JP5536084B2

JP5536084B2 - 自動周波数ホッピングを用いたカード読み取り衝突防止方法

Info

Publication number: JP5536084B2
Application number: JP2011534989A
Authority: JP
Inventors: サン，イントン; リュー，ジャンホイ
Original assignee: ネイションズテクノロジーズ，インコーポレーテッド
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: CN101739539A; WO2010051726A1; BRPI0921611A2; US20110210828A1; US8698601B2; CN101739539B; JP2012507810A; EP2360616A1

Description

本発明は、装置とともに用いられる記録体に関する。具体的には、半導体回路素子を有する記録体に関し、特に自動周波数ホッピングを用いたカード読み取り衝突防止方法に関する。

無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）技術において、あるカードリーダが複数のカードを同時に読み取る必要がある状況がしばしば生じる。そのような複数カードの衝突が生じる状況の下で衝突回避メカニズムをどのように実装するかは、ＲＦＩＤ技術における解決課題の１つである。

現在、ほとんどのＲＦＩＤ技術によって採用されている衝突防止メカニズムは、以下のようなものである。カードのユーザＩＤコード（ＵＩＤ）を低位ビットから高位ビットへ比較し、複数カードのＵＩＤ間で衝突（すなわち競合）が発生するビット位置を記録する。各カードのＵＩＤはグローバル一意であるため、ＵＩＤをビット比較した後、それぞれ異なるＵＩＤを用いてカードを識別し、そのカードを用いてそれぞれ異なるデータトランザクションを実施することができる。このメカニズムを用いるとき、２つのカードのＵＩＤが高位ビットにおいて異なり下位ビットにおいて同一である場合、２つのカードのＵＩＤがどのビット位置において異なるのかをビット比較によって識別するのは、多くの時間がかかる。したがって、実際のアプリケーションにおいては、このカード読み取り手法は、カード読み取り時間が長いため、全体トランザクションを非常に遅くしてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、既存技術の欠点を回避することである。本発明は、より高速でよりシンプルな、自動周波数ホッピングを用いた衝突防止メカニズムを提供する。これにより、既存技術における読取対象カードのＵＩＤ番号のビット比較を回避することができる。これに代えて、衝突が生じた場合に、リーダのチャネルと読取対象カードのチャネルを直接変更し、別の通信アドレスを提供することにより、衝突防止メカニズムを高速に実現する。

上記技術課題を解決するため本発明が提案する手法は、ＲＦＩＤ技術におけるカードリーダが複数カードを同時に読み取るシステムにおいて用いられる、自動周波数ホッピングを用いるカード読み取り衝突防止方法を提供することである。同方法は、以下のようなものである。

カードリーダと読取対象カードは、自動周波数掃引機能と、現在のチャネルから他のチャネルへホップする機能とを有するように構成される。さらに、アクセスアドレスとトランザクションアドレスを格納するように構成される。

カードリーダが周波数ホッピングカード探索状態にあるとき、カードリーダはｎチャネル周波数ホッピング動作状態にある。この状態において、各チャネルのアクセスアドレスは全て同じである。カードリーダは、ｎチャネルを順番に繰り返しながらホッピング周波数によってカードを読み取る。上記方法は、さらに以下のステップを有する。

Ａ．カードリーダがあるチャネルの下で動作しているとき、カードリーダは最初に応答するカードがあるか否かをチェックする。応答するカードがある場合は、ステップＢに進む。応答するカードがない場合は、ステップＥに進む。

Ｂ．カードリーダは、２以上のカードが衝突または競合するか否かをチェックする。カードを１つのみ読み取る場合は、カードリーダはステップＤに進む。

Ｃ．カードリーダは、ランダム周波数ホッピングのコマンドを出力する。このコマンドは、全ての競合するカードに対して、他のチャネルにホップし、そのチャネルにアクセスするまで待機することを命令する。カードリーダはステップＥに進む。

Ｄ．読取対象カードとカードリーダは、トランザクションアドレスを読み取り、トランザクション通信を実施する。トランザクションが完了した後、カードリーダはステップＥへ進む。

Ｅ．カードリーダは、次の順番のチャネルへホップし、ステップＡに戻る。

アクセスアドレスは、異なるシステムを識別するために用いられる。アクセスアドレスは、同じシステム内では同じである。

トランザクションアドレスは、カードリーダが読取対象カードにアクセスした後のステージにおいて生じる。トランザクションアドレスは、同じシステム内の異なるステージを識別するために用いられる。

