JP2010087738A - リーダライタ、ｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄシステム - Google Patents

Abstract

【課題】リーダライタ、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムに関し、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることを目的とする。
【解決手段】リーダライタ３は、アンテナ３ａと、アンテナ３ａを介して識別情報２５ｂを記憶保持しているＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆと通信する送受信部３１と、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆに向けて読み取り命令を発信した後、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆそれぞれから返信される存在確認用信号をアンテナ３ａおよび送受信部３１を介して検出する存在確認用信号検出部３６と、存在確認用信号検出部３６により検出される存在確認用信号に基づいて識別情報２５ｂの収集処理を制御する制御部３５とを備え、制御部３５は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報２５ｂの収集処理を終了させる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、リーダライタ、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムに関する。

近年、所定の識別情報を記憶保持しているＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが広く利用され、このＲＦＩＤタグを管理物品に装着するなどして、生産、物流、物品などの管理を行うＲＦＩＤシステムが提案されている。ＲＦＩＤシステムは、複数のＲＦＩＤタグと、これらのＲＦＩＤタグの識別情報を読み取るリーダライタとを備えている。

従来のＲＦＩＤシステムでは、リーダライタから識別情報を読み出すための読み出し命令が発信されると、電波の届く範囲に存在している不特定多数のＲＦＩＤタグから、一斉に応答信号が返信されるため、複数のＲＦＩＤタグの衝突を避けながら読み取るアンチコリジョン処理（例えば、ＳＬＯＴＴＥＤ ＡＬＯＨＡ方式）が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２３８３８１号公報

従来のＲＦＩＤシステムでは、ＲＦＩＤタグの読み出しを行うタイミングを時分割にし、この時分割された複数の区分であるタイムスロットのいずれか１つに、乱数を使って複数のＲＦＩＤタグを任意に割り当てさせ、各タイムスロットに割り当てられたＲＦＩＤタグの識別情報を読み取るようにしていた。このタイムスロットの数を多くすると、衝突の発生確率は減少するがタイムスロットごとに識別情報を読み出せるか否かの承認処理を行うため、処理時間が増加する。逆に、タイムスロットを小さくすると、処理時間は減少するが衝突の発生確率が増加するという課題があった。

そこで本発明は、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることを目的とする。

この目的を達成するために本発明のリーダライタは、アンテナと、アンテナを介して識別情報を記憶保持している複数のＲＦＩＤタグと通信する送受信部と、複数のＲＦＩＤタグに向けて読み取り命令を発信した後、複数のＲＦＩＤタグそれぞれから返信される存在確認用信号をアンテナおよび送受信部を介して検出する存在確認用信号検出部と、存在確認用信号検出部により検出される存在確認用信号に基づいて識別情報の収集処理を制御する制御部とを備え、制御部は、存在確認用信号検出部により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報の収集処理を終了させる構成としたことを特徴とする。このような構成により、初期の目的を達成するものである。

また、本発明のＲＦＩＤタグは、タグアンテナ部と、このタグアンテナ部に接続されたタグ回路部とを備え、タグ回路部は、タグアンテナ部を介してリーダライタと通信させる送受信部と、送受信部を介して存在確認用信号を返信させる存在確認用信号発信部と、識別情報を記憶保持させる記憶部とを有し、存在確認用信号発信部は、送受信部を介してリーダライタから発信される読み取り命令が受信された場合、送受信部を介してリーダライタに存在確認用信号を返信させる構成としたことを特徴とする。このような構成により、初期の目的を達成するものである。

また、本発明のＲＦＩＤシステムは、上記したＲＦＩＤタグ複数個と、これらのＲＦＩＤタグから識別情報を読み取る上記したリーダライタとを備えていることを特徴とする。このような構成により、初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明のリーダライタは、アンテナと、アンテナを介して識別情報を記憶保持している複数のＲＦＩＤタグと通信する送受信部と、複数のＲＦＩＤタグに向けて読み取り命令を発信した後、複数のＲＦＩＤタグそれぞれから返信される存在確認用信号をアンテナおよび送受信部を介して検出する存在確認用信号検出部と、存在確認用信号検出部により検出される存在確認用信号に基づいて識別情報の収集処理を制御する制御部とを備え、制御部は、存在確認用信号検出部により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報の収集処理を終了させる構成としたので、リーダライタは存在確認用信号の検出により通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグが存在するか否かを判断し、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報の収集処理を実行しないように制御して、処理時間を短縮することができる。これにより、スロット数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることができる。

