JP3017995B2 - 複数アイテム無線周波数タグ識別プロトコル - Google Patents

複数アイテム無線周波数タグ識別プロトコル

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JP3017995B2
JP3017995B2 JP7208796A JP20879695A JP3017995B2 JP 3017995 B2 JP3017995 B2 JP 3017995B2 JP 7208796 A JP7208796 A JP 7208796A JP 20879695 A JP20879695 A JP 20879695A JP 3017995 B2 JP3017995 B2 JP 3017995B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無線周波数タグ識別
の分野に関する。より詳しくは、本発明は２つ以上の同
時に送信中のRFからの情報の識別及び読取りの分野に関
する。
【０００２】
【従来の技術】無線周波数識別(RFID)は対象物を識別す
る多くの識別技術の１つに過ぎない。RFIDシステムの核
心は情報を運ぶタグにある。タグは基地局から受信した
符号化RF信号に応答して動作する。一般に、タグは入射
RF搬送波を基地局に向かって反射する。タグが反射信号
をそのプログラミングされた情報プロトコルに従って変
調されるにつれて情報が転送される。
【０００３】タグはRF回路、ロジック及びメモリを有す
る半導体チップから成る。タグはアンテナ、しばしば個
別の構成要素: コンデンサ及びダイオード、例えば能動
的なタグの場合のバッテリ、構成要素を取付ける基板、
構成要素間の相互接続、及び物理的な囲いも有する。タ
グの１つの変形、受動的なタグはバッテリを持たない。
それらはタグを質問するのに用いられたRF信号からエネ
ルギを取出す。一般に、RFIDタグは回路カードへの個々
の素子の取付けにより製造される。
【０００４】基本的には、受動的なRFタグは下記の２つ
の基本部分を含む: (1) RF信号を検出・復号し、更に基地局からのRF電界強
度を用いてタグのディジタル部分に電力を供給するアナ
ログ回路 (2) タグ識別プロトコルの複数のアイテムを実現するデ
ィジタル回路
【０００５】無線周波数(RF)識別システムもRF基地局及
び複数のRFタグから成る。
【０００６】典型的な構成では、基地局はRF送信装置に
コマンドを出し且つRF受信装置からコマンドを受取るコ
ンピュータセクションを有する。コマンドは基地局のRF
フィールド内にあるタグを識別する働きをする。ある実
施例では、コマンドはタグから情報を収集するためにあ
る。より進んだシステムでは、タグに情報を出力するコ
マンドがある。この出力された情報を一時的にタグに保
持するか、重ね書きされるまで残すか、又は恒久的にタ
グに残すことができる。
【０００７】基地局のRF送信装置はコンピュータセクシ
ョンからのコマンドを符号化し、それをベースバンドか
ら無線周波数に変調し、それを増幅し、そしてそれをRF
アンテナに引渡す。RF受信装置はアンテナから返った信
号を集め、それをRF周波数からベースバンドに復調し、
それを復号し、そして処理のためにそれをコンピュータ
セクションに戻す。基地局のアンテナはRF信号の有効距
離内で少なくとも１つのタグにRF信号を送信し且つ前記
タグからRF信号を受信する。
【０００８】RFID技術は他のID技術、例えばバーコード
ほど広く使用されていないが、ある分野では、特に車両
識別では全面的に広がる技術になりつつある。
【０００９】複数の対象物は、バーコード読取り装置を
用いてそれらを各個に検査することにより識別すること
ができる。しかしながら、このプロセスは多くの時間を
消費する。それは更にエラーを生じ易い。人為的なエラ
ー又はコード読取り装置によるエラーの率は非常に高
い。
【００１０】この反復するプロセスは、RFIDタグ技術の
導入により簡略化し解決することができる。RFIDタグ
は、秒単位の非常に短い時間で複数の対象物を識別する
のに用いることができる。
【００１１】下記は複数のRFタグ識別を実現する１つの
方法である: (a) タグはRFフィールドをパワーアップし、クロックを
始動させ、そしてランダム数生成プログラムを生成す
る。 (b) タグはランダム数生成プログラムにより決定された
間隔で64ビットID (内部検査周波数) を送出する。 (c) 基地局はRFフィールド内の送信タグからのタグ伝送
に同期する。首尾よい受信 (エラーなし) がある場合、
基地局は電力中断を用いて簡単な活動停止コードをタグ
に伝達する。このアプローチが機能するのは、基地局が
当該タグに同期し、そして当該タグ周波数を用いてその
活動停止コードのタイミングを合わせるからである。タ
グは間隙検出回路を用いて電力中断を識別する。 (d) 次の２つの活動停止モードが使用可能である: (i)
タグはそれがRFフィールド内に留まる限り対話を阻止さ
れ、(ii)タグはRFフィールドを離れた後でさえも (およ
そ10分以上のあいだ) 対話を阻止される。活動停止モー
