JP5407771B2 - RFID tag system - Google Patents
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Description
本発明は,非接触通信可能なRFIDタグを利用したシステムに係わる発明である。 The present invention relates to a system using an RFID tag capable of contactless communication.
RFID(Radio Frequency IDentification)で利用されるRFIDタグをバーコードの代わりに利用した物品管理システムが検討されている。RFIDタグを物品管理に利用すると,バーコードを利用する場合と異なり,複数個のRFIDタグから一度にデータを読み出せるため,物品管理システムの迅速化・省力化を図ることが可能になる。 An article management system using an RFID tag used in RFID (Radio Frequency IDentification) instead of a barcode is being studied. When the RFID tag is used for article management, unlike the case of using a barcode, data can be read from a plurality of RFID tags at a time, so that the article management system can be speeded up and labor-saving.
RFIDタグを物品管理に利用すると,複数個のRFIDタグから一度にデータを読み出せることが可能になるが,物品に貼られたRFIDタグからデータを読み取る際の状況によっては,何らかの工夫を施さなければ,物品に貼られたRFIDタグすべてからデータを読み取ることができない。 When RFID tags are used for article management, it is possible to read data from a plurality of RFID tags at one time. However, depending on the situation when reading data from RFID tags affixed to articles, some contrivance must be applied. For example, data cannot be read from all RFID tags attached to articles.
例えば,RFIDタグが貼られた物品が存在するエリアが広いと,一つのアンテナですべてのRFIDタグと交信することはできなくなるため,特許文献1では,物品を格納する区画と,該区画に格納する物品に貼られたRFIDタグと,該RFIDタグと非接触で通信するアンテナを備えた物品管理システムにおいて,区画内にアンテナを複数配設し,RFIDタグと交信したアンテナの位置から,RFIDタグが貼られた物品の位置を判断するために,該複数配設したアンテナのうち通信動作をするアンテナを切替える切替え手段を設けたシステムが開示されている。
For example, if an area where an article with an RFID tag is present is wide, it is impossible to communicate with all RFID tags with one antenna. Therefore, in
一方,RFIDタグが貼られた物品が大量に山積みされたパレットをフォークリフトなどで移動させながら,RFIDタグから一度にデータを読み出す状況の場合,RFIDタグが貼られた物品の数が数十個程度ならば問題はないが,RFIDタグが貼られた物品の数が大量(例えば,100個以上)になると,全てのRFIDタグからデータを読み出すことはできなかった。 On the other hand, in the situation where data is read from an RFID tag at a time while moving a pallet on which a large number of articles attached with RFID tags are stacked with a forklift or the like, the number of articles attached with RFID tags is about several tens. If there is no problem, data could not be read from all RFID tags when the number of articles to which RFID tags were attached became large (for example, 100 or more).
そこで,本願発明は,RFIDタグが貼られた物品の数が大量で,かつ,フォークリフトなどで物品が移動している状況であっても,物品に貼れたRFIDタグ全てからデータを読み出すことのできるRFIDタグシステムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can read data from all RFID tags attached to articles even when the number of articles attached with RFID tags is large and the articles are moved by a forklift or the like. An object is to provide an RFID tag system.
上述した課題を解決する第1の発明は,移動する物品に付けられたパッシブ型のRFIDタグと,複数個のアンテナを高さ方向に取り付けたポールと,前記ポールに取り付けたそれぞれの前記アンテナと接続し,それぞれの前記アンテナをサイクリックに切り替えて利用するリーダライタユニットと,前記物品の移動方向に所定の長さを有し,前記アンテナが発信した電波を反射する一対の反射板とから少なくとも構成され,前記物品の移動方向と平行に所定の間隔を隔て,前記物品の移動方向の位置をずらした状態で前記反射板を設置し,前記アンテナが反対側の前記反射板と対向するように,それぞれの前記反射板の脇に前記ポールを設置したことを特徴とするRFIDタグシステムである。 A first invention that solves the above-described problems includes a passive RFID tag attached to a moving article, a pole having a plurality of antennas attached in a height direction, and each of the antennas attached to the pole. connect, at least from a reader-writer unit for use by switching each of the antennas cyclically, have a predetermined length in the moving direction of the article, a pair of reflection plates for reflecting radio waves the antenna is sent The reflector is installed in a state in which the position of the article in the movement direction is shifted at a predetermined interval in parallel with the movement direction of the article, and the antenna faces the reflector on the opposite side. The RFID tag system is characterized in that the pole is installed beside each reflector .
