JP2005289605A - 物品管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＦＩＤタグを利用した管理対象物品の一括認識と物品位置の位置把握を確実、容易にする。
【解決手段】多数の管理対象物品Ｘを台車１の２段に４行、５列配置で載せ、この台車の移送方向の両側にリーダ・ライタ４Ａ〜４Ｄを配置し、物品に付されたＲＦＩＤタグ２との交信で当該物品の管理情報を読み取り／書き込みを行う。物品管理装置６は、台車の移送に合わせて、各リーダ・ライタに物品の管理情報の読み取りまたは書き込みコマンドを順次送信し、各リーダ・ライタから得る台車上の各物品のＲＦＩＤタグに書き込まれた物品管理情報から管理対象物品を一括認識する。
物品管理装置は物品管理情報と台車位置情報を解析して管理対象物品の位置を把握する。台車の移送位置を検出して物品の位置情報を得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグ（非接触ＩＣタグ）を利用した物品管理システムに係り、特にＲＦＩＤタグを付した多数の対象物（物品）の一括認識とそれらの位置把握を行うシステムに関する。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグは、ＩＣチップと小型アンテナを内蔵し、カード、ラベル、スティック等の形状をもつタグとして構成されている。ＲＦＩＤタグ内のＩＣチップには、リーダ・ライタを使用して、対象物の識別情報やタグ識別情報等を電波を利用して書き込み、また、電波を利用して対象物の識別情報等を読み取ってその認識を可能としている（例えば、特許文献１参照）。

ＲＦＩＤタグは、物品の自動認識に用いることができる点で、物品に付されたバーコードとしばしば比較されるが、汚れや環境耐久性に強いこと、マイクロプロセッサ等を搭載したリーダ・ライタによって複数タグの同時読み取りが可能であること、追加書き込みなどリライトが可能であることなどの利点があるため、バーコードの単なる代替手段としての利用のみならず、多様な用途での利用が可能となる。

例えば、酪農における個体識別管理、貨物のコンテナ管理、食堂の清算、アパレル分野での商品管理など、様々な分野で利用されており、最近は複数の企業や業種をまたがる大規模システムの実用化実験も行われている。
特開２００３−２９６４１５号公報

前記のように、ＲＦＩＤタグには、リーダ・ライタによって複数のタグを一括して読み書きできるという特徴がある。しかし、ＲＦＩＤタグとリーダ・ライタの通信に利用する電波の周波数やリーダ・ライタの電波出力には電波法の規制があるため、原状ではＲＦＩＤタグとリーダ・ライタが交信できる距離はせいぜい数メートル以下である。

電波法を改正して長距離通信を可能にしようとする動きもあるが、高出力のリーダ・ライタは高価であり、かつ電波が人体に及ぼす影響も無視できない。

また、リーダ・ライタによって複数のＲＦＩＤタグの一括読み取りを行った場合、データが読み取られたＲＦＩＤタグがリーダ・ライタの交信可能範囲内に存在したということは保証されるが、基本的にそれぞれのＲＦＩＤタグの位置情報（すなわち物品の位置情報）などは得られないし、読み落としたＲＦＩＤタグが存在する可能性がある。

本発明の目的は、ＲＦＩＤタグを利用した管理対象物品の一括認識と物品の位置把握を確実、容易にする物品管理システムを提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、それぞれＲＦＩＤタグを付した多数の管理対象物品を台車に１段以上で各段に複数行、複数列配置で載せ、この台車の移送路の両側に配置した近距離通信用のリーダ・ライタの前方に物品が移送されたときにそのＲＦＩＤタグからの情報を順次読み取り、リーダ・ライタから得る台車上の各物品のＲＦＩＤタグに記録された物品管理情報から管理対象物品の一括認識、さらに台車位置情報との組み合わせから各管理対象物品の位置を把握するようにしたもので、以下のシステムを特徴とする。

