JP2008102727A - スイッチ付きrfidおよびそれを用いた結線システム - Google Patents

スイッチ付きrfidおよびそれを用いた結線システム Download PDF

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Toshimi Yokota
登志美 横田
Takanori Ninomiya
隆典 二宮
Kenji Araki
憲司 荒木
Ryosuke Shigemi
良介 重見
Chikara Ota
力 太田
Ryota Arai
良太 新井
Hiroshi Shoji
弘志 庄司
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Abstract

【課題】
本発明が解決しようとする課題は、対になる対象物を容易に特定し、誤った対象物を対にするという誤作業を減らすことにある。
【解決手段】
対象物(例.ケーブル)に取り付けられたメモリに記憶された第一の識別子(ID1)を受信する(送)受信回路と、第二の識別子(ID2)を記憶するメモリと、第一の識別子と第二の識別子とを照合し結果を出力する照合回路、照合回路からの出力に対応した入切スイッチと、スイッチの入切に対応して出力する出力手段(例.LED,ブザー)とを備えたRFIDである。
【選択図】図1

Description

本発明は、RFIDシステムに関するものである。
プラント,鉄道,ビルにおいて電気ケーブルを敷設するために、設計回路図面から作業仕様書を作成し、作業者はこれを参照しながら敷設・結線・テスト・撤去作業を行う。結線作業においては、ケーブルと端子の対を作業仕様書に従い結線していく。信頼性を重視すると、こうしたケーブル敷設作業からヒューマンエラーを排除する必要があるが、何重にもチェックするとしてもコスト高になり、ヒューマンエラーの削減は作業員の意識の高さに依存することとなる。
従来技術として、特許文献1,2がある。
特開2003−114247号公報 特開2005−339983号公報
本発明が解決しようとする課題は、対になる対象物を容易に特定し、誤った対象物を対にするという誤作業を減らすことにある。
第一の識別子を受信する受信回路と、第二の識別子を記憶する書き換え不能なメモリと、第一の識別子と第二の識別子とを照合し結果を出力する照合回路と、照合回路からの出力に対応した入切スイッチとを備えたRFIDである。
本発明によれば、対になる対象物を容易に特定し、誤った対象物を対にするという誤作業を減らすことができる。
本発明に係る実施形態は、RFIDに出力手段を備え、その出力手段のための電源手段を備えることを実現した。
本実施形態は、対になる対象物を容易に探しうるために、探す対象物に何らかの出力手段を備え、しかも、出力手段に必要な電力を供給でき、さらに様々なアプリケーションに用いることができる。
本実施形態は、RFIDに出力手段とそれに必要な電力をまかなうバッテリー手段を有することを一つの特徴とする。
対象物の出力手段(例:LED)が出力することで、探すのが簡単になる。また、対にしたものが正しいか出力手段(例:LED)により簡単に確認できる。さらに、出力手段とPC,コンセント間を無線化できる。
図1〜図7にて、本発明装置の1実施例を説明する。
図1はRFIDの構成図である。アンテナ1は、リーダと電波信号を送受信するためのアンテナである。送受信回路2は、アンテナ1により電波信号を受信すると、受信電波からModeと指定ID(第一の識別子ID1)の信号を取り出し、Modeが「指定あり」であれば、指定IDを照合回路3に送る。「指定なし」であれば、メモリ4からIDを読み出して、電波に乗せてアンテナ1から送信するが、「指定あり」の場合もメモリ4からIDを読み出して、電波に乗せてアンテナ1から送信しても良い。照合回路3は、送受信回路2から指定IDを受けると、メモリ4からID(第二の識別子ID2)を読み出して照合し、一致すれば出力信号線6を介してスイッチ9をON状態にする。スイッチ9がON状態になると、LED7は電池8の電力供給を受けて光る。アンテナ1から出力信号線6までの構成を、RFID5と称する。アンテナ1から電池8までの構成を、出力付きRFID10と称する。LED7の代わりにブザーやそのほかの出力用デバイスを用いても良い。この構成により、電池8はLED7やブザー等の出力用デバイスの出力電源にのみ用いるため、電池8が切れてもRFIDのModeが「指定なし」の動作(LEDのないRFIDの動作)は行うことができる。これにより、電池切れの心配を減らせるため、LEDの出力を上げることができ、作業者が見易くなる効果がある。