一対の反射板を第1の発明のように設置すれば,アンテナから発信した電波が一対の反射板間で繰り返し反射しながら伝播するようになる。一対の反射板は,物品の移動方向と平行に設置されるため,アンテナが発信する電波の届く範囲は物品の移動方向に広がることになり,物品の移動方向にRFIDタグの読み取り範囲を広げることができる。 If a pair of reflectors are installed as in the first invention, the radio wave transmitted from the antenna propagates while being repeatedly reflected between the pair of reflectors. Since the pair of reflectors is installed in parallel with the moving direction of the article, the range of the radio wave transmitted by the antenna extends in the moving direction of the article, and the reading range of the RFID tag is expanded in the moving direction of the article. Can do.
物品の移動方向にRFIDタグの読み取り範囲を広げると,RFIDタグの読み取り範囲に物品が存在する時間が増え,リーダライタユニット側でRFIDタグを読み取る機会が増えるため,RFIDタグが貼られた物品の数が大量で,かつ,フォークリフトなどで物品が移動している状況であっても,物品に貼れたRFIDタグ全てからデータを読み出すことのできるようになる。 If the reading range of the RFID tag is expanded in the moving direction of the article, the time that the article exists in the reading range of the RFID tag increases and the opportunity to read the RFID tag on the reader / writer unit side increases. Even in a situation where the number is large and the article is moved by a forklift or the like, the data can be read from all the RFID tags attached to the article.
また,物品の進行方向に対して片側にのみアンテナを設けると,反対側に積まれた物品に電波が届きにくくなるため,第1の発明のように,物品の進行方向に対して両側にアンテナを設けることが望ましい。 Further, when the antenna is provided on only one side with respect to the traveling direction of the article, it becomes difficult to receive a radio wave articles stacked on the opposite side, as in the first invention, the antenna on opposite sides with respect to the traveling direction of the article It is desirable to provide
更に,物品を高く積み上げると,一つのアンテナでは,上側及び下側の物品に電波が届きにくくなるため,第1の発明のように,高さ方向に間隔を隔て,複数個の前記アンテナが設けることが望ましい。
Further, when the articles are stacked high, it is difficult for one antenna to reach the upper and lower articles, so that a plurality of antennas are provided at intervals in the height direction as in the first invention. It is desirable.
このように,上述した本願発明によれば,RFIDタグが貼られた物品の数が大量で,かつ,フォークリフトなどで物品が移動している状況であっても,物品に貼れたRFIDタグ全てからデータを読み出すことのできるRFIDタグシステムを提供できる。 Thus, according to the present invention described above, even if the number of articles to which RFID tags are affixed is large and the articles are moved by a forklift or the like, all the RFID tags affixed to the articles are used. An RFID tag system capable of reading data can be provided.
ここから,本願発明の実施形態について,本願発明の技術分野に係わる当業者が,本願発明の内容を理解し,本願発明を実施できる程度に説明する。 From this, the embodiments of the present invention will be described to the extent that those skilled in the art of the present invention can understand the contents of the present invention and implement the present invention.
図1は,本願発明に係わるRFIDタグシステム(RFID: Radio Frequency Identification)の構成を説明する図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an RFID tag system (RFID: Radio Frequency Identification) according to the present invention.
