JP2009065591A - 無線icタグ読み取りシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この無線ICタグ読み取りシステムは、複数の単位無線チャネルを使用して無線ICタグとの送受信を行うリーダ/ライタと、複数の単位無線チャネルのそれぞれにおける受信電波強度を同時に且つ繰り返して測定し、測定結果を示す情報を出力するリーダ/ライタのキャリアセンス実行部と、複数の単位無線チャネルのそれぞれにおける使用の可否を示す情報に基づいて、リーダ/ライタに使用させる単位無線チャネルを決定するリーダ/ライタ制御装置とを有し、リーダ/ライタ制御装置は、使用可能な単位無線チャネルに隣接する他の単位無線チャネルが使用可能であるかどうかを判定し、隣接する他の単位無線チャネルが使用可能である場合、リーダ/ライタに隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させる。
【選択図】 図10
Description
"情報通信審議会 情報通信技術分科会 省電力無線システム委員会 報告(案)"、[online]、[平成18年11月8日検索]、インターネット<http://www.soumu.go.jp/s-news/2005/pdf/051005_2_2.pdf>
[1.無線ICタグ読み取りシステム]
図1は、本発明の一実施の形態である無線ICタグ読み取りシステムの基本的構成の例を示す機能ブロック図である。
リーダ/ライタ制御装置10は、リーダ/ライタ20の読み取り処理、すなわち無線ICタグ40との送受信処理、これに伴う送信時間制御、及びキャリアセンス(LBT)の結果に基づく空きチャネルの有無判定、送受信に使用する単位無線チャネルの決定及び指令、隣接する複数のチャネルを使用して送受信をすることの指令などを行う。すなわち、リーダ/ライタ制御装置10は、リーダ/ライタ20に読み取り動作(無線ICタグを受信状態にするための搬送波などの送信、質問コマンドを載せた変調波の送信、無線ICタグに電源供給し続けるための搬送波などの送信、無線ICタグからの応答の受信)を実行する様に命令し、また、リーダ/ライタ20に無線ICタグ40から読み取ったデータを送信する様に命令し、リーダ/ライタ20から受け取ったデータを記憶し、所定の情報処理(例えば、無線ICタグのユニークIDの一覧リストの生成)を行う機能を有するとともに、リーダ/ライタ20が送受信に使用する単位無線チャネルの指定、送受信に使用する単位無線チャネルに隣接する単位無線チャネルが未使用(空きチャネル)である場合複数のチャネルを束ねて使用する指令、及びキャリアセンスの実行結果の記憶、キャリアセンス結果に基づく使用チャネルの決定及び送信時間制御などを行う。
次に、本実施の形態にかかるリーダ/ライタ20を説明する。
リーダ/ライタ20は、無線により無線ICタグ40と送受信を行い、無線ICタグ40が記憶する情報(例えば、ユニークID)を読み取る装置である。また、リーダ/ライタ20は、無線ICタグ40と送受信を行う場合に、使用可能な複数の単位無線チャネル(周波数帯域)を選択的に用いることができるようになっている。例えば、いわゆる高出力型950MHz帯パッシブタグを読み取るリーダ/ライタを例にとると、送受信に割り当てられた無線帯域952〜954MHzを200KHz幅で分割した9つの単位無線チャネルを、このリーダ/ライタ20は選択的に用いることができる。
送信部501は、アンテナユニット30を介して無線ICタグ40へ搬送波や変調波を無線により送信する。図5は、送信部501の回路構成例を示すブロック図である。以下、図6を参照しながら送信部501の構成例について説明する。
次に、受信部502について説明する。図7に、受信部502の回路構成例を示すブロック図を掲げる。図7に示す受信部502は、復調回路701と、増幅回路702とを有している。復調回路701には、アンテナユニットが受信した電波が供給される。また、復調回路701には、第一周波数可変発振部503の出力が接続されており、送信部が用いている単位無線チャネルと同一の単位無線チャネルを使用して無線ICタグ40からの応答を受信する。復調回路701は、例えばダイレクトコンバージョン方式を用いるデモジュレータで構成される。
第一周波数可変発振部503は、リーダ/ライタ制御装置10によって指定された単位無線チャネルに対応する周波数の搬送波信号を生成し、これを送信部501及び受信部502に供給する。第一周波数可変発振部503は、例えば、PLL(Phase Lock Loop)IC及びVCO(Voltage Control Oscillator)ICを搭載したモジュールである。
キャリアセンス実行部504は、リーダ/ライタ制御装置10によって指定された単位無線チャネルのキャリアセンスを行い、指定された単位無線チャネルにおける受信電波(干渉電波)の信号強度を測定し出力する。図8に、キャリアセンス実行部504の回路構成例を示す。図8に示す構成例では、キャリアセンス実行部504は、アンテナユニット30が受信した受信信号と、第二周波数可変発振部505から出力される基準信号(指定された単位無線チャネルの中心周波数)とを混合してIF信号を出力するミキサ801と、ミキサ801の出力から基準信号(PLL_LO信号)やノイズを取り除くローパスフィルタ802と、ローパスフィルタ802の出力をDCレベルで変換可能にするまで増幅する増幅回路(例えば、ログアンプ)803とで構成される。この増幅回路803の出力はRSSI(Received Signal Strength Indicator)として、主制御部506に渡される。
