JP5106131B2 - Ｒｆｉｄタグの読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、物流などの分野において商品等に貼付されるＲＦＩＤタグから該ＲＦＩＤタグに設定された固有識別子を非接触で読み取るＲＦＩＤタグ読取装置に関する。

近年、物流管理、入退出管理、個人認証などのシステムにおいてＲＦＩＤタグを利用したものが普及してきている。この種のシステムでは、ＲＦＩＤタグに記憶されている固有識別子等の情報を読み取るＲＦＩＤタグ読取装置が用いられる。ＲＦＩＤタグと読取装置との間は無線通信を行っており、ＲＦＩＤタグ読取装置はＲＦＩＤタグから非接触で情報の読み取りが可能である。

ところで、ＲＦＩＤタグの読み取りは、システムの運用形態等に応じて１つのＲＦＩＤタグのみを読み取る場合と、複数のＲＦＩＤタグをまとめて読み取る場合とがある。前者の例としては個人認証のシステムなどが該当する。後者の例としては物流管理のシステムなどが該当する。複数のＲＦＩＤタグをまとめて読み取る場合には、ＲＦＩＤタグの応答信号の衝突防止が必須となる。この衝突防止のための規格は例えばＪＩＳＸ６３２３−３に規定されている。

この衝突防止方法ではタイム・スロット方式を採用している。具体的には、読取装置からの応答要求コマンド（Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンド）に対する応答期間を１６のスロットに分割する。ＲＦＩＤタグは、読取装置からの応答要求コマンドを受信すると、６４ｂｉｔからなる自身の固有識別子（ＵＩＤ）の下位４ｂｉｔによりスロット番号を特定する。ＲＦＩＤタグは、特定したスロット番号に対応したタイミングで固有識別子を含む応答信号を送信する。このような方法により衝突発生の機会を軽減している。

しかし、固有識別子の下位４ｂｉｔが同じＲＦＩＤタグが読取可能領域内に存在する場合には、上記方法によっても衝突が発生する。そこで、応答要求コマンドにはマスク値及びマスク長からなるマスク情報を設定可能とする。ＲＦＩＤタグは、応答要求コマンドにマスク情報が含まれている場合には、固有識別子に対して下位ビット側からマスクを適用する。そして、ＲＦＩＤタグは、自身の固有識別子の下位ビットがマスク値と一致する場合には、マスクされていないデータの下位４ｂｉｔによりスロット番号を特定し、特定したスロット番号に対応したタイミングで固有識別子を含む応答信号を送信する。このような方法により、ＲＦＩＤタグ読取装置は、衝突発生を検出した場合には、適切なマスクを要求コマンドに設定して再問い合わせを行うことを繰り返すことにより、読取可能領域内に存在する全てのＲＦＩＤタグを読み取ることができる。マスクの設定は、衝突発生時に用いた要求コマンドのマスク値（初回は通常マスクなし）の上位に、衝突が発生したスロット番号を付加する方法が一般的である。
ＩＣカードシステム利用促進協議会、他、"外部端子なしＩＣカード−近傍型−第３部：衝突防止及び伝送プロトコル"、ＪＩＳ規格Ｘ６３２３−３、制定年月日：２００１年０９月２０日、最新確認年月日：２００７年０２月２０日 特開２００４−２４８３１０号公報

ところで複数のＲＦＩＤタグをまとめて読み取るシステムとしては、「スマートシェルフ」と呼ばれる商品棚を用いた棚在庫管理システムが挙げられる。この棚在庫管理システムでは、商品棚に陳列されている多数の商品にそれぞれＲＦＩＤタグを貼付し、棚在庫をリアルタイムに監視している。また、この棚在庫管理システムでは、読取可能領域に存在するＲＦＩＤタグを常に監視し、商品棚から商品が取り出されてＲＦＩＤタグが読取可能領域から外れると、利用者により商品が取り出されたと判断する。そして、必要に応じて取り出された商品に関する商品情報を所定のディスプレイに表示するなどの付加機能を有している。

