JP2009010483A

JP2009010483A - 無線タグリーダライタ装置及びその信号送受信方法

Info

Publication number: JP2009010483A
Application number: JP2007167664A
Authority: JP
Inventors: Hideji Osawa; 秀次大澤
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US20090002168A1

Abstract

【課題】多くの無線タグにおいて質問信号が受信でき、したがって多くの無線タグから応答信号を受信でき、しかも小型化可能な無線タグリーダライタ装置及びその信号送受信方法を提供すること。
【解決手段】本発明一例の無線タグリーダライタ装置は、複数の無線タグに一斉に質問信号を送信し、これらの無線タグから送信される応答信号を受信する無線タグリーダライタ装置であって、前記複数の無線タグに送出する質問信号の送信電力を変更して送信し、その送信電力が変更される度毎に、前記無線タグからの前記応答信号を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線タグと交信を行う無線タグリーダライタ装置及びその信号送受信方法に関する。

本発明が関係する無線タグ（ＲＦＩＤ；Radio Frequency Identification）とは、少なくともメモリとアンテナを有し、外部の質問器との間でこの質問器に接続されたアンテナを介して交信（信号の授受）を行うチップ状の応答器である
近年、無線タグを所定の物体に貼り付け、この無線タグと信号の授受を行う無線タグリーダライタ（以下、リーダライタ装置という）により無線タグの情報を読み出し無線タグシステムが急速に普及してきている。

しかし、無線タグを貼り付けた物体は、通常、積み重ねるなど一箇所に集積され、上記リーダライタ装置によって多くの無線タグと同時に交信する必要があるが、リーダライタ装置と各無線タグとの信号の送受信は常に良好な状態にあるとは限られない。

また、無線タグの受信特性は、最初は若干のばらつきが生じ受信電力に応じて応答に成功する率が変動する。また無線タグが長期間にわたって使用されると、その流通過程でダメージを受けたり経年変化することにより、その特性が変わる場合も少なくない。

そうすると、所定の電力で質問信号を送信してもすべての無線タグが最も良い状態で受信されるとは限らず、また質問信号を受信しなければ応答信号を送信しない。したがって、なるべく多くの無線タグが質問信号を受信しこれらの多くから対応する応答信号が送信されるよう種々の工夫がなされている。

例えば特許文献１では、リーダライタ装置の受信アンテナを順次切り替えて各無線タグからの信号を受信する。また特許文献２では、リーダライタと信号の送受信を行う情報カードの共振回路の容量や抵抗を変化させて受信状態を変える。

しかし、上記特許文献記載のリーダライタ装置では複数のアンテナが必要になって大型化し、また特許文献２のシステムでは、情報カードが複雑になって高価になってしまうという問題点がある。
特開２００１−３４７２０号公報特開平５−１２８３１９号公報

本発明は、上記のような従来の無線タグシステムの問題点に鑑みてなされたもので、多くの無線タグにおいて質問信号が受信でき、したがって多くの無線タグから応答信号を受信でき、しかも小型化可能な無線タグリーダライタ装置及びその信号送受信方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１によれば、複数の無線タグに一斉に質問信号を送信し、これらの無線タグから送信される応答信号を受信する無線タグリーダライタ装置であって、前記複数の無線タグに送出する質問信号の送信電力を変更して送信し、その送信電力が変更される度毎に、前記無線タグからの前記応答信号を得ることを特徴とする無線タグリーダライタ装置を提供する。

本発明の請求項８によれば、質問信号を作成し、複数の物品の各々に付された複数の無線タグに所定の送信電力で送受信アンテナにより一斉に送信し、この送信された前記質問信号を受信し応答信号を生成し送信する無線タグからの応答信号を前記送受信アンテナにより受信し、この受信された前記応答信号を電気的に処理し、前記応答信号を受信した後前記送信電力を変更する、無線タグリーダライタ装置における信号送受信方法であって、
同一の前記質問信号を、送信電力を変更して前記送受信アンテナから送信し各所定の送信電力で送信された前記質問信号に対する前記無線タグからの応答信号を前記送受信アンテナにより受信することを特徴とする無線タグリーダライタ装置における信号送受信方法を提供する。

