JP5317341B2 - RFID reader / writer system - Google Patents
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Description
本発明は、ICタグの読み取りもしくは書き込みを行う、RFID(Radio Frequency IDentification)リーダライタシステムに関するものである。 The present invention relates to an RFID (Radio Frequency IDentification) reader / writer system for reading or writing an IC tag.
ICタグの読み取りもしくは書き込みを行うRFIDリーダライタは、無線通信を行うためのアンテナが接続されており、前記アンテナから送出された電波によってICタグとの通信を行うことが出来る。また、RFIDリーダライタを倉庫などのゲートに組み込んだRFIDリーダライタシステムは、ICタグを所持した人物の入退室や、荷物の搬入搬出管理等に用いられている。 An RFID reader / writer that reads or writes an IC tag is connected to an antenna for performing wireless communication, and can communicate with the IC tag using radio waves transmitted from the antenna. An RFID reader / writer system in which an RFID reader / writer is incorporated in a gate of a warehouse or the like is used for entering / exiting a person who has an IC tag, managing loading / unloading of luggage, and the like.
近年のRFIDリーダライタシステムでは、通信可能な距離が長いという特徴から、電波の周波数帯域としてUHF(Ultra High Frequency)帯が多用されている。その反面、通信可能な距離が長くなることによって、遠方のRFIDリーダライタからの不要電波による通信干渉の問題が発生している。 In recent RFID reader / writer systems, the UHF (Ultra High Frequency) band is frequently used as the frequency band of radio waves because of the long communication distance. On the other hand, since the communicable distance becomes longer, there is a problem of communication interference due to unnecessary radio waves from a distant RFID reader / writer.
他のRFIDリーダライタとの通信干渉を避ける方法として、通信を開始する前に使用するチャネル(予め使用できるように設定された離散的な周波数帯)のキャリアをサーチし、その中で最も干渉レベルの低いチャネルを選択して使用したり、干渉するRFIDリーダライタ側の送信レベルを低下させたり、電波の偏波方向を変えたりすることが提案されている。 As a method of avoiding communication interference with other RFID reader / writers, the carrier of the channel to be used (discrete frequency band set in advance so that it can be used) is searched before starting communication, and the interference level among them is the highest. It has been proposed to select and use a low channel, to reduce the transmission level of the interfering RFID reader / writer, or to change the polarization direction of the radio wave.
特許文献1には、伝送速度が可変な通信手段を有し、該通信手段を介してRFIDの読取り・書込みを行うリーダライタ装置であって、前記通信手段は、キャリアを検出するキャリアセンス部と、前記キャリアセンス部によって検出された電界強度を通信条件に応じて定めたレベルと対比し、レベル以下であるか、否かを判定する電界レベル判定部と、前記電界レベル判定部によってレベル以下と判定されたときに、該レベルを超えると判定されたときに比べ、より高速の伝送速度を設定する通信条件設定部を備えたことを特徴とするリーダライタ装置が開示されている。
特許文献2には、RFIDタグとの間で通信を行うための複数台のリーダライタを互いに近接した状態で配置する場合であっても、各リーダライタ間での電波干渉に起因した通信障害の発生を、良好な通信品質を確保した状態で抑止可能にするための手段として、システムコントローラは、複数のリーダライタに対して、無変調信号より成るデフォルト出力レベルのテスト信号の送信動作を順次指令し、リーダライタからテスト信号が送信された状態時に、他のリーダライタにおいて測定したテスト信号の受信レベルを収集し、収集した受信レベルの中に予め設定された非干渉レベルを超えたものがあった場合に、テスト信号の送信源となったリーダライタの送信レベルを、当該リーダライタとその通信エリア内に進入したRFIDタグとの間の通信に必要な最小送信レベルを下回らない範囲で低下させる無線通信システムが開示されている。
In
特許文献3には、リーダライタ本体部と偏波切換え可能のアンテナを有し、継続搬送波を送出するリーダライタと、前記継続搬送波をタグ情報で変調して前記リーダライタに応答信号を返送するタグとを有し、前記リーダライタ本体部は、受信される干渉信号のレベルを判定して前記干渉信号のレベルを閾値以下とするチャネル及び偏波方向を決定し、前記決定されたチャネル及び偏波方向で、前記タグからの応答信号を受信することを特徴とするRFIDシステムが開示されている。
RFIDのエアプロトコルは、標準化団体であるISOまたはEPCglobalで標準化されており、特にUHF帯RFIDはEPCglobalで詳細仕様が決定されている(Class−1 Generation−2)。EPCglobalの標準化仕様においては、同一周波数(チャネル)でもICタグからの返信のキャリア周波数を、RFIDリーダライタからの送信の周波数とは異なるものにする符号化方式をとることで、他のRFIDリーダライタからの同一チャネルにおける干渉を低減する通信方式が規定されている。 The RFID air protocol is standardized by ISO or EPCglobal, which is a standardization organization, and in particular, detailed specifications of UHF band RFID are determined by EPCglobal (Class-1 Generation-2). In the standardization specification of EPCglobal, other RFID reader / writers are adopted by adopting an encoding method in which the carrier frequency of the reply from the IC tag is different from the frequency of transmission from the RFID reader / writer even at the same frequency (channel). A communication method for reducing interference in the same channel from the network is defined.
