JP2007312177A - Ｒｆｉｄシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のＲＦＩＤシステムが動作する環境で、複数のリーダライタ間で発生する妨害波を軽減することができる技術を提供する。
【解決手段】複数のリーダライタと、その複数のリーダライタを制御する制御装置１１００とを備える。各リーダライタは、本体５００（１０００）と、アンテナ２００〜２０２（７００〜７０２）と、アンテナ２００〜２０２（７００〜７０２）から１つのアンテナを選択する分配器４００（９００）とを備えている。制御装置１１００は、各リーダライタが持つアンテナ２００〜２０２（７００〜７０２）から妨害波が小さくなる位置関係にあるアンテナを選択し、各リーダライタの本体５００（１０００）に指令する。各リーダライタは、制御装置１１００からの指令に基づいてアンテナ２００〜２０２（７００〜７０２）から１つのアンテナを選択し、ＲＦＩＤ１００（６００）にコマンドを送信する。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数のＲＦＩＤと複数のリーダライタが無線通信を行うＲＦＩＤシステムに関し、特にリーダライタ間で発生する妨害波を軽減する技術に関する。
本発明者が検討した技術として、例えば、ＲＦＩＤシステムにおいては、以下の技術が考えられる。
一般的に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムは、図１（ａ）に示すように、リーダライタ５０１と呼ばれる無線機と複数のＲＦＩＤ１００から構成される。リーダライタ５０１は、本体５００，アンテナ２００から構成される。また、それぞれのＲＦＩＤ１００は、図１（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０１ とアンテナ１０２と電池１０３から構成される。なお、ＲＦＩＤ１００は、電池１０３を持つアクティブ型ＲＦＩＤと、電池１０３を持たないパッシブ型ＲＦＩＤに大別される。
パッシブ型ＲＦＩＤは、電池を持たず、リーダライタ５０１からの電磁波エネルギーで動作する。したがって、リーダライタ５０１は、パッシブ型ＲＦＩＤに保存されているデータの読み取りを行うのに変調波（以下、質問信号又はコマンド５０２という。）を送信後、パッシブ型ＲＦＩＤ１００がコマンド５０２を復調し、必要に応じて内蔵データによって再発射（以下、応答信号又はレスポンス５０３という。）するまでの間、電磁波エネルギーとして無変調波を継続的に送信する必要がある。
これに対して電池１０３を持つアクティブ型ＲＦＩＤ１００は、アクティブ型ＲＦＩＤ１００に保存されているデータの読み取りを行うのに、リーダライタ５０１はコマンド５０２を送信後、送信を止め、アクティブ型ＲＦＩＤ１００からのレスポンス５０３を待つ。
なお、このようなＲＦＩＤシステムに関する技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載される技術などが挙げられる。
特許文献１の技術は、移動する応答器（ＩＣカード）に対して複数の質問器が同一信号を無線通信する質問器システムであり、複数の質問器をアンテナの通信可能領域を重複させて設けて通信可能領域を拡大し、各質問器のアンテナによる送受信を同期させることにより、質問器に他の質問器からの送信信号が受信されるといった干渉を防止するものである。
特許文献２の技術は、読み取り装置本体上に保管箱（複数の無線タグ在中）が置かれた際、読み取り装置本体内の複数のアンテナを隣り合うアンテナを同時にオンしないように切り替えて、保管箱内の複数の無線タグを読み取り、予め登録されている無線タグ数と読み取り数とが一致した際に読み取りを停止して結果を表示部に表示するものである。
特開２００３−２８３３６７号公報 特開２００５−１５７６４５号公報
ところで、前記のようなＲＦＩＤシステムの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
ＲＦＩＤシステムは、物流・流通用途で使用されることが多く、例えば、ＲＦＩＤシステムとして図２のように、ベルトコンベアで搬送されてくる物品に貼り付けられたＲＦＩＤ内の情報を読み取り、物品を管理するシステムなどが考えられている。