ド(ii)は活動停止モード(i) が開始された後にのみアク
セスできる。 (e) この用法では、首尾よい読取りの直後に各タグを活
動停止させることにより複数のアイテムが識別される。
RFフィールド内の他のタグは読取られた直後のタグの内
部周波数と理想的に同期されることはないであろうし、
それらはそれらの識別を送信し終った直後の時点で、識
別された直後のタグに基地局が理想的に活動停止信号を
送信することもないであろう。
【００１２】この技術はタグのみの識別に用いられるに
過ぎない。即ち、単一の読取りチャネルのみがある。こ
のシステムはタグに書込むことはできない。
【００１３】［従来の技術の問題点の説明］複数のRF識
別タグが読取り装置(基地局)に同時に提示されると、タ
グは互いに衝突する。最も簡単なRF識別読取り装置の応
答は: (1) RFフィールド内の最も近いタグを識別する
か、又は(2) RFフィールド内のどのタグも識別しないこ
とである。RFフィールド内の複数のタグを識別する別の
アプローチは、上述のように、それらの伝送間のランダ
ムな遅延時間の後にタグ自身が反復して識別され、そし
て読取り装置による受信の成功に続くタグを作動禁止す
ることになっている。
【００１４】このアプローチはRFフィールド内の予想タ
グ数について最適化されなければならない。RFフィール
ド内のタグ数が予想タグ数よりも少ない場合、このアプ
ローチは潜在的に非常に低速になりうる。なぜなら、タ
グ読取りの各々の間の遅延時間が所要の遅延時間よりも
長くなるからである。RFフィールド内のタグ数が予想タ
グ数よりも多い場合には、このアプローチは再び非常に
低速になる。なぜなら、基地局は２つ以上のタグの読取
り処理に時間がかかるからである。これらの場合、プロ
トコルが再開始されなければならない。極端な場合、基
地局はRFフィールド内のタグを識別できないことがあ
る。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的は
改良された無線周波数タグ識別システムを提供すること
にある。本発明の第２の目的はRFフィールド内の任意の
数のタグアイテムを最も短い時間で識別するRF識別プロ
トコルを提供することにある。本発明の第３の目的は同
時にRF信号を送信する２つ以上のタグから情報を識別し
収集する改良された無線周波数タグ識別システムを提供
することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、基地局のRFフ
ィールド内の多くのタグを識別するために、無線周波数
(RF)タグ技術に適用されたトリー分岐アルゴリズムの新
規の適応を用いる。
【００１７】本発明はRFフィールド内で複数のタグのう
ちから１つのタグを識別するトリー分岐アルゴリズムを
用いる。１つのタグが識別された後、識別されたタグは
データ交換状態に置かれ、基地局はタグを識別する情報
の使用によりタグメモリからデータをアクセスすること
ができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は多重無線周波数識別システ
ム100 のブロック図を示す。基地局110 はアンテナ140
を介してRF信号130 をRFIDタグ120 に送信する。基地局
110 は、同時に基地局110 と通信する多数のRFIDタグ12
0 の読取りを可能にするために用いられる新規のアルゴ
リズム300 を実行する。RFIDタグ(121〜125)の各々がコ
マンドを受信したとき、これらのタグは応答して基地局
110 にRF信号を返送する。タグ(121〜125)の各々も新規
のアルゴリズム440 を実行する。
【００１９】図２は基地局110 のブロック図を示す。基
地局設計は基地メモリ220 を含む。基地メモリ220 はRF
フィールド内に存在しうるRFIDタグの使用データ及び識
別情報 (タグ番号) の保持に用いられる。基地メモリ22
0 はRFIDタグとの通信に用いられる特別のコマンド構造
も記憶する。良好な実施例では、タググループ選択のた
めの新規のコマンド構造も含まれる。これらのグループ
選択構造はC. Cesar外による米国特許出願 (名称:"SYST
EM AND METHOD FOR RADIO TREQUENCY TAG GROUP SELEC
T" ; 1994年9月9日出願) に記載されている。
【００２０】基地ロジック230 は、基地局アルゴリズム
300 を制御・実行できるディジタル設計を含む。基地ロ
ジック230 は基地局110 に取付けられたアンテナ140 を
介してRF信号を送受信するために基地RFフロントエンド
240 を用いる。
【００２１】複数のRFIDタグ及び基地局110 のプロトコ
ルは新規の構成要素、特別なコマンドのセット、それら
の構造、及びタグ状態の入力を有するトリー分岐された
プロトコルに基づいている。
【００２２】図３は基地局アルゴリズム300 の流れ図を
示す。基地局がオンになった後、無線周波数フィールド
は一定の電力レベルに達する (310)。この電力レベルが