また、本発明のＲＦＩＤタグは、タグアンテナ部と、このタグアンテナ部に接続されたタグ回路部とを備え、タグ回路部は、タグアンテナ部を介してリーダライタと通信させる送受信部と、送受信部を介して存在確認用信号を返信させる存在確認用信号発信部と、識別情報を記憶保持させる記憶部とを有し、存在確認用信号発信部は、送受信部を介してリーダライタから発信される読み取り命令が受信された場合、送受信部を介してリーダライタに存在確認用信号を返信させる構成としたので、リーダライタに対して、通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグが存在しているか否かを知らせることができる。これにより、リーダライタ側では読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報の収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、リーダライタ側の処理時間を短くすることが可能となる。

また、本発明のＲＦＩＤシステムは、上記したＲＦＩＤタグ複数個と、これらのＲＦＩＤタグから識別情報を読み取る上記したリーダライタとを備えているので、リーダライタは複数のＲＦＩＤタグから返信される存在確認用信号の検出により通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグが存在しているか否かを判断し、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報の収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態）
まず、図１を参照しながら、本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステム１の全体構成および動作について説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステム１の概要図である。ここでは管理物品４として、例えば、倉庫に保管管理されている製品を例にして説明する。管理物品４は、不特定多数の場所から集荷され、倉庫などに一度に多数の製品が運び込まれるので、管理が非常に煩雑となる。

そこで本実施の形態では、図１に示すように、各管理物品４それぞれにＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆを取り付け、リーダライタ３で読み取るＲＦＩＤシステム１で管理している。

このように、ＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆとリーダライタ３とを備えている。以下の説明で理解を容易にするために、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、・・・をＲＦＩＤタグ２として説明することもある。また、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２の数を６個として説明しているが、この数に限定されるものではない。

各管理物品４それぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ２には、管理物品４ごとの識別情報（例えば、商品名、製品番号、製造日、出荷日など）が記憶されており、これにより、例えば「商品名Ａの製品番号Ｂが現在どこにあるのか」が、管理されるようになっている。

その管理を行うのが図１に示すリーダライタ３で、このリーダライタ３は、送受信部３１、アンテナ３ａを介してＲＦＩＤタグ２と通信し、ＲＦＩＤタグ２のタグ回路部２０ｂに記憶保持されている識別情報２５ｂをタグアンテナ部２０ａを介して受信し、管理するようになっている。なお、リーダライタ３を別の場所に設置されている管理装置（図示せず）と接続して、管理するようにしてもよい。これにより、管理物品４が大量にあっても効率よく管理することができる。

管理物品４に取り付けられているＲＦＩＤタグ２は、次のように構成されている。すなわち、ＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ部２０ａとタグ回路部２０ｂとを備え、タグ回路部２０ｂは、送受信部２１、区分割当部２２、乱数生成部２３、存在確認用信号発信部２４、記憶部２５、制御部２６を有している。

送受信部２１は、リーダライタ３との通信をタグアンテナ部２０ａを介して行い、各種の命令（例えば、読み取り命令）や識別情報２５ｂなどの送受信を行う。

区分割当部２２は、リーダライタ３からタグアンテナ部２０ａ、送受信部２１を介してＱ値（タイムスロット数を指定する値）と呼ばれる所定の値に基づいて、時分割した複数のタイムスロットのいずれか１つを自機器に割り当てる。例えば、タイムスロットが８つある場合、「０」から「７」までのうちの１つを乱数生成部２３により生成される乱数の値に基づいて自機器に割り当てる。

乱数生成部２３は、タイムスロットを割り当てるときに使用する乱数を発生する。また、乱数生成部２３は、リーダライタ３側での認証処理用の乱数も生成する。

存在確認用信号発信部２４は、存在確認用信号を発信させる。存在確認用信号とは、リーダライタ３に対して通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しているか否かを知らせるものであり、データ部分や認証用情報は不要である。このため、データ部分や認証用情報などを含まない応答信号を存在確認用信号として返信する。なお、リーダライタ３からの電波の反射の有無だけでも存在確認はできるので、送受信部２１によりタグアンテナ部２０ａを操作させてデータ部分や認証用情報を含まない反射操作だけによる返信信号を生成するようにしてもよい。存在確認用信号発信部２４の動作については後述する。

記憶部２５には、読み取り完了フラグ２５ａ、識別情報２５ｂ、乱数情報２５ｃ、スロットカウンタ情報２５ｄなどが記憶されている。識別情報２５ｂには、管理物品４の識別情報（例えば、商品名、製品番号、製造日、出荷日など）を記憶する。乱数情報２５ｃには、乱数生成部２３により生成される乱数の値を一時記憶する。そして、スロットカウンタ情報２５ｄには、自機器に割り当てしたタイムスロットの番号（値）を一時記憶する。

制御部２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや制御プログラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データなどを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え、各部の回路を制御する。制御部２６では、リーダライタ３による識別情報２５ｂの読み取りが正常に完了したときに、読み取り完了フラグ２５ａを読み取り完了にセットする。また、制御部２６は、後述するタイムスロットに係るスロットカウンタ情報２５ｄに基づいて存在確認用信号の返信を制御する。制御部２６は、所定のラウンドの中でスロットカウンタ情報２５ｄが「０」になった以降は、読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

