JP2008211537A - Ｉｃタグシステムとｉｃタグの誤読み取り防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リーダライタによるＩＣタグの読み取り時に、意図しない電波の反射等が生じても、誤読み取りを生じないＩＣタグシステム等を提供する。
【解決手段】 本発明のＩＣタグシステム１は、ＩＣタグ１１に対してデータの読み出しおよび／または書き込みを行うリーダライタ１００と当該リーダライタの通信域内にある１以上のＩＣタグ１１とからなるシステムにおいて、前記ＩＣタグ１１は、通信距離に応じた２以上の通信モードを設定する機能を有し、リーダライタ１００からの通信モード問い合わせコマンドに対して、当該設定済みの通信モードをリーダライタ１００に返信するものとされている場合において、前記リーダライタは該１以上のＩＣタグ１１からの通信モードｍｔを認識し、該通信モードｍｔがリーダライタが定める通信モードｍｒと異なる通信モードである場合は、それを誤読と判断する機能を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ＩＣタグシステムとＩＣタグの誤読み取り防止方法に関する。詳しくは、通信モードを予め設定することができるＩＣタグを使用し、読み取り時において、ＩＣタグが返信する設定モードがリーダライタが定める所定通信モードと異なる場合は、当該ＩＣタグは誤読、または読み取り対象外と判断するＩＣタグシステムとＩＣタグの誤読み取り防止方法に関する。

ＩＣタグが、物品の情報管理、物流管理等に広く利用されてきている。しかし、ＩＣタグの実用場面において、おもわぬ誤読み取りをする場合があって信頼を低下させている問題がある。例えば、ＩＣタグをリーダライタで読み取りする際、リーダライタから一定の通信エリア内にあるコンベア上を流れる物品を読み取りすることが行われるが、この場合、コンベア上を流れることはない所定通信エリアより遠方に位置するＩＣタグの情報が読み取りされる場合がある。コンベア近辺を通過した人間や運搬装置等により反射した電波により、予想外に遠方エリアのＩＣタグが誤読み取りされたものと解される。

ＵＨＦ帯ＩＣタグは、その通信距離が最大５ｍ〜１０ｍ程度が可能である。そのため、ベルトコンベアなどの近傍のＩＣタグを読み取る際は、リーダの出力を絞り、通信距離を５０ｃｍ〜１ｍ程度にするなどして調製しているが、その場合でも同様の問題が生じる。リーダライタからの電波が床面や天井、搬送機械（フォークリフト等）、機械器具、人間などによる反射が原因で想定通信エリア外のＩＣタグを読み取ってしまうものである。

このような問題を解決するため、ＩＣタグのＩＣチップに長距離、短距離通信モード、あるいは長距離、中距離、短距離通信モードの設定を可能にし、かつ、受信時に当該通信モードをリーダライタに返信する機能を持たせることが検討されている。これは、予めＩＣタグの読み取りエリアを想定して、長距離、中距離、短距離等の通信モードをＩＣタグのＩＣチップメモリに記録しておくものである。例えば、リーダライタによる読み取りが短距離で行われる場合は、メモリに通信モード「Ｓ」を記録し、比較的広範囲にあるＩＣタグを読み取りする場合は、メモリに通信モード「Ｌ」を記録しておくものである。
これにより、リーダライタは短距離通信モード「Ｓ」時において、信号「Ｌ」を応答したＩＣタグを読み取りエリア外のものとして正規のデータから排除することができる。
上記の通信モード「Ｌ」とか「Ｓ」とかは、実際にメモリに記録する内容とは異なるもので譬えに過ぎないが、以下にも例として用いる。

