JP4676449B2 - 通信制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信制御技術にかかり、特にＩＣタグの情報を確実に読み取り、ＩＣタグを適切に管理することのできる通信制御技術に関する。

近年、いわゆるユビキタス技術の進展に伴い、プラント建設、製品の製造、物流などの産業分野において、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)に代表されるＩＣタグを用いて資機材、あるいは作業員を管理することが行われている。

ＩＣタグの活用に当たっては、ＩＣタグそのものの機能・性能だけでなく、ＩＣタグのデータを無線通信を介して読み書きし、データ処理し、あるいはサーバ装置に転送するための通信制御装置、いわゆるリーダライタ装置の機能および性能も重要である．
ＩＣタグの発する無線通信電波は一般に微弱であり、通信可能な距離は、例えば、物流管理などに一般的に用いられるパッシブ型のＩＣタグでは数メートル程度と短い。特にプラント、倉庫、工場など、広い空間を対象する分野においては、物品あるいは作業員等に貼付したＩＣタグを確実に読み取り、適切に管理することのできる通信制御装置、およびこれを用いたシステムの開発が大きな課題となっている。なお、ここで言う管理は、ＩＣタグを貼付した物品、作業員等の存在確認、位置特定、入出庫時間管理、移動履歴、加工履歴、輸送履歴などの記録、参照、編集を含む。

このような通信制御装置に関わる従来技術として、例えば特許文献１には、ＩＣタグリーダからＩＣタグの情報を読み出す信号の強度を変えてその情報が読み取りできるようになったときあるいは読み取りできなくなったときの強度を測定する手段と、測定した強度をもとにＩＣタグまでの距離を算出する手段と、算出した距離とＩＣタグリーダの位置の、少なくとも２つ以上をもとに、物品の位置を算出する手段とを備えることが示されている。

また、特許文献２には、装置本体を走行移動させながらＲＦＩＤリーダ１４の送受信可能範囲を可変すると共に、この可変した検索範囲内に存在するＲＦＩＤタグを探索した際に、このＩＤタグが付与されている商品と装置本体との相対的な関係を検出して当該商品の所在位置を特定すると共に、この商品の所在位置と当該ＲＦＩＤタグから読み取ったタグＩＤとを対応付けて収集記憶することが示されている。
特開２００６−７１５１６号公報 特開２００５−３２００７４号公報

特許文献１に示される技術では、多数のＩＣタグリーダ装置が必要となる。このため、
システム構築のためのコストが高くなる。

また、特許文献２に示される技術では、上述の問題点は解決することができる。しかし、ここで用いられる装置は、ＩＣタグリーダ装置本体を倉庫の通路に沿って走行移動させながら棚に置かれた物品に貼付されたＩＣタグを読み取るものである。このため、プラント建設現場あるいは物流現場などの広域の空間に分散して配置されたＩＣタグを効率的に読み取って管理することは困難である。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、広域の空間に分散して配置されたＩＣタグの情報を確実に読み取り、ＩＣタグを適切に管理することのできる通信制御技術を提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

探索エリア内に配置されたＩＣタグと通信を行い、前記ＩＣタグのタグデータおよび前記タグとの通信性能情報を取得するタグ通信部と、
取得した前記ＩＣタグとの通信性能情報をもとに、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の移動方向を決定する移動方向判断部と、
前記移動方向判断部が決定した方向に前記通信制御装置を駆動する駆動指示部と、
前記通信制御装置の装置位置を取得する装置位置特定部と、
前記取得したタグデータおよび装置位置を格納する記憶部を備え、
前記記憶部は、さらに探索エリアの地図情報を記憶し、
前記移動方向判断部は、前記通信部がタグデータの読み取りに成功したとき、前記地図情報に基づき、ＩＣタグの探索が完了していない箇所を移動方向として決定し、
前記通信部がタグデータの読み取りに失敗したとき、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の前記タグとの通信性能が向上する方向を移動方向として決定する。

本発明は、以上の構成を備えるため、広域の自由空間に分散して配置されたＩＣタグの情報を確実に読み取り、ＩＣタグを適切に管理することのできる通信制御技術を提供することができる。

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態を説明する図である。

図１において、通信制御装置１０１は、ＩＣタグ１０８と無線データ通信を行う通信部１０２、ＩＣタグ１０８との通信状態に応じて通信制御装置１０１の移動方向を決定する移動判断部１０３、移動手段１０５に対して移動指示を行う移動指示部１０４、通信制御装置１０１の探索エリア内での位置を求める装置位置特定部１０６、読み取ったＩＣタグ１０８のデータおよび探索エリアのマップを記憶する記憶部１０７を備える。