上記したＲＦＩＤタグ２から識別情報２５ｂを読み取るリーダライタ３は、次の構成を備えている。

すなわち、リーダライタ３は、送受信部３１、区分数指定部３２、衝突数取得部３３、記憶部３４、制御部３５、存在確認用信号検出部３６を備えている。

送受信部３１は、ＲＦＩＤタグ２との通信をアンテナ３ａを介して行い、各種読み取り命令や識別情報２５ｂなどの送受信を行う。

区分数指定部３２は、タイムスロットの数を指定する。通常は、規格（例えば、ＥＰＣ Ｃｌａｓｓ−１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ２規格）などにより、タイムスロット数は２^Ｑ（Ｑは正の整数）であらわされ、ＱはＱ値と呼ばれる。例えば、ＥＰＣ Ｃｌａｓｓ−１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ２規格においては、Ｑは０以上でかつ１５以下と定められている。

衝突数取得部３３は、各タイムスロットで２つ以上のＲＦＩＤタグ２が応答して衝突が発生した場合、衝突数（コリジョン数）を「１」としてカウントする。この衝突数の累計に基づいて、区分割当部２２は次のラウンドで設定されるタイムスロットの数を更新する。

記憶部３４には、各ＲＦＩＤタグ２からアンテナ３ａ、送受信部３１を介して取得された識別情報３４ａが記憶されている。

制御部３５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや制御プログラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データなどを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え、各部の回路を制御する。制御部３５は、読み取り命令を送受信部３１、アンテナ３ａを介してＲＦＩＤタグ２に発信した後、後述する存在確認用信号検出部３６により、ＲＦＩＤタグ２から返信される存在確認用信号を検出し、通信エリア内にＲＦＩＤタグ２が存在するか否かを判断する。この判断結果に基づいて、複数あるＲＦＩＤタグ２それぞれから識別情報２５ｂを取得するときの収集処理を制御する。この収集処理の制御については後述する。

存在確認用信号検出部３６は、通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しているか否かを存在確認用信号から検出する。存在確認用信号検出部３６の検出出力および動作については後述する。

次に、図２〜図５を参照しながら、ＲＦＩＤシステム１の動作について説明する。

図２は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステム１との比較例の動作を説明するための模式図、図３は同ＲＦＩＤシステム１における存在確認用信号検出部の検出出力であり、（ａ）は１回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図、（ｂ）は２回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図、（ｃ）は３回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図、図４は同ＲＦＩＤシステム１の動作のフローチャート、図５は同ＲＦＩＤシステム１の動作を説明するための模式図である。

まず、本実施の形態の理解を助けるために、図１〜図３を用いて、本実施の形態との比較例の動作について説明する。

リーダライタ３は、通信エリア内にある読み取るべきＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆの識別情報２５ｂを読み取る。図２に示すように、リーダライタ３から読み取り命令であるＱｕｅｒｙコマンドを送信する。Ｑｕｅｒｙコマンドでは、Ｑ値の初期値を「３」とする。すなわち、１つのラウンドを８つのタイムスロットで構成する。リーダライタ３は、１つのラウンド内でのタグ応答がなくなるまで、識別情報２５ｂの収集処理を繰り返す。

ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆは、Ｑｕｅｒｙコマンドを受信すると８つあるタイムスロットのうちの１つを自機器に割り当てる。具体的には、乱数生成部２３で生成した「０」から「７」までのうちの１つの値を割り当て、記憶部２５にスロットカウンタ情報２５ｄとして一時記憶する。例えば、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆそれぞれのスロットカウンタ情報２５ｄが、「２」「１」「３」「０」「５」「２」となったとする。このスロットカウンタ情報２５ｄにより、８つあるタイムスロットの何番目でタグ応答を行うかを制御することができる。

また、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆは、スロットカウンタ情報２５ｄが「０」のものだけが、認証用の所定の情報（例えば、乱数）を送信する。上記の例では、ＲＦＩＤタグ２ｄのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」であるため、ＲＦＩＤタグ２ｄが１６進数の乱数（ＲＮ１６）を生成して送信する。この乱数は、乱数情報２５ｃとして記憶部２５に一時記憶される。この乱数は、値「０ｘＡ１２Ｂ」であったとする。

リーダライタ３は、アンテナ３ａ、送受信部３１を介して、ＲＦＩＤタグ２ｄから乱数を受信し、乱数が正常に読み出せた場合に衝突が発生していないと判断する。そして、受信した乱数の値「０ｘＡ１２Ｂ」を引数とするＡｃｋコマンドをＲＦＩＤタグ２ｄに返信する。

ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆはＡｃｋコマンドを受信し、値「０ｘＡ１２Ｂ」と同じ乱数情報２５ｃの値が記憶部２５にあるか否かをそれぞれで判断する。ここで、ＲＦＩＤタグ２ｄのみが記憶部２５に値「０ｘＡ１２Ｂ」を記憶しているので、ＲＦＩＤタグ２ｄは識別情報２５ｂを送受信部２１を介してリーダライタ３に送信する。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆから１つのタグが選択される。

リーダライタ３は、選択したＲＦＩＤタグ２ｄの識別情報２５ｂを送受信部３１で受信し、記憶部３４に受信した識別情報２５ｂを識別情報３４ａとして記憶する。

このようにして、タイムスロットの１番目に割り当てられたＲＦＩＤタグ２ｄ（図２中では「Ｄ」と表記）の識別情報２５ｂがリーダライタ３により取得される。ＲＦＩＤタグ２ｄは、リーダライタ３による識別情報２５ｂの読み取りが正常に完了したときに、制御部２６により、記憶部２５の読み取り完了フラグ２５ａを読み取り完了にセットする。これにより、ＲＦＩＤタグ２ｄは、制御部２６により、リーダライタ３から発信される以降の読み取り命令に対しては非応答に制御される。また、制御部２６は、スロットカウンタ情報２５ｄが「０」になった以降は、読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

次に、リーダライタ３はタイムスロットの１番目で識別情報２５ｂを取得した後、次のＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを発信する共に、タイムスロットの番号を１つ進め、「２」にする。

非応答に制御されるＲＦＩＤタグ２ｄを除き、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを受信したＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃとＲＦＩＤタグ２ｅ、２ｆは、制御部２６により、記憶部２５のスロットカウンタ情報２５ｄの値を１つ減らす。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃとＲＦＩＤタグ２ｅ、２ｆでは、それぞれのスロットカウンタ情報２５ｄが、「１」「０」「２」「４」「１」となる。

この結果、タイムスロットの２番目では、ＲＦＩＤタグ２ｂ（図２中では「Ｂ」と表記）が応答する。リーダライタ３は、ＲＦＩＤタグ２ｂの識別情報２５ｂを取得する。そして、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを発信する共に、タイムスロットの番号を１つ進め、「３」にする。ＲＦＩＤタグ２ｂは、ＲＦＩＤタグ２ｄと同様に読み取り完了フラグ２５ａをセットし、非応答に制御されている。また、制御部２６は、ＲＦＩＤタグ２ｂではスロットカウンタ情報２５ｄが「０」になったので、以降の読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

次に、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆでＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドが受信されると、それぞれの記憶部２５のスロットカウンタ情報２５ｄの値を１つ減らす。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆそれぞれのスロットカウンタ情報２５ｄが、「０」「１」「３」「０」となる。

タイムスロットの３番目では、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」になっているので、図２に示すように、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆ（図２中では「Ａ」、「Ｆ」と表記）が応答し、識別情報２５ｂを送受信部２１を介してリーダライタ３に送信する。

このとき、リーダライタ３は、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆそれぞれから所定の情報（乱数（ＲＮ１６））を受信するが、衝突により乱数を正常に読み取ることができない。このことから、衝突数取得部３３は、衝突があったと判断し、ＮＡＫコマンドを発信すると共に、衝突数をカウントする内部カウンタ（図示せず）を１つ増やす。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆは、識別情報２５ｂを送受信部２１を介してリーダライタ３に送信していないので、読み取り完了フラグ２５ａはセットされず、以降の読み取り命令を受け付ける。

ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆは、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドによりスロットカウンタ情報２５ｄを最大値となる所定の値、例えば、１６進数で「７ＦＦＦ」となる「３２７６７」に設定する。これにより、同一のラウンド内で、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドにより、スロットカウンタ情報２５ｄが「０」になって再度応答するのを防止している。

そして、リーダライタ３はタイムスロットの番号を１つ進めて、「４」にする。タイムスロット「４」において、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドの発信により、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆのスロットカウンタ情報２５ｄは、それぞれ「３２７６７」「０」「２」「３２７６７」となる。これにより、上記と同様に、ＲＦＩＤタグ２ｃ（図２中では「Ｃ」と表記）が応答する。以降、同様にして、タイムスロット「６」で、ＲＦＩＤタグ２ｅ（図２中では「Ｅ」と表記）が応答する。また、制御部２６は、スロットカウンタ情報２５ｄが「０」になったものから、以降の読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

そして、タイムスロットの番号が「８」まで進むと１回目のラウンドが終了する。しかし、まだ、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆの読み取りが残っているため、２回目のラウンドを実行する。１回目のラウンドと同様に８つのタイムスロットのいずれかにＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆを、再度、割り当てる。そして、リーダライタ３は、例えば、タイムスロットの「２」、「４」でＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆの識別情報２５ｂを取得する。

