JP2013114345A

JP2013114345A - 無線タグ

Info

Publication number: JP2013114345A
Application number: JP2011258052A
Authority: JP
Inventors: Masato Ikezawa; 真人池澤; Tetsuhito Ito; 哲仁伊藤
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-06-10

Abstract

【課題】所定時間間隔で識別情報を送信する無線タグにおいて、送信間隔を調整することにより、識別情報の受信側で無線タグの監視精度を低下させることなく、無線タグの電池の消費電力を低減し、電池寿命を延ばす。
【解決手段】無線タグは、加速度センサを備え、加速度センサにて検出された加速度が頻繁に閾値以上となる移動時には、タグ情報の送信間隔を、最小送信間隔（最小時間）△Ｔ１に設定する。また、加速度が閾値未満になると、タグ情報の送信間隔を、最小送信間隔△Ｔ１から、第１中間時間△Ｔ２、第２中間時間△Ｔ３、最大送信間隔△Ｔ４へと段階的に増加させ、その後、加速度が閾値未満となる状態が継続する間、タグ情報の送信間隔を最大送信間隔△Ｔ４に保持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池を内蔵し、自己の識別情報を所定の時間間隔で繰り返し送信する無線タグに関する。

従来、無線タグとしては、監視装置から電源供給を受けて動作し、予め記憶された識別情報を送信するパッシブ型のものと、電池を内蔵し、監視装置から電源供給を受けることなく識別情報等を送信することのできるアクティブ型のものが知られている。

このうち、アクティブ型の無線タグは、識別情報を所定時間間隔で繰り返し送信させることができる。
このため、アクティブ型の無線タグは、例えば、その無線タグから周期的に送信される識別情報を受信する受信装置を監視領域に複数分散して配置し、各受信装置による識別情報の受信状態を把握することで、一つの監視装置にて複数の無線タグ（延いては、無線タグが付与された物品若しくは人）の位置や移動を監視できるようにした無線タグシステムにて利用される（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００５−２６８８３７号公報特開２０１０−１３００２８号公報

ところで、無線タグシステムにおいて、無線タグの位置や移動を監視できるようにするには、無線タグから周期的に識別情報を送信しなければならず、その送信によって電池の電力が頻繁に消費され、電池寿命が短くなるという問題があった。

また、電池寿命を延ばすには、無線タグからの定期送信間隔を長くすればよいが、定期送信間隔を単に長くしたのでは、監視対象物の移動の検出遅れが生じ、場合によっては、監視対象物の位置や移動方向を把握できなくなることも考えられる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、所定の時間間隔で識別情報を送信する無線タグにおいて、識別情報の送信間隔を調整することで、監視装置側での無線タグの監視精度を低下させることなく、無線タグの電池の消費電力を低減し、電池寿命を延ばすことを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の無線タグは、
自己の識別情報を所定の時間間隔で繰り返し無線送信する送信手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
該加速度検出手段にて予め設定された閾値以上の加速度が検出されると、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、予め設定された最小送信間隔に設定し、前記加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていなければ、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、前記最小送信間隔よりも長い送信間隔に設定する送信間隔設定手段と、
前記各手段に電源供給を行う電池と、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の無線タグは、請求項１に記載の無線タグにおいて、
前記送信間隔設定手段は、前記加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていないときには、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、予め設定された最大送信間隔を上限として、前記最小送信間隔から段階的に延長することを特徴とする。

請求項１に記載の無線タグによれば、送信手段が、自己の識別情報を所定の時間間隔で繰り返し無線送信するが、その送信間隔は、従来のように一定ではなく、送信間隔設定手段にて設定される。

また、送信間隔設定手段は、加速度検出手段にて予め設定された閾値以上の加速度が検出されたときに、送信手段が識別情報を送信する時間間隔を、予め設定された最小送信間隔に設定し、加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていなければ、送信手段が識別情報を送信する時間間隔を、最小送信間隔よりも長い送信間隔に設定する。

これは、無線タグの移動時には、加速度検出手段にて検出される加速度が大きく変化し、閾値以上になると考えられるからである。
つまり、本発明では、無線タグの移動を加速度検出手段にて検出される加速度を用いて判定し、加速度が閾値以上となって無線タグの移動を判定したときには、その移動に伴う無線タグの位置変化を、識別情報を受信する受信装置側で応答遅れなく把握できるように、識別情報の送信間隔を短くし、加速度が閾値未満で無線タグの位置が変化していないときには、識別情報の送信間隔を長くして、電池の電力消費量を低減するのである。

よって、請求項１に記載の無線タグによれば、識別情報を受信する受信装置側で、無線タグの監視精度を低下させることのないように、識別情報を周期的に送信させつつ、その送信間隔が必要以上に短くなることのないよう、送信間隔を適正に設定することができる。