UHF帯RFIDのエアプロトコルのうち、ICタグから返信される信号の符号化方式として、FM0方式とミラーサブキャリア方式(以下、「MS方式」という。)が用いられる。 Among the UHF band RFID air protocols, the FM0 method and the mirror subcarrier method (hereinafter referred to as “MS method”) are used as the encoding method of the signal returned from the IC tag.
図4はRFIDの符号化方式を説明する概略図であり、(a)FM0方式と(b)MS方式の符号化を示したものである。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an RFID encoding method, and shows (a) FM0 method and (b) MS method encoding.
図5はRFIDの符号化方式におけるスペクトル波形の一例を示す概略図である。図中において、(1)はRFIDリーダライタからの送信波、(2)はICタグから返信される受信波、(3)は他のRFIDリーダライタからの干渉波のスペクトルを示す。(2)の受信波のうち、(a)はFM0方式による伝送時のスペクトルである。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a spectrum waveform in the RFID encoding method. In the figure, (1) is a transmission wave from the RFID reader / writer, (2) is a reception wave returned from the IC tag, and (3) is a spectrum of an interference wave from another RFID reader / writer. Among the received waves of (2), (a) is a spectrum at the time of transmission by the FM0 system.
RFIDリーダライタからの送信波と、ICタグからの返信波は同じ周波数である。この場合、同一チャネルで他のRFIDリーダライタからの干渉波が存在すると、干渉波はICタグからの返信波よりも信号のレベルが非常に大きい場合が多く、RFIDリーダライタによるICタグの返信波の認識が難しくなることがある。 The transmission wave from the RFID reader / writer and the return wave from the IC tag have the same frequency. In this case, if there is an interference wave from another RFID reader / writer in the same channel, the interference wave often has a signal level much higher than the return wave from the IC tag, and the return wave of the IC tag by the RFID reader / writer. May be difficult to recognize.
図5(2)の(b)はMS方式の場合のスペクトルであり、送信キャリアをリンク周波数(以下、「LF」という。)で変調し、返信波のサブキャリアをLF分だけ送信波とずらすことにより、他のRFIDリーダライタの送信波との干渉を抑制するものである。 (B) of FIG. 5 (2) is a spectrum in the case of the MS system. The transmission carrier is modulated with a link frequency (hereinafter referred to as “LF”), and the subcarrier of the return wave is shifted from the transmission wave by LF. This suppresses interference with the transmission wave of another RFID reader / writer.
一例を挙げると、LFをチャネルの中間値に設定した場合には、その周波数はRFIDリーダライタからの送信には使用されていないため、他のRFIDリーダライタとの干渉を低減することが可能である。この場合、複数のICタグからの返信波による干渉が起こり得るが、RFIDリーダライタからの干渉に比べれば信号レベルは非常に小さいため、実質的には無視することができる。 As an example, when LF is set to an intermediate value of a channel, the frequency is not used for transmission from the RFID reader / writer, so that interference with other RFID reader / writers can be reduced. is there. In this case, interference due to return waves from a plurality of IC tags may occur. However, since the signal level is very small compared to interference from the RFID reader / writer, it can be substantially ignored.
また、MS方式は、ベースバンドの基本波を繰り返すことによりデータを生成しており、これは符号化に冗長性を持たせたことと同義である。従って、一部のビットが欠落しても読み取りの誤りが生じ難い特徴がある。 In the MS system, data is generated by repeating a baseband fundamental wave, which is synonymous with providing redundancy for encoding. Therefore, even if some bits are missing, there is a feature that reading errors are unlikely to occur.
