JP4588963B2 - Ｒｆｉｄリーダ出力制御装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
関連出願の相互参照
該当なし
米国国家より支持された研究又は開発についての陳述
該当しない
発明の背景
発明の分野
本発明は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムに関し、詳細には、ＲＦＩＤリーダの送信器出力電力レベルを、送信されたＲＦ信号の定在波比（ＳＷＲ）に基づいて制御することに関する。
関連技術の説明
ＲＦＩＤシステムは益々在庫制御及び監視を含む様々な応用に用いられている。ハンドヘルドＲＦＩＤリーダは、屋内並びに屋外で用いることができ、そしてバッテリ給電され得る。ＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤ問い合わせ信号を送信する。なお、そのＲＦＩＤ問い合わせ信号はＲＦ信号である。ＲＦＩＤマーカは、送信されたＲＦ信号を受信し、そして当該技術において知られている識別情報及び他のデータを含む応答信号でもって応答する。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤマーカの応答信号を受信し、そしてその信号内に含まれている関連情報を回復する。ＲＦＩＤマーカは、ＲＦＩＤリーダがデータをＲＦＩＤマーカの応答信号から検出して検索することができるようにＲＦＩＤリーダから所定の最大半径内になければならない。適切なＲＦＩＤ読み取りのためのこの所定の最大半径は、最大ＲＦＩＤ読み取り範囲と呼ばれる。ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤマーカの最大ＲＦＩＤ読み取り範囲内にある対象物に向いていない場合、ＲＦＩＤリーダは、環境の中に放射されるであろうＲＦＩＤ問い合わせ信号を送信し続けるであろうし、そしてバッテリ給電される場合、バッテリを放電し続けるであろう。従って、対象物がＲＦＩＤマーカを読み取る最大読み取り範囲内にないときＲＦ出力電力レベルが低電力モードに設定されるように、ＲＦＩＤリーダのＲＦ出力電力レベルを制御することが望ましい。
【０００２】
発明の簡単な概要
対象物がＲＦＩＤマーカをＲＦＩＤリーダから読み取る最大半径内にあるか否かを、ＲＦＩＤリーダからの送信されたＲＦ信号の被測定ＳＷＲに基づいて判定する装置及び方法である。ＲＦＩＤリーダの出力電力レベルが、被測定ＳＷＲに従って制御される。
【０００３】
本発明の目的、利点及び応用が、本発明の実施形態の以下の詳細な説明により明らかにされるであろう。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、アンテナ４、デュアル方向性結合器６、送信器８、信号プロセッサ１０、受信器１２及び制御器１４を含むＲＦＩＤリーダ２のブロック図が図示されている。制御器１４は、ＲＦＩＤ問い合わせ信号を事前選択されたＲＦ出力レベルで送信するよう送信器８を制御する。送信器８は、ＲＦＩＤ問い合わせ信号をデュアル方向性結合器６を介してアンテナ４に送り、そのＲＦＩＤ問い合わせ信号を外へ放射する。ＲＦＩＤマーカ５はＲＦＩＤ問い合わせ信号を受信するが、そのＲＦＩＤマーカ５は、識別情報を含む応答信号でもって応答する。順方向ＲＦ信号１６はデュアル方向性結合器６から取られた送信されたＲＦＩＤ問い合わせ信号であるが、その順方向ＲＦ信号１６が信号プロセッサ１０に供給される。デュアル方向性結合器６は、アンテナ４と送信器８との間に配設された既知のデバイスであって、送信された即ち順方向ＲＦ信号１６及び反射されたＲＦ信号１８にアクセス可能である既知のデバイスである。デュアル方向性結合器６からの反射ＲＦ信号１８は、信号プロセッサ１０及び受信器１２に供給される。反射ＲＦ信号１８は、アンテナ４の近傍の対象物から反射された送信されたＲＦＩＤ問い合わせ信号である。信号プロセッサ１０は、順方向ＲＦ信号１６の反射ＲＦ信号１８に対する比を取り、ＳＷＲを決定する。ＳＷＲのレベルは、アンテナ４へ戻るよう反射された送信信号の量を示す。アンテナ４の近傍の対象物の数又は大きさが増せばＳＷＲのレベルも増大する。次いで、そのＳＷＲが制御器１４に送られる。制御器１４は、ＳＷＲを用いて、送信器８のため選択すべき適切なＲＦ出力電力レベルを決定する。制御器１４は、ＲＦＩＤマーカを適切に読み取るためのＲＦＩＤリーダからの最大半径内に対象物があることを示す高ＳＷＲのため高ＲＦ出力電力レベルを選択するであろう。