このため、本発明によれば、無線タグにおける電池の消費電力を適正に低減し、電池の寿命を延ばすことができる。
次に、請求項２に記載の無線タグにおいては、加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていないとき、送信間隔設定手段は、送信手段からの識別情報の送信間隔を、電池の消費電力を最低限に抑えるための最大送信間隔に変更するのではなく、最大送信間隔を上限として最短送信間隔から段階的に延長する。

これは、加速度検出手段にて検出された加速度が閾値未満になっても、無線タグが移動していることがあるからである。
つまり、本発明では、加速度検出手段にて検出された加速度が閾値以上から閾値未満に変化した際には、送信手段からの識別情報の送信間隔を、最小送信間隔から最大送信間隔へと段階的に変化させることで、その送信間隔を長くし過ぎて、識別情報を受信する受信装置側で、無線タグの位置変化の検出遅れが生じるのを防止する。

よって、請求項２に記載の無線タグによれば、請求項１に記載のものに比べて、識別情報を受信する受信装置側での無線タグの監視精度を向上することができる。

実施形態の無線タグシステムの構成を表すブロック図である。無線タグにて実行される送信処理を表すフローチャートである。無線タグからの識別情報（タグ情報）の送信タイミングを表すタイムチャートである。

図１に示すように、本実施形態の無線タグシステムは、監視対象となる人や物品に付与される複数の無線タグ１０と、監視領域に分散配置されて、無線タグ１０から無線送信される識別情報（所謂ＩＤであり、以下、タグ情報という）を受信する複数の受信装置３０と、監視装置（図示せず）と、から構成される。

ここで、監視装置は、各受信装置１０にて受信されたタグ情報に基づき、監視領域内での無線タグ１０（延いては、無線タグ１０が取り付けられた人や物品）の位置や移動を監視するものである。

次に、無線タグ１０は、アンテナを介して受信装置３０へタグ情報を送信するための無線送信部１２と、加速度を検出する加速度センサ１４と、これら各部１２、１４に接続されて無線送信部１２による無線送信タイミングを制御する制御部２０と、を備える。

制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されており、加速度センサ１４からの検出信号に基づき、タグ情報の送信間隔を設定して、無線送信部１２からタグ情報を送信させる送信処理（図２参照）を実行する。

また無線タグ１０には、無線タグ１０自身のタグ情報が記憶された記憶部１６、及び、無線タグ１０を構成する上記各部に電源供給を行うための電池１８が備えられている。なお、電池１８は、ボタン電池等、軽量で小型（薄型）の電池にて構成されている。

一方、受信装置３０は、無線タグ１０から無線送信されたタグ情報を、アンテナを介して受信するための無線受信部３２と、無線受信部３２により受信された受信信号の信号レベルを検出するレベル検出部３４と、通信線を介して外部の監視装置との間で通信を行うための有線通信部３６と、これら各部３２、３４、３６に接続されて各通信部３２、３６による通信を制御する制御部４０と、を備える。

また、受信装置３０には、無線タグ１０や監視装置との間で通信を行うのに必要な自己の識別情報（受信端末情報）が記憶された記憶部３８、及び、受信装置３０を構成する上記各部に電源供給を行うための電源部４２が備えられている。

なお、電源部４２は、乾電池や充電可能な二次電池、若しくは外部電源（商用電源等）から電源供給を受けて、電源電圧を生成し、上記各部に電源電圧を供給するものである。
次に、受信装置３０の制御部４０は、制御部２０と同様、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータ（マイコン）にて構成されている。

そして、制御部４０は、無線タグ１０から送信されてきたタグ情報を、無線受信部３２を介して取得すると共に、そのタグ情報の受信レベルを、レベル検出部３４から取得し、これらのデータを、当該受信装置３０に割り当てられた監視領域内に存在する無線タグ１０の情報として、有線通信部３６を介して監視装置に送信する。

また、後述するが、無線タグ１０からは、タグ情報と共に、加速度センサ１４にて検出された加速度が送信されてくるので、制御部４０は、その加速度から、無線タグ１０が監視領域の外に移動したことを判定するためのタイムアウト時間を設定する。

そして、制御部４０は、そのタイムアウト時間の間、今までタグ情報を受信していた無線タグ１０から、タグ情報を受信できなくなったときに、無線タグ１０が、受信装置３０に割り当てられた監視領域の外に移動したと判定して、無線タグ１０から取得したデータを破棄する。

