JP4265554B2 - タグ通信装置、タグ通信方法、およびタグ通信システム - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態について図1ないし図9に基づいて説明すると以下の通りである。
図2は、本実施形態に係るRFIDタグ通信システム(タグ通信システム)の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、RFIDタグ通信システムは、1つ以上のRFIDタグ1…およびリーダライタ(タグ通信装置)2を備えた構成となっている。
次に、リーダライタ2における送信信号の出力レベル制御に関する詳細な構成について図1を参照しながら説明する。同図に示すように、送信処理部5は、周波数調整部としてのPLL(Phase Locked Loop)部5A、変調部5B、および電力増幅部5Cを備えている。また、受信処理部6は、増幅部6A、および周波数変換部6Bを備えている。また、位置測定部8は、位相情報取得部8A、および距離算出部8Bを備えている。また、通信制御部7は、周波数制御部7A、送信制御部7B、受信制御部7C、出力制御部7D、および出力テーブル記憶部(出力情報記憶部)7Eを備えている。
次に、距離測定処理の詳細について説明する。本実施形態においては、リーダライタ2がRFIDタグ1に対してR/W要求信号(要求信号)を送信し、RFIDタグ1がこれに応じてタグ応答信号を返信するようになっている。この様子を図4(a)〜図4(c)に示す。
次に、図6に示すフローチャートを参照しながら、入力部にレベル設定変更指示が入力されたときの、リーダライタ2における送信信号出力レベルの設定処理の流れについて説明する。
次に、増幅率の制御の基となるRFIDタグ1との距離測定における受信信号の位相を検出する処理を行う受信処理部6の具体的な構成について、図7を参照しながら以下に説明する。この具体例では、受信処理部6は、受信信号をI信号とQ信号とに分離して位置測定部8に入力することによって、位置測定部8における位相の検出処理を可能とさせるものとなっている。同図に示すように、受信処理部6は、増幅部6Aとしての2つの増幅部6A1・6A2、周波数変換部6Bとしてのミキサ6B1・6B2および90°移相部6B3を備えている。
次に、本実施形態に係るRFIDタグ通信システムの具体的な適用例について説明する。図8(a)(b)は、物品の流通が行われるシステムにおいて、流通される物品の検査・確認などを行うシステムに本RFIDタグ通信システムを適用した場合の例を示している。
本実施形態では、出力制御部7Dが、複数のRFIDタグ1の中の最長距離を通信可能な最大限度距離とする出力レベルを、出力テーブル記憶部7Eから読み出すものとした。しかしながら、これに限らず、出力制御部7Dが、距離と該距離を通信可能な最大限度距離とする出力レベルとの関係式により、最長距離から出力レベルを算出してもよい。
まず、リーダライタ2が、互いに異なる周波数からなる3つ以上のR/W要求信号を送信し、それぞれに対するタグ応答信号を受信する。そして、受信信号のうちで、S/Nがより高く、かつ、I信号・Q信号のレベルがより高い受信信号を2つ選択し、この選択した2つの受信信号に基づいて位相検出および位置算出を行う。
上記の例では、2つの周波数における受信信号の位相を検出し、これらに基づいて上記数9の式によって距離rを算出している。これに対して、以下に示すように、高分解能スペクトラム解析法の1つであるMUSIC(MUltiple SIgnal Classification)法の考え方を応用することによって距離rを算出することが可能となる。
上記実施形態1では、出力制御部7Dが位置測定部8で測定された距離を基に、送信信号の出力レベルを制御するものとした。ただし、RFIDタグ1が貼り付けられている対象物によって、適切な送信信号の出力レベルが異なる場合がある。例えば、実際の物理的距離が1mであったとしても、そのRFIDタグ1が誘電率の大きな対象物に貼り付けられている場合、3mの物理的距離に相当する出力レベルでないと正常通信できないことがある。
2・2a リーダライタ(タグ通信装置)
3 送信アンテナ
4 受信アンテナ(タグ応答信号受信部)
4A 第1アンテナ素子
4B 第2アンテナ素子
5 送信処理部
5A PLL部
5B 変調部
5C 電力増幅部
6 受信処理部(タグ応答信号受信部)
6A・6A1・6A2 増幅部
6B 周波数変換部
6B1・6B2 ミキサ
6B3 90°移相部
6C プリアンブル抽出部
7 通信制御部
7A 周波数制御部
7B 送信制御部
7C 受信制御部
7Ca 受信制御部(対象物情報取得部)
7D・7Da 出力制御部
7E・7Ea 出力テーブル記憶部(出力情報記憶部)
8 位置測定部
8A 位相情報取得部
8B 距離算出部
9 外部通信部
Claims (11)
- RFIDタグと無線通信を行うタグ通信装置において、
上記RFIDタグから、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されたタグ応答信号を受信するタグ応答信号受信部と、
上記タグ応答信号を解析することによって、該RFIDタグと当該タグ通信装置との距離を算出する位置測定部と、
上記位置測定部によって算出された距離が長くなるにつれ、送信信号の出力レベルを上げるように制御する出力制御部とを備え、
上記位置測定部は、
互いに異なる2つの搬送周波数f 1 、f 2 によって受信されたタグ応答信号の位相差Δφを取得する位相情報取得部と、
上記位相情報取得部によって取得された位相差Δφ、搬送周波数f 1 ,f 2 に基づいて、上記RFIDタグと上記タグ通信装置との距離rを算出する距離算出部とを備え、