既存技術と比較して、本発明は以下の有利な効果を有する。本発明は、カード読み取り衝突防止メカニズムを高速に実現し、カード読み取り速度を改善することができる。

本発明に基づく、カードリーダの周波数ホッピング衝突防止処理を示すフローチャートである。本発明に基づく、カードの周波数ホッピング衝突防止処理を示すフローチャートである。競合がない状態の概略図である。２つのカードが誘導領域にあるがチャネル競合が生じていない状態を示す概略図である。チャネル競合状態に対処するときの本発明の概略図である。

本発明を、添付する図面に示す望ましい実施形態とともに、以下に詳細に説明する。

図１に示すように、本発明に基づく、自動周波数ホッピングを用いたカード読み取り衝突防止方法は、以下のように実装される。

ＲＦＩＤ技術における複数カードを同時に読み取る１つのカードリーダを有するシステムは、以下のように構成される。

カード読み取りを完了すべき周波数帯域の数は８であると想定する。カードがチャネルに留まる動作時間は、カードリーダが８チャネルを走査する動作時間に等しい。各カードの通信ステージは、アクセスステージとトランザクションステージに分けられる。カードリーダとカードがトランザクションステージにあるとき、これらは他のカードに干渉されることなく、このチャネルを完全に占有する。図３、４、５に示すカード上の数字は、カードが動作しているチャネルのコード番号を示す。

図３に示す状態では、同じ時点において、カードリーダの誘導領域に入っているカードは１つのみである。カード１は、カードリーダがチャネル２を読み取るとき、チャネル２においてカードリーダの誘導領域に入ると想定する。カードリーダとカード１はアクセスステージに入り、トランザクションステージでは競合は生じない。

図４に示す状態では、同じ時点において、カードリーダの誘導領域に入っているカードは２つある。カード１はチャネル２においてカードリーダの誘導領域に入り、カード２はチャネル５において誘導領域に入ると想定する。これら２つのカードは物理的に衝突するが、論理的にはこれら２つのカードは異なるチャネルにおいて動作している。したがって、この時点においてカードリーダは２つのカードそれぞれと通信することができる。カードリーダが最初にチャネル２を読み取るとき、カードリーダはカード１と通信する。その後、カードリーダがチャネル５を読み取るとき、カードリーダはカード２と通信する。同様に、カードリーダはまた、最初にカード２と通信するためチャネル５を読み取り、次にカード１と通信するためチャネル２を読み取ることができる。この時点において、２つのカードの間でチャネル競合は生じていない。チャネル競合が生じていないという事実は、自動周波数ホッピングを用いた衝突防止メカニズムを導入したことの効果そのものである。

図５に示す状態では、同じ時点において、カードリーダの誘導領域に入っているカードは２つある。カード１とカード２は、チャネル２においてカードリーダの誘導領域に入ると想定する。これらカードは物理的にも論理的にも衝突する。したがって、カードリーダがチャネル２を読み取るとき、カード１とカード２はともに応答し、カードリーダはチャネル２における衝突を検出する。次にカードリーダは、衝突している２つのカードに対してランダム周波数ホッピングのコマンドを出力する。カードリーダからコマンドを受信した後、カード１はチャネル６へホップし、カード２はチャネル８へホップすると想定する。２つのカードは完全に異なるチャネルとなり、図４に示した状態と同じ状態になる。カードリーダからコマンドを受信した後、カード１とカード２が同じチャネルにランダムホップしたと想定する。カードリーダはそのチャネルにおける衝突を検出し、信号経路における全てのカードが完全に異なるチャネルで動作するまで、再度ランダム周波数ホッピングのコマンドを競合しているカードに出力する。このようにして、衝突防止通信メカニズムが実現される。

