JP2010081063A - Control device, radio tag system, and radio tag control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、HF帯を用いた制御装置、無線タグシステムおよび無線タグ制御方法に関する。 The present invention relates to a control device, a wireless tag system, and a wireless tag control method using, for example, an HF band.
現在、HF(High Frequency)帯を用いた無線タグシステムにおいて、HFリーダ(送信機能付)から制御信号を送信して、HF帯を受信可能な無線タグを制御する場合に、HF帯では通信距離が短いため、無線タグ内に受信信号(制御信号)を増幅するアンプを内蔵することによって、通信距離を伸ばす技術が存在する。 Currently, in a wireless tag system using an HF (High Frequency) band, when a control signal is transmitted from an HF reader (with a transmission function) to control a wireless tag capable of receiving the HF band, a communication distance is used in the HF band. Therefore, there is a technique for extending a communication distance by incorporating an amplifier that amplifies a received signal (control signal) in a wireless tag.
また、HF帯を用いた無線タグシステムにおいて、HFリーダからの距離がばらばらである広範囲に位置する無線タグを制御する場合には、以下の対策がなされる可能性がある。
(1)HFリーダを多数設置する。
または、
(2)HFリーダによる制御信号の送信レベルが制御できる場合、制御対象である無線タグまでの距離を把握した後に、当該距離に到達する送信レベルにて所望の制御信号を送信する。
Further, in the wireless tag system using the HF band, the following measures may be taken when controlling wireless tags located in a wide range where the distance from the HF reader is varied.
(1) A large number of HF readers are installed.
Or
(2) When the transmission level of the control signal by the HF reader can be controlled, a desired control signal is transmitted at a transmission level that reaches the distance after grasping the distance to the wireless tag that is a control target.
なお、HFリーダが無線タグまでの距離を把握する方法は、例えば、無線タグがHFリーダから受信した制御信号のRSSI(Received Signal Strength Indication)を測定し、HFリーダにRSSI値を送信し、無線タグから送信されたRSSI値に基づいてHFリーダが当該無線タグまでの距離を算出するという方法が考えられる(特許文献1参照)。なお、特許文献1には、RSSIを用いて、無線通信端末の存在位置を推定する技術が開示されている。
しかしながら、上記(1)に関しては、HFリーダを多数設置する必要があるためコストが増大するという問題がある。上記(2)に関しては、HFリーダを多数設置する必要はないものの、無線タグまでの距離を把握する機能が必要となるためHFリーダの制御が複雑化するという問題がある。また、無線タグの移動を想定する場合、移動中の無線タグまでの距離を予測する機能も必要となるため、HFリーダの制御が一層複雑化するという問題がある。更に、消費電力削減のため、間欠動作する無線タグを想定する場合、無線タグ毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する機能も必要となるため、HFリーダの制御が一層複雑化するという問題がある。 However, with respect to the above (1), there is a problem that the cost increases because a large number of HF readers need to be installed. Regarding (2), although it is not necessary to install a large number of HF readers, there is a problem that the control of the HF reader is complicated because a function for grasping the distance to the wireless tag is required. In addition, when the movement of the wireless tag is assumed, since a function for predicting the distance to the moving wireless tag is also required, there is a problem that the control of the HF reader is further complicated. Furthermore, in order to reduce power consumption, when a wireless tag that operates intermittently is assumed, a function for adjusting the transmission / reception timing by the intermittent operation for each wireless tag is also required, so that the control of the HF reader is further complicated. .
また、HF帯を用いた無線タグシステムにおいて、例えば、ISO15693−2を用いた場合、HFリーダから無線タグへの信号は、符号化方式が256値PPM、変調方式が変調度100%のASK、または、符号化方式が4値PPM、変調方式が変調度10%のASKを用いることが規定されている。変調度100%のASKを用いた場合、周波数スペクトラムが拡がるため、電波法の規定によるスペクトラムマスク以下に収めるため、送信電力を例えば100mW程度に下げる必要がある。従って、制御信号の到達距離が短くなるため、遠距離に位置する無線タグを制御できなくなる場合がある。なお、電波法の規定によるスペクトラムマスク(13.56Mhzの場合)を図10に示す。 Further, in the wireless tag system using the HF band, for example, when ISO 15693-3 is used, the signal from the HF reader to the wireless tag is ASK with a coding method of 256-level PPM, a modulation method of 100% modulation, Alternatively, it is stipulated that the encoding method uses 4-level PPM and the modulation method uses ASK with a modulation degree of 10%. When ASK with a modulation degree of 100% is used, the frequency spectrum expands, so that the transmission power needs to be reduced to, for example, about 100 mW in order to keep it below the spectrum mask defined by the Radio Law. Therefore, since the reach of the control signal is shortened, it may be impossible to control the wireless tag located at a long distance. Note that a spectrum mask (in the case of 13.56 Mhz) defined by the Radio Law is shown in FIG.
