JP2009003560A - Tag communication system and gate device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タグ通信システム及びゲート装置に関し、特に、アンテナ単独では読み取りづらい位置にあるRFIDタグと良好に通信できるタグ通信システム及びゲート装置に関する。 The present invention relates to a tag communication system and a gate device, and more particularly, to a tag communication system and a gate device that can satisfactorily communicate with an RFID tag in a position that is difficult to read with an antenna alone.
近時、物流業界においては、ゲートにタグ通信装置であるリーダライタ及びアンテナを設置し、そこを通過するSKU(Storage Keeping UnitあるいはStock Keeping Unit:パレットに積まれた荷物の塊)から各荷物に貼付されたRFIDタグを読み取って、荷物の入出庫管理を行うといういわゆるRFIDシステムが採用されている。 Recently, in the logistics industry, a reader / writer, which is a tag communication device, and an antenna are installed at a gate, and each package is loaded from an SKU (Storage Keeping Unit: a lump of luggage loaded on a pallet). A so-called RFID system has been adopted in which an attached RFID tag is read to manage the loading and unloading of packages.
このRFIDシステムによれば、例えば、荷物の入出庫口であるゲートにアンテナが接続されたリーダライタを設置しておき、このアンテナから質問波を送信すると、このゲートを通過するSKUから応答波が送信され、自動的にID(Identification)などのデータを読み取ることが出来るので、従来に比べて物流業務の効率化を図ることが出来る。 According to this RFID system, for example, when a reader / writer having an antenna connected to a gate that is a cargo entry / exit gate is installed and a query wave is transmitted from this antenna, a response wave is transmitted from the SKU that passes through this gate. Since it is transmitted and data such as ID (Identification) can be automatically read, it is possible to improve the efficiency of physical distribution operations as compared with the prior art.
ここで、RFIDタグの読み取り漏れを少なくするべく、通信領域の広域化を図った、例えば、特許文献1に記載のタグ通信システムも考案されている。このタグ通信システムにおいては、送信する電波のビームをスキャンできるスキャンアンテナを用いることにより通信領域の広域化を図っている。更に、ビームのスキャン方向により特定される面が、最も強い反射波の生じる反射面と交わるように、ビームをスキャンすることにより、ビームの進行方向がスキャンによって反射面の方へ変化することになり、通信不能部分では、直接波の電波強度と反射面からの反射波の電波強度とが異なって、マルチパス干渉が抑えられ、タグ通信装置とRFIDタグとの通信が可能となり、通信不能部分の無い広い通信領域をカバーできるようにしている。このように、特許文献1に記載のタグ通信システムにおいては、電波のビームをスキャンし、かつ、マルチパス干渉を抑えるようにスキャンすることにより、通信不能部分を無くしつつ、通信領域の広域化を図り、RFIDタグからの読み取り漏れをなくすようにしている。
Here, in order to reduce reading omission of the RFID tag, for example, a tag communication system described in
しかしながら、このタグ通信システムにおいては、スキャンアンテナから見える位置にあるRFIDタグに対しては読み取り漏れを少なくすることが可能となるものの、他のワークで隠れた位置にあるRFIDタグについては、電波が届きにくく、読み取り漏れが生じやすいのであるが、このタグ通信システムによっても、この読み取り漏れを改善するには不十分なものであった。 However, in this tag communication system, it is possible to reduce reading omissions with respect to the RFID tag that is visible from the scanning antenna, but radio waves are not transmitted to the RFID tag that is hidden by other workpieces. Although it is hard to reach and is prone to read omission, this tag communication system is also insufficient to improve this omission.
また、スキャンアンテナを複数設置し、他のワークで隠れた位置にあるRFIDタグも読み取れるようにするような構成も考えられるが、複数のスキャンアンテナを設置すればシステム規模が大きくなりコスト増となるばかりでなく、マルチパス干渉も増大し、タグ間通信が良好に行えなくなるといった別の問題が生じてしまう。 A configuration is also possible in which a plurality of scan antennas are installed so that even RFID tags hidden by other workpieces can be read. However, if a plurality of scan antennas are installed, the system scale increases and costs increase. In addition to this, multipath interference also increases, and another problem arises that communication between tags cannot be performed satisfactorily.
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、スキャンアンテナから読み取りづらい位置にあるRFIDタグの読み取り漏れを防止するとともに、システム全体の規模もコンパクト可能で低コスト化も図れるタグ通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent reading of an RFID tag that is difficult to read from a scan antenna, and to reduce the size of the entire system and reduce the cost. Another object is to provide a tag communication system that can be realized.
本発明は、対象物に付されたRFIDタグと無線通信を行うタグ通信システムであって、前記RFIDタグが受信するための電波を送信するとともに、送信する電波の方向を変化可能なスキャンアンテナと、前記スキャンアンテナに接続され、前記スキャンアンテナと前記RFIDタグとの間の通信制御を行うタグ通信装置と、前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させる少なくとも1つの反射板と、を備えることを特徴とする。 The present invention relates to a tag communication system that performs radio communication with an RFID tag attached to an object, and transmits a radio wave to be received by the RFID tag, and a scan antenna capable of changing the direction of the radio wave to be transmitted. A tag communication device that is connected to the scan antenna and controls communication between the scan antenna and the RFID tag, and at least one reflector that reflects radio waves transmitted from the scan antenna toward the RFID tag And.
本発明は、スキャンアンテナによっては読み取りづらい位置にあるRFIDタグを読み取るためのタグ通信システムである。そのために、反射板を用いてスキャンアンテナから送信された電波を反射板により反射させ、読み取りづらい位置にあるRFIDタグに対し、この反射波を向ける。これにより、スキャンアンテナだけでは読み取りづらく、読み取り漏れのあるRFIDタグを無くすようにしている。 The present invention is a tag communication system for reading an RFID tag at a position that is difficult to read by a scan antenna. For this purpose, a radio wave transmitted from the scan antenna using a reflector is reflected by the reflector, and the reflected wave is directed to the RFID tag at a position difficult to read. As a result, it is difficult to read with the scan antenna alone, and RFID tags with reading omission are eliminated.