図２（ａ），（ｂ）に、複数のＲＦＩＤシステムを動作させた場合の一例を示す。この一例の構成は、ベルトコンベア３００とベルトコンベア８００が近距離で平行に並んでおり、ベルトコンベア３００上を搬送方向に向かって物品等に貼付されたＲＦＩＤ１００が移動する。また、ＲＦＩＤ１００は物品のどの部分に貼付されるか不明であるため、正確にＲＦＩＤ１００の位置を前もって把握しておく事が困難である。したがって、ＲＦＩＤ１００がどの方向に向いていても正確に認識できるように、アンテナの配置はベルトコンベア３００を囲むように配置されている。例えば、図２（ａ）に示すように、アンテナ２００及びアンテナ２０２がベルトコンベア３００の側面に向い合うように配置され、アンテナ２０１がベルトコンベアの上方に配置される。
各アンテナ２００，２０１，２０２は、分配器４００を介して本体５００に接続されており、本体５００の指令に従って１つのアンテナを選択してコマンドを送信する。ここで、このＲＦＩＤシステムにおけるリーダライタは、複数のアンテナ及びこれを選択する分配器及び本体などから構成されている。
なお、各ベルトコンベアに設置されたリーダライタは同じである為、ベルトコンベア８００用のリーダライタについては説明を省略する。
以上のような構成のＲＦＩＤシステムにおいて、近距離に配置したリーダライタは互いに独立して１つのアンテナを選択してコマンドを送信する為、各リーダライタで互いに妨害波によってＲＦＩＤの認識が正確に行えなくなることがある。
例えば、アンテナ２００とアンテナ７０２が同時にコマンドを送信した場合と、アンテナ２００とアンテナ７００が同時にコマンドを送信した場合の妨害波について比較検討する。なお、送受信に用いる搬送波周波数は、各アンテナで同一の９５３ＭＨｚとした。
アンテナ２００とアンテナ７０２が同時にコマンドを送信した場合、各アンテナは、電磁波の放射面が向い合った状態で配置されている。したがって、例として各アンテナが図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す指向性を持っている場合、各アンテナの指向性による電力損失はほとんど無い。したがって、各アンテナの送信電力が同一であり、各ベルトコンベア幅を５［ｍ］、ベルトコンベア間距離を１［ｍ］とした場合、図２（ｂ）に示すように、アンテナ２００が送信したコマンドは、アンテナ７０２への妨害波として１１［ｍ］の自由空間電力損失である約５３［ｄＢ］の損失で受信される。同じくアンテナ７０２が送信したコマンドは、アンテナ２００への妨害波として１１［ｍ］の自由空間電力損失である約５３［ｄＢ］の損失で受信される。
また、アンテナ２００とアンテナ７００が同時にコマンドを送信した場合、アンテナ７００の電磁波の放射面は、アンテナ２００に対して反対向きに配置されている。したがって、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）のアンテナ指向性により、アンテナ２００から送信されたコマンドが、アンテナ７００に妨害波として受信される時に約２８［ｄＢ］の電力損失が生じる。よって、アンテナ２００が送信したコマンドは、アンテナ７００の妨害波として６［ｍ］の自由空間伝搬損失である約４８［ｄＢ］の損失及び指向性による損失を合計した約７６［ｄＢ］の損失で受信される。同じくアンテナ７００が送信したコマンドは、約７６［ｄＢ］の損失でアンテナ２００に妨害波として受信される。
したがって、アンテナ２００とアンテナ７０２を同時に用いた方が、アンテナ２００とアンテナ７００を同時に用いたときより、アンテナ間距離が遠いにも関わらず妨害波の電力が２３［ｄＢ］大きくなる。
また、同じ条件下において、想定される全てのアンテナの組合せにおける妨害波の電力損失を図４に示す。図４より、妨害波の電力損失が最大の時と最小の時で、約３５［ｄＢ］もの差があった。
以上より、各リーダライタが独立にアンテナの選択を行ってコマンドを実施すると、使用アンテナの組合せによって、妨害波を強く受ける場合が発生する。なお、妨害波の電力は、妨害波の搬送波周波数とリーダライタの本体が一般的に持っている受信フィルタの周波数応答特性に依存して変動する特徴がある。この受信フィルタの周波数応答特性の一例を図５に示す。図５に示すように、リーダライタが受信に使用する搬送波周波数がｆｃで、妨害波の搬送波周波数がｆ1の時は、妨害波の搬送波周波数がｆ2の時より、妨害波の電力が高くなる。したがって、リーダライタが受信に使用する搬送波周波数と妨害波の搬送波周波数が近い場合にリーダライタは妨害波を強く受ける。
以上のように、ＲＦＩＤシステムにおいて、各リーダライタが選択したアンテナの組合せ及び送受信に使用する搬送波周波数によっては、近距離に設置された各リーダライタの間で妨害波を強く受ける場合が発生する。
そこで、本発明の目的は、複数のＲＦＩＤシステムが動作する環境で、複数のリーダライタ間で発生する妨害波を軽減することができる技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