次に、リーダライタ３は、通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２が残っていないかを確認するため、３回目のラウンドを実行し、８つのタイムスロットのすべてにおいてタグ応答がなければ、ＲＦＩＤタグ２の読み取り処理を終了する。

ところで、ＲＦＩＤタグ２の読み取り処理が実行されているとき、リーダライタ３が備える存在確認用信号検出部３６では、図３に示すように、存在確認用信号が検出されている。

まず、図３（ａ）で１回目のラウンドにおける存在確認用信号検出部３６の検出出力の状態について説明する。

この１回目のラウンドでは、タイムスロットの１番目で、例えば、信号レベルの強度が「６」となっている。この検出出力の値「６」は、所定の検出値として記憶部３４に記憶される。そして、タイムスロットの２番目で「５」、３番目で「４」、４番目で「２」、５番目で「１」、６番目で「１」の検出出力の値が得られている。７番目と８番目では、信号レベルが「０」となって存在確認用信号の検出出力が得られていない。すなわち、７番目と８番目では、読み取るべきＲＦＩＤタグ２がないことがわかる。

ＲＦＩＤタグ２は、リーダライタ３に識別情報２５ｂの送信を完了したものから非応答に制御されるので、リーダライタ３が識別情報２５ｂを読み取るごとに、存在確認用信号検出部３６で検出される信号レベルの値は、徐々に低下する。そして、タイムスロットの７番目と８番目のように、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないと信号レベルが「０」となる。これにより、タイムスロットの７番目と８番目ではＲＦＩＤタグ２の識別情報２５ｂの収集処理を省略することができる。

次に、図３（ｂ）で２回目のラウンドにおける存在確認用信号検出部３６の検出状態について説明する。

この２回目のラウンドでは、タイムスロットの１番目で、信号レベルの強度が「２」となっている。そして、タイムスロットの２番目で「２」、３番目で「１」、４番目で「１」の検出出力の値が得られている。そして、５番目〜８番目では、信号レベルが「０」となって存在確認用信号の検出出力が得られていない。このことから、タイムスロットの５番目〜８番目で、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないことがわかる。これにより、タイムスロットの５番目〜８番目ではＲＦＩＤタグ２の識別情報２５ｂの収集処理を省略することができる。

同様に、図３（ｃ）での３回目のラウンドでは、１番目〜８番目において、信号レベルが「０」となって存在確認用信号の検出出力が得られていない。このことから、タイムスロットの１番目〜８番目で、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないことがわかる。これにより、タイムスロットの２番目〜８番目でＲＦＩＤタグ２の識別情報２５ｂの収集処理を省略することができる。

上記したように、リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号を検出して、その検出出力から読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないことを判断することができる。

そこで、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆに向けて読み取り命令が発信された後、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆそれぞれから返信される存在確認用信号をアンテナ３ａおよび送受信部３１を介して検出する存在確認用信号検出部３６と、存在確認用信号検出部３６により検出される存在確認用信号に基づいて識別情報２５ｂの収集処理を制御する制御部３５を備え、制御部３５は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報２５ｂの収集処理を終了させる構成とした。

リーダライタ３は、通信エリア内にある読み取るべきＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆの存在を存在確認用信号から検出し、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報２５ｂの収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることができる。

以下、図４を参照しながら、本実施の形態の特徴点である、ＲＦＩＤシステム１の動作について説明する。

図４に示すように、ＲＦＩＤシステム１では、リーダライタ３からＳＥＬＥＣＴコマンドがＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆに向けて発信され、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆの内部にある各種レジスタなどを初期状態にリセットさせる（Ｓ１００）。このＳＥＬＥＣＴコマンドを受信したＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆそれぞれからは、存在確認用信号が返信される。そして、リーダライタ３では、ＳＥＬＥＣＴコマンドを発信した後に検出される存在確認用信号の大きさを所定の検出値（基準値）とし、記憶部３４に一時記憶する。ＳＥＬＥＣＴコマンド後の存在確認用信号の大きさを基準とした理由は、通信エリア内にあるすべてのタグが応答するためである。

リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により、存在確認用信号を検出して（Ｓ１０２）、その検出出力から読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在するか否かを判断する（Ｓ１０４）。リーダライタ３は、存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報２５ｂの収集を終了する。

次に、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在する場合、リーダライタ３は、Ｑｕｅｒｙコマンドを発信し、タイムスロット数を指定する（Ｓ１０６）。ここでは、Ｑ値で「３」、すなわち、１ラウンドのタイムスロットの数を「８」とする。

ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆは、Ｑｕｅｒｙコマンドを受信した後、それぞれの乱数生成部２３により乱数を生成し、スロットカウンタ情報２５ｄとする。ここでは、各スロットカウンタ情報２５ｄがそれぞれ「２」「１」「３」「０」「５」「２」となったとする。ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆは、制御部２６により、スロットカウンタ情報２５ｄをそれぞれ記憶部２５に記憶する。そして、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆは、Ｑｕｅｒｙコマンドにより、存在確認用信号を返信する。

次に、リーダライタ３は、タイムスロットの１番目から８番目まで順次に通信エリア内にあるＲＦＩＤタグ２の読み取りを行う。

まず、タイムスロットの１番目で、リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号を検出し（Ｓ１０８）、その検出出力から読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しているか否かを判断する（Ｓ１１０）。リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないと判断して識別情報２５ｂの収集を終了する。

一方、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在する場合、リーダライタ３は、認証用の情報に基づいて衝突がないことを確認する（Ｓ１１２）。もし、２つ以上のＲＦＩＤタグ２が衝突している場合には、ＮＡＫ（否承認）コマンドを発信し（Ｓ１１６）、Ｓ１１８に進む。

リーダライタ３は、衝突がなければ、ＲＦＩＤタグ２ｄの識別情報２５ｂを読み取る（Ｓ１１４）。タイムスロットの１番目では、ＲＦＩＤタグ２ｄのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」であるので、図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２ｄ（図５中では「Ｄ」と表記）のみが応答する。リーダライタ３は、送受信部３１を介して識別情報２５ｂを受信し、識別情報２５ｂを識別情報３４ａとして記憶部３４に記憶する。これにより、ＲＦＩＤタグ２ｄの識別情報２５ｂがリーダライタ３に取得されたことになる。ＲＦＩＤタグ２ｄは、読み取り完了フラグ２５ａをセットして、以降の読み取り命令を受信しても非応答に制御される。また、制御部２６は、ＲＦＩＤタグ２ｄのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」になったので、以降の読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

次に、リーダライタ３は、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを発信し（Ｓ１１８）、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃとＲＦＩＤタグ２ｅ、２ｆは、制御部２６により、記憶部２５に記憶されているスロットカウンタ情報２５ｄの値を１つ減らし、「１」「０」「２」「４」「１」とする。そして、リーダライタ３はタイムスロットの番号を１つ進め、「２」にする。

まず、タイムスロットの２番目で、リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号を検出し、その検出出力の値から読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在するか否かを判断する（Ｓ１１０）。リーダライタ３は、存在確認用信号の検出出力が得られなければ、タイムスロット数を所定の検出値に基づいて設定し、読み取りが完了していないＲＦＩＤタグ２を、再度、割り当てる（Ｓ１２４）。そして、Ｓ１０６に戻り、次のラウンドを実行する。

一方、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在する場合、リーダライタ３は、衝突がないことを確認する（Ｓ１２６）。もし、２つ以上のＲＦＩＤタグ２が衝突している場合には、ＮＡＫ（否承認）コマンドを発信し（Ｓ１３０）、Ｓ１１８に戻る。

リーダライタ３は、衝突がなければ、ＲＦＩＤタグ２ｄの識別情報２５ｂを読み取る（Ｓ１２８）。タイムスロットの２番目では、ＲＦＩＤタグ２ｂのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」となったので、図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２ｂ（図５中では「Ｂ」と表記）のみが応答する。リーダライタ３は、送受信部３１を介して識別情報２５ｂを受信し、識別情報２５ｂを識別情報３４ａとして記憶部３４に記憶する。これにより、ＲＦＩＤタグ２ｂの識別情報２５ｂがリーダライタ３に取得されたことになる。ＲＦＩＤタグ２ｂは、読み取り完了フラグ２５ａをセットして、以降読み取り命令を受信しても非応答に制御される。また、制御部２６は、ＲＦＩＤタグ２ｂのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」になったので、以降の読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

次に、リーダライタ３は、再び、Ｓ１１８でＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを発信する。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆは、制御部２６により、記憶部２５のスロットカウンタ情報２５ｄの値を１つ減らし、「０」「１」「３」「０」とする。そして、リーダライタ３はタイムスロットの番号を１つ進め、「３」にする。

タイムスロット「３」では、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆのスロットカウンタ情報２５ｄが「０」となったので、図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆ（図５中では「Ａ」、「Ｆ」と表記）が応答し、識別情報２５ｂを送受信部２１を介してリーダライタ３に送信する（Ｓ１２８）。このとき、リーダライタ３は、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆの衝突により乱数を正常に読み取ることができないので、衝突があったと判断し（Ｓ１２６）、ＮＡＫコマンドを発信すると共に（Ｓ１３０）、衝突数取得部３３では、衝突数をカウントする内部カウンタ（図示せず）を１つ増やす。これにより、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆは、識別情報２５ｂを送受信部２１を介してリーダライタ３に送信せず、読み取り完了フラグ２５ａをセットしない。また、以降の読み取り命令も受け付ける。そして、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆは、ＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドを受信したときに、スロットカウンタ情報２５ｄを最大値の所定の値、例えば、「３２７６７」に設定する。そして、リーダライタ３はタイムスロットの番号を１つ進めて「４」にする。