ここで、「対象物」とは、荷物、商品などの物品を意味するものであるが、人間や動物なども含む。例えば、対象物が人間の場合とは、複数の人間がゲートを通過する場合に、スキャンアンテナに近い者に付されたRFIDタグは読み取れるが、スキャンアンテナから離れた位置で、かつ複数の人に隠された場所を通過する人間に付されたRFIDタグは読み取りづらくなるので、この場合には、本発明が適用できる。 Here, the “object” means an article such as a luggage or a product, but also includes humans and animals. For example, when the object is a human being, when a plurality of humans pass through the gate, an RFID tag attached to a person close to the scanning antenna can be read, but at a position away from the scanning antenna and to a plurality of persons. Since it is difficult to read an RFID tag attached to a person passing through a hidden place, the present invention can be applied to this case.
また、「付された」とは、例えば、対象物が荷物の場合にはRFIDタグを貼付する、荷札によりRFIDタグをくくりつける、など、要するに、対象物と一緒にRFIDタグが移動可能な状態に取り付けられている状態を意味するものであり、対象物次第で種々の形態が適用可能である。 Also, “attached” means that the RFID tag can be moved together with the object, for example, when the object is a package, an RFID tag is attached, or the RFID tag is attached with a tag. It means a state of being attached to, and various forms can be applied depending on the object.
「RFIDタグ」としては、例えば、電池などの電源を有しておらず、リーダライタから電波で送電された電力によって回路が動作し、リーダライタと無線通信を行うパッシブタイプのRFIDタグや、電池などの電源を有するアクティブタイプのRFIDタグが含まれる。 As the “RFID tag”, for example, a passive type RFID tag that does not have a power source such as a battery, operates a circuit with power transmitted from a reader / writer by radio waves, and performs wireless communication with the reader / writer, a battery An active type RFID tag having a power source is included.
「タグ通信装置」とは、例えば、RFIDタグと通信可能なリーダライタあるいはリーダ、ライタである。 The “tag communication device” is, for example, a reader / writer or a reader / writer that can communicate with an RFID tag.
「スキャンアンテナ」は、例えば、電子的制御によって送信する電波のビームを高速にスキャン可能なフェーズドアレイアンテナからなり、複数のアンテナ素子と、この複数のアンテナ素子のそれぞれに接続された複数の位相器と、この複数の位相器のすべてに接続された1つの分配合成器から構成されている。分配合成器に入力された電波は、それぞれのアンテナ素子ごとの位相器に分配され、各位相器にて所望の位相変化がなされた後、各アンテナ素子から放射され、この際位相後の各電波がすべて同相となるような方向、すなわち正弦波の位相が一致する方向に強く電波が放射される。 The “scan antenna” is composed of, for example, a phased array antenna that can scan a beam of radio waves transmitted by electronic control at high speed, and a plurality of antenna elements and a plurality of phase shifters connected to each of the plurality of antenna elements. And one distribution synthesizer connected to all of the plurality of phase shifters. The radio wave input to the distribution synthesizer is distributed to the phase shifter for each antenna element, and after a desired phase change is made in each phase shifter, it is radiated from each antenna element. Are radiated strongly in a direction in which all are in phase, that is, in a direction in which the phases of the sine waves coincide.
また、上記複数のアンテナ素子は、例えば、パッチアンテナを直線状に配列したものや2次元配列されたものであってもよい。パッチアンテナから複数のアンテナを構成すれば、スキャンアンテナを薄く製造できるし、製造コストも低く抑えられるので好適である。また、複数のアンテナを2次元配列、例えば、複数のアンテナ素子を同一平面上に円形状、マトリクス状などに配列すれば、円を描くようにスキャンすることができる。 Further, the plurality of antenna elements may be, for example, ones in which patch antennas are linearly arranged or two-dimensionally arranged. If a plurality of antennas are configured from the patch antenna, it is preferable because the scan antenna can be manufactured thin and the manufacturing cost can be kept low. Further, if a plurality of antennas are arranged in a two-dimensional arrangement, for example, a plurality of antenna elements are arranged in a circular shape or a matrix shape on the same plane, scanning can be performed so as to draw a circle.
「反射板」は、スキャンアンテナからの電波を反射してRFIDタグに向けて進行させるものであり、電波が入来する面に金属仕上げ或いは電波反射剤の塗布による反射面が形成され、その反射面により電波を反射するように構成されている。要するに、この反射板は、スキャンアンテナからの電波をRFIDタグにむけて反射可能であれば、どのような材質、形状であってもよい。また、反射板の幅は電波の波長、又は波長の3/4,1/2の長さと同じ長さになると、反射面上で電磁波の共振現象が引き起されて減衰し、反射波の電力が低下してしまう。そこで、反射板の幅は電波の波長以上に設定するのが好ましい。更に、反射板の反射面は、平面形状,二次放物面,円柱面,楕円面などの形状など種々の形状で形成可能である。反射面の形状が二次放物面,円柱面,楕円面などの形状にすると、平面形状の反射面と比較すると、反射面からの反射波の拡散を最小限度に抑えることができる。その上、反射面が内側に凹んだ二次放物面であると、反射波が平行な放射特性を示すこととなる。反射面が内側に凹んだ円柱面,楕円面であると、反射波が集束する放射特性を示すこととなる。場合によっては、反射面の形状を外側に突出た二次放物面,円柱面及び楕円面などの形状にするようにしてもよい。 The “reflector” reflects the radio wave from the scan antenna and travels toward the RFID tag, and a reflective surface is formed on the surface where the radio wave comes in by applying a metal finish or applying a radio wave reflector. The surface is configured to reflect radio waves. In short, this reflector may be of any material and shape as long as it can reflect the radio wave from the scan antenna toward the RFID tag. When the width of the reflector is the same as the wavelength of the radio wave, or 3/4, 1/2 of the wavelength, the electromagnetic wave resonance phenomenon is caused on the reflecting surface to attenuate, and the power of the reflected wave is reduced. Will fall. Therefore, the width of the reflector is preferably set to be equal to or greater than the wavelength of the radio wave. Furthermore, the reflecting surface of the reflecting plate can be formed in various shapes such as a planar shape, a secondary paraboloid, a cylindrical surface, and an elliptical surface. If the shape of the reflecting surface is a secondary paraboloidal surface, a cylindrical surface, an elliptical surface, or the like, the diffusion of reflected waves from the reflecting surface can be minimized as compared with a planar reflecting surface. In addition, if the reflecting surface is a secondary paraboloid that is recessed inward, the reflected wave exhibits parallel radiation characteristics. If the reflection surface is a cylindrical surface or an ellipsoidal surface that is recessed inward, the radiation characteristic that the reflected wave converges is exhibited. In some cases, the shape of the reflecting surface may be a secondary parabolic surface, a cylindrical surface, an elliptical surface, or the like protruding outward.