すなわち、本発明によるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤに質問信号（コマンド）を送信し、応答信号（レスポンス）を受信する複数のリーダライタと、前記複数のリーダライタを制御する制御装置とを有するものである。各リーダライタは、本体と、複数のアンテナと、前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択する分配器とを備えている。前記制御装置は、各リーダライタが持つ前記複数のアンテナからどのアンテナを選択するか、各リーダライタの本体に指令する機能を有し、妨害波が小さくなる位置関係にあるアンテナを選択し、各リーダライタの本体に指令する。そして、各リーダライタは、前記制御装置からの前記指令に基づいて前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択し、前記分配器を介して前記質問信号を送信する。
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
複数のＲＦＩＤシステムが動作する環境で、複数のリーダライタ間で発生する妨害波を軽減し、高密度に複数のリーダライタを配置して、ＲＦＩＤデータの読み取りを行うことが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
図６は、本発明の実施の形態１によるＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。
まず、図６により、本実施の形態１によるＲＦＩＤシステムの構成の一例を説明する。本実施の形態１によるＲＦＩＤシステムは、ベルトコンベア３００とベルトコンベア８００が近距離で平行に並んでおり、ベルトコンベア３００上を搬送方向に向かって物品等に貼付されたＲＦＩＤ１００が移動する。また、ＲＦＩＤは物品のどの部分に貼付されるか不明であるため、正確にＲＦＩＤ１００の位置を前もって把握しておく事が困難である。したがって、ＲＦＩＤ１００がどの方向に向いていても正確に認識できるように、アンテナの配置はベルトコンベア３００を囲むように配置されている。例えば、図６に示すように、アンテナ２００及びアンテナ２０２がベルトコンベア３００の側面に向い合うように配置され、アンテナ２０１がベルトコンベア３００の上方に配置されている。各アンテナ２００，２０１，２０２は、分配器４００を介して本体５００に接続されており、本体５００の指令に従って１つのアンテナを選択してコマンドを送信する。
ここで、このＲＦＩＤシステムにおけるリーダライタは、複数のアンテナ２００，２０１，２０２及びこれを選択する分配器４００及び本体５００から構成されている。
また同様に、ベルトコンベア８００におけるリーダライタも、複数のアンテナ７００，７０１，７０２及びこれを選択する分配器９００及び本体１０００から構成される。
そして、本体５００及び本体１０００は制御装置１１００に接続されている。この制御装置１１００は、各本体に接続された複数のアンテナからどのアンテナを選択するかを各本体に指令する機能及び各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する機能を有する。
なお、各ベルトコンベア幅を５［ｍ］とし、ベルトコンベア間距離を１［ｍ］とし、アンテナ２００の中心とアンテナ２０１の電磁波の放射面までの高さは１［ｍ］とし、アンテナ２０１はベルトコンベア幅の中央部に設置した。また、各ベルトコンベアに設置されたリーダライタは同じである為、ベルトコンベア８００のリーダライタについては説明を省略する。
以上のような構成のＲＦＩＤシステムを用い、各リーダライタが受信する妨害波を軽減する方法について以下に述べる。
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本実施の形態１において使用するアンテナの指向性の一例を示す図であり、（ａ）はアンテナ表面（電磁波の放射面）、（ｂ）はアンテナ裏面、（ｃ）はＸＺ面及びＹＺ面における角度と送信電力損失との関係を示す。
図７は、本実施の形態１のＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。
例えば、図７に示すように、指向方向が同じであるアンテナ２００とアンテナ７００を選択してコマンドを送信し、ＲＦＩＤ１００，６００からのレスポンスを受信する。次にアンテナ２０１とアンテナ７０１を選択し、次にアンテナ２０２とアンテナ７０２を選択する、といった順番でアンテナを組合せて使用するように制御装置１１００で命令する。