一方、変調度が10%のASKを用いた場合、周波数スペクトラムが狭くなるため、送信電力を例えば4W程度にまで上げることもできる。従って、送信電力を例えば4W程度にまで上げた場合、比較的遠距離に位置する無線タグを制御できるようになるが、HFリーダの近傍の無線タグを制御できなくなる場合がある。HFリーダの近傍の無線タグにとっては、信号の受信レベルが高すぎるため、変調波をCW(Continuous Wave)と誤認し、制御信号を読み取ることができなくなるからである。 On the other hand, when ASK with a modulation degree of 10% is used, the frequency spectrum becomes narrow, so that the transmission power can be increased to about 4 W, for example. Therefore, when the transmission power is increased to about 4 W, for example, the wireless tag located at a relatively long distance can be controlled, but the wireless tag in the vicinity of the HF reader may not be controlled. This is because the reception level of the signal is too high for the wireless tag in the vicinity of the HF reader, so that the modulation wave is mistaken as CW (Continuous Wave) and the control signal cannot be read.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつ、広い範囲に位置する無線タグを制御する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for controlling a wireless tag located in a wide range while suppressing cost.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、無線タグを制御する制御信号をASK変調して送信する制御装置であって、変調度および送信電力を時間的に変化させて制御信号を送信することを特徴とする。 In order to solve the above problem, an aspect of the present invention is a control device that transmits a control signal for controlling a wireless tag by performing ASK modulation, and changes the modulation degree and transmission power with time to change the control signal. It is characterized by transmitting.
上記制御装置は、変調度を時間的に変化させて制御信号を変調する変調部と、送信電力を時間的に変化させて変調部によって変調された制御信号を送信する送信部とを備えるようにしてもよい。 The control apparatus includes a modulation unit that modulates the control signal by changing the modulation degree over time, and a transmission unit that transmits the control signal modulated by the modulation unit by changing transmission power over time. May be.
上記制御装置において、時間的に変化させる変調度の各値および時間的に変化させる送信電力の各値は、無線タグとの距離に応じて予め設定した設定値であってもよい。 In the control apparatus, each value of the modulation factor that changes with time and each value of the transmission power that changes with time may be set values set in advance according to the distance from the wireless tag.
上記制御装置において、変調度の各設定値と送信電力の各設定値の関係は、逆相関の関係を有するものであってもよい。 In the above control device, the relationship between each setting value of the modulation degree and each setting value of the transmission power may have an inverse correlation relationship.
上記制御装置において、変調度の各設定値および送信電力の各設定値は、制御信号の受信レベルと所定のスペクトルマスク幅とに基づいて設定されたものであってもよい。 In the control apparatus, each setting value of the modulation degree and each setting value of the transmission power may be set based on the reception level of the control signal and a predetermined spectrum mask width.
上記制御装置において、制御信号の内容は、無線タグとの距離に応じて異なるものであってもよい。 In the control device, the content of the control signal may be different depending on the distance from the wireless tag.
上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、制御信号をASK変調して送信する制御装置と、制御装置からの制御信号をASK復調して動作する無線タグとから構成される無線タグシステムであって、制御装置は、変調度および送信電力を時間的に変化させて制御信号を送信し、無線タグは、変調度および送信電力の異なる複数の制御信号のうち、一の変調度および送信電力によって送信された制御信号をASK復調して動作することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, another aspect of the present invention provides a wireless device configured by a control device that performs ASK modulation on a control signal and transmits the control signal, and a wireless tag that operates by performing ASK demodulation on the control signal from the control device. In the tag system, the control device transmits a control signal by temporally changing the modulation degree and transmission power, and the wireless tag has one modulation degree among a plurality of control signals having different modulation degrees and transmission powers. The control signal transmitted by the transmission power is operated by ASK demodulation.
上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、制御信号によって無線タグを制御する無線タグ制御方法であって、制御信号を変調する変調ステップと、変調ステップによって変調された制御信号を送信する送信ステップとを有し、変調ステップは、変調度を時間的に変化させて制御信号を変調し、送信ステップは、送信電力を時間的に変化させて変調ステップによって変調された制御信号を送信することを特徴とする。 In order to solve the above problem, another aspect of the present invention provides a wireless tag control method for controlling a wireless tag by a control signal, the modulation step for modulating the control signal, and the control signal modulated by the modulation step. A transmission step for transmitting, the modulation step modulates the control signal by changing the modulation degree with time, and the transmission step changes the transmission power with time to change the control signal modulated by the modulation step. It is characterized by transmitting.
上記問題を解決するために、本発明の他の態様は、無線タグを制御する制御信号であって、無線タグとの距離に応じて内容の異なる複数の制御信号をASK変調して送信する制御装置であって、複数の制御信号を、制御信号の内容に応じて異なる変調度によって変調する変調部と、変調部によって変調された複数の制御信号を、制御信号の内容に応じて異なる送信電力によって送信する送信部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, another aspect of the present invention provides a control signal for controlling a wireless tag, and a control signal for performing ASK modulation and transmitting a plurality of control signals having different contents according to the distance from the wireless tag. A modulation unit that modulates a plurality of control signals with different modulation degrees according to the content of the control signal, and a plurality of control signals modulated by the modulation unit with different transmission power according to the content of the control signal And a transmission unit for transmitting the data.