なお、本発明において、ＩＣタグ１０８と通信制御装置１０１間の無線通信方式は一般的に用いられている方式であれば良く特に限定しない。例えば、無線ＬＡＮ通信、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ通信、ＺｉｇＢｅｅ通信、ＵＷＢ通信、特定小電力無線通信などを利用することができる。また、無線周波数帯としては、例えば日本では、１３．５６ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯、２．４５ＧＨｚ帯などが用いられる。また、ＩＣタグ１０８は、物流管理などに広く用いられているタグ内部に電源を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグ（内部データを有するもの）を想定する。ただし後述するように、本発明はパッシブ型のＩＣタグに限定するものではなく、タグ内部に電源を有するアクティブ型のＩＣタグを用いることもできる。

また移動装置１０５は、タイヤ、モータ、操舵装置を有する自走式の台車を想定している。ただしこれについても限定するものではなく、地上または天井レールに沿って移動する車台、あるいはロボット型の脚装置や小型の飛行機、飛行船でも良い。

図３は、通信制御装置が移動するエリアを説明する図である。本エリアは、図３におけるＡ地点を原点位置として、ｘ方向に１２０ｍ、ｙ方向に１００ｍの長方形の領域を有する。また、このエリア内のＢ地点とＣ地点に、それぞれのタグＩＤが「ＩＤ０００１」と「ＩＤ０００２」であるＩＣタグが置かれているものとする。

本実施形態において、通信制御装置１０１は、移動装置１０５を用いてこのエリア内を自走しながらＩＣタグの探索を行う。

図１７は、通信制御装置のハードウェア構成を説明する図である。図１７において、通信制御装置１０１はデータバス１７０７に接続されたＣＰＵ（中央処理装置）１７０１、作業用メモリ１７０２、外部インタフェース１７０４、外部インタフェース１７０４に接続された外部記憶装置１７０３、タグ通信装置１７０５、アンテナ１７０８、装置位置特定装置１７０６、および移動装置１０５を備える。

図１におけるタグ通信部１０２は図１７のタグ通信装置１７０５、図１の装置位置特定部１０６は図１７の装置位置特定装置１７０６、図１の記憶部１０７は図１７の外部記憶装置１７０３にそれぞれ対応する。また、図１における移動判断部１０３および移動指示部１０４は、ソフトウェアにより実現される機能であって、図１７におけるハードウェアとしての実体を持っていない。本ソフトウェアは外部記憶装置１７０３に記憶されており、外部インタフェース１７０４を介して作業用メモリ１７０２上に展開され、ＣＰＵ１７０１によって実行されるものである。またタグ通信装置１７０５は具体的にはＩＣタグのリードライトモジュールであり、アンテナ１７０８を介してＩＣタグと通信することができる。また装置位置特定装置１７０６については後述する。

図２は、通信制御装置１０１の処理を説明する図である。図２の処理フローは外部記憶装置１７０３に記憶されており、外部インタフェース１７０４を介して作業用メモリ１７０２上に展開され、ＣＰＵ１７０１によって実行されるものである。

図２のステップ２０１において、タグ通信部１０２は通信制御装置１０１の周囲にあるＩＣタグ１０８との通信処理を行う。典型的には、通信部１０２は周囲に無線電力伝送波を送信し、ＩＣタグ１０８からの返信（反射波に乗ったＩＤデータおよび内部データ）を受信する処理を行う。また同時にタグ通信部１０２において、ＩＣタグ１０８からの返信電波の強度を測定する。ステップ２０１の処理は、ＩＣタグ１０８からの返信電波を受信するまで継続される。

ＩＣタグ１０８からの返信電波を受信した場合、次にステップ２０２において、ＩＣタグ１０８からのＩＤデータの読み取りが成功したかどうかの判定を行う。

ＩＤデータの読み取りが成功した場合、すなわち本実施形態においてはＩＣタグ１０８からの返信電波の強度があらかじめ定められた値以上である場合、ステップ２０７において記憶部１０７に読み取ったＩＣタグのＩＤデータと装置位置特定手段１０６から取得した、通信制御装置１０１の現在位置を対応付けて記憶部１０７に記憶する。

なお、装置位置特定手段１０６についても一般的に用いられている手法を用いれば良く、本発明では限定しない。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いる方法、レーザー光や電波を使用する三角測量により位置を求める方法、タイヤの回転数と操作角とに基づいて原点位置からの移動量の総和を求める方法などを用いることができる。