このような棚在庫管理システムでは、ＲＦＩＤタグの読み取り速度が極めて重要となる。しかし、従来の読み取り方法では、読取可能領域に存在するＲＦＩＤタグの数や固有識別子の分布によっては、十分な読み取り速度を得ることができないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のＲＦＩＤタグを高速で読み取ることができるＲＦＩＤタグの読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、読取可能域内にある複数のＲＦＩＤタグから各ＲＦＩＤタグの固有識別子を読み取るＲＦＩＤタグ読取装置において、前回読み取ったＲＦＩＤタグの固有識別子を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前回読み取られた全ＲＦＩＤタグについて固有識別子を指定して該ＲＦＩＤタグをセレクト状態にする第１のコマンドを各ＲＦＩＤタグごとにそれぞれ送出し、該第１のコマンドに対する応答があったＲＦＩＤタグの固有識別子を前記記憶手段に記憶し、前記第１のコマンドに対する応答があったＲＦＩＤタグに対して該ＲＦＩＤタグをクワイエット状態にする第２のコマンドを送出し、その後にレディ状態の全てのＲＦＩＤタグからの応答を待つ第３のコマンドを送出し、該第３のコマンドにより読み取ったＲＦＩＤタグの固有識別子を前記記憶手段に記憶する読取処理手段を備えたことを特徴とする。

一般に、レディ状態のＲＦＩＤタグからの応答を待つ第３のコマンドに対して複数のＲＦＩＤタグからの応答が衝突する可能性があるので、該第３のコマンドを用いたＲＦＩＤタグを個別に識別するのには時間がかかる。本発明では、該第３のコマンドを送出する前に、前回読み取ったＲＦＩＤタグの存在を第１のコマンドを用いて個別に認識し、さらに該ＲＦＩＤタグをクワイエット状態にしている。これにより、その後の第３のコマンドに対して応答するＲＦＩＤタグは、前回読み取り時には存在せず、その後読取可能域内に存在することになったものとなる。したがって、第３のコマンドによる読取処理の時間を大幅に短縮することができ、全体としても読取速度が向上する。

また、本発明の好適な態様の一例として、上記ＲＦＩＤタグの読取装置において、前記読取処理手段に対して読取処理開始要求を送出するとともに読取処理手段から読み取り結果を受信する制御手段を備え、前記制御手段における記憶手段からの固有識別子の取得処理は、前記制御手段が前記読取開始要求とともに前記記憶手段に記憶されている固有識別子を送出し、読取処理手段が前記読取開始要求とともに固有識別子を取得することにより行うとともに、前記制御手段における記憶手段への固有識別子の記憶処理は、前記読取処理手段が固有識別子を読み取り結果として制御手段に送出し、制御手段が該固有識別子を記憶手段に記憶することにより行うことを特徴とするものを提案する。

本発明によれば、制御手段及び記憶手段と、読取処理手段を分離した形態での実装を容易にすることができるので、読み取り領域を大きく取りたい場合に有効である。具体的には、１つの制御手段に対して複数の読取処理手段を設ける場合には、複数の読取処理手段で同一のＲＦＩＤタグを読み取ってしまった場合などに容易に対処できるので本発明は有用である。

以上説明したように本発明によれば、第３のコマンドを送出する前に、前回読み取ったＲＦＩＤタグの存在を第１のコマンドを用いて個別に認識し、さらに該ＲＦＩＤタグをクワイエット状態にしている。これにより、その後の第３のコマンドに対して応答するＲＦＩＤタグは、前回読み取り時には存在せず、その後読取可能域内に存在することになったものとなる。したがって、第３のコマンドによる読取処理の時間を大幅に短縮することができ、全体としても読取速度が向上する。

本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、商品棚に陳列した商品のＲＦＩＤタグから固有識別子を読み取るシステムについて説明する。図１はＲＦＩＤタグ読取装置の全体構成図、図２はＲＦＩＤタグ読取装置の詳細構成図である。

本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置は、図１に示すように、ショーケース１に陳列されている商品１０に付設されているＲＦＩＤタグ１１から該ＲＦＩＤタグ１１の固有番号を読み取る用途で用いるものとする。ショーケース１は、商品１０を陳列するための複数段の商品棚２と、商品１０を冷却するための冷却機構（図示省略）とを備えている。冷却機構については従来周知のものと同様なのでここでは説明を省略する。各商品棚２の上面には、陳列されている商品１０のＲＦＩＤタグ１１と通信するためのアンテナユニット２００が設けられている。アンテナユニット２００は、ループアンテナ及び整合回路（共に図示省略）を備えており、各商品棚２の上面において左右に複数（図１では２つ）並設されている。また、ショーケース１は、各商品棚２毎に設けた読取処理装置１００と、各読取処理装置１００を集中制御する集中制御装置３００とを備えている。本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ１１及びＲＦＩＤタグ読取装置は、ＪＩＳ規格Ｘ６３２３−１〜３に準ずるものとする。

