JP4771815B2 - アクティブｒｆｉｄタグおよびセキュリティーシステム - Google Patents

Description

本発明はアクティブＲＦＩＤタグおよびセキュリティーシステムに関し、アクティブＲＦＩＤタグを利用してセキュリティゲートを制御する技術、およびタグの位置情報等を報知する技術に係るものである。

従来のＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、つまり無線通信によりデータ交信する自動認識技術は、リーダライタ（アンテナ＋コントローラ）と、情報を電子回路に記憶可能なＩＣチップを内蔵したＲＦＩＤタグとを用いて行うものであり、ＲＦＩＤタグが動作するためにバッテリーまたは外部電源のような付加的なエネルギー源を使うのか否かによって能動（ａｃｔｉｖｅ）ＲＦＩＤと受動（ｐａｓｓｉｖｅ）ＲＦＩＤとがある。

ＲＦＩＤタグの多くは、ＩＣメモリと通信回路からなるＣＭＯＳチップと超小型アンテナを内蔵し、電源は内蔵しておらず、対応したリーダライタで読み書きされるときに無線を通じてＲＦＩＤに電源を誘電させて通信を行っている。

このＲＦＩＤタグを用いた技術としては、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、建物及び商店、道路表示板、歩道、道路などの各種の場所にＲＦＩＤタグを配置し、ＲＦＩＤタグに格納した情報を無線によりＲＦＩＤリーダで受信し、受信された情報を通じてＲＦＩＤリーダの現在の位置情報を抽出するものである。

また、特許文献２に記載するものは、無線タグ装置が他の無線タグ装置の通信を妨害しないようにするものであり、ＲＦＩＤタグの動作モードとしてディープスリープ状態を設け、ディープスリープ状態に移行することでＲＦＩＤタグを無応答状態にして、リーダが他のタグと通信を行っている間においてその通信を妨害することを防止するものである。
特開２００５−１８９２２５号公報 特開２００５−１０２２１５号公報

ところで、ＲＦＩＤタグは使用する周波数帯によって特性が異なり、パッシブＲＦＩＤタグは電源が不要であるために半永久的な使用が可能であるが、低い周波数帯で無線通信するために送信範囲が狭くなる。一方、アクティブＲＦＩＤタグは、高い周波数帯で無線通信するので、外的要因の影響を受けずに広い送信範囲で利用できるが、バッテリーの電力を消耗するためにタグの寿命が短くなる。

このような、従来のＲＦＩＤタグを使用して屋内外における広い範囲において、セキュリティゲートの制御および位置情報等の報知を行うセキュリティーシステムを構築するには以下の問題がある。

特許文献１に記載するものでは、建物及び商店、道路表示板、歩道、道路などの各種の場所にＲＦＩＤタグを配置し、操作者がＲＦＩＤリーダでＲＦＩＤタグに格納した情報を受信して位置情報を抽出し、自身の位置を知るナビゲーションシステムであり、建物及び商店、道路表示板、歩道、道路などに配置するＲＦＩＤタグにはバッテリー寿命のあるアクティブＲＦＩＤタグを採用することができず、半永久的な使用が可能であるパッシブＲＦＩＤタグを使用することが必須となる。

このため、短い距離間隔で多数のパッシブＲＦＩＤタグを対象領域内に配置することが必要となる。また、ＲＦＩＤタグに格納した情報、例えば何丁目何番地という情報に基づいて位置情報を抽出するので、位置情報がある範囲を示すものとなり、正確な位置を特定できない。これはＲＦＩＤリーダを保持する操作者が自身の位置を知るナビゲーションシステムでは有効であるが、セキュリティーシステムでは管理者が監視対象者の正確な位置を知る必要があり、位置測定を正確に行ってその位置情報を管理者へ報知する機能が求められる。

逆に、送信範囲の広いアクティブＲＦＩＤタグを使用して位置情報を発信する場合に、ビル等においてはアクティブＲＦＩＤタグから発信する無線信号はアクティブＲＦＩＤタグが存在する階の受信アンテナだけでなく、上の階や下の階の受信アンテナにおいても受信されるので、位置の特定が困難である。

パッシブＲＦＩＤタグを利用して建物や施設入出口に設けたセキュリティーゲートの開閉制御を行うセキュリティーシステムでは、送信範囲が狭いのでパッシブＲＦＩＤタグをリーダに近接させてかざすことにより情報の読み取り操作を行う、いわゆるタッチアンドゴー方式である。この方式では、セキュリティーゲートの通過の際に、操作者は鞄等からタグを取り出してリーダにかざし、セキュリティーゲートを通過した後にタグを鞄等に収納する必要があり、煩わしい動作を必要とした。

本発明は、アクティブＲＦＩＤタグを利用してセキュリティーシステムを構築するものであり、タグを鞄等に収納した状態でセキュリティゲートにおける認証を可能とし、タグおよびタグを保持した人の位置を正確に測定して管理者に報知することを可能とするアクティブＲＦＩＤタグおよびセキュリティーシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載する本発明のアクティブＲＦＩＤタグは、低周波無線信号を送受信する低周波無線通信手段と、高周波無線信号を送受信する高周波無線通信手段と、タグ毎に固有のタグ識別情報および許可条項としての通過可能なゲートのゲート識別情報を登録する記憶手段と、低周波無線通信手段および高周波無線通信手段による情報の送受信を制御する制御手段と、各手段の駆動電力を供給する電源手段とを備え、制御手段は、監視区域に配置するセキュリティゲート手段を通過するのに際して、低周波無線通信手段により受信するゲート識別情報と、記憶手段に登録した許可条項のゲート識別情報とを比較し、一致したとき通過許可情報を低周波無線通信手段と高周波無線通信手段の少なくとも何れかにより監視装置に送信し、監視区域内において記憶手段に登録したタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段のゲート識別情報を高周波無線通信手段により監視装置に送信するものである。