リーダライタの誤読み取りを防止する本願に関連する先行技術を特に検出できないが、敢えて挙げれば、特許文献１、特許文献２がある。特許文献１は、携帯端末の紛失防止等のためのシステムであって、携帯端末と小型無線機（ＩＣタグ）との電波の接続が途切れた場合に警報を発するシステムである。しかし、本願は完全な電波の途絶を前提としないので相違している。特許文献２は、無線タグがリーダライタの最大送信距離内にあるか否かによって識別し、最大送信距離内に無い無線タグを検出した場合は警報を発するようにしたものである。本願は、リーダライタの最大送信距離内にある複数のＩＣタグを通信モードの強弱により判別しようとする点で、特許文献２とも相違している。

特開２０００−２８６９５８号公報 特開２００５−３２１９１４号公報

ＵＨＦ帯ＩＣタグやマイクロ波帯ＩＣタグが実用に供されるようになってきたが、上記のように意に反して誤読み取りがされる場合があるので、ＩＣタグに対する信頼性が低下しＩＣタグの広範な普及の妨げになっている状況が認められる。
そこで、本発明では、ＩＣタグに距離に応じて通信モードの設定をできるＩＣチップを使用することで、リーダライタの誤読み取りを防止しようとするものである。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、ＩＣタグに対してデータの読み出しおよび／または書き込みを行うリーダライタと当該リーダライタの通信域内にある１以上のＩＣタグとからなるシステムにおいて、前記ＩＣタグは、通信距離に応じた２以上の通信モードを設定する機能を有し、リーダライタからの通信モード問い合わせコマンドに対して、当該設定済みの通信モードをリーダライタに返信するものとされている場合において、前記リーダライタは該１以上のＩＣタグからの通信モードを認識した場合、該認識した通信モードが所定通信モードと異なる場合は、誤読と判断する機能を有することを特徴とするＩＣタグシステム、にある。

上記ＩＣタグシステムにおいて、所定通信モードが、リーダライタ自体またはリーダライタの受信データを処理する上位コントローラやシステムにより定められる、ものであってよく、所定通信モードが、リーダライタの運用される場所と状況に応じて設定される、ものであってもよい。また、ＩＣタグが、通信モードと共にＩＣタグのＩＣチップが保有するユニーク番号または識別ＩＤをリーダライタに返信するようにしてもよい。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、リーダライタと、当該リーダライタの通信域内にある１以上のＩＣタグ間の誤読み取りを防止する方法において、前記ＩＣタグとして、通信距離に応じた２以上の通信モードを設定することができ、リーダライタからの通信モード問い合わせコマンドを受信した際に、当該設定済みの通信モードをリーダライタに返信するものを使用し、前記リーダライタが該１以上のＩＣタグからの通信モードを受信した際に、該受信した通信モードが所定通信モードと異なる場合は、誤読と判断することを特徴とするＩＣタグの誤読み取り防止方法、にある。

上記ＩＣタグの誤読み取り防止方法において、所定通信モードが、リーダライタ自体またはリーダライタの受信データを処理する上位コントローラやシステムにより定められる、ものであってもよく、所定通信モードが、リーダライタの運用される場所と状況に応じて設定される、ものであってもよい。また、ＩＣタグが、通信モードと共にＩＣタグのＩＣチップが保有するユニーク番号または識別ＩＤをリーダライタに返信するようにしてもよい。

本発明のＩＣタグシステムは、予め、通信モードを設定できるＩＣタグと通信モードを判断するリーダライタからなるので、設定モードの異なるＩＣタグを読み取り対象から除外できるので、誤読み取りを少なくすることができる。
本発明のＩＣタグの誤読み取り防止方法は、予め、通信モードを設定できるＩＣタグと通信モードを判断するリーダライタを使用するので、設定モードの異なるＩＣタグを読み取り対象から除外できるので、誤読み取りを少なくすることができる。

以下、本発明のＩＣタグシステムについて、図面を参照して説明する。なお、ＩＣタグの誤読み取り防止方法も実質的に同一発明であり、異なる図による説明をしないが同一図を参照して理解できると解する。
図１は、本発明のＩＣタグシステムの例を示す図、図２は、リーダライタの読み取り手順を説明するフローチャート、図３は、ＩＣタグシステムに使用するＩＣチップの概念を示す図、図４は、ＩＣタグシステムの従来例を示す図、である。