本発明によれば、制御装置(HFリーダ)は、変調度および送信電力の異なる制御信号を送信するので、様々な距離に位置する無線タグを制御することができる。このため、従来の制御装置を用いる場合に必要となる台数に比べて少ない台数で、広範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。従って、広範囲に位置する無線タグを制御しようとする場合のコスト(初期コスト、維持コスト、廃棄コスト)を抑えることができるようになる。 According to the present invention, since the control device (HF reader) transmits control signals having different modulation degrees and transmission powers, it can control wireless tags located at various distances. For this reason, it becomes possible to control wireless tags located in a wide range with a smaller number than the number necessary when using a conventional control device. Therefore, the costs (initial cost, maintenance cost, disposal cost) when trying to control wireless tags located in a wide range can be suppressed.
また、制御装置の制御を然程複雑化させることなく、広い範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。即ち、無線タグまでの距離を把握する制御に比べてより簡便に、広い範囲に位置する無線タグを制御することができるようになる。更に、無線タグの移動を想定する場合、又は、間欠動作する無線タグを想定する場合において、より一層複雑な制御(移動中の無線タグまでの距離を予測する制御、又は、無線タグ毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する制御)を実装することなく、移動中の無線タグ、又は、間欠動作する無線タグを制御することができるようになる。結果、制御装置の処理が然程複雑化しないため、無線タグへのコマンド送信完了までの時間を他の方法による場合に比べて短縮させることができるようになる。 In addition, wireless tags located in a wide range can be controlled without complicating the control of the control device so much. In other words, wireless tags located in a wide range can be controlled more easily than in the control for grasping the distance to the wireless tag. Furthermore, when assuming the movement of a wireless tag or assuming a wireless tag that operates intermittently, more complicated control (control to predict the distance to a moving wireless tag, or intermittent for each wireless tag) It is possible to control a wireless tag that is moving or a wireless tag that operates intermittently without implementing a control for adjusting transmission / reception timing by operation. As a result, since the processing of the control device is not so complicated, the time until the completion of command transmission to the wireless tag can be shortened as compared with the case of other methods.
また、制御装置は、所望の制御信号として、例えば、遠距離に位置する無線タグをターゲットとして遠距離用のコマンド(例えばwakeup)を送信し、中距離に位置する無線タグをターゲットとして中距離用のコマンド(例えば受信間隔時間短縮)を送信し、近距離(例えば制御装置の近傍)に位置する無線タグをターゲットとして近距離用のコマンド(例えばゲートID通知)を送信する場合、遠距離用のコマンド、中距離用のコマンド、近距離用のコマンドを一斉に送信(厳密には、非常に短い周期で各コマンドを繰り返し送信)すれば、各距離に点在する無線タグを、各無線タグまでの距離を把握することなく、同時に制御することができるようになる。 Further, the control device transmits a long-distance command (for example, wakeup) as a desired control signal, for example, for a radio tag located at a long distance, and for a mid-distance using a radio tag located at a mid-range as a target When a command for short distance (for example, a gate ID notification) is transmitted with a wireless tag located at a short distance (for example, near the control device) as a target, Sending commands, mid-distance commands, and short-distance commands all at once (strictly, each command is sent repeatedly in a very short cycle) It becomes possible to control simultaneously without grasping the distance.