請求項２に記載する本発明のアクティブＲＦＩＤタグは、制御手段、記憶手段、低周波無線通信手段、高周波無線通信手段が電源手段から十全な作業を可能とする通常電力が供給される通常状態と、電源手段から最低限の動作を可能とする最小電力が供給される省電力状態とに変化し、監視区域外に在るときに、制御手段、記憶手段、低周波無線通信手段、高周波無線通信手段が省電力状態となるスリープモードに遷移し、監視区域内に入ったときに、低周波無線通信手段でトリガ信号を受信して通常状態のトリガモードとなり、トリガ信号に対してタグから通過許可情報を低周波無線通信手段と高周波無線通信手段の少なくとも何れかにより送信し、その後、一定時間毎に高周波無線通信手段によりタグからタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段のゲート識別情報を監視装置に送信する通常状態の自発送信モードに遷移するものである。

請求項３に記載する本発明のアクティブＲＦＩＤタグは、タグを保持する監視対象者の移動に伴って生じる振動を検出する振動センサを有し、制御手段は、振動センサがタグの振動を検出し続ける間において、タグを保持する監視対象者が移動中であることを移動情報として高周波無線通信手段により送信するものである。

請求項４に記載する本発明のアクティブＲＦＩＤタグは、タグの姿勢を検知する傾斜センサを有し、制御手段は、タグが倒れた姿勢となったことを傾斜センサで検出したときに、タグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信手段により送信するとともに異常報知手段を起動して音と光の少なくとも何れかの警報を発報するものである。

請求項５に記載する本発明のアクティブＲＦＩＤタグは、異常を報知する異常報知手段および非常スイッチ手段を有し、制御手段は、非常スイッチ手段を起動したときに、タグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信手段により送信するとともに、異常報知手段を起動して音と光の少なくとも何れかの警報を発報するものである。

請求項６に記載する本発明のセキュリティーシステムは、請求項１〜４の何れか１項記載のアクティブＲＦＩＤタグと、アクティブＲＦＩＤタグへトリガ信号としてゲート識別情報を低周波無線信号で送信し、アクティブＲＦＩＤタグから応答信号として通過許可情報を低周波無線信号と高周波無線信号の少なくとも何れかで受信するセキュリティーゲート手段と、監視区域の所定の複数箇所に配置し、アクティブＲＦＩＤタグから送信する高周波無線信号を受信する無線信号受信手段と、この無線信号受信手段から出力する出力信号を受けて監視対象者の現在位置を検知する監視手段とからなるものである。

請求項７に記載する本発明のセキュリティーシステムは、セキュリティーゲート手段が複数のゲートを有し、相互に隣接するゲートのうちで一方のゲートにおいてトリガ信号としてゲート識別情報を低周波無線信号で送信する間に、他方のゲートにおいて干渉制御用のジャミング信号を低周波無線信号で送信するものである。

請求項８に記載する本発明のセキュリティーシステムは、監視手段が、各無線信号受信手段で受信する受信レベルの大きさに基づいて各無線信号受信手段と当該アクティブＲＦＩＤタグの離間距離を計測するとともに、計測した離間距離に基づいて当該アクティブＲＦＩＤタグの現在位置を算定するものである。

請求項９に記載する本発明のセキュリティーシステムは、監視手段が、検知したアクティブＲＦＩＤタグの現在位置を監視者へ報知する報知手段を備えるものである。
請求項１０に記載する本発明のセキュリティーシステムは、ゲート識別情報がマスタスレーブ方式により送信されるものである。

以上のように本発明によれば、アクティブＲＦＩＤタグは、セキュリティゲート手段を通過する際に、タグの記憶手段に登録した許可条項のゲート識別情報とセキュリティゲート手段から受信するゲート識別情報とが一致するときに通過許可情報をセキュリティゲート手段に送信してゲートを通過する。この際に、アクティブＲＦＩＤタグが２２ｋＨ等の低周波信号を使用して低周波無線通信手段と通信することにより、タグを鞄等に収納した状態でもセキュリティゲート手段における認証が可能となる。

また、セキュリティーゲート手段が複数のゲートを有する場合に、相互に隣接するゲートのうちで一方のゲートにおいてトリガ信号としてゲート識別情報を低周波無線信号で送信する間に、他方のゲートにおいて干渉制御用のジャミング信号を低周波無線信号で送信することで、各ゲートにおける混信を防止してハンズフリーの速やかなゲートの通過を実現できる。

また、アクティブＲＦＩＤタグが監視区域内において記憶手段に登録したタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段のゲート識別情報を高周波無線通信手段により送信し、監視区域の所定の複数箇所に配置した高周波無線信号受信手段でアクティブＲＦＩＤタグから送信する高周波無線信号を受信し、高周波無線信号受信手段から出力する出力信号を監視手段で受けることにより、監視者はタグ識別情報、ゲート識別情報から監視対象者の現在位置を認知することができる。

