JP3903616B2 - 手持式ｉｄタグ用リーダライタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は対象物に設けられたＩＤタグと電波により通信してデータの授受を行う手持式ＩＤタグ用リーダライタに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、移動体の識別システムとして、高周波の電波を利用したリモートＩＤシステムがある。これは、コントローラとＩＤタグとの間で電波による通信を行い、離れた位置にあるＩＤタグのデータを読み取ったり、ＩＤタグにデータを書き込んだりするものである。
【０００３】
このようなリモートＩＤシステムは、配送システム、在庫管理システム、販売システムなど種々のシステムに応用することが考えられている。その一例として、例えば回転すし店の集計システムがある。このシステムの概要は、すしを載せる皿に埋め込んたＩＤタグに、すしの種類、作った時刻、売値などのデータを記録して置き、客が食事を終えたとき、食べたすしの皿を一か所に集めてそれら皿のＩＤタグと通信し、そして、ＩＤタグからデータを得て客の支払うべき金額を算出するというものである。
【０００４】
このような集計システムに応用したような場合、ＩＤタグと通信するリーダライタが固定式のものである場合には、その固定式リーダライタの通信エリア内に皿を置いて集計すれば良い。ところが、固定式リーダライタでは、皿をそこまで運んでこなければならないため、不便である。そこで、客が座っているテーブル上で簡易に集計できるようにするために、手持式のリーダライタが考えられている。
【０００５】
手持式リーダライタでは、通常、リーダライタ本体をテーブル上に積み重ねられた皿の上方に保持して送受信の操作を行う。ところが、操作者は、通常、皿の枚数を認識していないため、全ての皿のＩＤタグと通信したか否かの確認が困難である。積み重ねられた皿の枚数が５〜６枚ならば、操作者は枚数を認識できるので、表示部に通信を行ったＩＤタグの数を表示するようにすれば、全ての皿のＩＤタグと通信したか否かを認識できるが、それ以上になると、見ただけでは皿の枚数を認識できないため、表示を見ても全部の皿のＩＤタグと通信を完了したか否か分からないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、積み重ねられた対象物の個数を推定することができる手持式ＩＤタグ用リーダライタを提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、測距手段により検出された積み重ね高さに基づいて積み重ねられた対象物の個数を推定することができる。このため、全ての対象物のＩＤタグと通信を完了したか否かを認識することが可能となる。この場合、本体に、積み重ねられた最上部の対象物に当てる測距基準部が設けられているので、積み重ねられた対象物の高さをより正確に測定できる。
【０００８】
上記の測距手段としては、種々のものが考えられるが、超音波を発射してから反射波を受信するまでの時間により距離を測る超音波センサが低コストで済む。このため、測距手段を超音波センサにより構成する請求項２記載の発明では、製造コストを極力低く押さえることができる。
対象物の積み重ね個数が多過ぎて電波が下の方にある対象物まで届かなかったり、或いは対象物と対象物との間に電波を遮断する物が挟み込まれていたりすると、積み重ねられている全ての対象物のＩＤタグと通信することができない。請求項３記載の発明では、測距手段の検出高さにより推定した対象物の個数と実際に通信したＩＤタグの数との一致、不一致を報知できるので、積み重ね個数を減らしたり、電波を遮断する物を取り除いたりする等の処置をとることができる。
【０００９】
測距時、本体が傾いていると、測距手段による測定高さに誤りを生ずる。このことに関し、請求項４の発明では、測距時の本体の傾きを検出する傾き検出手段を設けたので、対象物の積み重ね高さをより一層正確に測定できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図６を参照しながら説明する。
なお、この実施例は、回転すし店の集計システムに適用したものである。ここで、回転すし店とは、次のようなシステムの店である。
店内にはループ状のコンベアが設けられ、そのコンベアに沿って客席が設けられている。すしは皿に載せられ、コンベアによって客席へと運ばれる。客は、コンベアによって運ばれてくる皿のうちから、好みのすしが載せられている皿を取り、食べ終えた後の皿は順にテーブル上に重ね置いて行く。店側では、すしをその売値に応じた色或いは模様の皿に載せるので、客は、重ね置いた皿と枚数とから店に支払うべきおおよその金額を知ることができるようになっている。食事を終えた後は、店員によって皿の枚数が色或いは模様別に数えられ、店に支払うべき金額が決定される。