これによって、従来のＲＦＩＤシステムに比べて、リーダライタ間の妨害波が軽減される。具体的な、妨害波の影響を以下に示す。なお、送信に用いる搬送波周波数は、各アンテナで同一であり、９５３ＭＨｚとした。
まず、アンテナ２００とアンテナ７００を選択してコマンドを送信した場合、アンテナ７００の電磁波の放射面は、アンテナ２００に対して反対向きに配置されている。したがって、例として各アンテナが図３に示す指向性を持っている場合、一方のアンテナから送信されたコマンドが、他方のアンテナに妨害波として受信される時に約２８［ｄＢ］の電力損失が生じる。また、図７より、アンテナ２００で受信されるレスポンスが、アンテナ７００のコマンドによって妨害を受けており、各アンテナの送信電力が同一の場合、各アンテナが受信する妨害波は、アンテナ間の距離６［ｍ］の自由空間伝搬損失である約４８［ｄＢ］の損失及び指向性による損失を合計した約７６［ｄＢ］の損失で受信される。
次に、指向方向が同じであるアンテナ２０１とアンテナ７０１を選択してコマンドを送信した場合、アンテナ７０１及びアンテナ２０１の電磁波の放射面は、共に下向きに配置されている。したがって、図３のアンテナ指向性により、一方のアンテナから送信されたコマンドが、他方のアンテナに妨害波として受信される時に約３０［ｄＢ］の電力損失が生じる。また、図７より、アンテナ２０１で受信されるレスポンスが、アンテナ７０１のコマンドによって妨害を受けており、各アンテナが受信する妨害波は、アンテナ間の距離６［ｍ］の自由空間伝搬損失である約４８［ｄＢ］の損失及び指向性による損失を合計した約７８［ｄＢ］の損失で受信される。
次に、指向方向が同じであるアンテナ２０２とアンテナ７０２を選択してコマンドを送信した場合、アンテナ２０２の電磁波の放射面は、アンテナ７０２に対して反対向きに配置されている。したがって、図３のアンテナ指向性により、一方のアンテナから送信されたコマンドが、他方のアンテナに妨害波として受信される時に約２８[ｄＢ]の電力損失が生じる。また、図７より、アンテナ２０２で受信されるレスポンスが、アンテナ７０２のコマンドによって妨害を受けており、各アンテナが受信する妨害波は、アンテナ間の距離６［ｍ］の自由空間伝搬損失である約４８［ｄＢ］の損失及び指向性による損失を合計した約７６［ｄＢ］の損失で受信される。
以上より、コマンドを送信した時の妨害波の電力損失は、約７６〜７８［ｄＢ］でほぼ一定となり、電力損失が最小の約７６［ｄＢ］である時に各リーダライタ間で受信される妨害波が最も大きい。
従来のＲＦＩＤシステムの最小の電力損失は、図４に示すように約５３［ｄＢ］である。よって、本実施の形態１によるＲＦＩＤシステムの妨害波の最小電力損失は、この条件下での従来のＲＦＩＤシステムより約２３［ｄＢ］高い。したがって、従来のＲＦＩＤシステムより妨害波が軽減される。また、各リーダライタのアンテナ選択と同時に、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、さらに妨害波を軽減することが可能となる。
例えば、各リーダライタの持つ受信フィルタの周波数応答特性が図５に示すような特性の場合、一方のリーダライタの搬送波周波数ｆｃに対して他方のリーダライタによる妨害波の搬送波周波数がｆ２の時は、妨害波の搬送波周波数がｆ1の時より、妨害波の電力が低くなる。したがって、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、妨害波の軽減が可能である。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。
本実施の形態２によるＲＦＩＤシステムは、ベルトコンベア３００の上を搬送方向に向かって物品等に貼付されたＲＦＩＤ１００とＲＦＩＤ６００が移動する。また、ＲＦＩＤは物品のどの部分に貼付されるか不明であるため、正確にＲＦＩＤの位置を前もって把握しておく事が困難である。したがって、ＲＦＩＤ１００，６００がどの方向に向いていても正確に認識できるように、アンテナの配置はベルトコンベア３００を囲むように配置されている。例えば、図８に示すように、アンテナ２００及びアンテナ２０２並びにアンテナ７００及びアンテナ７０２がベルトコンベア３００の側面に向い合うように配置され、アンテナ２０１並びにアンテナ７０１がベルトコンベアの上方に配置されている。
