JP2006072672A - 入退場管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 各ゲートに1台ずつ固定タグを他のゲートからは通信できない位置に設置し、質問器10、11において、受信手段によって固定タグおよび移動タグを単位時間あたりに複数回同時期に読出すようにする。通信成功率検出手段103が検出したタグの通信成功率に基づき解釈手段104は、固定タグ30との通信が困難となっている状態で移動タグ60との通信が可能ならば、判定表(図示せず)を参照することでゲート400を開くようにゲート回路に指示を出す。また、固定タグ31との通信が困難となっている状態で応答する移動タグが存在しなければ判定表を参照することでゲート401を開かないようにゲート回路(図示せず)に指示を出す。
【選択図】 図2
Description
また、出力を絞ってしまうのでは通信可能距離が長いというUHF帯RFIDの持つメリットを全く活かせないという問題があった。
図1は実施の形態1に係る入退場システムの正面図、図2はこの実施の形態1に係る入退場システムの平面図、図3はこの実施の形態1に係る質問器の構成図、図4はこの実施の形態1に係る固定される応答器(以下、固定タグと呼ぶ)の構成図、図5はこの実施の形態1に係る移動する応答器(以下、移動タグと呼ぶ)の構成図、図6はこの実施の形態1に係る機器が持つ識別子のフォーマット、図7はこの実施の形態1に係る機器間で行われる通信で用いられるタイムスロットの構成図である。
まず、ゲートの設置環境によっては、通信のための出力を絞る必要がある場合が考えられるが、その場合は、例えば、ゲート401の場合であれば、質問器11とこれに対応する固定タグ31の間の空間を人が通過することになるため、固定タグ31からの応答の可否を通信成功率検出手段103からの通信成功率に基づき、解釈手段104で判断しながら通信パラメータ設定手段105によって出力を制御し、通信可能範囲21の範囲を最適化すれば、隣のゲート400を通過する移動タグとの通信を抑制し、自分のゲートを通過する移動タグのみと通信可能とすることも自動的に可能であり、省電力の観点からもメリットがある。
尚、出力以外にも、アンテナの設定、周波数、伝送レート等も、対応する固定タグとの通信の状況から自動的な設定変更が可能である。
そこで、不揮発メモリ602に任意数の過去の乱数データを格納出来るようにし、これを乱数生成前にロード手段603によって過去乱数保持手段604へコピーしておき、新たな乱数データが乱数生成手段601によって生成され不揮発メモリ602に格納された後、再び、ロード手段603によって最新の乱数データを読出し、乱数比較手段606によって最新の乱数データが過去乱数保持手段604の内容と一致するか否かをチェックする。ここで、1つでも一致が確認された場合、擬似乱数が生成されなかったために更新前の乱数がそのまま読み出されたことを意味するので、再度、乱数生成を行い、同時に応答判定手段310に一致の旨が伝えられ、以降の質問器からの通信フレームに対して正しく乱数生成がされない限り応答を行わないようにすることで、セキュリティ的に強化を図ることが可能となる。
この場合、まず、質問器において通信フレーム生成手段110がオフセット指定手段106によって指定されたオフセットを通信フレームに盛込み、送信手段101から送出する。次に、タグ(応答器)において、受信手段302がこの通信フレームを受信すると、オフセット比較手段306が自機の識別子のオフセットと質問器から指定されたオフセットとを比較し、オフセットが一致した場合、或いは、不一致の場合にのみ応答判定手段310が応答フレームを生成し、送信手段301から送出するようにする。
このように、オフセットフィールドによって、他システムのタグを通信から除外したり、質問器側の都合で通信対象となるタグの種別を特定出来るため、通信効率の向上を図ることが可能となる。
また、このオフセットフィールドによって他システムとの分離を行なう方法は、例えば、同じシステムであっても、セキュリティ機能の有無やセキュリティレベルが混在するような場合に対しても有効であり、この場合、セキュリティレベルを示す内容をオフセットフィールドに設定することにより、そのオフセットの内容に従って、効率よくセキュリティ機能の処理が可能となる。