決定する距離の範囲内で基地局110 はタグ120 と通信で
きる。基地局110 と通信できるこれらのタグ120 はRFフ
ィールド内にあると言われる。この通信リンクは基地局
110 がオフになると消失する (320)。
【００２３】RF信号130 が活動状態のとき (312)、識別
コマンドの特別なセットを基地局110 からRFIDタグ120
に出すことができる (330)。識別コマンドが出されな
い、即ち送信されない場合 (332)、そしてRF信号130 が
活動状態 (即ち、その電力レベル、312)である場合、基
地局はアイドル状態になる (340)。
【００２４】識別コマンドが出される、即ち送信される
とき (330)、応答信号がRFIDタグ 120から返送される
(350)。応答信号がRFIDタグ120 から返送されない場合
(352)、基地局は識別コマンドを再送信し (330)又はア
イドル状態になる (340)。
【００２５】基地局110 が送出した識別コマンド (330)
にRFIDタグ120 が応答する場合 (350)、更に検査が行わ
れる。基地局110 がタグから返送される (応答) 信号を
識別する場合 (360)、識別されたタグ (360)に基地局ア
プリケーションコマンドを送信することができる (37
0)。ゼロ又は１以上のアプリケーションコマンドを送信
することができる (372)。それ以上のアプリケーション
コマンドがないとき、アルゴリズムは終了する (380)。
【００２６】所与のタグ121 が基地局110 の識別コマン
ドに対応する唯一のタグである場合(330)、タグ121 の
信号が識別される。
【００２７】あるいは、送信された基地局110 の識別コ
マンド (330)に２つ以上のタグ120が応答 (350)を試み
ることがある。この場合、タグ識別 (360)はフェイルす
る (362)。フェイルした場合 (362)、識別コマンドは(3
62及び352 を介して) 再送信される (330)。このプロセ
スは１つのタグが応答する (350)まで反復される。
【００２８】良好な実施例では、アプリケーションコマ
ンドは読取りコマンド、書込みコマンド及びロックコマ
ンドを含む。読取りコマンドは基地局110 がアプリケー
ションデータをタグメモリ460(図４参照) から読取るこ
とを可能にし、書込みコマンドは基地局110 がアプリケ
ーションデータをタグメモリ460 に書込むことを可能に
し、そしてロックコマンドは一定のタグメモリ460 のロ
ケーションへのそれ以上の書込みを阻止する。
【００２９】良好な実施例では、識別コマンドはグルー
プ選択コマンド及びグループ非選択コマンドを含む。こ
れらのコマンドは上記C. Cesar外による米国特許出願に
記載されている。良好な実施例では、グループ選択コマ
ンド及びグループ非選択コマンドはどちらも次の比較:
等しい、等しくない、より小さい、より大きいを実行で
きることに注目されたい。更に、２つの他の識別コマン
ド: フェイルコマンド及び再送信コマンドがこの良好な
実施例に含まれている。フェイルコマンドは、一度に２
つ以上のタグが基地局110 に送信して (図４の) 状態カ
ウンタ432 が (１ずつ) 増分される場合に基地局により
送出される。 (図３の362 を参照されたい)。 再送信コ
マンドは状態カウンタ432 を (１ずつ) 減分する。
【００３０】図４は典型的なRFIDタグ120 の良好な実施
例のブロック図である。RFIDタグの各々は、RF信号の受
信及び送信に用いられるタグアンタナ410 を含む。タグ
アンテナはタグシステム450 に接続する。タグシステム
450 はタグRFフロントエンド420、タグロジック 430、
タグアルゴリズム 440及びタグメモリ460 を備える。タ
グRFフロントエンド420 を用いてRF信号がタグロジック
430 及びタグアルゴリズム440 をパワーアップし且つ情
報及びコマンドをタグに送信するDC電圧に変換する。タ
グロジック430 は４つの主要構成要素: (a) ランダム数
生成プログラム431、(b) ８ビットアップダウン状態カ
ウンタ 432、(c) コマンド復号ロジック433 及び(d) 状
態レジスタ434 を含む。状態レジスタ434 の値はタグの
状態が活動可能 (図５の510)、識別 (図５の530)及びデ
ータ交換 (図５の560)状態ののどれであるかを示す。ラ
ンダム数生成プログラムは、アップダウン状態カウンタ
432 を１ずつ増分又は減分することをRFIDタグに通知す
るために用いる真のランダム数の生成に用いられる。コ
マンド復号ロジック433 は基地局110 から送信される特
別なコマンドセットを復号する。タグアルゴリズム440
は、２つ以上のタグが最初に基地局と同時に通信するこ
とを試みるときでも、新規のトリー分岐手法を用いてRF
フィールド内の全てのタグを識別する。
【００３１】タグの各々は最小限の情報を有すると想定
されるので、それはRFフィールド内の他のタグの存在を
認識しない。タグは基地局110 からの照会に応答する以
外は送信しない。基地局110 により照会されたとき、即