【００１１】
さて、図５に示すように、すしを載せる皿１（リードライト対象物）は、例えばメラニン樹脂などのプラスチック製のもので、その内部には、ＩＤタグ２が埋め込まれている。上記ＩＤタグ２は、図６に示すように、電波信号を送受信するためのアンテナ用コイル３と、共振コンデンサ４と、制御用ＩＣ５と、平滑部６とから構成され、共振コンデンサ４、制御用ＩＣ５および平滑部６はプリント配線基板７上に搭載されている。
【００１２】
上記制御用ＩＣ５は、制御部としてのＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）８の他、整流部９、変復調部１０、メモリ部１１などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。また、平滑部６は、図示はしないが平滑コンデンサ、ツェナーダイオードなどを有している。
【００１３】
そして、上記アンテナ用コイル３は、共振コンデンサ４と並列に接続されて共振回路を構成し、外部機器であるリーダライタから所定の高周波数の電力用電波信号が送信されてくると、これを受信して整流部９に送信する。整流部９は、平滑部６と共に動作用電源回路を構成するもので、共振回路から送信されてきた電力用電波信号を整流し、平滑部６により平滑化し且つ一定電圧の直流電力（動作用電力）にしてＭＰＵ８などに供給する。
【００１４】
リーダライタから送信されてくるデータなどの信号は、電力用電波信号に重畳して送信されるようになっており、その信号は、変復調部１０により復調されてＭＰＵ８に与えられる。ＭＰＵ８は、メモリ部１１が有するＲＯＭに記憶された動作プログラムに従って動作するもので、変復調部１０から入力される信号に応じた処理を実行し、受信したデータをメモリ部１１が有するＥＥＰＲＯＭなどの消去可能な不揮発性メモリに書き込んだり、メモリ部１１からデータを読み出して変復調部１０により変調し、アンテナ用コイル３から電波信号として送信したりする。
【００１５】
図３にはＩＤタグ２と通信する手持式リーダライタの本体１２が示されている。この手持式リーダライタ本体１２は、手持ち部を兼用する操作部１３と、この操作部１３の一端側に設けられた頭部１４とから構成されており、頭部１４には例えば液晶からなる表示部１５が設けられている。操作部１３には、集計に必要な基礎的データ、例えば商品の種類、値段などを入力したりする複数のキースイッチ１６、測距動作開始用の操作手段としての測距スイッチ１７および通信開始用の操作手段としてのスタートスイッチ１８などが設けられている。
【００１６】
一方、頭部１４の前面部側（表示部１５側）には、ＩＤタグ１と通信するためのコイル状の送信アンテナ１９および受信アンテナ２０、測距手段としての例えば超音波送受信器からなる超音波センサ２１等が設けられている。超音波センサ２１は、超音波を発射してから反射波を受信するまでの時間により距離を測定する。この測距時に手持式リーダライタ本体１２を、積み重ねられている皿１群の最上部に正確に保持するために、頭部１４の先端部に測距基準部としての突出部２２が突設されている。
【００１７】
また、超音波センサ２１は、測距時の手持式リーダライタ本体１２の傾きを検出する傾き検出手段としても機能するようになっている。すなわち、手持式リーダライタ本体１２がほぼ水平に保持されて、超音波センサ２１から発射された超音波が皿１が載せられているテーブルに直角に当たって反射した場合と、手持式リーダライタ本体１２が傾いた状態にあって、超音波センサ２１から発射された超音波がテーブルに斜めに当たって反射した場合とでは、超音波センサ２１が受信する反射波の強度が異なる。そこで、超音波センサ２１が受信した反射波を解析し、その強度が所定の範囲にあるときは、手持式リーダライタ本体１２はほぼ水平の保持されているとし、所定範囲を越えているときは、手持式リーダライタ本体１２の傾きが大きいとするように構成されている。
【００１８】
手持式リーダライタ本体１２は、その電気的構成を示す図４のように、制御手段としての主制御部２３およびリモート制御部２４を備えている。そのうち、主制御部２３には、前記キースイッチ１６群、測距スイッチ１７およびスタートスイッチ１８がスイッチ回路２５を介して接続されていると共に、前記表示部１５、超音波センサ２１および上位装置（例えばパソコン）との間でデータの授受を行う通信部２６等が接続されている。
【００１９】
リモート制御部２４には、前記送信アンテナ１９、受信アンテナ２０およびブザーなどの発音部２７が接続されている。ここで、両制御部２３，２４は、図示はしないが、それぞれＭＰＵ、動作プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭなどから構成されており、主制御部２３とリモート制御部２４とは、それぞれの通信部を通じてデータの授受を行うようになっている。