また、現行システム(広い範囲に位置する無線タグを制御できない無線タグシステム)から、次期システム(広い範囲に位置する無線タグを制御できる無線タグシステム)に移行するような場合に、無線タグ側にも変更がある場合(例えば、無線タグにRSSIを測定する機能を追加する場合)に比べ、早期に次期システムを稼動させることができる。本発明によれば、無線タグ側に変更が及ばないため、現行の無線タグを活かせるからである。また、現行の無線タグを活かせるため、無線タグ側にも変更が及ぶ場合の無線タグ側の変更(開発)コストを節約することができる。 In addition, when moving from the current system (a wireless tag system that cannot control a wireless tag located in a wide range) to the next system (a wireless tag system that can control a wireless tag located in a wide range), the wireless tag side As compared with the case where there is a change (for example, when a function for measuring RSSI is added to the wireless tag), the next system can be operated earlier. This is because according to the present invention, the wireless tag side cannot be changed, so that the current wireless tag can be utilized. Further, since the current wireless tag can be utilized, it is possible to save the change (development) cost on the wireless tag side when the wireless tag side also changes.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るHF送信機10を含む無線タグシステム1の概略図である。無線タグシステム1は、図1に示すように、HF送信機10(本願の制御装置に相当する)、無線タグ30、UHF送受信機20(UHFリーダ)から構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a
HF送信機10は、無線タグ30を制御する制御信号をASK変調しHF帯で送信する装置であって、変調度および送信電力を時間的に変化させて制御信号を送信する。換言すれば、HF送信機10は、時間的に異なる変調度、および、時間的に異なる送信電力によって制御信号を送信する。例えば、HF送信機10は、変調度および送信電力を周期的に変化させて制御信号を送信する。なお、HF送信機10によってHF帯で送信される信号をHF信号という。
The
図2は、図1に示すHF送信機10のブロック図である。HF送信機10は、図2に示すように、クロック生成部100、制御部110、符号化部120、変調部130および送信部140を備える。
FIG. 2 is a block diagram of the
クロック生成部100は、HF送信機10の動作に必要なタイミングを生成する。制御部110は、クロック生成部100によって生成されたタイミングを利用して、符号化部120、変調部130および送信部140を制御する。
The
符号化部120に対する制御として、制御部110は、周期的に(例えばT0)、制御信号を符号化すべき旨の命令を符号化部120に通知し、符号化部120を制御する。なお、T0はHF送信機10がHF信号を送信する周期の基礎となる基準周期である。
As control for the
変調部130に対する制御として、制御部110は、周期的に(例えばT0の3分の1であるT0/3)、符号化部120によって符号化された制御信号を変調すべき旨の命令を変調部130に通知し、変調部130を制御する。例えば、制御部110は、変調部130が、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、変調度A%で制御信号を変調し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、変調度B%で制御信号を変調し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、変調度C%で制御信号を変調するように変調部130を制御する。なお、nは1以上の整数である。
As a control for the
送信部140に対する制御として、制御部110は、周期的に(例えばT0/3)、変調部130によって変調された制御信号を送信すべき旨の命令を送信部140に通知し、送信部140を制御する。例えば、制御部110は、送信部140が、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、送信電力Eで制御信号を送信し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、送信電力Fで制御信号を送信し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、送信電力Gで制御信号を送信するように送信部140を制御する。
As control for the
符号化部120は、制御部110から命令により制御信号を符号化する。なお、HF送信機10は、所定の制御信号を記憶する記憶部(非図示)を備え、符号化部120は、制御部110から命令を取得した場合に、当該記憶部から制御信号を取得して符号化してもよい。また、HF送信機10は、所定の制御信号を生成する制御信号生成部(非図示)を備え、符号化部120は、制御部110から命令を取得した場合に、制御信号生成部から制御信号を取得して符号化してもよい。
The
変調部130は、制御部110からの命令に従って符号化部120によって符号化された制御信号を変調する。即ち、変調部130は、符号化された制御信号を周期的に異なる変調度によって変調する。例えば、変調部130は、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、変調度A%で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部110から取得して変調度A%で制御信号を変調し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、変調度B%で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部110から取得して変調度B%で制御信号を変調し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、変調度C%で制御信号を変調すべき旨の命令を制御部110から取得して変調度C%で制御信号を変調する。なお、変調部130は、制御信号を各時間帯において1回以上変調する。以下の説明においては、変調部130は制御信号を各時間帯に各1回ずつ変調するものとする。
The