ち、少なくとも１つの識別コマンドがタグ120 に送信さ
れたとき、全てのタグは同時に応答するので、それらの
送信は互いに干渉する。この場合、基地局で受信された
結果は崩壊したデータセットである。 (図３の識別の不
一致362 を参照されたい)。 タグアルゴリズムの目的
は、基地局110 がデータの受信に成功するようにタグか
らの送信を構成し整然と順序付けることである。
【００３２】図５で、タグアルゴリズムは３つの状態:
(1) 活動可能状態 (510)、(2) 識別状態 (530)及び(3)
データ交換状態 (560)を含む。特定の状態でのみ認識で
きる一定のコマンドがある。
【００３３】タグメモリ460 は全てのアプリケーション
データ及びタグ識別番号を記憶するために用いられる。
【００３４】図５はRFIDタグアルゴリズム440 の流れ図
を示す。良好な実施例では、RFIDタグ120 がRFフィール
ド内のRF信号によりパワーアップされると、RFIDタグ12
0 自体は活動可能状態になる (510)。 (代替実施例で
は、活動状態のタグ、例えばオンボードバッテリ電力を
有するタグを用いうることに注目されたい。) タグの各
々は最小限の情報を有すると想定されるので、それはRF
フィールド内の他のタグの存在を認識しない。タグは基
地局110 からの識別コマンド(330)(照会) に応答する以
外は送信しない。RFIDタグは、もしそれがRF信号130 の
フィールドから外れる、例えば基地局110 が送信を停止
すれば、活動を停止する。
【００３５】活動可能状態 (510)はタグ120 の初期状態
である。良好な実施例では、活動可能状態(510) のRFID
タグ120 は全ての識別コマンド及びアプリケーションコ
マンドに関する全ての送信及び応答を聴取する。良好な
実施例では、識別コマンドはグループ選択コマンドであ
り、そしてアプリケーションコマンドは読取りコマンド
である。基地局は、そのパワーアップ後、短い時間(100
〜300ms)のあいだ待機し、基地局が他のコマンドを送信
する前にRFフィールド内の全てのタグ120 が活動可能状
態で安定するのを待つ。この待機期間中も、基地局110
から絶えずRF搬送波が送出される。これはタグRFフロン
トエンド (420)がタグの電力を維持するために行われ
る。
【００３６】タグ120 内の全てのロジック回路は活動可
能状態にパワーアップされるが、タグは基地局により指
令されるまでは何も送信しない。
【００３７】活動可能状態(510) のタグによりグループ
選択コマンドが選択されたときにのみ、タグは識別(ID)
状態(530) になる。コマンドが受信されない場合(520)
には、タグはグループ選択コマンドが受信される(520)
まで待つ。ID状態(530) が必要なのは、RFフィールド内
のタグ120 の識別情報を基地局が知らないことがあるか
らである。
【００３８】活動可能状態(510) のタグにより読取りコ
マンドが受信された場合、そのタグはデータ交換状態(5
60) に移行する (512)。この場合、タグは肯定応答を基
地局に送信する。良好な実施例では、この肯定応答は８
ヒットのデータである。これは基地局が既にRFフィール
ド内のタグの識別を有する場合に可能である。
【００３９】ID状態(530) で、タグ状態カウンタが所定
の値である限り、タグは (そのタグ番号のような) 識別
情報を基地局に返送し続ける。良好な実施例では、そし
てこの論述を通じて、この値は０である。
【００４０】２つ以上のタグが情報を基地局110 に送信
している場合、基地局はフェイルコマンド(540) を出
す。
【００４１】RFフィールド内のタグがフェイルコマンド
(540) であるとき、各タグはそれらの状態カウンタ432
を、下記のどれかの場合、１ずつ増分する: (1) 状態カウンタ432 が０よりも大きい値を有する。 (2) 状態カウンタ432 の値が０に等しく且つランダム数
生成プログラム431 により生成されたランダム数の値が
所与の値を有する。良好な実施例では、この値は０であ
る。
【００４２】状態カウンタ432 の値が０に等しくないタ
グは送信を停止することに注目されたい。それゆえ、そ
れらのカウンタが減分されて０になるまで、これらのタ
グは全く送信しない。なぜなら、全ての将来のフェイル
コマンドで、基地局110 の送信はそれらの状態カウンタ
を (前述のように１ずつ) 増分させるからである。これ
らのタグは、たとえそれらが送信中ではなくても、依然
としてID状態(530) であることにも注目されたい。
【００４３】しかしながら、状態カウンタ432 の値が０
に等しく且つID状態(530) であるとき、これらのタグ12
0 は送信し続ける。この送信後、これらのタグはそれら
のランダム数の値を再決定、例えば "ロール" する。こ
れらのタグ120 の２つ以上が送信中である場合、基地局
110 は再びフェイルコマンド(540) を送出する。この時
点で、タグ状態カウンタ432 を増分する条件が再び適用
される。
【００４４】状態カウンタ432 の値が０のタグが１つだ