図４は、ＩＣタグシステムの従来例を示す図である。理解の容易のため、ＩＣタグシステムの従来例をまず説明することとする。この従来例のＩＣタグシステム１ｊでは、例えば、リーダライタ１００ｊが、コンベア２０上を矢印Ｙ方向に連続的に搬送されている物品１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・に付されているＩＣタグ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・を読み取りしている。リーダライタ１００ｊは、送受信機能部１１０とアンテナ部１２０とからなっている。ＩＣタグ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・のＩＣチップ３はそれぞれユニーク番号を備えるか識別ＩＤが記録されているので、リーダライタ１００ｊはそれにより読み取り対象を識別して重複した読み取りをしないようにされている。これはＩＣタグシステムの通常の機能である。また、リーダライタ１００ｊは問い合わせコマンドを定常的に発しており、問い合わせコマンドを受信したＩＣタグ１１は、問い合わせコマンドに対する応答をリーダライタ１００ｊに送信するようにされている。非接触ＩＣタグ間のコリジョン（衝突）を防止する機能も通常備えられている。

ここで、リーダライタ１００ｊは最大通信距離Ｒｗで通信しているものとする。破線１００ｈで囲まれた域が通信エリアであり、一定の指向特性を有するのが通常である。
ＩＣタグ１１もほぼ同程度の最大通信距離Ｒｔ（不図示）で通信している。ＲｔはＲｗよりも大きい距離となる場合もあるが、リーダライタ１００ｊの問い合わせコマンドが届かない領域からの応答は通常はあり得ない。リーダライタ１００ｊのアンテナ部１２０と物品１０の非接触ＩＣタグ１１間の距離Ｌは、１０ｃｍサイズのＵＨＦ帯リーダライタやマイクロ波帯リーダライタを使用する場合は、５０ｃｍから１ｍ程度に設定される。リーダライタ１００ｊと物品１０の間を障害物が通過しないようにされているので、距離Ｌ内に読み取り対象外のＩＣタグ１１が紛れ込むことは通常はないようにされている。

しかし、コンベア２０の背後を人間や搬送機械３０が通過した場合、電波が反射して遠方のＩＣタグ１２ａ，１２ｂに到達する場合がある。ＩＣタグ１２ａ，１２ｂはフォークリフトによる搬送中であったり、パレットに積み上げて保管中の製品に付されていることが想定される。その場合には、５０ｃｍから１ｍ程度の通常の設定距離Ｌを超えて問い合わせコマンドがＩＣタグ１２に到達するので、その応答データをリーダライタ１００ｊが受信することになる。反射条件が重畳する場合は、最大通信距離Ｒｗを超えて電波がより遠方のＩＣタグ１２ｃに到達することも生じる。ＩＣタグ１２ａ，１２ｂ，１２ｃのデータは、コンベア２０を流れる通常品ではないので、誤読み取りデータとしてトラブルの原因となる。

図１は、本発明のＩＣタグシステム１の例を示す平面図である。本発明のＩＣタグシステムは、上述のような誤読み取りを防止するシステムに関する。
コンベア２０やリーダライタ１００の設定、物品１０の流れは、前記図４の場合と同様とする。人間や搬送機械３０が通過することも同様の条件で発生するものである。
本発明のＩＣタグシステム１では、リーダライタ１００の最大通信域Ｒｗ内に、１以上のＩＣタグ１１，１２付き物品１０が存在している。コンベア２０上を搬送されていて読み取り対象となるＩＣタグ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，・は、通常数個程度であるが、読み取り対象外となる非接触ＩＣタグ１２はリーダライタ１００の通信エリア内に不定数存在することになる。