第二周波数可変発振部505は、リーダ/ライタ制御装置10によって指定された単位無線チャネルに対応する周波数で基準信号(PLL_LO信号)を生成し、これをキャリアセンス実行部504に供給する。第二周波数可変発振部505は、例えば、PLL(Phase Lock Loop)IC及びVCO(Voltage Control Oscillator)ICを搭載したモジュールである。
主制御部506は、リーダ/ライタ制御装置10からの制御命令を受け取り、これを解釈して送信部に未変調の搬送波やコマンドを乗せた変調波を送信させ、またこの送信した変調波に反応する無線ICタグ40からの応答信号を受信した受信部502の出力をデータ(ユニークID)にしてリーダ/ライタ制御装置10に渡す。また、主制御部506は、第一周波数可変発振部503、及び第二周波数可変発振部505に基準信号の周波数を部別個に指示する。また主制御部506は、キャリアセンス実行部504から出力されるRSSIを受け取り、これをリーダ/ライタ制御装置10に渡して、前述したキャリアセンス実行結果として記憶させる。
通信制御部507は、リーダ/ライタ制御装置10と通信を行う装置であって、例えばLANボードなどである。
図1に戻り、本実施の形態における無線ICタグ読み取りシステム1の構成要素の説明を続ける。
アンテナユニット30は、リーダ/ライタ20、より詳しくは送信部501から受け取った搬送波又は変調波を空中に放射し、これら搬送波又は変調波を無線ICタグ40に向けて放射すると共に、無線ICタグ40から放射された応答を受信し、この応答をリーダ/ライタ20、より詳しくは受信部502に供給する。また、アンテナユニット30は、受信信号(干渉電波を含む)をリーダ/ライタ20,より詳しくはキャリアセンス実行部504に供給する。
無線ICタグ40は、メモリ41と、制御部42と、送受信部43と、アンテナ44とを有している。メモリ41は、商品情報、発送者情報などの識別コードなど、読み取り対象となる情報を記憶している記憶装置である。制御部42は、リーダ/ライタ20からのコマンド、リクエスト、命令などを解釈し、これに応答する動作を実行する。送受信部43は、変調部(図略)、復調部(図略)を有しており、リーダ/ライタ20と交信を行うために信号の変調/復調を行う。アンテナ44はリーダ/ライタ20からの搬送波を受信し、これを送受信部43に給電すると共に、送受信部43からの変調信号を受け取り、これをリーダ/ライタ20に受信させる様、空中に放射する。
以上で、無線ICタグ読み取りシステム1の構成例の説明を終了する。
次に、上記の無線ICタグ読み取りシステム1の動作例について説明する。
[2.1.送受信(読み取り)処理]
リーダ/ライタ制御装置10は、リーダ/ライタ20に無線ICタグ40の読み取りを要求する際、最新のキャリアセンス実行結果であるキャリアセンス結果テーブル400を参照して、他の無線局(リーダ/ライタを含む)によって使用されていない単位無線チャネルを選択して、この単位無線チャネルを使用して無線ICタグ40の読み取りを行うようリーダ/ライタ20に指令を送る。また、使用されていない単位無線チャネルが隣接しているかどうかを判定し、隣接する複数の単位無線チャネルが使用されていない場合には、これら隣接する使用可の単位無線チャネルの全部又は一部を一つの送信用チャネルとして使用するように、リーダ/ライタ20に指令する。リーダ/ライタ20はこの指令に従って、指定された単位無線チャネル、或いは複数の単位無線チャネルを使用して無線ICタグ40の読み取りを行う。この読み取りは、所定の連続送信可能時間内(例えば、4秒以内)で行われる。この所定の連続送信可能時間内で無線ICタグ40の読み取りが完了しない場合には、リーダ/ライタ20はその単位無線チャネルでの送受信を終了し、リーダ/ライタ制御装置10に使用可能な単位無線チャネルを問い合わせるか、リーダ/ライタ制御装置10からの指令を待つ。
まず、無線ICタグ読み取りシステム1が無線ICタグ40の読み取りを行う場合、リーダ/ライタ制御装置10はリーダ/ライタ20に送受信(読み取り)開始命令を送信する。このとき、リーダ/ライタ制御装置10は送受信に使用する単位無線チャネルの指定を行う。この単位無線チャネルの指定(複数の単位無線チャネルを束ねて使用する場合を含む)は、後述するキャリアセンス処理の結果得られたキャリアセンス実行結果(具体的には、キャリアセンス結果テーブル400)に基づいてリーダ/ライタ制御装置10が選択、決定する。
次に、本実施の形態にかかるキャリアセンス処理について説明する。無線ICタグ読み取りシステム1は、単位無線チャネルにおけるキャリアセンスを継続的且つ循環的に実行する方法を採用する。
ステップS1004による単位無線チャネルの通知を受けたリーダ/ライタ20は、再びステップS1001に戻り、ステップS1001の判定を行う。