また、監視手段が、各高周波無線信号受信手段で受信する受信レベルの大きさに基づいて各高周波無線信号受信手段と当該アクティブＲＦＩＤタグの離間距離を計測するとともに、計測した離間距離に基づいて当該アクティブＲＦＩＤタグの現在位置を算定することで、監視対象者の現在位置を正確に検知することができる。

また、監視手段が、検知したアクティブＲＦＩＤタグの現在位置を監視者へ報知する報知手段を備えることで、監視者は監視手段から離れた遠隔地において監視対象者の現在位置を認知することができる。

また、制御装置が振動センサによりタグの振動を検出し、タグを保持する監視対象者が移動中であることを移動情報として高周波無線通信手段により送信することで、監視手段は監視対象者の移動および停止を監視することが可能となり、監視対象者が留まっている場合には電力消費を抑制するモードに遷移する。

また、制御装置が傾斜センサによりタグの傾倒を検出し、タグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信手段により送信することで、監視手段が認知する監視対象者の現在位置へ救援者を速やかに送ることができる。

また、監視対象者が非常スイッチ手段を起動し、異常情報を高周波無線通信手段により送信するとともに、異常報知手段を起動して音または光の警報を発報することにより、監視手段が認知する監視対象者の現在位置へ救援者を速やかに送ることができるとともに、監視対象者の周囲の者に異常を知らせることができる。

また、アクティブＲＦＩＤタグが監視区域外に在るときに、スリープモードに遷移し、監視区域内に入るときに、トリガモード、または自発送信モードに遷移することで消費電力量を抑制して電源手段の寿命を延ばすことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、アクティブＲＦＩＤタグ１は、例えば２２ｋＨの低周波無線信号を送受信する低周波無線通信回路２と、例えば４２６ＭＨの高周波無線信号を送受信する高周波無線通信回路３と、タグ毎に固有のタグ識別情報および許可条項としての通過可能なゲートのゲート識別情報を登録する記憶手段をなすメモリ４と、低周波無線通信回路２および高周波無線通信回路３による情報の送受信を制御する制御手段としてのＣＰＵ５と、各回路の駆動電力を供給する電源手段をなすバッテリ電源６と、タグを保持する監視対象者の移動に伴って生じる振動を検出する振動センサ７と、タグの姿勢を検知する傾斜センサ８と、異常を報知する異常報知手段としてのブザーとランプ９の少なくとも何れかと、非常スイッチ手段としての押しボタン１０を備えている。

アクティブＲＦＩＤタグ１は、ＣＰＵ５、メモリ４、低周波無線通信回路２、高周波無線通信回路３がバッテリ電源６から十全な作業を可能とする通常電力が供給される通常状態と、バッテリ電源６から最低限の動作を可能とする最小電力が供給される省電力状態とに変化する。

アクティブＲＦＩＤタグ１は、監視区域外に在るときに、ＣＰＵ５、メモリ４、低周波無線通信回路２、高周波無線通信回路３が省電力状態となるスリープモードに遷移し、監視区域内に入るときに、低周波無線通信回路２がトリガ信号を受信してトリガモードとそれに続く定期時間毎に高周波無線で自分のＩＤを送信する自発送信モードになる。トリガモードおよび自発送信モードではＣＰＵ５、メモリ４が通常状態となるほか、状況に応じて低周波無線通信回路２と高周波無線通信回路３の少なくとも何れかが通常状態となる。

このアクティブＲＦＩＤタグ１を用いたセキュリティーシステムは、セキュリティーゲート手段１１と、無線信号受信手段をなす無線受信機１２と、監視手段をなす監視装置１３を備えている。

セキュリティーゲート手段１１は、トリガ信号送信アンテナ１４と応答信号受信アンテナ１５および送信回路（図示省略）および受信回路（図示省略）を備えており、監視装置１３に信号ラインを介して接続している。アンテナは天井に配置する天井式や床に埋め込む床埋め込み式のものが一般的であるが、立型のアンテナであっても良く、アンテナの種類は限定されない。また、この場合に応答信号受信アンテナは低周波信号を想定しているが高周波無線でこの応答信号を送信しても同じ効果が得られることは言うまでもないことである。

セキュリティーゲート手段１１は、本実施の形態ではトリガ信号送信アンテナ１４から２２ｋＨｚの低周波無線信号でバースト波のトリガ信号を発信するものであり、このトリガ信号によりアクティブＲＦＩＤタグ１へトリガ信号としてゲート識別情報を送信する。セキュリティーゲート手段１１が一つのゲートを構成する場合には連続波でゲート識別情報を送信することも可能である。

応答信号受信アンテナ１５は、アクティブＲＦＩＤタグ１から応答信号として通過許可情報または通過不許可情報を送信用の低周波無線信号（２２ｋＨ）とは異なる別の低周波無線信号（４ｋＨ等）で受信する。この場合、タグから通過許可情報または通過不許可情報を高周波無線信号（４２６ｋＨ）で送信し、その高周波アンテナをゲート近くに設置することでも同じ効果が得られることは言うまでもないことである。

アクティブＲＦＩＤタグ１のメモリ４に登録するタグ識別情報はタグ毎に固有の一意の番号等からなる情報であり、許可条項として登録する通過可能なゲートのゲート識別情報はセキュリティーゲート手段１１に付与する一意の番号等からなる情報である。セキュリティーゲート手段１１が図４に示すように複数のゲートを有する場合にはゲート毎にゲート識別情報を設定するか、複数のゲートを含むセキュリティーゲート手段１１に一つのゲート識別情報を設定する。セキュリティーゲート手段１１については後に詳述する。

