JP2007079785A - 環境変化検知システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度などの環境変化に伴い共振周波数がf1からf2に変化するように設定された共振回路を有する環境変化感知タグ10と、周波数frの電波を送受信でき、送信電力レベルを、高低切換可能とした読取装置20とを備える。いずれの周波数で共振するタグとも通信できる程度に高レベルの送信電力P_Highと、いずれか一方の周波数で共振するタグとしか通信できない程度に低レベルの送信電力P_Lowのそれぞれの送信電力レベルで同じ距離間隔で周波数frの電波を発信してタグ10と通信を試み、その応答の有無に基づいて、共振周波数がf1であるかf2であるかを判定し、そのタグが付された物品の環境変化の有無を検知する。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明を適用した環境変化検知システムの一例の構成の外観を示す図である。同図に示すように、この例は、個別に箱体等に入れて包装して環境変化感知タグ10を付した生鮮食料品等の物品31を、冷凍庫である保管庫310に多数保管しておき、使用する際に、搬送ベルト360に載せ、1個ずつ取り出し、順にゲート210を通過させ、読取装置20にて、タグ10の識別情報を読み取り、共振周波数の変化の有無を判別し、必要に応じて関連処理や処理結果の表示を行い、共振周波数の変化が無かったタグ10Aが付されている物品を良品31A、共振周波数の変化が有ったタグ10Bが付されている物品を不良品31Bとして、区分けするシステムである。
(環境変化検知システムの機能構成)
図2は、本発明の第1の実施形態の機能構成の概略を示した図である。図2において、符号10は環境変化感知タグを示し、符号20は読取装置を示す。符号350を付した破線は電波を示す。符号10の矩形の中に「f1 or f2」と記してあるのは、環境変化感知タグ10(以下、単にタグ10ともいう。)が、周波数f1またはf2で共振するように構成されていることを示している。P_High、P_Low は、読取装置20が、その送信電力レベルを、高レベルP_Highと低レベルP_Lowとで切り換え可能となるよう構成されていることを示している。ここで、送信電力レベルが高レベルP_Highとは、タグ10と読取装置20とを所定の間隔で配置して所定の周波数frの電波を読取装置20からタグ10に向けて発信したとき、f1、f2のうちfrと大きく異なるほうの周波数で共振するタグでも通信可能になるような大きい電力に設定された電力レベルであり、送信電力レベルが低レベルP_Lowとは、f1、f2のうちfrに近いほうの周波数で共振するタグとは通信できるが他方の周波数で共振するタグとは通信できない程度に小さい電力になるよう設定された電力レベルである。このように、読取装置20の送信電力レベルを高低切り換えることにより、読取装置20から発射される電波350の電界および磁界の強弱を切り換えている。そして、本実施形態の読取装置20は、電力レベルを切り換えて電波を送信し、タグ10からの応答の有無を確認することにより、タグ10の周波数の変化の有無を判定しようとするものである。これらの周波数と送信電力レベルの関係およびその設定については、後述する。
次に、図2を用いて、本実施形態における読取装置20の構成の一例を説明する。
ここで、変化前の共振周波数f1、変化後の共振周波数f2、読取装置20(タグリーダ22)の周波数fr、及び、読取装置20の送信電力レベルP_High、P_Lowについて、図3〜図5を用いて説明する。
図6に、図3〜図4のような関係になるようにf1、f2、fr、P_High、P_Lowの値を定めた場合について、1つのタグ10が付された物品31についての読取装置20の主要な処理フローを示す。すなわち、変化後の周波数f2をfr近傍に合わせ、変化前の周波数f1を読取装置20の共振周波数frとは離間した値に設定し、P_Highを変化前の周波数f1で共振するタグ10との最小通信可能電力P1より少し大きな値に設定し、P_Lowを変化後の周波数f2で共振するタグ10との最小通信可能電力P2より少し大きくP1より著しく小さな値に設定した場合について、1つのタグ10が付された物品31の環境変化の有無を検知する読取装置20の処理フローの概要を図6に示す。
このようにして、第1の実施形態によれば、13.56MHz帯や2.45GHz帯などの所定の周波数で送受信する市販のタグリーダとアンテナであっても、送信電力レベルを外部から制御できる市販のタグリーダとアンテナを選択し、必要な処理を行うプログラム等を作成して市販のコンピュータ等に搭載して検知処理部を構成し、これらを適切に接続して設定することで、タグ10の共振周波数の変化に対応した電力レベルに切換可能とした読取装置20を容易に構成することができる。よって、別々の周波数で通信するタグリーダを用いることなく、環境変化検知システムを構築・運用することができる。