作業者による作業は、かならず目視が可能な光線量のある場所で作業は行われる。そこで、電池8は太陽電池を用いれば、時間経過があっても電池8が切れることはなく、好都合である。太陽電池を用いることでも、電池切れを心配しなくて良いため、LEDの出力を上げることができ、作業者が見易くなる効果がある。
セキュリティ上、メモリ4の内容を部外者にリードされる、または、書き換えられることを防ぐためには、第二の識別子ID2を保持するメモリ4は書き換え不可能なメモリを用い、RFIDを取り付ける対象物に関する情報は、RFIDの外部のメモリにID2と対象物の情報を対応つけて保持するようにすると良い。詳細は、図3〜図5を用いて後述する。
出力としてブザーを使う場合は、音色や鳴らし方を変えると良い。具体的には、音階に相当するようにする、間欠で鳴る時間と鳴らない時間の長さを変える。
図2は、RFID5の動作フローを示している。P1でアンテナよりModeと指定
IDを受信し、P2で、Modeが「指定あり」であれば照合回路3に動作が移る。照合回路3では、P3で指定IDをRFID1に代入し、P4でメモリ4からIDを読み出してRFID2に代入し、P5で照合し、一致すればP6で出力信号線6をON状態にする出力をする。一方、P2で、Modeが「指定なし」であれば、P8でメモリ4からIDを読み出しRFID2に代入する。最後に、P7でRFID2を送信する。出力付き
RFID10の構成をとるならば、P6で出力信号線6をON状態にすることにより、
LEDが光る。スイッチ9は一定時間後にOFF状態にするようにしてもよいが、繰り返し同じ信号を受けることにより点灯し続け、信号がやむかまたは別の指定IDの信号がきている場合は消灯する方法をとっても良い。
図3はケーブル結線方法を示した説明図である。以上に説明した出力付きRFID10をケーブルと、制御盤202の端子の側にとりつけ、作業者はリーダ端末107を用いて、ケーブル結線情報を得ることができる。
図4は、リータ端末107の構成例である。アンテナ106とリーダ101により、
RFIDとの信号送受信を行う。制御部102は、リーダ101を制御するほか、通信部103によりDB106のデータを参照する。入力部104はボタンやキーボードやタブレットなどであり、Modeを設定するなど、作業者からの入力を受ける。出力部105はLDCやブザーなどリーダ端末の状態等を作業者に示す出力をする。図4の例は、DB106はネットワーク上にあり、通信部103によりアクセス可能な構成をとっているが、リーダ端末内にメモリを設けて作業に必要なデータをこのメモリに記憶させ、制御部
102がメモリを直接参照する構成でも良い。
図5は、DB106またはリーダ端末内に設けたメモリに蓄えておくべき2種の情報の例を示している。ひとつは、モノとRFIDの対応表であり、ユーザ定義がモノに与えたIDであるユーザ定義IDと、モノに取り付けたRFIDのIDとの対応を示す。いわゆる紐付け情報である。図5の例では、ケーブルC1_1に取り付けたRFIDはFFFF…1、端子T1_1に取り付けたRFIDはFFFF…2であることを示している。もうひとつは、モノとモノの対応表であり、ケーブル結線作業においては、作業仕様書に相当する情報である。この例では、ケーブルC1_1は端子T1_1と、ケーブルC1_2は端子T1_2と結線されることを示している。
これらの情報を、すべてDB106またはリーダ端末内に設けたメモリに蓄える方式でなく、RFID内部の図1のメモリ4に蓄えても良い。別方法1は、紐付け情報をRFID内部の図1のメモリ4に蓄えて、モノとモノの対応表をDB106またはリーダ端末内に設けたメモリに蓄える。たとえば、紐付け情報相当として、ケーブルC1_1に取り付けるRFIDのメモリ4には“ケーブルC1_1”,端子T1_1に取り付けるRFIDには“端子T1_1”と書き込んでおく。DB106またはリーダ端末内に設けたメモリには「ケーブルC1_1は端子T1_1と結線される」との情報を保持する。別方法2は、紐付け情報、および、モノとモノの対応表を両方ともRFID内部の図1のメモリ4に蓄える。たとえば、ケーブルC1_1に取り付けるRFIDのメモリ4には“ケーブルC1_1,端子T1_1”と書き込んでおき、前者の取り付けた対象情報(紐付け情報に相当)と後者の接続すべき対象情報(モノとモノの対応表に相当)を蓄える。別方法の場合は、図1のアンテナ1と送受信回路2が受けるべき指定ID(第一の識別子ID1)としてメモリ4に蓄えた情報文字列と同じまたは一部が同じである必要がある。