読取処理装置１００は、図２に示すように、それぞれ対応する商品棚２に設けたアンテナユニットと接続しており、各アンテナユニット２００を用いてＲＦＩＤタグ１１から該タグに予め設定されている固有識別子（ＵＩＤ）を読み取る。各読取処理装置１００は、接続されている各アンテナ２００の通信範囲内にあるＲＦＩＤタグ１１と通信するためのＲＦ回路部１１０と、各ＲＦＩＤタグ１１から固有識別子を読み取る読取処理部１２０と、集中制御装置３００に接続するための通信インタフェイス１３０とを備えている。読取処理部１２０の動作については後述する。

集中制御装置３００は、図２に示すように、各読取処理装置１００から受信したＲＦＩＤタグ１１の固有識別子に基づき商品の棚在庫を商品棚毎に管理する在庫管理部３１０と、読取処理装置１００で読み取った固有識別子を記憶するとともに該在庫管理部３１０における集計処理等で用いられる記憶部３２０と、読取処理装置１００と接続するための通信インタフェイス３３０と、店舗内のＬＡＮと接続するための通信インタフェイス３４０とを備えている。在庫管理部３１０の動作については後述する。

次に、集中制御装置３００の在庫管理部３１０及び読取処理装置１００の読取処理部１２０におけるＲＦＩＤタグの読取処理について図３乃至図５を参照して説明する。図３は読取処理を説明するシーケンスチャート、図４及び図５は読取処理装置のフローチャートである。

図３に示すように、集中制御装置３００の在庫管理部３１０は、読取開始指示を読取処理装置１００に送出する（ステップＳＡ１）。ここで、該読取開始指示には固有識別子の一覧を含む。この固有識別子の一覧は、当該読取処理装置１００で前回読み取られたＲＦＩＤタグ１１の固有識別子の一覧であり、集中制御装置３００の記憶部３２０に記憶されているものである。読取処理装置１００の読取処理部１２０は、前記読取開始指示を受信すると読取処理を開始する（ステップＳＢ１０）。読取処理部１２０における読取処理の詳細は後述する。

在庫管理部３１０は、前記ステップＳＡ１の読取開始指示の後、所定の時間間隔で読取終了確認を読取処理部１２０に送出する（ステップＳＡ２１，ＳＡ３１）。読取処理部１２０は、前記ステップＳＢ１０の読取処理中に読取終了確認を受信した場合には、読取未完了の旨を返答する（ステップＳＢ２２）。一方、読取処理部１２０は、前記ステップＳＢ１０の読取処理の終了後に読取終了確認を受信した場合には、読み取ったＲＦＩＤタグ１１の固有識別子のリストを返答する（ステップＳＢ３２）。このように、集中制御装置３００から読取処理装置１００への通信は、読取処理装置１００における読取処理とは非同期で行われる。また、在庫管理部３１０は、読取結果を記憶部３２０に記憶する。

以上の処理により、集中制御装置３００の在庫管理部３１０には、商品棚２に載置された各商品１０のＲＦＩＤタグ１１から読み取った固有識別子のリストが記憶部３２０に保持される。在庫管理部３１０は、前回読み取った読取結果と今回読み取った読取結果に差異が生じた場合、当該差異情報を店舗コンピュータ５００に送信する。また、在庫管理部３１０は、店舗コンピュータ５００からの要求に応じて、記憶部３２０に記憶されている読取結果を店舗コンピュータ５００に返答する。

次に、読取処理部１２０における前記ステップＳＢ１０の読取処理の詳細について図４を参照して説明する。読取処理部１２０は、前記ステップＳＡ１で受信した読取開始指示に含まれる固有識別子の一覧を所定のＦＩＦＯ型の記憶部（ここでは「前回結果キュー」と呼ぶものとする）に記憶する（ステップＳＢ１０１）。次に、読取処理部１２０は、前回結果キューから固有識別子を１つ取り出し（ステップＳＢ１０２）、該固有識別子をもつＲＦＩＤタグ１１に対してＳＥＬＥＣＴコマンドを送出する（ステップＳＢ１０３）。このＳＥＬＥＣＴコマンドは、固有識別子により特定されるＲＦＩＤタグ１１を選択状態に遷移させるものである。ＳＥＬＥＣＴコマンドを受信したＲＦＩＤタグ１１は、該ＳＥＬＥＣＴコマンドに含まれる固有識別子が自身の固有識別子と一致する場合には、自身を選択状態に遷移させる。そして、選択状態に遷移したＲＦＩＤタグ１１は、選択状態に遷移した旨を応答する。