けになるまで、プロセスは反復される (542)。この状態
になると、フェイル状態はなく、基地局はタグの識別情
報 (タグ番号) を受信する。そして基地局はアプリケー
ションコマンド (550) (良好な実施例では、これは読取
りコマンドである) を出し、送信中の１つのタグのメモ
リ460 内の適切なデータをアクセスする (読取る)。 良
好な実施例では、これはタグメモリ460 内の、読取りコ
マンド(550) で指定された、ロケーションにある８バイ
トのデータである。
【００４５】１つのタグのデータが読取られた後 (55
0)、タグロジック430 はタグをデータ交換状態 (560)に
移行する。即ち、タグはID状態 (530)から離れ、その識
別情報の送信を停止する。データ交換状態では、基地局
はタグの識別を知る、例えば、基地局110 は識別された
タグに任意のアプリケーションコマンドを直に出す (57
0)。良好な実施例では、これらのアプリケーションコマ
ンドは読取りコマンド、書込みコマンド及びロックコマ
ンドである。
【００４６】代替実施例では、ID状態 (530)からタグの
どれかを取り除くために基地局によりグループ非選択コ
マンド (580)を出すことができる。この場合、非選択の
タグは活動可能状態 (510)に戻される。
【００４７】データ交換状態の全てのタグは既に基地局
による識別が成功している。この状態のタグのみが一定
のコマンドに応答する。基地局から送信するコマンドに
より特定のタグに対してデータを読取り、書込み又はロ
ックすることができる。タグか所定の時間にRFフィール
ドを離れるまで、タグはデータ交換状態に留まる。この
場合、基地局によりパワーアップするRF信号によっての
みタグを活動可能状態にし、そして活動化することがで
きる。
【００４８】非フェイル状態 (544)に続いて読取りコマ
ンド (550)が出された後、基地局110 は再送信コマンド
(540)を出す。再送信コマンドにより全てのタグはそれ
らのカウンタを１ずつ減分する。それゆえ、値１を持っ
たカウンタを有するID状態 (530)のタグは値０を有する
ので、それらの識別情報を基地局110 に返送する。２つ
以上のタグ応答がある場合、上述のフェイルコマンドを
用いる識別プロセスが反復される。再送信コマンド (54
0)が出された後にタグ応答がない場合、少なくとも１つ
の再送信コマンドがRFフィールド内のタグに送信され、
幾つかのタグ状態カウンタを減分して０にしようと試み
る。
【００４９】少なくとも１つの再送信コマンドが出され
た後にRFフィールド内のどのタグからも依然として応答
がない場合、全てのタグ120 の状態カウンタ432 を０
(初期状態) にリセットするためにグループ選択コマン
ド (590)が送信される。このグループ選択コマンド (59
0)はより多くのタグを、これらのタグがRFフィールド内
で新しい場合には、特に活動可能状態 (510)からID状態
(530)に移行させることができる。これらのタグはデー
タ交換状態 (560)内ではグループ選択コマンド (590)に
よる影響を受けない。
【００５０】良好な実施例では、タグ状態カウンタ432
は基地局110 がフェイルコマンドを送信するときにのみ
増分する。同様に、タグ状態カウンタ432 は基地局110
が再送信コマンドを送信するときにのみ減分する。送信
されたフェイルコマンド及び再送信コマンドの数をカウ
ントしフェイルコマンド及び再送信コマンドの数が等し
いとき、基地局110 はRFフィールド内の全てのタグが識
別されていると判定する。
【００５１】図６は多重アイテムRF識別プロトコルの例
を示す。このアルゴリズムはタグ上に２個のハードウェ
ア: ８ビット状態カウンタ(432,S) ランダム数 (１ビッ
ト:１又は０) 生成プログラム (431,R)、及びコマンド
復号ロジック(433,605) を用いる。
【００５２】最初に、タグのグループ(1〜4)はID状態に
移行させられ且つそれらの状態カウンタ(S) は０にセッ
トされる。グループの下位セットは選択されずに活動可
能状態に戻されている。他の下位グループは識別プロセ
スが開始する前に選択されている。最終的に選択された
タグのみが図６に示されている。
【００５３】選択後、下記の方法 (図３及び図５を参照
されたい) が実行される: (1) ０のカウンタ432 を持つID状態のタグ(1〜4)はそれ
らのIDを送信する。最初、選択されたタグは全てそれら
の状態カウンタ(S,432) に値０を有する。 (2) ２つ以上のタグが送信するから、基地局110 はエラ
ーを受信し、フェイルコマンド(610,540) を送信する。
フェイルコマンド(610) により、非０のカウントを有す
るタグは全てそれらのカウンタ432 を増分する。即ち、
それらは送信可能な状態から離れる。フェイルコマンド
(610) により、 (送信したばかりの) カウント０を有す
るタグは全てランダム数 (431)も生成する。０をロール
するタグはそれらのカウンタを増分し、送信しない。１
をロールするタグはカウンタを０に維持し、再送信を試