送信部140は、制御部110からの命令に従って変調部130によって変調された制御信号を送信する。即ち、送信部140は、変調された制御信号を周期的に異なる送信電力によって送信する。例えば、送信部140は、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、送信電力Eで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部110から取得して送信電力Eで制御信号を送信し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、送信電力Fで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部110から取得して送信電力Fで制御信号を送信し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、送信電力Gで制御信号を送信すべき旨の命令を制御部110から取得して送信電力Gで制御信号を送信する。なお、送信部140は、制御信号を各時間帯において1回以上送信する。以下の説明においては、送信部140は制御信号を各時間帯に各1回ずつ送信するものとする。
The
つまり、HF送信機10は、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、変調度A%および送信電力Eで制御信号を送信し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、変調度B%および送信電力Fで制御信号を送信し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、変調度C%および送信電力Gで制御信号を送信する。即ち、HF送信機10は、変調度および送信電力を周期的に変化させて制御信号(HF信号)を送信する。なお、変調度の各値および送信電力の各値の具体例については後述する。
That is, the
図3は、図1に示す無線タグ30のブロック図である。無線タグ30は、いわゆるアクティブ無線タグであって、図3に示すように、電池300、メモリ310、制御部320、通信部330、増幅器340、UHF送受信アンテナ350およびHF受信アンテナ360を備える。
FIG. 3 is a block diagram of the
電池300は、無線タグ30の電源である。メモリ310は、無線タグ30の動作に必要な種々の情報を記憶する。制御部320は、通信部330を制御する。UHF送受信アンテナ350(例えばアクティブ通信用アンテナ)は、UHF(Ultra High Frequency)帯の電波を送受信する。HF受信アンテナ360(例えばパッシブ通信用コイル)は、HF帯の電波を受信する。通信部330は制御部320から命令により、UHF送受信アンテナ350を介したUHF送受信機20との通信(送受信)を制御し、HF受信アンテナ360および増幅器340を介したHF送信機10との通信(受信)を制御する。増幅器340は、HF受信アンテナ360によって受信されたHF信号を増幅する。そのため、一般的なHF帯を用いたパッシブ無線タブに比べて数倍の通信距離を実現することができる。
The
つまり、無線タグ30は、UHF送受信アンテナ350を用いる通信機能(以下、「UHF通信機能」という。)とHF受信アンテナ360を用いる通信機能(以下、「HF通信機能」という。)とを備える。無線タグ30は、両通信機能を状況によって使い分けている。即ち、HF通信機能は、HF送信機10と通信するための機能であって、専らHF送信機10の制御による受動的な通信である(専らHF送信機10から送信されるHF信号を受信する)。UHF通信機能は、UHF送受信機20と通信するための機能であって、無線タグ30自身(制御部320)の制御による能動的な通信も可能である(UHF送受信機20との間で各種信号を送受信する)。
That is, the
周期的に変化させる変調度の各値は、無線タグ30との距離に応じて予め設定した設定値である。例えば、上述の変調度A%、変調度B%、変調度C%は、無線タグ30との距離(例えば、近距離、中距離、遠距離)に応じて予め設定された設定した設定値である。また、周期的に変化させる送信電力の各値は、無線タグ30との距離に応じて予め設定した設定値である。例えば、上述の送信電力E、送信電力F、送信電力Gは、無線タグ30との距離(例えば、近距離、中距離、遠距離)に応じて予め設定された設定した設定値である。また、変調度の各設定値と送信電力の各設定値の関係は、逆相関の関係を有する。また、変調度の各設定値と送信電力の各設定値は、制御信号の受信レベルと所定のスペクトルマスク幅とに基づいて設定されたものである。以下、変調度の各値および送信電力の各値について具体例を用いて説明する。
Each value of the modulation factor that is periodically changed is a preset value that is set according to the distance from the
図4、図5は、HF送信機10から送信されるHF信号の一例である。図6は、HF送信機10と無線タグ30との位置関係を説明する説明図である。HF送信機10は、例えば、図4に示すように、時刻TがnT0≦T<(n+1/3)T0の間は、高程度の変調度(100%)、低程度の送信電力(基準送信電力P)で送信される制御信号1を送信し、時刻Tが(n+1/3)T0≦T<(n+2/3)T0の間は、中程度の変調度(75%)、中程度の送信電力(基準送信電力Pの4倍の送信電力)で送信される制御信号2を送信し、時刻Tが(n+2/3)T0≦T<(n+1)T0の間は、低程度の変調度(55.6%)で変調され高程度の送信電力(基準送信電力Pの9倍の送信電極)で送信される制御信号3を送信する。以下、基準送信電力Pを単にP、基準送信電力Pの4倍の電力を4P、基準送信電力Pの9倍の電力を9Pという(図4において同じ)。
4 and 5 are examples of HF signals transmitted from the
制御信号1は、近距離にある無線タグ30(例えば、図6(d)に示すように、HF送信機10からの距離dが0≦d<Dに位置する無線タグ30)への送信を目的とする制御信号である。制御信号1の変調度は、無線タグ30がHF送信機10の近傍に位置した場合であっても、LOW側の信号をHIGH側の信号と誤認しないよう100%としている。制御信号1のHIGH側の信号の電力である送信電力(P)は、無線タグ30が近距離内の最も遠いところに位置した場合(図6(a)に示すように、距離d≒Dの場合)であっても、HIGH側の信号をLOW側の信号と誤認しないような電力である。
The
制御信号2は、中距離にある無線タグ30(例えば、図6(e)に示すように、HF送信機10からの距離dがD≦d<2Dに位置する無線タグ30)への送信を目的とする制御信号である。一般に見通し伝播時の受信レベルは伝播距離の2乗に反比例するため、制御信号2のHIGH側の信号の電力である送信電力(4P)は、無線タグ30が中距離内の最も遠いところに位置した場合(図6(b)に示すように、距離d≒2Dの場合)を想定して、制御信号1の送信電力(P)の4倍としたものである。また、制御信号2のLOW側の信号の電力(P)は、無線タグ30が中距離内の最も近いところに位置した場合(距離d=Dの場合)であっても、HIGH側の信号と誤認しないようにしたものである。従って、制御信号2の変調度は、HIGH側の信号の電力(4P)に対する、HIGH側の信号の電力(4P)からLOW側の信号の電力(P)を減算した電力(3P)の割合であるから、75%となっている。なお、図5(a)は、距離d=2Dに位置する無線タグ30が、制御信号1、制御信号2、制御信号3を受信した場合の電力(受信レベル)を示している。図5において、9/4P、1/4P、4/9P、1/9Pは、それぞれ、Pの9/4倍、1/4倍、4/9倍、1/9倍の電力を示している。