同時に、冗長分だけ転送レートが減少し、基本周期に対してM倍の冗長性を持たせると、転送レートは1/Mに減少してしまうことが欠点である。 At the same time, the transfer rate is reduced by the amount of redundancy, and if the redundancy is M times the basic period, the transfer rate is reduced to 1 / M.
上記の例のように、一般的なRFIDのシステムにおける通信性能、特に通信速度と、大きな外来雑音や他のRFIDリーダライタとの干渉に対する耐力は相反する関係にあり、様々な通信環境下において最大の性能を発揮させることは困難であった。 As shown in the above example, the communication performance of a general RFID system, in particular the communication speed, and the immunity against large external noise and interference with other RFID reader / writers are in a contradictory relationship, and maximum in various communication environments. It was difficult to demonstrate the performance of.
図12は、特許文献1に開示されているような、従来のRFIDリーダライタにおける通信干渉を説明する概略図である。図中において、RFIDリーダライタ1、11は、制御回路2、12の指示により論理回路3、13で符号化、複合化を行い、高周波アナログ回路4、14でアナログ信号の増幅、送受信分離等を行い、アンテナ5、15から対象とするICタグに向けて電波を送出する。RFIDリーダライタ1は、ICタグ7を通信対象とする。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating communication interference in a conventional RFID reader / writer as disclosed in
図中の実線矢印方向に移動するICタグ7と、RFIDリーダライタ1が通信を行う場合には、使用可能な全てのチャネルの外来からの受信レベルを予めサーチし、検出したキャリアの受信レベルの大きさにより、新規に通信する転送レートおよび占有するチャネル数を変え、干渉下における転送レートが最大となる通信条件を選択し、通信時間の短縮を図る。
When the
すなわち、干渉側となるRFIDリーダライタ11で使用しているチャネルの周波数をRFIDリーダライタ1で検出し、RFIDリーダライタ1はこのチャネルを避けて別のチャネルを使用することにより、高速な通信が可能となる。
That is, the frequency of the channel used by the RFID reader /
しかしながら、従来のRFIDリーダライタが送出する送信周波数と、ICタグが返信する返信周波数が同一であるため、複数のRFIDリーダライタが存在するエリアでは、程度の差はあっても本質的に通信干渉が避けられないという課題がある。 However, since the transmission frequency transmitted by the conventional RFID reader / writer and the response frequency returned by the IC tag are the same, in the area where there are a plurality of RFID reader / writers, there is essentially communication interference. There is a problem that cannot be avoided.
また、RFIDリーダライタから送信を行う前には使用可能な全チャネルをサーチして通信条件を設定するため、一旦通信を始めると途中で変更できないことや、頻繁に通信条件が変更される場合にはその都度全チャネルのサーチを行うため、通信に要する時間が短縮されないという課題がある。 In addition, since the communication conditions are set by searching all available channels before transmission from the RFID reader / writer, once communication is started, it cannot be changed in the middle, or the communication conditions are frequently changed. However, since all channels are searched every time, there is a problem that the time required for communication is not shortened.
本発明はかかる従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的は、RFIDリーダライタとICタグの通信条件を最適化することが可能なRFIDリーダライタシステムを提供することである。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide an RFID reader / writer system capable of optimizing communication conditions between the RFID reader / writer and the IC tag.
