JP5270128B2 - Wireless IC tag reader - Google Patents
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Description
本発明は無線ICタグ読み取り装置に関し、より詳しくはいわゆる無線ICタグ(電子タグ、RFIDともいう)を読み取るための無線ICタグ読み取り装置に関する。 The present invention relates to a wireless IC tag reading device, and more particularly to a wireless IC tag reading device for reading a so-called wireless IC tag (also referred to as an electronic tag or RFID).
近年、無線ICタグがさまざまな用途で使用されるようになってきている。無線ICタグの用途の一つとして、倉庫管理システムがある(例えば、特許文献1)。無線ICタグを利用した倉庫管理システムより、データベース上で在庫数及び在庫額を常に正確に把握できる。そのため、在庫スペースが最小化されるほか、棚卸のための時間短縮、在庫管理、発注業務の効率化が図られる。さらに、発注数が収納箱ごとにすでに定められているため、発注数の入力ミスなどを防ぐこともできるとされている。 In recent years, wireless IC tags have been used for various purposes. One application of the wireless IC tag is a warehouse management system (for example, Patent Document 1). From the warehouse management system using wireless IC tags, the number of stocks and the amount of stock can always be accurately grasped on the database. As a result, the inventory space is minimized, the time for inventory is reduced, the inventory management, and the efficiency of ordering work are improved. Further, since the number of orders is already determined for each storage box, it is also possible to prevent an input mistake in the number of orders.
このような用途で使用される場合、無線ICタグを読み取るためのリーダ/ライタ(無線ICタグ読み取り装置)は、広範囲な倉庫内のすべての領域において存在する可能性のある無線ICタグを読み取るよう、さまざまな場所に設置される必要があり、倉庫の天井や倉庫の壁面など容易に人手が届かないような場所や電源を確保し、複数のアンテナとその接続ケーブルも、効果的に無線ICタグを読み取ることが可能な場所に設置されなければならない。さらに、リーダ/ライタとアンテナ間の接続ケーブルの長さにより、伝達される信号が減衰することとなり、長距離の接続によって、減衰量が大きくなり、読み取り性能の低下を防ぐ為には、リーダ/ライタ間の接続ケーブルは、できるだけ短い方が望ましい。 When used in such an application, a reader / writer (wireless IC tag reader) for reading a wireless IC tag reads a wireless IC tag that may exist in all areas in a wide warehouse. , It must be installed in various places, secure the place and power source that can not be easily reached, such as the ceiling of the warehouse and the wall of the warehouse, and multiple antennas and their connection cables are also effective wireless IC tag It must be installed in a place where it can be read. In addition, the length of the connection cable between the reader / writer and the antenna attenuates the transmitted signal, and the long distance connection increases the attenuation and prevents the reader / writer from degrading. The connection cable between writers is preferably as short as possible.
このような場合、電源コンセントがさまざまな場所に設けられていない限り、リーダ/ライタに電源を供給するための電源ケーブルを遠方から各リーダ/ライタに接続しなければならないとともに、アンテナ及びアンテナに接続するケーブルだけでなく、リーダ/ライタが読み取った無線ICタグの情報を処理するリーダ/ライタ制御装置(例えば、PC)とリーダ/ライタとの間で情報の伝送を行うLANケーブルもリーダ/ライタに接続しなければならなかった。 In such a case, unless a power outlet is provided in various places, the power cable for supplying power to the reader / writer must be connected to each reader / writer from a distance, and also connected to the antenna and the antenna. The reader / writer also has a LAN cable that transmits information between the reader / writer and a reader / writer control device (for example, a PC) that processes information of the wireless IC tag read by the reader / writer. Had to connect.
そこで、通信ケーブルを利用して機器に電力を供給するPoE(Power Of Ethernet(Ethernetは登録商標))と呼ばれる方式が提案された(IEEE802.3af参照)。PoEの機能を備えたリーダ/ライタを利用すれば、データを送受信するためのイーサネット・ケーブルを通じて、リーダ/ライタへ電力を供給できる。リーダ/ライタとアンテナを一体型にすることで、電源の確保が難しい場所に、ネットワーク接続するリーダ/ライタを設置する際に、ネットワーク用のケーブルを一本配線するだけで実現できる事は、設置工事の手間の削減やコストダウンの観点からも有効な方法である。
パッシブ型の無線ICタグを読み取るためのリーダ/ライタは、その出力が大きい程、遠くの無線ICタグからの反応も期待でき、短時間に多数のタグからの応答も期待できるが、PoEで供給できる電力はイーサネット・ケーブルが含む一対の電線による給電に限られるため、大電力を必要とする場合には電力が不足する虞がある。 The reader / writer for reading a passive type wireless IC tag can expect a response from a distant wireless IC tag as its output increases, and can expect a response from many tags in a short time. Since the power that can be generated is limited to feeding by a pair of electric wires included in the Ethernet cable, there is a risk that the power may be insufficient when large power is required.