無線受信機１２は監視区域の所定の複数箇所に配置するものであり、固有の一意の番号等からなる無線受信機識別情報を有し、アクティブＲＦＩＤタグ１から送信する高周波無線信号（４２６ＭＨ）を受信し、受信した情報と自身の無線受信機識別情報を出力信号として監視装置１３に送信する。監視装置１３は一個以上の無線受信機１２から出力する出力信号を受けて監視対象者の現在位置を計算して特定し、モニタ上に表示することが可能である。

図２は監視区域が平面的に広がる構成を示すものであり、図３は監視区域が立体的に広がる構成を示すものである。図２〜図３において、監視区域が制限区域をなす複数の部屋を有する建屋の全体であるとすると、セキュリティーゲート手段１１は建屋の出入口および各部屋の出入口毎に設置し、無線受信機１２は建屋の出入口のエントランスおよび各部屋毎に複数機を設置する。

各部屋の出入口に設置するセキュリティーゲート手段１１は上述したトリガ信号送信アンテナ１４と応答信号受信アンテナ１５からなり、建屋の出入口に設置するセキュリティーゲート手段１１は例えば図４に示すような構成となる。ただし応答信号受信アンテナ１５は高周波無線アンテナであってもよい。

図４において、セキュリティーゲート手段１１は複数のゲート２０を備え、各ゲート２０にトリガ信号送信アンテナ１４および応答信号受信アンテナ１５を配置するとともに、監視対象者の通過の際に開閉するドアー２１を備え、入口側に光学式等の入口センサ２２を有し、出口側に光学式等の出口センサ２３を有する。また、通路中央のドアー付近のＩＮ側およびＯＵＴ側にそれぞれ光学式の人体検知用ＩＮセンサ２４および人体検知用ＯＵＴセンサ２５を設ける場合もある。

また、セキュリティーゲート手段１１は、図５に示すように、各トリガ信号送信アンテナ１４および応答信号受信アンテナ１５に対するアンプ２６、２７および入出力ポート２８と、ドアー２１を開閉するドアー制御部２９を有し、監視装置（メインコントローラ）１３により制御される。

図６に示すように、セキュリティーゲート手段１１は例えば１６０ｍｓの１サイクルタイムにおいて、トリガ信号送信アンテナ１４によってトリガ信号（ゲート識別情報）Ｔを例えば１０５ｍｓにわたって送信し、１０ｍｓのインターバルＩの後に、応答信号受信アンテナ１５によってアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号Ｒを受信するためのウィンドウＷを１０ｍｓにわたって開く。

以下、上記した構成における作用を説明する。図７に示すように、アクティブＲＦＩＤタグ１を保持する監視対象者３０が監視区域へ入る際に、出入口に設置したセキュリティーゲート手段１１の一つのゲート２０に進入すると、このゲート２０の入口センサ２２が監視対象者３０を検知する。

図８はセキュリティーゲート手段１１におけるタイミングチャートを示すものであり、監視対象者３０が進入したゲート２０にＡの符号を付し、隣接するゲート２０にＢの符号を付して区別する。

図８に示すように、監視対象者３０が進入したゲート（Ａ）２０の入口センサ（Ａ）２２の信号を受けた監視装置（メインコントローラ）１３はトリガ信号送信アンテナ（Ａ）１４からトリガ信号Ｔによってゲート識別情報を送信する。このゲート識別情報は入室検出用のゲートＩＤ信号であるＩＤｉｎで、ゲートを識別する情報であり、この信号を使い監視区域への入室を管理することができる。ゲート識別情報は各ゲート毎に異なるものを設定することも可能であるし、一つのセキュリティーゲート手段１１において共通のものを全ゲートに設定することも可能である。監視装置（メインコントローラ）１３はウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５によってアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号Ｒを受信するまでサイクルタイム毎にトリガ信号Ｔを送信する。

監視対象者３０が進入したゲート（Ａ）２０に隣接するゲート（Ｂ）２０では、ゲート（Ａ）２０のサイクルタイムに同期して干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信する。隣接するゲートではジャミング信号ＪのためにアクティブＲＦＩＤタグ１からの応答信号としての通過許可情報または通過不許可情報は邪魔されて受信することができず、監視対象者３０が進入していないゲート（Ｂ）２０のゲートの開閉が誤動作することはない。

監視区域外に在るときにスリープモードであるアクティブＲＦＩＤタグ１は、セキュリティゲート手段１１を通過するのに際して、低周波無線通信回路２でトリガ信号Ｔとしてゲート識別情報を受信すると、スリープモードからトリガモードに遷移する。

ＣＰＵ５は受信したゲート識別情報とメモリ４に登録した許可条項のゲート識別情報とを比較し、一致した場合にはドアー（Ａ）２１の開放を許可する情報と監視区域に入室する情報からなる通過許可情報を応答信号Ｒとして送信する。

この応答信号ＲをウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５で受信した監視装置（メインコントローラ）１３はドアー制御部２９を駆動してドアー（Ａ）２１を開き、アクティブＲＦＩＤタグ１を保持した監視対象者３０が監視区域に入ったことを認識し、以後においてアクティブＲＦＩＤタグ１の位置を追跡して記録する。この際の応答信号は低周波無線信号と高周波無線信号の少なくとも何れかである。

