JP5681780B1 - Rfidシステム、制御方法及びrfidリーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】RFIDタグのビーコン信号の衝突による伝送効率の低下を抑止すること。【解決手段】RFIDタグは、RFIDリーダとの接続時に第1の周波数を使用し、接続するためのビーコン信号をRFIDリーダに送信し、応答信号をRFIDリーダから受信する通信部と、応答信号が受信されると、自装置が使用する周波数を応答信号に含まれる第1の周波数とは異なる周波数である第2の周波数に変更する周波数制御部と、を備え、RFIDリーダは、RFIDタグと接続処理を行う第1無線部と、接続完了後にRFIDタグと通信を行う複数の第2無線部と、複数の第2無線部から所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後にRFIDタグが自装置との通信に用いる第2無線部の周波数を第1無線部に通知する制御部と、を備え、第1無線部は、第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めてRFIDタグに送信する。【選択図】図6
Description
本発明は、RFIDシステムに関する。
近年、識別情報が記憶されたRFID(Radio Frequency IDentification)タグ(無線タグ)を管理対象の物品に取り付けて、物品の在庫管理や入出庫管理が行われている。使用されるRFIDタグとしては、バッテリが不要なパッシブ型のRFIDタグや、バッテリを内蔵したアクティブ型のRFIDタグなどがある。RFIDタグとRFIDリーダとの間の読み取り距離が数十メートルと長い場合には、バッテリを内蔵したアクティブ型のRFIDタグが用いられる。RFIDタグを用いた物品の管理方法としては、例えば特許文献1のような管理方法がある。
特許文献1の方法では、RFIDタグから送信される電波が検出できない場合に、RFIDタグが取り付けられた管理対象の物品がRFIDリーダの電波到達範囲外に移動したと認識される。
特許文献1の方法では、RFIDタグから送信される電波が検出できない場合に、RFIDタグが取り付けられた管理対象の物品がRFIDリーダの電波到達範囲外に移動したと認識される。
しかしながら、特許文献1のような管理方法では、RFIDリーダの電波到達範囲内に多数のRFIDタグが存在する場合、RFIDタグが送信する電波と他のRFIDタグが送信する電波とが干渉してRFIDタグの読み取り率が低下してしまうおそれがある。物品の在庫管理だけであれば、RFIDタグの読み取り率が少々低下したとしても在庫把握はできる。しかし、入庫又は出庫のタイミングを正確に検出する必要がある場合には、RFIDタグの読み取り率が低いと正確なタイミングを把握することが困難であるという問題があった。
上記事情に鑑み、本発明は、RFIDタグのビーコン信号の衝突による伝送効率の低下を抑止することができる技術の提供を目的としている。
本発明の一態様は、RFIDタグと、前記RFIDタグとの間で複数の周波数を使用して通信を行うRFIDリーダとを備えるRFIDシステムであって、前記RFIDタグは、前記RFIDリーダとの接続時に第1の周波数を使用し、接続するためのビーコン信号を前記RFIDリーダに送信し、前記ビーコン信号に対する応答信号を前記RFIDリーダから受信する通信部と、前記応答信号が受信されると、自装置が使用する周波数を前記応答信号に含まれる前記第1の周波数とは異なる周波数である第2の周波数に変更する周波数制御部と、を備え、前記RFIDリーダは、RFIDタグと接続処理を行う第1無線部と、接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う複数の第2無線部と、前記複数の第2無線部から所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御部と、を備え、前記第1無線部は、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信するRFIDシステムである。
本発明の一態様は、上記のRFIDシステムであって、前記制御部は、前記複数の第2無線部を介して通知されるビーコン信号の情報を取得した回数を前記第2無線部毎に所定の期間の間カウントし、カウントした値を用いて単位時間当たりの周波数の使用率を表す時間使用率を前記第2無線部毎に算出する使用率算出部と、算出された前記時間使用率の値が最も低い前記第2無線部の周波数を通信に用いる前記第2無線部の周波数として前記第1無線部に通知する通知部とを更に備える。
本発明の一態様は、上記のRFIDシステムであって、前記制御部は、前記時間使用率が所定の閾値以上である前記第2無線部と通信している前記RFIDタグのビーコン信号の送信間隔が長い送信間隔となるようにパラメータを設定し、前記時間使用率が所定の閾値未満である前記第2無線部と通信している前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が短い送信間隔となるようにパラメータを設定するパラメータ設定部を更に備え、前記通知部は、前記パラメータを対象となる前記第2無線部に通知し、前記第2無線部は、通知されたパラメータを応答信号に含めて送信する。
本発明の一態様は、上記のRFIDシステムであって、前記第2無線部は、受信されたビーコン信号を取得した回数を所定の期間の間カウントし、カウントした値を用いて単位時間当たりの周波数の使用率を表す時間使用率を算出する使用率算出部と、算出された前記時間使用率が所定の閾値以上である場合に前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が長い送信間隔となるようにパラメータを設定し、前記時間使用率が所定の閾値未満である場合に前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が短い送信間隔となるようにパラメータを設定するパラメータ設定部と、設定された前記パラメータを応答信号に含めて送信する送信部と、を更に備える。
本発明の一態様は、RFIDタグと、前記RFIDタグとの間で複数の周波数を使用して通信を行う第1無線部と複数の第2無線部とを備えるRFIDリーダとを備えるRFIDシステムにおける制御方法であって、前記RFIDタグが、前記RFIDリーダとの接続時に第1の周波数を使用し、接続するためのビーコン信号を前記RFIDリーダに送信し、前記ビーコン信号に対する応答信号を前記RFIDリーダから受信する通信ステップと、前記RFIDタグが、前記応答信号が受信されると、自装置が使用する周波数を前記応答信号に含まれる前記第1の周波数とは異なる周波数である第2の周波数に変更する周波数制御ステップと、前記RFIDリーダが、前記第1無線部を介して前記RFIDタグと接続処理を行う第1無線ステップと、前記RFIDリーダが、前記複数の第2無線部のいずれかを介して、接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う第2無線ステップと、前記RFIDリーダが、前記第2無線ステップにおいて、前記複数の第2無線部を介して所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御ステップと、を有し、前記RFIDリーダが、前記第1無線ステップにおいて、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信する制御方法である。
本発明の一態様は、RFIDタグと接続処理を行う第1無線部と、接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う複数の第2無線部と、前記複数の第2無線部を介して所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御部と、を備え、前記第1無線部は、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信するRFIDリーダである。
本発明により、RFIDタグのビーコン信号の衝突による伝送効率の低下を抑止することが可能になる。
以下、本発明の具体的な構成例について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明のRFIDシステム100のシステム構成を示すシステム図である。本発明のRFIDシステム100は、RFIDタグ10−1〜10−4、RFIDリーダ20−1〜20−2及び管理装置30を備える。なお、以下の説明では、RFIDタグ10−1〜10−4について特に区別しない場合にはRFIDタグ10と記載する。また、以下の説明では、RFIDリーダ20−1及び20−2について特に区別しない場合にはRFIDリーダ20と記載する。