図４は、通信制御装置１０１が図３のエリア内のＩＣタグ１０８を探索した結果、最終的にＢ地点とＣ地点に置かれたＩＣタグの読み取りが成功した場合に、記憶部１０７に記憶されるデータを示している。本実施形態による図４の「ＩＣタグデータテーブル」には、ＩＣタグ１０８を読み取った通信制御装置１０１のＩＤ、読み取られたＩＣタグ１０８のＩＤ、ＩＣタグ１０８の内部保持データ（センサデータなど）、ＩＣタグ１０８を読み取った際の電波強度データ（本実施形態では説明の簡単のため、１００を最強として、０から１００の連続値を想定している）、ＩＣタグ１０８を読み取った位置の（ｘ、ｙ）座標値、および読み取り日時が記録されるものとしている。すなわち、図４の「ＩＣタグデータテーブル」には、「ＣＣ０１」というＩＤを有する通信制御装置１０１が、「ＩＤ０００１」というＩＤを有するＩＣタグと「ＩＤ０００２」というＩＤを有するＩＣタグとを読み取り、それぞれの電波強度とＩＣタグの内部データ、読み取り位置、読み取り日時とが対応付けられて記録されている。

ステップ２０８において、ＩＣタグ１０８読み取り後における通信制御装置１０１の移動方向を決定する。本実施形態では、エリア内において、ＩＣタグの探索が完了していない、あるいは最後に探索してから長時間が経過した場所を探索するように移動方向を決定するものとする。なお、あらかじめ定められた探索ルートに沿うように移動方向を決定することもできる。移動方向を決定するために必要なエリアのマップデータ、通信制御装置１０１の移動履歴データ、あるいはあらかじめ定められた探索ルートデータは、記憶部１０７に記憶されている。

図１４はマップデータの例を示す図である。ここで、前記マップデータは、典型的には探索エリアを適当な小領域に分割してＩＤ付けし、その小領域をマップ上に対応付けたデータである。説明の簡単のため、図１４において、探索エリア１４００は縦横各１ｍの小領域に分割されており、各小領域の座標に相当するＩＤ１４０１が付加されているものとする。すなわち本実施形態においては、整数に切り上げた（ｘ、ｙ）座標値＝小領域のＩＤとしている。小領域の大きさはアプリケーションにより異なるが、例えば領域内に存在するＩＣタグ１０８が全て読み取れる大きさ以下であればタグの読み落としがなく、タグの管理上好適である。なお、図１４においてハッチングした領域１４０２（領域ＩＤ：（４、１）、（５、１）、（４、２）、（５、２）、（４、３）、（５、３）、および（１、３）、（１、４）、（１、５））は、通信制御装置１０１の管理外領域をあらわしている。 ここで、管理外領域は、例えば障害物が存在して通信制御装置１０１が立ち入れない領域、あるいはエリア内の喫煙室やトイレなど、そもそもＩＣタグ１０８が存在しない領域などである。

また、前記移動履歴データは、通信制御装置１０１が通過してきた小領域ＩＤの羅列であって、例えば図１４において、通信制御装置１０１が探索エリア１４００内を矢印１４０３のように移動した場合、移動履歴データは、（１、１）→（２、１）→（３、１）→（３、２）→（３、３）→（３、４）→（４、４）→（５、４）ということになる。

探索ルートデータは、通信制御装置１０１が所定の探索エリア内を巡回するルートをあらかじめ定めたものであって、例えば図１４の探索エリア１４００を例にとると、領域ＩＤ（１、１）を巡回開始領域（＝巡回終了領域）として、点線１４０４に示す（１、１）→（２、１）→（３、１）→（３、２）→（３、３）→（３、４）→（４、４）→（５、４）→（５、５）→（４、５）→（３、５）→（２、５）→（２、４）→（２、３）→（２、２）→（１、２）→（１、１）などがこれに該当する。探索ルートデータは記憶部１０７に記憶され、ステップ２０８で参照されて、このデータに基づいて次の移動方向が決定される。

図１５は、領域管理データ１５００の例を示す図である。領域管理データは、ステップ２０８において、最後に探索してから長時間が経過した場所（小領域）を探索するように移動方向を決定する場合に用いられる。なお、この領域管理データ１５００は記憶部１０７に記憶される。

図１５に示すように、領域管理データ１５００の項目として、領域のＩＤ、当該領域のｘ座標範囲およびｙ座標範囲、当該領域が管理対象か管理対象外かをあらわす領域の属性、当該領域に対する通信制御装置１０１の最終訪問日時、および当該領域で読み取られたＩＣタグ１０８のＩＤ番号などがが含まれる。

例えば、図１５における第一レコードは、領域ＩＤが（１、１）である領域のｘ座標範囲は０．０ｍ〜１．０ｍ、ｙ座標範囲は０．０ｍ〜１．０ｍであり、また、この領域は管理対象領域であって、通信制御装置１０１がこの領域を最後に訪問した日時は、２００６年１月２日、１１時５６分２１秒である。またその際にこの領域にあることが確認されたＩＣタグ１０８は２つあって、各々のＩＤ番号は、ＩＤ０００１およびＩＤ０００２である、ということがあらわされている。