みる。この場合、タグ２及びタグ４は再送信する。しか
しタグ１及びタグ３は送信しない。 (3) 次のタグ送信が行われる。タグ２及びタグ４は同時
に送信するから、基地局110 は衝突信号を受信する。よ
って、基地局110 はフェイルコマンド (610)をタグに再
送信する。 (4) タグ１及びタグ３のカウントはフェイルコマンド
(610)の受信により１増分されて２になる。そしてラン
ダム数が０にロールし且つフェイルコマンド (610)を受
信したことにより、 (０の状態カウンタを有する) タグ
２及びタグ４のカウントも１増分されて１になる (5) この時点で、タグ1〜4の状態カウンタ値は非０であ
るので、RF信号は基地局に返送されない。よって、タイ
ムアウト状態になると、再送信コマンド(620,540) がタ
グに送信されるので、全てのタグ状態カウンタが１ずつ
減分される。 (6) この時点で、タグ２及びタグ４の状態カウンタ432
の値は０であるので、それらは再送信する。しかしタグ
１及びタグ３は、それらの状態カウンタが非０であるの
で送信しない。 (7) タグ２及びタグ４が一緒に送信されたから、基地局
110 は衝突信号を受信する。よって、基地局110 は３番
目のフェイルコマンド (610)をタグに送信する。 (8) タグ１及びタグ３のカウンタ432 の値が１増分さ
れ、値２になる。しかし、１にロールするランダム数43
1(R) 及び値０の前の状態カウンタ432 を有するタグ２
は再送信する。０にロールするランダム数431 により１
増分された状態カウンタ値を有するタグ４は送信しな
い。 (9) 基地局110 はタグ２のIDのみを受信するから、送信
は成功である (非フェイル: 544)。基地局110 はタグ２
のIDを有する読取りコマンド(630,550) を送信する。読
取りコマンド(630,550) が正しく受信された場合、当該
タグはデータ交換状態 (560)に移行し、そのデータ (８
バイト) を送信する。 (10) ２番目の再送信コマンド(620,540) は読取りコマ
ンド(630,550) の送信直後に送信される。タグ１、タグ
３及びタグ４は、それらが再送信コマンド(620,540) を
受信した後に、それらの状態カウンタ432 を１減分す
る。タグ１及びタグ３の状態カウンタ(S) は値１を有し
タグ４の状態カウンタ(S) は値０を有する。従って、タ
グ４のみが送信する。 (11) 基地局110 はタグ４のIDのみを受信するから、送
信は成功である (非フェイル: 544)。基地局110 はタグ
４のIDを有する２番目の読取りコマンド(630,550) を送
信する。読取りコマンドが正しく受信された場合、タグ
４はデータ交換状態に移行し、そのデータ (８バイト)
を送信する。 (12) ３番目の再送信コマンド(620,540) は読取りコマ
ンド (630)の送信直後に再送信される。タグ１及びタグ
３が再送信コマンド (620)を受信した後、それらの状態
カウンタは１減分されて値０になる。従って、両タグが
送信する。 (13) 基地局110 は衝突信号を受信し、４番目のフェイ
ルコマンド (610)をタグ１及びタグ３に送信する。０に
ロールするランダム数(R) により、タグ１のカウンタ値
が１増分される。１にロールするランダム数(R) によ
り、タグ３は同じカウンタ値０を有するので、タグ３だ
けが送信する。 (14) 基地局110 はタグ４のIDのみを受信するから、送
信は成功である。基地局はそのIDを有する３番目の読取
りコマンド(630) を送信する。読取りコマンドが正しく
受信された場合、タグ３はデータ交換状態に移行し、そ
のデータを送信する。 (15) ４番目の再送信コマンド(620,540) は読取りコマ
ンド(630) の送信直後に送信される。再送信コマンド(6
20,540) 受信後に、タグ１の状態カウンタ(S)は１減分
されて０になり、タグ１は送信する。 (16) 基地局110 はタグ１のIDのみを受信するから、こ
の場合も送信は成功である。基地局はタグ１のIDを有す
る４番目の読取りコマンド(630) を送信する。読取りコ
マンドが正しく受信された場合、タグ１はデータ交換状
態に移行し、そのデータを送信する。 (17) 最終的に、RFフィールド内の全てのタグ(1〜4)が
識別され、基地局が実行したいと欲する任意のアプリケ
ーションの実行を可能にする。これは基地局が送信した
再送信コマンド及びフェイルコマンドの数が (４に) 等
しいので確認することができる。
【００５４】
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、RFフィールド内で同時
にRF信号を送信する２つ以上の無線周波数タグから情報
を収集し識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】新規の無線周波数識別システムのブロック図で
ある。
【図２】本発明で用いられた新規の基地局のブロック図
である。
【図３】基地局により実行されたアルゴリズムの流れ図
である。
【図４】本発明により用いられた新規のRFタグ構造のブ