本発明によれば、多くの無線タグにおいて質問信号が受信でき、したがって多くの無線タグから応答信号を受信でき、しかも小型の無線タグリーダライタ装置及びその信号送受信方法が得られる効果がある。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に無線タグと交信する本発明一実施形態のリーダライタの全体構成を示す。

同図において、このリーダライタ装置１１は、質問データを生成しこれを変調した質問信号を出力する送信部１２と、この送信部１２から出力された質問信号を無線タグ（ＲＦＩＤ）に送信し、無線タグからの応答信号を受信する送受信アンテナ１３と、この送受信アンテナにより受信された応答信号を復調し信号処理して応答データを得る受信部１４と、質問信号を送信してから応答信号を受信する時間を設定する時間設定部１５と、上記受信部１４及び送信部１２とのデータをホストコンピュータとの間で授受する通信制御部１６と、これらの送信部１２、受信部１４、通信制御部１６などに電源を供給する電源部１７とを有する。

送信部１２には後で述べる送信電力制御部１８を有する。送信電力制御部１８は、図２に示すように、入力される質問信号の出力電力を、例えば５００ｍＷ２２、３５０ｍＷ２３、２００ｍＷ２４の３つに、ポインタ２１により巡回的に、切り替えるようになっている。

図３に示すフローチャート及び図４に示すタイミングチャートを用いて、この実施形態のリーダライタ装置１１の動作を説明する。

スタートするとステップＳ３０１において、まず時間設定部１５においてある電力で質問信号を出力する送信から応答信号受信までの送受信時間Ｔを設定する。そして次のステップＳ３０２で５００ｍＷ、３５０ｍＷ，２００ｍＷの何れか、例えば最初に５００ｍＷに出力電力を設定する。

次にステップＳ３０３で、質問データを変調して生成した質問信号を、例えば封筒に１個づつ無線タグが貼付された堆積物に対して、一斉に送信する。

図４はリーダライタ装置から質問信号を送信し無線タグから応答信号を送信するタイミングを示すチャートである。同図（ａ）は、リーダライタ装置１１の送信部１２で生成された質問信号が送信電力制御部１８にて制御され、送受信アンテナ１３から５００ｍＷで質問信号を送信するタイミングを示している。この送信された質問信号に対して、封筒に張られた無線タグの各々は、そのリーダライタ装置１１からの質問信号を受信し復調して応答データを作成する。その後、この応答データを変調して応答信号とされ
これら無線タグから自己のＩＤコードと共に、図４（ｂ）に示すように、リーダライタ装置１１に送信される。実際には、堆積された封筒に付されたすべての無線タグから、応答信号が送信されるわけではない。リーダライタ装置１１と無線タグとの相対位置関係や、電波の強さにより、無線タグが質問信号に対して適切に応答信号が送信されない場合もある。

図３に示す次のステップＳ３０４では、リーダライタ装置１１は各無線タグからの応答信号を受信し電気的に処理し、復調して応答データとして取得する。そして、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０１で時間設定部１５において設定された時間（送受信時間Ｔ）を経過したかがチェックされる。この時間が経過しない間は、ステップＳ３０４に戻って、リーダライタ装置１１は無線タグからの応答信号の受信を継続する。

ステップＳ３０５において、先に設定された送受信時間Ｔが経過するとステップＳ３０６において、５００ｍＷ、３５０ｍＷ、２００ｍＷの送信電力による質問信号送信が完了したかチェックされる。今の場合、まだ５００ｍＷでの質問信号の送出が終わっていないので、ステップＳ３０７に移り、リーダライタ装置１１の送信電力制御部１８において送信電力を例えば３５０ｍＷに変更する。