【０００４】
送信器８がＲＦＩＤ問い合わせ信号をアンテナ４に送り、そのＲＦＩＤ問い合わせ信号を外に放射するとき、ＲＦＩＤ問い合わせ信号を受信するいずれのＲＦＩＤマーカ５は、識別情報及び／又は他のデータを含む応答信号でもって応答する。デュアル方向性結合器６からの反射ＲＦ信号１８は、受信器１２に送られる。受信器１２は、反射ＲＦ信号１８に含まれている、いずれのＲＦＩＤマーカ（５）からの信号を検出し、そして識別情報／データを更なる処理のため制御器１４に転送する。受信器１２は、制御器１４による情報／データの適切な読み取りのため、受信されたＲＦＩＤ信号を条件付けし得る。
【０００５】
動作においては、ＲＦＩＤリーダ２が対象物に付けられ、接続され、又はある方法で関連付けられるＲＦＩＤマーカを読み取るためその対象物に向けられ、且つ対象物が最大ＲＦＩＤ読み取り範囲内にあるとき、ＳＷＲは、対象物からの反射ＲＦ信号のため高くなり、そして制御器１４が送信器８を高出力レベルに設定するであろう。最大ＲＦＩＤ読み取り範囲は、動作周波数及び特定のＲＦＩＤリーダの電力レベルに応じて変わり、そして当業者により容易に決定可能である。ＲＦＩＤリーダ２が対象物からそれて向けられている場合、又は対象物が最大ＲＦＩＤ読み取り範囲を超えている場合、ＳＷＲは低くなり、そして制御器１４は、送信器８を低い出力レベルに設定するであろう。ＲＦＩＤリーダ２がＲＦＩＤマーカを読み取るため用いられているとき、ＲＦＩＤリーダ２は、ＲＦＩＤマーカが付された対象物に向けられており、そして高いＳＷＲが予想されるであろう。従って、出力電力レベルは、ＲＦＩＤリーダ２が実際にＲＦＩＤマーカを読み取るため用いられているとき高に設定される。ＲＦＩＤリーダ２が対象物に向けられていないで、そしてＲＦＩＤマーカ５が読み取られようとされてないとき、又は対象物が最大ＲＦＩＤ読み取り範囲を超えている場合、ＳＷＲが低くなり、そして制御器１４は出力電力レベルを低く設定するであろう。ＲＦＩＤリーダ２が屋外で用いられているとき、本発明は高い出力電力レベルのＲＦ信号を環境の中に送信するのを防止し、それにより厳しいＲＦ放出基準を有する場合がある範囲でのＲＦＩＤリーダ２の使用を許可することができる。屋内で使用のときは、ＲＦＩＤリーダ２は、広大な倉庫の中に向けられたとき、又はＲＦＩＤマーカ読み取り範囲の外にある対象物に向けられたときのように、対象物から外れた方向に向いている場合に、低い出力レベルに設定されるであろう。バッテリ給電されたＲＦＩＤリーダは、対象物がＲＦＩＤマーカを読み取る最大ＲＦＩＤ読み取り範囲内にあるとき、高電力モードに設定するだけにより、発明の出力電力レベル制御から利益を得るであろう。
【０００６】
信号プロセッサ１０及び受信器１２は、アナログ・ハードウエア、ディジタル・ハードウエア、ソフトウエア、又はハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現されることができ、そして単一の信号プロセッサの形式を取ってもよい。一実施形態においては、制御器１４は、順方向ＲＦ信号及び反射ＲＦ信号を取り込み、そしてそれらをＤＣ電圧に変換することができ、次いでそれら同士を比較して、ＳＷＲを決定し、そのＳＷＲは、制御器１４にＤＣ電圧として出力される。ＳＷＲは、交互にディジタルに決定されることができ、そして制御器１４に送られるＳＷＲは、ディジタル・ワードの形式を取るであろう。制御器１４は、プログラム可能なプロセッサを含むのが好ましいが、しかしアナログ及び／又はディジタル回路を用いて実現されることができる。送信器８は、制御器１４からの出力電力レベル制御を含むよう適合された通常のＲＦＩＤ送信器であることができる。図２を参照すると、制御器１４は、対象物の在庫に対応するＲＦＩＤ情報及びデータのデータベースを保持するためメモリ３０を含み得て、及び／又は対象物及び情報のより大きなデータベース３２を含み且つＲＦＩＤリーダ２から遠隔の位置にある固定のシステムとインターフェースし得る。