次に、無線タグ１０の制御部２０において、タグ情報を送信するために実行される送信処理を、図２に示すフローチャートに沿って説明する。
図２に示すように、この送信処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、タグ情報を送信してから、次にタグ情報を送信するまでの送信間隔を表す待ち時間として、予め設定された最大送信時間△Ｔ４（例えば、３０秒）を初期設定し、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０では、待ち時間（送信間隔）を変更する際にオン（換言すればセット）される変更フラグをオフ状態（換言すればリセット状態）にする。そして、続くＳ１３０では、記憶部１６から自身のタグ情報を読み込み、無線送信部１２から、その読み込んだタグ情報を含む送信信号を送信させる。

なお、Ｓ１３０では、加速度センサ１４からタグ情報送信時の加速度を読み込み、その読み込んだ加速度情報についても、送信信号に含め、送信させる。この結果、受信装置３０側では、その加速度に基づき、無線タグ１０が監視領域の外に移動したことを判定するためのタイムアウト時間が設定されることになる。

Ｓ１３０にて、タグ情報及び加速度情報を含む送信信号を送信すると、Ｓ１４０に移行し、Ｓ１３０で読み込んだタグ情報送信時の加速度は、無線タグ１０の移動判定用として予め設定された閾値以上か否かを判断する。

そして、加速度が閾値以上でなければ、Ｓ１８０に移行し、加速度が閾値以上であれば、Ｓ１５０に移行する。
Ｓ１５０では、変更フラグはオフ状態であるか否かを判断し、変更フラグがオフ状態でなければ、Ｓ１８０に移行し、変更フラグがオフ状態であれば、Ｓ１６０に移行する。

Ｓ１６０では、Ｓ１３０の処理にてタグ情報を次回送信するまでの待ち時間（送信間隔）として、予め設定された最も短い最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１（例えば４秒）を設定し、Ｓ１７０に移行して、変更フラグをオン状態に切り換える。

そして、続くＳ１８０では、Ｓ１３０にてタグ情報を送信した後、現在設定されている待ち時間が経過したか否かを判断し、タグ情報の送信後、待ち時間が経過していなければ、Ｓ２００に移行し、タグ情報の送信後、待ち時間が経過していなければ、Ｓ１９０にて、一定時間だけ処理を停止（スリープ状態に移行）した後、再度Ｓ１４０に移行する。

なお、このＳ１９０にて処理を停止（スリープ状態に移行）する際の一定時間には、待ち時間（送信間隔）の最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１よりも充分短い時間が設定されている。

次に、Ｓ２００では、変更フラグがオフ状態であるか否か、つまり、現在、Ｓ１３０でのタグ情報の送信後、閾値以上の加速度が検出されて、待ち時間を最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１に設定し、その後、最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１が経過した直後ではないか否か、を判断する。

そして、Ｓ２００にて、変更フラグがオフ状態でなく、上記最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１が経過した直後であると判断された場合には、Ｓ１２０に移行して、変更フラグをオフ状態に切り換えた後、Ｓ１３０移行の処理を実行する。

また、逆に、Ｓ２００にて、変更フラグがオフ状態であり、上記最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１が経過した直後ではないと判断された場合には、Ｓ２１０に移行して、タグ情報を次回送信するまでの待ち時間（送信間隔）として、現在の待ち時間よりも一段階だけ長い待ち時間を設定する、待ち時間の更新処理を実行する。

このＳ２１０の処理は、
（１）Ｓ１８０にて経過したと判断された現在の待ち時間（送信間隔）が、最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１であれば、次回の待ち時間（送信間隔）として、この最小時間（最小送信間隔）△Ｔ１よりも長い第１中間時間△Ｔ２（例えば、８秒）を設定し、
（２）現在の待ち時間（送信間隔）が、第１中間時間△Ｔ２であれば、次回の待ち時間（送信間隔）として、この第１中間時間△Ｔ２よりも長い第２中間時間△Ｔ３（例えば、１５秒）を設定し、
（３）現在の待ち時間（送信間隔）が、第２中間時間△Ｔ３であれば、次回の待ち時間（送信間隔）として、この第２中間時間△Ｔ３よりも更に長い最大時間（つまり、最大送信間隔）△Ｔ４を設定し、
（４）現在の待ち時間（送信間隔）が、最大時間（最大送信間隔）△Ｔ４であれば、待ち時間（送信間隔）として、現在の待ち時間（最大送信間隔）△Ｔ４を保持する、
といった手順で実行される。

そして、このＳ２１０の処理実行後は、再度Ｓ１２０に移行し、Ｓ１２０以降の一連の処理を実行する。
以上説明したように、本実施形態では、無線タグ１０が所定の時間間隔でタグ情報を送信するが、その送信間隔（待ち時間）には、加速度センサ１４にて、閾値以上の加速度が検出されたときと、そうでないときとで、異なる送信間隔（待ち時間）が設定される。

