JP2008301004A

JP2008301004A - Ｒｆｉｄタグとｒｆｉｄタグ通信装置における通信制御方式

Info

Publication number: JP2008301004A
Application number: JP2007142767A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Nishiyama; 孝義西山; Kazumi Kubota; 一実窪田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】複数台のRFIDタグ通信装置の通信による相互干渉を抑えるため送信電力を最小にする制御を行い、安定した通信を行う。
【解決手段】RFIDタグ通信装置の通信範囲に固定的にRFIDタグを配置し、識別対象のRFIDタグが通信範囲にない場合は固定的に配置したRFIDタグが通信可能な最小の送信電力でRFIDタグ通信装置を動作させることで他のRFIDタグ通信装置への干渉を最小にする。識別対象のRFIDタグがRFIDタグ通信装置の通信範囲に移動した場合には、固定的に配置しているRFIDタグの通信成功確率が落ちるため、RFIDタグ通信装置の送信出力を上げる制御を行う。識別対象のRFIDタグがRFIDタグ通信装置の通信範囲外に移動して固定的に配置しているRFIDタグの通信成功確率が上がった場合は、RFIDタグ通信装置の送信出力を下げる制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線を用いて識別用通信を行うRFIDタグとRFIDタグ通信装置に関するものであり、RFIDタグ通信装置が複数台で動作する場合においてRFIDタグ通信装置同士の干渉波が問題となる分野に適用する。

RFIDタグ通信装置が通信範囲内のRFIDタグとの間で通信を行う場合においての構成を図５に示す。

RFIDタグ通信装置５１０が照射する制御信号をRFIDタグ５２０が受信して、RFIDタグ５２０が応答信号をRFIDタグ通信装置５１０へ返すことにより通信を行っている。

また、RFIDタグ５２０がパッシブ型の場合はRFIDタグ通信装置５１０が照射する送信信号を動作電力として応答信号を返す。

RFIDタグ通信装置が単体で動作する場合は、RFIDタグ通信装置の送信出力レベルを高めに設定することにより識別対象のRFIDタグとの間で安定して通信が行える。

RFIDタグ通信装置が複数台で動作する場合においての構成を図６に示す。

RFIDタグ通信装置６１０の通信範囲内にあるRFIDタグ６２０とRFIDタグ通信装置６１０が通信を行っており、別のRFIDタグ通信装置６１１の通信範囲内にあるRFIDタグ６２１とRFIDタグ通信装置６１１が同様に通信を行っている。

RFIDタグ通信装置６１１から照射される送信信号の周波数が同一または近接している場合に、RFIDタグ通信装置６１１の送信信号とRFIDタグ６２１の応答信号はRFIDタグ通信装置６１０とRFIDタグ６２０の通信への干渉波となって通信に影響を与える。

また、同様にRFIDタグ通信装置６１０とRFIDタグ６２０との間の通信信号は、RFIDタグ通信装置６１１とRFIDタグ６２１の通信に対して干渉波となって影響を与える。

複数台のRFIDタグ通信装置が正常な通信を行うためには、互いに干渉しないような異なる周波数を使用して通信を行うか、複数のRFIDタグ通信装置が互いに干渉しない出力レベルに調整して通信を行っている。

なお、ゲート型のRFIDタグの読取装置において、固定設置するRFIDタグの読取可否、読取成功回数を元に入退場者の人数を管理する技術が先に提案されている。

特開２００６−７２６７２号公報

従来の構成では、RFIDタグ通信装置が利用できる周波数が限られているため、RFIDタグ通信装置を使用する台数が増えた場合に近接した周波数または同一の周波数を使用する必要がある。

このとき、RFIDタグ通信装置同士の送信信号が互いに干渉波となることから、通信を行うRFIDタグ通信装置を限定して、特定のRFIDタグ通信装置以外の送信信号を停止させて通信を妨げないようにするか、もしくはRFIDタグ通信装置の送信信号の出力レベルをなるべく低い値に調整して相互干渉を抑えるようにする必要がある。しかし、RFIDタグ通信装置の台数が多くなった場合には、それぞれの相互干渉を考慮して個々にレベル調整することは難しい。