図1で図示したRFIDタグシステム1は,フォークリフトが運搬するパレットに山積みされた物品10などに貼られる複数のRFIDタグ11からデータを読み取るために設けられたシステムで,本願発明に係わるRFIDタグシステム1では,アンテナ13の読み取り範囲を広げることを目的として,RFIDタグ11と交信するリーダライタユニット14から発信された電波を反射する一対の反射板12が設置されている。
The
RFIDタグシステム1は,UHF帯(860MHz〜930MHz)又はマイクロ波周波数帯(2.5GHzや5.8GHz)で稼働するパッシブ型のRFIDタグ11を利用するロングレンジ型システム(交信距離が1m以上)に適している。
The
UHF帯又はマイクロ波周波数帯で稼働するパッシブ型のRFIDタグ11を利用するシステムでは,リーダライタユニット14に接続されたアンテナ13から送信された電波によってRFIDタグ11に電力供給が供給され,RFIDタグ11からリーダライタユニット14へのデータ転送には,バックスキャッター(backscatter)方式が用いられる。
In a system using the passive RFID tag 11 operating in the UHF band or the microwave frequency band, power is supplied to the RFID tag 11 by radio waves transmitted from the
UHF帯又はマイクロ波周波数帯で稼働するパッシブ型のRFIDタグ11が移動している状況化で,RFIDタグ11の読み取り率を向上させるには,アンテナ13の読み取り可能範囲内にRFIDタグ11が存在する時間が重要な要素の一つになる。
In order to improve the reading rate of the RFID tag 11 in a situation where the passive RFID tag 11 operating in the UHF band or the microwave frequency band is moving, the RFID tag 11 exists within the readable range of the
アンテナ13の読み取り可能範囲内にRFIDタグ11が存在する時間を長くする手法は様々考えられるが,図1に図示したRFIDシステム1では,アンテナ13の読み取り可能範囲内にRFIDタグ11が存在する時間を長くするために,物品10の移動方向に長い一対の反射板12を,それぞれが物品10の移動方向と平行に間隔を隔て,かつ,その一つが,アンテナ13と対向するように設置している。
Various methods for extending the time during which the RFID tag 11 exists within the readable range of the
このように一対の反射板12を設置することで,アンテナ13から発信された電波は,一対の反射板12の間で反射を繰り返しながら伝播するため,アンテナ13の読み取り可能範囲は物品10の移動方向に長くなり,アンテナ13の読み取り可能範囲内にRFIDタグ11が存在する時間も長くなる。
By installing the pair of
ここから,本願発明の一実施例を説明する。図2は,実施例におけるRFIDシステム2を説明する図である。図2で図示したRFIDタグシステム2は,フォークリフト26で搬送されるパレット27上に山積みされた状態で複数(ここでは,275個)の物品20(ここでは,折り畳まれた状態のコンテナ)が搭載され,各物品20にはRFIDタグ21が付けられている。
From here, one Example of this invention is described. FIG. 2 is a diagram illustrating the
図2に図示したように,フォークリフト26の搬送路28の両側には,フォークリフト26の進行方向に長い一対の反射板22が,フォークリフト26の進行方向に対して平行に所定の間隔(ここでは,搬送路28の幅)を隔て,それぞれがアンテナ23と対向するように設置けられ,各反射板22の脇には,アンテナ23を取り付けるためのポール29が設置され,各ポール29には,高さ方向に所定の間隔を開けて2つのアンテナ23が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a pair of
本実施例では,UHF帯で稼働するパッシブ型のRFIDタグ21にはオムロン社製の「Scorpion(登録商標)」を,アンテナ23にはオムロン社製V750―HS01CA―JPを,リーダライタユニット24には4つのアンテナポートを備えたオムロン社製V750−BB50C04―JPをそれぞれ用いた。
In this embodiment, the
オムロン社製V750−BB50C04―JPは複数のアンテナ23(ここでは,4つ)を一定の時間間隔でサイクリックに切り替えて利用可能で,RFIDタブ21からデータを読み取る際,リーダライタユニット24に接続されたそれぞれのアンテナ23をサイクリックで切り替えて利用した。