図3〜図4、図6に示した例は、変化後のタグ10の共振周波数f2を読取装置20の送受信周波数frの近傍に合わせた場合であったが、これと反対に、変化前のタグ10の共振周波数f1を読取装置20の送受信周波数frの近傍に合わせてもよい。図7〜図9は、この場合について、図2〜図4と同様の方法で示したものである。このように、変化前のタグ10の共振周波数f1を読取装置20の送受信周波数frの近傍に合わせて変化後のタグ10の共振周波数をfrから大きく異ならせた値に設定した場合には、図7に示すように、P1はP2より小さくなるので、P_LowをP1以上かつP2より小さい値に設定し、P_HighをP2以上の値に設定すればよい。そのように設定すると、図8に示すように、送信電力をP_Highレベルに設定した送信電波では、周波数f1で共振しているタグ10とも周波数f2で共振しているタグ10とも通信できるが、送信電力をP_Lowレベルに設定した送信電波では、周波数f1で共振しているタグ10とは通信できず、周波数f2で共振しているタグ10とは通信できる。この場合の読取装置20の処理フローを図9に示す。同図に示すように、f1とf2を逆にしているため、ステップS206〜S209が図6のステップS106〜S109とは逆になるが、ステップS201〜S205までは、図6のステップS101〜S105と変わらない。
次に、本実施形態で用いる環境変化感知タグ10の一例について説明する。
上記タグの実施形態においては、ヒューズ切断の前後でアンテナコイルのインダクタンスLを変化させず、コンデンサの容量を変化させることにより共振周波数を変化させているが、アンテナコイルのインダクタンスLを変化させることにより共振周波数を変化させてもかまわない。また、特許文献1の段落0011に記載のように、温度変化に応じて容量が変化するセラミックコンデンサ等を用いて共振回路を構成してもよい。
以上説明したように、第1の実施形態およびその変形例は、タグ10と読取装置20のアンテナ21との間隔を一定にして、読取装置20のアンテナへの供給電力レベルを高低切り換えて、所定の送受信周波数frでタグと通信を試みて、その応答の有無に応じて、タグ10の周波数の変化の有無を判定し、それにより、タグ10が付された物品の環境変化の有無を検知するものである。
図17〜図26は、第2の実施形態およびその変形例を説明するための図である。図17〜図19は、本実施形態およびその変形例における環境変化感知タグ10と読取装置20(20D、20E、20F)との位置関係と読取装置20の構成の概略を示した図である。図20、図21、図24はタグの共振周波数と最大通信距離との関係を示した図である。図20、図22、図23は、変化後の共振周波数f2を読取装置20の周波数fr近傍に合わせた場合を示す図、図24〜図26は、変化前の共振周波数f1を読取装置20の周波数fr近傍に合わせた場合を示す図である。環境変化感知タグ10は、第1の実施形態と同じであるので、タグについての詳細な説明は省略する。また、図17〜図26において、第1の実施形態と同じものには原則として同じ符号を付し、説明を省略する。
図17〜図26に示すように、第2の実施形態は、読取装置20の送信電力レベルPと周波数frを一定にして、タグ10のアンテナ110と読取装置20のアンテナ21との距離を遠近(長短)異ならせて通信を試み、タグ10からの応答の有無に応じて、タグ10の共振変化数の変化の有無を判定するものである。
まず、第2の実施形態における読取装置の構成例を、その変形例も含めてまとめて説明する。
ここで、変化前の共振周波数f1、変化後の共振周波数f2、読取装置20(タグリーダ22)の周波数fr、及び、タグ10のアンテナ110と読取装置20のアンテナ21との距離間隔について、図20〜図22を用いて説明する。
図23に、図20〜図22のようにf1、f2、fr、D_near、D_farを定めた場合について、1つのタグ10が付された物品31についての読取装置20(20D、20E、20F)の主要な処理フローを示す。すなわち、変化後の周波数f2を読取装置20の周波数fr近傍に合わせ、変化前の周波数f1をfrとは離間した値に設定し、D_nearを変化前の周波数f1で共振するタグとの最大通信距離D1より少し小さい値に設定し、D_farを変化後の周波数f2で共振するタグとの最大通信距離D2より少し小さい値に設定した場合について、1つのタグ10が付された物品31の環境変化があったか否かを判定するまでの、読取装置20の処理フローの概要を図23に示す。
次に、以上の例とは逆に、変化前の周波数f1を読取装置20の周波数frと同一またはfrの近傍にし、変化後の周波数f2を読取装置20の周波数frと大きく異ならせ場合について、図24〜26を用いて、説明する。
以上説明したように、第2の実施形態およびその変形例によれば、読取装置側の送受信周波数と電力レベルを固定にしたまま、タグとの通信可能な距離の遠近に基づいて、タグの共振周波数の変化の有無を判定するので、ICタグ用の一般的なリーダライタとアンテナを用いてシステムを構成することができる。第1の実施形態に比べると、アンテナの位置決めや配置が容易ではなく、読取装置の構成も大きくなりがちであるという難点はあるが、システム構成の選択の幅が広がり、低コストで構築・運用できるシステム構成が可能となるという効果が得られる。
なお、図示しないが、読取装置20とタグ10との間に、電波を部分的に遮蔽することと素通しすることとを切り換えることのできる遮蔽器のようなものを置いて、検知処理部から指示してこの遮蔽器を切り換えるようにしてもよい。このようにした場合、読取装置20からの見かけ上の送信電力は同じであっても、読取装置20からタグ10へ実際上の送信電力を切り換えることが可能である。それにより、タグ10に届く電波の電界及び磁界の強さを切り換えられるから、上記説明したのと同様の判定手段により、環境変化の有無を検知することができる。
Claims (8)
- 環境変化に伴い第1の共振周波数から第2の共振周波数へ共振周波数が変化するよう設定された共振回路と該共振回路に接続されたICチップを有する環境変化感知タグと、
前記タグから非接触式でデータを読み取る読取装置とを備えたシステムであって、