図１６は、図２におけるステップ２０８の処理の詳細を説明する図である。まず、ステップ１６０１において、現在通信制御装置１０１がいる領域のＩＤをＩＤ０とする。ステップ１６０２においてＩＤ０の「最新訪問日時」に現在日時データを書き込む。次に、ステップ１６０３において領域ＩＤ０に隣接する領域の中で、「最新訪問日時」が無いか、あるいは最新訪問日時が最も古い日時である領域のＩＤをＩＤＸとする。ステップ１６０４において、前記求めたＩＤＸを次の移動領域とする。以上の処理によって、通信制御装置が次に向かうべき領域を決定することができる。
図１６の処理フローはあくまで実施例のひとつであり、通信制御装置１０１の移動方向を決定するための一般的なアルゴリズムはこれ以外にも多く考えられる。すなわち本発明では探索領域を一定期間内にくまなく探索するアルゴリズムを用いれば良く、処理の詳細を限定するものではない。

ステップ２０２において、ＩＣタグ１０８のＩＤデータの読み取りが困難な場合、すなわち、ＩＣタグ１０８からの返信電波強度があらかじめ定められた値より小さい場合、ステップ２０３において電波状態分析を行う。ここで電波状態分析とは、通信制御装置１０１の移動に伴い、ＩＣタグ１０８からの返信電波強度がどのように変化するかを分析する処理である。本実施形態においては、通信制御装置１０１を現在位置から所定の距離だけ移動させて、電波強度のデータを収集する。

ここで、図５は電波状態の分析処理を説明する図である。図５において、Ｚ地点にＩＣタグがある場合に、通信制御装置１０１がｄ地点から（実線矢印に沿って）移動してきた際に、ａ０地点において微弱な（あらかじめ定められた値より小さい）返信電波を捉えたとすると、ここでステップ２０３の電波状態分析処理が実行される。

図６は、電波状態の分析処理（図２のステップ２０３）の詳細を説明する図である。ステップ６０１において、電波状態分析のための移動ルートが設定される。本実施形態では、図５に示すように、ａ０→ａ１→ａ２→ａ０の移動ルートが設定されるものとする。次にステップ６０２においてＩＣタグ１０８のＩＤデータ、読み取り位置、返信電波強度を記憶部１０７に記録する。ステップ６０３において、先の移動ルートに従って、次の移動位置を移動装置１０５に指示し移動する。ステップ６０４において、タグ通信処理を行う。以上の処理を、先の移動ルートの最後に至るまで実行する。ステップ２０３の処理（図６の処理）の結果、ａ０、ａ１、ａ２のそれぞれについて、電波強度の情報が得られる。

ステップ２０４において、ステップ２０３で得られた情報に基づいて、通信制御装置１０１の移動方向を決定する。すなわち、ａ０、ａ１、ａ２の座標、各座標における電波強度は既知であり、また、「電波強度はＩＣタグからの距離の２乗に反比例する」といった物理モデルを用いて、幾何学的計算により、ＩＣタグの座標Ｚ（ｘ３、ｙ３）を推定することができる。通信制御装置１０１を、ａ０地点からＺ地点方向に移動することにより、ＩＣタグからのデータを、強い電波強度で確実に読みとることが期待できる。本実施形態においては、ａ０地点とＺ地点とを結ぶベクトル（ｘ３−ｘ０、ｙ３−ｙ０）が移動方向として求められる。

ステップ２０５において、ステップ２０４または２０８で求められた移動方向に通信制御装置１０１が移動するように、移動装置１０５に対して制御指示が送られ、通信制御装置１０１は所望の移動方向に移動する。

ステップ２０６において、以上説明したＩＣタグの探索処理を継続するか終了するかの判断を行う。終了条件としては例えば、所定の時間ＩＣタグ探索を実行した場合、あらかじめ定められた全てのＩＣタグを発見した場合、探索エリアをくまなく探索し終わった場合、その他、オペレータからの停止指示を受けた場合などが考えられるが、本発明では限定しない。

図７は、図２に示すステップ２０７の処理の詳細（通信制御装置の複数の位置からＩＣタグのＩＤデータが読み取り可能である場合（ＩＣタグ１０８からの返信電波の強度が予め設定した値以上である場合）の処理）を説明する図である。

図７は、通信制御装置１０１が、ｂ１→ｂ２→ｂ３と移動するのに対応して、通信制御装置１０１によるＩＣタグを読み取り可能な範囲がｃ１→ｃ２→ｃ３と移動する。この場合、Ｄ地点にあるタグ（ＩＤ０００３）は、通信制御装置１０１が、ｂ１、ｂ２、ｂ３のいずれの場所にある場合でも読み取ることができる。このような場合のステップ２０７の処理について以下に説明する。

図８は、ステップ２０７の詳細を説明する図である。また、図９はＩＣタグデータの例を示す図である。ステップ８０１において、記憶部１０７に記憶された図４に示す「ＩＣタグデータテーブル４０１」の中に、ただいま読み取ったＩＣタグのＩＤデータと同じＩＤをもつレコードがあるかどうかを検索し、これがない場合、ステップ８０４においてこのレコードを「ＩＣタグデータテーブル４０１」に追加する。

本実施形態においては、図７のｂ１地点において読み取ったＩＣタグレコードを図９の９０１としたとき、図９の「ＩＣタグデータテーブル４０１」に「ＩＤ０００３」のＩＤデータをもつレコードはないので、これを「ＩＣタグデータテーブル４０１」の末尾に追加する。

また、ただいま読み取ったＩＣタグのＩＤデータと同じＩＤをもつレコードがある場合、ステップ８０２で当該レコードの電波強度とただいま読み取ったＩＣタグの電波強度とを比較し、ただいま読み取ったＩＣタグの電波強度が大きい場合に「ＩＣタグデータテーブル４０１」のレコードを更新する。

本実施形態においては、図７のｂ２地点において読み取ったＩＣタグレコードを図９の９０２としたとき、レコード９０１の電波強度が３０であるのに対し、レコード９０２の電波強度が８０であるので、「ＩＣタグデータテーブル」のレコード９０１をレコード９０２に更新する。また、図７のｂ３地点において読み取ったＩＣタグレコードを図９の９０３としたとき、レコード９０２の電波強度が８０であるのに対し、レコード９０３の電波強度が４０であるので、「ＩＣタグデータテーブル」は更新しない。

以上の処理によって、複数の地点において同じＩＣタグのデータを読み取っても、「ＩＣタグデータテーブル」に記録されるのは、電波強度が最大である（すなわち、通信制御装置１０１とＩＣタグとが最も接近していることが期待される）レコードのみとなる。本実施形態においては、最終的に図１０に示す「ＩＣタグデータテーブル」が得られる。

次に、ＩＣタグの位置をＩＣタグからの返信電波の強度に基づいて推定する例について説明する。前述の説明においては、記憶部１０７に記憶される「ＩＣタグデータテーブル」に記録されるタグ読み取り位置情報は、ＩＣタグからの返信電波強度が最大となる、すなわち、通信制御装置１０１とＩＣタグとが最も接近している状態における通信制御装置１０１の座標データである。

しかしながら、これに代えて、ＩＣタグの座標データを記録しても良い。これによれば、通信制御装置１０１とＩＣタグとが物理的な障壁により十分に接近できないような場合において、図５で説明した三角測量などの手段を用いることで、実際にＩＣタグが存在する位置を推定し記録することができる。また三角測量以外でも、例えば指向性のある無線電力伝送波を用いてＩＣタグの位置を推定することが可能である。

図１１は 無線電力伝送波を用いてＩＣタグの位置を推定する方法を説明する図である。図１１に示すように、ｃ１地点１１０１にある通信制御装置１０１は、指向性を有する無線電力伝送波１１０３を用いてＩＣタグ１１０２を読み取ることができる。通信制御装置１０１の現在座標を（ｘ４、ｙ４）、無線電力波の送信方向を（ｘ軸の正方向を０度として反時計回りに）α度、および通信制御装置１０１が測定した電波強度から推定される通信制御装置１０１とＩＣタグ１１０２との距離をｒとすると、ＩＣタグ１１０２の座標は（ｘ４＋ｒ＊ｃｏｓα、ｙ４＋ｒ＊ｓｉｎα）として求めることができる。

以上のような方法を用いてＩＣタグの位置を推定することにより、例えば接近して存在するＩＣタグを、位置的に区別して読み取ることが可能になる。

次に、通信制御装置１０１から発信する無線電力伝送波の強度に基づいてＩＣタグとの距離を推定する例について説明する。前述の説明においては、ＩＣタグからの返信電波の強度に基づいて通信制御装置１０１とＩＣタグとの距離を推定した。しかし、通信制御装置１０１から発信する無線電力伝送波の強度に基づいてＩＣタグとの距離を推定することも可能である。

図１２は、通信制御装置１０１から発信する無線電力伝送波の強度に基づいてＩＣタグとの距離を推定する方法を説明する図である。

無線電力伝送波の強度、当該強度における読み取り可能なＩＣタグとの最大距離の関係は既知であると仮定する。すなわち、図１２において、無線電力伝送波の強度がＳ１の場合に通信制御装置１２０１が読み取り可能なＩＣタグとの最大距離はｒ１であり、強度がＳ２の場合の最大距離がｒ２とする。したがって、強度Ｓ１の場合に、通信制御装置１２０１がＩＣタグ１２０２を読み取れず、強度をＳ２に上げたときにＩＣタグ１２０２が読み取れたとすると、通信制御装置１２０１とＩＣタグ１２０２との距離は、ｒ１より大きく、かつｒ２以下であることが分かる。この方法により距離推定を行う場合、返信電波の強度を計測する必要が無いので、通信制御装置の構成を簡易化することができる。