タイムスロット「４」において、リーダライタ３によりＱｕｅｒｙＲｅｐコマンドが発信されると（Ｓ１１８）、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆのスロットカウンタ情報２５ｄは、それぞれ「３２７６７」「０」「２」「３２７６７」となる。これにより、上記と同様にＳ１１８からＳ１３０を実行することにより、ＲＦＩＤタグ２ｃ（図５中では「Ｃ」と表記）が応答する。以降、同様にして、タイムスロット「６」で、ＲＦＩＤタグ２ｅ（図５中では「Ｅ」と表記）が応答する。また、制御部２６は、スロットカウンタ情報２５ｄが「０」になったものから、以降の読み取り命令に対して存在確認用信号の返信を停止させる。

そして、タイムスロットが「７」のとき、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られなくなる。このことから、リーダライタ３は、制御部３５により、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないと判断し（Ｓ１２２）、タイムスロットを、再度、割り当てる（Ｓ１２４）。そして、Ｓ１０６に戻り、次のラウンドを実行する。

また、Ｓ１２４において、区分数指定部３２は、存在確認用信号検出部３６により検出される存在確認用信号の検出出力の大きさに基づいて、タイムスロット数を更新する。本実施の形態では、リーダライタ３は、制御部３５により、存在確認用信号の大きさが記憶部３４に一時記憶さている所定の検出値より大きい場合に区分数指定部３２の区分数を増加させ、存在確認用信号の大きさが所定の検出値より小さい場合に区分数を減少させる。なお、衝突数取得部３３の内部カウンタに保持されている衝突数と存在確認用信号の大きさとの組み合わせに基づいてタイムスロット数を更新するようにしてもよい。

次の２ラウンド目を同様に実行し、図５に示すように、ＲＦＩＤタグ２ａ、２ｆは、次の２ラウンド目のタイムスロット「２」とタイムスロット「４」でそれぞれ応答（図５中では「Ｆ」、「Ａ」と表記）し、それぞれの識別情報２５ｂをリーダライタ３に送信する。そして、タイムスロットが「５」のとき、リーダライタ３では、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られなくなる。このことから、リーダライタ３は、制御部３５により、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないと判断し、タイムスロットの６番目〜８番目における識別情報２５ｂの収集を行わないように制御する。

次に、３ラウンド目では、タイムスロットが「１」のとき、リーダライタ３は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られなくなる。このことから、リーダライタ３は、制御部３５により、読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しないと判断し、タイムスロットの２番目〜８番目における識別情報２５ｂの収集を行わないように制御する。そして、リーダライタ３は、識別情報２５ｂの収集を終了する。

このようにリーダライタ３は、図４に示す動作を行うことにより、識別情報２５ｂを収集処理するタイムスロットの数を減らすことができる。すなわち、図２で示した比較例では識別情報２５ｂの収集処理を実行するタイムスロットの数が２４個であったものが、図５では１３個となり、大幅に削減されている。さらに、認証用の情報を取得する処理が上記のタイムスロットに加えて、３つのタイムスロットで削減されている。

以上のように本実施の形態によれば、リーダライタ３は、アンテナ３ａと、アンテナ３ａを介して識別情報２５ｂを記憶保持しているＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆと通信する送受信部３１と、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆに向けて読み取り命令を発信した後、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆそれぞれから返信される存在確認用信号をアンテナ３ａおよび送受信部３１を介して検出する存在確認用信号検出部３６と、存在確認用信号検出部３６により検出される存在確認用信号に基づいて識別情報２５ｂの収集処理を制御する制御部３５とを備え、制御部３５は、存在確認用信号検出部３６により存在確認用信号の検出出力が得られない場合、識別情報２５ｂの収集処理を終了させる構成としたので、リーダライタ３は存在確認用信号の検出により通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆが存在するか否かを判断し、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報２５ｂの収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、スロット数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることができる。

また、本発明のＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ部２０ａと、このタグアンテナ部２０ａに接続されたタグ回路部２０ｂとを備え、タグ回路部２０ｂは、タグアンテナ部２０ａを介してリーダライタ３と通信させる送受信部２１と、送受信部２１を介して存在確認用信号を返信させる存在確認用信号発信部２４と、識別情報２５ｂを記憶保持させる記憶部２５とを有し、存在確認用信号発信部２４は、送受信部２１を介してリーダライタ３から発信される読み取り命令が受信された場合、送受信部２１を介してリーダライタ３に存在確認用信号を返信させる構成としたので、リーダライタ３に対して、通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２が存在しているか否かを知らせることができる。このため、リーダライタ３側では読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報２５ｂの収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、リーダライタ３側の処理時間を短くすることが可能となる。