読取処理部１２０は、前記ＳＥＬＥＣＴコマンドに対するＲＦＩＤタグ１１からの応答を待つ（ステップＳＢ１０４）。所定時間内にＲＦＩＤタグ１１からの応答がない場合（タイムアウト）、当該固有識別子のＲＦＩＤタグ１１は読み取り領域内にないものと判断し、次の固有識別子についての処理を行うべく前記ステップＳＢ１０２に処理を移行する（ステップＳＢ１０４）。一方、読取処理部１２０は、ＳＥＬＥＣＴコマンドに対する応答を受信すると、当該ＲＦＩＤタグ１１に対してＳｔａｙＱｕｉｅｔコマンドを送出する（ステップＳＢ１０５）。ここでＳｔａｙＱｕｉｅｔコマンドは、ＲＦＩＤタグ１１をＱｕｉｅｔ状態に遷移させるコマンドである。Ｑｕｉｅｔ状態に遷移したＲＦＩＤタグ１１は、後述のＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに対して無応答となる。すなわち、ステップＳＢ１０５の処理は後続する他のＲＦＩＤタグの読取処理において当該ＲＦＩＤタグ１１の応答を抑制するためである。そして、読取処理部１２０は、応答を返したＲＦＩＤタグ１１の固有識別子を確定タグのＵＩＤとして、所定の記憶部（以下「ＵＩＤ記憶部」と言う）に格納する（ステップＳ１０６）。読取処理部１２０は、以上のステップＳＢ１０２〜ＳＢ１０６の処理を、前回結果キューが空になるまで行う（ステップＳＢ１０７）。以上の処理により、前回読取処理時に読み取ったＲＦＩＤタグ１１が今回読取処理時にも存在する場合、そのＲＦＩＤタグ１１の固有識別子が読み取られるとともに、当該ＲＦＩＤタグ１１がＱｕｉｅｔ状態となる。次に、読取処理部１２０は、他のＲＦＩＤタグの読取処理、すなわち前回読取処理時に存在していなかったＲＦＩＤタグの読取処理を実施する（ステップＳＢ１０８）。

次に、前記ステップＳＢ１０８の他のＲＦＩＤタグの読取処理について図５を参照して説明する。図５に示すように、読取処理部１２０は、まずＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドで用いるマスク値及びマスク長の初期値をＦＩＦＯ型のキュー（以下「マスク記憶キュー」と言う。）に投入する（ステップＳＢ２０１）。具体的には、マスク長：０、マスク値：０の組をマスク記憶キューに投入する。次に、読取処理部１２０は、マスク記憶キューから取り出したマスク値及びマスク長をＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに設定する（ステップＳＢ２０２）。このＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドは、読取可能領域に存在するＲｅａｄｙ状態のＲＦＩＤタグ１１に対して応答を要求するコマンドである。ただし、応答を返すＲＦＩＤタグ１１は、自身の６４ｂｉｔからなる固有識別子の下位が前記マスクに合致するもののみである。また、ＲＦＩＤタグ１１は、固有識別子にマスクを適用し、マスク部を除いた下位４ｂｉｔをスロット番号とする。そして、タイムスロットが自身のスロット番号に一致した際に、自身の固有識別子を含む応答を返すものとする。

次に、読取処理部１２０は、Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを送出し（ステップＳＢ２０３）、タイムスロットを０から１５まで切り替えながら、ＲＦＩＤタグ１１からの応答を待つ（ステップＳＢ２０４〜ＳＢ２１０）。具体的には、まずタイムスロットを０に設定し（ステップＳＢ２０４）、タイムスロット切替信号を送出する（ステップＳＢ２０５）。当該タイムスロットにおいて所定時間内にＲＦＩＤタグ１１から応答がない場合、すなわちタイムアウトした場合には、次のタイムスロットに進む（ステップＳＢ２０６，ＳＢ２１０）。一方、ＲＦＩＤタグ１１からの応答があり、且つ、コリジョンが発生していない場合（ステップＳＢ２０６，ＳＢ２０７）、読取処理部１２０は、当該応答に含まれる固有識別子をＵＩＤ記憶部に格納する（ステップＳＢ２０８）。他方、ＲＦＩＤタグ１１からの応答があったが応答にコリジョンが生じた場合（ステップＳＢ２０６，ＳＢ２０７）、次回のＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドで用いるマスクを決定し、該マスク情報をマスク記憶キューに格納する（ステップＳＢ２０９）。次回マスクの決定は、以下のようにして行う。次回マスク長は、今回使用したマスク長＋４とする。次回マスク値は、現在のタイムスロットを今回使用したマスク長だけ左シフトしたものと、今回使用したマスク値との論理和により求める。