図1は、本発明のRFIDシステム100のシステム構成を示すシステム図である。本発明のRFIDシステム100は、RFIDタグ10−1〜10−4、RFIDリーダ20−1〜20−2及び管理装置30を備える。なお、以下の説明では、RFIDタグ10−1〜10−4について特に区別しない場合にはRFIDタグ10と記載する。また、以下の説明では、RFIDリーダ20−1及び20−2について特に区別しない場合にはRFIDリーダ20と記載する。
RFIDタグ10は、電池を内蔵しており、RFIDリーダ20との間で通信を行う。RFIDタグ10は、例えばRFIDリーダ20に対してタグID等のRFIDタグ10に関する情報(以下、「タグ情報」という。)を含むビーコン信号を周期的に送信する。RFIDタグ10は、例えば物流関係で用いられるパレット等の収容具に取り付けられる。RFIDタグ10は、複数の動作モードを有しており、各動作モードに応じた動作を行う。RFIDタグ10の動作モードについての説明は後述する(図2)。
RFIDリーダ20は、収容具が蔵置されている場所(例えば、倉庫など)に設置され、RFIDタグ10との間で通信を行う。RFIDリーダ20は、例えばRFIDタグ10から送信されるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号に含まれるタグ情報をネットワーク40を介して管理装置30に送信する。また、RFIDリーダ20は、受信したビーコン信号に応じて、リーダID等のRFIDリーダ20に関する情報(以下、「リーダ情報」という。)やRFIDタグ10の動作に関する情報を含む応答信号をRFIDタグ10に送信する。
管理装置30は、情報処理装置を用いて構成される。管理装置30は、タグ情報を収集することによって、RFID10が取り付けられた収容具の入出庫管理、在庫管理を行う。
ネットワーク40は、どのように構成されたネットワークでもよい。例えば、ネットワーク40はインターネットを用いて構成されてもよい。
管理装置30は、情報処理装置を用いて構成される。管理装置30は、タグ情報を収集することによって、RFID10が取り付けられた収容具の入出庫管理、在庫管理を行う。
ネットワーク40は、どのように構成されたネットワークでもよい。例えば、ネットワーク40はインターネットを用いて構成されてもよい。
図2は、本発明のRFIDシステム100におけるRFIDタグ10の動作概要を表す図である。
ハイバネーションモードで動作しているRFIDタグ10に通電が行われると、RFIDタグ10は起動処理を開始する。ハイバネーションモードは、RFIDタグ10に通電され、起動待ちの状態を表すモードである。RFIDタグ10は、LF帯等を用いた無線信号を受信して起動処理を実施することにより、自装置の動作モードをハイバネーションモードからアソシエーションモード(基本モード)に変更する(A1)。アソシエーションモードは、RFIDタグ10がRFIDリーダ20との間で接続処理を行うためのモードである。
ハイバネーションモードで動作しているRFIDタグ10に通電が行われると、RFIDタグ10は起動処理を開始する。ハイバネーションモードは、RFIDタグ10に通電され、起動待ちの状態を表すモードである。RFIDタグ10は、LF帯等を用いた無線信号を受信して起動処理を実施することにより、自装置の動作モードをハイバネーションモードからアソシエーションモード(基本モード)に変更する(A1)。アソシエーションモードは、RFIDタグ10がRFIDリーダ20との間で接続処理を行うためのモードである。
RFIDタグ10は、アソシエーションモードで動作する場合、自装置の動作基準となる周波数(以下、「動作周波数」という。)F1(第1の周波数)で動作する。RFIDタグ10は、RFIDリーダ20と接続するためのビーコン信号(以下、「接続要求」という。)を送信間隔(ビーコン信号送信間隔)T1(例えば、1分間隔)でRFIDリーダ20に送信する。RFIDリーダ20は、アソシエーションモードで動作するRFIDタグ10から接続要求を受信した場合には応答信号を送信する。この際に送信される応答信号には、リーダ情報の他にRFIDタグ10がアソシエーションモードからデポモードに動作モードを変更した後に、使用する動作周波数F2の情報やビーコン信号送信間隔の情報が含まれる。デポモードは、RFIDタグ10が在庫状態となった時に使用する動作モードである。在庫状態とは、RFIDタグ10がRFIDリーダ20の通信範囲に運び込まれて、RFIDリーダ20との接続が完了して安定している状態を示す。
接続要求の送信後、RFIDタグ10は接続要求に対する応答信号(ACK信号)の受信期間(以下、「第1の応答信号受信期間」という。)S1(例えば、20ミリ秒)の間、RFIDリーダ20から送信される応答信号の受信処理を行う。応答信号が受信された場合、RFIDタグ10は応答信号に含まれるリーダ情報及び動作周波数F2の情報を取得する。そして、RFIDタグ10は、取得したリーダ情報に基づいて、自装置(RFIDタグ10)の接続対象とするRFIDリーダ20を選択する。その後、RFIDタグ10は、自装置の動作モードをアソシエーションモードからデポモードに変更して、選択したRFIDリーダ20と接続する(A2)。
一方、応答信号が受信されない場合、RFIDタグ10はビーコン信号送信間隔T1で接続要求を周期的にRFIDリーダ20に送信する(A3)。
一方、応答信号が受信されない場合、RFIDタグ10はビーコン信号送信間隔T1で接続要求を周期的にRFIDリーダ20に送信する(A3)。
また、第1の応答信号受信期間S1の期間内に複数の応答信号が受信された場合、RFIDタグ10は応答信号の送信元である複数のRFIDリーダ20の中から、接続対象とするRFIDリーダ20を選択する。RFIDタグ10は、例えば受信した応答信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator)値が最も高いRFIDリーダ20を接続対象とするRFIDリーダ20に選択する。
RFIDリーダ20からの応答信号が受信できない期間がある一定期間以上継続した場合、RFIDタグ10はビーコン信号送信間隔T1を初期値(例えば、1分間隔)よりも長い送信間隔(例えば、5分間隔)に変更してもよい。
RFIDリーダ20からの応答信号が受信できない期間がある一定期間以上継続した場合、RFIDタグ10はビーコン信号送信間隔T1を初期値(例えば、1分間隔)よりも長い送信間隔(例えば、5分間隔)に変更してもよい。
RFIDタグ10は、デポモードで動作する場合、応答信号に含まれている動作周波数F2(第2の周波数)で動作する。RFIDタグ10は、ビーコン信号を送信間隔T2(例えば、30分間隔)でRFIDリーダ20に送信する。デポモードで使用される動作周波数F2は、アソシエーションモードで使用される周波数F1とは異なる周波数である。
RFIDタグ10は、ビーコン信号の送信後、ビーコン信号に対する応答信号の受信期間(以下、「第2の応答信号受信期間」という。)S2(例えば、10ミリ秒)の間、RFIDリーダ20から送信される応答信号の受信処理を行う。デポモードでは、RFIDタグ10と接続しているRFIDリーダ20が決まっている。そのため、RFIDタグ10は、第2の応答信号受信期間S2の間、接続しているRFIDリーダ20からの応答信号のみを受信すればよい。
RFIDタグ10は、ビーコン信号の送信後、ビーコン信号に対する応答信号の受信期間(以下、「第2の応答信号受信期間」という。)S2(例えば、10ミリ秒)の間、RFIDリーダ20から送信される応答信号の受信処理を行う。デポモードでは、RFIDタグ10と接続しているRFIDリーダ20が決まっている。そのため、RFIDタグ10は、第2の応答信号受信期間S2の間、接続しているRFIDリーダ20からの応答信号のみを受信すればよい。
第2の応答信号受信期間S2の間に応答信号が受信された場合、RFIDタグ10はデポモードで動作する(A4)。これは、RFIDタグ10とRFIDリーダ20との接続が確認できたことになるためである。
一方、RFIDタグ10が応答信号を受信できない期間が所定回数(以下、「連続不受信規定回数」という。)N1(例えば、3回)以上継続した場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードをデポモードからアソシエーションモードに変更する(A5)。これは、RFIDタグ10と接続していたRFIDリーダ20との接続が切断、または、通信圏外である可能性が高いためである。