そして、次のステップＳ３０３において、先に５００ｍＷで送信された質問信号と同じ質問信号が、図４（ｃ）に示すように今度は送信電力３５０ｍＷで、送受信アンテナ１３から送信される。

次のステップＳ３０４では、上記５００ｍＷで質問信号を送信した場合と同様に、リーダライタ装置１１は、図４（ｄ）に示すように堆積された封筒に付された無線タグからの応答信号を受信する。そしてステップＳ３０５において送受信時間Ｔが経過したかチェックされ、この時間Ｔを経過したら、ステップＳ３０６に移り３種の送信電力での質問信号の送信が完了したかチェックされる。

今の場合、２００ｍＷでの質問信号の送信が終了していないので、ステップＳ３０７に移り、送信電力制御部１８における出力電力の設定を２００ｍＷに変更し、図４（ｅ）に示すタイミングで、送受信アンテナ１３から再び無線タグへ質問信号の送信を行う。

ステップＳ３０４では、リーダライタ装置１１は、図４（ｆ）に示すタイミングで、送信電力２００ｍＷで送信した質問信号の各無線タグからの応答信号の受信及びその処理を行い、ステップＳ３０５において送受信時間Ｔを経過したかどうかチェックされる。

次のステップＳ３０６では３種の送信電力による質問信号の送信がすべて完了したか否かチェックされる。今の場合３種の送信電力による質問信号の送信が完了しているので、すべての処理が終了する。

ところで、上述のように同じ質問信号を、送信電力を変えて３回送信することになり、各無線タグは最大３回、その質問信号を受信することになる。しかし、送信電力の強弱により、各無線タグがそれらの質問信号を受信できない場合もあり得る。３回のうち２回、質問信号を受信する場合もあり、１回だけ質問信号を受信する場合もある。

３回の送信のうち３回とも質問信号を無線タグが受信できない場合には、対応する応答信号をリーダライタ装置が受信することはできない。しかし、３回のうち少なくとも１回、無線タグが質問信号を受信できれば、その質問信号に対応する応答信号をリーダライタ装置１１に送信することができる。

従来のリーダライタ装置では、一定の送信電力で１回しか質問信号を送信しないので、その質問信号を受信できない無線タグが多く存在し、これらの無線タグから応答信号が送信されないので、リーダライタ装置は多くの無線タグからの応答信号を受信することができなかった。然るに本発明のこの実施形態では、３回送信電力を変えて質問信号を送信し各無線タグからの応答信号を受信するので、無線タグが３回のうち少なくとも１回、質問信号を受信できれば、対応する応答信号を送信する。したがって従来の場合よりも多くの無線タグから応答信号を受信することができることになる。

なお、上記実施形態において無線タグが３回のうち２回、質問信号を受信したとすると、２回、応答信号を送信することになる。この２回の応答信号はリーダライタ装置において受信され、いずれか良好な応答信号がその無線タグからの応答信号として処理される。いずれが良好な応答信号かの識別は種々の方法でなされ得る。

リーダライタ装置における応答信号の受信状態が常に良好であれば、先に受信した応答信号をその無線タグからの応答信号として採用するようにしてもよい。あるいは、無線タグにおいて質問信号を受信し対応する応答信号を送信したら短時間に同じ質問信号を受信しても対応する応答信号を送信しないようにすることも可能である。

上述の実施形態では出力電力を５００ｍＷ、３５０ｍＷ、２００ｍＷの順に切り替える場合について説明したが、その送信電力の大きさの順序は必ずしもこの順序に限られない。

上述の実施形態では、出力電力を５００ｍＷ、３５０ｍＷ、２００ｍＷの３種類に切り替えた。しかし、これに限られず、４以上、出力電力を切り替えるようにしてもよいし、２回だけ出力電力を切り替えるようにしてもよい。