また、リーダ/ライタ本体(回路部分)とアンテナを別体とし、両者をケーブルで接続する構成とした場合は、ケーブルのロスが発生し、仮にケーブル長さを5m〜10mとすると、2〜3dBの減衰が発生しこれを補うためにはリーダ/ライタ本体の出力を大きくしなければならないが、上述のようにPoEで供給できる電力は制限があり、更には法規制によって、最高出力レベルの規定も存在するため、リーダ/ライタ全体の出力を十分な大きさにすることが困難になるという問題がある。 Also, when the reader / writer main body (circuit portion) and the antenna are separated from each other and are connected by a cable, a cable loss occurs. If the cable length is 5 m to 10 m, it is 2 to 3 dB. In order to compensate for this, the output of the reader / writer main body must be increased. However, as mentioned above, the power that can be supplied by PoE is limited, and the maximum output level is regulated by legal regulations. Therefore, there is a problem that it is difficult to make the output of the entire reader / writer sufficiently large.
本発明の目的は、工事の手間やケーブルなど部品を削減できるだけでなく、PoEで供給できる電力によっても十分な出力を確保できるリーダ/ライタを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reader / writer that can not only reduce construction labor and parts such as cables, but also can ensure a sufficient output even with electric power that can be supplied by PoE.
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有する。
本発明は、アンテナと本体(例えば、送受信部、主制御部、通信処理部)とが一体である無線ICタグ読み取り装置(例えば、リーダ/ライタ)として提案される。
As means for solving the above problems, the present invention has the following features.
The present invention is proposed as a wireless IC tag reading device (for example, a reader / writer) in which an antenna and a main body (for example, a transmission / reception unit, a main control unit, and a communication processing unit) are integrated.
この無線ICタグ読み取り装置は、通信ケーブル(例えば、イーサネット・ケーブル(イーサネットは登録商標、イーサネット或いはEthernetについて以下同じ))を接続するためのコネクタ(例えば、イーサネットタイプのコネクタ)と接続され、複数の単位無線チャネルからいずれかを使用してアンテナを介して無線ICタグとの送受信を行う送受信手段(例えば、送受信部)と、アンテナのビーム方向を変更させるビーム方向変更手段(例えば、ビーム方向変更部)と、無線ICタグとの送受信に使用する単位無線チャネルを送受信手段に指示する制御手段(例えば、主制御部)と、通信ケーブルを介して供給された電力を送受信手段、ビーム方向変更手段、制御手段に供給する電源手段(例えば、電源部)とを有し、アンテナは、指向性を有する複数の単位アンテナを含み、複数の単位アンテナは、アンテナを中心にして複数の単位アンテナの各々の最大ビーム方向(空中に放射した電波の電力が最も大きくなる方向)が互いに広がり且つ異なる方向となるように(例えば、扇状に)設けられており、ビーム方向変更手段は、前記無線ICタグの読み取りを失敗したか否かを判定し、前記無線ICタグの読み取りを失敗したと判定したときに、前記アンテナから前記無線ICタグに到達する直接波と反射電波の干渉により、前記無線ICタグにおける電界強度が低下することを回避するように、複数の単位アンテナのいずれかを選択的に前記送受信手段に電気的に接続して前記最大ビーム方向を変更することを特徴とする。
最大ビーム方向は、垂直方向及び水平方向のうちの少なくとも一方に回動させられるようにしてもよい。
The wireless IC tag reader is connected to a connector (for example, an Ethernet type connector) for connecting a communication cable (for example, an Ethernet cable (Ethernet is a registered trademark, Ethernet or the same applies to the following)) Transmission / reception means (for example, a transmission / reception unit) that transmits / receives to / from the wireless IC tag via the antenna using any one of the unit radio channels, and beam direction change unit (for example, a beam direction change unit) that changes the beam direction of the antenna ), A control unit (for example, a main control unit) for instructing the transmission / reception unit of a unit wireless channel used for transmission / reception with the wireless IC tag, a transmission / reception unit, a beam direction changing unit, and a power supplied via the communication cable; Power supply means (for example, a power supply unit) that supplies power to the control means. Includes a plurality of unit antennas having directivity, and the plurality of unit antennas have a maximum beam direction (a direction in which the power of radio waves radiated in the air is the largest) of each of the plurality of unit antennas centering on the antennas. and such a so that the and different directions Ri spread (e.g., a fan) is provided, the beam redirecting means determines whether failure reading of the wireless IC tag, the reading of the wireless IC tag In order to avoid a decrease in electric field strength in the wireless IC tag due to interference between a direct wave reaching the wireless IC tag from the antenna and a reflected radio wave when the antenna is determined to have failed. One of them is selectively electrically connected to the transmission / reception means to change the maximum beam direction .