以上により１回のＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに係る処理が終了する。読取処理部１２０は、該Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドにより読み取ったＲＦＩＤタグ１１に対して、次回Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドへの応答を行わないようＳｔａｙＱｕｉｅｔコマンドを送出する（ステップＳＢ２１１）。次に、読取処理部１２０は、マスク記憶キューにマスク情報が格納されている場合（ステップＳＢ２１２）、当該マスク情報を取り出し、取り出したマスク情報でマスクを設定し（ステップＳＢ２０２）、次回Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを送出する（ステップＳＢ２０３）。このような処理により、コリジョンが発生したタイムスロットについて、マスク設定を変更して読取処理が実行される。マスク記憶キューにマスク情報が格納されていない場合（ステップＳＢ２１２）、読取処理部１２０は、読取漏れがないかどうかを確認する処理を行う（ステップＳＢ２１３）。具体的には、マスク無しの設定で再度Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドを送出する。既に読取が完了しているＲＦＩＤタグ１１は、前記ステップＳＢ１０５及びステップＳＢ２１１により全てＱｕｉｅｔ状態になっているため、Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに対して応答はしない。したがって、この確認処理ではＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドに対する応答がない事（タイムアウトが生じる事）を確認すればよい。

このように本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置では、Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドによる読取処理を実施する前に、前回読取処理の読み取ったＲＦＩＤタグ１１についてＳＥＬＥＣＴコマンドにより今回も存在していることを確認している。そして、確認がとれたＲＦＩＤタグ１１はＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドで応答しようにＱｕｉｅｔ状態となる。これにより、一般的に処理に時間がかかるＩｎｖｅｎｔｏｒｙコマンドの送出頻度を軽減できるので、読取処理の高速化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記第１の実施の形態では、集中制御装置３００から読取処理装置１００への読取開始時に前回読取結果に係る固有識別子の一覧を送信していたが、読取処理装置１００において前回読取結果を所定の記憶手段に保持しておき、次回読取処理時に該記憶手段に記憶されている固有識別子の一覧を用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグの読取装置の利用用途としてショーケースの棚在庫をリアルタイムに管理するシステムについて例示したが、他の用途であっても本発明は実施できる。

ＲＦＩＤタグ読取装置の全体構成図 ＲＦＩＤタグ読取装置の詳細構成図 読取処理を説明するシーケンスチャート 読取処理装置の動作を説明するフローチャート 読取処理装置の動作を説明するフローチャート

符号の説明

１…ショーケース、２…商品棚、１００…読取処理装置、１２０…読取処理部、２００…アンテナユニット、３００…集中制御装置、３１０…在庫管理部、３２０…記憶部、５００…店舗コンピュータ

Claims (3)

1. 読取可能域内にある複数のＲＦＩＤタグから各ＲＦＩＤタグの固有識別子を読み取るＲＦＩＤタグ読取装置において、
   前回読み取ったＲＦＩＤタグの固有識別子を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前回読み取られた全ＲＦＩＤタグについて固有識別子を指定して該ＲＦＩＤタグをセレクト状態にする第１のコマンドを各ＲＦＩＤタグごとにそれぞれ送出し、該第１のコマンドに対する応答があったＲＦＩＤタグの固有識別子を前記記憶手段に記憶し、前記第１のコマンドに対する応答があったＲＦＩＤタグに対して該ＲＦＩＤタグをクワイエット状態にする第２のコマンドを送出し、その後にレディ状態の全てのＲＦＩＤタグからの応答を待つ第３のコマンドを送出し、該第３のコマンドにより読み取ったＲＦＩＤタグの固有識別子を前記記憶手段に記憶する読取処理手段を備えた
   ことを特徴とするＲＦＩＤタグの読取装置。
2. 前記読取処理手段に対して読取処理開始要求を送出するとともに読取処理手段から読み取り結果を受信する制御手段を備え、
   前記制御手段における記憶手段からの固有識別子の取得処理は、前記制御手段が前記読取開始要求とともに前記記憶手段に記憶されている固有識別子を送出し、読取処理手段が前記読取開始要求とともに固有識別子を取得することにより行うとともに、
   前記制御手段における記憶手段への固有識別子の記憶処理は、前記読取処理手段が固有識別子を読み取り結果として制御手段に送出し、制御手段が該固有識別子を記憶手段に記憶することにより行う
   ことを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグの読取装置。
3. 前記制御手段は、一又は複数の読取処理手段を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグの読取装置。

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