【００２０】
そして、リモート制御部２４は、送信部２８および受信部２９を備えており、ＩＤタグ２と通信を行う際には、まず、キャリア信号を送信部２８で変調して電力用電波信号として送信アンテナ１９から送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部２８で変調して送信アンテナ１９から送信する。ＩＤタグ２から放射された電波信号については、これを受信アンテナ２０により受信し、受信部２９で復調してデータとして弁別する。そして、リモート制御部２４は、受信部２９で復調されたデータをＲＡＭに一時的に記憶し、その後、そのデータを通信部を介して主制御部２３側に送信するようになっている。以上のような電気的構成を有する手持式リーダライタ本体１２は、その動作用電源として電池３０（図４参照）を備えている。
【００２１】
次に上記構成の作用を図１に示すフローチャートをも参照して説明する。
電源が等入力された状態では、主制御部２３は、測距スイッチ１７或いはスタートスイッチ１８が操作されたか否かを常時監視する状態となっている（ステップＳ１で「ＮＯ」、ステップＳ２で「ＮＯ」の繰り返し）。
【００２２】
この状態で、図２に示すように、手持式リーダライタ本体１２の頭部１４を下向きにして突出部２２を積み重ねられている皿１群の最上部の皿１に当てる。そして、測距スイッチ１７をオン操作する。すると、主制御部２３は、ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ９に移行して超音波センサ２１に超音波を発射させる。次に、主制御部２３は、ステップＳ１０で超音波センサ２１の受信器が受信した反射波を解析し、ステップＳ１１で本体１２の傾きを検出すると共に、次のステップＳ１２で超音波の発射から反射波の受信までの時間に基づいて本体１２から皿１が置かれたテーブルまでの距離、すなわち積み重ねられた皿１群の積み重ね高さＨを求める。
【００２３】
その後、主制御部２３は、ステップＳ１３に移行して超音波の発射を停止させ、次のステップＳ１４において反射波の強度から手持式リーダライタ本体１２の傾きが許容範囲であるか否かを判断する。許容範囲内にある場合には、主制御部２３は、ステップＳ１４で「ＹＥＳ」となってステップＳ１５に移行し、ここで、積み重ね高さＨから皿１の枚数を求める。この場合、図２に示すように、１枚の皿１の全高をｈ１、皿１を２枚積み重ねたときに下の皿１の糸底１ａの下面と上の皿１の糸底１ａの下面との間の距離をｈ２とすると、積み重ねた皿１の枚数ｎは、次の（１）式で求めることができる。
ｎ＝（Ｈ−ｈ１）／ｈ２＋１……（１）
【００２４】
次に、主制御部２３は、ステップＳ１６に移行して、上記のようにして求めた皿１の枚数をＲＡＭに記憶し、続くステップＳ１７で測距を終了した旨を表示部１５に表示すると共に、リモート制御部２４に測距終了の報知指令を出力して発音部２７に測距終了の発音動作（例えば、ピッ音）を行わせる。
【００２５】
また、主制御部２３は、本体１２の傾きが許容される一定範囲であるか否かを判断するステップＳ１４で「ＮＯ（一定範囲を越えた傾き）」となった場合には、ステップＳ１８に移行して表示部１５に傾き不良であることを表示させると共に、リモート制御部２４に過大傾斜報知指令を出力して発音部２７に傾き不良である旨の発音動作（例えば、ピッ、ピッ音）を行わせる。そして、主制御部２３は、ステップＳ１に戻り、測距スイッチ１７のオン操作を待つ状態となる。
【００２６】
さて、測距を完了すると、主制御部２３は、測距を終了した旨の表示および発音を行うステップＳ１７からステップＳ２に戻る。そして、使用者は、表示部１５の表示、発音部２７の発音動作から測距が終了したことを知る。そこで、使用者が、手持式リーダライタ本体１２の頭部１４を積み重ねられている皿１群の上に保持し、スタートスイッチ１９を操作すると、主制御部２３は、ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ３に移行し、ここで皿１の積み重ね枚数データがＲＡＭに格納されているか否かを判断する。枚数データがない場合には、主制御部２３は、ステップＳ１９に移行して表示部１５に枚数データなしの表示を行わせると共に、リモート制御部２４に枚数データなしの報知指令を出力して発音部２７に枚数データがない旨の発音動作（例えば、ピッ、ピッ音）を実行させ、そしてステップＳ１に戻る。
【００２７】
枚数データがＲＡＭに格納されていた場合、主制御部２３は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」となってステップＳ４に移行し、集計指令をリモート制御部２４に送信する。この集計指令により、リモート制御部２４は、キャリア信号を送信部２８で変調して電力用電波信号として送信アンテナ１９から送信すると共に、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部２８で変調して送信アンテナ１９から送信する。