一方、RFIDタグ10が応答信号を受信できない期間が所定回数(以下、「連続不受信規定回数」という。)N1(例えば、3回)以上継続した場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードをデポモードからアソシエーションモードに変更する(A5)。これは、RFIDタグ10と接続していたRFIDリーダ20との接続が切断、または、通信圏外である可能性が高いためである。
また、RFIDタグ10は、ビーコン信号の送信前等にキャリアセンスを実行し、連続してビーコン信号を送信できない回数が規定回数を超えた場合に自装置の動作モードをデポモードからアソシエーションモードに変更する。なお、RFIDタグ10は、動作モードの変更を行わず、デポモードにおける動作周波数F2を他の周波数に変更してもよい。この際に変更される他の周波数は、動作周波数F1及び動作周波数F2とは異なる周波数(例えば、F3)である。さらに、応答信号を受信できない期間とキャリアセンスにより送信できない期間とが混在した場合、RFIDタグ10はどちらの場合であっても応答信号が受信できない期間が継続しているとカウントする。
また、RFIDタグ10は、アソシエーションモード又はデポモードのどちらの動作モードで動作していた場合であっても、振動センサ(不図示、以下同様)から振動検知情報が取得された場合、自装置の動作モードを振動モードに変更する(A6)。振動検知情報は、振動の発生を検知したことを表す情報である。
また、RFIDタグ10は、アソシエーションモード又はデポモードのどちらの動作モードで動作していた場合であっても、振動センサ(不図示、以下同様)から振動検知情報が取得された場合、自装置の動作モードを振動モードに変更する(A6)。振動検知情報は、振動の発生を検知したことを表す情報である。
RFIDタグ10は、振動モードで動作する場合、動作周波数F1で動作する。RFIDタグ10は、移動中であることを示すビーコン信号(以下、「移動通知」という。)をビーコン信号送信間隔T3(例えば、30秒間隔)でRFIDリーダ20に送信する。振動モードは、収容具を蔵置している倉庫内等からフォークリフト等によってRFIDタグ10が取り付けられた収容具が移動している状況を、振動センサ等で検知した場合に用いられるモードである。収容具が移動している状況では、収容具が倉庫内から倉庫外に搬出されていること、又は、倉庫内に収容具が搬入されていることを管理装置30側で管理する必要がある。そのため、RFIDタグ10は、多数のRFIDタグ10がRFIDリーダ20との接続中に使用している動作周波数F2ではなく、動作周波数F1を使用する。ビーコン信号送信間隔T3は、アソシエーションモードにおけるビーコン信号送信間隔T1よりも短くすることが望まれる。振動モードで動作するRFIDタグ10は、移動通知の送信後、移動通知に対するRFIDリーダ20からの応答信号の受信処理を行わない。
振動センサが振動を検知している状態、すなわちRFIDタグ10が振動検知情報を取得している状態が、RFIDタグ10の移動状態を判定するための期間(以下、「移動状態判定期間」という。)S3(例えば、5分)の間、継続した場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードを振動モードから移動モードに変更する(A7)。移動状態判定期間S3は、例えばRFIDタグ10が振動検知情報を取得した時刻から起算される。つまり、RFID10が振動検知情報を取得した時刻から移動状態判定期間S3(例えば、5分)の間、RFIDタグ10が振動検知情報を取得している状態が継続された場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードを振動モードから移動モードに変更する。
RFIDタグ10は、移動モードで動作する場合、動作周波数F1で動作する。RFIDタグ10は、ビーコン信号をビーコン信号送信間隔T4(例えば、1分間隔)でRFIDリーダ20に送信する。移動モードは、RFIDタグ10が取り付けられた収容具が蔵置している倉庫内から倉庫外に搬出されてトラック等の配送車で移動中である場合に用いられるモードである。つまり、RFIDタグ10が移動モードで動作する場合には、RFIDリーダ20への接続を頻繁に行う必要がなくなる。そのため、移動モードで動作するRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T4を、振動モードおけるビーコン信号送信間隔T3よりも長くすることが望まれる。RFIDタグ10は、ビーコン信号の送信後、ビーコン信号に対するRFIDリーダ20からの応答信号の受信処理を行わない。
移動モードで動作する期間が一定期間以上継続した場合、RFIDタグ10はビーコン信号送信間隔T4を初期値(例えば、1分間隔)よりも長い送信間隔(例えば、10分間隔)に変更してもよい(A8)。
一方、RFIDタグ10は、振動モード又は移動モードのどちらの動作モードで動作している場合であっても、振動センサが振動を検知していない期間が振動不検知判定期間S4(例えば、5分)の間、継続した場合には自装置の動作モードを変更する。振動センサが振動を検知していない期間とは、すなわちRFIDタグ10が振動検知情報を取得していない期間である。振動不検知判定期間とは、振動の不検知を判定するための期間である。振動センサが振動を検知していない期間が振動不検知判定期間S4の間、継続した場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードを振動モードからアソシエーションモードに変更する(A9)。
一方、RFIDタグ10は、振動モード又は移動モードのどちらの動作モードで動作している場合であっても、振動センサが振動を検知していない期間が振動不検知判定期間S4(例えば、5分)の間、継続した場合には自装置の動作モードを変更する。振動センサが振動を検知していない期間とは、すなわちRFIDタグ10が振動検知情報を取得していない期間である。振動不検知判定期間とは、振動の不検知を判定するための期間である。振動センサが振動を検知していない期間が振動不検知判定期間S4の間、継続した場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードを振動モードからアソシエーションモードに変更する(A9)。
RFIDタグ10は、アソシエーションモード、基本モード、振動モード及び移動モードのいずれかの動作モードで動作している場合であっても温度センサ(不図示、以下同様)が測定した温度に基づいて自装置の動作モードを変更する。例えば、温度センサが測定した、収容具が蔵置されている場所の温度がモード変更判定温度P1(例えば、−20度)以下である場合、RFIDタグ10は自装置の動作モードを冷凍モードに変更する(B1)。モード変更判定温度とは、RFIDタグ10の動作モードを冷凍モードに変更するための基準となる温度である。モード変更判定温度として設定されている温度より、温度センサによって取得された温度が低い場合、RFIDタグ10は動作モードを冷凍モードに変更する。
RFIDタグ10は、冷凍モードで動作する場合、動作周波数F1で動作し、ビーコン信号送信間隔T5(例えば、60分間隔)でビーコン信号を周期的にRFIDリーダ20に送信する。冷凍モードは、電池動作の長寿命化のために利用されるモードである。そのため、冷凍モードで動作するRFIDタグ10から送信されるビーコン信号のビーコン信号送信間隔T5を、アソシエーションモードでのビーコン信号送信間隔T1よりも十分に長くすることが望まれる。冷凍モードで動作するRFIDタグ10は、ビーコン信号の送信後、ビーコン信号に対するRFIDリーダ20からの応答信号の受信処理を行わない。また、RFIDタグ10が冷凍モードで動作している場合、ビーコン信号を送信しないように構成されてもよい。
RFIDタグ10は、自装置の動作モードを冷凍モードに変更後、温度センサから取得される温度情報によって示される温度がモード回帰判定温度P2(例えば、−15度)以上になった場合、自装置の動作モードをアソシエーションモードに変更する(B2)。モード回帰判定温度とは、RFIDタグ10の動作モードを冷凍モードからアソシエーションモードに変更するための基準となる温度である。モード回帰判定温度P2は、モード変更判定温度P1よりも高い値である。モード回帰判定温度として設定されている温度より、温度センサによって取得された温度が高い場合、RFIDタグ10は動作モードをアソシエーションモードに変更する。