上記実施形態においては、アンテナは送受信共用のアンテナを用いた場合について説明したが、送信用と受信用で別のアンテナを用いてもよい。

本発明は上記実施形態に限られず、その技術思想の範囲内で種々変形して実施可能である。

本発明一実施形態の無線タグリーダライタ装置の構成を示す図。図１に示す本発明一実施形態の送信電力制御部１８の構成例を示す図。本発明一実施形態の動作を説明するためのフローチャートを示す図。本発明一実施形態の動作を説明するためのタイミングを示す図。

符号の説明

１１・・・リーダライタ装置、
１２・・・送信部、
１３・・・送受信アンテナ、
１４・・・受信部、
１５・・・時間設定部、
１６・・・通信制御部、
１７・・・電源部、
１８・・・送信電力制御部。

Claims

複数の無線タグに一斉に質問信号を送信し、これらの無線タグから送信される応答信号を受信する無線タグリーダライタ装置であって、
前記複数の無線タグに送出する質問信号の送信電力を変更して送信し、その送信電力が変更される度毎に、前記無線タグからの前記応答信号を得ることを特徴とする無線タグリーダライタ装置。
複数の物品の各々に付された複数の無線タグに一斉に送信する質問信号を作成する質問信号生成手段と、
この質問信号生成手段により生成された質問信号を送信すると共に送信した前記質問信号を受信し応答信号を生成し送信する無線タグからの応答信号を受信する送受信アンテナと、
この送受信アンテナにより受信された前記応答信号を電気的に処理する応答信号受信手段と、
前記送受信アンテナにより前記質問信号を送信する送信電力を変更する送信電力変更手段と、
を有することを特徴とする無線タグリーダライタ装置。
前記送信電力変更手段は、前記送信電力を複数回、変更し、それらの変更された送信電力において前記送受信アンテナから送信された前記質問信号に対して、その度毎に前記無線タグから送信された前記応答信号を受信することを特徴とする請求項２記載の無線タグリーダライタ装置。
前記送信電力変更手段は、前記送受信アンテナから所定の送信電力で前記質問信号を送信してから所定時間経過後に送信電力を変更することを特徴とする請求項３記載の無線タグリーダライタ装置。
前記送信電力変更手段は、前記送信電力を３回以上変更して、前記送受信アンテナから同一の前記質問信号を送信し、前記応答信号受信手段により同一の無線タグから複数の前記応答信号を得た場合にはその一つを選択することを特徴とする請求項３記載の無線タグリーダライタ装置。
複数の物品の各々に付された複数の無線タグに送る質問データを変調して質問信号を生成し、その質問信号を送出する送信電力を制御する送信電力制御部を含む送信部と、
この送信部において生成された前記質問信号を一斉に送信すると共に前記質問信号を受信した前記無線タグにおいて生成され送信された応答信号を受信する送受信アンテナと、
この送受信アンテナにより受信された前記応答信号を受けて信号処理を行う受信部と、
を備え、
前記送信電力制御部により前記質問信号を送信する送信電力を複数回変更し、前記受信部において、各変更された送信電力により送信された、同一の前記質問信号を受信処理することを特徴とする無線タグリーダライタ装置。
前記送信電力制御部における、出力電力の変更の時間を決定する時間設定部を、更に有することを特徴とする請求項６記載の無線タグリーダライタ装置。
質問信号を作成し、複数の物品の各々に付された複数の無線タグに所定の送信電力で送受信アンテナにより一斉に送信し、この送信された前記質問信号を受信し応答信号を生成し送信する無線タグからの応答信号を前記送受信アンテナにより受信し、この受信された前記応答信号を電気的に処理し、前記応答信号を受信した後前記送信電力を変更する、無線タグリーダライタ装置における信号送受信方法であって、
同一の前記質問信号を、送信電力を変更して前記送受信アンテナから送信し各所定の送信電力で送信された前記質問信号に対する前記無線タグからの応答信号を前記送受信アンテナにより受信することを特徴とする無線タグリーダライタ装置における信号送受信方法。