JP2007506319A

JP2007506319A - 無線周波数でアドレス指定されることができる複数の装置を備えるシステム、及び透過モードのアクティブ化によるアドレッシング方法

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Publication number: JP2007506319A
Application number: JP2006526660A
Authority: JP
Inventors: エリザベート、クロション; ヤン、テテュ; ジャック、レベルディー
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: EP1665138A1; EP1665138B1; FR2859843B1; US7319844B2; DE602004022309D1; US20060284726A1; WO2005029403A1; JP4633721B2; ATE438153T1; FR2859843A1

Abstract

無線周波数でアドレス指定されることができる複数の装置を備えるシステム、及び透過モードのアクティブ化によるアドレッシング方法。
各装置（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、外部アンテナ（３、５）に結合されるように設計された第１のアンテナ（４）と接続されている処理回路と、より高いランクの装置（１）のアンテナ（４）に結合されるように設計された第２のアンテナ（５）とを備える。このシステムは、読取りユニットと、所定のランクを有する装置（１）とを備える。ランク１の装置（１ａ）の第１のアンテナ（４ａ）は、読取りユニットのアンテナ（３）に結合される。読取りユニットによる１つの装置よりランクの高い装置（１ｃ）へのアドレッシングは、関連するより低いランクの装置（１ａ、１ｂ）を介して行われる。階層ツリー構造を形成するように、所定のランクの装置（１ａ１）が、より高いランクの装置（１ｂ１１、１ｂ１２）のサブセット（８ａ）と関連付けられる。

Description

本発明は、読取りアンテナを備える読取りユニットから無線周波数でアドレス指定されることができる複数の装置を備える識別システムに関し、各装置は、
外部アンテナに結合されるように設計された第１のアンテナと接続されている処理回路と、
エネルギー回復手段と、少なくとも１つのより高いランクの装置のアンテナに結合されるように設計された第２のアンテナとを備え、前記処理回路は、無線周波数信号を前記第２のアンテナの端子に印加する手段を備え、
各装置は、所定のランクを有し、ランク１の装置の第１のアンテナが結合される外部アンテナは、前記読取りアンテナであり、ランクが隣接する少なくとも２つの装置は、１つの装置よりランクの高い装置の第１のアンテナと、より低いランクの装置の第２のアンテナとの間で電磁結合を確立するように配置される。

ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タイプの非接触ラベルを使用すると、読取りアンテナの受信範囲（ｆｉｅｌｄ）内に所在する、かかるラベルを備えるすべての物体を識別することが可能になる。このラベルをすべての空間位置及び向きで識別可能にするために、読取りアンテナは一般に、複雑であり、３次元構造を有する。通常、そのアクティブな受信範囲は、比較的広く（約１ｍ^３）、すべてのラベルをアクティブにするために、識別は、３つの軸に沿って次々に行われる。この識別方法は、大量の物体を識別するのに非常に適している。この場合、物体の位置は、実際には不明であり、物体の空間構成は、固定されない。この方法で直面する問題は、読取り装置の受信範囲内に所在するラベルの相対的配置に関するどんな情報も、相互に欠落していることである。さらに、この非接触型の識別方法は、範囲限界を有することもある。

例えば、国際公開第０１／９４９６７号は、ＲＦＩＤタイプの装置及びＲＦＩＤタイプのラベルを配置するためのシステムを記載している。ラベルは、前記装置の１つを介してメイン・コンピュータにリンクされる。この装置は、ある無線周波数通信チャネルを介してラベルと通信し、別の無線周波数通信チャネルを介してメイン・コンピュータと通信する。この装置は、各通信チャネル毎にアンテナを備える。かかる装置は、上記の装置の別の１つ或いは別のいくつかを介して、メイン・コンピュータと接続されてもよい。

本発明の一目的は、上記の欠点を改善することであり、特に、物体が相対的に配置されることを可能にし、とりわけ、物体が階層順序に従って配置されることを可能にすることである。

本発明によれば、この目的は、添付の特許請求の範囲によって達成され、特に、階層ツリー構造を形成するように、所定のランクの装置がより高いランクの装置のサブセットと関連付けられることによって達成される。

本発明の他の目的は、このシステムの装置にアドレス指定する方法であって、読取りユニットによる１つの装置よりランクの高い装置へのアドレッシングが、関連するより低いランクの装置を介して行われる方法を実現することである。