なお、以上の説明では、ＩＣタグの読み取りの成否を返信電波の強度で判定した。しかし前記読み取りの成否を、無線通信データのエラー率に基づいて判断することができる。すなわち、ＩＣタグの読み取りエラー率が、予め設定した値以上になった場合、読み取りが不可となったと判断して、通信制御装置を移動して通信状態の改善を図ることができる。

この例の場合、返信電波の強度を計測することなく、デジタルデータ処理により通信状態を判定することができるため、通信制御装置の構成を簡易化することができる。

また、以上の説明においては、ＩＣタグとしてパッシブ型のＩＣを前提にして説明した、しかし、ＩＣタグとして、電源（太陽光発電器、振動発電器、電池等）を内蔵したアクティブ型のＩＣタグを利用することができる。この場合、通信制御装置は、ＩＣタグに対して無線電力伝送波を送出する機構を必要としない。このため、タグ通信部の構成を簡易化することができる。

また、前記ＩＣタグは、センサを備えることができる。センサとしては温度センサ、照度センサ、人感センサ、ひずみセンサ、圧力センサなどを備えることができる。センサ付きのＩＣタグ（センサノード）を用いることにより、通信制御装置はＩＣタグのＩＤデータと位置データだけでなく、そのＩＣタグがセンシングしたデータあるいはＩＣタグ内で行われた演算結果を読み取って、エリア内の監視や制御のために活用することができる。

例えば、温度センサ付のＩＣタグを監視対象エリア内に多数設置することで、このエリア内の温度分布を測定し、このデータをエリア内の空調の最適制御に利用するといった用途が考えられる
図１３は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。本実施形態では、図１３に示すように複数の通信制御装置１０１、１３１１、および管理サイト１３０７を備える。通信制御装置１０１は通信部１３０１を備え、通信制御装置１３１１は通信部１３１８を備える。

通信部１３０１は、典型的には無線ＬＡＮモジュールであり、管理サイト１３０７内のＬＡＮ１３０３に接続した通信部１３０２（典型的には無線ＬＡＮアクセスポイント）と無線データ通信を行う。管理サイト内のＬＡＮ１３０３には、管理用のコンピュータ１３０４、ファイヤウォール装置１３０５が接続されており、管理用のコンピュータ１３０４はファイヤウォール装置１３０５を介してインターネット１３０６に接続される。

管理サイト１３０７の管理者は、コンピュータ１３０４を操作して、ＬＡＮ１３０３、通信部１３０２および通信部１３０１を介して、通信制御装置１０１の記憶部１０７にアクセスし、ここに記憶されているＩＣタグのＩＤデータ、位置データ、マップデータなどを参照することができる。

また、管理サイト１３０７から通信制御装置１０１に対して、制御指示（ＩＣタグの探索開始あるいは終了、移動方向の修正、マップの更新など）を与えることができる。また、管理用のコンピュータ１３０４に、通信制御装置１０１の記憶部１０７に記憶した各種データをコピーして記憶させる機能を持たせることにより、コンピュータ１３０４におけるデータの操作、加工、表示などを柔軟に行うことが可能となる。なお、このようなデータの操作、加工、表示などはファイヤウォール装置１３０５およびインターネット１３０６を介してさらに遠隔地から実施することが可能である。

また、複数の通信制御装置１０１、１３１１は、通信部１３０１、１３１８を介して互いのデータを共有しながら、連携して動作することができる。例えば、図１３において、通信制御装置１０１により探索済みであるエリアのデータを通信制御装置１３１１が共有することにより、通信制御装置１３１１は、前記通信制御装置１０１により探索済みであるエリアの探索を省略することができる。

また、図１３において、通信制御装置１３１１と管理サイト１３０７の通信部１３０２の距離が離れていて、直接的に無線通信できないような場合には、通信制御装置１０１により通信制御装置１３１１と前記通信部１３０２間の無線通信を中継することができる。

このように、複数の通信制御装置は互いの無線通信部を介して連携することにより、効率的なＩＣタグデータの収集が可能になる。

以上説明したように、通信制御装置１０１は、ＩＣタグ１０８と無線データ通信を行う通信部１０２、ＩＣタグ１０８との通信状態に応じて通信制御装置１０１の移動方向を決定する移動判断部１０３、移動装置１０５に対して移動指示を行う移動指示部１０４、通信制御装置１０１の探索エリア内での位置を求める装置位置特定部１０６、読み取ったＩＣタグ１０８のデータあるいはエリアのマップを記憶する記憶部１０７を備える。

通信部１０２は、一般的な無線通信手段を用いてＩＣタグ１０８との無線データ通信を行うとともに通信状態（電波強度やビットエラー率）の測定を行うことができる。

移動判断部１０３は、タグ通信部１０２により読み取ったＩＣタグ１０８のデータおよびＩＣタグの読み取り位置（ＩＣタグの位置あるいは通信制御装置の位置）を記憶部１０７に記憶する。さらに、記憶部１０７に記憶した探索エリアのマップ情報および装置位置特定装置１０６から出力される通信制御装置１０１の現在位置（あるいはＩＣタグの位置）情報に基づき、新たな（ＩＣタグの）探索方向を決定する処理を行う。なお、通信状態が悪く、ＩＣタグ１０８のデータが読み取れなかったような場合には、通信状態を改善のために通信制御装置１０１を移動する方向を決定する処理を行う。

移動指示部１０４は、移動判断部１０３からの出力される移動方向情報に基づき、移動装置１０５に対して移動の制御指示を発行する。移動装置１０５は、典型的にはタイヤを有する自走式の台車である。以上の処理により通信制御装置１０１は、エリア内を自律的に移動しながら、ＩＣタグを探索し、読み取る処理を実行することができる
このように、通信制御装置は、プラント建屋、資材置き場、工場、物流倉庫等の広域のエリアを自律的に移動しながら、ＩＣタグを探索し、エリア内の資機材あるいは作業員に貼付されたＩＣタグのデータを読み取り、読み取ったＩＣタグの情報および通信制御装置等の位置情報を併せて管理することができる。このため、プラント建設、物流など、広い空間が対象となる分野において、物品・人員等に貼付されたＩＣタグを確実に読み取り、適切に管理することのできる通信制御システムを実現することができる。

第１の実施形態を説明する図である。 通信制御装置の処理を説明する図である。 通信制御装置が移動するエリアを説明する図である。 記憶部に記憶されるＩＣタグデータの例を説明する図である。 電波状態の分析処理を説明する図である。 電波状態分析処理（図２のステップ２０３）の詳細を説明する図である。 図２に示すステップ２０７の処理の詳細を説明する図である。 図２に示すステップ２０７の詳細を説明する図である。 ＩＣタグデータの例を説明する図である。 ＩＣタグデータテーブルの例を説明する図である。 無線電力伝送波を用いてＩＣタグの位置を推定する方法を説明する図である。 通信制御装置から発信する無線電力伝送波の強度に基づいてＩＣタグとの距離を推定する方法を説明する図である。 第２の実施形態を説明する図である マップデータの例を示す図である。 領域管理データの例を示す図である。 図２におけるステップ２０８の処理の詳細を説明する図である。 通信制御装置のハードウェア構成を説明する図である。

符号の説明

１０１、１３１１ 通信制御装置
１０２、１３１２ タグ通信部
１０３、１３１３ 移動判断部
１０４、１３１４ 移動指示部
１０５、１３１５ 移動部
１０６、１３１６ 装置位置特定部
１０７、１３１７ 記憶部
１０８ ＩＣタグ
１３０１、１３１８ 通信部
１３０３ ＬＡＮ
１３０４ コンピュータ
１３０５ ファイヤウォール
１７０１ ＣＰＵ
１７０２ メモリ
１７０３ 外部記憶装置
１７０４ インタフェース
１７０５ タグ通信装置
１７０６ 装置位置特定装置
１７０７ データバス
１７０８ アンテナ

Claims (10)