The maximum beam direction may be rotated in at least one of the vertical direction and the horizontal direction.
なお、ここで「一体」とは、リーダ/ライタ設置時などにおいてアンテナと本体とを接続するための作業、用具、ケーブルなどを必要としないことをいい、例えば、リーダ/ライタ筺体内にアンテナが内蔵されている場合に限定される趣旨ではない。「本体」とは、主要な回路部分を有している構成要素をいう。 Here, “integrated” means that no work, tools, cables, etc. are required for connecting the antenna and the main body when the reader / writer is installed. For example, the antenna is not installed in the reader / writer housing. The purpose is not limited to the case of being built-in. The “main body” refers to a component having a main circuit portion.
この無線ICタグ読み取り装置によれば、いわゆるPoEで供給できる電力を利用して、工事の手間やケーブルなど部品を削減できるだけでなく、どのような場所にも簡易に設置可能な無線ICタグ読み取り装置を提供できる。 According to this wireless IC tag reading device, the wireless IC tag reading device can be easily installed at any place as well as reducing the labor of construction and parts such as cables by using the power that can be supplied by PoE. Can provide.
また、上記の無線ICタグ読み取り装置において、アンテナは、送受信手段とともに筐体内に配置されることで、送受信手段との間で信号の減衰がほぼ生じない距離に配置されているようにしてもよい。このような特徴を有する無線ICタグ読み取り装置によれば、アンテナと送受信手段間の信号の減衰がないため、送受信手段の出力が小さくとも、装置全体の出力を確保できる。また、送受信手段の出力が小さくとも装置全体の出力を確保できるため、いわゆるPoEでの限られた電力供給であっても、十分な出力を得ることができる無線ICタグ読み取り装置を提供できる。 In the above wireless IC tag reading apparatus, the antenna may be disposed in the casing together with the transmission / reception means so that the signal is not attenuated between the transmission / reception means. . According to the wireless IC tag reading device having such a feature, since there is no signal attenuation between the antenna and the transmitting / receiving means, the output of the entire device can be secured even if the output of the transmitting / receiving means is small. Further, since the output of the entire apparatus can be ensured even if the output of the transmission / reception means is small, it is possible to provide a wireless IC tag reading apparatus capable of obtaining sufficient output even with limited power supply by so-called PoE.
また、上記の無線ICタグ読み取り装置において、制御手段は、他の無線ICタグ読み取り装置の使用する単位無線チャネル若しくは使用する予定である単位無線チャネルに対して2チャネル以上分離れたチャネルから、自己が使用する単位無線チャネルを決定するようにしてもよい。
In the above wireless IC tag reading device, the control means is configured to self-determine from a unit radio channel used by another wireless IC tag reading device or a channel separated by two or more channels from a unit wireless channel to be used. The unit radio channel to be used may be determined.
かかる無線ICタグ読み取り装置によれば、通信ケーブルを利用して、相互の利用単位無線チャネルの意情報を交換することにより、LBTや周波数ホッピングを含めた、周波数(チャネル)の効果的なスケジューリングや、連動が可能となり、今までのランダムなチャネルの選択による、LBT時点での衝突認識による、チャネルの移動などが低減される。 According to such a wireless IC tag reading apparatus, effective scheduling of frequencies (channels) including LBT and frequency hopping can be performed by exchanging the meaning information of mutual use unit wireless channels using a communication cable. Linking becomes possible, and channel movement and the like due to collision recognition at the time of LBT due to selection of a random channel so far are reduced.
また、上記の無線ICタグ読み取り装置において、例えば送受信手段の出力は30dB以下であり、無線ICタグ読み取り装置の出力は36dB以下としてもよい。
かかる無線ICタグ読み取り装置によれば、送受信手段に供給する電力は少なくとも、規格にあった出力を維持することができる。
In the above wireless IC tag reader, for example, the output of the transmission / reception means may be 30 dB or less, and the output of the wireless IC tag reader may be 36 dB or less.