前記反射板は、前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させるとともに、このRFIDタグに向けて反射させる反射波の反射方向を変化可能であるように構成してもよい。 The reflector may be configured to reflect a radio wave transmitted from the scan antenna toward the RFID tag and to change a reflection direction of a reflected wave reflected toward the RFID tag.
反射波の反射方向を変化させる構成としては、例えば、反射板の角度を変更可能な回転機構を設ける、あるいは、反射板の反射面を曲面にするなど種々の手法が適用可能である。スキャンアンテナで電波のビームの方向をスキャンさせていることから、反射面が曲面で形成されていれば、電波が反射する位置によって、反射波の反射方向を変えることが出来る。 As a configuration for changing the reflection direction of the reflected wave, for example, various methods such as providing a rotation mechanism capable of changing the angle of the reflection plate or making the reflection surface of the reflection plate a curved surface can be applied. Since the direction of the radio wave beam is scanned by the scan antenna, the reflection direction of the reflected wave can be changed depending on the position where the radio wave is reflected if the reflection surface is formed of a curved surface.
スキャンアンテナ及び反射板の設置場所は以下のように種々考えられる。 Various installation locations of the scan antenna and the reflection plate are considered as follows.
例えば、前記スキャンアンテナは、前記対象物の出入口であるゲートの一側に設置され、前記反射板は、前記ゲートの上側、他側及び下側のうちの少なくとも1箇所に設置されているように構成してもよい。スキャンアンテナが、電波のビームをスキャンさせているので、反射板を1つ配置すればこの反射板により反射波が得られるが、複数反射板を配置すれば、配置した数だけ反射波が得られ、これにより通信領域の広域化およびRFIDタグが読み取り漏れの改善が図れる。 For example, the scan antenna is installed on one side of a gate that is an entrance of the object, and the reflector is installed on at least one of the upper side, the other side, and the lower side of the gate. It may be configured. Since the scanning antenna scans the beam of radio waves, if one reflector is placed, the reflected wave can be obtained by this reflector. However, if a plurality of reflectors are placed, the reflected wave can be obtained as many as the number placed. This makes it possible to widen the communication area and improve the reading leakage of the RFID tag.
また、前記スキャンアンテナは、前記対象物の出入口であるゲートの上側に設置され、前記反射板は、前記ゲートの一側あるいは両側に設置されているように構成してもよい。 Further, the scan antenna may be installed on the upper side of the gate that is an entrance of the object, and the reflection plate may be installed on one side or both sides of the gate.
また、前記スキャンアンテナは、前記対象物の出入口であるゲートの上側に設置され、前記反射板は、前記ゲートの下側に設置されているように構成してもよい。 The scan antenna may be installed on the upper side of the gate that is the entrance of the object, and the reflector may be installed on the lower side of the gate.
また、前記反射板における前記対象物入出方向の長さは、前記ゲートにおける前記対象物入出方向の奥行き長さより長くてもよい。 The length of the reflecting plate in the object entering / exiting direction may be longer than the depth length of the gate in the object entering / exiting direction.
更に、本発明のタグ通信システムは、ゲートに設置される場合だけでなく、例えば、小売店などのレジ横にある購入する商品を載せる台に設置しても使用可能である。この場合は、例えば、前記スキャンアンテナは、前記対象物が載置される台に設けられるとともに、電波を送信する方向を前記台の上方に設定され、前記反射板は、前記スキャンアンテナが送信する電波の送信方向に設けられるように構成すればよい。 Furthermore, the tag communication system of the present invention can be used not only when installed at a gate, but also when installed on a table on which products to be purchased beside a cash register, such as a retail store. In this case, for example, the scan antenna is provided on a table on which the object is placed, and a direction in which radio waves are transmitted is set above the table, and the reflector transmits the scan plate. What is necessary is just to comprise so that it may be provided in the transmission direction of an electromagnetic wave.
また、本発明は、対象物に付されたRFIDタグと無線通信を行うゲート装置であって、前記対象物の出入口であるゲートと、前記ゲートの上側に設置されたスキャンアンテナと、前記ゲートの両側に設置された反射板と、からなることを特徴とする。 Further, the present invention is a gate device that performs wireless communication with an RFID tag attached to an object, the gate being an entrance / exit of the object, a scan antenna installed above the gate, And a reflecting plate installed on both sides.
