に係る無線通信システムのシーケンス図である。 本発明の実施例に係る無線通信システムのシーケンス図である

符号の説明

１ ホストコンピュータ
２ アクセスポイント装置
３ ハンディターミナル（無線通信式データ入力装置）
３１ 無線通信部
３２ マイクロプロセッサ（処理装置）
３７ 入力部
３８ ＬＣＤ（表示部）

Claims (5)

1. ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線通信式のデータ通信を行うための無線通信部と、処理装置と、複数のキースイッチを含む入力部と、表示部とを備え、アクセスポイント装置を介してホストコンピュータとの間で無線データ通信を行う無線通信式データ入力装置であって、
   前記無線通信部は、前記アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコンを受信するために定期的に所定期間だけ送受信可能な動作状態になると共に、前記アクセスポイント装置に対してデータ送信をし、その応答であるデータを前記アクセスポイント装置から受信するまでの期間は送受信可能な動作状態を維持し、それ以外の期間は低消費電流モードである休眠状態になることを特徴とする無線通信式データ入力装置。
2. 前記処理装置に実行させるユーザアプリケーションが使用可能な関数として無線送信命令を備え、前記ユーザアプリケーションにおいて前記無線送信命令を実行することにより、前記無線通信部が前記アクセスポイント装置に対してデータ送信をすると共に、その応答であるデータを前記アクセスポイント装置から受信するまでの期間は前記無線通信部が送受信可能な動作状態に維持されることを特徴とする
   請求項１記載の無線通信式データ入力装置。
3. 請求項１又は２記載の無線通信式データ入力装置と、前記アクセスポイント装置と、ホストコンピュータとを有する無線通信システムであって、
   前記アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコンに対する無線通信式データ入力装置側の受信間隔を通常より長い５００ｍｓ程度に設定したことを特徴とする無線通信システム。
4. 通信速度を通常より遅い２Ｍｂｐｓ又は１Ｍｂｐｓに設定したことを特徴とする
   請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記無線通信式データ入力装置が無線通信式のバーコードスキャナ付ハンディターミナルであることを特徴とする
   請求項３又は４記載の無線通信システム。

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