その他の利点及び特徴は、非限定的な例としてのみ与えられ、添付の図面に示される本発明の特定の諸実施形態に関する以下の説明を読めば、より明確に明らかとなるであろう。

図１では、読取りユニット２から無線周波数でアドレス指定されることができる３つの装置１（それぞれ１ａ、１ｂ、及び１ｃ）が、読取りユニット２の読取りアンテナ３から送信される信号Ｓを受信する。各装置１は、外部アンテナに結合される第１のアンテナ４（それぞれ、４ａ、４ｂ、及び４ｃ）と、よりランクの高い装置のアンテナと結合されるように設計された第２のアンテナ５（それぞれ、５ａ、５ｂ、及び５ｃ）とを備える。従って、ランク１の装置１ａの第１のアンテナ４ａが結合される外部アンテナは、読取りアンテナ３であり、ランク２及び３のそれぞれの装置１ｂ及び１ｃの第１のアンテナ４ｂ及び４ｃは、隣接するより低いランクの装置１ａ及び１ｂの第２のアンテナ５ａ及び５ｂにそれぞれ結合される。

図１では、すべての装置１の透過モードが、アクティブ化されている。透過モードの各装置１は、その第１のアンテナ４で受信した信号Ｓを、その第２のアンテナ５に送信し、またその第２のアンテナ５で受信した信号を、その第１のアンテナ４に再送信する。従って、信号Ｓは、各装置１から両方向に、ランクが隣接する装置へと送信される。従って、読取りユニット２による１つの装置よりランクの高い装置１へのアドレッシングは、関連するより低いランクの装置１を介して行われることができる。それらの装置の透過モードをそのランクに従って次々にアクティブ化することによって、システムのその他の装置に対する各装置１の位置が、決定されることができる。

図２に示されるように、装置１は、処理回路６（制御回路）と、エネルギー回復回路７とを備え、これらの回路は、例えば１つの集積回路によって形成されることが可能である。従って、各装置１は、その処理回路に給電するためのそれ自体の第１のアンテナと、関連するよりランクの高い装置に給電するためのそれ自体の第２のアンテナ５とを介して、電磁エネルギーを受信することができる。図２では、装置１の透過モードがアクティブ化され、従って処理回路６が、その第１のアンテナ４で受信した無線周波数信号Ｓを、その第２のアンテナ５の端子に印加する。

本発明は特に、ある順序、例えば階層順序に従って、物体、特に商品、書籍、或いはファイルがその空間に保管される、例えばスーパーマーケット、図書館及び公文書館の現場における、所定の空間順序に従って配置された物体に取り付けられた複数の装置１を備えるシステムに、有利である。

図３に示されるシステムは、２つのランク１の装置１ａ（それぞれ、１ａ１、及び１ａ２）と、４つのランク２の装置１ｂ（それぞれ、１ｂ１１、１ｂ１２、１ｂ２１、及び１ｂ２２）と、８つのランク３の装置１ｃとを備える。階層ツリー構造を形成するように、所定のランクの装置１が、２つのよりランクの高い装置１のサブセット８ａ及び８ｂと、それぞれ関連付けられる。従って、ランク１の装置１ａ１と１ａ２はどちらも、２つのランク２の装置１ｂと（一方は、１ｂ１１及び１ｂ１２と、他方は、１ｂ２１及び１ｂ２２とそれぞれ）関連付けられる。同様に、１ｂ１１から１ｂ２２のランク２の各装置は、２つのランク３の装置１ｃと（１ｂ１１は、１ｃ１１１及び１ｃ１１２と、１ｂ１２は、１ｃ１２１及び１ｃ１２２と、１ｂ２１は、１ｃ２１１及び１ｃ２１２と、１ｂ２２は、１ｃ２２１及び１ｃ２２２と）関連付けられる。ランク１の装置１ａ（それぞれ、１ａ１及び１ａ２）の第２のアンテナ５ａだけが、関連するランク２の装置１ｂの第１のアンテナ４ｂに（それぞれ、４ｂ１１及び４ｂ１２と、４ｂ２１及び４ｂ２２とに）結合されるように、装置１ａに関連しない装置１ｂ（それぞれ、１ｂ２１及び１ｂ２２と、１ｂ１１及び１ｂ１２）は、装置１ａ（それぞれ、１ａ１及び１ａ２）とは空間的に離れて配置されている。また、ランクが隣接しない装置のアンテナ、例えば、装置１ａの第２のアンテナ５ａと、装置１ｃの第１のアンテナ４ｃも、それらの間の電磁結合を最小限に抑えるように、空間的に離れて配置されている。