以上のように示したRFIDタグ10の状態遷移によれば、RFIDタグ10が取り付けられた収容具がRFIDリーダ20の通信範囲に運び込まれた際(入庫)に、まず動作周波数F1の移動モード又は振動モードで検出される。次に、収容具が倉庫内に蔵置されると、RFIDタグ10はアソシエーションモードにてRFIDリーダ20との接続処理を行い、接続処理の完了後にRFIDタグ10の動作モードをアソシエーションモードから動作周波数F2で動作するデポモードに変更する。つまり、RFIDタグ10が取り付けられた収容具が運び出される際(出庫)には、同さ周波数F1の振動モードで検出されるというのがわかる。
また、デポモードにおけるビーコン信号送信間隔T2は可変パラメータであり、RFIDリーダ20からの指示で変更する事が可能である。RFIDリーダ20は、デポモードで動作しているRFIDタグ10の台数の増減に応じてビーコン信号送信間隔T2を調整することで周波数(無線チャネル)の使用率を調整することができる。
以下、本発明の具体的な構成例(第1実施形態及び第2実施形態)について、詳細に説明する。
以下、本発明の具体的な構成例(第1実施形態及び第2実施形態)について、詳細に説明する。
図3は、RFIDタグ10の機能構成を表す概略ブロック図である。
RFIDタグ10は、電池101と、モードパラメータ記憶部102と、制御部103と、ビーコン信号生成部104と、送信部105と、受信部106と、受信信号解析部107と、モード管理部108と、選択部109と、振動検知情報取得部110と、取得情報管理部111と、温度情報取得部112とを備える。
RFIDタグ10は、電池101と、モードパラメータ記憶部102と、制御部103と、ビーコン信号生成部104と、送信部105と、受信部106と、受信信号解析部107と、モード管理部108と、選択部109と、振動検知情報取得部110と、取得情報管理部111と、温度情報取得部112とを備える。
電池101は、各機能部に電力を供給する。なお、図1では、制御部103、送信部105及び受信部106に伸びる線のみが示されている。
モードパラメータ記憶部102は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。モードパラメータ記憶部102は、モードパラメータデータベースを記憶している。
図4は、モードパラメータデータベースの具体的な構成図である。
モードパラメータデータベースは、RFIDタグ10の動作モードに関する情報を表すレコード50を複数有する。レコード50は、モード名、動作周波数、ビーコン振動送信間隔、応答信号受信有無及びその他のパラメータの各値を有する。モード名は、RFIDタグ10が有する動作モードの名前を表す。動作周波数は、RFIDタグ10の動作基準となる周波数を表す。ビーコン信号送信間隔は、RFIDタグ10がビーコン信号(接続要求、移動通知を含む)を送信する間隔を表す。応答信号受信有無は、ビーコン信号に対する応答信号の受信の有無を表す。その他のパラメータは、動作モード毎に予め設定されている設定値を表す。その他のパラメータの具体例として、応答信号の受信期間S1、S2や連続不受信規定回数N1や移動状態判定期間S3や振動不検知判定期間S4やモード変更判定温度P1やモード回帰判定温度P2がある。
モードパラメータ記憶部102は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。モードパラメータ記憶部102は、モードパラメータデータベースを記憶している。
図4は、モードパラメータデータベースの具体的な構成図である。
モードパラメータデータベースは、RFIDタグ10の動作モードに関する情報を表すレコード50を複数有する。レコード50は、モード名、動作周波数、ビーコン振動送信間隔、応答信号受信有無及びその他のパラメータの各値を有する。モード名は、RFIDタグ10が有する動作モードの名前を表す。動作周波数は、RFIDタグ10の動作基準となる周波数を表す。ビーコン信号送信間隔は、RFIDタグ10がビーコン信号(接続要求、移動通知を含む)を送信する間隔を表す。応答信号受信有無は、ビーコン信号に対する応答信号の受信の有無を表す。その他のパラメータは、動作モード毎に予め設定されている設定値を表す。その他のパラメータの具体例として、応答信号の受信期間S1、S2や連続不受信規定回数N1や移動状態判定期間S3や振動不検知判定期間S4やモード変更判定温度P1やモード回帰判定温度P2がある。
図4に示される例では、モードパラメータデータベースには5つの動作モードが存在する。図4において、モードパラメータデータベースの最上段に登録されているレコード50は、モード名の値が“アソシエーションモード”、動作周波数の値が“F1”、ビーコン信号送信間隔の値が“T1(例えば、1分間隔)”、応答信号受信有無の値が“有”、その他のパラメータの値が“第1の応答信号受信期間S1(例えば、20ミリ秒)”である。すなわち、RFIDタグ10が“アソシエーションモード”で動作する場合、使用する周波数が“F1”であり、ビーコン信号(接続要求)を送信する間隔T1が“1分間隔”であり、ビーコン信号(接続要求)に対する応答信号を受信し、応答信号の受信期間S1が“20ミリ秒”であることが表されている。
また、図4において、モードパラメータデータベースの2段目に登録されているレコード50は、モード名の値が“デポモード”、動作周波数の値が“F2〜Fm”、ビーコン信号送信間隔の値が“T2(例えば、10分間隔)(>T1)”、応答信号受信有無の値が“有”、その他のパラメータの値が“第2の応答信号受信期間S2(例えば、10ミリ秒)、連続不受信規定回数N1(例えば、3回)”である。すなわち、RFIDタグ10が“デポモード”で動作する場合、使用する周波数が“F2〜Fm”(mは、3以上の整数)の中のいずれか1つの周波数であり、ビーコン信号を送信する間隔T2が“10分間隔(T1より長い時間間隔)”で可変であり、ビーコン信号に対する応答信号を受信し、応答信号の受信期間S2が“10ミリ秒”であり、動作モードをアソシエーションモードに変更するための判定基準となる連続不受信規定回数N1が“3回”であることが表されている。なお、デポモードにおける動作周波数は、RFIDリーダ20から通知される情報に基づいて決定される。また、デポモードにおけるビーコン信号送信間隔の値もRFIDリーダ20から通知される情報に基づいて決定される。
また、図4において、モードパラメータデータベースの3段目に登録されているレコード50は、モード名の値が“振動モード”、動作周波数の値が“F1”、ビーコン信号送信間隔の値が“T3(例えば、30秒間隔)(<T1)”、応答信号受信有無の値が“無”、その他のパラメータの値が“移動状態判定期間S3(例えば、5分)、振動不検知判定期間S4(例えば、5分)”である。すなわち、RFIDタグ10が“振動モード”で動作する場合、使用する周波数が“F1”であり、ビーコン信号を送信する間隔T3が“30秒間隔(T1より短い時間間隔)”であり、ビーコン信号に対する応答信号を受信せず、動作モードを移動モードに変更するための判定基準となる移動状態判定期間S3が“5分”であり、動作モードをアソシエーションモードに変更するための判定基準となる振動不検知判定期間S4が“5分”であることが表されている。
また、図4において、モードパラメータデータベースの4段目に登録されているレコード50は、モード名の値が“移動モード”、動作周波数の値が“F1”、ビーコン信号送信間隔の値が“T4(例えば、1分間隔)(>T3)”、応答信号受信有無の値が“無”、その他のパラメータの値が“振動不検知判定期間S4(例えば、5分)”である。すなわち、RFIDタグ10が“移動モード”で動作する場合、使用する周波数が“F1”であり、ビーコン信号を送信する間隔が“1分間隔(T3より長い時間間隔)”であり、ビーコン信号に対する応答信号を受信せず、動作モードをアソシエーションモードに変更するための判定基準となる振動不検知判定期間S4が“5分”であることが表されている。
また、図4において、モードパラメータデータベースの5段目に登録されているレコード50は、モード名の値が“冷凍モード”、動作周波数の値が“F1”、ビーコン信号送信間隔の値が“T5(例えば、60分間隔)(>T1)”、応答信号受信有無の値が“無”、その他のパラメータの値が“モード変更判定温度P1(例えば、−20度)、モード回帰判定温度P2(例えば、−15度)”である。すなわち、RFIDタグ10が“冷凍モード”で動作する場合、使用する周波数が“F1”であり、ビーコン信号を送信する間隔T5が“60分間隔(T1より長い時間間隔)”であり、ビーコン信号に対する応答信号を受信せず、RFIDタグ10の動作モードを冷凍モードに変更するための基準となる温度P1が“−20度”以下であり、RFIDタグ10の動作モードが冷凍モードである場合にアソシエーションモードに変更するための基準となる温度P2が“−15度”以上であることが表されている。