【０００７】
図３を参照すると、本発明の一実施形態の動作方法が図示されている。ステップ２０において、送信器８に対する初期ＲＦ出力電力レベルが、制御器１４により選択される。初期ＲＦ出力電力レベルは、手動でオペレータにより選択されるか、又はハードウエア又はソフトウエアで事前設定されることができる。出力電力レベルが低いレベルに事前設定される場合、ＲＦＩＤリーダ２は、常に最初に低電力モードで動作するであろう。ステップ２２において、ＲＦＩＤ問い合わせ信号が送信される。ステップ２４において、順方向ＲＦ信号と反射されたＲＦＩＤ信号とが、信号プロセッサ１０により比較され、ＳＷＲが計算される。ステップ２６において、制御器１４は、出力電力レベルを計算されたＳＷＲに従って選択する。制御器１４からの出力電力レベル制御は、例えば、高ＳＷＲに対する高電力と低ＳＷＲに対する低電力のような２つのレベルのうちの１つであり、又は交互であることができ、制御器１４は、計算されたＳＷＲの関数である範囲を有する出力電力レベルを選択することができる。
【０００８】
本発明の変更及び修正が本発明の範囲を逸脱することなく行うことができることが理解されるであろう。本発明の範囲は、本明細書に開示された特定の実施形態に限定されると解釈されるべきでなく、前述の開示に照らして読まれる場合特許請求の範囲に従ってのみ解釈されるべきであることもまた理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】 図２は、本発明の一実施形態を用いたＲＦＩＤシステムのブロック図である。
【図３】 図３は、図１に示される実施形態の動作方法のフロー・チャートである。

Claims (19)

1. ＲＦＩＤ問い合わせ信号をＲＦＩＤ出力電力レベルで送信するステップと、
   反射されたＲＦＩＤ信号を受信するステップと、
   前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較して、ＳＷＲを決定するステップと、
   ＳＷＲが高い程電力出力レベルを高くなり、ＳＷＲが低い程電力出力レベルを低くなる、ＲＦＩＤ出力電力レベルをＳＷＲの関数として調整するステップと
   を備えるＲＦＩＤリーダの送信電力レベルを制御する方法。
2. ＲＦＩＤ送信器のＲＦＩＤ出力電力レベルは、低電力モードに事前設定されている、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較する前に、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号はＤＣ電圧レベルに変換される、請求項１に記載の方法。
4. 前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較する前に、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号はディジタル信号に変換される、請求項１に記載の方法。
5. 前記ＲＦＩＤ出力電力レベルは、比較的低いＳＷＲと比較的高いＳＷＲとにそれぞれ対応する低電力モードと高電力モードとの間で調整可能である、請求項１記載の方法。
6. ＲＦＩＤ問い合わせ信号をＲＦＩＤ出力電力レベルで送信する手段と、
   反射されたＲＦＩＤ信号を受信する手段と、
   前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較して、ＳＷＲを決定する手段と、
   ＳＷＲが高い程電力出力レベルを高くし、ＳＷＲが低い程電力出力レベルを低くする、ＲＦＩＤ出力電力レベルをＳＷＲの関数として調整する手段と、
   を備えるＲＦＩＤリーダの送信電力レベルを制御する装置。
7. 前記ＲＦＩＤ出力電力レベルは、低電力モードに事前設定されている、請求項６に記載の装置。