According to such a wireless IC tag reading device, the power supplied to the transmission / reception means can maintain at least an output conforming to the standard.
本発明によれば、工事の手間やケーブルなど部品を削減できるだけでなく、PoEで供給できる電力によっても十分な無線ICタグ読み取り用の出力を確保できる。 According to the present invention, it is possible not only to reduce the labor of construction and parts such as cables, but also to secure a sufficient output for reading a wireless IC tag by the power that can be supplied by PoE.
まず、本実施の形態における無線ICタグ読み取りシステムの基本的構成の例を説明する。
[1.無線ICタグ読み取りシステム]
図1は、本発明の一実施の形態である無線ICタグ読み取りシステムの基本的構成の例を示す機能ブロック図である。
First, an example of a basic configuration of the wireless IC tag reading system in this embodiment will be described.
[1. Wireless IC tag reading system]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of a basic configuration of a wireless IC tag reading system according to an embodiment of the present invention.
無線ICタグ読み取りシステム1は、Ethernetネットワーク30(以下、単に「ネットワーク」という)に接続されたリーダ/ライタ制御装置10と、このリーダ/ライタ制御装置10にネットワーク30を介して接続されたリーダ/ライタ20とから構成される。ネットワーク30内には、PoE対応のHUB、スイッチなどが含まれておりこれら機器からリーダ/ライタ20にEthernetケーブル25(以下、単に「ケーブル」と呼ぶ)を介して電力が供給可能である。
The wireless IC
なお、本発明にかかる無線ICタグ読み取りシステム1の別の構成例としては、リーダ/ライタ制御装置10自身がPoE対応の電力供給部を有しており、リーダ/ライタ20とリーダ/ライタ制御装置10を直接ケーブル25で接続する構成であってもよい。
As another configuration example of the wireless IC
以下、無線ICタグ読み取りシステム1の各構成要素について説明する。
[1.1.リーダ/ライタ制御装置]
リーダ/ライタ制御装置10は、リーダ/ライタ20の読み取り処理、すなわち無線ICタグ40との送受信処理の結果、リーダ/ライタ20が取得したデータを収集し、記憶し、場合によってはこれを分析する装置である。すなわち、リーダ/ライタ制御装置10は、リーダ/ライタ20に読み取り動作(無線ICタグを受信状態にするための搬送波などの送信、質問コマンドを載せた変調波の送信、無線ICタグに電源供給し続けるための搬送波等の送信、無線ICタグからの応答の受信)を実行する様に命令し、また、リーダ/ライタ20に無線ICタグ40から読み取ったデータを送信する様に命令し、リーダ/ライタ20から受け取ったデータを記憶し、所定の情報処理(例えば、無線ICタグのユニークIDの一覧リストの生成)を行う機能を有する。
Hereinafter, each component of the wireless IC
[1.1. Reader / Writer Control Device]
The reader /
また、リーダ/ライタ制御装置10とリーダ/ライタ20はケーブル25によって接続されている。ケーブル25では、ケーブル25中の予備の一対の線路(10Base-T又は100Base-TのEthernetでデータ伝送に使用されている)を利用して電力を送る。或いは、一対のデータ線路が(データ伝送に加えて)電力を送るために使用されるものであってもよい。
The reader /
リーダ/ライタ制御装置10は、CPUなどの演算処理装置、ROM、RAMなどの記憶装置を備えた情報処理装置であって、さらにリーダ/ライタ20に電力を供給する機能を有することも可能な装置である。例えば、リーダ/ライタ制御装置10は、コンピュータや各種コントローラなどである。
The reader /
図2は、リーダ/ライタ制御装置10の構成例を示すブロック図である。リーダ/ライタ制御装置10は、CPUと、一時記憶手段であるRAMと、プログラムや固定データを記憶するROMなどで構成される制御部201と、キーボードやポインティングデバイスなど利用者の入力を信号化して制御部201に提供する入力装置202と、制御部201の処理結果を利用者に示すための画面表示装置203(例えば、液晶ディスプレイ装置)と、リーダ/ライタ20と通信を行うための通信制御部204(例えば、LANボードなど)とを有している。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the reader /