【００２８】
すると、皿１のＩＤタグ２側では、送信された電波信号をアンテナ用コイル３により受け、その電波信号を整流部９および平滑部６で整流平滑して一定電力の直流電力に変換し、ＭＰＵ８などの動作用電源として供給する。動作用電力の供給により、各皿１のＩＤタグ２のＭＰＵ８は動作を開始し、送信されてきた信号の内容に応じた処理、この場合には、メモリ部１から皿２のＩＤ番号、皿２の種類などのデータを読み出し、これを変復調部１０で変調してアンテナ用コイル３から送信するという動作を行う。各皿１のＩＤタグ２から送信された電波信号は、手持式リーダライタ本体１２の受信アンテナ２０により受信され、その受信信号は受信部２９で復調され、復調されたデータはＲＡＭに記憶される。
【００２９】
このようにして、積み重ねられている皿１のＩＤタグ２と通信を行い、全ての皿１のＩＤタグ２との通信を完了したと判断すると、主制御部２３は、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、通信を行ったＩＤタグ２の数とＲＡＭに記憶されている枚数データとが一致しているか否かを判断する。
【００３０】
ここで、全ての皿１のＩＤタグ２との通信を完了したことの判断は次のようにして行う。すなわち、リモート制御部２４は、一つのＩＤタグ２と通信を行うと、そのＩＤタグ２のＩＤ番号をＲＡＭに記憶させる。このとき、そのＩＤ番号が既に記憶されている場合には、ＲＡＭへの格納を行わない。通信したＩＤタグ２が増えると、ＲＡＭに記憶されるＩＤ番号も増加するが、積み重ねられている全ての皿１のＩＤタグ２と通信すると、以後の通信では、ＲＡＭに記憶されているＩＤ番号以外の番号はなくなる。この状態が所定時間続いたとき、主制御部２３は、全ての皿１のＩＤタグ２との通信を完了したと判断するものである。
【００３１】
さて、通信を行ったＩＤタグ２の数とＲＡＭに記憶されている枚数データとが一致していた場合には、主制御部２３は、ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ６に移行し、全数通信完了した旨を表示部１５に表示させると共に、リモート制御部２４に指令を出力して発音部２７に全数通信完了の発音動作（例えば、ピッ、ピッ、ピッ音）を行わせる。続いて、主制御部２３は、ステップＳ７に移行してＲＡＭに記憶されている各皿２５の種類（値段）およびその数などから客が支払うべき金額を演算し、そして、ステップＳ８でＲＡＭＵに記憶されている枚数データを消去し、エンドとなる。
【００３２】
さて、このようにして、全ての皿１のＩＤタグ２との通信を完了したと判断されたとき、その通信完了のＩＤタグ数がＲＡＭに記憶されている枚数データと一致しないとき、主制御部２３は、ステップＳ５で「ＮＯ」と判断し、再びステップＳ４に戻って通信動作を行わせる。そして、通信を行ったＩＤタグ２の数とＲＡＭに記憶されている枚数データとが不一致のとき、主制御部２３は、再び通信動作を行わせる、というように通信を行ったＩＤタグ２の数がＲＡＭに記憶されている枚数データと一致するまで通信動作を繰り返し行わせる。
【００３３】
このように通信動作が何回も行われること、換言すれば、全数通信完了の報知がなされないことから、使用者は異常に気付き、皿１の積み重ね枚数が多過ぎる場合には、２つに分けたり、或いは、銀紙のような電波を遮断するような物が皿１に残されているような場合には、それを除去する。そして、再び、上述のような動作を行わせる。
【００３４】
このように構成した本実施例によれば、皿１の積み重ね高さに基づいて積み重ねられている皿１の枚数を推定することができるので、全ての皿１と通信を完了したか否かを確認することができる。
【００３５】
ところで、皿１の積み重ね高さを測定する場合、手持式リーダライタ本体１２を積み重ねられている最上部の皿１と同じ高さに保持する必要があり、このようにしないと、皿１の積み重ね高さを正確に測定できなくなる。しかるに、本実施例では、手持式リーダライタ本体１２に突出部２２を設けたので、その突出部２２を最上部の皿１に当てることで、手持式リーダライタ本体１２を積み重ねられている最上部の皿１と同じ高さに容易に保持するこたができ、その積み重ね高さをより正確に測定することができる。
【００３６】
また、手持式リーダライタ本体１２が傾いていると、超音波センサ２１の高さが積み重ねられている皿１の高さと異なるようになり、皿１の積み重ね高さを正確に検出できなくなる。このことに関し、本実施例では、超音波センサ２１が発した超音波の反射波の強度から手持式リーダライタ本体１２の傾きを検出し、その傾きが一定の範囲を越えて傾いていた場合には、これを報知するようにしたので、使用者に手持式リーダライタ本体１２が傾き過ぎていることを知らせることができる。従って、使用者は、常に、手持式リーダライタ本体１２をほぼ水平に保持した状態で皿１の積み重ね高さを測定するようになり、より正確に積み重ね高さ、ひいては積み重ねられている皿１の枚数を推定することができるようになる。