本発明によれば、ICチップを備えて無線により通信を行うICタグと、前記通信により非接触で前記ICタグの読み取りまたは書き込みを行う複数のRFIDリーダライタと、前記複数のRFIDリーダライタのそれぞれに接続する複数のアンテナを有するRFIDリーダライタシステムであって、前記複数のRFIDリーダライタのうちの一つとの前記通信が可能な範囲に、前記通信の状態を検知するための基準ICタグを固定して配し、前記複数のRFIDリーダライタのうちの一つと前記基準ICタグとの前記通信の状態を検知し、前記検知の結果によって前記複数のRFIDリーダライタのうちの一つからの送信および/または前記ICタグからの返信を行う際の符号化方式および/または変調方式を、前記通信の状態が最適となる方式に切り替えるよう構成し、前記通信が可能な範囲に所望の前記ICタグが存在しない場合は、前記基準ICタグまたは前記ICタグ回路を読み取った前記検知の結果から、前記通信を行うための符号化方式および/または変調方式を切り替え、前記通信が可能な範囲に前記所望の前記ICタグが存在する場合は、前記基準ICタグおよび/または前記ICタグ回路のID番号を読み取らないよう構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, each of an IC tag that includes an IC chip and performs wireless communication, a plurality of RFID reader / writers that read or write the IC tag in a contactless manner by the communication, and the plurality of RFID reader / writers An RFID reader / writer system having a plurality of antennas connected to a reference IC tag for detecting the communication state is fixed within a range where the communication with one of the plurality of RFID reader / writers is possible And detecting the state of communication between one of the plurality of RFID reader / writers and the reference IC tag, and transmitting from one of the plurality of RFID reader / writers according to the detection result / Or encoding method and / or modulation method when replying from the IC tag, the communication state is optimal Code for configured to switch the system, if the no communication is desired the IC tag to a range that can be present, from the reference IC tag or the IC tag circuit the read of the detection result, for performing the communication When the desired IC tag exists in a range where communication is possible, the ID number of the reference IC tag and / or the IC tag circuit is not read. An RFID reader / writer system characterized by the above can be obtained.
本発明によれば、ICチップを備えて無線により通信を行うICタグと、前記通信により非接触で前記ICタグの読み取りまたは書き込みを行うRFIDリーダライタと、前記RFIDリーダライタに接続するアンテナを有するRFIDリーダライタシステムであって、方向性結合器および前記ICチップをインピーダンス整合させて前記方向性結合器に接続するICタグ回路を備えたICタグ合成回路を有し、前記RFIDリーダライタは前記ICタグ合成回路を介して前記アンテナを接続してなり、前記RFIDリーダライタと前記ICタグ回路との通信の状態を検知し、前記検知の結果によって前記RFIDリーダライタからの送信および/または前記ICタグからの返信を行う際の符号化方式および/または変調方式を、前記通信の状態が最適となる方式に切り替えるよう構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, an IC tag including an IC chip that performs wireless communication, an RFID reader / writer that reads or writes the IC tag in a contactless manner by the communication, and an antenna that is connected to the RFID reader / writer are provided. An RFID reader / writer system comprising an IC tag synthesis circuit including an IC tag circuit for impedance matching of a directional coupler and the IC chip and connecting the IC chip to the directional coupler, wherein the RFID reader / writer The antenna is connected via a tag synthesizing circuit, the communication state between the RFID reader / writer and the IC tag circuit is detected, and transmission from the RFID reader / writer and / or the IC tag is detected according to the detection result. The encoding method and / or modulation method used when replying from State the RFID reader-writer system is obtained, characterized by configured to switch the system to be optimized.
本発明によれば、前記基準ICタグまたは前記ICタグ回路の、単位時間当たりの読み取り回数を用いて前記通信の状態を検知するよう構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an RFID reader / writer system configured to detect the communication state using the number of readings per unit time of the reference IC tag or the IC tag circuit.
本発明によれば、前記ICタグからの前記返信における前記符号化方式として、FM0方式とミラーサブキャリア方式を切り替えることを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an RFID reader / writer system characterized by switching between the FM0 method and the mirror subcarrier method as the encoding method in the reply from the IC tag.
本発明によれば、前記ICタグからの前記返信における前記符号化方式として、ミラーサブキャリア方式を用いてリンク周波数またはM値を変更可能に構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an RFID reader / writer system characterized in that a link frequency or M value can be changed using a mirror subcarrier method as the encoding method in the reply from the IC tag. .
本発明によれば、前記通信が可能な範囲に所望の前記ICタグが存在しない場合は、前記基準ICタグまたは前記ICタグ回路を読み取った前記検知の結果から、前記通信を行うための符号化方式および/または変調方式を切り替え、前記通信が可能な範囲に前記所望の前記ICタグが存在する場合は、前記基準ICタグおよび/または前記ICタグ回路のID番号を読み取らないよう構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, when the desired IC tag does not exist in a range where the communication is possible, the encoding for performing the communication is performed based on the detection result obtained by reading the reference IC tag or the IC tag circuit. switch the scheme and / or modulation scheme, wherein when the communication is the desired the IC tag to the extent possible is present, be configured not to take read ID number of the reference IC tag and / or the IC tag circuit An RFID reader / writer system characterized by the above can be obtained.