この後、無線ICタグ読み取りシステム1、より詳しくはキャリアセンス制御部212は、前述したステップS1004に進み、次の無線単位チャネルに移行する。
次に、無線ICタグ読み取りシステム1の動作の具体例について説明する。図12は、無線ICタグ読み取りシステム1の動作の具体例を示すタイミングチャートである。なお、図12に示す例では、説明の簡便化のため、無線ICタグ読み取りシステム1に割り当てられた単位無線チャネルの数を3とし、チャネル1(CH1)、チャネル2(CH2)、及びチャネル3(CH3)を使用するものとする。
なお、上記の説明では、単一の単位無線チャネルを使用することを前提としたが、隣接する複数の単位無線チャネルを使用する場合においても、同様に処理が行われる。
隣接する複数の単位無線チャネルを束ねてリーダ/ライタ20に使用させる場合、リーダ/ライタ制御装置10は、そのリーダ/ライタ20のキャリアセンス結果テーブル400だけでなく、そのリーダ/ライタ制御装置10が制御する他のリーダ/ライタ20のチャネル使用状況を参照して、どの単位無線チャネルを使用させるかを決定するようにしてもよい。
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。本発明の第2の実施の形態は、上記第1の実施の形態の特徴に加えて、リーダ/ライタ制御装置10からリーダ/ライタ20に対して通信を開始するときに、リーダ/ライタ制御装置10が有する高速アクセス可能な記憶装置、具体的にはステータス・レジスタを参照することにより、リーダ/ライタ20がさらに高速通信が可能であるか否かを判定する機能、及び/又はリーダ/ライタ20が無線ICタグ40との送受信開始時、又は送受信中に、リーダ/ライタ20から上位であるリーダ/ライタ制御装置10に対して、さらに高速通信が可能であるとの通知が送信される付加機能を有している。
図15に、第2の実施の形態にかかるリーダ/ライタ20の主制御部506の構成例を示す。第2の実施の形態におけるリーダ/ライタ20は、第1の実施の形態のリーダ/ライタ20と同様の構成を有するが、主制御部506が前述のキャリアセンス結果テーブル400に相当するキャリアセンス結果テーブル1530を記憶している点、且つ隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用することが可能か否かを示す情報を記憶する高速通信可否フラグ1540を有している点で異なっている。その他の点は第1の実施の形態と同様であるので詳細な説明は省略する。
この命令を受信したリーダ/ライタ20、より詳しくは主制御部506の演算部1510は、高速通信可否フラグ1540の記憶内容を参照する(S1730)。次に、リーダ/ライタ20、より詳しくは主制御部506の演算部1510は、高速通信可否フラグ1540の記憶内容に基づいて、そのリーダ/ライタ20において複数の単位無線チャネルを束ねて使用することによる高速通信の可否を判定する(S1740)。判定の結果、複数の単位無線チャネルを束ねて使用することによる高速通信が可能であると判定した場合は、リーダ/ライタ20、より詳しくは主制御部506の演算部1510は、複数の単位無線チャネルを束ねて使用することによる高速通信が可能である旨の通知(高速通信可能通知と呼ぶ)を上位であるリーダ/ライタ制御装置10に送信する(S1750)。なお、複数の単位無線チャネルを束ねて使用することによる高速通信が可能ではないと判定した場合は、直ちに単一の単位無線チャネルを使用して無線ICタグ40読み取りのための送受信処理を実行する。
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。本発明の第3の実施の形態は、上記第1の実施の形態及び/又は第2の実施形態の特徴に加えて、リーダ/ライタ20は、無線ICタグ40の読み取りのための送受信時、とりわけ複数の単位無線チャネルを束ねて使用することによる高速通信実行時において、通信エラー(何らかの理由により無線ICタグとの通信が正常に終了できなかった場合)発生時に、リーダ/ライタ20が自動的、自律的に通信リトライ動作を行う機能を有することを特徴としている。例えば第3の実施の形態にかかるリーダ/ライタ20は、無線ICタグ40との高速通信時に通信エラーが発生した場合、リーダ/ライタ20が備えるステータス・フラグを自動的に参照し、高速通信可能であれば、高速通信を再度行い、高速通信ができない状態であれば、通常速度の通信にフォールダウンして、エラーが発生したときの通信のリトライを行う。さらに、第3の実施の形態にかかるリーダ/ライタ20は、フォールダウンした場合には、その旨、上位であるリーダ/ライタ制御装置10に電文やメッセージ、コマンドなどを通知する機能をさらに備えている。
Bit9は未使用である。
この通信エラーメッセージを送信後、リーダ/ライタ20は通信処理を終了し、上位の装置からの次の指令を待ち受ける。
(1)リーダ/ライタ20が自動的にリトライを行うため、上位の装置からの指令を待たずに無線ICタグ40との送受信、すなわち無線ICタグ40の読み取り処理を完了することができるため、より短時間での無線ICタグ40の読み取りを可能とできる。