また、本発明は、対象物に付されたRFIDタグと無線通信を行うゲート装置であって、前記対象物の出入口であるゲートと、前記ゲートの一側に設置されたスキャンアンテナと、前記ゲートの他側に設置された反射板と、からなることを特徴とする。 Further, the present invention is a gate device that performs radio communication with an RFID tag attached to an object, the gate being an entrance / exit of the object, a scan antenna installed on one side of the gate, and the gate And a reflection plate installed on the other side.
また、前記反射板は、前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させるとともに、このRFIDタグに向けて反射させる反射波の反射方向を変化可能であるように構成してもよい。 The reflector may be configured to reflect a radio wave transmitted from the scan antenna toward the RFID tag and to change a reflection direction of the reflected wave reflected toward the RFID tag. Good.
以上説明したように本発明によれば、スキャンアンテナにより送信する電波のビームをスキャンさせるとともに、このビームを反射板により対象物に向けて反射させるようにした。これにより、スキャンアンテナから読み取りづらい位置にあるRFIDタグの読み取り漏れを防止するとともに、システム全体の規模もコンパクト化でき、低コスト化も図れる。 As described above, according to the present invention, the beam of the radio wave transmitted by the scan antenna is scanned, and this beam is reflected by the reflector toward the object. As a result, it is possible to prevent reading of an RFID tag that is difficult to read from the scan antenna, to reduce the scale of the entire system, and to reduce the cost.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下、第1実施形態〜第4実施形態においては、本発明のタグ通信システムを、荷物の入出庫管理に適用した場合を示し、第5実施形態においては、本発明のタグ通信システムを、店舗のレジ横に設置し商品の購入金額計算に適用した場合を示す。但し、本発明のタグ通信システムは、これら実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, in the first embodiment to the fourth embodiment, a case where the tag communication system of the present invention is applied to luggage entry / exit management is shown, and in the fifth embodiment, the tag communication system of the present invention is a store. The case where it is installed next to the cash register and applied to the purchase price calculation of the product is shown. However, the tag communication system of the present invention is not limited to these embodiments.
<第1実施形態>
図1は本発明の第1実施形態に係るタグ通信システムの概略構成を示す平面図、図2はRFIDタグの概略構成を示すブロック図、図3はリーダライタの概略構成を示すブロック図、図4はスキャンアンテナの概要を示す模式図、図5はスキャンアンテナのスキャンの状態を示す模式図である。
<First Embodiment>
1 is a plan view showing a schematic configuration of a tag communication system according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an RFID tag, and FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a reader / writer, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an outline of the scan antenna, and FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a scan state of the scan antenna.
図1に示すように、本実施形態におけるタグ通信システム1は、リーダライタ(タグ通信装置)3、スキャンアンテナ4、反射板5A〜5C(以下総称するときは「反射板5」と言う)からなり、パレット7に山積みにされた複数の荷物6A〜6F(以下総称するときは「荷物6」と言う)の塊であるSKU60の入出庫管理を行うものである。SKU60を構成する各荷物6A〜6Fには、それぞれRFIDタグ2が貼付されており、スキャンアンテナ4から読み取りづらい位置にあるRFIDタグ2に対しては、反射板5を使用して電波を反射させ読み取るようにしている。以上が本実施形態におけるタグ通信システムの概要であるが、以下詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、RFIDタグ2は、アンテナ部20と無線通信IC21とを備える構成である。この種のRFIDタグ2としては、例えば、上述したパッシブタイプやアクティブタイプのものが使用される。
As shown in FIG. 2, the
アンテナ部20は、リーダライタ3からの電波を無線通信IC21を動作させる電力源として受け取るものである。また、アンテナ部20は、リーダライタ3から受信した電波を無線信号に変換して無線通信IC21に送信するとともに、無線通信IC21からの無線信号を電波に変換してリーダライタ3に送信するものである。アンテナ部20には、アンテナ、共振回路などが使用される。
The