[1.2.リーダ/ライタ]
次に、本実施の形態にかかるリーダ/ライタ20を説明する。リーダ/ライタ20は本発明の無線ICタグ読み取り装置に相当する。
リーダ/ライタ20は、無線により無線ICタグ40と送受信を行い、無線ICタグ40が記憶する情報(例えば、ユニークID)を読み取る装置である。また、リーダ/ライタ20は、無線ICタグ40と送受信を行う場合に、使用可能な複数の単位無線チャネル(周波数帯域)を選択的に用いることができるようになっている。例えば、いわゆる高出力型950MHz帯パッシブタグを読み取るリーダ/ライタを例にとると、送受信に割り当てられた無線帯域952〜954MHzを200KHz幅で分割した9つの単位無線チャネルを、このリーダ/ライタ20は選択的に用いることができる。
[1.2. Reader / Writer]
Next, the reader /
The reader /
図3に、リーダ/ライタ20の構成例を示すブロック図を掲げる。リーダ/ライタ20は、主制御部101と、制御部101に接続された送受信部102と、送受信部102に接続されたアンテナ103と、アンテナ103のビーム方向を変更するビーム方向変更部104と、主制御部101に接続された通信処理部105と、ビーム方向変更部104、送受信部102、主制御部101、及び通信処理部105のそれぞれに電力を供給する電源部106と、通信処理部105及び電源部106に接続されたコネクタ107とを有している。アンテナ103を除いた各構成要素はリーダ/ライタの「本体」を構成する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the reader /
主制御部101は、例えば、CPU、ROM、RAMを有するマイクロコンピュータである。主制御部101は、リーダ/ライタ制御装置10からの命令を受け取り、これに応じて送受信部102を駆動させ、また送受信部102から出力されたデータ(無線ICタグ40から読み取ったデータ)を通信処理部105を介してリーダ/ライタ制御装置10に送信する機能を有している。
The
また、制御部101は、ビーム方向変更部104に方向変更命令を送信し、ビーム方向変更部104にアンテナ103のビーム方向を変更させる機能を有する。
The
また、主制御部101は、複数の単位無線チャネルから送受信に使用するいずれかの単位無線チャネルを決定する。単位無線チャネルの決定には、他のリーダ/ライタ20の使用無線チャネルから所定数のチャネル分離れた単位無線チャネルを選択するようにしてよい。主制御部101は、他のリーダ/ライタ20に対して自己が使用中若しくは使用予定である単位無線チャネルを通知するとともに、他のリーダ/ライタ20から通知された単位無線チャネル(その他のリーダ/ライタ20が使用中若しくは使用予定であるもの)を記憶し、この記憶した単位無線チャネルに基づいて、自己が使用する単位無線チャネルを決定する機能を有する。例えば本実施の形態では、主制御部101は、他のリーダ/ライタ20が使用している単位無線チャネルから2チャネル以上離れた単位無線チャネルを選択する。そのような単位無線チャネルが存在しない場合は、そのような単位無線チャネルが空くまで送受信を待機してもよいし、或いはその他の開いている単位無線チャネルを使用するようにしてもよい。また、チャネルの離れている数は2でなくともよく、その他の数であってもかまわない。
The
図4は、ある3つのリーダ/ライタ20の単位無線チャネルの選択の様子を示す図である。この3つのリーダ/ライタ20は、自己の無線ICタグ読み取り処理において互いに他のリーダ/ライタ20の送信電波の影響を受ける範囲内に配置されているものである。3つのリーダ/ライタ20はネットワーク30を経由して互いに自己の使用している単位無線チャネルを他のリーダ/ライタ20に通知している。
FIG. 4 is a diagram showing how unit radio channels are selected by three reader /
図4(A)は、3つのリーダ/ライタ20の一つ(第1のリーダ/ライタ20と呼ぶ)が9つの単位無線チャネルのうちチャネルCH6を使用していることを示している。
このとき、他の2つのリーダ/ライタ20(第2のリーダ/ライタ、第3のリーダ/ライタと呼ぶ)は第1のリーダ/ライタよりチャネルCH6を使用していることが通知されている。
FIG. 4A shows that one of the three reader / writers 20 (referred to as the first reader / writer 20) uses the channel CH6 among the nine unit radio channels.
At this time, the other two reader / writers 20 (referred to as a second reader / writer and a third reader / writer) are notified that the channel CH6 is being used by the first reader / writer.