セキュリティ上、メモリ4の内容を部外者にリードされる、または、書き換えられることを防ぐためには、第二の識別子ID2を保持するメモリ4は書き換え不可能なメモリを用い、RFIDを取り付ける対象物に関する情報は、RFIDの外部のメモリにID2と対象物の情報を対応つけて保持するようにすると良い。この方式であると、RFID内のメモリに書き込むのに比較して、PC等のメモリに書き込むことは高速にできるため、作業能率が良くなる効果もある。
図6はリーダ端末107の動作フローを示した説明図である。P101で制御部102でModeを「指定なし」に設定し、P102でリーダ101によりRFIDをリードする。P103で制御部102でリードしたRFIDをRFID1に代入する。P103でモノとRFIDの対応表からRFID1が取り付けられたモノを検索しそのユーザ定義
IDをM1に代入する。さらに、モノとモノの対応表からM1が対応するモノを検索しそのユーザ定義IDをM2に代入する。そして、モノとRFIDの対応表からM2に取り付けられたRFID2を検索し、P106でModeを「指定あり」に設定し、RFID2の値を指定IDに設定し、P107でリーダ101によりRFIDをリードする。P107は所定回数繰り返すようにするか、P107の結果、リードしたRFIDとしてRFID2が返ってくるまで繰り返すか、RFIDとしてRFID2が所定回数連続して返ってくるか、入力部104により強制終了がかかるまで繰り返し行うと、探しにくい場合に探し易くなる。たとえば、図3で、P102でケーブルC1_1の出力付きRFID10をリードした後、P107で端子側の出力付きRFID10をリードすると、ケーブルC1_1と接続されるべき端子T1_1の側の出力付きRFID10のLEDが光り、作業者は容易に接続対象を探すことができる。
図7はケーブル結線方法を示した説明図である。図3では、出力付きRFID10を端子台の側に取り付けたが、図7に示すように、端子の数だけその側にくるように出力付きRFID10を並べ、取り付け足を上部2箇所、必要に応じて株にも数箇所つけて制御盤202に取り付けやすくしたLEDプレート15の構造のものを使うようにすると、他の制御盤と共用できて良い。この場合は、図5に示したモノとRFIDの対応表が、共用するほかの制御盤と共通化できる。
LEDは所定時間ずっと点灯するのでなく、一定時間ごとに点灯を繰り返すようにすると、バッテリーの消耗を防ぐことができてよい。一定時間を何段階か設けることで、点灯・消灯の2種類だけでなく、早点滅・遅点滅・消灯など、数種類を設けて、出力手段の出力表現を広げることができる。
図8,図9にて、本発明装置の別の実施例として、ケーブルとケーブルを接続する場合について、実施例1と同様にできることを説明する。
図8はケーブル結線方法を示した説明図である。それぞれ心線が複数あり、この絵では正しい接続先でないと接続不可なようにコネクタの形を変えているが、種類が非常にたくさんある場合、接続先を探すのが困難になる。そこで、出力付きRFID10をコネクタに取り付ける。リーダ端末107は、実施例1と同様である。
図9は、DB106またはリーダ端末107内に設けたメモリに蓄えておくべき2種の情報の例を示している。ひとつは、モノとRFIDの対応表であり、ユーザ定義がモノに与えたIDであるユーザ定義IDと、モノ(コネクタ)に取り付けたRFIDのIDとの対応を示す。いわゆる紐付け情報である。図5の例では、ケーブルC100に取り付けたRFIDはFFFF…1、ケーブルC101に取り付けたRFIDはFFFF…2であることを示している。もうひとつは、モノとモノ(ケーブルとケーブル)の対応表であり、ケーブル結線作業においては、作業仕様書に相当する情報である。この例では、ケーブルC100はケーブルC102と、ケーブルC101はケーブルC111と結線されることを示している。
リーダ端末107の動作フローも実施例1と同様(図6)であり、たとえば、図8で、P102でケーブルC100の出力付きRFID10をリードした後、P107で他ケーブルの出力付きRFID10をリードすると、ケーブルC100と接続されるべきケーブルC102の出力付きRFID10のLEDが光り、作業者は容易に接続対象を探すことができる。LEDはブザーやそのほかの出力デバイスであっても同様である。
図10〜図12にて、本発明装置の別の実施例を説明する。LEDやブザーやそのほかの出力デバイスのための電池8を他のRFIDと共有できるようにした構成を示す。
図10はRFIDの構成図である。図1に示した実施例1との差分は、電池8がなく、電池8に接続できる電源端子を有する。この構成のRFIDを電源端子付きRFID11と称する。
図11はRFIDの実施方法を示した説明図である。電源端子付きRFID11を並列にひとつの電池8に接続した結線図である。共有できるため、どれかひとつを探す場合を考えると、一つ一つに電池8をつけるより小さな容量で足りる。
図12はRFIDの実施方法を示した説明図である。図11のように結線した複数の電源端子付きRFID11と電池8をこのように配置し、制御盤202にかぶせることで、各LEDが端子の側に来るようにする(LEDプレート16)。意匠上はLEDプレート15と同様であり、取り付け足をつけると良い。また、背面部や側面部にキャパシタ14をつけて電池8で発電した電力を蓄えるようにすると、光線量が少ない場所でも出力デバイスの出力を上げることができ、結果として、対象物を探し易くなる。
図13〜図15にて、本発明装置の別の実施例を説明する。探す対象にリーダを当てることなく対象物を探す方式を開示する。
図13は実施方法を示したLEDプレート17であり、図7のLEDプレート15と同様に端子台に取り付け、図7のケーブルに取り付けたRFID10を図4にて説明したリーダ端末107でリードすると、このケーブルを結線すべき端子に対応するLEDが光ることで、結線作業を支援する。以下、その実現方法について説明する。
LEDプレート17には第一の対象物(例.端子)に割り当てられた複数の出力手段として、LED7を複数個備えている。
第二の対象物(例.ケーブル)に取り付けられたRFIDである図7のケーブルに取り付けたRFID10を、リード手段として図4にて説明したリーダ端末107でリードする。リーダ端末107とDB106の構成は実施例1で説明したとおりであり、DB106には図15に示した情報が蓄えられている。
リーダ端末107の制御部は、リードしたRFID10と前記第二の対象物の対を記憶するDB106の「モノとRFIDの対応表」(メモリ1)を参照して、リードした前記RFIDと対になる前記第二の対象物をDB106から検索する(検索手段1)。
前記第一の対象物と前記第二の対象物の対を記憶するDB106の「モノとモノの対応表」(メモリ2)を参照して、リーダ端末107の制御部は、前記第二の対象物と対になる前記第一の対象物を検索する(検索手段2)。
前記出力手段と前記第一の対象物の対を記憶するDB106の「モノとLEDの対応表」(メモリ3)を参照して、リーダ端末107の制御部は、対象物と対になる出力手段を検索する(検索手段3)。
リーダ端末107の制御部は、検索手段3により検索された出力手段としてのLEDを光らせるよう図13の通信部19を介してLED制御部18に信号を送信する。
LEDプレート17を端子台に取り付けることで、LED7は上から順に各々端子台の上から順の端子に割り当てられる。そうするためには、DB106の「モノとLEDの対応表」(メモリ3)を端子台ごとに保持し、リーダ端末107の入力部104より端子台の指定を受け、その指定された端子台の「モノとLEDの対応表」(メモリ3)を用いるようにする。あるいは、「モノとモノの対応表」(メモリ2)を参照して、前記第二の対象物と対になる前記第一の対象物を検索した結果にしたがって、第一の対象物が含まれる端子台を得て、その端子台の「モノとLEDの対応表」(メモリ3)を用いるようにする。
LEDプレート17には端子側を指定して対応するケーブルを探す目的からRFID5も付けておく。RFIDは図1のRFID5の構成でよい。端子側を指定して対応するケーブルを探すのでなければ、LEDプレート17にRFID5をつけなくとも良い。各
LED7は、太陽電池8を共有して並列に接続しているが、各LEDの点灯を制御できるよう、アレイ状に配置接続しても良い。また、各LED7は点線で示す信号線によりLED制御部18と接続する。LED制御部18は、接続した複数のLED7に対し任意のLED7を点灯,消灯する制御を行う。たとえば、接続したn個のLED7を上から順に1からnのn個の出力に割り当て、1番を光らせたいときには1番の出力を1に、他を0にする。そのほか、Asiなどの所定の通信により制御する構成をとっても良い。その場合は、
Asiなどの所定の通信部を各LED7およびLED制御部18に備えることで可能となる。
LED制御部18は、どのLEDの点灯,消灯を行うかを通信部19からパラメータとして受け取る。通信部19は、図3,図4に示したリーダ端末107と通信して、どの
LEDの点灯,消灯を行うかをパラメータとして受け取る。この実施例の場合、リーダ端末107の構成および動作フローは次のようになる。通信部103は、DB106以外に、LEDプレート17と通信する機能を備える。DB106は、図15に示すように、モノとRFIDの対応表、モノとモノの対応表の他に、モノとLEDの対応表が必要である。LEDは、LED制御部18が点灯・消灯できるLEDの番号または固有IDで表す。
出力としてブザーを使う場合は、音色や鳴らし方を変えると良い。具体的には、音階に相当するようにする、間欠で鳴る時間と鳴らない時間の長さを変える。並び順に沿ってドレミファソラシドとなるように法則性を持たせておくことで、不具合があれば作業者に注意を喚起する効果がある。