無線通信IC21は、リーダライタ3からアンテナ部20を介して受信した信号に基づいて、リーダライタ3からのデータを記憶したり、記憶されたデータをアンテナ部20を介してリーダライタ3に送信したりするものである。この無線通信IC21は、図2に示すように、電源部211、無線処理部212、制御部213、およびメモリ部214を備える構成である。
The
電源部211は、アンテナ部20が電波を受信することにより発生する誘起電圧を整流回路にて整流し、電源回路にて所定の電圧に調整した後、無線通信IC21の各部に供給するものである。電源部211には、ブリッジダイオード、電圧調整用コンデンサなどが使用される。
The
無線処理部212は、外部からアンテナ部20を介して受信した無線信号を元の形式に変換し、変換したデータを制御部213に送信するとともに、制御部213から受信したデータを無線送信に適した形式に変換し、変換した無線信号をアンテナ部20を介して外部に送信するものである。無線処理部212には、A/D(Analog to Digital)変換回路、D/A(Digital to Analog)変換回路、変復調回路、RF回路などが使用される。
The
制御部213は、無線通信IC21内における上述した各種構成の動作を統括的に制御するものである。制御部213は、論理演算回路、レジスタなどを備え、コンピュータとして機能する。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行なわれる。このプログラムは、例えばメモリ部214のROM(Read Only Memory)などにインストールされたものを読み込んで使用する形態であってもよいし、リーダライタ3からアンテナ部20および無線処理部212を介して上記プログラムをダウンロードしてメモリ部214にインストールして実行する形態であってもよい。
The
特に、制御部213は、リーダライタ3からアンテナ部20および無線処理部212を介して受信したデータに基づいて、リーダライタ3からのデータをメモリ部214に記憶したり、メモリ部214に記憶されたデータを読み出して、無線処理部212およびアンテナ部20を介してリーダライタ3に送信したりする。
In particular, the
メモリ部214は、上記したROMや、SRAM(Static RAM)、FeRAM(強誘電体メモリ)などの半導体メモリによって構成される。このメモリ部214に記憶される内容としては、上記した制御プログラム、およびその他各種のプログラム、ならびにIDなどの各種データが挙げられる。なお、無線通信IC21は、リーダライタ3から送信される電波を電力源としているため、ROMなどの不揮発性メモリや、SRAM、FeRAMなどの消費電力の少ないメモリを使用することが望ましい。
The
次に、リーダライタ及びスキャンアンテナの構成について、図3〜5を参照して説明する。図3はリーダライタの概略構成を示すブロック図、図4はスキャンアンテナの概要を示す模式図、図5はスキャンアンテナのスキャンの状態を示す模式図である。なお、図3には、スキャンアンテナ4を介してRFIDタグ2と無線通信を行っている状態も併せて模式的に示されている。
Next, the configuration of the reader / writer and the scan antenna will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the reader / writer, FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an overview of the scan antenna, and FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a scan state of the scan antenna. FIG. 3 also schematically shows a state in which wireless communication with the
リーダライタ3は、外部通信部31、タグ通信制御部32、送信部33、受信部34、スキャンアンテナ制御部35を備えており、スキャンアンテナ4を接続し、RFIDタグ2と無線通信可能に構成されている。
The reader /
外部通信部31は、リーダライタ3において読み出されたRFIDタグ2のID(Identification)及びRFIDタグ2への書込みが成功したか否かを示す情報などのRFIDタグ2との通信結果を、パーソナルコンピュータ等の外部装置に送信したり、RFIDタグ2に対する外部装置からの書込み情報(送信コマンド情報)や外部装置からのコマンド(命令)を受信するよう構成されている。また、外部装置とのインタフェース規格としては、USB(Universal Serial Bus)、IEE1394、Ethernet(登録商標)、などが挙げられる。
The
タグ通信制御部32は、外部装置から外部通信部31を介して送信された送信コマンド情報を受信し、送信部33に送信する。また、タグ通信制御部32には、図示しないスキャンパターンテーブルが格納されている。このスキャンパターンテーブルには、スキャンアンテナ4の各アンテナ素子40A、40B、40Cの電力と位相を定義したデータが含まれており、各アンテナ素子40A、40B、40Cについてそれぞれ定義された電力、位相を電気的に設定することで、スキャンアンテナ4のスキャンパターンが生成される。
The tag
すなわち、このスキャンパターンテーブルにより、スキャンアンテナ4のスキャン角が設定される。このスキャン角とは、図5に示すように、ブロードサイド方向(アンテナ素子40A、40B、・・・40Kの配列方向に垂直な方向)を基準に測定したビームMの傾斜角である。本実施形態においては、図中右回り方向(α)を+値とし、左周り方向(β)を−値としている。本実施形態においては、このスキャン角は、後述する反射板5A〜5Cのそれぞれの方向と、荷物6A〜6CにおけるRFIDタグ2が貼付されている面の方向に設定される。すなわち、図1に示すように、送信波SW1〜SW5それぞれの方向にスキャン角は設定される。なお、図5はスキャンアンテナ4におけるスキャンの仕方を説明するための模式図であるので、スキャン角はα、βと2値のみが記載されている。
That is, the scan angle of the
また、タグ通信制御部32は、スキャンテーブルからスキャン角情報を読み出すとともに、このスキャン角情報をスキャンアンテナ制御部35に送信する。
The tag
送信部33は、タグ通信制御部32から送信される送信コマンド情報を無線送信に適した形式に変換し、変換した無線信号(送信コマンド)をスキャンアンテナ4を介して外部に送信するものであり、送信コマンド情報の変調、増幅などの処理を行なう。受信部34は、外部からスキャンアンテナ4を介して受信した無線信号(受信データ)を元の形式に変換し、変換したデータをタグ通信制御部32に送信するものであり、受信データの増幅、復調などの処理を行なう。
The
スキャンアンテナ制御部35は、タグ通信制御部32からスキャン角情報を受信するとともに、この受信したスキャン角情報に基づいてスキャン制御信号をスキャンアンテナ4に送信し、スキャンアンテナ4から放射される電波のビームMの方向を制御するものである。
The scan