OMRON V750-BB50C04-JP can be used by cyclically switching a plurality of antennas 23 (here, four) at regular time intervals and connected to the reader /
リーダライタユニット24には,RFIDタグ21から受信したデータを管理するための専用ソフトがインストールされたコンピュータ25が接続され,リーダライタユニット24がRFIDタグ21から受信したデータは,リーダライタユニット24からコンピュータ25に送信され,コンピュータ25側でRFIDタグ21から受信したデータが専用ソフトによって管理される。
A
図3は,実施例における物品20を説明する図である。本実施例において,RFIDタグ21が付けられる物品20は,折りたたまれた状態のコンテナで,物品20の寸法は,幅が約400mm,奥行きが約600mm,高さが53mmである。物品20の隅には,RFIDタグ21を収められるスペースが設けられ,該スペースには,幅が60mm,奥行きが100mmのRFIDタグ21を収めている。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
図4は,実施例における物品20の搭載状態を説明する図である。図4に図示したように,本実施例では,RFIDタグ21が付けられた物品20(ここでは,折り畳まれた状態のコンテナ)は,1段に5個並べられた状態で55段に重ねられてパレット27上に搭載され,パレット27に搭載された物品20の個数は合計275個になる。
FIG. 4 is a diagram for explaining a mounting state of the
図5は,実施例における反射板22を説明する図である。図5に図示したように,本実施例では,フォークリフト26の搬送路28の両側に設けられる反射板22の幅は2,400mm,高さは2,800mmで,一つの反射板22は,幅が1,200mm,高さが400mm,厚さが0.5mmのアルミ製の金属板22aを7枚並べた小反射板22bを2枚並べることで実現した。
FIG. 5 is a diagram illustrating the
図6は,実施例におけるアンテナ23と反射板22の設置状況を説明する図である。アンテナ23を取り付けるポール29は,物品20の移動方向に所定の間隔を隔て,物品20の移動方向に対して両側に設けられ,本実施例において,アンテナ23を取り付けるポール29の間隔は2,100mmで,1つのポール29には,フォークリフト26の搬送路28の地面から1,100mmと2,100mmの箇所にそれぞれアンテナ23が取り付けられている。
FIG. 6 is a diagram for explaining an installation state of the
アンテナ23のすぐ前に反射板22を設置すると,反射板22によって電波が遮断されてしまうため,本実施例では,ポール29に取り付けられるアンテナ23と干渉しないように,ポール29のすぐ脇に反射板22を設置している。
If the
本実施例では,反射板22の幅の長さ(ここでは,2,400mm)は,アンテナ23を取り付けるポール29の間隔(ここでは,2,100mm)よりも長く,ポール29のすぐ脇に反射板22を設置することで,反射板22は,ポール29に取り付けられたアンテナ23と,フォークリフト26の搬送路28を挟んで対向することになる。
In the present embodiment, the width of the reflecting plate 22 (here, 2,400 mm) is longer than the interval between the poles 29 to which the
アンテナ23からRFIDタグ21間の距離も,RFIDタグ11の読み取り率に係わる一つの要素になるため,本実施例では,アンテナ23からRFIDタグ21間の距離を考慮してそれぞれのアンテナ23を配置している。
Since the distance between the
図4で図示したように,55段に重ねられた物品20のトータルの高さは,55段重ねの物品20の高さ2915mmにパレットの高さ150mmを加えた3065mmと高くなるため,一つのアンテナ23では,パレット27に搭載された状態の物品20の高さの範囲をすべてカバーすることができず,本実施例では,一つのポール29に所定の間隔(ここでは,1m)を開けて2つのアンテナ23を並べることで,パレット27に搭載された状態の物品20の高さの範囲をすべてカバーしている。
As shown in FIG. 4, the total height of the
更に,フォークリフト26の搬送路28の進行方向の片側にのみアンテナ23を設けると,フォークリフト26の搬送路28の進行方向に対して左右側で,アンテナ23から物品20までの距離が変わるため,本実施例では,フォークリフト26の搬送路28の両側にポール29を立て,フォークリフト26の搬送路28の両側にアンテナ23を設置している。
Further, if the