監視対象者３０がゲート２０を通過して監視区域に入ると、アクティブＲＦＩＤタグ１はメモリ４に登録したタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段１１のゲート識別情報を高周波無線通信回路３により定期的に送信する。この送信時にアクティブＲＦＩＤタグ１は自発送信モードに遷移する。

アクティブＲＦＩＤタグ１は監視区域内に設定された制限区域のセキュリティゲート手段１１を通過する際に、低周波無線通信回路２でトリガ信号Ｔとしてゲート識別情報を受信すると、ＣＰＵ５が受信したゲート識別情報とメモリ４に登録した許可条項のゲート識別情報とを比較し、一致した場合には制限区域の部屋のドアー（図示省略）を開放を許可する情報である通過許可情報を応答信号Ｒとして送信する。

この応答信号ＲをウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５で受信した監視装置（メインコントローラ）１３は制限区域の部屋のドアーを開く。本実施の形態において、応答信号Ｒは低周波無線信号（４ｋＨ等）で行うが、高周波無線信号（４２６ｋＨ）で行うことも可能である。

アクティブＲＦＩＤタグ１が高周波無線通信回路３により定期的に送信するタグ識別情報およびゲート識別情報を受信した複数の無線受信機１２はそれぞれ監視装置１３に情報を転送し、その現在地を計算してモニタ上に表示する。

監視装置１３は受信したタグ識別情報および狭い範囲で識別可能なゲート識別情報から何れのアクティブＲＦＩＤタグ１がどの領域に在るかを判断し、アクティブＲＦＩＤタグ１を保持した監視対象者３０が制限区域に入ったことを検知する。したがって、アクティブＲＦＩＤタグ１が在る制限区域の無線受信機１２のみならず、異なる階などの隣接する制限区域の無線受信機１２がアクティブＲＦＩＤタグ１が送信する信号を受信しても、監視装置１３は監視対象者３０の位置を誤ることがない。

さらに、監視装置１３は、各無線受信機１２で受信するアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号の受信レベルの大きさに基づいて各無線受信機１２とアクティブＲＦＩＤタグ１の離間距離を計測するとともに、計測した離間距離に基づいて当該アクティブＲＦＩＤタグの現在位置を算定し、アクティブＲＦＩＤタグ１を保持した監視対象者３０の正確な位置を検知して記憶する。

監視装置１３は検知したアクティブＲＦＩＤタグ１の現在位置を監視者へインターネット網や公衆回線、無線等の報知手段によって報知する。
この間にアクティブＲＦＩＤタグ１は、タグを保持する監視対象者３０の移動に伴って生じる振動を振動センサ７で検出し、ＣＰＵ５は、振動センサ７がタグの振動を検出し続ける間において、タグを保持する監視対象者３０が移動中であることを移動情報として高周波無線通信回路３により送信する。監視装置１３は、この情報を得ることで監視対象者３０が移動中であるか留まっているかを認識する。そして、監視装置１３は監視対象者３０がある地点に留まり動いていない間は、高周波無線通信回路３により送信するタグ識別情報およびゲート識別情報の発信頻度を抑制して電力消費を抑制する。

また、アクティブＲＦＩＤタグ１はタグが倒れた姿勢となったことを傾斜センサ８で検出し、ＣＰＵ５はタグを保持する監視対象者３０に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信回路３により送信する。監視装置１３は、この情報を得ることで監視対象者３０の異常を検知し、監視者へ報知する。

また、監視対象者３０が不法な侵入者を発見するなど何かの異常を認知したときに、アクティブＲＦＩＤタグ１のボタン１０を押すと、ＣＰＵ５はタグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信回路３により送信するとともに、ブザーもしくはランプ９を起動して音または光の警報を発報し、周囲の者に警告を発する。

アクティブＲＦＩＤタグ１を保持する監視対象者３０が監視区域から出る際に、出入口に設置したセキュリティーゲート手段１１の一つのゲート２０に進入すると、このゲート２０ので出口センサ２３が監視対象者３０を検知し、監視区域へ入るときと同様の手順で情報を交換してゲート２０を通過する。また、制限区域から出る際も同様である。この場合に、トリガ信号Ｔによって送信するゲート識別情報は、退室検出用のゲートＩＤ信号であるＩＤｏｕｔであり、ゲートを識別する情報とともに監視区域からの退室を示す情報である。

ＣＰＵ５は受信したゲート識別情報とメモリ４に登録した許可条項のゲート識別情報とを比較し、一致した場合にはドアー２１の開放を許可する情報と監視区域から退室する情報からなる通過許可情報を応答信号Ｒとして送信し、ゲートを通過するのに十分な所定時間後にスリープモードに遷移する。

この応答信号ＲをウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５で受信した監視装置（メインコントローラ）１３はドアー２１を開き、アクティブＲＦＩＤタグ１を保持した監視対象者３０が監視区域から出たことを認識する。

図９および図１０は本発明の他の実施の形態おけるセキュリティーゲート手段１１の構成を示すものであり、図１０に示すタイミングチャートにおいては監視対象者３０が進入した複数のゲート２０にそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付して区別する。

図９に示すように、ゲート（Ａ）２０の入口センサ（Ａ）２２およびゲート（Ｂ）２０の入口センサ（Ｂ）２２が同時に監視対象者３０の進入を検知し、続いてゲート（Ｃ）２０の入口センサ（Ｃ）２２が監視対象者３０の進入を検知すると、各センサから信号を受けた監視装置（メインコントローラ）１３は以下の制御を行う。