本発明のＩＣタグシステム１の特徴は、リーダライタ１００の通信エリアを通過（あるいは定位置に存在）するＩＣタグ１１に通信モードｍｔが予め設定されている特徴がある。当該通信モードｍｔは、ＩＣタグ１１のＩＣチップ３のメモリに記憶されている。
今、ここに設定通信モードｍｔが、長距離通信モード「Ｌ」と中距離通信モード「Ｍ」と短距離通信モード「Ｓ」の３種であるとする。この通信モードｍｔが、ＩＣチップ３のメモリに予め強制的に書き込まれて記憶されている。設定通信モードｍｔはリーダライタ１００が必要とする通信モードｍｒにより定められる。例えば、ＩＣタグリーダライタ１００がコンベア２０から５０ｃｍから１ｍ程度の距離Ｌに置かれて読み取りする場合は、短距離通信モード「Ｓ」とする。一方、比較的広い（リーダライタの電波が届き得る）倉庫内の全てのＩＣタグ１１とＩＣタグ１２の読み取りが必要となる場合は、中距離通信モード「Ｍ」または長距離通信モード「Ｌ」の設定が必要になる。

所定通信モードｍｒは、リーダライタ自体によって定められてもよく、リーダライタの受信データを処理する上位コントローラやシステムにより定められてもよい。一般的には、その利用される場所によって決められた値が人為的にプログラムやリーダライタに設定される。なお、上位コントローラやシステムとは、リーダライタに接続しているＰＣやプログラムからなるものである。

また、所定通信モードｍｒは、リーダライタ１００の運用される場所と状況に応じて設定されることになる。場所とは、リーダライタ１００の設置場所や物品からの設定距離のことであり、状況とは、周囲の空間構造状況やリーダライタ１００の最大通信エリア、他のリーダライタの存在等のことである。周囲に電波を反射する搬送機械３０や構造物が多い環境での近傍読み取りには、短距離通信モード「Ｓ」が好ましく、全てのＩＣタグの読み取りが必要な場合は、遠距離通信モード「Ｌ」の設定も可能となる。なお、通信モードは、請求項１、４では、「２以上」としているが、実際には、２〜５程度と考えられ、それ以上の多段階にしても実用的に区別して使用するのは困難と考えられる。

通常、コンベア２０での使用の場合は、読み取り対象となるＩＣタグ１１には短距離通信モード「Ｓ」を設定し、対象とならないＩＣタグには遠距離通信モード「Ｌ」が設定されているのが好ましい。そのようにする場合は、リーダライタ１００は、読み取り対象のＩＣタグ１１から連続して、通信モード「Ｓ」を応答として受信するので、読み取りが正しい読み取りであって、誤読み取りではないと判断することができる。

一方、例えば、リーダライタ１００の電波がフォークリフト３０により反射して、ポーリング信号が遠方のＩＣタグ１２に到達した場合は、ＩＣタグ１２もポーリング応答をすることになる。このＩＣタグ１２には、遠距離通信モード「Ｍ」や「Ｌ」が設定されているので、当該設定通信モードｍｔをリーダライタ１００に返信することになる。リーダライタ１００は、当該通信モードｍｔが設定した通信モード「Ｓ」ではないので、誤読み取りであると判断する。誤読み取りの場合は、通信を直ちに中止してもよいし、誤読み取りであると認識した上で読み取りして当該データを読み取り対象から除外してもよい。
なお、誤読み取りであるか否かを判断するのは、リーダライタ１００につながる上位のコントローラやシステムである可能性もある。