（１）多数の管理対象物品にそれぞれＲＦＩＤタグを付し、ＲＦＩＤタグに記録された物品識別情報をリーダ・ライタで読み取って各管理対象物品を管理する物品管理システムであって、
１段または複数段を有し、各段に多数の管理対象物品を複数行、複数列配置で載せて移送する台車と、
前記台車の移送方向の両側に配置され、前記台車で移送される管理対象物品が前方に位置した各行別に複数列の物品に付されたＲＦＩＤタグとの交信で当該物品の管理情報を読み取り／書き込みできる近距離通信用の複数のリーダ・ライタと、
前記台車の移送に合わせて、前記各リーダ・ライタに物品の管理情報の読み取りコマンドを順次送信し、前記各リーダ・ライタから得る台車上の各管理対象物品のＲＦＩＤタグに書き込まれた物品の管理情報から管理対象物品を一括認識する物品管理装置とを備えたことを特徴とする。

（２）前記物品管理装置は、各リーダ・ライタから得る台車上の各物品のＲＦＩＤタグに書き込まれた物品管理情報と、前記リーダ・ライタに対する管理対象物品の移送位置情報を解析して管理対象物品の台車上位置を把握する手段を備えたことを特徴とする。

（３）前記台車位置から前記管理対象物品の移送位置情報を得る位置検出手段を設けたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、それぞれＲＦＩＤタグを付した多数の管理対象物品を台車に１段以上で各段に複数行、複数列配置で載せ、この台車の移送路の両側に配置した近距離通信用のリーダ・ライタの前方に物品が移送されたときにそのＲＦＩＤタグからの情報を順次読み取り、リーダ・ライタから得る台車上の各物品のＲＦＩＤタグに記録された物品管理情報から管理対象物品の認識、さらに台車位置情報との組み合わせから各管理対象物品の位置を把握するため、管理対象物品の一括認識と物品の位置把握が確実、容易になる。

また、台車がゲートを通り過ぎる期間、複数回読み取りコマンドを送信し、レスポンスを解析して位置情報を割り出せば、、読み取り精度の向上、すなわち一括認識と位置把握を一層向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態を示すシステム構成図である。同図の（ａ）は、システム本体の外観図であり、（ｂ）はシステム本体と物品移送台車による物品の一括認識と位置把握の態様図である。

物品移送台車１は、上段と下段にそれぞれ適当な行間隔と列間隔を持たせて物品（対象物）Ｘを載せ、手動または電動コンベヤで移送可能に構成される。なお、各物品Ｘは、それが単体構成のものに限らず、複数物品がケースに収納される場合は各ケースをそれぞれ管理対象物品とする。

各物品Ｘには１つ１つに物品の識別情報等を読み取り／書き込みできるＲＦＩＤタグ２が付けられる。各ＲＦＩＤタグ２は、従来と同様に、ＩＣチップと無線送受信のための小型アンテナと送受信回路、およびそれらに必要な電池電源を搭載する。また、ＲＦＩＤタグ２は、ＩＣチップ内のメモリに、入出力情報として、物品識別情報の他、自身のタグ識別情報が記録され、さらに複数回の書き込みにはその時刻情報や場所情報が記録可能にされる。

２本の支柱３Ａと３Ｂは、台車１の移送経路（矢印で示す）を挟んで対向配置される。支柱３Ａと３Ｂにはそれぞれ上下に２つのリーダ・ライタ４Ａと５Ａ，４Ｂと５Ｂが台車移送経路に向けて取り付けられる。リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂは、それぞれの前方位置を移送される台車１の上段と下段に載せた物品Ｘに付されたＲＦＩＤタグに対する情報の読み取り／書き込みに好適な高さに配置される。これら支柱３Ａ，３Ｂとリーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂは、台車１に搭載される物品Ｘの識別情報等の読み取りと書き込みを行うためのゲートを構成する。

リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂは、例えば、信号入出力機能をもつマイクロプロセッサと、ＲＦＩＤタグに対する情報の読み取り／書き込みの無線交信のための小型アンテナと送受信回路およびそれらに必要な内部電源または外部電源からの電源引き込み回路を設ける。