図3に戻って、RFIDタグ10の説明を続ける。
制御部103は、RFIDタグ10の各機能部を制御する。制御部103は、送信タイミング制御部1031、周波数制御部1032及び受信制御部1033を備える。
送信タイミング制御部1031は、自装置の動作モードに基づいてビーコン信号の送信タイミングを制御する。より具体的には、送信タイミング制御部1031は、モードパラメータデータベースを参照し、自装置の動作モードに対応付けられて設定されているビーコン信号送信間隔が経過する度にビーコン信号生成部104にビーコン信号の生成を指示する。ビーコン信号送信間隔は、ビーコン信号の送信から次のビーコン信号の送信開始までの時間間隔(ビーコン信号を送信する間隔)を表す。なお、送信タイミング制御部1031は、ビーコン信号送信間隔が経過する度にランダムバックオフ区間を設定して、ビーコン信号の生成を指示のタイミングをランダム化してもよい。
制御部103は、RFIDタグ10の各機能部を制御する。制御部103は、送信タイミング制御部1031、周波数制御部1032及び受信制御部1033を備える。
送信タイミング制御部1031は、自装置の動作モードに基づいてビーコン信号の送信タイミングを制御する。より具体的には、送信タイミング制御部1031は、モードパラメータデータベースを参照し、自装置の動作モードに対応付けられて設定されているビーコン信号送信間隔が経過する度にビーコン信号生成部104にビーコン信号の生成を指示する。ビーコン信号送信間隔は、ビーコン信号の送信から次のビーコン信号の送信開始までの時間間隔(ビーコン信号を送信する間隔)を表す。なお、送信タイミング制御部1031は、ビーコン信号送信間隔が経過する度にランダムバックオフ区間を設定して、ビーコン信号の生成を指示のタイミングをランダム化してもよい。
周波数制御部1032は、自装置の動作モードに基づいて送信部105及び受信部106の動作周波数を制御する。より具体的には、周波数制御部1032は、モードパラメータデータベースを参照し、自装置の動作モードに対応付けられて設定されている動作周波数でビーコン信号の送信及び応答信号の受信を行うように制御する。例えば、自装置の動作モードがアソシエーションモード、振動モード、移動モード及び冷凍モードのいずれかの動作モードである場合、周波数制御部1032は動作周波数F1で動作するように制御する。また、例えば、自装置の動作モードがデポモードである場合、周波数制御部1032は動作周波数F2〜Fmのいずれか1つの周波数で動作するように制御する。
受信制御部1033は、周波数制御部1032の制御に従って、受信部106の受信処理を制御する。例えば、受信制御部1033は、周波数制御部1032に指示された動作周波数で、RFIDリーダ20から送信される応答信号の受信処理を行うように受信部106を制御する。
ビーコン信号生成部104は、送信タイミング制御部1031の制御に従ってビーコン信号(接続要求及び移動通知を含む)を生成する。
ビーコン信号生成部104は、送信タイミング制御部1031の制御に従ってビーコン信号(接続要求及び移動通知を含む)を生成する。
送信部105は、周波数制御部1032の制御に従い、設定された周波数で、ビーコン信号生成部104によって生成されたビーコン信号を送信する。送信部105は、ビーコン信号を送信する前に、ビーコン信号の変調処理、デジタル/アナログ変換などの送信処理を行う。
受信部106は、受信制御部1033及び周波数制御部1032の制御に従い、応答信号の受信処理を行う。例えば、受信部106は、自装置の動作モードがアソシエーションモードである場合、受信制御部1033及び周波数制御部1032の制御に従って動作周波数F1で、第1の応答信号受信期間S1(例えば、20ミリ秒)の間、応答信号の受信処理を行う。受信部106は、自装置の動作モードがデポモードである場合、周波数制御部1032及び受信制御部1033の制御に従って動作周波数F2〜Fmのいずれか1つの周波数で、第2の応答信号受信期間S2(例えば、10ミリ秒)の間、応答信号の受信処理を行う。受信部106は、受信した応答信号にアナログ/デジタル変換、復調処理などの受信処理を行う。
受信部106は、受信制御部1033及び周波数制御部1032の制御に従い、応答信号の受信処理を行う。例えば、受信部106は、自装置の動作モードがアソシエーションモードである場合、受信制御部1033及び周波数制御部1032の制御に従って動作周波数F1で、第1の応答信号受信期間S1(例えば、20ミリ秒)の間、応答信号の受信処理を行う。受信部106は、自装置の動作モードがデポモードである場合、周波数制御部1032及び受信制御部1033の制御に従って動作周波数F2〜Fmのいずれか1つの周波数で、第2の応答信号受信期間S2(例えば、10ミリ秒)の間、応答信号の受信処理を行う。受信部106は、受信した応答信号にアナログ/デジタル変換、復調処理などの受信処理を行う。
受信信号解析部107は、受信部106によって受信された応答信号の解析を行う。例えば、受信信号解析部107は、リーダ情報から、FCS(Frame Check Sequence)処理により誤りがあるか否か、自装置宛ての応答信号であるか否か、自装置が接続する対象のRFIDリーダ20であるか否か、コマンド通知があるか否かを判定する。受信信号解析部107は、リーダ情報をモード管理部108に出力する。受信信号解析部107は、応答信号に誤りが検出された場合や自装置宛ての応答信号ではない場合には応答信号を破棄する。また、受信信号解析部107は、応答信号に含まれる、デポモード時に使用する動作周波数F2の情報やビーコン信号送信間隔の情報を取得し、取得した値でモードパラメータデータベースのデポモードに対応するレコード50の値を更新する。
モード管理部108は、受信信号解析部107から出力されるリーダ情報、又は、取得情報管理部111から出力される情報(振動情報又は温度情報)に基づいて自装置の動作モードを変更する。RFIDタグ10の動作モードを変更した場合、モード管理部108は変更後の動作モードの情報を制御部103に出力する。
選択部109は、自装置がアソシエーションモードで動作している場合に、接続対象のRFIDリーダ20を選択する。例えば、第1の応答信号受信期間S1内に応答信号が1つ受信された場合、選択部109は応答信号の送信元であるRFIDリーダ20を接続対象のRFIDリーダ20に選択する。また、第1の応答信号受信期間S1内に複数の応答信号が受信された場合、選択部109は受信された複数の応答信号のうち、RSSIの値が最も高い応答信号の送信元であるRFIDリーダ20を接続対象のRFIDリーダ20に選択する。
選択部109は、自装置がアソシエーションモードで動作している場合に、接続対象のRFIDリーダ20を選択する。例えば、第1の応答信号受信期間S1内に応答信号が1つ受信された場合、選択部109は応答信号の送信元であるRFIDリーダ20を接続対象のRFIDリーダ20に選択する。また、第1の応答信号受信期間S1内に複数の応答信号が受信された場合、選択部109は受信された複数の応答信号のうち、RSSIの値が最も高い応答信号の送信元であるRFIDリーダ20を接続対象のRFIDリーダ20に選択する。
振動検知情報取得部110は、RFIDタグ10の外部に接続された振動センサから振動検知情報を取得する。
取得情報管理部111は、振動検知情報取得部110によって取得された振動検知情報をモード管理部108に通知する。取得情報管理部111は、自装置が振動モードで動作している場合に、振動検知情報取得部110から振動検知情報が通知されている期間が移動状態判定期間S3(例えば、5分)以上であると、移動状態判定期間S3経過したことをモード管理部108に通知する。また、取得情報管理部111は、自装置が振動モード又は移動モードで動作している場合に、振動検知情報を取得できない期間が振動不検知判定期間S4(例えば、5分)以上経過すると、振動不検知判定期間S4経過したことをモード管理部108に通知する。
取得情報管理部111は、振動検知情報取得部110によって取得された振動検知情報をモード管理部108に通知する。取得情報管理部111は、自装置が振動モードで動作している場合に、振動検知情報取得部110から振動検知情報が通知されている期間が移動状態判定期間S3(例えば、5分)以上であると、移動状態判定期間S3経過したことをモード管理部108に通知する。また、取得情報管理部111は、自装置が振動モード又は移動モードで動作している場合に、振動検知情報を取得できない期間が振動不検知判定期間S4(例えば、5分)以上経過すると、振動不検知判定期間S4経過したことをモード管理部108に通知する。