図4(B)は、第2のリーダ/ライタが使用する単位無線チャネルの決定を説明する図である。図4(A)に示すように第1のリーダ/ライタがチャネルCH6を使用しているとき、第2のリーダ/ライタは、チャネルCH6から2チャネル以上離れたチャネルを自己が使用する単位無線チャネルとして選択する。ここでは、チャネルCH3とチャネルCH9が条件に適合するが、チャネルCH9を選択したものとする。第2のリーダ/ライタは第1、第3のリーダ/ライタに自分がチャネルCH9を使用していることを通知する。 FIG. 4B is a diagram for explaining determination of a unit radio channel used by the second reader / writer. As shown in FIG. 4A, when the first reader / writer uses the channel CH6, the second reader / writer uses the unit radio channel that the second reader / writer uses at least two channels away from the channel CH6. Choose as. Here, channel CH3 and channel CH9 meet the conditions, but channel CH9 is selected. The second reader / writer notifies the first and third reader / writers that he / she is using channel CH9.
次に、第1のリーダ/ライタがチャネルCH6を使用しており、第2のリーダ/ライタがCH9を使用している状態で、第3のリーダ/ライタが送受信に使用する単位無線チャネルを決定しようとする。図4(C)は、第3のリーダ/ライタが使用する単位無線チャネルの決定を説明する図である。第3のリーダ/ライタはチャネルCH6、チャネルCH9から2チャネル以上離れた単位無線チャネルはチャネルCH1、CH2,CH3であり、第3のリーダ/ライタはチャネルCH3を選択したものとする。 Next, in the state where the first reader / writer uses channel CH6 and the second reader / writer uses CH9, the unit radio channel used by the third reader / writer for transmission / reception is determined. try to. FIG. 4C is a diagram for explaining determination of a unit radio channel used by the third reader / writer. Assume that the third reader / writer is the channel CH6, and the unit radio channels separated from the channel CH9 by two or more channels are the channels CH1, CH2, and CH3, and the third reader / writer selects the channel CH3.
このような、各リーダ/ライタ20が他のリーダ/ライタの使用している単位無線チャネルから所定チャネル離れた単位無線チャネルを使用することにより、他のリーダ/ライタ20の送信電波による影響を受けることなく、無線ICタグ40の読み取り処理を行うことが可能となる。
Each reader /
図3に戻り、リーダ/ライタ20の構成例の説明を続ける。
送受信部102は、アンテナ103を介して無線ICタグ40と無線によりデータの送受信を行う機能を有する。より詳しくは、送受信部102は、変調部108と復調部110と、周波数変更部109とを有している。
Returning to FIG. 3, the description of the configuration example of the reader /
The transmission /
変調部108は、制御部101から受け取った所定のコマンド、リクエスト、命令などの情報に応じたベース信号でキャリア波を所定の変調方式で変調した変調波を生成する。送信部108は、例えば、変調回路、増幅回路、ローパスフィルタなどで構成される。
The
復調部110は、無線ICタグ40が記憶しているデータに応じたベース信号に基づいて負荷変調された磁界を復調し、当該データに応じたベース信号を取り出し、制御部101に渡す機能を有する。復調部110は、例えば、復調回路、増幅回路などから構成されている。
The
周波数変更部109は、主制御部101からの指令に応じて、無線ICタグとの送受信に使用する単位無線チャネルの中心周波数に応じた基準信号を生成し、変調部108、復調部110に供給する機能を有する。周波数変更部109は、例えば、PLL(Phase Lock Loop)IC及びVCO(Voltage Control Oscillator)ICを搭載したモジュールである。
The
アンテナ103は、送受信部102、より詳しくは変調部106から受け取った変調波を空中に放射し、電波を無線ICタグ30に向けて放射する。また、アンテナ103は、アンテナ103から送出された電波が無線ICタグ30により負荷変調を受けて微弱な受信信号が重畳された電波を受けて、微弱な電気信号に変換しこれを送受信部102、より詳しくは復調部110に送る。
The
アンテナ103は、送受信部102との信号の受け渡しにおいて、送信信号及び受信信号の減衰が極力発生しないように接続されている。例えば、アンテナ103はリーダ/ライタ20の筺体内に配置され、送受信部102との接続線が極力短くなるように配置されている。
The
アンテナ103は、指向性を有するアンテナであって、空中に放射した電波の電力の最も大きくなる方向である最大ビーム方向を有するようにしてもよい。アンテナ103は、例えば、ダイポールアンテナやパッチアンテナなどで、一台若しくは複数台組み合わせたフェイズドアレイアンテナである。
The
アンテナ103の最大ビーム方向は、ビーム方向変更部104によって変更されるようになっている。この変更は機械的或いは電気的に行うもののいずれであってもよい。
The maximum beam direction of the