アンテナ２００，２０１，２０２は、分配器４００を介して本体５００に接続されており、本体５００の指令に従って１つのアンテナを選択してコマンドを送信する。ここで、このＲＦＩＤシステムにおけるリーダライタは、複数のアンテナ２００，２０１，２０２及びこれを選択する分配器４００及び本体５００から構成されている。また、本体５００は制御装置１１００に接続されている。この制御装置１１００は、各本体に接続された複数のアンテナからどのアンテナを選択するかを各本体に指令する機能及び各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する機能を有する。
また、アンテナ７００，７０１，７０２は、分配器９００を介して本体１０００に接続されており、本体１０００の指令に従って１つのアンテナを選択してコマンドを送信する。ここで、このＲＦＩＤシステムにおけるリーダライタは、複数のアンテナ７００，７０１，７０２及びこれを選択する分配器９００及び本体１０００から構成されている。また、本体１０００は制御装置１１００に接続されている。
なお、ベルトコンベア幅を５［ｍ］とし、アンテナ２００とアンテナ７００の間隔を５［ｍ］とし、アンテナ２００の中心とアンテナ２０１の電磁波の放射面までの高さは１［ｍ］とし、アンテナ２０１はベルトコンベア幅の中央部に設置した。また、ベルトコンベア３００に設置された各リーダライタは同様の構成及び機能を有する。
また、各アンテナは、前記実施の形態１と同様に、図３に示す指向性を有するものとする。
以上のような構成のＲＦＩＤシステムを用い、各リーダライタが受信する妨害波を軽減する方法について以下に述べる。
例えば、図７に示すように、指向方向が同じアンテナ２００とアンテナ７００を選択してコマンドを送信し、ＲＦＩＤ１００，６００からのレスポンスを受信する。次に、アンテナ２０１とアンテナ７０１を選択し、次にアンテナ２０２とアンテナ７０２を選択するといった順番でアンテナを組合せて使用するように制御装置１１００で命令する。これによって、従来のＲＦＩＤシステムに比べて、妨害波の軽減が可能となる。具体的な、妨害波の影響を以下に示す。なお、送信に用いる搬送波周波数は、各アンテナで同一であり、９５３ＭＨｚとした。
上記の組合せでアンテナを選択する場合、全てのアンテナの組合せにおいて、選択された各アンテナの電磁波の放射面は図８に示すように同一の方向を向いている。したがって、例として各アンテナが図３に示す指向性を持っている場合、一方のアンテナから送信されたコマンドが、他方のアンテナに妨害波として受信される時に約３０［ｄＢ］の電力損失が生じる。
また、上記アンテナの組合せにおいて、各アンテナが受信する妨害波は、アンテナ間の距離５［ｍ］の自由空間伝搬損失である約４６［ｄＢ］の損失及び指向性による損失を合計した約７６［ｄＢ］の損失で受信される。
以上より、コマンドを送信した時の妨害波の電力損失は、約７６［ｄＢ］で一定となる。また、同じ条件下において制御装置１１００を使用せずに、各リーダライタが独立にアンテナを選択してコマンドを送信する場合、想定される全てのアンテナの組合せにおける妨害波の電力損失を図９に示す。
図９より、最小の電力損失は約５７［ｄＢ］である。よって、本実施の形態２における妨害波の最小電力損失は、この条件下での従来ＲＦＩＤシステムより約１９［ｄＢ］高い。したがって、従来のＲＦＩＤシステムより妨害波が軽減される。また、各リーダライタのアンテナ選択と同時に、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、さらに妨害波の軽減が可能になる。
例えば、各リーダライタの持つ受信フィルタの周波数応答特性が図５に示すような特性の場合、一方のリーダライタの搬送波周波数ｆｃに対して他方のリーダライタによる妨害波の搬送波周波数がｆ２の時は、妨害波の搬送波周波数がｆ1の時より、妨害波の電力が低くなる。したがって、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、妨害波の軽減が可能である。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムの構成は、前記実施の形態１における図６の構成と同じである。
本実施の形態３において、制御装置１１００は、各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させることと、各リーダライタ間で送信するコマンド長が異なる場合、特定のリーダライタのコマンド送信を中止及び待機させることと、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する機能を有する。