本発明によれば、前記アンテナは、電波を放射する放射素子と、前記放射素子に給電を行う給電線を備え、前記給電線が前記ICタグ合成回路の少なくとも一部を構成することを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, the antenna includes a radiating element that radiates radio waves and a feeding line that feeds power to the radiating element, and the feeding line forms at least a part of the IC tag synthesis circuit. RFID reader / writer system is obtained.
本発明によれば、前記ICタグ合成回路は、前記方向性結合器と、前記ICタグ回路と、夫々の接続を終端する終端回路と、前記ICタグ回路または前記終端回路のいずれかを選択して接続を切り替える手段を備えることを特徴とするRFIDリーダライタシステムが得られる。 According to the present invention, the IC tag synthesis circuit selects the directional coupler, the IC tag circuit, a termination circuit for terminating each connection, and either the IC tag circuit or the termination circuit. Thus, an RFID reader / writer system including a means for switching connections is obtained.
本発明では、基準ICタグまたはICタグ回路との通信状態を常時または定期的に監視し、他のRFIDリーダライタとの干渉により通信状態が悪化した場合に、RFIDリーダライタからの送信および/またはICタグからの受信に用いる符号化方式および/または変調方式を通信の状態が最適となる方式に切り替えることにより、常に通信状態を良好に維持し、通信環境が変化した場合であってもその時点における最適な通信を行うことができる。 In the present invention, the communication state with the reference IC tag or the IC tag circuit is constantly or periodically monitored, and when the communication state deteriorates due to interference with other RFID reader / writers, transmission from the RFID reader / writer and / or By switching the encoding method and / or modulation method used for reception from the IC tag to a method that optimizes the communication state, the communication state is always maintained well, even if the communication environment changes. Can perform optimal communication.
本発明によれば、RFIDリーダライタと基準ICタグとの通信状態を検知し、検知の結果に応じてRFIDリーダライタおよび/またはICタグの符号化方式および/または変調方式を切り替えることにより、安価なシステムで通信条件を最適化することができるRFIDリーダライタシステムを提供することが可能となる。 According to the present invention, the communication state between the RFID reader / writer and the reference IC tag is detected, and the coding method and / or the modulation method of the RFID reader / writer and / or the IC tag are switched according to the detection result, thereby reducing the cost. It is possible to provide an RFID reader / writer system that can optimize communication conditions in a simple system.
また、本発明によれば、RFIDリーダライタとアンテナの間に、基準ICタグと同様の機能を有するICタグ合成回路を設け、ICタグ合成回路が備えるICタグ回路とRFIDリーダライタの通信状態を検知することにより、基準ICタグを設けることなく基準ICタグを用いる場合と同様な通信条件の最適化を図ることができるため運用が容易で、基準ICタグとの通常の通信状態に依存しないので安定的な判定が行われ確実に通信条件を最適化することができるRFIDリーダライタシステムを提供することが可能となる。 Further, according to the present invention, an IC tag synthesis circuit having the same function as the reference IC tag is provided between the RFID reader / writer and the antenna, and the communication state between the IC tag circuit and the RFID reader / writer provided in the IC tag synthesis circuit is set. By detecting, it is possible to optimize the communication conditions similar to the case of using the reference IC tag without providing the reference IC tag, so that the operation is easy and does not depend on the normal communication state with the reference IC tag. It is possible to provide an RFID reader / writer system that can perform stable determination and reliably optimize communication conditions.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明による第1の実施の形態を示す概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment according to the present invention.
全体の構成は、図12に示す従来のRFIDリーダライタ1、11に、基準ICタグ6を追加したものであり、重複している部分の説明は省略する。
The overall configuration is obtained by adding a
基準ICタグ6は、RFIDリーダライタ1に接続されたアンテナ5に対向し、通信が可能な範囲に固定設置する。RFIDリーダライタ1は、常時あるいは定期的に基準ICタグ6と通信を行ってID情報を読み取る。通信の干渉や外来の妨害波の影響が少ない環境では、適用する通信方式によって規定される転送レートに従った通信速度が得られる。
The
所望のICタグ7が移動しながらアンテナ5の前を通過し、通信が可能な範囲に入った時は、基準ICタグ6と同様の通信速度で通信することができる。
When the desired
一方、RFIDリーダライタ1の近傍に他のRFIDリーダライタ11が存在して、RFIDリーダライタ11も同様にアンテナ15から電波を送出する場合、RFIDリーダライタ11からの電波が妨害波となってRFIDリーダライタ1の送信波あるいはICタグからの返信波と干渉を起こすことがある。
On the other hand, when another RFID reader /
図6はRFIDの符号化方式による波形の例を説明する概略図である。また、図10は符号化方式とLFによる転送レートの変化を説明する図である。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a waveform by an RFID encoding method. FIG. 10 is a diagram for explaining changes in the transfer rate due to the encoding method and LF.