The
制御信号3は、遠距離にある無線タグ30(例えば、図6(f)に示すように、HF送信機10からの距離dが2D≦d<3Dに位置する無線タグ30)への送信を目的とする制御信号である。制御信号3のHIGH側の信号の電力である送信電力(9P)は、無線タグ30が遠距離内の最も遠いところに位置した場合(図6(c)に示すように、距離d≒3Dの場合)を想定して、制御信号1の送信電力(P)の9倍としたものである。また、制御信号3のLOW側の信号の電力(4P)は、無線タグ30が遠距離内の最も近いところに位置した場合(距離d=2Dの場合)であっても、HIGH側の信号と誤認されないようにしたものである。従って、制御信号3の変調度は、HIGH側の信号の電力(9P)に対する、HIGH側の信号の電力(9P)からLOW側の信号の電力(4P)を減算した電力(5P)の割合であるから、55.6%となっている。なお、図5(b)は、距離d=3Dに位置する無線タグ30が、制御信号1、制御信号2、制御信号3を受信した場合の電力(受信レベル)を示している。
The
図7は、HF送信機10の動作の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートは、無線タグ30を制御すべきときにT0周期に開始する。符号化部120は、制御部110から命令により、制御信号を符号化する(ステップS100)。符号化部120は、符号化した制御信号を変調部130に供給する。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the
符号化部120から復号化された制御信号を取得した変調部130は、制御部110から命令により、制御信号を高程度の変調度(100%)で変調する(ステップS110)。変調部130は、高程度の変調度で変調した制御信号を送信部140に供給する。
The
高程度の変調度で変調された制御信号を変調部130から取得した送信部140は、制御部110から命令により、当該制御信号を低程度の送信電力(基準送信電力P)で送信(発射)する(ステップS120)。つまり、ステップS120によって図4に示す制御信号1が送信される。
The
1/3T0経過したときに(ステップS130:Yes)、変調部130は、制御部110から命令により、先に取得している制御信号を中程度の変調度(75%)で変調する(ステップS140)。変調部130は、中程度の変調度で変調した制御信号を送信部140に供給する。
When 1 / 3T 0 has elapsed (step S130: Yes), the
中程度の変調度で変調された制御信号を変調部130から取得した送信部140は、制御部110から命令により、当該制御信号を中程度の送信電力(基準送信電力Pの4倍の送信電力)で送信(発射)する(ステップS150)。つまり、ステップS150によって図4に示す制御信号2が送信される。
The
更に、1/3T0経過したときに(ステップS160:Yes)、変調部130は、制御部110から命令により、先に取得している制御信号を低程度の変調度(55.6%)で変調する(ステップS170)。変調部130は、低程度の変調度で変調した制御信号を送信部140に供給する。
Furthermore, when 1 / 3T 0 has elapsed (step S160: Yes), the
低程度の変調度で変調された制御信号を変調部130から取得した送信部140は、制御部110から命令により、当該制御信号を高程度の送信電力(基準送信電力の9倍の送信電力)で送信(発射)する(ステップS180)。つまり、ステップS180によって図4に示す制御信号3が送信される。そして、本フローチャートは一旦終了し、ステップS110またはステップS120から再実行する。なお、ステップS120から再実行する場合、初回のステップS100にて符号化された制御信号を変調する。
The
図8は、無線タグ30の動作の一例を示すフローチャートである。具体的には、無線タグ30がHF送信機10に接近している場面における無線タグの動作である。なお、本フローチャートにおいて、無線タグ30は、消費電力を低減するため、間欠的に受信回路(HF受信機能に係る回路)のON/OFFを行っているものとする。また、本フローチャートは、無線タグ30がHF信号を受信することによって開始する(ステップS200)。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
ステップS200に続いて、無線タグ30は、受信したHF信号が閾値以上であるか否かを判断する(ステップS210)。具体的には、無線タグ30は、受信回路のON状態において、HF信号を受信したときは、復調回路(非図示)に給電され、復調回路においてHF信号を一定時間毎にサンプリングし、HF信号の受信レベルが所定の閾値以上であるか否かを判断する。なお、閾値は、基準送信電力であるPである。
Subsequent to step S200, the
無線タグ30は、受信したHF信号が閾値以上でないと判断した場合(ステップS210:No)、再度、HF信号を受信するまで待機する(本フローチャートは終了する)。
When the
一方、無線タグ30は、受信したHF信号が閾値以上であると判断した場合(ステップS210:Yes)、一定時間連続してHF信号を受信し、HF信号の復調を試みる(ステップS220)。なお、HF信号の受信レベルは、フェージング等の影響により時間的に大きく変動するため、一定時間連続してHF信号を受信し、HF信号の復調を試みるようにしている。
On the other hand, if the
無線タグ30は、HF信号の復調を試みた結果、HF信号を復調できたか否かを判断する(ステップS230)。無線タグ30は、HF信号を復調できたと判断した場合(ステップS230:Yes)、復調した内容に応じて動作する(ステップS240)。そして本フローチャートは終了する。
The
一方、無線タグ30は、HF信号を復調できなかったと判断した場合(ステップS230:No)、自身(無線タグ30)がHF送信機10のエリア端に到達した旨を示すビーコン信号をUHF帯にて送信する(S250)。そして本フローチャートは終了する。つまり、無線タグ30は、HF信号の受信レベルが閾値を超えるが連続して受信してもHF信号を復調できなかった場合には、復調不能な何かしらの信号がHF信号であると見做して、上記ビーコン信号を送信するようにしている。なお、UHF送受信機20は、無線タグ30からビーコン信号を受信した場合(HF帯に比べUHF帯の方が通信距離は長いため、上記ビーコン信号はUHF送受信機20に受信されやすい)、HF送信機10のエリア端に無線タグ30が存在していると把握(検知)する。
On the other hand, if the