図4は、スキャンアンテナ4の概要を示す説明図である。このスキャンアンテナ4は、複数のアンテナ素子40を直線状に配列し、各アンテナ素子40に可変位相器(位相器)41を接続した構成である。図5においては、アンテナ素子40は3個であるが、アンテナ素子40の個数は3個に限定されるものではない。また、このアンテナ素子40は直線状配列に限定されるものではなく、2次元配列状に配置してもよい。このアンテナ素子40の個数を増やすと、ビームMの幅が細くなる。なお、この図4においては、このアンテナ素子40の個数は任意の数としており、同図を参照して以下にスキャンアンテナ4におけるビーム方向のスキャンの方法について説明する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the
全てのアンテナ素子40A、40B、・・・40Kが同じ位相で電波を送信する場合には、スキャンアンテナ4から放射される電波はブロードサイド方向(アンテナ素子40A、40B、・・・40Kの配列方向に垂直な方向)の平面波として伝搬する。一方、電波の伝播方向を、ブロードサイド方向から測って角度θ(rad)だけ傾斜させるためには、次式を満たすように各アンテナ素子40A、40B、・・・40Kが送信する電波の位相をずらせばよい。
When all the
図4に示すように、送信または受信する電波の波長をλ(m)とし、基準となるアンテナ素子40Aとk番目のアンテナ素子40Kとの距離をdk(m)とし、図4に破線で示される等位相面のうち、基準となるアンテナ素子40Aを通る等位相面と、k番目のアンテナ素子40Kとの距離をlk(m)とすると、基準となるアンテナ素子40Aの位相に対するk番目のアンテナ素子40Kの位相のずれψkは次式となる。
As shown in FIG. 4, the wavelength of the radio wave to be transmitted or received is λ (m), the distance between the
[数式]
ψk=(lk/λ)×2π=(dk×sinθ/λ)×2π
[Formula]
ψ k = (l k / λ) × 2π = (d k × sin θ / λ) × 2π
このように、スキャンアンテナ4は、各位相器41A、41B、・・・41Kが、上式を満たすように信号の位相をずらすことにより、目的の方向に電波のビームMを向けることができる。一方、電波を受信する場合には、各アンテナ素子40A、40B、・・・40Kの位相のずれを検出することにより、受信した電波の方向を判別することができる。本実施形態においては、このように構成されたスキャンアンテナ4に接続されたリーダライタ3が、ゲート8の一側に設けられている。
In this way, the
また、反射板5は、スキャンアンテナ4から送信された送信波SW1〜SW5を反射してRFIDタグ2に向けて進行させるものであり、送信波SW1〜SW5が入来する面に金属仕上げ或いは電波反射剤の塗布による反射面が形成され、その反射面により電波を反射するように構成されている。
The reflection plate 5 reflects the transmission waves SW1 to SW5 transmitted from the
本実施形態においては、反射板5はゲート8に設けられた3つの反射板5A〜5Cからなり、反射板5Aはゲート8の上側に、反射板5Bはリーダライタ3が設けられた一側に対向する他側に、反射板5Cはゲート8の下側にそれぞれ設けられている。更に、スキャンアンテナ4から送信された各送信波SW1、SW2及びSW5が各反射板5A〜5Cにより反射して荷物6に貼付されたRFIDタグ2に進行するように、それぞれの反射面の方向が設定されている。
In the present embodiment, the reflecting plate 5 is composed of three reflecting
図1に示す位置にスキャンアンテナ4を設置すると、荷物6A及び6Dの上面に貼付されたRFID2、荷物6D〜6Fの側面に貼付されたRFIDタグ2、荷物6Cの側面に貼付されたRFIDタグ2は、スキャンアンテナ4により送信波をスキャンさせたとしても読み取りづらく、読み取り漏れを生じやすい。そこで、本実施形態においては、下記反射板5A〜5Cをゲート8に設け、これら読み取り漏れの生じやすいRFIDタグ2の読み取り漏れの防止を図っている。
When the
すなわち、図1においては、送信波SW1が反射板5Aにより反射して反射波RW1がSKU60の上面の方向へ向うよう、送信波SW2が反射板5Bにより反射して反射波RW2がSKU60の荷物6D〜6Fが表出する面の方向へ向くよう、送信波SW5が反射板5Cにより反射して反射波RW5がSKU60の荷物6Cに貼付されたRFIDタグ2の方向へ向くよう、各反射板5A〜5Cの反射面の方向が設定される。なお、反射板5Cはゲート8の下側である床面に設置されているので、この場合は、スキャンアンテナ4の送信波SW5が反射板5Cに反射する位置を設定すればよい。
In other words, in FIG. 1, the transmission wave SW1 is reflected by the reflecting
なお、本実施形態においては、反射板5A、5Bは反射面が平らな面で形成し、反射面を可動させることなく固定状態でゲート8に取り付けているが、各反射板5A、5Bに回転機構を設け、反射面の向きを変化可能に構成してもよい。このようにすれば、通信範囲の更なる拡大が図れ、読み取り漏れ防止の効果も増すこととなる。
In the present embodiment, the reflecting
次に、このように構成されたタグ通信システム1の動作説明を行う。リーダライタ3を起動させると、スキャンアンテナ4が、繰り返し図1に示す方向に送信波SW1〜SW5を送信する。すると、送信波SW1が反射板5Aにより反射して反射波RW1となり、SKU60の上面側に進行する。同様に、送信波SW2が反射板5Bにより反射して反射波RW2となり、SKU60の上面側に進行する。同様に、送信波SW2が反射板5Bにより反射して反射波RW2がSKU60の荷物6D〜6Fが表出する面の方向へ進行する。送信波SW5も同様に、反射板5Cにより反射して反射波RW5がSKU60の荷物6Cに貼付されたRFIDタグ2の方向へ進行する。一方、送信波SW3及びSW4は、いずれの反射板5A〜5Cにも反射することなく、直接SKU60の方向へ向けて進行する。
Next, the operation of the
なお、本実施形態においては、反射板5A、5Bは固定されており、反射方向一定として説明したが、反射板5A、5Bに回転機構を設け、随時反射面の面する方向を変化させるように構成する変形例も考えられる。この場合には、上記リーダライタの起動時に同時に反射板5A、5Bを可動させるようにすればよい。
In the present embodiment, the reflecting
このように、本実施形態においては、スキャンアンテナ4を1つだけ設置し、このスキャンアンテナ4にとって読み取りづらい位置にあるRFIDタグ2に対しては、反射板5A〜5Cによる反射波を利用して読み取るようにした。これにより、システム全体の規模もコンパクト化でき、低コスト化も図れ、通信可能領域の広域化も図れる。