(2)高速通信ができない状況下では、リーダ/ライタ20が自律的に通常通信にフォールダウンして通信を継続するするため、上位の装置からの指令を待たずに無線ICタグ40との送受信、すなわち無線ICタグ40の読み取り処理を完了することができる。
(3)通信が正常に終了できない場合、問題発生した内容、対処内容などを電文などで上位に通知することも可能である。
10…リーダ/ライタ制御装置
20…リーダ/ライタ
30…アンテナユニット
40…無線ICタグ
501…送信部
502…受信部
503…第一周波数可変発振部
504…キャリアセンス実行部
505…第二周波数可変発振部
506…主制御部
Claims (8)
- 複数の単位無線チャネルを使用可能な、無線ICタグの読み取りを行う無線ICタグ読み取りシステムであって、
前記複数の単位無線チャネルを使用して無線ICタグとの送受信を行う送受信手段と、
前記複数の単位無線チャネルのそれぞれにおける受信電波強度を同時に且つ繰り返して測定し、測定結果を示す情報を出力するキャリアセンス手段と、
前記複数の単位無線チャネルのそれぞれにおける使用の可否を示す情報に基づいて、前記送受信手段に使用させる単位無線チャネルを決定する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、前記キャリアセンス手段により出力された測定結果を示す情報に基づいて、使用可能な単位無線チャネルに隣接する他の単位無線チャネルが使用可能であるかどうかを判定し、隣接する他の単位無線チャネルが使用可能である場合、前記送受信手段に、隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させる
ことを特徴とする無線ICタグ読み取りシステム。 - 前記制御手段は、他の送受信手段が使用している単位無線チャネルを含まないように、前記送受信手段に束ねて使用させる隣接する複数の単位無線チャネルの選択を行うことを特徴とする、請求項1に記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記制御手段は、前記送受信手段に、隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させることが可能か否かを示す情報を記憶するステータスレジスタを有しており、前記制御手段が前記送受信手段に送受信を行うことを要求する場合、前記ステータスレジスタが記憶する情報が隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させることが可能であることを示している場合、隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させる指示を前記制御手段は前記送受信手段に送信する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記送受信手段は、前記キャリアセンス手段が出力する測定結果を示す情報に基づいて、隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用することが可能か否かを示す情報を記憶し、且つ前記制御手段から無線ICタグとの送受信を開始すべき旨の命令を受信した場合、前記情報に基づいて前記制御手段に高速通信の実行可否を前記制御手段に通知する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記送受信手段は、各単位無線チャネルの使用可否を示す情報及び、隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させることが可能か否かを示す情報を記憶するステータスレジスタを有していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記送受信手段は、無線ICタグとの通信が正常に終了していないと判定した場合、前記ステータスレジスタに記憶されている隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させることが可能か否かを示す情報を参照し、この情報が隣接する複数の単位無線チャネルを束ねて使用させることが可能であることを示している場合、複数の単位無線チャネルを束ねて使用して無線ICタグとの通信を再度実行することを特徴とする請求項5に記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記送受信手段は、複数の単位無線チャネルを束ねて使用して無線ICタグとの送受信を開始した後、無線ICタグとの通信が正常に終了していないと判定した場合、先に送受信に使用していた単位無線チャネルの数より少ない数の単位無線チャネルを使用して、前記無線ICタグとの通信を再度実行することを特徴とする請求項5又は6に記載の無線ICタグ読み取りシステム。
- 前記送受信手段は、前記無線ICタグとの通信を再度実行したのち、その通信が正常に終了していないと判定した場合、前記制御手段に通信が正常に終了しないことを知らせるメッセージを送信することを特徴とする請求項6又は7に記載の無線ICタグ読み取りシステム。
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