図7は,アンテナ23から発信された電波が伝播する状況を説明する図である。物品20の移動方向に所定の長さを有する一対の反射板22を,それぞれが物品20の移動方向と平行に間隔を隔て,かつ,それぞれがアンテナ23と対向するように設置することで,一つのアンテナ23から発信された電波は,一対の反射板22の間で反射を繰り返しながら伝播し,一対の反射板22の間が電波の通り道のようになる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a situation in which radio waves transmitted from the
図8は,実施例におけるリーダライタユニット24の読み取り可能範囲を説明する図である。図8において,実線の範囲は,上側のアンテナ23の読み取り範囲,点線の範囲は,下側のアンテナ23の読み取り範囲で,リーダライタユニット24の読み取り可能範囲は,実線の範囲と点線の範囲を加えた範囲になる。
FIG. 8 is a diagram illustrating the readable range of the reader /
図8で図示したように,一対の反射板22は,フォークリフト26の搬送路28の両側に設置されるため,一対の反射板22の間はフォークリフト26の搬送路28上になり,リーダライタユニット24の読み取り可能範囲は搬送路28に沿って長くなる。
As shown in FIG. 8, since the pair of
リーダライタユニット24の読み取り可能範囲内にRFIDタグ21が存在する時間は, 図8の長さLを物品の移動速度で除算した値になるため,一対の反射板22を設置し,リーダライタユニット24の読み取り可能範囲は搬送路28に沿って長くすれば,リーダライタユニット24の読み取り可能範囲内にRFIDタグ21が存在する時間は長くなり,RFIDタグ21の読み取り率を高めることができる。
The time for which the
図9は,本実施例におけるRFIDタグ21の読み取り結果を説明する図である。図9(a)は,反射板22を設置した状態で,リーダライタユニット24がデータを読み取ったRFIDタグ21の個数を示した表で,図9(b)は,反射板22を外した状態で,リーダライタユニット24がデータを読み取ったRFIDタグ21の個数を示した表で,リーダライタユニットの出力は890mW(30dBm),フォークリフト26の速度は5km/hである。
FIG. 9 is a diagram for explaining the reading result of the
図9(a)に図示したように,反射板22を設置した状態では,パレット27上に搭載された物品20に貼られた275個全てのRFIDタグ21のデータを読み取ることが3回とも可能であったが,図9(b)に図示したように,反射板22を外した状態では,パレット27上に搭載された物品20に貼られた275個全てのRFIDタグ21のデータを3回とも読み取ることはできなかった。
As shown in FIG. 9A, in the state where the
1,2 RFIDタグシステム
10,20 物品
11,21 RFIDタグ
12,22 反射板
13,23 アンテナ
14,24 リーダライタユニット
25 コンピュータ
26 フォークリフト
27 パレット
28 搬送路
29 ポール
1, 2
Claims (1)
前記物品の移動方向と平行に所定の間隔を隔て,前記物品の移動方向の位置をずらした状態で前記反射板を設置し,前記アンテナが反対側の前記反射板と対向するように,それぞれの前記反射板の脇に前記ポールを設置したことを特徴とするRFIDタグシステム。 A passive RFID tag attached to a moving article, a pole with a plurality of antennas attached in the height direction, and each antenna attached to the pole are connected to each other, and each antenna is switched cyclically. a reader writer unit to use this in, have a predetermined length in the moving direction of the article, at least composed of a pair of reflection plates for reflecting radio waves the antenna is sent,
The reflector is installed in a state in which the position of the article in the movement direction is shifted at a predetermined interval in parallel with the movement direction of the article, and the antenna is opposed to the reflector on the opposite side. An RFID tag system , wherein the pole is installed beside the reflector .
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