実施の形態1においては、固定タグを質問器と1対1に対応させ、他の質問器とは通信が出来ない状況の例について説明したが、次に、固定タグが複数の質問器から共有される場合の例について説明する。
図8は、実施の形態2に係る入退場システムの正面図、図9は、実施の形態2に係る質問器および固定タグの構成図、図10は、実施の形態2に係る固定タグに格納されるデータまたは質問器と固定タグの間で行われる通信で使用されるデータの構成図である。
図8において、壁面40および41は、例えば、廊下をはさんで向い合う壁面であり、質問器10および11も向い合って設置され、また、固定タグ30は質問器10および11の両者と通信が可能な廊下の床面に設置される。
また、図9において、図3と同符号は同一または相当部分を示す。優先順制御手段112は受信手段102からの情報に基づいて通信フレーム生成手段110および通信パラメータ設定手段105を制御して通信の可否と通信フレームの内容を決定する。また、記憶手段311は任意のデータを読み書き可能である。
図8において、人50の入場処理が完了した時点で質問器11から質問器10へ通信権の委譲を行う場合には、まず、質問器11から出力された通信フレームに図10のフォーマット920で示すような次質問器情報904のデータと必要に応じて占有時間情報905のデータを盛込み、これを固定タグ30の記憶手段311へ書込む。次に、書込んだデータが固定タグ30からの応答フレームとなるように質問器11から記憶手段311の内容を読出す。このとき、質問器10は固定タグ30の応答フレームを受信することが可能であるため、この応答フレームの内容を優先順判定手段112で解析し、次質問器情報904の内容が自機の質問器識別子710を指す場合には、質問器10が占有時間905で指定される期間または通信回数分、次からの通信を実行してよいこととなる。
また、フォーマット910のように現在入退場の処理対象としている移動タグ識別子903の情報を交換すれば、通信権が委譲されても移動タグ識別子903で示される移動タグは処理対象から外すことが可能であり、フォーマット930のように通信パラメータ情報906を交換すれば、各質問器と固定タグの相対的な位置関係等を把握することも可能である。また、フォーマット940のように時刻設定情報907を交換することによって質問器間の同期や連携処理の精度を向上させることも可能である。
実施の形態1において、1つの固定タグは1つの質問器としか通信をしないことを利用した例を紹介したが、この場合では、実施の形態2のように質問器間の同期や連携に固定タグを用いることが出来ない。この実施の形態3では、その場合の連携方式について、図11の例を用いて説明する。
この実施の形態3では図10も用いられる。
図11において、図1と同符号は同一または相当部分を示す。壁面43と、壁面43に設置される質問器12と、質問器12のみと通信が可能な位置で壁面42に設置された固定タグ32と、質問器10、11、12を同期または連携させるための連携制御手段320と、質問器とタグの間で行われる通信とは別の第2の通信手段であり、固定タグ30、31、32と連携制御手段320との通信路330を追加した。また、ゲート402は壁面42および43で構成され、図1で紹介したものに1つゲートが追加されているイメージである。
この場合、質問器10、11、12は、予め図10の処理個数902を対応する固定タグ30、31、32の記憶手段311に任意のタイミングで書込んでおき、連携制御手段320は、第2の通信手段330経由でそれぞれの記憶手段311から処理個数902を読出し、その内容に基づいて各質問器への通信時間の配分と通信権の委譲タイミングを決定し、その結果を第2の通信手段330経由で各固定タグの応答判定手段310へ伝え、各タグの応答判定手段310は応答フレームに通信開始または通信停止を指示する情報(図示せず)と占有時間情報905と同じ内容の情報を盛込むようにすることによって、質問器間の連携を図ることが可能となる。
実施の形態1および3では固定タグと質問器は1対1、実施の形態2では固定タグ1つに対して質問器が複数の場合の例であったが、この実施の形態4では、図12のように1つの質問器に対して複数の固定タグがある場合の例について説明する。
図12において、固定タグ30および31は質問器10の通信可能範囲20内に離れて設置され、固定タグ32および33は質問器11の通信可能範囲21内に離れて設置され、固定タグ30、31と質問器11は通信が出来ない状態、固定タグ32、33と質問器10は通信が出来ない状態である。また、質問器10、11の解釈手段104はひとまとめとされている構成である。