上記は本発明の望ましい実施形態である。当業者は、本発明の範囲内において、本発明に基づき任意の一般的な変更や置き換えを実施することができる。

Claims

複数カードを読み取るカードリーダを有するＲＦＩＤシステムのための、自動周波数ホッピングを用いたカード読み取り衝突防止方法であって、
（Ａ）前記カードリーダがｎチャネルのうち１つで動作しているとき、前記カードリーダを介して応答するカードがあるか否かをチェックし、応答するカードがある場合はステップ（Ｂ）に進み、応答するカードがない場合はステップ（Ｅ）に進むステップ、
（Ｂ）前記カードリーダを介して、２以上のカードが前記ｎチャネルのうち同じチャネルにおいて前記カードリーダの誘導領域に入って衝突または競合するか否かをチェックし、衝突または競合する場合はステップ（Ｃ）へ進み、カードを１つのみ読み取る場合はステップ（Ｄ）に進むステップ、
（Ｃ）前記カードリーダを介して、全ての競合するカードに対して、前記ｎチャネルの他のチャネルにホップし、そのチャネルにアクセスするまで待機することを命令する、ランダム周波数ホッピングのコマンドを出力し、ステップ（Ｅ）に進むステップ、
（Ｄ）前記カードリーダと１つのみ読み取られる前記カードにおいて、トランザクションアドレスを読み取り、トランザクション通信を実施し、前記トランザクションが完了した後、ステップ（Ｅ）へ進むステップ、
（Ｅ）前記カードリーダにおいて、前記ｎチャネルの次の順番のチャネルへホップし、前記ステップ（Ａ）に戻るステップ、
を有し、
前記カードリーダと前記複数カードは、現在のチャネルから他のチャネルへホップする機能と、アクセスアドレスとトランザクションアドレスを格納する機能とを有し、
前記カードリーダが周波数ホッピングカード探索状態にあるとき、前記カードリーダはｎチャネル周波数ホッピング動作状態にあり、この状態において、各チャネルの前記アクセスアドレスは全て同じであり、前記カードリーダは、ｎチャネルを順番に繰り返しながらホッピング周波数によって前記複数カードを読み取る
ことを特徴とするカード読み取り衝突防止方法。
前記アクセスアドレスは、異なる前記システムを識別するために用いられ、前記アクセスアドレスは、同じ前記システム内では同じである
ことを特徴とする請求項１記載のカード読み取り衝突防止方法。
前記トランザクションアドレスは、前記カードリーダが同じ前記システム内の異なるステージを識別するために読取対象カードにアクセスした後のステージにおいて生じる
ことを特徴とする請求項１記載のカード読み取り衝突防止方法。
自動周波数ホッピングを用いたカード読み取り衝突防止のためのＲＦＩＤシステムであって、
複数カードを読み取るカードリーダを備え、
前記カードリーダと前記複数カードは、現在のチャネルから他のチャネルへホップする機能と、アクセスアドレスとトランザクションアドレスを格納する機能とを有し、
前記カードリーダが周波数ホッピングカード探索状態にあるとき、前記カードリーダはｎチャネル周波数ホッピング動作状態にあり、この状態において、各チャネルの前記アクセスアドレスは全て同じであり、前記カードリーダは、ｎチャネルを順番に繰り返しながらホッピング周波数によって前記複数カードを読み取り、
（Ａ）前記カードリーダがｎチャネルのうち１つで動作しているとき、前記カードリーダは応答するカードがあるか否かをチェックし、応答するカードがある場合はステップ（Ｂ）に進み、応答するカードがない場合はステップ（Ｅ）に進み、
（Ｂ）前記カードリーダは、２以上のカードが前記ｎチャネルのうち同じチャネルにおいて前記カードリーダの誘導領域に入って衝突または競合するか否かをチェックし、衝突または競合する場合はステップ（Ｃ）へ進み、カードを１つのみ読み取る場合はステップ（Ｄ）に進み、
（Ｃ）前記カードリーダは、全ての競合するカードに対して、前記ｎチャネルの他のチャネルにホップし、そのチャネルにアクセスするまで待機することを命令する、ランダム周波数ホッピングのコマンドを出力し、ステップ（Ｅ）に進み、
（Ｄ）前記カードリーダと１つのみ読み取られる前記カードは、トランザクションアドレスを読み取り、トランザクション通信を実施し、前記トランザクションが完了した後、ステップ（Ｅ）へ進み、
（Ｅ）前記カードリーダは、前記ｎチャネルの次の順番のチャネルへホップし、前記ステップ（Ａ）に戻る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
前記アクセスアドレスは、異なる前記システムを識別するために用いられ、前記アクセスアドレスは、同じ前記システム内では同じである
ことを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤシステム。
前記トランザクションアドレスは、前記カードリーダが同じ前記システム内の異なるステージを識別するために読取対象カードにアクセスした後のステージにおいて生じる
ことを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤシステム。