JP4752931B2 - 無線タグ通信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線にて情報の書き込みや読み出しができる無線タグとの間で通信を行う無線タグ通信装置に関し、特に、無線タグの読み落としを抑制するための改良に関する。
所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
ところで、通常、前記無線タグ通信装置は、前記無線タグに向けて所定の送信信号（搬送波）を送信アンテナにより送信すると共に、その送信信号を受信した無線タグから返信される返信信号（反射波）を受信アンテナ（送信アンテナと共通の態様もある）により受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行うが、その無線タグとの相対位置関係によっては通信感度が著しく低下するという不具合があった。すなわち、対象となる無線タグとの通信に係るアンテナの偏波面（電界成分の振動する面）がその無線タグに対応する偏波面に対して垂直を成す場合には、その反射波をほとんど受信することができなかった。斯かる不具合を解消するために、複数の偏波面に対応するアンテナを備え、それら複数のアンテナを切り替えて用いることで無線タグとの通信に係る偏波面を切り替える無線タグ通信装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたアンテナ装置を備えた情報端末がそれである。
特開２００６−１４８４７２号公報
しかし、前記従来の技術では、例えば対象となる無線タグが頻繁に移動する場合等において、前記無線タグ通信装置による読み取り範囲内に無線タグが必ずしも長時間留まっているとは限らず、通信に係る偏波面の切替タイミングによっては対象となる無線タグを読み落とすおそれがあった。このため、対象となる無線タグの読み落としを好適に抑制する無線タグ通信装置の開発が求められていた。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、対象となる無線タグの読み落としを好適に抑制する無線タグ通信装置を提供することにある。
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、通信に係る偏波面の切り替えを行い得るアンテナを有し、無線タグとの間で情報の通信を行うと共にその通信に際して前記アンテナの偏波面を切り替える制御を行う無線タグ通信装置であって、予め設定された、対象となる無線タグが通信範囲内に留まる時間の１／３以下で前記アンテナの偏波面を切り替える偏波面切替制御部と、所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うための一連のコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する時間として、その通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド群のコマンド順を決定するアルゴリズムに基づいて、前記一連のコマンド群の開始から終了までに必要な想定時間を算出し、その想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まらない場合には、前記通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更して前記想定時間を再計算する通信時間判定部と、その通信時間判定部により算出された前記想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内となる周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順で前記複数の無線タグとの間で一通り通信を行う通信制御部とを、備えたことを特徴とするものである。
このようにすれば、予め設定された、対象となる無線タグが通信範囲内に留まる時間の１／３以下で前記アンテナの偏波面を切り替える偏波面切替制御部と、所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うための一連のコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する時間として、その通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド群のコマンド順を決定するアルゴリズムに基づいて、前記一連のコマンド群の開始から終了までに必要な想定時間を算出し、その想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まらない場合には、前記通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更して前記想定時間を再計算する通信時間判定部と、その通信時間判定部により算出された前記想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内となる周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順で前記複数の無線タグとの間で一通り通信を行う通信制御部とを、備えたものであることから、前記アンテナの偏波面が２回切り替えられる間、対象となる無線タグが通信範囲内に存在するようにその偏波面の切替タイミングを制御すると共に、その偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを決定することで、それら複数の無線タグの読み取りを確実に行うことができる。すなわち、対象となる無線タグの読み落としを好適に抑制する無線タグ通信装置を提供することができる。
ここで、前記第１発明において、好適には、前記通信制御部は、前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、次回の通信においてその通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更するものである。このようにすれば、前記アンテナの偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを最適化することで、それら複数の無線タグの読み取りを確実に行うことができる。
また、好適には、前記通信時間判定部は、前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更することによりその所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まるか否かを判定するものであり、前記通信時間判定部の判定が否定される場合には通信時間の最適化が不可能である旨の警告を出力する警告出力制御部とを、備えたものである。このようにすれば、前記アンテナの偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを最適化することが可能か否かを判定し、最適化が不可能である場合にはその旨を利用者に通知することができる。
また、好適には、前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、その旨の警告を出力する警告出力制御部を備えたものである。このようにすれば、前記アンテナの偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ全てとの間で一通りの通信が完了することが不可能である場合にはその旨を利用者に通知することができる。
また、好適には、前記通信制御部は、前記無線タグとの間の通信に係る周波数を所定の時間間隔で変化させる周波数ホッピング制御を行うものであり、前記偏波面切替制御部は、その通信制御部により周波数ホッピング制御が行われる毎に前記アンテナの偏波面を切り替えるものである。このようにすれば、周波数のホッピングが行われる毎に前記アンテナの偏波面を切り替えることで、対象となる複数の無線タグの読み取りを確実に行うことができる。
本発明が好適に適用される無線タグ通信システムを説明する図である。 図１の無線タグ通信システムにおける無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。 本発明の一実施例である無線タグ通信装置の構成を例示する図である。 図３の無線タグのシステム情報コードに相当するプロトコル制御ビット「ＰＣ」を例示する図である。 図３の無線タグ通信装置による図２の無線タグとの間の通信においてその無線タグ通信装置から送信される送信信号に係る送信コマンドと、その送信コマンドに応じて無線タグから返信される返信信号に係る送信コマンドとを対応付けて示す図である。 図３の無線タグ通信装置による図２の無線タグとの間の通信に際して、その無線タグ通信装置のＤＳＰにより実行される基本的な制御及び無線タグの制御部により実行される基本的な制御を対比的に示すフローチャートである。 図２の無線タグの制御部によるアンチコリジョン処理及びその処理に対応する図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる制御を対比的に示すサブルーチンである。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる偏波面切替制御の要部を説明するフローチャートである。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる通信時間算出制御に関して、対象となる複数の無線タグとの間の通信に係るアルゴリズムの一例を説明するフローチャートである。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる偏波面の切替時間間隔が、予め設定された、対象となる無線タグが通信範囲内に留まる想定時間の１／３以上となる場合について説明する図である。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる偏波面の切替時間間隔が、予め設定された、対象となる無線タグが通信範囲内に留まる想定時間の１／３以下である場合について説明する図である。 図３の無線タグ通信装置によるアルゴリズム調整制御の要部を説明するフローチャートである。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる偏波面の切替が、周波数ホッピング制御が行われる毎に行われない従来の態様について説明する図である。 図３の無線タグ通信装置のＤＳＰによる偏波面の切替が、周波数ホッピング制御が行われる毎に実行される本実施例の態様について説明する図である。 本発明の無線タグ通信装置に好適に用いられる方形パッチアンテナを例示する図である。 本発明の無線タグ通信装置に好適に用いられる円形パッチアンテナを例示する図である。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用される無線タグ通信システム１０を説明する図である。この無線タグ通信システム１０は、本発明の一実施例である無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆc（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆcを受信した上記無線タグ１４において所定の情報信号（データ）によりその質問波Ｆcが変調され、応答波Ｆr（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム１０は、例えば、所定の通信領域内における物品の管理等に用いられるものであり、上記無線タグ１４は、好適には、管理対象である物品に貼られる等してその物品と一体的に設けられている。以下、上記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で送受される信号とその送受方法について、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６ ＴｙｐｅＣ、または、ＥＰＣ ｇｌｏｂａｌ Ｃｌａｓｓ１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ２（Ｃ１Ｇ２）のプロトコルを例に挙げて説明する。
図２は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子１６の構成を説明する図である。この図２に示すように、斯かる無線タグ回路素子１６は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部１８と、そのアンテナ部１８に接続されて前記無線タグ通信装置１２との間の情報通信処理を行うためのＩＣ回路部２０とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部２０は、上記アンテナ部１８により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆcを整流する整流部２２と、その整流部２２により整流された質問波Ｆcのエネルギを蓄積するための電源部２４と、上記アンテナ部１８により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部３２に供給するクロック抽出部２６と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部２８と、上記アンテナ部１８に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部３０と、上記整流部２２、クロック抽出部２６、及び変復調部３０等を介して上記無線タグ回路素子１６の作動を制御するための制御部３２と、後述するＱ値等に係る所定の乱数を発生させてその制御部３２に供給する乱数発生部３４とを、機能的に含んでいる。上記制御部３２は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部２８に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部１８により受信された質問波Ｆcを上記変復調部３０において上記メモリ部２８に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆrとして上記アンテナ部１８から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
図３は、前記無線タグ通信装置１２の構成を例示する図である。この無線タグ通信装置１２は、前記無線タグ１４に対する情報の読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実行するためにその無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、送信信号をディジタル信号として出力したり、前記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）４０と、そのＤＳＰ４０から供給される信号に基づいて上記無線タグ１４との間の通信に係る種々の情報を表示させるための表示部３８とを、備えている。また、送信用の構成として、周波数発振器としてのＰＬＬ（Phase Locked Loop）４２と、制御電圧の変化に応じて発振周波数を変化させる自励発振器としてのＶＣＯ（Voltage controlled Oscillator）４４と、そのＶＣＯ４４から供給される信号に応じて所定の搬送波信号を出力する搬送波発生部４６と、上記ＤＳＰ４０から出力される送信データをその搬送波発生部４６から出力される搬送波信号に掛け合わせる送信ミキサ４８と、その送信ミキサ４８から出力される変調搬送波信号を増幅する送信アンプ５０と、その送信アンプ５０から出力される変調搬送波信号を質問波Ｆｃとして前記無線タグ１４に向けて送信すると共に、その質問波Ｆｃに応じて無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信する送受信アンテナ部５２と、上記送信アンプ５０から出力される変調搬送波信号をその送受信アンテナ部５２に供給すると共に、その送受信アンテナ部５２により受信された受信信号を受信ミキサ５６、６６に供給する送受信分離部５４とを、備えている。
また、前記無線タグ通信装置１２は、受信用の構成として、上記送受信分離部５４から供給される受信信号に上記搬送波発生部４６から出力される搬送波信号を掛け合わせるＩ相ミキサ５６と、そのＩ相ミキサ５６から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号を通過させるＩ相フィルタ５８と、そのＩ相フィルタ５８から出力される信号を増幅するＩ相アンプ６０と、そのＩ相アンプ６０から出力されるＩ相信号（同相成分）をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ４０へ供給するＩ相Ａ／Ｄ変換部６２と、上記搬送波発生部４６から出力される搬送波信号の位相を９０°変更する移相部６４と、上記送受信分離部５４から供給される受信信号にその移相部６４から供給される位相が９０°変更された搬送波信号を掛け合わせるＱ相ミキサ６６と、そのＱ相ミキサ６６から出力される信号のうち所定の周波数帯域の信号を通過させるＱ相フィルタ６８と、そのＱ相フィルタ６８から出力される信号を増幅するＱ相アンプ７０と、そのＱ相アンプ７０から出力されるＱ相信号（直交成分）をディジタル信号に変換して上記ＤＳＰ４０へ供給するＱ相Ａ／Ｄ変換部７２と、上記Ｉ相アンプ６０から出力されるＩ相信号及びＱ相アンプ７０から出力されるＱ相信号に基づいて受信信号の信号強度を検出して上記ＤＳＰ４０へ供給するＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）７４とを、備えている。
また、前記送受信アンテナ部５２は、所定の偏波面に対応する第１の送受信アンテナ５２ａと、その第１の送受信アンテナ５２ｂとは異なる偏波面（例えば第１の送受信アンテナ５２ａに直交する偏波面）に対応する第２の送受信アンテナ５２ｂと、前記ＤＳＰ４０からの指令信号に基づいて上記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂのうち何れか一方を前記送受信分離部５４に接続する回路切替部５２ｃとを、備えて構成されている。
前記ＤＳＰ４０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ、読出専用メモリであるＲＯＭ、及び随時書込読出メモリであるＲＡＭ等から成り、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータである。このＤＳＰ４０は、図３に示すように、前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うための制御機能として、通信制御部７６、偏波面切替制御部７８、通信時間判定部８０、及び警告出力制御部８２を備えている。以下、これらの制御機能について分説する。
上記通信制御部７６は、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の情報の送受信を制御する。すなわち、前記ＰＬＬ４２、ＶＣＯ４４、及び搬送波発生部４６等を介して搬送波信号を発生させると共に、その搬送波信号に所定の送信データを掛け合わせて送信信号として前記送受信アンテナ部５２から前記無線タグ１４へ送信する送信制御を実行する一方、その送信信号に応じて前記無線タグ１４から返信されて前記送受信アンテナ部５２により受信された受信信号の復調乃至復号処理等の受信制御を実行する。また、上記偏波面切替部７８は、前記送受信アンテナ部５２における送受信に係る偏波面を切り替える。すなわち、前記回路切替部５２ｃを介して前記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂのうち何れか一方を前記送受信分離部５４に接続する回路切替制御を実行する。
図４は、前記無線タグ１４のシステム情報コードに相当するプロトコル制御ビット「ＰＣ」を例示する図である。また、図５は、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信においてその無線タグ通信装置１２から送信される送信信号に係る送信コマンドと、その送信コマンドに応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号に係る送信コマンドとを対応付けて示す図である。これらの図に示すように、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信に際して、その無線タグ通信装置１２（通信制御部７６）は、「Select」コマンドすなわち選択コマンドから始まる一連のコマンド群に対応する送信信号を通信対象となる無線タグ１４へ送信する。そして、その通信対象である無線タグ１４においては、斯かる一連のコマンド群に応じて所定のコマンドに対応する送信信号（応答信号）が前記無線タグ通信装置１２に対して応答信号として送信（返信）される。
すなわち、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信では、図５に示すように、先ず、前記無線タグ通信装置１２（通信制御部７６）から「Select」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４に対して送信される。この「Select」コマンドは、各無線タグ１４のＩＤ（識別情報）に関して条件に一致する所定のＩＤを指定してフラグを立たせるためのコマンドであり、この「Select」コマンドを受けた各無線タグ１４では、自局のＩＤがその「Select」コマンドにおける条件に一致するか否かが判定され、その条件に一致すると判定された場合にはフラグが立てられる。
次に、前記無線タグ通信装置１２（通信制御部７６）から「Query」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４に対して送信される。この「Query」コマンドは、前記無線タグ１４にアンチコリジョンを要求するためのコマンドであり、この「Query」コマンドを受けた各無線タグ１４では、「Query」コマンド内で指定されたＱ設定値を基に前記乱数発生部３４により発生させられる２Q以下の乱数（＝Ｑ値）が付されると共に、Ｑ値が０である無線タグ１４から「RN16」すなわち１６ビットの乱数に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）される。
次に、前記無線タグ通信装置１２（通信制御部７６）から「Ack」コマンドに対応する送信信号が、「RN16」に対応する応答信号を返信してきた前記無線タグ１４に対して送信される。この「Ack」コマンドは、無線タグ１４のＩＤを読み出すためのコマンドであり、この「Ack」コマンドを受けた各無線タグ１４では、そのタグのシステム情報コードに相当する「PC」、そのタグのＩＤに相当する「EPC」、及びエラーを示す符号に相当する「CRC16」に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）される。
次に、前記無線タグ通信装置１２（通信制御部７６）から「QueryRep」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４に対して送信される。この「QueryRep」コマンドは、Ｑ値を減らして前記無線タグ１４にアンチコリジョンを要求するためのコマンドであり、この「QueryRep」コマンドを受けた各無線タグ１４では、Ｑ値が０になった無線タグ１４から「RN16」すなわち１６ビットの乱数に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）される。そして、この「QueryRep」コマンドに対応する通信が２Q−１回繰り返し行われることで、コリジョンが発生しない場合においては、上記「Select」コマンドにより選択されたすべての無線タグ１４それぞれのＩＤを読み取るための一連のコマンド群が完了する。
図６は、上述した前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信に際して、その無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０により実行される基本的な制御及び無線タグ１４の制御部３２により実行される基本的な制御を対比的に示すフローチャートである。
先ず、ステップＳＲ１（以下、ステップを省略する）において、前記無線タグ通信装置１２から「Select」コマンドに対応する送信信号が送信される。このＳＲ１にて送信された送信信号に応じて、前記無線タグ１４では、ＳＴ１において、応答信号が返されない（無反応）まま自局のＩＤがその「Select」コマンドにおける条件に一致するか否かが判定され、その条件に一致すると判定された場合にはフラグが立てられる。斯かる通信によりフラグを用いて、未確認のタグが絞り込まれる。
次に、ＳＲ２において、前記無線タグ通信装置１２から「Query」コマンドに対応する送信信号が送信される。このＳＲ２にて送信された送信信号に応じて、前記無線タグ１４では、図７に示すアンチコリジョン処理が行われ、そのアンチコリジョン処理に関する情報として例えば「RN16」に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）される。
次に、ＳＲ３において、前記無線タグ通信装置１２にてコリジョン（衝突）が発生したか否かが判断される。このＳＲ３の判断が肯定される場合には、再アンチコリジョンを要求するために「QueryRep」コマンド又は「Query Adjust」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４へ送信され、その無線タグ１４において図７に示すアンチコリジョン処理が再度実行されるが、ＳＲ３の判断が否定される場合には、ＳＲ４において、前記無線タグ通信装置１２から「Ack+RN16」コマンドに対応する送信信号が送信される。このＳＲ４にて送信された送信信号に応じて、前記無線タグ１４では、ＳＴ２において、「PC」、「EPC」、「CRC16」に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）される。
次に、ＳＲ６において、再アンチコリジョンを要求するために、前記無線タグ通信装置１２から「QueryRep」コマンド又は「Query Adjust」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４へ送信され、その無線タグ１４において図７に示すアンチコリジョン処理が再度実行される。このＳＲ６にて送信された送信信号に応じて、前記無線タグ１４では、図７に示すアンチコリジョン処理が行われる。そして、コリジョンが発生しない場合はこの「QueryRep」コマンドに対応する通信が２Q−１回繰り返し行われることで、ＳＲ１にて「Select」コマンドにより選択されたすべての無線タグ１４それぞれのＩＤを読み取るための一連のコマンド群が終了させられる。
図７は、前記無線タグ１４の制御部３２によるアンチコリジョン処理及びその処理に対応する前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０による制御を対比的に示すサブルーチンである。
先ず、図６に示すＳＲ２等において、前記無線タグ通信装置１２から「Query」コマンド又は「QueryAdjust」コマンドに対応する送信信号が送信され、Ｑ設定値（０〜１５）が設定される。この送信信号に応じて前記無線タグ１４においてアンチコリジョン処理が開始され、ＳＴＡ１において、前記無線タグ１４の乱数発生部３４において０〜２Q−１の乱数（Ｑ値）が発生させられ、その値がスロットルカウンタへロードされる。次に、ＳＴＡ２において、前記無線タグ１４におけるスロットルカウンタの値が０であるか否かが判断される。このＳＴＡ２の判断が肯定される場合には、ＳＴＡ３において、前記無線タグ１４からアンチコリジョン処理に関する情報として「RN16」に対応する応答信号が前記無線タグ通信装置１２に対して送信（返信）された後、本サブルーチンが終了させられる。
ＳＴＡ３にて送信される「RN16」に対応する応答信号に応じて、前記無線タグ通信装置１２では、ＳＲＡ１において、所定時間Ｔ１＋Ｔ３の間無反応であったか否かが判断される。このＳＲＡ１の判断が否定される場合には、それをもって本サブルーチンが終了させられるが、ＳＲＡ１の判断が肯定される場合には、ＳＲＡ２において、前記無線タグ通信装置１２から再アンチコリジョンを要求するために「QueryRep」コマンド又は「QueryAdjust」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４へ送信された後、ＳＲＡ１以下の処理が再び実行される。
ＳＴＡ２の判断が否定される場合には、ＳＴＡ４において、所定時間Ｔ１＋Ｔ３の間無反応とされる。次に、ＳＴＡ５において、前記無線タグ１４に対して前記無線タグ通信装置１２から「Query Adjust」コマンドに対応する送信信号が受信されたか否かが判断される。このＳＴＡ５の判断が肯定される場合には、ＳＴＡ１以下の処理が再び実行されるが、ＳＴＡ５の判断が否定される場合には、ＳＴＡ６において、前記無線タグ１４のスロットルカウンタの値が−１とされた後、ＳＴＡ２以下の処理が再び実行される。
図３に戻って、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０に備えられた偏波面切替部７８は、前記通信制御部７６により「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了する毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える制御を行う。すなわち、前記通信制御部７６により「Select」コマンドから始まる通信を開始した後、図５を用いて前述したようにその「Select」コマンドにより選択されたすべての無線タグ１４を読み取るための一連のコマンド群に相当する通信が完了した後に、前記回路切替部５２ｃを介して前記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂの他方（その時点において接続されていない方）を前記送受信分離部５４に接続する回路切替制御を実行する。
図８は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０による偏波面切替制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
先ず、ＳＲＳ１において、「Select」コマンドに対応する送信信号が前記無線タグ１４に対して送信される。次に、ＳＲＳ２において、Ｑ設定値を切り替えながら「Query」コマンド又は「QueryRep」コマンドに対応する送信信号が順次前記無線タグ１４に対して送信される。次に、ＳＲＳ３において、Ｑ設定値＝０に対応する読取コマンドが送信され、その送信に係る通信に関して衝突（コリジョン）が発生せず且つ無線タグ１４が読みとれないか否かが判断される。このＳＲＳ３の判断が否定される場合には、ＳＲＳ２以下の処理が再び実行されるが、ＳＲＳ３の判断が肯定される場合には、前記偏波面切替制御部７８の動作に対応するＳＲＳ４において、前記回路切替部５２ｃを介して前記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂの他方（その時点において接続されていない方）を前記送受信分離部５４に接続する回路切替制御が実行された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、ＳＲＳ１乃至ＳＲＳ３が前記通信制御部７６の動作に対応する。
このように、本実施例によれば、所定の選択コマンドすなわち「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了する毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える偏波面切替制御部７８（ＳＲＳ４）を備えたものであることから、選択された複数の無線タグ１４が全て読み取られた時点で前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替えることで、それら複数の無線タグ１４の読み取りを確実に行うことができる。すなわち、対象となる無線タグ１４の読み落としを好適に抑制する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
続いて、本発明の他の好適な実施例である、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信制御の他の態様について説明する。なお、以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例において、図３に示すように前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０に備えられた通信時間判定部８０は、所定の選択コマンドすなわち「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する時間を判定（算出）する。すなわち、斯かる通信における送信周波数、受信周波数、変調方式、タグ応答待ち時間、コマンド群のコマンド順を決定するアルゴリズム、及び通信対象となる無線タグ１４の個数（アルゴリズムの初期設定を与えるために必要とされる）等に基づいて、前記一連のコマンド群の開始から終了までに必要な想定時間を算出する。以下、次に示すような条件における上記通信時間判定部８０による通信時間算出制御について詳述する。但し、Frame-SyncやPreamble等は細かい条件によって異なるものであることから、この条件においてはおよその値を例示している。また、送信の１ｂｉｔ当たりの時間は0,1によって長さが異なるので、あくまで計算されるのは想定値である。なお、細かい条件まで定まっている場合には、更にその条件を盛り込んだ計算を行う態様も考えられる。
［条件］
ＲＦＩＤ規格：ＥＰＣ ｇｌｏｂａｌ Ｃ１Ｇ２、または、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６ ＴｙｐｅＣ
読取範囲に想定されるタグの個数：ＮTag→Ｑ設定値を決定：Ｑstart
送信ビットレート：ＴX_rate→１ｂｉｔ当たりの時間：ＴTX
受信ビットレート：ＲX_rate→１ｂｉｔ当たりの時間：ＴRX
タグ応答待ち時間：Ｔwait
Selectコマンド：ＴSelect：44bit+4bit(Frame-Sync)=48bit
Queryコマンド：ＴQuery：22bit+8bit(Preamble)=30bit
QueryRepコマンド：ＴQueryRep：4bit+4bit(Frame-Sync)=8bit
Ackコマンド：ＴAck：18bit+4bit(Frame-Sync)=22bit
RN16：ＴRN16：16bit+17bit(Preambleとdelimiter)=33bit
PC+EPC+CRC：ＴPC+EPC+CRC：128bit+17bit(Preambleとdelimiter)=145bit
リーダコマンドからタグコマンドまでの時間：ＴTagwake：２ＴTX
リーダが次のリーダコマンドを送るまでの時間：Ｔwait＞４ＴTX
図９は、前記通信時間判定部８０による通信時間算出制御に関して、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０による複数の無線タグ１４との間の通信に係るアルゴリズムの一例を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
先ず、Ｓ１において、「Select」コマンドに対応する送信信号が送信される。次に、Ｓ２において、「Coll_count」に領域内のタグ想定個数（枚数）の１／２が入力される。次に、Ｓ３において、２Qが「Coll_count」の２倍以上であって、且つ最も近い値となるようにＱ設定値が設定される。次に、Ｓ４において、「Rep_count」が２Qとされると共に、「Tag_count」、「Coll_count」、「No Tag_count」が何れも０とされる。次に、Ｓ５において、「Query」コマンドに対応する送信信号が送信される。次に、Ｓ６において、所定の無線タグ１４の読取検出が行われたか否かが判断される。このＳ６の判断が肯定される場合には、Ｓ７において、「Tag_count」に１が加算された後、Ｓ１２以下の処理が実行されるが、Ｓ６の判断が否定される場合には、Ｓ８において、衝突（コリジョン）が検出されたか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、Ｓ９において、「No Tag_count」に１が加算された後、Ｓ１１以下の処理が実行されるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、Ｓ１０において、「Coll_count」に１が加算された後、Ｓ１１において、Ｑが０であり且つ「No Tag_count」が１であるか否かが判断される。このＳ１１の判断が肯定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１１の判断が否定される場合には、Ｓ１２において、「Rep_count」から１が減算される。次に、Ｓ１３において、「Rep_count」が０であるか否かが判断される。このＳ１３の判断が肯定される場合には、Ｓ３以下の処理が再び実行されるが、Ｓ１３の判断が否定される場合には、Ｓ１４において、「QueryRep」コマンドに対応する送信信号が送信された後、Ｓ６以下の処理が再び実行される。
前記の条件で、上述した図９に示すようなアルゴリズムにおいて「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する想定時間を考える。想定時間の計算条件として、衝突（コリジョン）が１回の「Query」コマンドに対応する通信で半分の無線タグ１４に発生すると仮定すると、Ｑ設定値は斯かる１回の「Query」コマンドに対応する通信毎に１ずつ減ってゆく。前記無線タグ１４は応答以外の時間として、１回の「Select」コマンドとＱstart回の「Query」コマンドと、ΣＱstart n=0２n回の「QueryRep」コマンドが発行される時間が必要となる。また、前記無線タグ１４の応答に必要な時間として、読み取り範囲に想定されるタグ個数Ｎtag回の「RN16」と、「Ack」コマンドと、「PC+EPC+CRC」が発行される時間が必要になる。上記の時間を式で表すと、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する想定時間Ｔcommandsは次の（１）式のように表すことができる。また、この想定時間Ｔcommandsを送信１ｂｉｔ当たりの時間、受信１ｂｉｔ当たりの時間を用いて表すと、次の（２）式のように表すことができる。以上のようにして、前記通信時間判定部８０により、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する想定時間Ｔcommandsが算出される。
Ｔcommands＝ＴSelect＋Ｑ×（ＴQuery）＋ΣＱn=0２n×（ＴQueryRep＋Ｔwait）
＋ＮTag×（２×ＴTagwake＋ＴRN16＋ＴAck＋ＴPC+EPC+CRC） ・・・（１）
Ｔcommands＝ＴTX×４８＋Ｑ×（ＴTX×３０）＋ΣＱn=0２n×（ＴTX＋Ｔwait）
＋ＮTag×（ＴTX×２６＋ＴRX×１７８） ・・・（２）
ここで、本実施例において、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０に備えられた偏波面切替制御部７８は、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以下であって、前記通信時間判定部８０により算出される「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通りの送受信可能な想定時間Ｔcommandsが経過する毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える。好適には、上記対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３が経過する毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える。なお、この対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayは、例えばその通信範囲における無線タグ１４の移動等を考慮して利用者により入力される値である。また、前記通信制御部７６は、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するように、その通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを制御する。
図１０は、前記偏波面切替制御部７８による前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替時間間隔が、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以上となる場合について説明する図である。この図１０に示すように、斯かる態様では、垂直偏波に係る通信期間Ｐ１において、その通信期間Ｐ１に係るコマンド群では「Select」コマンドに対応する信号を発行した際に対象となる無線タグ１４が読み取り範囲（通信範囲）内に存在しないため、その無線タグ１４は読み取られることがない。また、その通信期間Ｐ１に続いて水平偏波に係る通信期間Ｐ２があり、更に再び垂直偏波に係る通信期間Ｐ３が続く。この通信期間Ｐ３において、その通信期間Ｐ３に係るコマンド群では一連のコマンド群の途中で無線タグ１４が読み取り範囲から外れる可能性があるため、その無線タグ１４が確実に読み取られないおそれがある。換言すれば、この図１０に示す態様では、垂直偏波に係る通信に対応して読み取られるべき無線タグ１４が読み落とされるおそれがある。
図１１は、前記偏波面切替制御部７８による前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替時間間隔が、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以下となる場合について説明する図である。この図１１に示すように、斯かる態様では、垂直偏波に係る通信期間Ｐ１において、その通信期間Ｐ１に係るコマンド群では「Select」コマンドに対応する信号を発行した際に対象となる無線タグ１４が読み取り範囲（通信範囲）内に存在しないため、その無線タグ１４は読み取られることがない。また、その通信期間Ｐ１に続いて水平偏波に係る通信期間Ｐ２があり、更に再び垂直偏波に係る通信期間Ｐ３が続く。この通信期間Ｐ３において、上記通信期間Ｐ１において読み取られなかった無線タグ１４も確実に読み取られる。すなわち、前記偏波面切替制御部７８による前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替時間間隔が、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以下となるように制御することで、通信範囲内に存在する複数の無線タグ１４を確実に読み取ることができるのである。また、斯かる切替時間を最長時間である想定時間ＴStayの１／３とすることで、以下に詳述するアルゴリズムの調整を実行しやすくすることができる。
図３に戻って、前記通信制御部７６は、好適には、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、次回の通信においてその通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更する。換言すれば、次回の通信においては、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するようにその通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更（調整）する。
また、前記通信時間判定部８０は、好適には、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更することによりその「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まるか否かを判定する。また、図３に示す警告出力制御部８２は、前記通信時間判定部８０の判定が否定される場合、すなわち通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順の何れを変化させても「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まらないと判定される場合には、通信時間の最適化が不可能である旨の警告を出力する。この警告は、例えば前記表示部３８に表示されるものであるが、図示しない音声出力装置により音声情報等として出力されるものであってもよい。また、上記警告出力制御部８２は、好適には、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、一律にその旨の警告を出力するものであってもよい。
図１２は、前記無線タグ通信装置１２によるアルゴリズム調整制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
先ず、ＳＡ１において、カウントｎが０とされる。次に、ＳＡ２において、「Select」コマンドで始まる一連のコマンド群に係る通信制御が開始される。次に、ＳＡ３において、前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替制御が行われたか否かが判断される。このＳＡ３の判断が否定される場合には、ＳＡ６以下の処理が実行されるが、ＳＡ３の判断が肯定される場合には、ＳＡ４において、ｎが１以上であるか否かが判断される。このＳＡ４の判断が肯定される場合には、ＳＡ１以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ４の判断が否定される場合には、前記通信時間判定部８０の動作に対応するＳＡ５において、次回の通信においては前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するようにその通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つが調整された後、ＳＡ１以下の処理が再び実行される。ＳＡ６においては、「Select」コマンドで始まる一連のコマンド群に係る通信制御が終了したか否かが判断される。このＳＡ６の判断が否定される場合には、ＳＡ３以下の処理が再び実行されるが、ＳＡ６の判断が肯定される場合には、ＳＡ７において、ｎに１が加算された後、ＳＡ２以下の処理が再び実行される。以上の制御において、ＳＡ２及びＳＡ５が前記通信制御部７６の動作に対応する。