監視装置（メインコントローラ）１３は監視対象者３０が進入したゲート（Ａ）２０のトリガ信号送信アンテナ（Ａ）１４からトリガ信号Ｔによってゲート識別情報を送信し、ウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５によってアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号Ｒを受信するまで、ゲート（Ａ）２０において送信する信号をサイクルタイム毎に変えて、ゲート識別情報のトリガ信号Ｔとジャミング信号Ｊを交互に送信する。

また、前記ゲート（Ａ）２０に隣接するゲート（Ｂ）２０ではゲート（Ａ）２０のサイクルタイムに同期して信号を送信し、ゲート（Ａ）２０においてゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信するときに、ゲート（Ｂ）２０では干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信し、ゲート（Ａ）２０においてジャミング信号Ｊを送信するときに、ゲート（Ｂ）２０ではゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信する。

このとき、前記ゲート（Ｂ）２０に隣接するゲート（Ｃ）２０ではゲート（Ａ）２０およびゲート（Ｂ）２０のサイクルタイムに同期して信号を送信し、ゲート（Ｂ）２０においてトリガ信号Ｔを送信するときに、ゲート（Ｃ）２０ではジャミング信号Ｊを送信する。

ゲート（Ｃ）２０においてゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信するときに、このゲート（Ｃ）に隣接するゲート（Ｂ）２０およびゲート（Ｄ）２０では干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信し、ゲート（Ａ）２０においてゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信する。ゲート（Ｄ）２０は監視対象者３０が進入していないので、サイクルタイム毎に干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信し続ける。

ウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５によってアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号Ｒを受信したゲートは、ゲート識別情報のトリガ信号Ｔの送信を停止し、隣接するゲートにおいてゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信する限り、サイクルタイム毎に干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信し続ける。

ここではゲート（Ａ）２０が応答信号Ｒを受信した後に信号の送信を停止し、ゲート（Ｂ）２０は応答信号Ｒを受信した後においても、隣接するゲート（Ｃ）２０がゲート識別情報のトリガ信号Ｔを送信しているので、ジャミング信号Ｊの送信を続ける。他の作用効果は先の実施の形態と同様である。

図１１は本発明の他の実施の形態を示すものであり、セキュリティーゲート手段１１におけるタイミングチャートを示すもので、各ゲート２０はＡ、Ｂの符号を付して区別している。

本実施の形態は、セキュリティーゲート手段１１の各ゲート２０において、入口センサ２２および出口センサ２３を設けず、通路中央のドアー付近のＩＮ側およびＯＵＴ側にそれぞれ光学式の人体検知用ＩＮセンサ２４および人体検知用ＯＵＴセンサ２５を設けるものである。

監視装置（メインコントローラ）１３はトリガ信号送信アンテナ１４からトリガ信号Ｔとして、ゲート開閉制御用のゲート識別情報をなすデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）、入室を検出するためのゲート識別情報をなす入室検出用ＩＤ（ＩＤｉｎ）、退室を検出するためのゲート識別情報をなす退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）の３種類の信号を送信し、かつ隣接するゲートとの干渉制御用のジャミング信号Ｊを送信する。

図１１（ａ）に示すように、通常時において、監視装置（メインコントローラ）１３は、監視対象者３０の進入の有無に拘らず、隣接し合う各ゲート（Ａ）２０、ゲート（Ｂ）２０において、トリガ信号送信アンテナ（Ａ）１４およびトリガ信号送信アンテナ（Ｂ）１４からサイクルタイムを同期させてトリガ信号ＴのデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）とジャミング信号Ｊを交互に送信し、ゲート（Ａ）２０においてデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）を送信するときに、ゲート（Ｂ）２０においてジャミング信号Ｊを送信する。

そして、例えばゲート（Ａ）２０に監視対象者３０が進入して、ウィンドウＷの期間に応答信号受信アンテナ１５によってアクティブＲＦＩＤタグ１の応答信号Ｒを受信したゲート（Ａ）２０はドアー２１を開放する。

アクティブＲＦＩＤタグ１はセキュリティゲート手段１１を通過するのに際して、低周波無線通信回路２でトリガ信号ＴとしてデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）のゲート識別情報を受信すると、スリープモードからトリガモードに遷移して応答信号Ｒを送信する。

上述の操作は監視対象者３０が監視区域へ入るときも出るときも同じであるので、監視装置（メインコントローラ）１３は監視対象者の入室、退室の区別がつかない。
このため、監視対象者３０がゲート２０を通過する際に、人体検知用ＩＮセンサ２４が監視対象者３０を感知して後に、人体検知用ＯＵＴセンサ２５が監視対象者３０を感知することで、監視装置（メインコントローラ）１３は監視対象者３０がゲート２０を入室方向へ移動していると判断する。

そして、図１１（ｂ）に示すように、ゲート（Ａ）２０のトリガ信号送信アンテナ（Ａ）１４からデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）に換えて入室検出用ＩＤ（ＩＤｉｎ）を、監視対象者がゲート２０を通過するのに十分な時間にわたって送信する。

入室検出用ＩＤ（ＩＤｉｎ）を受信したアクティブＲＦＩＤタグ１は、入室検出用ＩＤ（ＩＤｉｎ）に応答してタグ識別情報および入室情報を応答信号Ｒとして送信する。この入室検出用ＩＤ（ＩＤｉｎ）に応答する応答信号Ｒはゲートの開閉制御に関与しないものであり、この応答信号Ｒを受けて監視装置（メインコントローラ）１３はアクティブＲＦＩＤタグ１が監視区域に入ったことを検知する。これらの送信信号Ｒは低周波無線信号であっても高周波無線信号であっても効果は同じである。

監視対象者３０が監視区域から出るときにゲート２０を通過する際にも同様の操作を行い、人体検知用ＯＵＴセンサ２５が監視対象者３０を感知して後に、人体検知用ＩＮセンサ２４が監視対象者３０を感知することで、監視装置（メインコントローラ）１３は監視対象者３０がゲート２０を退室方向へ移動していると判断する。

そして、ゲート２０のトリガ信号送信アンテナ１４からデフォルトＩＤ（ＩＤｄｅｆ）に換えて退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）を、監視対象者がゲート２０を通過するのに十分な時間にわたって送信する。

退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）を受信したアクティブＲＦＩＤタグ１は、退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）に応答してタグ識別情報および退室情報を応答信号Ｒとして送信する。この退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）に応答する応答信号Ｒはゲートの開閉制御に関与しないものであり、この応答信号Ｒを受けて監視装置（メインコントローラ）１３はアクティブＲＦＩＤタグ１が監視区域から出たことを検知する。これらの送信信号Ｒは低周波無線信号であっても高周波無線信号であっても効果は同じである。

アクティブＲＦＩＤタグ１は、退室検出用ＩＤ（ＩＤｏｕｔ）に応答する応答信号Ｒを送信した後にスリープモードに遷移する。
図１２は本発明の他の実施の形態を示すものであり、児童、生徒等を監視対象者とし、監視区域を学校、教室、通学路とするものである。この実施の形態では、校門、教室の出入口にセキュリティーゲート手段１１を配置し、学校構内および通学路の所定位置に無線受信機１２および監視テレビカメラ４１を配置する。

学校構内では先の実施の形態と同様な操作を行う。先の実施の形態と異なるのは、校門に配置したセキュリティーゲート手段１１を通過して校門外へ監視対象者３０が出てもアクティブＲＦＩＤタグ１はスリープモードに遷移することなく、トリガモードを維持し、定期的に自発送信モードに遷移して高周波無線通信回路３によりタグ識別情報を送信する。

この際に、校門、通用門は通常６ｍ以上の幅広間口であることが多く、単一ループのアンテナを配置することはタグに志向性が発生して望ましくない。このため複数のアンテナをマスタ、スレーブ動作させて同一ゲートＩＤ信号を送信することが望ましい。

このタグ識別情報を受信した無線受信機１２は、アクティブＲＦＩＤタグ１の通過情報、位置情報（無線受信機１２のアンテナを設置したエリアを識別する情報等）を監視装置１３に転送し、監視装置１３は当該無線受信機１２のアンテナ設置エリア４２にある監視テレビカメラ４１によって監視対象者３０を撮影し、カメラ映像の録画を通過情報および位置情報とともに記録する。

監視装置１３は学校４３および情報センター４４に設置する。学校４３に設置する監視装置１３は学校内モニターとして利用し、場所、時間、児童氏名、時間帯別移動録画記録を学校内情報４５として記録する。

センター受信４６した情報は情報センター４３に設置する監視装置１３において、通過情報および位置情報等として保護者４７のパーソナルコンピュータ、携帯電話等へメールもしくは電話で配信する。この配信は定期的に自動的に行ってもよく、保護者からの連絡を受けて配信してもよい。

そして、図１３に示すように、監視対象者３０に異常（拉致、危害、傷病）が発生し、ボタン１０の操作、もしくは傾斜センサ８による検知によって、アクティブＲＦＩＤタグ１から異常情報が送信されると、この監視対象者３０がいるアンテナ設置エリア４２にある無線受信機１２はアクティブＲＦＩＤタグ１の異常情報を受信して、危険情報を監視装置１３に発信する。

学校４３は学校内モニターにおいて危険情報を受信し、場所、時間、児童氏名の情報確認を行い、運用マニュアルに沿って対応する。情報センター４３は警報情報を判断し、警報情報とともに、通過情報および位置情報等を保護者、警察・地域コミュニティー、ＰＴＡ・教育委員会等４８へメールもしくは電話で連絡する。連絡を受けた関係者は異常情報を発信した監視対象者３０のいる異常発生アンテナ設置エリア４９へ保護、救出のために向かう。

本発明の実施の形態におけるアクティブＲＦＩＤタグおよびセキュリティーシステムの構成を示す模式図 同実施の形態における監視区域の構成を例示する模式図 同実施の形態における監視区域の他の構成を例示する模式図 同実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図 同実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の回路構成を示すブロック図 同実施の形態におけるトリガー信号Ｔ、応答信号Ｒのサイクルタイムを示すタイムチャート図 同実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の操作を示す模式図 同実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の操作時のタイムチャート図 本発明の他の実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の操作を示す模式図 同実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の操作時のタイムチャート図 （ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施の形態におけるセキュリティーゲート手段の操作時のタイムチャート図 本発明の他の実施の形態におけるセキュリティーシステムを示す模式図 同実施の形態におけるセキュリティーシステムの異常発生時の対応を示す模式図