以上のような構成のＲＦＩＤシステムを用い、各リーダライタが受信する妨害波を軽減する方法について以下に述べる。
図１０、図１１及び図１２は、本発明の実施の形態３によるＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。
例えば、制御装置１１００によって各リーダライタの本体５００と本体１０００の送受信状態をモニターし、図１０のようにコマンドの送信と受信タイミングを一致させる。この制御によって、ＲＦＩＤがアクティブ型ＲＦＩＤの場合は、各リーダライタでコマンドとレスポンスが同時に送受信されることが無くなり、リーダライタは妨害波を全く受けなくなる。
但し、パッシブ型ＲＦＩＤの場合は、各リーダライタがレスポンスの受信時にも無変調波を送信しているためリーダライタ間で妨害波が生じる。そこで、パッシブ型ＲＦＩＤの場合は、コマンドの送信と受信タイミングを一致させると同時に各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択し、妨害波を軽減する。
例えば、各リーダライタの持つ受信フィルタの周波数応答特性が図５に示すような特性の場合、一方のリーダライタの搬送波周波数ｆｃに対して他方のリーダライタによる妨害波の搬送波周波数がｆ２の時は、妨害波の搬送波周波数がｆ1の時より、妨害波の電力が低くなる。したがって、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、妨害波の軽減が可能である。
しかしながら、図１１に示すようにアンテナ２００がコマンドＡを送信し、同時にアンテナ７００が異なるコマンドＢを送信した場合を想定すると、コマンドの長さの違いによってアンテナ２００のコマンドＡに対するレスポンスＡの前半部が、アンテナ７００から送信されるコマンドＢと時間的に重なる。したがって、ＲＦＩＤがアクティブ型であるかパッシブ型であるかに無関係にレスポンスＡがコマンドＢの妨害波を受ける可能性が高まる。
そこで、制御装置１１００で、前述した各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させ、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する制御と同時に、特定のリーダライタのコマンド送信を中止及び待機させる制御を行う。例えば、アンテナ２００から送信するコマンドＡは、図１２に示すように、コマンドＢとレスポンスＢの時間間隔分の送信タイミングを遅延させて送信する。これによって、各リーダライタのコマンドとＲＦＩＤのレスポンスが時間的に重なる事が避けられ、妨害波の軽減が可能になる。
また、同様にして、前記実施の形態２の図８の構成のＲＦＩＤシステムについても、同じ効果を得ることができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４によるＲＦＩＤシステムの構成は、前記実施の形態１における図６の構成と同じである。
本実施の形態４において、制御装置１１００は、各本体に接続された複数のアンテナからどのアンテナを選択するかを各本体に指令する機能と、各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させることと、各リーダライタ間で送信するコマンド長が異なる場合、特定のリーダライタのコマンド送信を中止及び待機させること、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する機能を有する。
以上のような構成のＲＦＩＤシステムを用い、各リーダライタの受信する妨害波を軽減する方法について以下に述べる。
例えば、前記実施の形態１と同様に図７に示すように、指向方向が同じアンテナ２００とアンテナ７００を選択してコマンドを送信し、ＲＦＩＤ１００，６００からのレスポンスを受信する。次にアンテナ２０１とアンテナ７０１を選択し、次にアンテナ２０２とアンテナ７０２を選択する、といった順番でアンテナを組合せて使用するように制御装置１１００で命令する。これによって、従来のＲＦＩＤシステムに比べて、各リーダライタが受信する妨害波の軽減が可能になる。具体的な、妨害波の影響を以下に示す。なお、送信に用いる搬送波周波数は、各アンテナで同一であり、９５３ＭＨｚとした。
例えば、制御装置１１００によって各リーダライタの本体５００と本体１０００の送受信状態をモニターし、図１０のようにコマンドの送信と受信タイミングを一致させる。この制御によって、ＲＦＩＤがアクティブ型ＲＦＩＤの場合は、各リーダライタでコマンドとレスポンスが同時に送受信されることが無くなり、妨害波を全く受けなくなる。