このように、本実施例によれば、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以下であって、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通りの送受信可能な時間毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える偏波面切替制御部７８と、その偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するように、その通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを制御するものである通信制御部７６とを、備えたものであることから、前記送受信アンテナ部５２の偏波面が２回切り替えられる間、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に存在するようにその偏波面の切替タイミングを制御すると共に、その偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ１４全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを決定することで、それら複数の無線タグ１４の読み取りを確実に行うことができる。すなわち、対象となる無線タグ１４の読み落としを好適に抑制する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
また、前記通信制御部７６は、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、次回の通信においてその通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更するものであるため、前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ１４全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを最適化することで、それら複数の無線タグ１４の読み取りを確実に行うことができる。
また、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更することによりその「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まるか否かを判定する通信時間判定部８０と、その通信時間判定部８０の判定が否定される場合には通信時間の最適化が不可能である旨の警告を出力する警告出力制御部８２とを、備えたものであるため、前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ１４全てとの間で一通りの通信が完了するようにアルゴリズムを最適化することが可能か否かを判定し、最適化が不可能である場合にはその旨を利用者に通知することができる。
また、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、その旨の警告を出力する警告出力制御部８２を備えたものであるため、前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる間に選択された複数の無線タグ１４全てとの間で一通りの通信が完了することが不可能である場合にはその旨を利用者に通知することができる。
続いて、本発明の更に別の好適な実施例である、前記無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信制御の更に別の態様について説明する。この態様において、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ４０に備えられた偏波面切替制御部７８は、前述の実施例と同様に、予め設定された、対象となる無線タグ１４が通信範囲内に留まる想定時間ＴStayの１／３以下であって、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通りの送受信可能な時間毎に前記送受信アンテナ部１４の偏波面を切り替える。また、前記通信制御部７６は、前述の実施例と同様に、前記偏波面切替制御部７８によって前記送受信アンテナ部５２の偏波面が切り替えられる時間間隔内に、「Select」コマンドにより選択される複数の無線タグ１４との間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了するように、その通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを制御する。
また、本実施例の無線タグ通信装置１２に備えられた通信制御部７６は、前記無線タグ１４との間の通信に係る周波数を所定の時間間隔で変化させる周波数ホッピング制御を行う。すなわち、前記ＰＬＬ４２、ＶＣＯ４４、及び搬送波発生部４６等を介して対象となる無線タグ１４との間の情報の送受信に用いられる搬送波の周波数を所定の時間間隔で変化させる。また、本実施例の無線タグ通信装置１２に備えられた偏波面切替制御部７８は、前記通信制御部７６により周波数ホッピング制御が行われる毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える制御を行う。すなわち、前記通信制御部７６により周波数ホッピング制御が行われる毎に、前記回路切替部５２ｃを介して前記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂの他方（その時点において接続されていない方）を前記送受信分離部５４に接続する回路切替制御を実行する。また、前記通信制御部７６は、好適には、前記偏波面切替制御部７８による偏波面切替タイミングと略同時（偏波面が切り替わる毎に毎回行うものではない）に周波数ホッピング制御を行う。
図１３は、前記偏波面切替制御部７８による前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替が、周波数ホッピング制御が行われる毎に行われない従来の態様について説明する図である。この図１３に示すように、斯かる態様では、垂直偏波に係る通信期間Ｐ１において、その通信期間Ｐ１に係るコマンド群では「Select」コマンドに対応する信号を発行した際に対象となる無線タグ１４が読み取り範囲（通信範囲）内に存在しないため、その無線タグ１４は読み取られることがない。また、その通信期間Ｐ１に続いて水平偏波に係る通信期間Ｐ２があり、更に再び垂直偏波に係る通信期間Ｐ３が続く。この通信期間Ｐ３において、その通信期間Ｐ３に係るコマンド群ではその「Select」コマンドで始まる一連のコマンド群が完了する前に周波数ホッピングが行われてしまい、そのコマンド群が途中で終了するため、通信範囲内における無線タグ１４が確実に読み取られないおそれがある。また、その通信期間Ｐ３に続く垂直偏波に係る通信期間Ｐ４においても、同様に一連のコマンド群が完了する前に周波数ホッピングが行われてしまい、そのコマンド群が途中で終了するため、通信範囲内における無線タグ１４が確実に読み取られる保証がない。その通信期間Ｐ４に続いて水平偏波に係る通信期間Ｐ５があり、更に再び垂直偏波に係る通信期間Ｐ６が続くが、この通信期間Ｐ６においても、一連のコマンド群の途中で無線タグ１４が読み取り範囲から外れる可能性があるため、その無線タグ１４が確実に読み取られないおそれがある。換言すれば、この図１３に示す態様では、垂直偏波に係る通信に対応して読み取られるべき無線タグ１４が読み落とされるおそれがある。
図１４は、前記偏波面切替制御部７８による前記送受信アンテナ部５２における偏波面の切替が、周波数ホッピング制御が行われる毎に実行される本実施例の態様について説明する図である。この図１４に示すように、斯かる態様では、垂直偏波に係る通信期間Ｐ１において、その通信期間Ｐ１に係るコマンド群では「Select」コマンドに対応する信号を発行した際に対象となる無線タグ１４が読み取り範囲（通信範囲）内に存在しないため、その無線タグ１４は読み取られることがない。また、その通信期間Ｐ１に続いて水平偏波に係る通信期間Ｐ２があり、更に再び垂直偏波に係る通信期間Ｐ３が続く。この通信期間Ｐ３において、上記通信期間Ｐ１において読み取られなかった無線タグ１４も確実に読み取られる。すなわち、前記通信制御部７６により周波数ホッピング制御が行われる毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替える制御を行うことで、通信範囲内に存在する複数の無線タグ１４を確実に読み取ることができるのである。