符号の説明

１ アクティブＲＦＩＤタグ
２ 低周波無線通信回路
３ 高周波無線通信回路
４ メモリ
５ ＣＰＵ
６ バッテリ電源
７ 振動センサ
８ 傾斜センサ
９ ブザーもしくはランプ
１０ ボタン
１１ セキュリティーゲート手段
１２ 無線受信機
１３ 監視装置
１４ トリガ信号送信アンテナ
１５ 応答信号受信アンテナ
２０ ゲート
２１ ドアー
２２ 入口センサ
２３ 出口センサ
２４ 人体検知用ＩＮセンサ
２５ 人体検知用ＯＵＴセンサ
２６、２７ アンプ
２８ 入出力ポート
２９ ドアー制御部
３０ 監視対象者
４１ 監視テレビカメラ
４２ アンテナ設置エリア
４３ 学校
４４ 情報センター
４５ 学校内情報
４６ センター受信
４７ 保護者
４８ 警察・地域コミュニティー、ＰＴＡ・教育委員会等
４９ 異常発生アンテナ設置エリア

Claims (10)

1. 低周波無線信号を送受信する低周波無線通信手段と、高周波無線信号を送受信する高周波無線通信手段と、タグ毎に固有のタグ識別情報および許可条項としての通過可能なゲートのゲート識別情報を登録する記憶手段と、低周波無線通信手段および高周波無線通信手段による情報の送受信を制御する制御手段と、各手段の駆動電力を供給する電源手段とを備え、制御手段は、監視区域に配置するセキュリティゲート手段を通過するのに際して、低周波無線通信手段により受信するゲート識別情報と、記憶手段に登録した許可条項のゲート識別情報とを比較し、一致したとき通過許可情報を低周波無線通信手段と高周波無線通信手段の少なくとも何れかにより監視装置に送信し、監視区域内において記憶手段に登録したタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段のゲート識別情報を高周波無線通信手段により監視装置に送信することを特徴とするアクティブＲＦＩＤタグ。
2. 制御手段、記憶手段、低周波無線通信手段、高周波無線通信手段が電源手段から十全な作業を可能とする通常電力が供給される通常状態と、電源手段から最低限の動作を可能とする最小電力が供給される省電力状態とに変化し、監視区域外に在るときに、制御手段、記憶手段、低周波無線通信手段、高周波無線通信手段が省電力状態となるスリープモードに遷移し、監視区域内に入ったときに、低周波無線通信手段でトリガ信号を受信して通常状態のトリガモードとなり、トリガ信号に対してタグから通過許可情報を低周波無線通信手段と高周波無線通信手段の少なくとも何れかにより送信し、その後、一定時間毎に高周波無線通信手段によりタグからタグ識別情報および通過したセキュリティゲート手段のゲート識別情報を監視装置に送信する通常状態の自発送信モードに遷移することを特徴とする請求項１に記載のアクティブＲＦＩＤタグ。
3. タグを保持する監視対象者の移動に伴って生じる振動を検出する振動センサを有し、制御手段は、振動センサがタグの振動を検出し続ける間において、タグを保持する監視対象者が移動中であることを移動情報として高周波無線通信手段により送信することを特徴とする請求項１に記載のアクティブＲＦＩＤタグ。
4. タグの姿勢を検知する傾斜センサを有し、制御手段は、タグが倒れた姿勢となったことを傾斜センサで検出したときに、タグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信手段により送信するとともに異常報知手段を起動して音と光の少なくとも何れかの警報を発報することを特徴とする請求項１に記載のアクティブＲＦＩＤタグ。
5. 異常を報知する異常報知手段および非常スイッチ手段を有し、制御手段は、非常スイッチ手段を起動したときに、タグを保持する監視対象者に異常事態が生じたとして異常情報を高周波無線通信手段により送信するとともに、異常報知手段を起動して音と光の少なくとも何れかの警報を発報することを特徴とする請求項１に記載のアクティブＲＦＩＤタグ。
6. 請求項１〜４の何れか１項記載のアクティブＲＦＩＤタグと、アクティブＲＦＩＤタグへトリガ信号としてゲート識別情報を低周波無線信号で送信し、アクティブＲＦＩＤタグから応答信号として通過許可情報を低周波無線信号と高周波無線信号の少なくとも何れかで受信するセキュリティーゲート手段と、監視区域の所定の複数箇所に配置し、アクティブＲＦＩＤタグから送信する高周波無線信号を受信する無線信号受信手段と、この無線信号受信手段から出力する出力信号を受けて監視対象者の現在位置を検知する監視手段とからなることを特徴とするセキュリティーシステム。
7. セキュリティーゲート手段が複数のゲートを有し、相互に隣接するゲートのうちで一方のゲートにおいてトリガ信号としてゲート識別情報を低周波無線信号で送信する間に、他方のゲートにおいて干渉制御用のジャミング信号を低周波無線信号で送信することを特徴とする請求項６に記載のセキュリティーシステム。
8. 監視手段が、各無線信号受信手段で受信する受信レベルの大きさに基づいて各無線信号受信手段と当該アクティブＲＦＩＤタグの離間距離を計測するとともに、計測した離間距離に基づいて当該アクティブＲＦＩＤタグの現在位置を算定することを特徴とする請求項６に記載のセキュリティーシステム。
9. 監視手段が、検知したアクティブＲＦＩＤタグの現在位置を監視者へ報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項６に記載のセキュリティーシステム。
10. ゲート識別情報がマスタスレーブ方式により送信される請求項６に記載のセキュリティーシステム。

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