但し、パッシブ型ＲＦＩＤの場合は、各リーダライタがレスポンスの受信時にも無変調波を送信しているためリーダライタ間で妨害波が生じる。そこで、パッシブ型ＲＦＩＤの場合は、コマンドの送信と受信タイミングを一致させると同時に各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択し、妨害波を軽減する。
例えば、各リーダライタの持つ受信フィルタの周波数応答特性が図５に示すような特性の場合、一方のリーダライタの搬送波周波数ｆｃに対して他方のリーダライタによる妨害波の搬送波周波数がｆ２の時は、妨害波の搬送波周波数がｆ1の時より、妨害波の電力が低くなる。したがって、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択することによって、妨害波の軽減が可能である。
また、パッシブ型ＲＦＩＤの場合における各リーダライタの妨害波を軽減するため、制御装置１１００で、前述した各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させることと、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する制御と同時に各リーダライタが持つ複数のアンテナから実施の形態１と同じ方法でアンテナを選択する。これによって、さらに妨害波を軽減することが可能になる。
しかしながら、図１１に示すようにアンテナ２００がコマンドＡを送信し、同時にアンテナ７００が異なるコマンドＢを送信した場合を想定すると、コマンドの長さの違いによってアンテナ２００のコマンドＡに対するレスポンスＡの前半部が、アンテナ７００から送信されるコマンドＢと時間的に重なる。したがって、ＲＦＩＤがアクティブ型であるかパッシブ型であるかに無関係にレスポンスＡがコマンドＢの妨害波を受ける可能性が高まる。
そこで、前述した本体に接続された複数のアンテナからどのアンテナを選択することと、各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させることと、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数を各本体に指令する制御と同時に、特定のリーダライタのコマンド送信を中止及び待機させる制御を行う。
例えば、アンテナ２００から送信するコマンドＡは、図１２に示すように、コマンドＢとレスポンスＢの時間間隔分の送信タイミングを遅延させて送信する。これによって、各リーダライタのコマンドとＲＦＩＤのレスポンスが時間的に重なる事を避け、妨害波の軽減が可能になる。
また、同様にして、前記実施の形態２の図８の構成のＲＦＩＤシステムについても、同じ効果を得ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
（ａ），（ｂ）は本発明に関係する一般的なＲＦＩＤシステムを示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムの構成を示す図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態１及び実施の形態２において、使用するアンテナの指向性の一例を示す図である。 本発明の前提として検討したＲＦＩＤシステムにおいて、各リーダライタがアンテナの選択を行った場合に考えられる妨害波の電力損失の一例を示す図である。 本発明に関係するリーダライタの受信フィルタの周波数応答特性の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１及び４によるＲＦＩＤシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１及び４によるＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２によるＲＦＩＤシステムにおいて、制御装置を使用しない場合に考えられる妨害波の電力損失の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３及び実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３及び実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３及び実施の形態４によるＲＦＩＤシステムにおいて、コマンドを送信するアンテナとＲＦＩＤ間で通信を行った場合の処理の一例を示すタイミングチャートである。
符号の説明
１００，６００ ＲＦＩＤ