ロック図である。
【図５】複数のRFタグの各々により実行される良好なア
ルゴリズムの流れ図である。
【図６】基地局に同時に送信する２つ以上のRFタグの識
別及び情報アクセスを可能にするために本発明の特徴が
いかに協同するかの１例を示す図である。
【符号の説明】
100 多重無線周波数識別システム 110 基地局 120 RFIDタグ 121 RFIDタグ 122 RFIDタグ 123 RFIDタグ 124 RFIDタグ 125 RFIDタグ 130 RF信号 140 アンテナ 220 基地メモリ 230 基地ロジック 240 基地RFフロントエンド 300 基地局アルゴリズム 410 タグアンタナ 420 タグRFフロントエンド 430 タグロジック 431 ランダム数生成プログラム 432 状態カウンタ 433 コマンド復号ロジック 434 状態レジスタ 440 タグアルゴリズム 450 タグシステム 460 タグメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーレイ・ケント・ハインリッヒ アメリカ合衆国ニューヨーク州、ブリュ ースター、オールド・パトナム・レイ ク・ロード、ルート・３ (72)発明者 ディリップ・ディンカー・カンドラー アメリカ合衆国ニューヨーク州、ブリア ークリフ・マノー、オーチャード・ロー ド 161、アパートメント・１アール (72)発明者 アービンド・クリシュナ アメリカ合衆国ニューヨーク州、ブリア ークリフ・マノー、オーチャード・ロー ド 157、アパートメント・30 (56)参考文献 特開 平６−201821（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−333145（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−232488（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136648（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−140236（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−144884（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 H04B 1/59

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】タグの識別を得るための識別コマンド、２
    つ以上の応答を同時に受信したことを示すフェイルコマ
    ンド、およびタグに再送信を求める再送信コマンドを送
    信する基地局と通信する無線周波数タグであって、 (a) 前記基地局との間で無線周波数信号を送受信するた
    めのアンテナ及び無線周波数回路と、 (b) タグデータを記憶するためのタグメモリと、 (c) タグが識別及びデータ交換を含む状態のうちの何れ
    か１つの状態であることを示すタグ状態レジスタ、状態
    カウンタ及びランダム数生成プログラムを有し、前記タ
    グ無線周波数回路及び前記タグメモリに接続されたタグ
    ロジック回路と、 (d) 基地局から送信される識別コマンドに応答してタグ
    状態レジスタを識別にセットすることにより前記タグロ
    ジックがタグを識別状態にすることによって実行される
    タグ状態選択手段と、 を備え、 前記タグロジック回路は、識別コマンドに応答し、前記
    状態カウンタのカウント値が所定値に等しいときにタグ
    識別情報を送信し、ランダム数生成プログラムに新たな
    乱数を発生させ、フェイルコマンドを受信したときに前
    記状態カウンタのカウント値を； a.状態カウンタのカウント値が前記所定の値に等しくな
    いとき、または b.状態カウンタのカウント値が前記所定の値に等しく、
    かつランダム数生成プログラムが所与の値を有すると
    き、 に増分し、更に、再送信コマンドに応答して状態カウン
    タを減分させるように動作することを特徴とするタグ。
  2. 【請求項２】タグが識別状態であるとき前記識別コマン
    ドはグループ選択コマンドであり、そしてタグはコマン
    ド応答を基地局に返送する、請求項１に記載のタグ。
  3. 【請求項３】前記コマンド応答はタグ識別情報である、
    請求項２に記載のタグ。
  4. 【請求項４】基地局はタグに読取りコマンドを送信し、
    そしてタグアルゴリズムはタグをデータ交換状態にし、
    従って基地局は基地局に送信された識別情報によりタグ
    を識別することにより少なくとも１つのアプリケーショ
    ンコマンドをタグに送信できる、請求項３に記載のタ
    グ。
  5. 【請求項５】前記所定の値は０であり、そして前記所与
    の値は０である、請求項１に記載のタグ。
  6. 【請求項６】前記アルゴリズムは送信されたフェイルコ