さらに、各リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂは、交信可能距離が数１０ｃｍ程度のパネル型のものを使用し、それぞれの前方に位置した台車１上の物品ＸのＲＦＩＤタグ２に対する物品識別情報等の読み取り／書き込みができる近距離通信用のものにされる。このため、台車１はそれに搭載する物品Ｘを最大で４行５列で上下２段で載せ、リーダ・ライタ４Ａと４Ｂおよび５Ａと５Ｂ間の距離が交信可能距離に応じて前方に対向位置した少なくとも２行分の物品Ｘに付されたＲＦＩＤタグに対する情報の読み書きができる構造とする。

物品管理装置６は、例えば、ノート型コンピュータ構成にされ、少なくとも、ＣＰＵ、ＯＳと物品管理用アプリケーションソフトウェアを格納したメモリ、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂとの間で物品識別情報等の信号を有線で入出力するための通信デバイス、物品管理情報等を表示するためのディスプレイ装置６Ａや物品管理のための操作入力を行うキーボードやマウスとの間で情報入出力を行うためのインタフェースを搭載する。

以上のシステム構成により、比較的近距離で通信を行う安価で安全なリーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂおよび物品管理装置６によって、ゲートを通過する台車上の各物品について、それぞれの物品に個々に付された各ＲＦＩＤタグに対する物品識別情報等の同時の読み書きを可能にする。また、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂと物品に個々に付された各ＲＦＩＤタグとの交信により、物品管理装置６側で物品の一括認識と位置把握を可能にする。この位置の把握には、台車１がゲートを通り過ぎる期間に、物品管理装置６がリーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂに複数回読み取りコマンドを送信し、レスポンスを解析して物品位置を割り出す。

図２は、システム本体とＲＦＩＤタグとの通信処理形態を示す。図１に示す構成の場合、台車１には物品Ｘを最大で４行５列で上下２段で載せ、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂはそれぞれ前方に位置した２行の物品Ｘに付されたＲＦＩＤタグを読み書きできる寸法構成とする。

この構成において、物品管理装置６は、各リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂを介して各ＲＦＩＤタグ２に対して、以下の手順で物品識別情報等の送受信処理を行う。

（Ｓ１）物品管理装置６は、各リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂに対して、ＲＦＩＤタグからの物品識別情報等の読み取り／書き込みコマンドを送信する。

（Ｓ２）リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂは、読み取り／書き込みコマンドの受信で、それぞれの前方に移送されてきた２つの物品のＲＦＩＤタグが位置する範囲内で、それらに内蔵するＩＣチップとの間でそれぞれ無線交信し、物品識別情報等の読み取りまたは書き込みを行う。

（Ｓ３）物品管理装置６は、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂが複数のＲＦＩＤタグと交信した結果をレスポンスとして受信し、物品管理情報としてデータベース構成の記憶装置に格納する。

以上の処理（Ｓ１）〜（Ｓ３）は、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂ別に、台車１の移送速度に合わせて一定時間間隔で繰り返し実行し、台車１上の物品Ｘの全てを認識して物品識別情報等を一括読み取りまたは書き込みを行う。

例えば、物品管理装置６はリーダ・ライタ４Ｂに対して読み取りコマンドを送信し、このコマンドを受信したリーダ・ライタ４Ｂはその近辺のＲＦＩＤタグ２との交信を行う電波を発射する。この電波を受信したＲＦＩＤタグ２は、それがもつタグ識別情報と共に物品識別情報や過去の記録時刻情報等をリーダ・ライタ４Ｂに送信する。これら情報をリーダ・ライタ４Ｂから収集した物品管理装置６は、リーダ・ライタ４Ｂの位置と他のリーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，５Ｂの位置との関係から当該物品識別情報をもつ物品の一括認識をする。