図４に示される特定の実施形態では、矩形で概略的に示される各アンテナ３、４、及び５は、平面アンテナである。実質上平面的なアンテナを有する装置１は、例えば、商品流通の現場で容器に取り付けられることができる。例えば、装置１ａは、パレットに、装置１ｂは、集合梱包物に、装置１ｃは、個々の製品の包装に取り付けられることができる。この場合、集合梱包物は、パレットの内容、及び個々の製品の入れ物と解釈されることができる。

図４では、読取りアンテナ３、並びに関連する第１のアンテナ４ａ１及び４ａ２が、それらの間で電磁結合を確立するように、Ｘ、Ｙ、及びＺ軸によって定義されるデカルト座標系のＸ−Ｙ平面と平行な、２つの近接する平面内に配置されている。ランク１の装置１ａの第２のアンテナ５ａ１（又は、５ａ２）、並びにランク２の装置１ｂの関連する第１のアンテナ４ｂ１１及び４ｂ１２（又は、４ｂ２１及び４ｂ２２）が、それらの関連するアンテナ間で電磁結合を確立するように、Ｙ−Ｚ平面と平行な、２つの近接する平面内に配置されている。ランク２のすべての装置１ｂの第２のアンテナ５ｂ１１、５ｂ１２、５ｂ２１、及び５ｂ２２が、それぞれ関連するアンテナ間で電磁結合を確立するように、Ｘ−Ｚ平面と平行で、ランク３の装置１ｃのすべての第１のアンテナ４ｃがその中に配置される平行平面に近接した、同じ平面内に配置されている。図４に示される特定の実施形態では、同一の装置のアンテナ４とアンテナ５は、直交している。さらに、ある装置の第２のアンテナ５は、より低いランクの装置の第１のアンテナと平行である。さらに、ランクが隣接しない２つの装置１ａ及び１ｃのアンテナは、それらの間の電磁結合を最小限に抑えるように、空間において直交して配置されている。

先の図３の場合と同様に、装置１ａ１に関連するサブセット８ａにおける装置の第１のアンテナ４ｂ１１及び４ｂ１２は、それらに関連しないより低いランクの装置１ａ２の第２のアンテナ５ａ２とは、これらとの空間距離だけ実質的に隔離されている。

図５に示される本発明によるシステムの別の特定の実施形態では、ランク３の装置１ｃは、ランク４の装置の第１のアンテナと結合されるように設計されたその第２のアンテナ５ｃが、関連する装置１ｂと平行な第１のアンテナ４ｂと、関連する装置１ａとやはり平行な第２のアンテナ５ａとから隔離されることを可能にする電磁シールド９を備える。電磁シールド９は、例えば、フェライトで２重にした壁で形成されることができる。この壁は、関連するアンテナと平行に置かれ、電磁場の力線（ｌｉｎｅ）が一方側にだけ導かれ（ｃｈａｎｎｅｌ）、放射するのを可能にする。

このシステムの装置にアドレス指定する間、読取りユニット２が、装置１ａの方向に電磁場を送出し、装置１ａの第１のアンテナ４ａが、読取りアンテナ３に結合される。読取りユニット２は、データ及びエネルギーを各装置に供給する必要があれば、透過モードに構成された関連するより低いランクの装置を介してそれらを供給する。

図６に示されるアドレッシング方法の特定の一実施形態では、各装置１は、ユニークな識別コードＩＤを有する。読取りユニット２は、識別要求信号Ｓ１を送信する。図６に示されるように、各装置１は、ステップＦ１で、信号Ｓ１を受信したかどうかを検査し、識別要求信号Ｓ１を受信した場合（Ｆ１でＹＥＳ出力）は、ステップＦ２で、その識別コードＩＤを表す信号ＳＩＤを送信する。ステップＦ２の後、或いは装置１が識別要求信号を受信しない場合（Ｆ１でＮＯ出力）は、ステップ３で、各装置１は、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２を受信したかどうかを検査する。次いで装置１は、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２を受信すると（Ｆ３でＹＥＳ出力）、ステップＦ４で、透過モードのアクティブ化を検査する。透過モード・アクティブ化信号Ｓ２は、読取りユニット２から送信され、所定の各装置１に向けて選択的に送出される。透過モード・アクティブ化信号Ｓ２が受信されない場合（Ｆ３でＮＯ出力）は、ステップＦ３で、装置１は、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２を受信したかどうかを引き続き検査する。