一般に、倉庫内など閉鎖空間において、リーダ/ライタ20が使用される場合、リーダ/ライタ20が放射した読み取り用電波は壁や床などで反射して反射波となり、直接波と干渉を起こすことにより、電界強度が急激に低下する地点であるヌルポイントが多数生ずることが知られている。無線ICタグ40がかかるヌルポイントに位置した場合、この無線ICタグ40の読み取りは失敗となってしまう。
In general, when the reader /
そこで、ビーム方向変更部104により、アンテナ103のビーム方向を床からの反射電波が生じない方向へ変更することにより、床などからの反射電波とアンテナ103から直接無線ICタグに到達する直接波の干渉により、その無線ICタグにおける電界強度が低下することを回避でき、その結果無線ICタグのICチップには十分な起電力が供給されるため、無線ICタグからの応答をアンテナ103に到達させることができるようになる。
Therefore, the beam
この実施の形態では、アンテナ103は、それぞれが約60度の半値角を有する指向性のアンテナ3枚で構成される。図5は、アンテナ103の構成例を示す説明図である。アンテナ103は、それぞれが約60度の半値角を有するビームパターンを有するアンテナ(以下、単位アンテナ501と呼ぶ)で構成される。3つの単位アンテナ501は最大ビーム方向が扇状に広がり異なる方向となるようにリーダ/ライタ20に設けられている。
In this embodiment, the
各単位アンテナ501は、ビーム方向変更部104であるスイッチ回路に接続されている。スイッチ回路は、主制御部101からの制御信号に応じて、いずれかの単位アンテナ501を選択的に送受信部102に接続する。なお、各単位アンテナ501の半値角の大きさ、単位アンテナの個数はこの実施の形態のものに限定される趣旨ではなく、どのような半値角の値及び個数を採用しても本発明は成立する。
Each
なお、最大ビーム方向を回動させる方向は、この実施の形態では垂直方向であるものとするが、水平方向に回動させる構成にしてもよく、垂直方向及び水平方向いずれにも回動させるようにし、かつ組み合わせるようにしてもよい。 The direction in which the maximum beam direction is rotated is the vertical direction in this embodiment, but may be configured to rotate in the horizontal direction, and may be rotated in both the vertical direction and the horizontal direction. And may be combined.
図3に戻り、リーダ/ライタ20の構成例の説明を続ける。
通信制御部105は、リーダ/ライタ制御装置10と通信を行う装置であって、例えばLANボードなどである。
電源部106は、ケーブル25を介して供給された電力を、主制御部101、送受信部102、ビーム方向変更部104、通信処理部105が利用可能な形態で供給する機能(電力変換を行うものであってもよい)を有し、例えば、A/Dコンバータ、トランス、或いは再充電可能バッテリなどである。
Returning to FIG. 3, the description of the configuration example of the reader /
The
The
コネクタ106は、ケーブル25を接続可能な接続口であって、例えばイーサネットタイプのコネクタである。
The
[1.5.無線ICタグ]
次に、無線ICタグ40の一般的な構成例を、図6を参照しながら説明する。図6は無線ICタグの構成例を示すブロック図である。
[1.5. Wireless IC tag]
Next, a general configuration example of the
無線ICタグ40は、メモリ41と、制御部42と、送受信部43と、アンテナ44とを有している。メモリ41は、商品情報、発送者情報などの識別コードなど、読み取り対象となる情報を記憶している記憶装置である。制御部42は、リーダ/ライタ20からのコマンド、リクエスト、命令などを解釈し、これに応答する動作を実行する。送受信部43は、変調部(図略)、復調部(図略)を有しており、リーダ/ライタ20と交信を行うために信号の変調/復調を行う。アンテナ44はリーダ/ライタ20からの変調波を受信し、これを送受信部43に給電すると共に、送受信部43からの変調信号を受け取り、これをリーダ/ライタ20に受信させる様、空中に放射する。
以上で、無線ICタグ読み取りシステム1の構成例の説明を終了する。
[2.変形例]
The
Above, description of the structural example of the radio | wireless IC
[2. Modified example]
アンテナ103の最大ビーム方向を機械的に変更する構成の場合は、ビーム方向変更部104は、ステッピング・モータ及びその制御回路によって構成され、軸などに回動可能に取り付けられたアンテナ103を回動、旋回させ、無線ICタグ40に対するアンテナ103の最大ビーム方向を変化させる。
In the case of a configuration in which the maximum beam direction of the
一方、送信用アンテナ103の最大ビーム方向を電気的に変更する構成の場合は、ビーム方向変更部104は、分配合成器及び複数の移相器により構成される。送信用アンテナ103はアレイ状に配置された複数のアンテナ素子で構成される。分配合成器に入力された変調波は、アンテナ素子ごとの移相器に分配され、各移相器にて所望の位相変化(移相)がなされた後各アンテナ素子から放射される。各移相器の移相変化を主制御部101の指令に応じて変化させることにより、各アンテナ素子から放射される電波の移相が一致する方向に強く電波が放射される方向を変化させることが可能となる。
[3.利点]
On the other hand, in the case of a configuration in which the maximum beam direction of the transmitting
[3. advantage]
(1)本発明によれば、リーダ/ライタ本体(送受信部、ビーム方向変更部、主制御部、通信処理部)とアンテナ103を一体型にすることで、アンテナとリーダ/ライタ本体を接続するための工事の手間やケーブルなど部品を削減できるだけでなく、リーダ/ライタの出力と、アンテナの利得を合算して36dBにできる。