この一括認識には、台車のｎ列目の物品がリーダ・ライタ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの前方に位置した場合、物品管理装置６は、リーダ・ライタ４Ｂが読み取った物品識別情報をもつ物品は、「台車１の上段の１行ｎ列目と２行ｎ列目のもの」と認識することができる。同様に、リーダ・ライタ４Ａから得た情報から、当該物品識別情報をもつ物品は、「台車１の上段の３行ｎ列目と４行ｎ列目のもの」と認識することができる。他のリーダ・ライタ５Ａ，５Ｂも同様に物品を認識することができる。

一方、ＲＦＩＤタグ２への物品識別情報や時刻情報、場所情報の書き込みは、物品管理装置６からリーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５Ｂへの書き込みコマンド送信で、リーダ・ライタ４Ａ，５Ａ，４Ｂ，５ＢとＲＦＩＤタグ２との間の交信で行い、ＲＦＩＤタグからの書き込み完了通知（ＡＣＫ）を物品管理装置６へのレスポンスとして書き込みの確認を得る。

この書き込みは、書き込みコマンドで指定されたＲＦＩＤタグのみに実行するため、上記の読み取りに際して得るＲＦＩＤタグのタグ識別情報を書き込みコマンドに含ませておき、このタグ識別情報をもつＲＦＩＤタグのみがリーダ・ライタからの交信に応動することで書き込み対象とするＲＦＩＤタグを確実に特定した書き込みを得ることができる。

なお、リーダ・ライタ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、それらの前方の２つの物品と交信する近距離通信機能に構成されるが、その１つのリーダ・ライタが同時に３つ以上の物品との交信が得られたとき、物品管理装置６は、この余分な物品のタグ識別情報について他のリーダ・ライタが得る当該物品のタグ識別情報と重複していると認識し、重複した識別情報を一方のリーダ・ライタ情報とした振り分けによって、１つのリーダ・ライタの１回当たりの交信に２つの物品情報のみを得ることができる。

また、物品管理装置６は、各ＲＦＩＤタグ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂからのレスポンスを基に、台車１における各物品の位置を認識することができる。つまり、物品管理装置６は、各リーダ・ライタ４Ａ，４Ｂが交信したＲＦＩＤタグは台車の上段に位置する物品のもの、リーダ・ライタ５Ａ，５Ｂが交信したＲＦＩＤタグは台車の下段に位置する物品のものと認識することができる。そして、台車がゲートを通過する期間中に、各リーダ・ライタ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５ＢがそれぞれＲＦＩＤタグから読み取った時刻の時間差から、当該ＲＦＩＤタグはｎ列目に位置する物品のものと認識することができる。これら認識から、物品管理装置６は、台車１上の各物品間の上段位置と下段位置、同じ段でも行列位置を認識することができ、ある物品は台車の上段のｐ行ｑ列目に位置すること、さらに全物品の３次元配列データとして得ることができる。

図３は、物品管理装置６による上記の物品の位置把握処理手順を示し、以下の処理手順になる。

（Ｓ１１）物品管理装置６は、リーダ・ライタ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５ＢからＲＦＩＤタグ情報をレスポンスとして受け取り、そのエラーやタグの重複を除去するフィルタリングを行い、リーダ・ライタの識別子、レスポンスを受けた時刻、レスポンスの内容（タグ識別情報、物品識別情報など）を記録し、物品の位置把握の記録データとして利用する（タグデータ受信）。

（Ｓ１２）物品管理装置６は、上記の（Ｓ１１）で記録したデータを基に、交信したＲＦＩＤタグの位置情報を割り出す（データ分析）。この割り出しは、記録データについて、上記のリーダ・ライタの違いによる上段／下段の判別と、レスポンスを受信した時刻の違いによるｐ行ｑ列の判別で行い、ディスプレイ装置等にＲＦＩＤタグのデータとその配置情報を表示する。