【００３７】
図７および図８は本発明の他の実施例を示す。この実施例が前記一実施例と異なるところは、積み重ねられた皿１間に異物が挟み込まれていたような場合、これを検出するようにしたところにある。
超音波センサ２１により測定される皿１の積み重ね高さ（測定距離）は、誤差がないと仮定すると、測定距離と皿枚数との関係は、図８（ａ）に示すように、点で表される。超音波センサ２１の測定誤差を考慮に入れると、測定距離と皿枚数との関係は、図８（ｂ）に示すように、階段状の線分で表される。
【００３８】
そして、積み重ねられた皿１の枚数をｎ、超音波センサ２１の測定距離をＬ、最大測定誤差をΔＬとすると、超音波センサ２１の測定距離Ｈは次の（２）式となる。
［ｈ２（ｎ−１）＋ｈ１−ΔＬ］≦Ｌ≦［ｈ２（ｎ−１）＋ｈ１＋ΔＬ］……（２）
皿１の相互間に異物が挟み込まれていたりした場合には、超音波センサ２１の測定距離をＬは、上記の（２）式で表される距離から外れる。そこで、本実施例では、主制御部２３は、超音波センサ２１で測定した皿１の積み重ね高さＬから皿１の枚数を算出（ステップＳＡ１５）した後、測定距離Ｌが上記の（２）式の範囲に入っているか否かを判断する（ステップＳＡ１６）。
【００３９】
測定距離Ｌが上記（２）式の範囲に入っている場合には、主制御部２３は、ステップＳＡ１６で「ＹＥＳ」と判断し、枚数データをＲＡＭに記憶する。また、測定距離Ｌが上記（２）式の範囲に入っていない場合には、主制御部２３は、ステップＳＡ１６で「Ｎ０」と判断し、ステップＳＡ２１に移行して表示部１５に異物存在の表示を行わせると共に、リモート制御部２４に異物存在指令を出力して発音部２７に異物が存在している旨の発音動作を行わせ、ステップＳＡ１に戻る。
【００４０】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような変更或いは拡張が可能である。
積み重ね高さから、積み重ねられている皿１の枚数を算出したとき、その枚数を表示部１５に表示するようにしても良い。
皿１の積み重ね高さを検出する手段としては、超音波センサ２１に限られず、光センサなどであっても良い。
リードライト対象物は皿１に限られない。
突出部２２は頭部１４の先端ばかりでなく、側部に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における制御内容を示すフローチャート
【図２】測距時の状態を示す側面図
【図３】手持式リーダライタを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図４】手持式リーダライタの電気的構成を示すブロック図
【図５】皿の斜視図
【図６】ＩＤタグの電気的構成を示すブロック図
【図７】本発明の他の実施例を示す図１相当図
【図８】測距センサによる積み重ね高さの検出範囲を示すグラフ
【符号の説明】
図中、１は皿、２はＩＤタグ、１２は手持式リーダライタ本体、１３は操作部、１４は頭部、１７は測距スイッチ、１８はスタートスイッチ、２１は超音波センサ（測距手段、傾き検出手段）、２２は突出部（測距基準部）、２３は主制御部（制御手段）、２４はリモート制御部である。

Claims (4)

1. リードライト対象物に付されたＩＤタグと電波によって通信する手持式ＩＤタグ用リーダライタにおいて、
   本体に、前記対象物が複数個積み重ねられた状態にあるとき、その積み重ねられた最上部の対象物に当てる測距基準部と、この測距基準部を前記積み重ねられた最上部の対象物に当てた状態でその積み重ね高さを検出する測距手段とを設け、この測距手段により検出された積み重ね高さに基づいて前記積み重ねられた対象物の個数を推定するように構成したことを特徴とする手持式ＩＤタグ用リーダライタ。
2. 前記測距手段は、超音波センサにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の手持式ＩＤタグ用リーダライタ。
3. 前記測距手段の検出高さにより推定した前記対象物の個数と、実際に通信した前記ＩＤタグの個数との一致、不一致を報知可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の手持式ＩＤタグ用リーダライタ。
4. 測距時における前記本体の傾きを検出する傾き検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の手持式ＩＤタグ用リーダライタ。

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