本発明の解決すべき技術課題は、従来技術のもつ問題点を解消するためにRFIDタグ通信装置が複数台あっても安定した通信が行えるようにRFIDタグ通信装置の送信信号のレベル制御方式を改善することで複数のRFIDタグ通信装置同士の相互干渉を最小にすることにある。

上記の課題を解決する手段として、RFIDタグ通信装置が送信電力の出力レベルが調整できる機能を持つものとする。

図２にRFIDタグ通信装置の通信範囲内の固定位置にRFIDタグを配置し、識別対象のRFIDタグが移動したことを検出する場合の構成を示す。

RFIDタグ通信装置２１０は、希望する通信範囲２１１の境界位置に配置したRFIDタグ２２０，２２１，２２２に対して応答確認を行い、その通信の成功率が規定値以上となっている状態で送信出力レベルを低下させることにより最小の送信出力レベルを求めて設定する。

その後、RFIDタグ通信装置２１０は、識別対象である単数もしくは複数のRFIDタグで通信範囲２１１に移動したものを検出するための問合せを定期的に行う。

このとき、RFIDタグ通信装置２１０は、RFIDタグ２２０，２２１，２２２に対してもIDを指定して応答確認を定期的に行う。

識別対象であるRFIDタグ２２３が通信範囲２１１に移動していない場合は、RFIDタグ２２０，２２１，２２２の応答確認ができる最小送信電力で通信を行っている状態である。

図３に図２の状態からRFIDタグ通信装置の通信範囲内に識別対象のRFIDタグが移動した状態を示す。

図３の(a)のように、識別対象である複数のRFIDタグ３２３が通信範囲３１１に移動した場合は、RFIDタグ３２０，３２１，３２２との通信が行えるだけの送信電力が照射できていない場合がある。

さらに識別対象である複数のRFIDタグ３２３の中でも送信電力が照射できていないために通信が行えない場合がある。

RFIDタグ通信装置３１０は、RFIDタグ３２０，３２１，３２２との通信の成功率が低下することを検出すると出力レベルを上げた制御を行って送信電力を照射する。

図３の(b)のように、RFIDタグ通信装置３１０が送信出力レベルを上げてRFIDタグ３２０，３２１，３２２との通信を行いつつ、識別対象である複数のRFIDタグ３２３の通信を行う。このとき、希望する通信範囲３１１の境界にあるRFIDタグ３２０，３２１，３２２との間で通信可能な送信レベルで照射することから、通信範囲３１１の中にある識別対象である複数のRFIDタグ３２３との通信を行うためには十分な送信レベルで通信可能と考えられる。

図４に図３の状態からRFIDタグ通信装置の通信範囲外に識別対象のRFIDタグが移動した状態を示す。

図４の(a)のように、識別対象である複数のRFIDタグ４２３が通信範囲外へ移動した場合は、RFIDタグ４２０，４２１，４２２との通信に必要な送信電力以上が照射されているため、希望する通信範囲４１１よりも拡大した通信範囲４１２となっている。

RFIDタグ通信装置４１０は、最小送信電力以上の送信レベルで照射しているにもかかわらず、RFIDタグ４２０，４２１，４２２との応答確認しかできない状態であることを検出すると、図２の状態の最小送信電力まで送信レベルを下げる制御を行う。

図４の(b)のように、識別対象である複数のRFIDタグ４２３が通信範囲外へ移動した後はRFIDタグ通信装置４１０が送信出力レベルを下げてRFIDタグ４２０，４２１，４２２の応答確認ができる最小送信電力で通信を行う。

このように通信範囲の境界位置に設置したRFIDタグとの通信の成功率によってRFIDタグ通信装置の送信レベルを制御することにより、複数台でRFIDタグ通信装置を動作させた場合に問題となっていたRFIDタグ通信装置の通信時の相互干渉を最小にできる。

本発明により、RFIDタグ通信装置の通信範囲にタグが識別対象のタグが存在しない場合と存在する場合において、特別な検出器を追加することなく送信出力のレベル制御を行うことができるため、他のRFIDタグ通信装置への干渉を抑える効果がある。

また、複数台数のRFIDタグ通信装置について個々に希望する通信範囲に最適な送信レベルを容易に設定する効果がある。

図７に物流用ゲートにRFIDタグ通信装置のアンテナを上面、左側面、右側面の３箇所に配置してRFIDタグを貼り付けた物品が物流ゲートを通過することを検出して物品の入出庫を管理する場合の構成を示す。

