JP2018014662A - プロトコル変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１周波数帯を利用して無線通信する第１通信相手と，第２周波数帯を利用して無線通信する第２通信相手間の通信を中継できる装置を提供する。【解決手段】プロトコル変換装置１は，第１周波数帯を利用して無線通信する第１無線通信部１１と，第２周波数帯を利用して無線通信する第２無線通信部１２と，第１プロトコルの形式に従う通信データを第１無線通信部１１が受信すると，第２プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第２プロトコルの形式に変換した通信データを第２無線通信部１２に送信させる処理と，第２プロトコルの形式に従う通信データを第２無線通信部１２が受信すると，第１プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第１プロトコルの形式に変換した通信データを第１無線通信部１１に送信させる処理を実行する通信制御部１０を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は，ＵＨＦ帯の周波数を利用して無線通信するＩＣタグと，ＨＦ帯の周波数を利用するリーダライタ間の無線通信を中継するための技術に関する。

無線通信により個別認識を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術は，セキュリティ管理を必要とする部屋に入退室する人を管理する入退室管理用途や，物品の持ち出しを管理する持ち出し管理用途などに利用されている。

ＲＦＩＤ技術が適用された入退室管理システムは，セキュリティ管理されている部屋に入退室する人が所持する非接触ＩＣカードと，部屋のドア近傍に設置され，非接触ＩＣカードと無線通信するリーダライタと，リーダライタが非接触ＩＣカードから読み取った個体識別番号を利用してドア錠の解錠を制御するゲート装置とから少なくとも構成される。非接触ＩＣカードとリーダライタとの通信可能距離が長いと，非接触ＩＣカードを所持する人がドアから離れていてもドア錠が解錠されるため，入退室管理用途では，例えば，特許文献１で開示されている発明に記載されているように，通信距離が比較的短いＨＦ（High Frequency）帯の周波数（例えば，１３．５６ＭＨｚ）が無線通信に利用されている。

一方で，ＲＦＩＤ技術が適用された持ち出し管理システムは，持ち出しを管理する物品に貼られたＩＣタグと，部屋の出口に設置され，ＩＣタグと無線通信するリーダライタと，リーダライタがＩＣタグから読み取った個体識別番号を利用して物品の持ち出しを監視するゲート装置とから少なくとも構成される。持ち出し管理用途では，特許文献２で開示されている発明に記載されたように，ＨＦ帯の周波数に加えてＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数（例えば，８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）が無線通信に利用されているが，物品に貼られたＩＣタグを離れた場所から複数読み取れることを考慮して，通信距離が比較的長いＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数が利用することが多い。

特開２００６−２６５９２４号公報 特開２００９−５９１４３号公報

セキュリティ管理を必要とする部屋には，持ち出しを禁止する物品が置かれていることが多く，この部屋に入退室する人の管理に加えて，持ち出しを禁止する物品の不正持ち出しの管理を必要とする場合がある。

持ち出しを禁止する物品の不正持ち出しを防ぐためには，持ち出しを禁止する物品を所持している人の退室を禁止できればよい。建屋を新築する場合，ＵＨＦ帯の周波数を利用してＩＣタグと無線通信するリーダライタと接続させたゲート装置を設置できるが，すでに，ＨＦ帯の周波数を利用するリーダライタを利用する入退室管理システムが設置されている場合，部屋の改造工事が必要になってしまう。

ＨＦ帯の周波数を利用する入退室管理システムが設置されている場合であっても，ＵＨＦ帯の周波数を利用して無線通信するＩＣタグと，ＨＦ帯の周波数を利用するリーダライタ間の無線通信を中継する装置があれば，部屋の改造工事をすることなく，ＵＨＦ帯のＩＣタグを利用して，持ち出し禁止の物品の不正持ち出しを管理できる。

そこで，本発明は，第１周波数帯を利用して無線通信する第１通信相手と，第２周波数帯を利用して無線通信する第２通信相手間の通信を中継できる装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する本発明は，第１周波数帯を利用して無線通信するための第１アンテナが接続された第１無線通信部と，第２周波数帯を利用して無線通信するための第２アンテナが接続された第２無線通信部と，第１周波数帯を利用した無線通信で用いられる第１プロトコルの形式に従う通信データを前記第１無線通信部が受信すると，第２周波数帯を利用した無線通信で用いられる第２プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第２プロトコルの形式に変換した通信データを前記第２無線通信部に送信させる処理と，第２プロトコルの形式に従う通信データを前記第２無線通信部が受信すると，第１プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第１プロトコルの形式に変換した通信データを前記第１無線通信部に送信させる処理を実行する通信制御部を備えたことを特徴とするプロトコル変換装置である。なお，非接触ＩＣカード用のリーダライタなど，ＨＦ帯を利用して無線通信するリーダライタが，物流管理などで用いられているＵＨＦ帯のＩＣタグを認識できるように，本発明において，第１周波数帯をＵＨＦ帯とし，第２周波数帯をＨＦ帯とすることが好適である。