(1) According to the present invention, the reader / writer main body (transmission / reception unit, beam direction changing unit, main control unit, communication processing unit) and the
(2)リーダ/ライタ本体とアンテナが一体型ということは、一つの部屋に複数のアンテナを設置する例で考えれば、細いイーサネット・ケーブルだけ配線するだけで自由に設置が可能である。 (2) The reader / writer main body and the antenna are integrated, and considering an example in which a plurality of antennas are installed in one room, the reader / writer main body and the antenna can be installed freely only by wiring a thin Ethernet cable.
(3)複数のリーダ/ライタ20がネットワーク20でお互いに接続されていることから、LBTや周波数ホッピングを含めた、周波数(チャネル)の効果的なスケジューリングや、連動が可能となり、今までのランダムなチャネルの選択による、LBT時点での衝突認識によるチャネルの移動などが低減される。
(3) Since a plurality of readers /
1…無線ICタグ読み取りシステム
10…リーダ/ライタ制御装置
20…リーダ/ライタ
25…通信ケーブル
40…無線ICタグ
103…アンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
通信ケーブルを接続するためのコネクタに接続され、複数の単位無線チャネルからいずれかを使用してアンテナを介して無線ICタグとの送受信を行う送受信手段と、
アンテナのビーム方向を変更させるビーム方向変更手段と、
無線ICタグとの送受信に使用する単位無線チャネルを前記送受信手段に指示する制御手段と、
通信ケーブルを介して供給された電力を前記送受信手段、ビーム方向変更手段、制御手段に供給する電源手段とを有し、
前記アンテナは、指向性を有する複数の単位アンテナを含み、
前記複数の単位アンテナは、前記アンテナを中心にして前記複数の単位アンテナの各々の最大ビーム方向が互いに広がり且つ異なる方向となるように設けられており、
前記ビーム方向変更手段は、前記無線ICタグの読み取りを失敗したか否かを判定し、前記無線ICタグの読み取りを失敗したと判定したときに、前記アンテナから前記無線ICタグに到達する直接波と反射電波の干渉により、前記無線ICタグにおける電界強度が低下することを回避するように、前記複数の単位アンテナのいずれかを選択的に前記送受信手段に電気的に接続して前記最大ビーム方向を変更することを特徴とする、無線ICタグ読み取り装置。 A wireless IC tag reading device in which an antenna and a main body are integrated,
A transmission / reception means connected to a connector for connecting a communication cable and performing transmission / reception with a wireless IC tag via an antenna using any one of a plurality of unit wireless channels;
Beam direction changing means for changing the beam direction of the antenna;
Control means for instructing the transmission / reception means about a unit radio channel used for transmission / reception with the wireless IC tag;
Power supply means for supplying power supplied via a communication cable to the transmission / reception means, beam direction changing means, and control means;
The antenna includes a plurality of unit antennas having directivity,
The plurality of unit antennas, the antenna is provided in so that such a maximum beam directions to and different directions Ri spread from each other of each of said plurality of unit antennas around a,
The beam direction changing means determines whether or not the reading of the wireless IC tag has failed, and determines that the direct wave reaching the wireless IC tag from the antenna when determining that reading of the wireless IC tag has failed. and by the interference of the reflected wave, the so electric field intensity in the wireless IC tag is prevented from being lowered, the maximum beam direction or selectively said electrically connected to receiving means of said plurality of unit antennas A wireless IC tag reading device, characterized in that:
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