前記読取装置の送信電力レベルを、前記読取装置が前記タグと所定間隔の位置から所定の周波数の電波を発信したとき、前記第1の共振周波数で共振する前記タグと通信可能な第1の電力レベルと前記第2の共振周波数の前記タグと通信可能な第2の電力レベルとに切り換え可能とし、前記タグと通信可能な送信電力レベルに応じて前記環境変化の有無を判定する第1の判定手段を有することを特徴とする環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
外部からの指示により送信電力レベルを設定変更できるタグリーダと、
前記タグリーダに接続され、前記タグリーダを介して送信電力レベルを前記第1の電力レベルまたは前記第2の電力レベルに設定変更して前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能な送信電力レベルに応じて前記環境変化の有無を判定する第1の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
所定の送信電力レベルのタグリーダと、
前記タグリーダに接続され、前記タグと送受信可能なアンテナと、
該アンテナと前記タグリーダとの間に配置され、外部からの指示により、前記第1の電力レベルと前記第2の電力レベルとになるよう減衰または増幅可能な可変電力減衰器または可変電力増幅器と、
前記タグリーダおよび前記可変電力減衰器若しくは前記可変電力増幅器に接続され、前記可変電力減衰器または可変電力増幅器に対して前記第1の電力レベルまたは前記第2の電力レベルにするよう指示する手段と、前記タグリーダを介して前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能な送信電力レベルに応じて前記環境変化の有無を判定する第1の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
送信電力レベルを前記第1の電力レベルとした第1のタグリーダと、
送信電力レベルを前記第2の電力レベルとした第2のタグリーダと、
前記第1のタグリーダ及び前記第2のタグリーダに接続され、前記第1のタグリーダと前記第2のタグリーダとを切り換えて前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能な送信電力レベルに応じて前記環境変化の有無を判定する第1の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
送信電力レベルを前記第1の電力レベルとした第1のアンテナと、
送信電力レベルを前記第2の電力レベルとした第2のアンテナと、
前記第1および第2のアンテナが接続され、外部からの指示に基づいて前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとを切り換え可能とした第3のタグリーダと、
前記第3のタグリーダに接続され、前記第3のタグリーダを介して前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとを切り換えて前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能な送信電力レベルに応じて前記環境変化の有無を判定する第1の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項1に記載の環境変化検知システム。 - 環境変化に伴い第1の共振周波数から第2の共振周波数へ共振周波数が変化するよう設定された共振回路と該共振回路に接続されたICチップを有する環境変化感知タグと、
前記タグから非接触式でデータを読み取る読取装置とを備えたシステムであって、
前記読取装置の読取位置が、前記読取装置の送信電力レベルと周波数を一定にしたとき、前記第1の共振周波数で共振する前記タグと通信可能な第1の位置と、前記第2の共振周波数で共振する前記タグと通信可能な第2の位置とに、設置可能とし、前記タグと通信可能な位置に応じて前記環境変化の有無を判定する第2の判定手段を有することを特徴とする環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
前記第1の位置に設置された第1のアンテナと、
前記第2の位置に設置された第2のアンテナと、
前記第1および第2のアンテナが接続され、外部からの指示に基づいて前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとを切り換え可能とした第3のタグリーダと、
前記第3のタグリーダに接続され、前記第3のタグリーダを介して前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとを切り換えて前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能なアンテナの位置に応じて前記環境変化の有無を判定する第2の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項6に記載の環境変化検知システム。 - 前記読取装置は、
読取位置を前記第1の位置として設置された第1のタグリーダと、
読取位置を前記第2の位置として設置された第2のタグリーダと、
前記第1のタグリーダ及び前記第2のタグリーダに接続され、前記第1のタグリーダと前記第2のタグリーダとを切り換えて前記タグと通信を試み、前記タグと通信可能な読取位置に応じて前記環境変化の有無を判定する第2の判定手段を有する検知処理部と、
を具備したことを特徴とする請求項6に記載の環境変化検知システム。
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