8. 前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較する手段は、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号をＤＣ電圧レベルに変換する手段を含む、請求項６に記載の装置。
9. 前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較する手段は、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号をディジタル信号に変換する手段を含む、請求項６に記載の装置。
10. 前記ＲＦＩＤ出力電力レベルは、比較的低いＳＷＲと比較的高いＳＷＲとにそれぞれ対応する低電力モードと高電力モードとの間で調整可能である請求項６に記載の装置。
11. ＲＦＩＤ出力電力レベルを事前設定可能なＲＦＩＤ送信器であってＲＦＩＤ問い合わせ信号を送信するＲＦＩＤ送信器と、
    前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較して、ＳＷＲを決定する信号プロセッサと、
    ＳＷＲが高い程電力出力レベルを高くし、ＳＷＲが低い程電力出力レベルを低くする、前記ＲＦＩＤ送信器のＲＦＩＤ出力電力レベルをＳＷＲの関数として調整する制御器と
    を備えるＲＦＩＤリーダの送信電力レベルを制御する装置。
12. 前記ＲＦＩＤ送信器のＲＦＩＤ出力電力レベルは、低電力モードに事前設定されている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記信号プロセッサは、ＳＷＲを決定する前に、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号をＤＣ電圧レベルに変換する、請求項１１に記載の装置。
14. 前記信号プロセッサは、ＳＷＲを決定する前に、前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号及び前記反射されたＲＦＩＤ信号をディジタル信号に変換する、請求項１１記載の装置。
15. 前記ＲＦＩＤ出力電力レベルは、比較的低いＳＷＲと比較的高いＳＷＲとにそれぞれ対応する低電力モードと高電力モードとの間で調整可能である、請求項１１に記載の装置。
16. 制御可能なＲＦＩＤ問い合わせ信号出力電力レベルを有するＲＦＩＤリーダを用いてＲＦＩＤマーカを読み取るシステムにおいて、
    ＲＦＩＤ問い合わせ信号を送信するためにＲＦＩＤ出力電力レベルを事前設定可能なＲＦＩＤ送信器と、
    ＲＦＩＤマーカから、ＲＦＩＤデータを含む反射されたＲＦＩＤ問い合わせ信号を受信する受信器と、
    前記ＲＦＩＤ問い合わせ信号に対する前記反射されたＲＦＩＤ信号の比を比較して、ＳＷＲを決定する信号プロセッサと、
    前記ＲＦＩＤ送信器、前記受信器及び前記信号プロセッサと通信して、ＳＷＲが高い程ＲＦＩＤ電力出力レベルを高くし、ＳＷＲが低い程ＲＦＩＤ電力出力レベルを低くする、前記ＲＦＩＤ送信器のＲＦＩＤ出力電力レベルをＳＷＲの関数として調整する制御器と、を備え、
    前記制御器は、対象物の在庫に対応する情報のデータベースを格納するメモリを含み、
    前記データベースは、前記ＲＦＩＤマーカから前記受信器により受信された前記ＲＦＩＤデータの指示を格納する、システム。
17. 前記ＲＦＩＤ送信器のＲＦＩＤ出力電力レベルは、低電力モードに事前設定されている、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記情報のデータベースは、前記ＲＦＩＤリーダから遠隔の位置に配置される、請求項１６に記載のシステム。
19. 前記ＲＦＩＤ出力電力レベルは、比較的低いＳＷＲと比較的高いＳＷＲとにそれぞれ対応する低電力モードと高電力モードとの間で調整可能である、請求項１６に記載のシステム。

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