図9は、位置の相違による無線タグ30の復調の可否を説明する説明図である。図9に示すように、近距離に位置する無線タグ30は、制御信号1を復調することができる。近距離に位置する無線タグ30は、制御信号1のLOW側の信号(電力)を閾値P未満と判断し、制御信号1のHIGH側の信号(電力)を閾値P以上と判断できるからである。一方、近距離に位置する無線タグ30は、制御信号2を復調することができない。近距離に位置する無線タグ30は、制御信号2のLOW側の信号(電力)も閾値P以上と判断してしまうからである。つまり、制御信号2の受信レベルが高すぎるため、CWと誤認してしまうからである。同理由から、近距離に位置する無線タグ30は、制御信号3も復調することができない。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining whether the
中距離に位置する無線タグ30は、制御信号2を復調することができる。中距離に位置する無線タグ30は、制御信号2のLOW側の信号(電力)を閾値P未満と判断し、制御信号2のHIGH側の信号(電力)を閾値P以上と判断できるからである。一方、中距離に位置する無線タグ30は、制御信号1を復調することができない。中距離に位置する無線タグ30は、制御信号1のHIGH側の信号(電力)も閾値P未満と判断してしまうからである。つまり、制御信号1の受信レベルが低すぎるからである。また、中距離に位置する無線タグ30は、制御信号3を復調することができない。中距離に位置する無線タグ30は、制御信号3のLOW側の信号(電力)も閾値P以上と判断してしまうからである。つまり、制御信号3の受信レベルが高すぎるため、CWと誤認してしまうからである。
The
遠距離に位置する無線タグ30は、制御信号3を復調することができる。遠距離に位置する無線タグ30は、制御信号3のLOW側の信号(電力)を閾値P未満と判断し、制御信号3のHIGH側の信号(電力)を閾値P以上と判断できるからである。一方、遠距離に位置する無線タグ30は、制御信号1を復調することができない。遠距離に位置する無線タグ30は、制御信号1のHIGH側の信号(電力)も閾値P未満と判断してしまうからである。つまり、制御信号1の受信レベルが低すぎるからである。同理由から、遠距離に位置する無線タグ30は、制御信号2も復調することができない。
The
以上のように、HF送信機10のエリア内(0≦d≦3D)に位置する無線タグ30は、HF送信機10から送信される制御信号1、制御信号2、制御信号3の何れかを定期的に受信し復調することができる。
As described above, the
以上、上記実施形態によれば、HF送信機10は、変調度および送信電力の異なる制御信号を送信するので、様々な距離に位置する無線タグ30を制御することができる。従って、従来の制御装置を用いる場合に必要となる台数に比べて少ない台数で、広範囲に位置する無線タグ30を制御することができるようになる。よって、広範囲に位置する無線タグ30を制御しようとする場合のコスト(初期コスト、維持コスト、廃棄コスト)を抑えることができるようになる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
また、HF送信機10の制御を然程複雑化させることなく、広い範囲に位置する無線タグ30を制御することができるようになる。即ち、無線タグ30までの距離を把握する制御に比べてより簡便に、広い範囲に位置する無線タグ30を制御することができるようになる。更に、無線タグ30の移動を想定する場合、又は、間欠動作する無線タグ30を想定する場合において、より一層複雑な制御(移動中の無線タグ30までの距離を予測する制御、又は、無線タグ30毎の間欠動作による送受信タイミングを調整する制御)を採用することなく、移動中の無線タグ30、又は、間欠動作する無線タグ30を制御することができるようになる。結果、HF送信機10の処理が然程複雑化しないため、無線タグ30へのコマンド送信完了までの時間を他の方法による場合に比べて短縮させることができるようになる。
Further, the
また、現行システム(広範囲に位置する無線タグ30を制御できない無線タグシステム)から、次期システム(広い範囲に位置する無線タグ30を制御できる無線タグシステム)に移行するような場合に、無線タグ30側にも変更がある場合(例えば、無線タグ30にRSSIを測定する機能を追加する場合)に比べ、早期に次期システムを稼動させることができる。本発明によれば、無線タグ30側に変更が及ばないため、現行の無線タグ30を活かせるからである。また、現行の無線タグ30を活かせるため、無線タグ30側にも変更が及ぶ場合の無線タグ30側の変更(開発)コストを節約することができる。
Further, when the current system (a wireless tag system that cannot control the
また、上記実施形態において、HF送信機10は、時刻nT0から時刻(n+1)T0までの1基準周期内に、制御信号1、制御信号2、制御信号3を各1回ずつ送信する例を説明したが、HF送信機10は、1基準周期内に、制御信号1、制御信号2、制御信号3を複数回ずつ送信してもよい。例えば、HF送信機10は、1基準周期内に、制御信号1を3度送信し、続いて制御信号2を3度送信し、続いて制御信号3を3度送信してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、制御信号1、制御信号2、制御信号3の送信電力をP、4P、9Pは一例であって、無線タグシステム1の利用場所、距離(遠距離、中距離、近距離)を規定などに応じて変更してもよい。
Moreover, in the said embodiment, P, 4P, and 9P are examples of transmission power of the
なお、上記実施形態は、変調度および送信電力が周期的に変化する態様であったが、変調度および送信電力がランダムに変化する態様としてもよい。例えば、HF送信機10は、時刻T1に制御信号1から制御信号3のなかからランダムに選択された制御信号を送信し、時刻T1からランダムな時間を経過した時刻T2に制御信号1から制御信号3のなかからランダムに選択された制御信号を送信してもよい。
In the above-described embodiment, the modulation degree and the transmission power are periodically changed. However, the modulation degree and the transmission power may be changed randomly. For example,
なお、上記実施形態において、HF送信機10から受信エリア端迄の距離を3等分し、無線タグ30との距離(例えば、遠距離、中距離、近距離)を規定したが、各範囲の幅は同じでなくてもよい。例えば、近距離(例えば0<d<1/2D)、中距離(例えば1/2D≦d<5/2D)、遠距離(例えば5/2D≦d<3D)としてもよい。
In the above embodiment, the distance from the
また、近距離、中距離、遠距離の3つの距離の範囲を規定したが、2つまたは4つ以上の距離の範囲を規定してもよい。 In addition, although the three distance ranges of short distance, medium distance, and long distance are defined, two or four or more distance ranges may be defined.