1. 探索エリア内に配置されたＩＣタグと通信を行い、前記ＩＣタグのタグデータおよび前記タグとの通信性能情報を取得するタグ通信部と、
   取得した前記ＩＣタグとの通信性能情報をもとに、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の移動方向を決定する移動方向判断部と、
   前記移動方向判断部が決定した方向に前記通信制御装置を駆動する駆動指示部と、
   前記通信制御装置の装置位置を取得する装置位置特定部と、
   前記取得したタグデータおよび装置位置を格納する記憶部を備え、
   前記記憶部は、さらに探索エリアの地図情報を記憶し、
   前記移動方向判断部は、前記通信部がタグデータの読み取りに成功したとき、前記地図情報に基づき、ＩＣタグの探索が完了していない箇所を移動方向として決定し、
   前記通信部がタグデータの読み取りに失敗したとき、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の前記タグとの通信性能が向上する方向を移動方向として決定することを特徴とする通信制御装置。
2. 探索エリア内に配置されたＩＣタグと通信を行い、前記ＩＣタグのタグデータおよび前記タグとの通信性能情報を取得するタグ通信部と、
   取得した前記ＩＣタグとの通信性能情報をもとに、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の移動方向を決定する移動方向判断部と、
   前記移動方向判断部が決定した方向に前記通信制御装置を駆動する駆動指示部と、
   前記通信制御装置の装置位置を取得する装置位置特定部と、
   前記取得したタグデータおよび装置位置を格納する記憶部を備え、
   前記記憶部は、さらに探索エリアの地図情報を記憶し、
   前記移動方向判断部は、前記通信部がタグデータの読み取りに成功したとき、前記地図情報に基づき、ＩＣタグを所定期間探索していない箇所を移動方向として決定し、
   前記通信部がタグデータの読み取りに失敗したとき、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の前記タグとの通信性能が向上する方向を移動方向として決定することを特徴とする通信制御装置。
3. 請求項１または２の何れか１記載の通信制御装置において、
   通信制御装置の移動に伴い、異なる位置で同一のＩＣタグのタグデータを取得したとき、通信性能が良好な方のタグデータおよび装置位置を前記ＩＣタグのタグデータおよび装置位置として前記記憶部に記憶することを特徴とする通信制御装置。
4. 請求項１または２の何れか１記載の通信制御装置において、
   前記タグ通信部は、取得した前記通信性能情報をもとに前記ＩＣタグの位置を演算して推定することを特徴とする通信制御装置。
5. 請求項１または２の何れか１記載の通信制御装置において、
   前記ＩＣタグは、センサを備え、センシングデータを通信制御装置の前記タグ通信部に送信することを特徴とする通信制御装置。
6. 請求項１または２の何れか１記載の通信制御装置において、
   通信制御装置は他の通信制御装置と通信するための通信装置を備えたことを特徴とする通信制御装置。
7. 探索エリア内に配置されたＩＣタグと通信を行い、前記ＩＣタグのタグデータおよび前記タグとの通信性能情報を取得するタグ通信部と、
   取得した前記ＩＣタグとの通信性能情報をもとに、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の移動方向を決定する移動方向判断部と、
   前記移動方向判断部が決定した方向に前記通信制御装置を駆動する駆動指示部と、
   前記通信制御装置の装置位置を取得する装置位置特定部と、
   前記取得したタグデータおよび装置位置を格納する記憶部を備え、
   前記通信制御装置は探索エリア内を移動しながら、ＩＣタグを探索し、探索したＩＣタグのデータを読み取り、読み取ったＩＣタグの情報と読み取ったときの通信制御装置の位置情報を併せて管理する通信制御方法において、
   前記記憶部は、さらに探索エリアの地図情報を記憶し、
   前記移動方向判断部は、前記通信部がタグデータの読み取りに成功したとき、前記地図情報に基づき、ＩＣタグの探索が完了していない箇所を移動方向として決定し、
   前記通信部がタグデータの読み取りに失敗したとき、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の前記タグとの通信性能が向上する方向を移動方向として決定することを特徴とする通信制御方法。
8. 探索エリア内に配置されたＩＣタグと通信を行い、前記ＩＣタグのタグデータおよび前記タグとの通信性能情報を取得するタグ通信部と、
   取得した前記ＩＣタグとの通信性能情報をもとに、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の移動方向を決定する移動方向判断部と、
   前記移動方向判断部が決定した方向に前記通信制御装置を駆動する駆動指示部と、
   前記通信制御装置の装置位置を取得する装置位置特定部と、
   前記取得したタグデータおよび装置位置を格納する記憶部を備え、
   前記通信制御装置は探索エリア内を移動しながら、ＩＣタグを探索し、探索したＩＣタグのデータを読み取り、読み取ったＩＣタグの情報と読み取ったときの通信制御装置の位置情報を併せて管理する通信制御方法において、
   前記記憶部は、さらに探索エリアの地図情報を記憶し、
   前記移動方向判断部は、前記通信部がタグデータの読み取りに成功したとき、前記地図情報に基づき、所定期間ＩＣタグを探索していない箇所を移動方向として決定し、
   前記通信部がタグデータの読み取りに失敗したとき、前記タグ通信部を搭載した通信制御装置の前記タグとの通信性能が向上する方向を移動方向として決定することを特徴とする通信制御方法。
9. 請求項７または８の何れか１記載の通信制御方法において、
   通信制御装置の移動に伴い、異なる位置で同一のＩＣタグのタグデータを取得したとき、通信性能が良好な方のタグデータを前記ＩＣタグのタグデータとして前記記憶部に記憶することを特徴とする通信制御方法。
10. 請求項７または８の何れか１記載の通信制御方法において、
    前記タグ通信部は、取得した前記通信性能情報をもとに前記ＩＣタグの位置を演算して推定することを特徴とする通信制御方法。

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