このとき、解釈手段104によって通信の遮蔽または阻害状況の固定タグ間の遷移時間を測定すれば、人50の移動速度も検知可能であり、また、移動タグを所持しない人であっても、固定タグが遮蔽される周期を測定することで大まかな動きを把握、追跡することは可能である。
次に、入場用の質問器および退場用の質問器が出入口で隣接して設置される状況について、図13の例について説明する。
図13において、図1と同符号は同一または相当部分を示す。この図は、自動ドア410が半分ほど開いている状態を示しており、質問器10および11の通信可能範囲20および21は、自動ドア410をはさんで重なっており、金属板等で構成されている自動ドア410が閉まっている状態では、質問器10は固定タグ30、32と通信が可能であり、質問器11は固定タグ31、33と通信が可能である。また、自動ドア410が開いている状態では、質問器10は固定タグ30、32に加えて固定タグ31とも通信が可能となり、質問器11は固定タグ31、33に加えて固定タグ32とも通信が可能となる。
このとき、自動ドア410が開くことによって質問器10および11によって通信に干渉が発生してしまう可能性が高いが、自動ドア410が開いている状況では片方の質問器が動作していればよいので、例えば、先に移動タグ60を検出した質問器11が通信を停止して応答フレームの受信のみを行うようにすれば、質問器10のみの通信となり干渉を避けることが可能になる。質問器11は、自動ドアが閉まり固定タグ32の応答フレームが受信出来なくなった時点で再開すればよい。
次に、図14を用いて、第3のタグを利用する例について説明する。
図14において、620は図6の740に示すような識別子を持つ第3のタグである。この第3のタグは、図6のフィールド741の値によって、他の固定タグや移動タグと区別可能であり、個別のIDまたは第3のタグが意味する機能やコマンドの種類毎に固有の値を持つ。
このような状況において、人50が別途所持している第3のタグ620に、見学者を工場へ立ち入らせるための許可を与えておけば、質問器10から、正規の立ち入り許可のある移動タグ60と、見学者を立ち入らせるための第3のタグ620とが同時に通信可能である状態で、更に同時に通信可能となる見学者用移動タグ61、62、63、64があれば、これらの立ち入りを許可するといった処理が可能である。
Claims (30)
- 個別の識別子を持ち無線通信を行う質問器および応答器によって構成され、床や壁などに固定的に設置される質問器と、前記質問器と通信可能な範囲に固定的に設置される応答器(以下、固定される応答器と呼ぶ)と、人や車などの移動する物体に設置される応答器(以下、移動する応答器と呼ぶ)とを備え、前記質問器と前記固定される応答器との間に前記移動する応答器の設置対象である移動する物体や可動物を停止、停留または移動、通過させることが可能な空間を設け、前記移動する応答器の設置対象が前記空間を移動することによって変化する通信状態および通信の内容に応じた動作処理を行うことを特徴とする入退場管理システム。
- 前記質問器は、前記固定される応答器および前記移動する応答器との通信の可否および単位時間あたりの通信成功率または応答頻度を検出する手段を備え、前記検出手段からの情報に従って前記移動する応答器の設置対象の状態を判断することを特徴とする請求項1に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器は、前記通信に使用する出力を変更する手段と、前記通信に使用する任意数のアンテナと、前記任意数のアンテナの設定または前記通信に使用する周波数または伝送レートを変更する手段を備え、前記検出手段において前記固定される応答器に対して最小限必要となる通信の出力とすること、または、前記変更手段によって通信の条件を変えながら前記検出手段からの情報を得ることを特徴とする請求項2に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器は、自身の持つ識別子を前記通信で送出する手段と、前記識別子を何回受信したら応答を返すかまたは前記識別子によらず何回受信したら応答を返すかを指定する指定回数を送出する手段を備え、前記固定される応答器または前記移動する応答器は、予め設定されている質問器の識別子および指定回数と前記通信で送出され受信出来た質問器の識別子および前記通信で送出され受信出来た指定回数を任意数保持する手段と、受信出来た回数または前記質問器の識別子毎に受信出来た回数を計測する手段と、前記保持されている識別子または受信出来た回数を応答する手段を備え、前記固定される応答器または前記移動する応答器において前記計測手段からの情報と前記指定回数に従って応答の可否を決定し、応答時に受信出来ている識別子や回数情報も応答することを特徴とする入退場管理システム。