このアドレッシング方法は、より低いランクの装置１がすべて透過モードの場合、識別要求信号Ｓ１が同じランクのすべての装置１に送信されることを可能にする。透過モードの装置１がない場合は、ランク１の装置１だけが、読取りユニット２から送信された信号Ｓを受信する。

特定のランクの単一の装置について透過モードをアクティブ化し、透過モードになったそのより低いランクの装置に関連する、より高いランクの装置だけを識別することも可能である。特定のランクの単一の装置について透過モードをアクティブ化するために、ターゲット装置の識別コードを表す信号ＳＩＤが、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２と共に送信されることができる。従って、信号Ｓ２及びＳＩＤを受信する各装置は、その識別コードＩＤと、信号ＳＩＤによって表されるコードとを比較し、それらのコードが同一である場合だけ、その透過モードをアクティブ化する。次いで、より高いランクの単一の装置について透過モードをアクティブ化することによって、より高い前記ランクより高いランクの関連する装置だけが、識別される。従って、関連しないサブセットにおけるすべての装置をアクティブ化することなく、所定のより高いランクの装置が、迅速に識別されることができる。

例えば、読取りユニット２が、ランク１のすべての装置１ａに給電し、それらの装置に識別要求信号Ｓ１を送信する。読取りユニット２から放射される電磁場に所在し、それらの第１のアンテナ４ａを介して読取りアンテナ３に結合されているすべての装置１ａが、それらの識別コードを表す信号ＳＩＤを送信する。次いで、読取りユニット２は、それ以前に識別された複数のランク１の装置１ａから特定の装置１ａ（例えば、１ａ１又は１ａ２）を選択し、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２をその装置に送信する。選択された装置１ａ（この例では、１ａ１を選択）は、無線周波数の電磁場をその第２のアンテナ５ａの端子に印加するように、その透過モードのアクティブ化を制御し、従って関連するサブセットに属するランク２の装置１ｂ（この例では、１ｂ１１及び１ｂ１２を選択）だけに給電する。

次いで、読取りユニット２は、選択された装置１ａ（この例では、１ａ１を選択）に関連するサブセットに属するランク２の装置１ｂ（例えば、１ｂ１１及び１ｂ１２）に宛てて、識別要求信号Ｓ１を送信する。識別要求信号Ｓ１は、選択された装置１ａを介して、対応する装置１ｂへと送信される。次いで、その信号を受信した各装置１ｂ（この例では、１ｂ１１及び１ｂ１２を選択）は、選択された装置１ａを介して、その識別コードを表す信号ＳＩＤを読取りユニット２に送信する。その他の選択されていない装置１はすべて、ミュート状態のままである。次いで、読取りユニット２は、それ以前に識別された複数のランク２の装置１ｂからある装置１ｂ（例えば、１ｂ１１）を選択し、透過モード・アクティブ化信号Ｓ２をその装置に送信する。読取りユニット２は、先の諸ステップと同じ方式で、関連する装置１ａ及び１ｂを介して、ランク３の装置１ｃ（例えば、１ｃ１１１）の識別を継続する。

このアドレッシング方法は、同じ識別コードＩＤが上記にかかわらず同じランクの複数の装置１を介して送信された場合における、エラー訂正手順を含むことができる。例えば、ランク３の装置１ｃ２１１（図３）が、その識別コードＩＤｃ２１１を、３つのランク２の装置、例えば装置１ｂ１２、１ｂ２１、及び１ｂ２２を介して送信する。従って、コードＩＤｃ２１１を送信する装置の位置が、一義的に決まらない。このエラー訂正手順を用いると、識別コードＩＤｃ２１１を、前記識別コードＩＤｃ２１１を送信した３つのランク２の装置１の中間に配置された装置１ｂ２１に結合されている装置１ｃ２１１と関連付けることが可能になり、ここに示される例では、それによって正しい位置が与えられる。次いで、実際にこの識別コードが、当該の異なる装置の重心に最も近接する装置と関連付けられる。

互いに結合するように設計された異なるアンテナの空間配置及び向きが、最適な結合状態を得るように選択されるので、読取りユニット２から放射される電磁力は、知られている装置に必要な電磁力より低くてよい。