As described above, in the present embodiment, only one
上記第1実施形態においては、リーダライタ3及びスキャンアンテナ4をゲート8の一側に設置し、反射板5Aを上側、反射板5Bを他側及び反射板5Cを下側に設置したが、リーダライタ3、スキャンアンテナ4及び反射板5は、以下のように設置してもよい。それぞれの構成の設置場所の変形例について、第2〜第4実施形態として説明する。なお、以下においては、スキャンアンテナ4、リーダライタ3、反射板5及びゲート8などの各構成は上記第1実施形態と同様なので、それぞれの構成の位置関係のみ説明し、各構成の説明および動作説明は省略する。
In the first embodiment, the reader /
<第2実施形態>
図6は本発明の第2実施形態に係るタグ通信システム及び本発明の1の実施形態に係るゲート装置の概略構成を示す平面図である。以下においては、タグ通信システム1Aについて説明するが、ゲート8と、ゲート8の上側に設置されたスキャンアンテナ4と、ゲート8の一側に両側に設置された反射板5D、5Eとから本発明のゲート装置が実現される。
Second Embodiment
FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of the tag communication system according to the second embodiment of the present invention and the gate device according to the first embodiment of the present invention. In the following, the tag communication system 1A will be described. The present invention includes a
本実施形態のタグ通信システム1Aは、リーダライタ3及びスキャンアンテナ4をゲート8の上側に設置し、反射板5Dをゲート8の一側すなわち図6中ゲート8の左側、反射板5Eをゲート8の他側すなわち図6中ゲート8の右側に設置している。本実施形態においても、反射板5D及び反射板5Eは、固定状態でゲート8に取り付けられていても、図示しない回転機構とともに反射面を変化可能に取り付けられていてもよい。
In the tag communication system 1A of this embodiment, the reader /
本実施形態においても、リーダライタ3を起動させると、スキャンアンテナ4の送信波SW1〜SW4は図のようにスキャンする。すると、送信波SW1が反射板5Dにより反射して反射波RW1となり、SKU60の荷物6A〜6Cが表出する面の方向へ進行する。同様に、送信波SW4が反射板5Eにより反射して反射波RW4となり、SKU60の荷物6D〜6Fが表出する面の方向へ進行する。一方、送信波SW2及びSW3はいずれの反射板にも反射することなく、SKU60の上側面の方向へ進行する。
Also in this embodiment, when the reader /
<第3実施形態>
図7は本発明の第3実施形態に係るタグ通信システム1Bの概略構成を示す側面図である。本実施形態においては、上記第2実施形態と同様に、リーダライタ3及びスキャンアンテナ4をゲート8の上側に設置するが、スキャンの方向を図示進行方向(矢印X)に繰り返しスキャンさせている点と、反射板5Fをゲート8の下側に設置している点が異なる。この場合、反射板5Fの長さL1(対象物入出方向の長さ)は、ゲート8の長さL2(対象物入出方向の奥行き長さ)よりも長く設定されている。これにより、SKU60の前後下方のRFIDタグ2(図7で言えば荷物6Cに貼付されたRFIDタグ2)、特に下方向を向いているRFIDタグ2との通信経路が構成され、通信可能領域の広域化が図れる。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a side view showing a schematic configuration of a
本実施形態においても、リーダライタ3を起動すると、送信波SW1〜SW3は図のように送信され、SW1はSKU60の上側、SW2はSKU60の荷物6A〜6Cの表出する面にそれぞれ進行し、SW3は反射板5Fに反射して反射波RW3となり、この反射波RW3により荷物6Cに貼付されたRFIDタグ2が読み取られる。
Also in this embodiment, when the reader /
<第4実施形態>
図8は本発明の第4実施形態に係るタグ通信システム1C及び本発明の他の実施形態に係るゲート装置の概略構成を示す平面図である。なお、以下においては、タグ通信システム1Cについて説明するが、ゲート8と、ゲート8の一側に設置されたスキャンアンテナ4と、ゲート8の他側に設置された反射板5Gとから本発明の他の実施形態に係るゲート装置が実現される。本実施形態においては、上記第1実施形態と同様に、リーダライタ3及びスキャンアンテナ4をゲート8の一側すなわち図8中ゲート8の左側に設置するが、反射板5Gをゲート8の他側すなわちゲート8の右側及び反射板5Cをゲート8の下側に設置している点と、反射板5Gを図示しない回転機構を使用して回動可能に設置している点が上記第1実施形態と異なる。反射板5Gを回動可能、すなわち反射波の方向を変化可能にその反射面の向きを変化可能に構成している。これにより、上記第1実施形態と同様の通信領域を確保しつつ、反射板の個数を減らすことができる。
<Fourth embodiment>
FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a
この場合、リーダライタ3及び反射板5Gに取り付けられた図示しない回転機構を起動させると、スキャンアンテナ4は図のように送信波SW1〜SW3を繰り返しスキャンさせるとともに、反射板5Gも反射面の方向が変化するよう繰り返し回動する。すると、送信波SW1は反射板5Gにより反射して反射波RW11〜RW13となり、RW11はSKU60の上側、RW12はSKU60の荷物6D〜6Fが表出する面に向かう方向へそれぞれ進行する。他方、RW13は反射板5Cの方向に進行するとともに反射板5Cにより反射して反射波RW131となり荷物6Fの方向へ進行する。一方、SW2及びSW3はSKU60の荷物6A〜6Cが表出する面に向かう方向へ進行する。
In this case, when a rotation mechanism (not shown) attached to the reader /
<第5実施形態>
本実施形態に係るタグ通信システム1Dは、タグ通信システム1Dを店舗のレジ横に設置し商品の購入金額計算に適用した場合である。
<Fifth Embodiment>
The tag communication system 1D according to the present embodiment is a case where the tag communication system 1D is installed beside a cash register in a store and applied to the purchase price calculation of a product.