また、HF送信機10によって送信される制御信号の内容は、無線タグ30との距離に応じて異なるものであってもよい。例えば、制御信号1は近距離用のコマンド、制御信号2は中距離用のコマンド、制御信号3は遠距離用のコマンドであってもよい。これにより、各距離に点在する無線タグ30を、各無線タグ30までの距離を把握することなく制御することができるようになる。
Further, the content of the control signal transmitted by the
なお、図1に示すように、無線タグシステム1は、HF送信機10、無線タグ30およびUHF送受信機20から構成されるが、無線タグシステム2(本願の無線タグシステムに相当する)は、HF送信機10および無線タグ30から構成される(UHF送受信機20は必須の構成要件ではない)。
As shown in FIG. 1, the
なお、HF送信機10の各処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、HF送信機10に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Note that a program for realizing each process of the
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1、2 無線タグシステム 10 HF送信機 20 UHF送受信機 30 無線タグ 100 クロック生成部 110 制御部 120 符号化部 130 変調部 140 送信部 300 電池 310 メモリ 320 制御部 330 通信部 340 増幅器 350 UHF送受信アンテナ 360 HF受信アンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
変調度および送信電力を時間的に変化させて前記制御信号を送信することを特徴とする制御装置。 A control device for ASK-modulating and transmitting a control signal for controlling a wireless tag,
A control apparatus, wherein the control signal is transmitted by changing a modulation factor and transmission power with time.
送信電力を時間的に変化させて前記変調部によって変調された制御信号を送信する送信部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 A modulation unit that modulates the control signal by temporally changing the modulation degree;
The control apparatus according to claim 1, further comprising: a transmission unit that changes transmission power over time and transmits a control signal modulated by the modulation unit.
無線タグとの距離に応じて予め設定した設定値であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御装置。 Each value of the modulation factor that changes over time and each value of the transmission power that changes over time are
The control device according to claim 1, wherein the control device is a preset value set in accordance with a distance from the wireless tag.
逆相関の関係を有することを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 The relationship between each setting value of modulation degree and each setting value of transmission power is
The control device according to claim 3, wherein the control device has an inverse correlation relationship.
前記制御装置は、
変調度および送信電力を時間的に変化させて前記制御信号を送信し、
前記無線タグは、
変調度および送信電力の異なる複数の前記制御信号のうち、一の変調度および送信電力によって送信された前記制御信号をASK復調して動作することを特徴とする無線タグシステム。 A wireless tag system comprising a control device for ASK-modulating and transmitting a control signal, and a wireless tag that operates by ASK-demodulating the control signal from the control device,
The control device includes:
The modulation signal and transmission power are changed over time, and the control signal is transmitted.
The wireless tag is
A radio tag system, wherein the control signal transmitted with one modulation degree and transmission power among a plurality of the control signals having different modulation degrees and transmission powers operates by ASK demodulation.
前記制御信号を変調する変調ステップと、
前記変調ステップによって変調された制御信号を送信する送信ステップと
を有し、
前記変調ステップは、変調度を時間的に変化させて前記制御信号を変調し、
前記送信ステップは、送信電力を時間的に変化させて前記変調ステップによって変調された制御信号を送信することを特徴とする無線タグ制御方法。 A wireless tag control method for controlling a wireless tag by a control signal,
A modulation step for modulating the control signal;
Transmitting a control signal modulated by the modulation step,
The modulation step modulates the control signal by changing a modulation degree with time,
In the wireless tag control method, the transmission step transmits the control signal modulated by the modulation step by changing transmission power with time.
前記複数の制御信号を、前記制御信号の内容に応じて異なる変調度によって変調する変調部と、
前記変調部によって変調された前記複数の制御信号を、前記制御信号の内容に応じて異なる送信電力によって送信する送信部と
を備えることを特徴とする制御装置。 A control device for controlling a wireless tag, wherein the control device transmits ASK-modulated plural control signals having different contents according to the distance from the wireless tag,
A modulation unit that modulates the plurality of control signals with different modulation degrees according to the content of the control signal;
A control apparatus comprising: a transmission unit that transmits the plurality of control signals modulated by the modulation unit with different transmission power according to the content of the control signal.
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