上記出力制御部は、上記位置測定部によって算出された距離が通信可能な最大限度の距離となるように、上記出力レベルを制御することを特徴とするタグ通信装置。 - RFIDタグと無線通信を行うタグ通信装置において、
上記RFIDタグから、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されたタグ応答信号を受信するタグ応答信号受信部と、
上記タグ応答信号を解析することによって、該RFIDタグと当該タグ通信装置との距離を算出する位置測定部と、
上記位置測定部によって算出された距離が長くなるにつれ、送信信号の出力レベルを上げるように制御する出力制御部とを備え、
上記位置測定部は、上記異なる複数の搬送周波数f 1 〜f N に対応するタグ応答信号に基づいて、MUSIC(Multiple Signal Classification)評価関数を求め、当該MUSIC評価関数においてピークが生じる値を、上記RFIDタグとタグ通信装置との距離とし、
上記出力制御部は、上記位置測定部によって算出された距離が通信可能な最大限度の距離となるように、上記出力レベルを制御することを特徴とするタグ通信装置。 - 上記RFIDタグが付けられた対象物を特定する対象物情報を取得する対象物情報取得部を備え、
上記出力制御部は、さらに上記対象物情報取得部が取得した対象物情報に基づいて、上記出力レベルを制御することを特徴とする請求項1または2に記載のタグ通信装置。 - 上記タグ応答信号受信部が複数のRFIDタグからタグ応答信号を受信し、
上記出力制御部は、上記位置測定部によって算出された上記複数のRFIDタグと当該タグ通信装置との距離の中から最長の距離を抽出し、抽出した距離が通信可能な最大限度の距離となるように、上記出力レベルを制御することを特徴とする請求項1または2に記載のタグ通信装置。 - 上記出力制御部は、出力レベルの設定指示を取得したときに上記出力レベルの制御を行い、その後、設定した出力レベルを維持することを特徴とする請求項1または2に記載のタグ通信装置。
- RFIDタグとの距離と、該距離に応じて予め定められた出力レベルとを対応付けた情報を記憶する出力情報記憶部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタグ通信装置。
- タグ応答信号の送信を要求する要求信号をRFIDタグに対して無線により送信する制御を行う送信制御部と、
上記要求信号が互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されるように制御する周波数制御部とを備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタグ通信装置。 - 上記タグ応答信号受信部が、互いに異なる3つ以上の搬送周波数によって送信されたタグ応答信号を受信し、
上記位相情報取得部が、各搬送周波数の信号のうち、信号の状態が距離を算出する上でより好ましい状態となっている2つの搬送周波数f 1 、f 2 の信号を選択して、上記位相差Δφを取得することを特徴とする請求項1記載のタグ通信装置。 - RFIDタグと無線通信を行うタグ通信方法において、
上記RFIDタグから、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されたタグ応答信号を受信するタグ応答信号受信ステップと、
上記タグ応答信号を解析することによって、該RFIDタグとタグ通信装置との距離を算出する位置測定ステップと、
上記位置測定ステップによって算出された距離が長くなるにつれ、送信信号の出力レベルを上げるように制御する出力制御ステップとを含み、
上記位置測定ステップは、
互いに異なる2つの搬送周波数f 1 、f 2 によって受信されたタグ応答信号の位相差Δφを取得する位相情報取得ステップと、
上記位相差Δφ、搬送周波数f 1 ,f 2 に基づいて、上記RFIDタグと上記タグ通信装置との距離rを算出する距離算出ステップとを含み、
上記出力制御ステップは、上記位置測定ステップによって算出された距離が通信可能な最大限度の距離となるように、上記出力レベルを制御することを特徴とするタグ通信方法。 - RFIDタグと無線通信を行うタグ通信方法において、
上記RFIDタグから、互いに異なる複数の搬送周波数によって送信されたタグ応答信号を受信するタグ応答信号受信ステップと、
上記タグ応答信号を解析することによって、該RFIDタグとタグ通信装置との距離を算出する位置測定ステップと、
上記位置測定ステップによって算出された距離が長くなるにつれ、送信信号の出力レベルを上げるように制御する出力制御ステップとを含み、
上記位置測定ステップは、上記異なる複数の搬送周波数f 1 〜f N に対応するタグ応答信号に基づいて、MUSIC(Multiple Signal Classification)評価関数を求め、当該MUSIC評価関数においてピークが生じる値を、上記RFIDタグとタグ通信装置との距離とし、
上記出力制御ステップは、上記位置測定ステップによって算出された距離が通信可能な最大限度の距離となるように、上記出力レベルを制御することを特徴とするタグ通信方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のタグ通信装置と、
上記タグ通信装置と無線通信を行う少なくとも1つのRFIDタグとを備えることを特徴とするタグ通信システム。
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