図７の（a）のように物流ゲートに物品が通過していない場合では、物流ゲートの右側面に設置したアンテナ７１２が左側面に配置したRFIDタグ７２２に対して応答確認を行う。

同様に上面に設置したアンテナ７１３が床面に配置したRFIDタグ７２１に対して応答確認を行い、左側面に設置したアンテナ７１４が右側面に配置したRFIDタグ７２０に対して応答確認を行う。

この時のRFIDタグ通信装置７１１が送信する電力レベルは、物流ゲート内に配置した各RFIDタグ７２０，７２１，７２２と通信が行える最小電力レベルでに対して応答確認を行っている。

図７の（b）のように物流ゲートに物品が通過する場合は、物流ゲートの右側面に設置したアンテナ７１２が左側面に配置したRFIDタグ７２２に対して応答確認を行うが応答の成功回数が少ないかまたは応答がない。

また、同様に上面に設置したアンテナ７１３が床面に配置したRFIDタグ７２１に対して応答確認を行い、左側面に設置したアンテナ７１４が右側面に配置したRFIDタグ７２０に対して応答確認を行うがこのときも応答の成功回数が少ないかまたは応答がない。

このことにより、RFIDタグ通信装置７１１は、送信出力レベルを上げて物流ゲート内の識別対象となるRFIDタグがないか応答確認を行う。

物流ゲートに設置したアンテナ７１２，７１３，７２４によって物品に貼られたRFIDタグ７２３，７２４，７２５の識別のための通信が行われる。

物流ゲート内の物品に張られたRFIDタグの識別が行われ、物品が物流ゲートから移動された場合には、図７の（a）の状態に戻る。

RFIDタグ通信装置７１１は、物流ゲートの右側面に設置したアンテナ７１２が左側面に配置したRFIDタグ７２２に対して応答確認が正常に行える。同様に上面に設置したアンテナ７１３が床面に配置したRFIDタグ７２１に対して応答確認を行えるようになり、左側面に設置したアンテナ７１４が右側面に配置したRFIDタグ７２０に対して応答確認が行えるようになる。

このことにより、RFIDタグ通信装置７１１は、送信出力レベルを下げて物流ゲート内のRFIDタグ７２０，７２１，７２２に対して最小電力レベルに戻して応答確認を行う。

以後、物流ゲートに次の識別対象のRFIDタグの貼られた物品が通過するたびに送信出力レベルの制御と応答確認を繰返す。

以上の構成により、物流ゲートに設置するRFIDタグ通信装置が最小限の電力レベルで動作するので、物流ゲートが複数設置され場合に相互干渉が抑えられる。

複数台の移動体識別用無線設備を用いたシステム。

本発明の第１実施形態に係るRFIDタグ通信装置の構成図である。図１について識別対象のRFIDタグが通信範囲内に移動する前の状態を説明する図である。図１について識別対象のRFIDタグが通信範囲内に移動してきた状態を説明する図であり、(a)図は、RFIDタグ通信装置の送信レベル制御前の状態を説明する図、(b)図は、RFIDタグ通信装置の送信レベル制御後の状態を説明する図である。図１について識別対象のRFIDタグが通信範囲外に移動した状態を説明する図であり、(a)図は、RFIDタグ通信装置の送信レベル制御前の状態を説明する図、(b)図は、RFIDタグ通信装置の送信レベル制御後の状態を説明する図である。従来の移動体識別用無線装置が単体で動作する場合を説明する図である。従来の移動体識別用無線装置が複数台で動作する場合を説明する図である。 RFIDタグを貼り付けた物品が物流ゲートを通過する際にRFIDタグの読取りを行って入出庫管理を行うシステムを説明する図であり、(a)図は、RFIDタグを貼り付けた物品が物流ゲートを通過する前の状態の図、(b)図は、RFIDタグを貼り付けた物品が物流ゲートを通過している状態の図である。