また、本発明のＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆと、これらのＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆから識別情報２５ｂを読み取るリーダライタ３とを備えているので、リーダライタ３はＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆから返信される存在確認用信号の検出により通信エリア内に読み取るべきＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｆが存在しているか否かを判断し、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報２５ｂの収集処理を実行しないように制御して処理時間を短縮することができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることができる。

以上のように本発明によれば、複数のＲＦＩＤタグに向けて読み取り命令を発信した後、複数のＲＦＩＤタグそれぞれから返信される存在確認用信号を検出し、この存在確認用信号が得られないときには識別情報の収集処理を終了する構成としたので、読み取るべきタグが存在しない空スロットでの識別情報の収集処理を実行しないように制御して処理時間を短くすることができる。これにより、タイムスロットの数を多くして衝突の発生確率の増加を抑えた場合であっても、処理時間を短くすることが可能なリーダライタ、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムとして有用である。

本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステムの概要図 同ＲＦＩＤシステムとの比較例の動作を説明するための模式図 （ａ）同ＲＦＩＤシステムにおける存在確認用信号検出部の１回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図、（ｂ）２回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図、（ｃ）３回目のラウンドの各タイムスロットで検出される検出出力の概要図 同ＲＦＩＤシステムの動作のフローチャート 同ＲＦＩＤシステムの動作を説明するための模式図

符号の説明

１ ＲＦＩＤシステム
２ａ〜２ｆ ＲＦＩＤタグ
３ リーダライタ
３ａ アンテナ
４ 管理物品
２０ａ タグアンテナ部
２０ｂ タグ回路部
２１，３１ 送受信部
２２ 区分割当部
２３ 乱数生成部
２４ 存在確認用信号発信部
２５，３４ 記憶部
２５ａ 読み取り完了フラグ
２５ｂ，３４ａ 識別情報
２５ｃ 乱数情報
２５ｄ スロットカウンタ情報
２６，３５ 制御部
３２ 区分数指定部
３３ 衝突数取得部
３６ 存在確認用信号検出部

Claims (7)

1. アンテナと、
   前記アンテナを介して識別情報を記憶保持している複数のＲＦＩＤタグと通信する送受信部と、
   前記複数のＲＦＩＤタグに向けて読み取り命令を発信した後、前記複数のＲＦＩＤタグそれぞれから返信される存在確認用信号を前記アンテナおよび前記送受信部を介して検出する存在確認用信号検出部と、
   前記存在確認用信号検出部により検出される前記存在確認用信号に基づいて前記識別情報の収集処理を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記存在確認用信号検出部により前記存在確認用信号の検出出力が得られない場合、前記識別情報の収集処理を終了させる構成としたことを特徴とするリーダライタ。
2. タイムスロットの区分数を指定する区分数指定部を有し、
   前記制御部は、前記存在確認用信号検出部により検出される前記存在確認用信号の大きさに基づいて前記区分数指定部で指定される区分数を制御する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のリーダライタ。
3. 前記制御部は、前記存在確認用信号の大きさが所定の検出値より大きくなった場合に前記区分数を増加させ、
   前記存在確認用信号の大きさが所定の検出値より小さくなった場合に前記区分数を減少させることを特徴とする請求項２に記載のリーダライタ。
4. タグアンテナ部と、このタグアンテナ部に接続されたタグ回路部とを備え、
   前記タグ回路部は、前記タグアンテナ部を介してリーダライタと通信させる送受信部と、前記送受信部を介して存在確認用信号を返信させる存在確認用信号発信部と、識別情報を記憶保持させる記憶部とを有し、
   前記存在確認用信号発信部は、前記送受信部を介して前記リーダライタから発信される読み取り命令が受信された場合、前記送受信部を介して前記リーダライタに前記存在確認用信号を返信させる構成としたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
5. 前記タグ回路部は、
   前記識別情報が前記リーダライタの読み取りが完了しているか否かの情報を示す読み取り完了フラグと、前記読み取り完了フラグの情報に基づいて制御させる制御部を有し、
   前記制御部は、前記読み取り完了フラグに読み取り完了を示す情報が含まれている場合、前記読み取り命令に対して前記存在確認用信号の返信を停止させる構成としたことを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記タグ回路部は、スロットカウンタ情報に基づいて前記存在確認用信号の返信を制御させる制御部を有し、
   前記制御部は、所定のラウンドの中でスロットカウンタ情報が零になった以降は、前記読み取り命令に対して前記存在確認用信号の返信を停止させる構成としたことを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ複数個と、これらのＲＦＩＤタグから識別情報を読み取る請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリーダライタとを備えていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。

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