ここでは、伝送時の符号化方式としてFM0方式とMS方式の例を挙げ、MS方式の場合はM値(1ビットのデータを表すために必要な最小変化周期の波形の個数)が2、4、8の場合について示す。 Here, examples of the FM0 method and the MS method are given as encoding methods at the time of transmission. In the case of the MS method, the M value (the number of waveforms having the minimum change period necessary to represent 1-bit data) is 2, 4 , 8 will be described.
図6のMS方式は、FM0方式に比して同一パルスを繰り返す方式のため、外来雑音等や干渉に対する耐力が大きい。また、M値が大きくなるほど耐力も大きくなる。 Since the MS system in FIG. 6 is a system in which the same pulse is repeated as compared with the FM0 system, it has a higher tolerance to external noise and interference. Moreover, the proof stress increases as the M value increases.
一方、図10に示すように、M値が大きくなるほど転送レートは低下するため、通信に要する時間が増えることから、干渉に対する耐力と通信速度(転送レート)はトレードオフの関係にあり、実際の運用ではその最適条件を選択することが望ましい。 On the other hand, as shown in FIG. 10, since the transfer rate decreases as the M value increases, the time required for communication increases. Therefore, the tolerance to interference and the communication speed (transfer rate) are in a trade-off relationship. In operation, it is desirable to select the optimum conditions.
図8は、図6の符号化方式におけるスペクトル波形の例を説明する概略図である。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a spectrum waveform in the encoding method of FIG.
(1)はRFIDリーダライタ1からの送信波、(2)は基準ICタグ6から返信される受信波、(3)はRFIDリーダライタ11からの干渉波である。
(1) is a transmission wave from the RFID reader /
図中において、最初に転送レートが最大の(a)FM0で通信を行う。干渉波が発生すると基準ICタグ6から返信される受信波の読み取り性能が低下する。この読み取り性能が、設定する閾値以下となった場合に、(b)MS M=2、(c)MS M=4、(d)MS M=8と符号化方式を順次変更することで、干渉波の影響を抑制することができる。図8の場合は、(c)MS M=4とすることにより、干渉の少ない最適な読み取り性能を確保することができる。
In the figure, first, communication is performed at (a) FM0 having the maximum transfer rate. When the interference wave is generated, the reading performance of the received wave returned from the
図7は、LFの値による波形の差異を説明する概略図である。また、図9は、LFの値によるスペクトル波形の差異を説明する概略図であり、共にM値が2で、LFがf、f/2、f/4の場合を示す。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the difference in waveform depending on the value of LF. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the difference in spectrum waveform depending on the value of LF, and shows a case where both the M value is 2 and LF is f, f / 2, and f / 4.
図9では、図8の場合と同様、LF=f/2とすることにより、干渉の少ない最適な読み取り性能を確保することができることを示す。 FIG. 9 shows that optimum reading performance with less interference can be ensured by setting LF = f / 2, as in FIG.
図11は、第1の実施の形態による読み取り回数と干渉レベルの測定結果を示す図であり、図6または図8におけるM=4、M=8の場合の測定例を示す。 FIG. 11 is a diagram showing the measurement results of the number of readings and the interference level according to the first embodiment, and shows a measurement example when M = 4 and M = 8 in FIG. 6 or FIG.
測定条件としては、LF=320kHz、送信波周波数=952.4MHz、干渉波周波数=952.6MHzである。読み取り性能としては、1秒当たりのICタグの(ID番号の)読み取り回数を用いる。 As measurement conditions, LF = 320 kHz, transmission wave frequency = 952.4 MHz, and interference wave frequency = 952.6 MHz. As the reading performance, the number of readings (ID number) of the IC tag per second is used.