図２のフローチャートを参照してコンベア上のＩＣタグ読み取りについて説明する。
リーダライタ１００には短距離通信モード「Ｓ」が設定され（読み取り対象通信モードとして定められ）ており、コンベア２０を流れる物品のＩＣタグ１１には、短距離通信モード「Ｓ」が書き込まれ、その他のＩＣタグ１２には、「Ｓ」以外の通信モードｍｔが書き込まれているものとする。
（１）リーダライタ１００は、ＩＣタグ１１の設定通信モードｍｔの読み取りを開始する（ステップ１）。ＩＣタグ１１からは、ＩＣチップ３のユニーク番号、または既に書き込みされている識別ＩＤと共に、設定通信モードｍｔをリーダライタに返信する。
（２）上記通信モードｍｔが短距離通信モード「Ｓ」である場合（ｙｅｓ）は、リーダライタ１００は、読み取りエリア内のＩＣタグ１１と判断し、かつデータを正規読み取りデータとして格納、もしくは上位システムへデータを転送する。（ステップ２）
（３）上記通信モードｍｔが短距離通信モード「Ｓ」以外のモードである場合（ｎｏ）は、リーダライタ１００は、読み取りエリア外のＩＣタグと判断して、不良データとして読み捨てるか、もしくは上位システムにエラー通知を転送する。（ステップ３）

通常、リーダライタ１００からは、ＩＣタグ１１の存在する周囲環境に対して常時、ポーリング信号を発信している。ＩＣタグ１１がリーダライタ１００の通信域内に入り、ポーリング信号を検知した場合は、ポーリング応答信号を返信し、その後、ＩＣチップ３が保持するユニーク番号を送信するようにされている。ＩＣチップ３がユニーク番号を持たない場合は、識別ＩＤを送信してもよい。本発明のＩＣタグシステム１では、リーダライタ１００からの通信モード問い合わせコマンドに対して、通信モードｍｔを応答するが、ポーリング応答に続いて通信モードｍｔを自動的に送信するようにしてもよい。従って、通信モード問い合わせコマンドとは、ポーリング信号を含むものとする。

コンベアサイドのリーダライタ１００により、ＩＣタグ１１の保持する通信モードｍｔと所定のデータの読み取りが完了した場合には、ＩＣタグ１１の通信モードｍｔを遠距離通信モード「Ｌ」に書き換え設定するようにしてもよい。その後、当該ＩＣタグを付した物品等がリーダライタ１００に接近した際に、誤読み取りを防止するためである。
ただし、遠距離通信モード「Ｌ」が付されたＩＣタグ１１が、リーダライタ１００により読み取り不能になるわけではない。遠距離通信モード「Ｌ」の場合であっても、一般的にもＵＨＦ帯ＩＣタグとリーダライタ間では、５ｍから１０ｍの読み取りが可能にされているので、リーダライタ側の設定通信モードｍｒを変更すれば読み取りが可能になる。

また、遠距離通信モード「Ｌ」の場合、ＩＣタグ１２はより読み取り性能の優れた良質の電波を発信するようにしてもよい。従って、リーダライタ１００の通信モードが「Ｌ」に設定されている場合は、ＩＣタグの「Ｓ」〜「Ｌ」設定の全てが読み取りされることになる。リーダライタ１００の通信モードが「Ｌ」設定で、「Ｌ」設定のＩＣタグ１２のみを読み取りする必要は、通常はあまりないと考えられるが設定は可能である。また、リーダライタ１００に、「Ｓ」と「Ｍ」の双方、あるいは「Ｓ」〜「Ｌ」の全部の読み取り設定も可能にできるようにされている。

図３は、ＩＣタグシステムに使用するＩＣチップの概念を示す図である。ＩＣタグのチップ回路は、通常のように、無線回路（ＲＦ回路）、整流回路、電圧抑制回路、初期設定回路、クロック回路、メモリ制御回路、メモリセル等を有するものである。
本発明のＩＣタグシステムに使用するＩＣチップ３の特徴は、例えば、データ処理部１３とアンテナ部１５の間に、２以上のＲＦ回路を備え（図３では、ＲＦ１とＲＦ２）、互いに特性が異なるものにされている。設定通信モードｍｔを記憶するメモリの状態により、いずれかのＲＦ回路にスイッチ部１４により切り換え接続される特徴がある。例えば、短距離通信モード「Ｓ」では、より強力な電波を必要とするＲＦ１に切り換え接続され、遠距離通信モード「Ｌ」では、微弱な電波に対応できるＲＦ２に切り換え接続される。通信時には、ＩＣチップは設定通信モードｍｔをメモリから呼び出しリーダライタ１００に返信する。ただし、ＩＣチップ３は各種の構成にでき、上記に限られるものではない。