また、取得情報管理部111は、温度情報取得部112によって取得された温度情報をモード管理部108に通知する。取得情報管理部111は、例えば温度情報取得部112によって取得された温度情報によって示される温度がモード変更判定温度P1(例えば、−20度)以下である場合に、モード変更判定温度P1以下であることをモード管理部108に通知する。取得情報管理部111は、温度情報取得部112によって取得された温度情報によって示される温度がモード回帰判定温度P2(例えば、−15度)以上である場合に、モード回帰判定温度P2以上であることをモード管理部108に通知する。
温度情報取得部112aは、RFIDタグ10aの外部に接続された温度センサから温度情報を取得する。
温度情報取得部112aは、RFIDタグ10aの外部に接続された温度センサから温度情報を取得する。
図5は、ビーコン信号(接続要求、移動通知を含む)のフレームフォーマットの具体例を表す図である。
ビーコン信号には、バージョン、シーケンス番号、状態通知、モード通知、タグID、データの各値を格納するフィールドが存在する。バージョンの値は、RFIDタグ10内のファームウェアのバージョンを表す。シーケンス番号の値は、送信するビーコン信号に付けられる通し番号を表す。状態通知の値は、ビーコン信号の送信間隔や送信出力などのRFIDタグ10の状態を表す。モード通知の値は、ビーコン信号送信時のRFIDタグ10の動作モードを表す。タグIDの値は、RFIDタグ10を一意に識別するための識別情報を表す。データの値は、応答信号に含まれるコマンド通知に対する回答などのデータを表す。
ビーコン信号には、バージョン、シーケンス番号、状態通知、モード通知、タグID、データの各値を格納するフィールドが存在する。バージョンの値は、RFIDタグ10内のファームウェアのバージョンを表す。シーケンス番号の値は、送信するビーコン信号に付けられる通し番号を表す。状態通知の値は、ビーコン信号の送信間隔や送信出力などのRFIDタグ10の状態を表す。モード通知の値は、ビーコン信号送信時のRFIDタグ10の動作モードを表す。タグIDの値は、RFIDタグ10を一意に識別するための識別情報を表す。データの値は、応答信号に含まれるコマンド通知に対する回答などのデータを表す。
図6は、第1実施形態におけるRFIDリーダ20の機能構成を表す概略ブロック図である。
RFIDリーダ20は、複数の無線部210(210−1〜210−3)と、統合CPU(Central Processing Unit)220とを備える。RFIDリーダ20は、無線部210の数に応じて複数の周波数(チャネル)を利用することによって無線通信を行うことができる。
無線部210は、RFIDタグ10との間で通信を行う。例えば、無線部210−1は、動作周波数F1で動作し、デポモード以外の動作モード(アソシエーションモード、振動モード、移動モード、冷凍モード)で動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。無線部210−1は、アソシエーションモードで動作するRFIDタグ10から接続要求を受信すると、RFIDタグ10がデポモードで動作する際に使用する周波数F2の情報を含む応答信号を接続要求の送信元であるRFIDタグ10に送信する。さらに、無線部210−1は、受信したタグ情報をすべて統合CPU220に送信(通知)する。また、例えば、無線部210−2は、動作周波数F2で動作し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。無線部210−2は、動作周波数F3で動作し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。
RFIDリーダ20は、複数の無線部210(210−1〜210−3)と、統合CPU(Central Processing Unit)220とを備える。RFIDリーダ20は、無線部210の数に応じて複数の周波数(チャネル)を利用することによって無線通信を行うことができる。
無線部210は、RFIDタグ10との間で通信を行う。例えば、無線部210−1は、動作周波数F1で動作し、デポモード以外の動作モード(アソシエーションモード、振動モード、移動モード、冷凍モード)で動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。無線部210−1は、アソシエーションモードで動作するRFIDタグ10から接続要求を受信すると、RFIDタグ10がデポモードで動作する際に使用する周波数F2の情報を含む応答信号を接続要求の送信元であるRFIDタグ10に送信する。さらに、無線部210−1は、受信したタグ情報をすべて統合CPU220に送信(通知)する。また、例えば、無線部210−2は、動作周波数F2で動作し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。無線部210−2は、動作周波数F3で動作し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信を行う。
図6では、アソシエーションモード、振動モード、移動モード、冷凍モードで動作するRFIDタグ10が接続する無線部210は1台(無線部210−1)であるが、複数台の無線部210と接続されてもよい。また、図6では、デポモードで動作するRFIDタグ10が接続する無線部210は2台(無線部210−2及び無線部210−3)であるが、RFIDタグ10が3台以上の無線部210と接続されてもよいし、1台の無線部210と接続されてもよい。なお、デポモードで動作するRFIDタグ10と通信する無線部210が複数台(例えば、3台)以上である場合、無線部210が使用する周波数は、それぞれ異なっていてもよいし、全て同じであってもよい。
統合CPU220は、RFIDリーダ20全体の動作を制御する。統合CPU220は、例えば複数の無線部210−1〜210−3から通知されるタグ情報を蓄積して、蓄積したタグ情報を管理装置30に送信する。管理装置30との回線容量やパケット数などの制限がある場合、統合CPU220はタグ情報を管理装置30に対してまとめて送信してもよい。また、統合CPU220は、自装置(RFIDリーダ20)に接続しているRFIDタグ10の情報や、管理装置30から通知される情報を蓄積して必要なタイミングで通知する。
図7は、第1実施形態における無線部210の機能構成を表す概略ブロック図である。
無線部210は、受信部211と、受信信号解析部212と、パラメータ記憶部213と、パラメータ設定部214と、シリアル送受信部215と、応答信号生成部216と、送信部217とを備える。
無線部210は、受信部211と、受信信号解析部212と、パラメータ記憶部213と、パラメータ設定部214と、シリアル送受信部215と、応答信号生成部216と、送信部217とを備える。
受信部211は、パラメータ設定部214の制御に従って、送信部217が送信処理を行っていない間にビーコン信号の受信処理を行う。受信部211は、受信したビーコン信号にアナログ/デジタル変換、復調処理などの受信処理を行う。
受信信号解析部212は、受信部211によって受信されたビーコン信号に含まれるタグ情報の解析を行う。例えば、受信信号解析部212は、タグ情報を用いて、FCS処理により誤りがあるか否か、応答信号を送信する必要があるか否か、接続してよいRFIDタグ10であるか否かを判定する。応答信号を送信する必要がある場合、受信信号解析部212は応答信号の生成指示を応答信号生成部216に通知する。応答信号を送信する必要がある場合とは、アソシエーションモード又はデポモードで動作するRFIDタグ10から送信されたビーコン信号が受信された場合である。
受信信号解析部212は、受信部211によって受信されたビーコン信号に含まれるタグ情報の解析を行う。例えば、受信信号解析部212は、タグ情報を用いて、FCS処理により誤りがあるか否か、応答信号を送信する必要があるか否か、接続してよいRFIDタグ10であるか否かを判定する。応答信号を送信する必要がある場合、受信信号解析部212は応答信号の生成指示を応答信号生成部216に通知する。応答信号を送信する必要がある場合とは、アソシエーションモード又はデポモードで動作するRFIDタグ10から送信されたビーコン信号が受信された場合である。