つまり、図３に示すように、加速度センサ１４にて検出された加速度が頻繁に閾値以上となる加速検出期間中には、その加速度に基づき、無線タグ１０が移動していると判断して、タグ情報の送信間隔（待ち時間）を、最小送信間隔（最小時間）△Ｔ１に設定する。

また、加速度センサ１４にて検出された加速度が閾値未満で、その状態が、最小送信間隔△Ｔ１、第１中間時間△Ｔ２、及び、第２中間時間△Ｔ３を加算した一定時間以上経過すると、無線タグ１０が停止していると判断して、タグ情報の送信間隔（待ち時間）を、最大送信間隔（最大時間）△Ｔ４に設定する。

また、加速度センサ１４にて検出された加速度が閾値未満であっても、上記一定時間が経過するまでの間は、タグ情報の送信間隔（待ち時間）を、最小送信間隔△Ｔ１から、第１中間時間△Ｔ２、第２中間時間△Ｔ３へと段階的に変化させる。

このため、本実施形態の無線タグ１０によれば、タグ情報を受信する受信装置３０側（換言すれば、受信装置３０に接続された監視装置側）で、無線タグ１０の監視精度を低下させることのないように、タグ情報を周期的に送信させつつ、その送信間隔が必要以上に短くなることのないよう、送信間隔を適正に設定することができる。

よって、本実施形態の無線タグ１０によれば、無線タグ１０における電池１８の消費電力を適正に低減し、電池１８の寿命を延ばすことができる。
また、本実施形態の無線タグ１０によれば、加速度センサ１４にて検出される加速度が閾値以上から閾値未満に変化した直後には、タグ情報の送信間隔を、最小送信間隔△Ｔ１から最大送信間隔△Ｔ４へと切り換えるのではなく、第１中間時間△Ｔ２、第２中間時間△Ｔ３を使って、段階的に増加させる。

このため、無線タグ１０が停止するまでの間に、タグ情報の送信間隔を長くし過ぎて、タグ情報を受信する受信装置３０側で、無線タグ１０の位置変化の検出遅れが生じるのを防止することができる。

また、本実施形態では、単に無線タグ１０側でタグ情報の送信間隔を制御するだけではなく、無線タグ１０から受信装置３０へと加速度情報を送信する。
このため、受信装置３０側で、無線タグ１０が監視領域外に移動したことを判定するのに用いるタイムアウト時間を、加速度情報（延いては、無線タグ１０からのタグ情報の送信間隔）に応じて設定することができる。

よって、無線タグ１０側でタグ情報の送信間隔を変更しても、受信装置３０側では、無線タグ１０が監視領域外に移動したことを、正確に判定することができる。
ここで、本実施形態の無線タグ１０においては、無線送信部１２及び制御部２０が、本発明の送信手段に相当し、加速度センサ１４が、本発明の加速度検出手段に相当し、制御部２０が、本発明の送信間隔設定手段に相当する。

そして、特に、本発明の送信手段としての機能は、図２の送信処理におけるＳ１３０の処理により実現され、本発明の送信間隔設定手段としての機能は、同じく、Ｓ１２０及びＳ１４０〜Ｓ２１０の処理により実現される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、無線タグ１０からの送信信号を受信する受信装置３０が、監視領域に分散配置され、監視装置が、各受信装置３０から無線タグ１０からの受信データを収集することにより、複数の無線タグ１０の位置や移動を監視するように構成された無線タグシステムについて説明したが、本発明は、受信装置としての機能を有する一つの監視装置で、監視装置付近を通過する無線タグ１０（延いては無線タグ１０を付与した人や物品）を検出する無線タグシステムであっても、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。

１０…無線タグ、１２…無線送信部、１４…加速度センサ、１６…記憶部、１８…電池、２０…制御部、３０…受信装置、３２…無線受信部、３４…レベル検出部、３６…有線通信部、３８…記憶部、４０…制御部、４２…電源部。

Claims

自己の識別情報を所定の時間間隔で繰り返し無線送信する送信手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
該加速度検出手段にて予め設定された閾値以上の加速度が検出されると、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、予め設定された最小送信間隔に設定し、前記加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていなければ、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、前記最小送信間隔よりも長い送信間隔に設定する送信間隔設定手段と、
前記各手段に電源供給を行う電池と、
を備えたことを特徴とする無線タグ。
前記送信間隔設定手段は、前記加速度検出手段にて閾値以上の加速度が検出されていないときには、前記送信手段が前記識別情報を送信する時間間隔を、予め設定された最大送信間隔を上限として、前記最小送信間隔から段階的に延長することを特徴とする請求項１に記載の無線タグ。