- 前記受信出来た識別子および指定回数を保持する手段は、前記固定される応答器または前記移動する応答器が動作可能となった時点でリセットされる手段を備え、前記固定される応答器または前記移動する応答器が前記質問器と通信可能な範囲または充分に動作可能な範囲に存在する間はデータが保持されることを特徴とする請求項4に記載の入退場管理システム。
- 前記固定される応答器は、赤外線、圧力、光、音などのセンサを内蔵または前記センサとのインターフェースを備え、前記センサからの情報を応答する手段を備え、前記固定される応答器周辺での前記移動する応答器または前記移動する応答器の設置対象の状態に従って応答の可否を決定し、また、前記質問器において、前記センサからの情報を利用可能とすることを特徴とする入退場管理システム。
- 前記移動する応答器は、乱数データを生成する手段と、生成された乱数データを任意数格納する不揮発メモリと、前記不揮発メモリからの読出しデータを保持しておく手段と、前記移動する応答器が動作可能となった時点で前記不揮発メモリに格納されている以前に生成された任意数の乱数データを前記読出しデータを保持する手段へコピーしてから前記乱数生成手段によって新たな乱数データを生成させる手段と、前記新たな乱数データが前記不揮発メモリに格納された時点で前記新たな乱数データおよび前記読出しデータである以前に生成された任意数の乱数データとを比較する手段を備え、前記新たな乱数データが前記読出しデータと一致しないことを以って、または、一致しなくなるまで前記新たな乱数生成を繰返してから前記質問器からの通信に対する応答を許可することを特徴とする入退場管理システム。
- 前記乱数生成手段は、前記移動する応答器が動作可能となった時点でカウントを開始し前記質問器からの通信が認識された時点まで動作する任意サイズのカウンタを備え、前記カウンタにおいてカウント開始時のカウント値が不定であることと、前記移動する応答器が複数存在する場合に前記複数の移動する応答器が前記質問器との通信が可能な範囲に到達するタイミングがばらつくことで応答器毎に通信が認識されるまでの時間が異なることを利用することを特徴とする請求項7に記載の入退場管理システム。
- 前記乱数生成手段は、物理乱数を用いたものであり、前記乱数データを格納する不揮発メモリ等を不要とすることを特徴とする請求項7に記載の入退場管理システム。
- 前記固定される応答器または前記移動する応答器とは別の第3の移動する応答器を任意数備え、前記質問器において前記任意数の第3の応答器と通信が可能である期間に通信が可能となる前記移動する応答器の設置対象に対して前記任意数の第3の応答器の組合せの内容に従った任意の処理を実行するまたは任意の処理を実行しないことを特徴とする入退場管理システム。
- 前記質問器および前記固定される応答器および前記移動する応答器および前記第3の応答器は各々固有の識別子および具備している機能の内容に応じた識別子を持ち、または、前記第3の応答器は前記の固有の識別子とは一致しない前記任意の処理内容毎に特定の識別子を持ち、前記質問器および前記3種類の応答器の各々の識別子は特定のビット位置の値によって質問器なのか或いは3種類の何れの応答器なのか、さらには、具備されている機能の内容を判断可能なデータ構造を備え、前記質問器は、応答を許可する前記応答器の種類や機能を指定する手段を備えたことを特徴とする入退場管理システム。
- 前記識別子のデータ構造または前記応答器の種類を指定する手段は、他の質問器および応答器を使用するシステムで用いられる識別子やID情報とも互いに異なるデータ構造または区別可能な指定手段であり、前記他のシステムの質問器および応答器と区別が容易であることを特徴とする請求項11に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器および少なくとも前記移動する応答器は、共通鍵または公開鍵を用いた暗号機能またはハッシュ関数機能を備え、前記質問器と前記移動する応答器との通信時には認証処理および前記通信に用いられるデータに対する秘匿処理が行われることを特徴とする請求項1に記載の入退場管理システム。