符号の説明

１１０…RFIDタグ通信装置、１１１…通信範囲、１２０…RFIDタグ（固定配置１）、１２１…RFIDタグ（固定配置２）、１２２…RFIDタグ（固定配置ｎ）、２１０…RFIDタグ通信装置、２１１…通信範囲、２２０…RFIDタグ（固定配置１）、２２１…RFIDタグ（固定配置２）、２２２…RFIDタグ（固定配置ｎ）、２２３…RFIDタグ（識別対象）、３１０…RFIDタグ通信装置、３１１…通常の通信範囲、３１２…識別対象のRFIDタグが移動したために変化した通信範囲、３２０…RFIDタグ（固定配置１）、３２１…RFIDタグ（固定配置２）、３２２…RFIDタグ（固定配置ｎ）、３２３…RFIDタグ（識別対象）、４１０…RFIDタグ通信装置、４１１…通常の通信範囲、４１２…送信レベルを上げたために拡大した通信範囲、４２０…RFIDタグ（固定配置１）、４２１…RFIDタグ（固定配置２）、４２２…RFIDタグ（固定配置ｎ）、５１０…RFIDタグ通信装置、５２０…RFIDタグ、６１０…RFIDタグ通信装置Ａ、６１１…通信範囲、６１２…RFIDタグ通信装置Ｂ、６１３…通信範囲、６２０…RFIDタグＡ、６２１…RFIDタグＢ、７１０…物流ゲート、７１１…RFIDタグ通信装置、７１２…アンテナ（右側面）、７１３…アンテナ（上面）、７１４…アンテナ（左側面）、７２０…RFIDタグ（右側面）、７２１…RFIDタグ（床面）、７２２…RFIDタグ（左側面）、７２３…RFIDタグＡ、７２４…RFIDタグＢ、７２５…RFIDタグＣ。

Claims

RFIDタグ通信装置の通信可能範囲の境界位置に単数または複数のRFIDタグを設置することにより、
この境界位置に設置したRFIDタグと通信を行い、通信の成功率が規定値以下にならないように送信電力を低く調整して、
あるいは、この境界位置に設置したRFIDタグと通信を行い、受信信号対雑音のレベル比を求めた値が規定値以下にならないように送信電力を低く調整して、
通信可能範囲に必要な最小送信電力値を容易に求められるように改善したことを特徴とするRFIDタグ通信装置。
請求項１の構成において、RFIDタグ通信装置の識別対象のRFIDタグが通信可能範囲内に移動することを検出する場合に、境界位置に設置したRFIDタグの通信が正常に行えなくなることを検出して送信電力を増加する制御を行うことにより、識別対象のRFIDタグと安定した通信を行うこと、
その後、識別対象のRFIDタグがRFIDタグ通信装置の通信可能範囲外に移動することを検出する場合に、境界位置に設置したRFIDタグ通信と通信が行えており、かつ識別対象のRFIDタグとの通信ができなくなることを検出することで、請求項１で求める最小送信電力に戻す制御を行うこと、
このことにより、識別対象のRFIDタグと通信を行う時以外は、送信電力を最小限に抑えることができ、近隣に設置した別のRFIDタグ通信装置の通信へ与える干渉波の影響を改善することを特徴とするRFIDタグ通信装置。
識別対象のRFIDタグがRFIDタグ通信装置の通信範囲内で移動する経路が予め決まっている場合において、
通過経路の近くに単数または複数のRFIDタグを設置することで、
識別対象のRFIDタグと通信を行う前に、通過経路の近くに設置したRFIDタグと通信を行って受信信号レベルが最大となるようにRFIDタグ通信装置の復調部へ入力するローカル信号の遅延値を制御することにより、
識別対象のRFIDタグが通信可能範囲内の通過経路を移動する間に行われる通信状態を改善することを特徴とするRFIDタグ通信装置。
RFIDタグ通信装置の通信可能範囲の境界位置にRFIDタグを複数配置する場合において、識別対象のRFIDタグが通信可能範囲内を移動する時に境界位置に設置したRFIDタグの通信の成功率が低下する情報を元に識別対象のRFIDタグが通信可能範囲内の移動した経路を特別なセンサが追加することなく検知することを特徴とするRFIDタグ通信装置。
請求項４の構成において、RFIDタグの通信を妨げる物体が通信可能範囲内を移動する時に境界位置に設置したRFIDタグの通信の成功率が低下する情報を元に通信可能範囲内の移動した経路を特別なセンサが追加することなく検地することを特徴とするRFIDタグ通信装置。