パラメータ記憶部213は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。パラメータ記憶部213は、シリアル送受信部215を介して統合CPU220から通知されるパラメータを記憶する。例えば、無線部210−1が備えるパラメータ記憶部213が記憶するパラメータの具体例として、RFIDリーダ20のリーダID、RFIDリーダ20の動作周波数F1や、RFIDタグ10がデポモード時に使用する動作周波数F2等がある。無線部210−2及び210−3が備えるパラメータ記憶部213が記憶するパラメータの具体例として、RFIDリーダ20のリーダID、RFIDリーダ20の動作周波数F2やF3、RFIDタグ10のデポモード時のビーコン信号送信間隔T2等がある。
パラメータ設定部214は、パラメータ記憶部213に記憶されているパラメータに基づいて受信部211、応答信号生成部216及び送信部217を制御する。パラメータ設定部214は、例えばリーダID、応答信号の送信タイミング、RFIDタグ10がデポモード時に使用する動作周波数F2及びビーコン信号送信間隔T2に基づいて応答信号生成部216を制御する。また、パラメータ設定部214は、RFIDリーダ20の動作周波数F2に基づいて受信部211の受信処理及び送信部217の送信処理を制御する。
シリアル送受信部215は、受信信号解析部212から通知されるタグ情報を統合CPU220に送信(出力)し、統合CPU220から通知されるパラメータをパラメータ記憶部213に記録する。
応答信号生成部216は、応答信号の生成指示がなされ、かつ、ビーコン信号の受信タイミングとパラメータ設定部214がパラメータ記憶部213から読み出した送信タイミングとに基づいて決定される送信タイミングで応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216は、パラメータ設定部214からパラメータとして動作周波数F2が与えられている場合には、動作周波数F2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。また、例えば、応答信号生成部216は、パラメータ設定部214からパラメータとしてビーコン信号送信間隔T2が与えられている場合には、ビーコン信号送信間隔T2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。
送信部217は、パラメータ設定部214の制御に従って設定された周波数で、応答信号生成部216によって生成された応答信号を、ビーコン信号の送信元であるRFIDタグ10に送信する。送信部217は、応答信号を送信する前に、応答信号の変調処理、デジタル/アナログ変換などの送信処理を行う。
応答信号生成部216は、応答信号の生成指示がなされ、かつ、ビーコン信号の受信タイミングとパラメータ設定部214がパラメータ記憶部213から読み出した送信タイミングとに基づいて決定される送信タイミングで応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216は、パラメータ設定部214からパラメータとして動作周波数F2が与えられている場合には、動作周波数F2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。また、例えば、応答信号生成部216は、パラメータ設定部214からパラメータとしてビーコン信号送信間隔T2が与えられている場合には、ビーコン信号送信間隔T2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。
送信部217は、パラメータ設定部214の制御に従って設定された周波数で、応答信号生成部216によって生成された応答信号を、ビーコン信号の送信元であるRFIDタグ10に送信する。送信部217は、応答信号を送信する前に、応答信号の変調処理、デジタル/アナログ変換などの送信処理を行う。
図8は、第1実施形態における統合CPU220の機能構成を表す概略ブロック図である。
統合CPU220は、シリアル受信部221−1〜221−3と、使用率算出部222−2〜222−3と、FIFO(First In, First Out)バッファ223と、通信部224と、チャネル管理部225と、パラメータ設定部226と、シリアル送信部227とを備える。
統合CPU220は、シリアル受信部221−1〜221−3と、使用率算出部222−2〜222−3と、FIFO(First In, First Out)バッファ223と、通信部224と、チャネル管理部225と、パラメータ設定部226と、シリアル送信部227とを備える。
シリアル受信部221−1は、無線部210−1から送信されるタグ情報を受信し、受信したタグ情報をFIFOバッファ223に一時記録する。同様に、シリアル受信部221−2、221−3は、無線部210−2、210−3から送信されるタグ情報をそれぞれ受信し、受信したタグ情報をFIFOバッファ223に一時記録する。また、シリアル受信部221−2、221−3は、受信したタグ情報をそれぞれ使用率算出部222−2、222−3に出力する。
使用率算出部222−2は、所定の時間(例えば、1秒)の間にシリアル受信部221−2から出力されたタグ情報に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−2との無線区間における、単位時間当たりの周波数の使用率(以下、「時間使用率」という。)を算出する。具体的には、使用率算出部222−2は、シリアル受信部221−2から出力されたタグ情報を取得した回数を所定の期間の間カウントし、カウントした値を用いて時間使用率を算出する。例えば、無線区間における1ビーコンの時間幅が10msであったとすると、1秒間にビーコン信号が50個受信された場合には50(個)×10ms/1(秒)=0.5のように時間使用率が算出される。同様に、使用率算出部222−3は、所定の時間の間にシリアル受信部221−3から出力されたタグ情報に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−3との無線区間における時間使用率を算出する。
FIFOバッファ223は、シリアル受信部221−1〜221−3から出力されたタグ情報を一時記憶する。
通信部224は、管理装置30との間で通信を行う。通信部224は、例えばFIFOバッファ223に一時記憶されているタグ情報を一つの情報として一定の間隔で管理装置30に送信する。
通信部224は、管理装置30との間で通信を行う。通信部224は、例えばFIFOバッファ223に一時記憶されているタグ情報を一つの情報として一定の間隔で管理装置30に送信する。
チャネル管理部225は、使用率算出部222(図8では、使用率算出部222−2及び222−3)によって算出された時間使用率に基づいて、接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数を決定する。具体的には、チャネル管理部225は、使用率算出部222によって算出された時間使用率を比較して、時間使用率の値が最も低い無線部210が使用している動作周波数をRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数として決定する。
また、チャネル管理部225は、時間使用率の値に基づいて、デポモードで動作するRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を制御する。例えば、時間使用率の値が所定の閾値(例えば、0.5)以上である場合、チャネル管理部225は時間使用率の値が所定の閾値以上である周波数を使用しているRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔に変更する旨の通知をパラメータ設定部226に出力する。また、時間使用率の値が所定の閾値(例えば、0.1)未満である場合、チャネル管理部225は時間使用率の値が所定の閾値未満である周波数を使用しているRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔に変更する旨の通知をパラメータ設定部226に出力する。
パラメータ設定部226は、チャネル管理部225によって決定された無線部210の周波数を接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数のパラメータとして設定する。また、パラメータ設定部226は、チャネル管理部225から出力された通知に応じてビーコン信号送信間隔T2を変更してパラメータを設定する。例えば、チャネル管理部225から出力された通知がビーコン信号送信間隔T2を長い送信間隔にする旨を示す場合、パラメータ設定部226は現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔をパラメータとして設定する。