- 前記移動する応答器は、ボタン電池等の電力供給源を備え、少なくとも前記乱数生成手段または前記暗号機能または前記ハッシュ関数機能の動作には前記電力供給源からの電力を使用する、または、動作可能な電力があるか否かを判断する手段を備え、前記質問器からの照射電波のみでは動作電力が賄えない場合に前記電力供給源からの電力を使用するセミパッシブ型、または、前記質問器との通信においてもの前記電力供給源からの電力を使用するアクティブ型の応答器であることを特徴とする請求項7、8、9、13に記載の入退場管理システム。
- 少なくとも前記固定される応答器は、前記乱数生成手段および前記暗号機能または前記ハッシュ関数機能を持たず、前記質問器からの照射電波によって動作電力を得て動作し、前記質問器との通信に変調反射技術を用いたパッシブ型の応答器であることを特徴とする請求項1に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器および前記3種類の応答器の間で行われる通信は、複数の応答器からの同時期のマルチアクセスまたはアンチコリジョンを可能とするためのタイムスロットを備え、前記応答器の種類および応答器が応答しようとする前記情報の内容、または、パッシブ型またはセミパッシブ型またはアクティブ型といった応答器のタイプ、前記不揮発メモリの有無およびアクセス時間や動作に必要な電力、前記暗号機能または前記ハッシュ関数機能の有無および処理時間や動作に必要な電力に応じて予め応答するタイムスロットを定めたことを特徴とする入退場管理システム。
- 前記質問器は、応答器が応答を返してよいタイムスロットの範囲を指定する手段を備え、前記応答器は、前記質問器からの指定に従って応答可能なタイムスロットの範囲を前記質問器から更新されるまで、または、前記質問器と通信可能な範囲に存在する間保持する手段を備え、状況に応じて前記質問器が前記応答器の応答条件を変更することを特徴とする請求項16に記載の入退場管理システム。
- 前記通信の可否および単位時間あたりの通信成功率または応答頻度を検出する手段からの情報を解釈する手段を備え、前記固定される応答器との通信が成立しない或いは成立し難い状況が発生し且つ前記移動する応答器との通信が成立することを以って前記質問器と前記固定される応答器との間の空間を前記移動する応答器の設置対象が通過していることを、また、前記固定される応答器との通信が成立しない或いは成立し難い状況が発生し且つ前記移動する応答器との通信は成立しない場合を以って前記空間を前記移動する応答器の設置対象でない人や物体が通過していることを認識することを特徴とする請求項2に記載の入退場管理システム。
- 予め位置関係と設置間隔が把握されている複数の固定された応答器を備え、前記解釈する手段によって前記複数の固定された応答器の通信が成立しなくなって行く順番と時間間隔から前記移動する応答器の設置対象または設置対象で無い人や物体が移動している方向と速度を認識することを特徴とする請求項2に記載の入退場管理システム。
- 任意数の質問器が存在する状況において、前記移動する応答器が前記空間に停止または停留していると判断する時間と、前記任意数の質問器からの通信頻度および1回あたりの通信時間などの条件から、どの識別子を持つ質問器から何回受信したら応答を返すかを予め前記の識別子および指定回数を任意数保持する手段に設定しておき、前記保持手段が設定されている前記移動する応答器から応答があった場合に前記質問器の通信可能な範囲に前記移動する応答器の設置対象が存在または停止、停留していることを認識することを特徴とする請求項4に記載の入退場管理システム。
- 前記固定される応答器は、前記質問器から時刻情報、質問器の識別子、質問器間で通信の衝突が発生することを抑えるために必要な情報、単位時間あたりに有意の処理を行った前記移動する応答器の識別子の数、現在処理対象となっている前記移動する応答器の識別子などの任意のデータを読み書き出来るメモリ領域および読み書きの機能を備えるものであり、複数の質問器が存在し、前記複数の質問器から読み書き可能な位置に前記固定される応答器が設置される状況において、前記固定される応答器を介して前記の複数の質問器間で任意のデータを交換することを特徴とする入退場管理システム。