このように、本実施例によれば、前記通信制御部７６は、前記無線タグ１４との間の通信に係る周波数を所定の時間間隔で変化させる周波数ホッピング制御を行うものであり、前記偏波面切替制御部７８は、その通信制御部７６により周波数ホッピング制御が行われる毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替えるものであるため、周波数のホッピングが行われる毎に前記送受信アンテナ部５２の偏波面を切り替えることで、対象となる複数の無線タグ１４の読み取りを確実に行うことができる。
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
例えば、前述の実施例において、前記通信制御部７６、偏波面切替制御部７８、通信時間判定部８０、及び警告出力制御部８２は、何れも前記ＤＳＰ４０に機能的に備えられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記通信制御部７６、偏波面切替制御部７８、通信時間判定部８０、及び警告出力制御部８２と等価な制御機能をそれぞれ個別に有する制御装置が前記ＤＳＰ４０とは別体として備えられたものであってもよい。また、これらの制御機能による制御動作は、ディジタル信号処理によるものであるとアナログ信号処理によるものであるとを問わない。
また、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、所定の偏波面に対応する第１の送受信アンテナ５２ａと、その第１の送受信アンテナ５２ｂとは異なる偏波面（例えば第１の送受信アンテナ５２ａに直交する偏波面）に対応する第２の送受信アンテナ５２ｂと、前記ＤＳＰ４０からの指令信号に基づいて前記第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂのうち何れか一方を前記送受信分離部５４に接続する回路切替部５２ｃとを、有する送受信アンテナ部５２において、それら第１の送受信アンテナ５２ａ及び第２の送受信アンテナ５２ｂを選択的に接続することにより通信に係る偏波面を切り替えるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１５に示すような正方形（矩形状）の方形パッチアンテナ９０や、図１６に示すような円形パッチアンテナ９２を備えたものであってもよい。上記方形パッチアンテナ９０においては、図１５に示すように、その方形パッチアンテナ９０の向かい合う二辺の中心点を結ぶ線上で方形パッチアンテナ９０の中心点以外の部分に２つの給電点９４ａ、９４ｂが設けられ、前述した実施例と同様に、前記偏波面切替制御部７８により各給電点９４ａ、９４ｂに供給される電力の割合が制御されることで上記方形パッチアンテナ９０から送信される送信信号の偏波方向が制御される。また、上記円形パッチアンテナ９２においては、図１６に示すように、その円形パッチアンテナ９２の直交する二本の径上で円形パッチアンテナ９２の中心点以外の部分に２つの給電点９４ａ、９４ｂが設けられ、前記偏波面切替制御部７８により各給電点９４ａ、９４ｂに供給される電力の割合が制御されることで上記円形パッチアンテナ９２から送信される送信信号の偏波方向が制御される。このように、平面アンテナにおける中心点以外の部分に２つの給電点９４ａ、９４ｂが設けられたパッチアンテナ９０、９２が備えられた無線送信装置においても、本発明が適用されることにより、そのパッチアンテナ９０、９２から送信される送信信号の偏波方向を任意に変化させることができる。
また、前述の実施例においては、送信信号の送信及び受信信号の受信に共用される送受信アンテナ部５２を備えた無線タグ通信装置１２に本発明が適用された例について説明したが、送信信号を送信するための送信アンテナ及び受信信号を受信するための受信アンテナをそれぞれ個別に備え、それら送信アンテナ及び受信アンテナそれぞれに係る偏波面を個別に切り替える態様の無線タグ通信装置にも本発明は好適に適用されるものである。
また、前述の実施例では、指向性制御を特に行わない無線タグ通信装置１２について説明したが、例えば、ＰＡＡ（Phased Array Antenna）処理やＡＡＡ（Adaptive Array Antenna）処理等により前記無線タグ１４との通信指向性を制御し得る無線タグ通信装置にも本発明は好適に適用されるものである。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
５２：送受信アンテナ部（アンテナ）
７６：通信制御部
７８：偏波面切替制御部
８０：通信時間判定部
８２：警告出力制御部

Claims (5)

  1. 通信に係る偏波面の切り替えを行い得るアンテナを有し、無線タグとの間で情報の通信を行うと共に該通信に際して前記アンテナの偏波面を切り替える制御を行う無線タグ通信装置であって、
    予め設定された、対象となる無線タグが通信範囲内に留まる時間の１／３以下で前記アンテナの偏波面を切り替える偏波面切替制御部と、
    所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うための一連のコマンド群に対応する通信が１回完了するのに要する時間として、該通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド群のコマンド順を決定するアルゴリズムに基づいて、前記一連のコマンド群の開始から終了までに必要な想定時間を算出し、該想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まらない場合には、前記通信における周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更して前記想定時間を再計算する通信時間判定部と、
    該通信時間判定部により算出された前記想定時間が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内となる周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順で前記複数の無線タグとの間で一通り通信を行う通信制御部と
    を、備えたものであることを特徴とする無線タグ通信装置。
  2. 前記通信制御部は、前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、次回の通信において該通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更するものである請求項１に記載の無線タグ通信装置。
  3. 前記通信時間判定部は、前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、通信に係る周波数、変調方式、応答待ち時間、及びコマンド順のうち少なくとも１つを変更することにより該所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に収まるか否かを判定するものであり、
    前記通信時間判定部の判定が否定される場合には通信時間の最適化が不可能である旨の警告を出力する警告出力制御部と
    を、備えたものである請求項１又は２に記載の無線タグ通信装置。
  4. 前記偏波面切替制御部によって前記アンテナの偏波面が切り替えられる時間間隔内に、前記所定の選択コマンドにより選択される複数の無線タグとの間で一通り通信を行うためのコマンド群に対応する通信が１回完了しなかった場合には、その旨の警告を出力する警告出力制御部を備えたものである請求項１又は２に記載の無線タグ通信装置。
  5. 前記通信制御部は、前記無線タグとの間の通信に係る周波数を所定の時間間隔で変化させる周波数ホッピング制御を行うものであり、前記偏波面切替制御部は、該通信制御部により周波数ホッピング制御が行われる毎に前記アンテナの偏波面を切り替えるものである請求項１から４の何れか１項に記載の無線タグ通信装置。
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