本発明に係るプロトコル変換装置は，第１周波数帯を利用して無線通信する第１通信相手と，第２周波数帯を利用して無線通信する第２通信相手間の通信を中継できるため，第１周波数帯を利用する無線通信で用いられる第１プロトコルと，第１周波数帯とは異なる周波数帯である第２周波数帯を利用する無線通信で用いられる第２プロトコルを相互に変換する機能を備える。

本実施形態に係るプロトコル変換装置を説明する図。 データを読み出すときのプロトコル変換装置の動作を説明する図。

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。

図１は，本実施形態に係るプロトコル変換装置１を説明する図である。本実施形態に係るプロトコル変換装置１は，第１周波数帯を利用する無線通信で用いられる第１プロトコルと，第１周波数帯とは異なる周波数帯である第２周波数帯を利用する無線通信で用いられる第２プロトコルを相互に変換し，第１周波数帯を利用して無線通信する第１通信相手と，第２周波数帯を利用して無線通信する第２通信相手間の通信を中継する装置である。

第１周波数帯として用いる周波数帯および第２周波数帯として用いる周波数帯はそれぞれ任意であるが，本実施形態では，第１周波数帯をＵＨＦ帯とし，第２周波数帯をＨＦ帯としている。また，第１通信相手となる装置および第２通信相手となる装置はそれぞれ任意であるが，本実施形態では，第１通信相手をＩＣタグ３とし，第２通信相手をＨＦ帯リーダライタ２（例えば，非接触ＩＣカードリーダライタ）としている。

図１で図示したように，本実施形態に係るプロトコル変換装置１は，ＵＨＦ帯を利用して無線通信するための第１アンテナ１１０が接続された第１無線通信部１１と，ＨＦ帯を利用して無線通信するための第２アンテナ１２０が接続された第２無線通信部１２と，ＵＨＦ帯を利用する無線通信で用いられる第１プロトコルとＨＦ帯を利用する無線通信で用いられる第２プロトコルを相互に変換する通信制御部１０を備えている。

本実施形態では第１周波数帯をＵＨＦ帯としているため，第１アンテナ１１０はＵＨＦ帯用のアンテナになる。ＵＨＦ帯用のアンテナは，大きく分けて「電界方式」と「電磁界方式」があるが，第１アンテナ１１０には，５ｍ程度までの通信距離が得られる「電界方式」を利用することが望ましく，例えば，ダイポールアンテナを第１アンテナ１１０に利用できる。また，本実施形態では第２周波数帯をＨＦ帯としているため，第２アンテナ１２０は，ＨＦ帯用のアンテナ（例えば，アンテナコイル）になる。

第１アンテナ１１０が接続された第１無線通信部１１は，ＵＨＦ帯に対応した変調回路，ＵＨＦ帯に対応した復調回路，ＵＨＦ帯に対応した発信器などから構成される電気回路である。第１無線通信部１１は，ＩＣタグ３が発信した信号を第１アンテナ１１０が受信すると，この信号を復調して得られた通信データを通信制御部１０に引き渡す処理を行う。また，第１無線通信部１１は，通信制御部１０から通信データが引き渡されると，通信制御部１０から引き渡された通信データを変調した信号を第１アンテナ１１０から発信する処理を行う。

第２アンテナ１２０が接続された第２無線通信部１２は，ＨＦ帯に対応した変調回路，ＨＦ帯に対応した復調回路，ＨＦ帯に対応した発信器などから構成される電気回路である。第２無線通信部１２は，ＨＦ帯リーダライタ２が発信した信号を第２アンテナ１２０が受信すると，この信号を復調して得られた通信データを通信制御部１０に引き渡す処理を行う。また，第２無線通信部１２は，通信制御部１０から通信データが引き渡されると，通信制御部１０から引き渡された通信データを変調した信号を第２アンテナ１２０から発信する処理を行う。

プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，プロトコル変換装置１に実装されたプロセッサと，このプロセッサを動作させるコンピュータプログラムにより実現される。通信制御部１０は，第１プロトコルの形式に従う通信データを第１無線通信部１１が受信すると，第２プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第２プロトコルの形式に変換した通信データを第２無線通信部１２に送信させる処理を行う。また，通信制御部１０は，第２プロトコルの形式に従う通信データを第２無線通信部１２が受信すると，第１プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第１プロトコルの形式に変換した通信データを第１無線通信部１１に送信させる処理を行う。

本実施形態において，第１周波数帯をＵＨＦ帯としているため，本実施形態では，第１プロトコルをＩＳＯ１８０００−６準拠とし，また，第２周波数帯をＨＦ帯としているため，第２プロトコルをＩＳＯ１８０９２準拠とする。

ＩＣタグ３はコマンド／レスポンス方式で通信するように構成されているため，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＨＦ帯リーダライタ２が発信したコマンドを第２プロトコルの形式から第１プロトコルの形式に変換し，第１無線通信部１１を利用して，第１プロトコルの形式に変換したコマンドをＩＣタグ３へ送信する。また，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＩＣタグ３が発信したレスポンスを第１プロトコルの形式から第２プロトコルの形式に変換し，第２無線通信部１２を利用して，第２プロトコルの形式に変換したレスポンスをＨＦ帯リーダライタ２へ送信する。

上述した処理を行うために，本実施形態に係るプロトコル変換装置１の通信制御部１０は，第１プロトコルの形式のコマンド／レスポンスと第２プロトコルの形式のコマンド／レスポンスを対応付けた変換テーブルを有する。本実施形態の変換テーブルでは，ＩＳＯ１８０００−６準拠のＩＣタグ３が利用するコマンドで，ＩＣタグ３を抽出してＵＩＤを取得するＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに，ＩＳＯ１８０９２準拠のＨＦ帯リーダライタ２が利用するコマンドで，ＰＩＣＣ（Proximity Card）を検出してＩＤｍを少なくとも取得するＰｏｌｌｉｎｇコマンドが対応付けられている。また，本実施形態の変換テーブルでは，ＩＳＯ１８０００−６準拠のＩＣタグ３が利用するコマンドで，ＩＣタグ３の複数ブロックからデータを読み出すＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドに，ＩＳＯ１８０９２準拠のＨＦ帯リーダライタ２が利用するコマンドで，ＰＩＣＣの複数ブロックからデータを読み出すＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドが対応付けられている。

図２は，ＩＣタグ３からデータを読み出すときのプロトコル変換装置１の動作を説明する図である。ＨＦ帯リーダライタ２は，ＨＦ帯リーダライタ２に対応するカード類を検出していない間，ＰＩＣＣを検出してＩＤｍを少なくとも取得するＰｏｌｌｉｎｇコマンドを第２周波数帯で発信する（Ｓ１）。

プロトコル変換装置１の第２無線通信部１２が，第２周波数帯を利用してＨＦ帯リーダライタ２が発信したＰｏｌｌｉｎｇコマンドを受信すると，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，変換テーブルを参照し，ＰｏｌｌｉｎｇコマンドをＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに変換する（Ｓ２）。Ｐｏｌｌｉｎｇコマンドのフォーマットはプロトコル変換装置１を利用するシステムで予め定まっているため，変換テーブルにおいて，ＨＦ帯リーダライタ２が発信するＰｏｌｌｉｎｇコマンドにパメラメータ（例えば，タイムスロットのスロット数）を合せたＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドをＰｏｌｌｉｎｇコマンドに対応付けておくよとよい。

プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＨＦ帯リーダライタ２が送信したＰｏｌｌｉｎｇコマンドをＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに変換すると，第１無線通信部１１を作動させ，ＨＦ帯リーダライタ２が送信したＰｏｌｌｉｎｇコマンドを変換したＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを第１周波数帯で発信する（Ｓ３）。

ＩＣタグ３は，プロトコル変換装置１が第１周波数帯で発信したＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを受信すると，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを実行し，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスを第１周波数帯で発信する（Ｓ４）。

プロトコル変換装置１の第１無線通信部１１が，ＩＣタグ３が第１周波数帯で発信したＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスを受信すると，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，変換テーブルを参照し，ＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスをＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスに変換する（Ｓ５）。上述の変換が行えるように，変換テーブルにおいて，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスに依存しない固定データ（レスポンスコード）のみを埋め込んだＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスフォーマットを，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスに対応付けておくよとよい。なお，個体識別に用いるデータとして，ＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスはＵＩＤ（８バイト）を含み，ＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスはＩＤｍ（８バイト）を含むため，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスに含まれるＵＩＤ（８バイト）をＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスフォーマットのＩＤｍ（８バイト）に少なくとも埋め込むことで，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスをＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスに変換する。

プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，第２無線通信部１２を作動させ，Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドのレスポンスを変換したＰｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスを第２周波数帯でＨＦ帯リーダライタ２へ発信する（Ｓ６）。

Ｐｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスを受信することで，ＨＦ帯リーダライタ２は，Ｐｏｌｌｉｎｇコマンドのレスポンスに含まれるＩＤｍを指定してコマンドデータを送信することが可能になり，ここでは，ＨＦ帯リーダライタ２は，ＰＩＣＣのデータをブロック単位で読み取るＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドを第２周波数帯で発信する（Ｓ７）。

プロトコル変換装置１の第２無線通信部１２が，ＨＦ帯リーダライタ２が第２周波数帯で発信したＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドを受信すると，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，変換テーブルを参照し，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドをＩＣタグ３のＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドに変換する（Ｓ８）。ＨＦ帯リーダライタ２が発信するＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドの形式は，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのＩＤｍを除き，プロトコル変換装置１を利用するシステムで予め定まっているため，変換テーブルにおいて，ＨＦ帯リーダライタ２が発信するＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドに合せたパラメータ（例えば，ブロック数，ブロック番号）を含み，ＩＣタグ３を指定するＵＩＤを空白（例えば，すべて0x00）にしたＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのフォーマットを，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドに対応付けておくよとよい。

プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドをＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドに変換すると，第１無線通信部１１を作動させ，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドを変換したＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドを第１周波数帯で発信する（Ｓ９）。

ＩＣタグ３は，プロトコル変換装置１が第１周波数帯で発信したＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドを受信すると，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドを実行し，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスを第１周波数帯で発信する（Ｓ１０）。

プロトコル変換装置１の第１無線通信部１１が，ＩＣタグ３が第１周波数帯で発信したＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスを受信すると，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスをＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスに変換する（Ｓ１１）。この変換が行えるように，変換テーブルにおいて，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスに依存しない固定データ（コマンドコード，ブロック数）のみを埋め込んだＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスフォーマットを，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスに対応付けておくよとよい。例えば，プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドに含まれていたＩＤｍ，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスのセキュリティ状況を反映させたステータスフラグ，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスのデータを反映させたブロックデータをＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスフォーマットに埋め込むことで，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスをＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスに変換する。

プロトコル変換装置１の通信制御部１０は，ＲｅａｄＭｕｌｔｉｐｌｅＢｌｏｃｋｓコマンドのレスポンスをＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスに変換すると，ＲｅａｄＷｉｔｈｏｕｔＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎコマンドのレスポンスを第２周波数帯でＨＦ帯リーダライタ２へ発信して（Ｓ１２），この手順は終了する。

なお，図２は，ＩＣタグ３からデータを読み出すときのプロトコル変換装置１の動作の一例を示したに過ぎず，他のシーケンスを実行できるようにプロトコル変換装置１を構成することができる。例えば，ＨＦ用リーダライタとＰＩＣＣ間の相互認証が必要とされるとき，プロトコル変換装置１に相互認証用の暗号鍵を記憶させ，ＨＦ用リーダライタとプロトコル変換装置１間で相互認証を行えるようにすることができる。

１ プロトコル変換装置１
１０ 通信制御部
１１ 第１無線通信部
１１０ 第１アンテナ
１２ 第２無線通信部
１２０ 第２アンテナ
２ ＨＦ帯リーダライタ
３ ＩＣタグ

Claims (2)

1. 第１周波数帯を利用して無線通信するための第１アンテナが接続された第１無線通信部と，第２周波数帯を利用して無線通信するための第２アンテナが接続された第２無線通信部と，第１周波数帯を利用した無線通信で用いられる第１プロトコルの形式に従う通信データを前記第１無線通信部が受信すると，第２周波数帯を利用した無線通信で用いられる第２プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第２プロトコルの形式に変換した通信データを前記第２無線通信部に送信させる処理と，第２プロトコルの形式に従う通信データを前記第２無線通信部が受信すると，第１プロトコルの形式に従う通信データに変換し，第１プロトコルの形式に変換した通信データを前記第１無線通信部に送信させる処理を実行する通信制御部を備えたことを特徴とするプロトコル変換装置。
2. 第１周波数帯をＵＨＦ帯とし，第２周波数帯をＨＦ帯としたことを特徴とする，請求項１に記載したプロトコル変換装置。
   

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