１０１ ＩＣチップ
１０２，２００〜２０２，７００〜７０２ アンテナ
１０３ 電池
３００，８００ ベルトコンベア
４００，９００ 分配器
５０１ リーダライタ
５００，１０００ 本体
５０２ コマンド（質問信号）
５０３ レスポンス（応答信号）
１１００ 制御装置

Claims (8)

  1. ＲＦＩＤに質問信号を送信し、応答信号を受信する複数のリーダライタと、前記複数のリーダライタを制御する制御装置と、を有するＲＦＩＤシステムであって、
    前記複数のリーダライタのそれぞれは、本体と、複数のアンテナと、前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択する分配器と、を備え、
    前記制御装置は、前記複数のリーダライタのそれぞれが持つ前記複数のアンテナからどのアンテナを選択するか、前記複数のリーダライタのそれぞれの本体に指令する機能を有し、
    前記制御装置は、妨害波が小さくなる位置関係にあるアンテナを選択し、前記複数のリーダライタのそれぞれの本体に指令し、
    前記複数のリーダライタのそれぞれは、前記制御装置からの前記指令に基づいて前記複数のアンテナから１つのアンテナを選択し、前記分配器を介して前記質問信号を送信することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  2. 請求項１記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記複数のアンテナのそれぞれは、一方向には利得が強く、他方向には利得が弱くなるような指向特性を持つアンテナであることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  3. 請求項２記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、配置された各リーダライタのアンテナ配置及び前記指向特性によって各リーダライタのアンテナを選択することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  4. 請求項２記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、前記妨害波が小さくなる位置関係にあるアンテナとして、前記複数のリーダライタのそれぞれが持つ複数のアンテナから、指向方向が同じであるアンテナを選択することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  5. 請求項３又は４記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、さらに、前記質問信号及び応答信号の送受信に使用する搬送波周波数を選択して前記複数のリーダライタのそれぞれの本体に指令する機能を有することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  6. 請求項５記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、各リーダライタが送受信に使用する搬送波周波数の周波数間隔を離して選択し、各リーダライタの本体に指令することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  7. 請求項３又は４記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、さらに、前記複数のリーダライタのそれぞれにおける前記質問信号及び応答信号の送受信状態をモニターし、各リーダライタの送受信タイミングを各リーダライタの本体に指令する機能を有することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  8. 請求項７記載のＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記制御装置は、各リーダライタの送受信状態をモニターし、各リーダライタの送信と受信タイミングを一致させ、各リーダライタの送信信号の時間幅が異なる場合には、特定のリーダライタ以外の無線通信を中止または待機させ、送受信に使用する搬送波周波数を選択して各リーダライタの本体に指令することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
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