本発明のＩＣタグシステム１は、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯の非接触ＩＣタグに限らず、１３．５６ＭＨｚ帯のＩＣタグにも適用できるものである。例えば、１３．５６ＭＨｚ帯でリーダライタに接触的に通過するＩＣタグを短距離通信モード「Ｓ」とし、数ｃｍ以上の距離をおいて通過するＩＣタグを遠距離通信モード「Ｌ」として扱うことが可能であり、それらを本発明の適用外とするものではない。

また、以上の説明は、ＩＣタグの用語を用いて説明しているが、無線タグ、電子タグ、ＲＦＩＤ、非接触タグ等の各種の用語で呼ばれることは、当業者には明らかである。
従って、これらの用語を用いたＩＣタグシステムや誤読み取り防止方法も本発明の技術的範囲に属することは明らかである。

本発明のＩＣタグシステムの例を示す図である。 リーダライタの読み取り手順を説明するフローチャートである。 ＩＣタグシステムに使用するＩＣチップの概念を示す図である。 ＩＣタグシステムの従来例を示す図である。

符号の説明

１ ＩＣタグシステム
３ ＩＣチップ
１０ 物品
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ ＩＣタグ
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ ＩＣタグ
１３ データ処理部
１４ スイッチ部
１５ アンテナ部
２０ コンベア
３０ 搬送機械、フォークリフト
１００ リーダライタ
１１０ 送受信機能部
１２０ アンテナ部
ｍｔ ＩＣタグの通信モード
ｍｒ リーダライタの通信モード

Claims (8)

1. ＩＣタグに対してデータの読み出しおよび／または書き込みを行うリーダライタと当該リーダライタの通信域内にある１以上のＩＣタグとからなるシステムにおいて、前記ＩＣタグは、通信距離に応じた２以上の通信モードを設定する機能を有し、リーダライタからの通信モード問い合わせコマンドに対して、当該設定済みの通信モードをリーダライタに返信するものとされている場合において、前記リーダライタは該１以上のＩＣタグからの通信モードを認識した場合、該認識した通信モードが所定通信モードと異なる場合は、誤読と判断する機能を有することを特徴とするＩＣタグシステム。
2. 所定通信モードが、リーダライタ自体またはリーダライタの受信データを処理する上位コントローラやシステムにより定められることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグシステム。
3. 所定通信モードが、リーダライタの運用される場所と状況に応じて設定されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＩＣタグシステム。
4. ＩＣタグが、通信モードと共にＩＣタグのＩＣチップが保有するユニーク番号または識別ＩＤをリーダライタに返信することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＩＣタグシステム。
5. リーダライタと、当該リーダライタの通信域内にある１以上のＩＣタグ間の誤読み取りを防止する方法において、前記ＩＣタグとして、通信距離に応じた２以上の通信モードを設定することができ、リーダライタからの通信モード問い合わせコマンドを受信した際に、当該設定済みの通信モードをリーダライタに返信するものを使用し、前記リーダライタが該１以上のＩＣタグからの通信モードを受信した際に、該受信した通信モードが所定通信モードと異なる場合は、誤読と判断することを特徴とするＩＣタグの誤読み取り防止方法。
6. 所定通信モードが、リーダライタ自体またはリーダライタの受信データを処理する上位コントローラやシステムにより定められることを特徴とする請求項５記載のＩＣタグの誤読み取り防止方法。
7. 所定通信モードが、リーダライタの運用される場所と状況に応じて設定されることを特徴とする請求項５または請求項６記載のＩＣタグの誤読み取り防止方法。
8. ＩＣタグが、通信モードと共にＩＣタグのＩＣチップが保有するユニーク番号または識別ＩＤをリーダライタに返信することを特徴とする請求項５または請求項６記載のＩＣタグの誤読み取り防止方法。

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