図４と図５は他の位置把握方式を示し、図４には台車移送用レールを設置したゲート構造を示し、図５には物品管理装置６による物品の位置把握の処理手順を示す。

図４が図１に示すゲート構造と異なる部分は、一対の台車移送用レール７Ａ，７Ｂを台車移送方向に設け、レール７Ａ，７Ｂにはその上を移送される台車の位置を検出するためのボタンＢをレール７Ａ，７Ｂに沿って配設した点にある。ボタン８は、その上に台車の車輪が位置したときに操作され、この操作によって台車に載せた物品がリーダ・ライタ４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの真正面に位置した時刻として時刻情報を取り込むタイミング信号を発生する。

図５は、上記のボタン８が発生するタイミング信号を利用して、物品管理装置６が物品の位置把握を行う処理手順である。同図が図３と異なる処理は、台車データ受信処理（Ｓ１３）を追加した点にある。台車データ受信処理（Ｓ１３）は、台車の位置情報（レール７Ａ，７Ｂ上で台車によって操作されたボタン８の位置情報を受け取り、この位置情報の受信時刻、台車位置情報を記録する。この記録データは、データ分析（Ｓ１２）におけるＲＦＩＤタグの位置割り出しに利用することにより、台車位置情報から、リーダ・ライタ位置とＲＦＩＤタグ位置の関係を正確にしたデータ受信になり、物品の位置把握を一層正確にする。

なお、図４では台車位置をレールに設けたボタン８で検出する場合を示すが、他の検出手段に変更できる。例えば、台車自体にその移送方向にＲＦＩＤタグを物品の配列位置に対応つけてそれぞれ設けておき、このＲＦＩＤタグの識別情報を専用のリーダ・ライタで読み取ることでも良い。また、ＲＦＩＤタグに代えて、台車自体にマーカを付しておき、このマーカを光学的に読み取ることでも良い。

また、以上までの実施形態では、台車を２段構成とし、上段と下段に物品を４行５列で載せる場合を示すが、台車を１段構成、３段以上の構成とするなど管理対象物品の形状、大きさ等に応じて段と行列配置数を適宜変更し、この変更に応じてリーダ・ライタの配置と個数を変更した物品管理により同等の作用効果を得ることができる。

本発明の実施形態を示すシステム構成図。 実施形態におけるシステム本体とＲＦＩＤタグとの通信処理形態。 物品管理装置による物品の位置把握処理手順図。 台車移送用レールを設置したゲート構造。 物品管理装置による物品の位置把握処理手順図。

符号の説明

１ 台車
２ ＲＦＩＤタグ
３Ａ，３Ｂ 支柱
４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ リーダ・ライタ
６ 物品管理装置
６Ａ ディスプレイ
７Ａ，７Ｂ レール
８ 位置検出用ボタン

Claims (3)

1. 多数の管理対象物品にそれぞれＲＦＩＤタグを付し、ＲＦＩＤタグに記録された物品識別情報をリーダ・ライタで読み取って各管理対象物品を管理する物品管理システムであって、
   １段または複数段を有し、各段に多数の管理対象物品を複数行、複数列配置で載せて移送する台車と、
   前記台車の移送方向の両側に配置され、前記台車で移送される管理対象物品が前方に位置した各行別に複数列の物品に付されたＲＦＩＤタグとの交信で当該物品の管理情報を読み取り／書き込みできる近距離通信用の複数のリーダ・ライタと、
   前記台車の移送に合わせて、前記各リーダ・ライタに物品の管理情報の読み取りコマンドを順次送信し、前記各リーダ・ライタから得る台車上の各管理対象物品のＲＦＩＤタグに書き込まれた物品の管理情報から管理対象物品を一括認識する物品管理装置とを備えたことを特徴とする物品管理システム。
2. 前記物品管理装置は、各リーダ・ライタから得る台車上の各物品のＲＦＩＤタグに書き込まれた物品管理情報と、前記リーダ・ライタに対する管理対象物品の移送位置情報を解析して管理対象物品の台車上位置を把握する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の物品管理システム。
3. 前記台車位置から前記管理対象物品の移送位置情報を得る位置検出手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の物品管理システム。