干渉レベルが低い場合はM=4の方が読み取り性能が高いが、干渉レベルが特定の値を超えるとICタグの読み取りができなくなる。一方、M=8では、M=4より読み取り性能は低いが、干渉レベルが高くても安定的な読み取りを行うことができる。 When the interference level is low, reading performance is higher when M = 4, but when the interference level exceeds a specific value, the IC tag cannot be read. On the other hand, when M = 8, the reading performance is lower than that of M = 4, but stable reading can be performed even when the interference level is high.
従って、RFIDリーダライタ1と基準ICタグ6との通信の状態を検知した結果により通信の状態が最適となる方式に切り替える閾値を、例えば読み取り回数が20回/秒とすると、干渉が少ない時はM=4とし、干渉が大きくなったらM=8とすることにより、安価なシステムで通信条件を最適化することができるRFIDリーダライタシステムを構成することが可能となる。
Therefore, if the threshold value for switching to the method that optimizes the communication state based on the result of detecting the communication state between the RFID reader /
(第2の実施の形態)
図2は、本発明による第2の実施の形態を示す概略図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment according to the present invention.
全体の構成は、図12に示す従来のRFIDリーダライタ1とアンテナ5の間に、ICタグ合成回路8を追加したものであり、重複している部分の説明は省略する。
The entire configuration is obtained by adding an IC
図3は、本発明による第2の実施の形態に係るICタグ合成回路の構成を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an IC tag synthesis circuit according to the second embodiment of the present invention.
図中において、ICタグ合成回路8は方向性結合器9とICタグ回路10で構成する。ICタグ回路10は、ICタグに用いるICチップに、インピーダンス整合を取って直接コネクタで接続できるようにした回路である。
In the figure, the IC
図2では、図1の構成における基準ICタグ6の代わりにICタグ合成回路8を用いて、ICタグ合成回路8内部のICタグ回路10の読み取り性能を測定する。
In FIG. 2, the IC
他のRFIDリーダライタ11の送信波は、アンテナ15を経由してICタグ合成回路8の中の方向性結合器9に入力され、方向性結合器9でICタグ回路10からの返信波の信号と合成されRFIDリーダライタ1へ送られる。
The transmission wave of the other RFID reader /
この場合、RFIDリーダライタ1とアンテナ5はほとんど損失のないように接続し、ICタグ回路10はRFIDリーダライタ1と結合度を有し、アンテナ5とはアイソレーションされるように接続する。このような構成により、基準ICタグ6を用いることなく、同様の効果を得ることができる。
In this case, the RFID reader /
このような構成により、基準ICタグ6を設置する必要がないため、基準ICタグ6の前に読み取りに影響するような遮蔽物が存在して正確な検知ができなくなる問題は生じない。一方、図1に示す第1の実施の形態では、安価な通常のICタグを基準ICタグ6として使用できることから、第2の実施の形態よりも安価なシステムを構成することが可能となる。
With such a configuration, it is not necessary to install the
(第3の実施の形態)
図13は、従来のアンテナの構成を説明する概略図であり、その一例として一般的なパッチアンテナを示したものである。図13(a)はアンテナのおもて面、図13(b)はアンテナの裏面、図13(c)はアンテナの側面を示す。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of a conventional antenna, and shows a general patch antenna as an example. 13A shows the front surface of the antenna, FIG. 13B shows the back surface of the antenna, and FIG. 13C shows the side surface of the antenna.
図13のパッチアンテナは、放射素子21、地導体板22、給電点23、給電線24、コネクタ25を備えるよう構成する。
The patch antenna of FIG. 13 includes a radiating
図13において、RFIDリーダライタ(図示せず)から送信された信号出力は、同軸ケーブル(図示せず)を介してコネクタ25に入力される。入力された信号は、給電線24を通って給電点23に給電され、放射素子21から電波として空中に放射される。
In FIG. 13, a signal output transmitted from an RFID reader / writer (not shown) is input to a
図14は、本発明による第3の実施の形態を示す概略図であり、本発明による第2の実施の形態のように、基準ICタグに代えてICタグ合成回路を用いるRFIDリーダライタシステムに関するものである。 FIG. 14 is a schematic view showing a third embodiment according to the present invention, and relates to an RFID reader / writer system using an IC tag synthesis circuit instead of a reference IC tag as in the second embodiment according to the present invention. Is.