- 前記任意のデータを前記複数の質問器の間で交換することにより通信を行う優先順位を決定する手段を備え、現在通信権を持っている前記質問器において前記決定手段で通信権の委譲を判断した場合に、委譲を示すデータと委譲先の質問器を意味する情報が収められた前記固定される応答器のメモリ領域を読み出ことを特徴とする請求項21に記載の入退場管理システム。
- 隣接または並べて設置された複数のゲートと、前記ゲート毎に設置された前記質問器と、前記各ゲートの質問器からのみ通信可能な位置にゲート毎に設置された前記固定される応答器と、前記複数のゲートのうちの任意のゲートの通過を許可された人や物体に設置される前記移動する応答器を任意数備え、他のゲートに設置されている前記質問器は、前記移動する応答器が通過しようとしているゲートを正しく判別しても、前記移動する応答器と通信出来る場合には前記他のゲートを反応させないことを特徴とする請求項2に記載の入退場管理システム。
- 前記ゲート毎に設置された質問器は、複数のアンテナと前記複数のアンテナを切換える手段とを備え、前記切換え手段により前記複数のアンテナを切換えて通信を行うことにより1つの質問器によって複数のゲートの処理を行うことを特徴とする請求項23に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器または前記のゲートが複数置かれている状況において、前記固定された応答器からの応答を最初のタイムスロットとする、または、最初に前記固定された応答器との通信を行うものとし、任意のインターバルを設定する手段を備え、前記固定された応答器からの応答があった場合には前記ゲートを通過する人または物体が存在しないと判断して以降のタイムスロットをキャンセルまたは以降の通信を停止し、前記インターバル経過後に通信の最初から再開することを特徴とする請求項22、23に記載の入退場管理システム。
- 任意数の前記質問器に対して通信順や通信の優先順位をまとめて制御する手段と、任意数の固定される応答器とを接続する第2の通信手段を備え、前記制御手段は前記任意数の固定される応答器から受取った前記任意のデータの内容から通信をキャンセルおよび再開させる前記質問器を判断し、前記質問器に対応する前記固定される応答器からの応答内容または応答するタイムスロット位置によって以降のタイムスロットまたは通信をキャンセルおよび再開させる旨を伝えることを特徴とする請求項21〜24に記載の入退場管理システム。
- 前記のゲートが複数置かれている状況において、あるゲートに対する通過は許可されているものの他のゲートの通過許可が無い移動する応答器が存在し、前記質問器で前記許可の無い移動する応答器と通信を行っていることが判明した場合に、前記の識別子および指定回数を任意数保持する手段に対して前記質問器の識別子および充分に大きな回数を設定する、または、前記判明した通信を行っているタイムスロットを次のタイムスロットへ進める手段を備え、以降の前記許可の無い移動する応答器と通信を発生させないまたはスキップさせることを特徴とする請求項4に記載の入退場管理システム。
- 前記複数のゲートが入場または入庫のためのゲートおよび退場または退庫のためのゲートであって、前記入場または入庫ゲートおよび前記退場または退庫ゲートが連続または隣接している状況において、先に移動する応答器の通過を判断したゲートの質問器が前記の識別子および指定回数を任意数保持する手段に対して前記連続または隣接しているゲートの質問器の識別子および充分に大きな回数を設定する手段を備えたことを特徴とする請求項4に記載の入退場管理システム。
- 前記入場または入庫ゲートおよび前記退場または退庫ゲートの間に両者の質問器の通信可能範囲を分離する扉を備え、前記扉の開閉によって通信の可否が変わる位置に前記固定される応答器を備え、前記通信の可否によって扉の開閉を前記質問器が検出することを特徴とする請求項4に記載の入退場管理システム。
- 前記質問器において、対応する前記固定される応答器の識別子を保持する手段と、前記許可の無い移動する応答器の識別子または許可のある移動する応答器の識別子をキャッシュする手段を備えたことを特徴とする請求項27〜29のいずれかに記載の入退場管理システム。
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