本実施形態においては、スキャンアンテナ4Aを商品を載置する台9の中に設置し、この台9の上方に反射板5H及び反射板5Iをそれぞれ設置する。図9においては、台9の上にこれから購入しようとする商品(対象物)6G〜6Lが載置されている。なお、商品6G〜6LのそれぞれにはRFIDタグ2が貼付されており、スキャンアンテナ4Aには上記と同様のリーダライタ3が接続されている。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、例えば、店舗を開店する際にリーダライタ3を起動する。すると、スキャンアンテナ4からは送信波SW1〜SW4が図の方向に繰り返しスキャンすることとなる。この状態で、台9の上に購入しようとする商品6G〜6Lを載置すると、送信波SW1は反射板5Hにより反射して反射波RW1となり商品6G及び6Hの方向へ進行しそれぞれに貼付されたRFIDタグ2を読み取る。同様に、送信波SW3は反射板5Iにより反射して反射波RW3となり商品6Iの方向へ進行する。一方、送信波SW2及び送信波SW4はいずれの反射板5H、5Iにも反射せず、送信波SW2は商品6J及び6Kの方向へ進行しそれぞれに貼付されたRFIDタグ2を読み取り、SW4は商品6Lの方へ進行しこれに貼付されたRFIDタグ2を読み取る。
In the present embodiment, for example, the reader /
このように本実施形態に係るタグ通信システム1Dを店舗などのレジ横に設置された台9などに設置すれば、レジにより商品の代金を入力することなく、商品の合計代金を計算することが出来るので便利である。また、反射板5H及び5Iを使用することにより、フィールドホールの問題が解消し、より多くのRFIDタグ2と通信可能となり、通信領域の広域化が図れる。
As described above, if the tag communication system 1D according to the present embodiment is installed on the
1、1A〜1D タグ通信システム
2 RFIDタグ
3 リーダライタ(タグ通信装置)
4 スキャンアンテナ
5A〜5I 反射板
60 SKU
6A〜6F 荷物(対象物)
6G〜6L 商品(対象物)
7 パレット
8 ゲート
9 台
SW1〜SW4 送信波
RW1〜RW4 反射波
1, 1A-1D
4
6A-6F Luggage (object)
6G-6L product (object)
7
Claims (10)
前記RFIDタグが受信するための電波を送信するとともに、送信する電波の方向を変化可能なスキャンアンテナと、
前記スキャンアンテナに接続され、前記スキャンアンテナと前記RFIDタグとの間の通信制御を行うタグ通信装置と、
前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させる少なくとも1つの反射板と、を備えること
を特徴とするタグ通信システム。 A tag communication system that performs wireless communication with an RFID tag attached to an object,
A radio wave for receiving by the RFID tag, and a scan antenna capable of changing the direction of the radio wave to be transmitted;
A tag communication device connected to the scan antenna and performing communication control between the scan antenna and the RFID tag;
A tag communication system comprising: at least one reflector that reflects radio waves transmitted from the scan antenna toward the RFID tag.
前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させるとともに、このRFIDタグに向けて反射させる反射波の反射方向を変化可能であることを特徴とする請求項1に記載のタグ通信システム。 The reflector is
The tag communication according to claim 1, wherein a radio wave transmitted from the scan antenna is reflected toward the RFID tag, and a reflection direction of a reflected wave reflected toward the RFID tag can be changed. system.
前記対象物の出入口であるゲートの一側に設置され、
前記反射板は、
前記ゲートの上側、他側及び下側のうちの少なくとも1箇所に設置されていることを特徴とする請求項1あるいは2に記載のタグ通信システム。 The scan antenna is
Installed on one side of the gate which is the entrance of the object,
The reflector is
The tag communication system according to claim 1 or 2, wherein the tag communication system is installed in at least one of the upper side, the other side, and the lower side of the gate.
前記対象物の出入口であるゲートの上側に設置され、
前記反射板は、
前記ゲートの一側あるいは両側に設置されていることを特徴とする請求項1あるいは2に記載のタグ通信システム。 The scan antenna is
It is installed on the upper side of the gate that is the gateway of the object,
The reflector is
The tag communication system according to claim 1 or 2, wherein the tag communication system is installed on one side or both sides of the gate.
前記対象物の出入口であるゲートの上側に設置され、
前記反射板は、
前記ゲートの下側に設置されていることを特徴とする請求項1に記載のタグ通信システム。 The scan antenna is
It is installed on the upper side of the gate that is the gateway of the object,
The reflector is
The tag communication system according to claim 1, wherein the tag communication system is installed under the gate.
前記ゲートにおける前記対象物入出方向の奥行き長さより長いことを特徴とする請求項5に記載のタグ通信システム。 The length of the object in / out direction of the reflector is:
The tag communication system according to claim 5, wherein the tag communication system is longer than a depth length of the gate in the object entering / exiting direction.
前記対象物が載置される台に設けられるとともに、電波を送信する方向を前記台の上方に設定され、
前記反射板は、
前記スキャンアンテナが送信する電波の送信方向に設けられることを特徴とする請求項1あるいは2に記載のタグ通信システム。 The scan antenna is
The object is provided on a table on which the object is placed, and the direction in which radio waves are transmitted is set above the table,
The reflector is
The tag communication system according to claim 1, wherein the tag communication system is provided in a transmission direction of a radio wave transmitted by the scan antenna.
前記対象物の出入口であるゲートと、
前記ゲートの上側に設置されたスキャンアンテナと、
前記ゲートの両側に設置された反射板と、からなること
を特徴とするゲート装置。 A gate device that performs wireless communication with an RFID tag attached to an object,
A gate that is an entrance of the object;
A scanning antenna installed above the gate;
A gate device comprising: reflectors installed on both sides of the gate.
前記対象物の出入口であるゲートと、
前記ゲートの一側に設置されたスキャンアンテナと、
前記ゲートの他側に設置された反射板と、からなること
を特徴とするゲート装置。 A gate device that performs wireless communication with an RFID tag attached to an object,
A gate that is an entrance of the object;
A scanning antenna installed on one side of the gate;
And a reflector installed on the other side of the gate.
前記スキャンアンテナから送信される電波を前記RFIDタグに向けて反射させるとともに、このRFIDタグに向けて反射させる反射波の反射方向を変化可能であることを特徴とする請求項8あるいは9に記載のゲート装置。 The reflector is
10. The reflection direction of the reflected wave reflected from the radio wave transmitted from the scan antenna toward the RFID tag and reflected toward the RFID tag can be changed. Gate device.
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WO2008155937A1 (en) | 2008-12-24 |
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Legal Events
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