    マンド毎に状態カウンタを１ずつ増加し、そして送信さ
    れた再送信コマンド毎に状態カウンタを１ずつ減少し、
    基地局はフェイルコマンド及び再送信コマンドの数が等
    しいときタグのフィールド内のタグの全てから識別情報
    の読取りを完了する、請求項３に記載のタグ。
  7. 【請求項７】タグが基地局からグループ選択コマンドを
    受信したときタグアルゴリズムは状態カウンタの値を所
    定の値にリセットする、請求項３に記載のタグ。
  8. 【請求項８】タグアルゴリズムはタグが基地局からグル
    ープ非選択コマンドを受信したとき状態レジスタを活動
    可能にリセットすることによりタグを活動可能状態にす
    る、請求項１に記載のタグ。
  9. 【請求項９】タグが基地局から読取りコマンドを受信し
    肯定応答を返送したとき状態レジスタをデータ交換にセ
    ットすることにより、タグはデータ交換状態にされる、
    請求項１に記載のタグ。
  10. 【請求項１０】基地局から送信された無線周波数信号の
    フィールド内にある複数の無線周波数タグから情報を読
    取るシステムであって、 (i) タグは； (a) 基地局との間で無線周波数信号を送受信するための
    アンテナ及びタグ無線周波数回路と、 (b) タグデータを記憶するためのタグメモリと、 (c) タグが活動可能、識別及びデータ交換を含む状態の
    うちの１つの状態にあることを示すタグ状態レジスタを
    有し、更に状態カウンタ及びランダム数生成プログラム
    を有する、タグ無線周波数回路及びタグメモリに接続さ
    れたタグロジック回路と、 (d) タグロジックにより実行されるタグアルゴリズムと
    を備え、 (ii) 基地局はグループ選択、グループ非選択、フェイ
    ルを含む情報コマンド及び再送信コマンドをタグのフィ
    ールドに送信でき、 (a) グループ選択コマンドは各々の選択されたタグアル
    ゴリズムでそのそれぞれの状態レジスタを識別にセット
    し、そしてそのそれぞれの状態カウンタを所定の値にリ
    セットすることにより、タグアルゴリズムで少なくとも
    １つの選択されたタグを識別状態にし、 (b) グループ非選択コマンドはタグアルゴリズムで識別
    状態の少なくとも１つの選択されないタグを活動可能状
    態に移行し、 (c) フェイルコマンドは２つ以上のタグが同時にタグ識
    別情報を基地局に送信するとき基地局により生成され、 (1) 状態カウンタが所定の値に等しくない値を有する場
    合、又は (2) 状態カウンタが所定の値に等しい値を有し且つラン
    ダム数生成プログラムが所与の値を有する場合に、 選択された各タグのアルゴリズムでそのそれぞれの状態
    カウンタを増分し、 (d) 読取りコマンドに応答してフィールド内の１つのタ
    グによりタグ識別情報が基地局に返送されたとき基地局
    により再送信コマンドが送信され、フィールド内の全て
    のタグの状態カウンタを減分することにより、 基地局はタグのフィールド内の無線周波数識別タグを識
    別し、識別されたタグを、基地局がタグメモリからの情
    報をアクセスできるデータ交換状態に移行させるシステ
    ム。
  11. 【請求項１１】複数のタグの無線周波数フィールド内の
    無線周波数識別タグを読取る方法であって、 (a) フィールド内の少なくとも１つの選択されたタグを
    識別状態にするグループ選択コマンドを基地局から送信
    するステップと、 (b) 全ての選択されたタグからの識別情報を基地局に送
    信するステップと、 (c) ２つ以上のタグが同時に識別情報を送信する場合に
    フェイルコマンドを基地局から送信するステップと、 (d) 少なくとも１つの選択されたタグの状態カウンタ
    で、 (1) 状態カウンタが所定の値に等しくない値を有する場
    合、又は (2) 状態カウンタが所定の値に等しい値を有し且つラン
    ダム数生成プログラムが所与の値を有し、情報カウンタ
    の値が所定の値に等しくないときタグがタグ識別情報の
    送信を停止し、そしてタグアルゴリズムがランダム数生
    成プログラムに新しいランダム値を生成させる場合に、 状態カウンタ値を増加するステップと、 (e) 所定の値に等しい状態カウンタ値を有する、全ての
    選択されたタグからの識別情報を基地局に次回に送信す
    るステップと、 (f) 単一のタグが識別情報を基地局に送信するまで、ス
    テップ (c)〜(e) を反復するステップと、 (g) 単一のタグの識別情報を用いて読取りコマンドを単
    一のタグに送出するステップと、 (h) アプリケーションコマンドを用いることにより単一
    のタグメモリからのデータを基地局がアクセスできるデ
    ータ交換状態に単一のタグを移行させるステップとを含
    む方法。
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