本発明による識別システムの特定の一実施形態を示す。本発明によるシステムにおける無線周波数でアドレス指定されることができる装置の特定の一実施形態を、概略的に示す。本発明によるシステムの特定の一実施形態における階層ツリー構造を、概略的に示す。本発明によるシステムの特定の一実施形態におけるアンテナの向き及び位置の斜視図を示す。電磁シールドの特定の一実施形態、及び本発明による装置に対するその位置を示す。本発明によるアドレッシング方法の特定の一実施形態の流れ図を示す。

符号の説明

１装置
２読取りユニット
３読取りアンテナ
５第２のアンテナ
６処理回路
７エネルギー回復回路
８ａ、８ｂサブセット
９電磁シールド

Claims

読取りアンテナ（３）を備える読取りユニット（２）から無線周波数でアドレス指定されることができる複数の装置（１）を備える識別システムにおいて、
各前記装置（１）は、
外部アンテナに結合されるように設計された第１のアンテナ（４）と接続されている処理回路（６）と、
エネルギー回復手段（７）と、少なくとも１つのより高いランクの前記装置（１）のアンテナ（４）に結合されるように設計された第２のアンテナ（５）とを備え、前記処理回路（６）は、無線周波数信号（Ｓ）を前記第２のアンテナ（５）の端子に印加する手段を備え、
各前記装置（１）は、所定のランクを有し、ランク１の前記装置（１ａ）の前記第１のアンテナ（４ａ）が結合される前記外部アンテナは、前記読取りアンテナ（３）であり、ランクが隣接する少なくとも２つの前記装置（１ａ、１ｂ）は、１つの前記装置よりランクの高い前記装置（１ｂ）の前記第１のアンテナ（４ｂ）と、より低いランクの前記装置（１ａ）の前記第２のアンテナ（５ａ）との間で電磁結合を確立するように配置され、
階層ツリー構造を形成するように、特定のランクの前記装置（１）が、より高いランクの前記装置（１）のサブセット（８）と関連付けられることを特徴とする識別システム。
ランクが隣接しない２つの前記装置（１ａ、１ｂ）の前記アンテナ（４、５）は、それらの間の電磁結合を最小限に抑えるように、空間に配置されることを特徴とする請求項１記載のシステム。
電磁シールド（９）を備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
同じランクの複数の前記装置（１）を備え、同じランクのすべての前記装置（１）の前記第１のアンテナ（４）は、同一の空間向きを有し、同じランクのすべての前記装置（１）の前記第２のアンテナ（５）は、同一の空間向きを有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
サブセット（８ａ）における複数の前記装置（１ｂ１１、１ｂ１２）の前記第１のアンテナ（４ｂ１１、４ｂ１２）は、それらに関連しないより低いランクの前記装置（１ａ２）の前記第２のアンテナ（５ａ２）から実質的に隔離されていることを特徴とする請求項４記載のシステム。
請求項１乃至５の一項に記載のシステムの装置にアドレス指定する方法であって、読取りユニット（２）による１つの前記装置よりランクの高い前記装置（１）へのアドレッシングが、関連するより低いランクの前記装置（１）を介して行われることを特徴とする方法。
各前記装置（１）は、ユニークな識別コード（１Ｄ）を有し、
前記読取りユニット（２）は、識別要求信号（Ｓ１）を送信し、
各前記装置は、前記識別要求信号（Ｓ１）を受信した場合、その前記識別コード（ＩＤ）を表す信号（ＳＩＤ）を送信し、
前記読取りユニット（２）は、少なくとも１つのそれ以前に識別された前記装置（１）に宛てて、透過モード・アクティブ化信号（Ｓ２）を選択的に送信し、
透過モードの前記装置（１）は、その第１のアンテナ（４）で受信した信号（Ｓ）を、その第２のアンテナに送信（５）し、そして前記第２のアンテナ（５）で受信した信号（Ｓ）を、前記第１のアンテナ（４）に再送信することを特徴とする請求項６記載の方法。
同じ前記識別コード（ＩＤ）が同じランクの複数の前記装置（１ｂ１２、１ｂ２１及び１ｂ２２）を介して送信された場合における、エラー訂正手順を含むことを特徴とする、請求項６及び７のいずれか一項に記載の方法。
前記エラー訂正手順は、前記識別コード（ＩＤ）を、前記識別コード（ＩＤ）を送信したものと同じランクの複数の前記装置（１ｂ１２、１ｂ２１及び１ｂ２２）の中間に配置された前記装置（１ｃ２１１）に結合されている前記装置（１ｂ２１）と関連付けることを特徴とする請求項８記載の方法。