図14はRFIDの動作フローを示した説明図である。図6の動作フローと、P201〜P204までは図6P101〜P104と同様である。その後、P205でモノとLEDの対応表を参照して、M2を示すLEDの番号または固有IDを得る。次にP206で
LEDの番号または固有IDをリーダ端末107の通信部103より、LEDプレート
17の通信部19に送受信する。P207では、LEDプレート17に動作が移り、指定されたLEDを点灯・消灯する。
図15はRFIDの実施方法を示した説明図である。
プラント向けケーブル接続支援システム,飛行機整備工場,ビル,鉄道向けケーブル結線システムにも適用できる。
RFIDの構成図である。(実施例1) RFIDの動作フローを示した説明図である。(実施例1) ケーブル結線方法を示した説明図である。(実施例1) リーダ端末の構成図である。(実施例1) リーダ端末の実施方法を示した説明図である。(実施例1) リーダ端末の動作フローを示した説明図である。(実施例1) ケーブル結線方法を示した説明図である。(実施例1) ケーブル結線方法を示した説明図である。(実施例2) リーダ端末の実施方法を示した説明図である。(実施例2) RFIDの構成図である。(実施例3) RFIDの実施方法を示した説明図である。(実施例3) RFIDの実施方法を示した説明図である。(実施例3) RFIDの実施方法を示した説明図である。(実施例4) RFIDの動作フローを示した説明図である。(実施例4) RFIDの実施方法を示した説明図である。(実施例4)
符号の説明
1 アンテナ
2 送受信回路
3 照合回路
4 メモリ
5 RFID
6 出力信号線
7 LED
8 電池
9 スイッチ
10 出力付きRFID
11 電源端子付きRFID
12 電源端子カソード
13 電源端子アソード
14 キャパシタ
15,16,17 LEDプレート
18 LED制御部
19 LED通信部

Claims (9)

  1. 第一の識別子を受信する受信回路と、
    第二の識別子を記憶する書き換え不能なメモリと、
    第一の識別子と第二の識別子とを照合し結果を出力する照合回路と、
    照合回路からの出力に対応した入切スイッチと
    を備えたRFID。
  2. 第一の識別子(ID1)を受信する受信回路と、
    第二の識別子を記憶する書き換え不能なメモリと、
    第一の識別子と第二の識別子とを照合し結果を出力する照合回路と、
    照合回路からの出力に対応した入切スイッチと、
    スイッチの入切に対応して出力する出力手段と、
    前記出力手段のためのバッテリーと
    を備えたRFID。
  3. 第一の識別子を受信する受信回路と、
    第二の識別子(ID2)を記憶する書き換え不能なメモリと、
    第一の識別子と第二の識別子とを照合し結果を出力する照合回路と、
    照合回路からの出力に対応した入切スイッチと、
    スイッチの入切に対応して出力する出力手段と、
    前記出力手段のためのバッテリーの取付口と
    を備えたRFID。
  4. 対象物に割り当てられた複数の出力手段と、
    前記出力手段のIDを指定されると該当出力手段により出力する制御部と、
    前記出力手段のためのバッテリーと
    を備えたシステム。
  5. 第一の対象物に割り当てられた複数の出力手段と、
    第二の対象物に取り付けられたRFIDをリードするリード手段と、
    前記RFIDと前記第二の対象物の対を記憶するメモリ1と、
    リードした前記RFIDと対になる前記第二の対象物を前記メモリ1から検索する検索手段1と、
    前記第一の対象物と前記第二の対象物の対を記憶するメモリ2と、
    前記メモリ2から前記第二の対象物と対になる前記第一の対象物を検索する検索手段2と、
    前記出力手段と前記第一の対象物の対を記憶するメモリ3と、
    前記メモリ3から対象物と対になる出力手段を検索する検索手段3と、
    前記検索手段3により検索された出力手段に出力する制御部と
    を備えたシステム。
  6. 前記出力手段に電力を供給するバッテリーを備える請求項5記載のシステム。
  7. 前記第一の対象物及び/又は第二の対象物がケーブルである請求項5記載のシステム。
  8. 前記第一の対象物が端子台である請求項5記載のシステム。
  9. 前記出力手段がLEDである請求項5記載のシステム。
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