図14では、図13のパッチアンテナとの構造的な差異を説明するために、アンテナの裏面を示す。図14において、ICタグ合成回路8は給電線24に組み込まれ、給電線24に近接、並行して回路パターンを構成することにより、方向性結合器として作用する。
In FIG. 14, in order to explain the structural difference from the patch antenna of FIG. 13, the back surface of the antenna is shown. In FIG. 14, the IC
回路パターンには、ICタグ回路10と終端回路26が接続される。すなわち、回路パターンのコネクタ25側にはICタグ回路10が、給電点23側には終端回路26が配され、それぞれの端子はアース側の地導体板22に接続される。
The
このような構成により、RFIDリーダライタ(図示せず)からコネクタ25に入力される信号は、ほとんど損失無く給電点23に伝達される一方、ICタグ回路10には数10dB程度の損失をもって伝達される。従って、図3に示すICタグ合成回路8と同様の機能を得ることができる。
With such a configuration, a signal input from the RFID reader / writer (not shown) to the
図14に示すような構成とすれば、装置の外部にICタグ合成回路8を設ける必要がなくなるので、設置が容易であり、また独立した専用のケースやコネクタ等を備える必要がなくなるため、コスト低減にも寄与するという利点がある。
The configuration shown in FIG. 14 eliminates the need for providing the IC
(第4の実施の形態)
図15は、本発明による第4の実施の形態を示す概略図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 15 is a schematic view showing a fourth embodiment according to the present invention.
本実施の形態は、ICタグ回路10または終端回路27のいずれかを選択して接続を切り替える手段として、図14のICタグ回路10側に、2つの入力端子と1つの出力端子を有するスイッチ28を設けたものである。このような構成により、ICタグ回路10を使用しない場合は、スイッチ28によって終端回路27を選択して接続を切り替えることにより、ICタグ回路10の影響を排して通常のアンテナと同様な動作を行うことができる。
In the present embodiment, as means for selecting either the
すなわち、本発明による第1の実施の形態である基準ICタグを用いるRFIDリーダライタシステムと、本発明による第2および第3の実施の形態であるICタグ合成回路を用いるRFIDリーダライタシステムの、両方のシステムに対し、一種類のアンテナで対応することが可能となる。 That is, the RFID reader / writer system using the reference IC tag according to the first embodiment of the present invention and the RFID reader / writer system using the IC tag combining circuit according to the second and third embodiments of the present invention. Both systems can be handled with a single type of antenna.
なお、接続を切り替える手段としては、スイッチ以外を用いることも当然可能であり、例えば回路パターンの一部をケーブルに置き換え、ケーブル先端に取り付けたコネクタを抜き差しして切り替えを行なっても良い。 As a means for switching the connection, it is naturally possible to use a device other than a switch. For example, a part of the circuit pattern may be replaced with a cable, and a connector attached to the end of the cable may be inserted and removed.
以上説明したように、基準ICタグ6またはICタグ回路10との通信状態を常時あるいは定期的に監視し、他のRFIDリーダライタ11との干渉により通信状態が悪化した場合に、RFIDリーダライタ1からの送信および/またはICタグ7からの受信に用いる符号化方式および/または変調方式を通信の状態が最適となる方式に切り替えることにより、常に通信状態を良好に維持し、通信環境が変化した場合であってもその時点における最適な通信を行うことができる。
As described above, the RFID reader /
また、この基準ICタグ6またはICタグ回路10は、他にICタグがない場合のみ読み取り、他に本来読み取るICタグが検出された場合には基準ICタグ6あるいはICタグ回路10のID番号に対してRFIDリーダライタ1側でフィルタをかけ、読み取らないようにすることにより、通常の読み取りへの影響を排除することが可能となる。
The
なお、上記実施の形態では読み取り性能として、単位時間当たりの読み取り回数を例に説明したが、これに限定されるものではなく、同様の機能を持つものも同様な動作が可能であることは自明である。 In the above-described embodiment, the number of readings per unit time has been described as an example of reading performance. However, the present invention is not limited to this, and it is obvious that a similar function can be performed by those having the same function. It is.
1,11 RFIDリーダライタ
2,12 制御回路
3,13 論理回路
4,14 高周波アナログ回路
5,15 アンテナ
6 基準ICタグ
7 ICタグ
8 ICタグ合成回路
9 方向性結合器
10 ICタグ回路
21 放射素子
22 地導体板
23 給電点
24 給電線
25 コネクタ
26,27 終端回路
28 スイッチ
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