シリアル送信部227は、パラメータ設定部226によって設定されたパラメータを、送信先の対象である無線部210−1〜210−3に送信する。シリアル送信部227は、例えばRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数の情報をパラメータとして無線部210−1に送信する。また、シリアル送信部227は、例えばビーコン信号送信間隔T2の情報をパラメータとして無線部210−2又は210−3に送信する。
図9は、応答信号のフレームフォーマットの具体例を表す図である。
応答信号には、タグID、リーダID、状態通知、コマンド、データの各値を格納するフィールドが存在する。タグIDの値は、宛先となるRFIDタグ10を一意に識別するための識別情報を表す。リーダIDの値は、RFIDリーダ20を一意に識別するための識別情報を表す。状態通知の値は、応答信号の送信間隔や送信出力などのRFIDリーダ20の状態を表す。コマンドの値は、RFIDリーダ20が通知するコマンドを表す。データの値は、コマンドの詳細情報を表す。コマンドで通知される内容は、例えばRFIDタグ10の動作周波数やビーコン信号送信間隔などの変更指示、直近に他のRFIDタグ10と接続が成功したRFIDリーダ20のリーダIDなどの送信指示などがある。
応答信号には、タグID、リーダID、状態通知、コマンド、データの各値を格納するフィールドが存在する。タグIDの値は、宛先となるRFIDタグ10を一意に識別するための識別情報を表す。リーダIDの値は、RFIDリーダ20を一意に識別するための識別情報を表す。状態通知の値は、応答信号の送信間隔や送信出力などのRFIDリーダ20の状態を表す。コマンドの値は、RFIDリーダ20が通知するコマンドを表す。データの値は、コマンドの詳細情報を表す。コマンドで通知される内容は、例えばRFIDタグ10の動作周波数やビーコン信号送信間隔などの変更指示、直近に他のRFIDタグ10と接続が成功したRFIDリーダ20のリーダIDなどの送信指示などがある。
図10は、第1実施形態における統合CPU220の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図10では、統合CPU220のパラメータの通知処理について説明する。
シリアル受信部221−2、221−3は、無線部210−2、210−3からタグ情報を取得する(ステップS101)。シリアル受信部221−2、221−3は、取得したタグ情報をそれぞれ使用率算出部222−2、222−3に出力する。使用率算出部222−2及び222−3は、出力されたタグ情報を取得すると、カウンタ値を所定の値(例えば、1)だけインクリメントする。使用率算出部222−2及び222−3は、一定時間(例えば、1秒)が経過したか否か判定する(ステップS102)。一定時間が経過していない場合(ステップS102−NO)、統合CPU220はステップS101以降の処理を繰り返し実行する。
シリアル受信部221−2、221−3は、無線部210−2、210−3からタグ情報を取得する(ステップS101)。シリアル受信部221−2、221−3は、取得したタグ情報をそれぞれ使用率算出部222−2、222−3に出力する。使用率算出部222−2及び222−3は、出力されたタグ情報を取得すると、カウンタ値を所定の値(例えば、1)だけインクリメントする。使用率算出部222−2及び222−3は、一定時間(例えば、1秒)が経過したか否か判定する(ステップS102)。一定時間が経過していない場合(ステップS102−NO)、統合CPU220はステップS101以降の処理を繰り返し実行する。
一方、一定時間が経過した場合(ステップS102−YES)、使用率算出部222−2は、一定時間(例えば、1秒)の間に取得したタグ情報の数に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−2との間の無線区間における時間使用率を算出する(ステップS103)。同様に、使用率算出部222−3は、一定時間(例えば、1秒)の間に取得したタグ情報の数に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−3との間の無線区間における時間使用率を算出する。チャネル管理部225は、算出された時間使用率の値に基づいて接続先の周波数(チャネル)を決定する(ステップS104)。
また、チャネル管理部225は、ステップS103の処理で算出された時間使用率のうち、第1の閾値以上である時間使用率があるか否か判定する(ステップS105)。第1の閾値以上である時間使用率がある場合(ステップS105−YES)、チャネル管理部225はRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔に変更する旨の通知をパラメータ設定部226に出力する。パラメータ設定部226は、チャネル管理部225から出力された通知に応じて現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔をパラメータとして設定する(ステップS106)。
一方、第1の閾値以上である時間使用率がない場合(ステップS105−NO)、チャネル管理部225はステップS103の処理で算出された時間使用率のうち、第2の閾値未満である時間使用率があるか否か判定する(ステップS107)。
第2の閾値未満である時間使用率がある場合(ステップS107−YES)、チャネル管理部225は第2の閾値未満である周波数におけるRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2の送信間隔を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔に変更する旨の通知をパラメータ設定部226に出力する。パラメータ設定部226は、チャネル管理部225から出力された通知に応じて現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔をパラメータとして設定する(ステップS108)。
第2の閾値未満である時間使用率がある場合(ステップS107−YES)、チャネル管理部225は第2の閾値未満である周波数におけるRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2の送信間隔を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔に変更する旨の通知をパラメータ設定部226に出力する。パラメータ設定部226は、チャネル管理部225から出力された通知に応じて現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔をパラメータとして設定する(ステップS108)。
一方、第2の閾値未満である時間使用率がない場合(ステップS107−NO)、シリアル送信部227は、パラメータ設定部226によって設定されたパラメータを、送信先の対象となる無線部210に通知する(ステップS109)。例えば、シリアル送信部227は、ステップS104の処理で決定された動作周波数(例えば、F2又はF3)を無線部210−1に送信する。
以上のように構成されたRFIDシステム100によれば、RFIDタグ10の入出庫時にはある周波数(例えば、F1)が用いられ、在庫(安置)状態(デポモード)では入出庫時とは異なる周波数(例えば、F2又はF3)が用いられる。つまり、RFIDタグ10、RFIDリーダ20の双方が複数の周波数を用いて物品の管理が行われる。したがって、入出庫時にRFIDタグ10から送信される電波と、在庫状態時にRFIDタグ10から送信される電波とが衝突してしまうおそれが軽減される。そのため、在庫状態にあるRFIDタグが取り付けられた物品が多数存在する場合においても、RFIDタグ10のビーコン信号の衝突による伝送効率の低下を抑止することが可能になる。
また、RFIDリーダ20は、アソシエーションモードで動作しているRFIDタグ10から受信した接続要求の応答信号として、デポモードで動作しているRFIDタグ10と通信している複数の無線部210のうち、RFIDタグ10と無線部210との間の無線区間における時間使用率が低い無線部210の動作周波数を通知する。したがって、RFIDリーダ20が備える複数の無線部210のうち、特定の無線部210にデポモードで動作するRFIDタグ10が集中してしまうことが無くなる。そのため、RFIDリーダ20が備える複数の無線部210に接続するデポモードで動作するRFIDタグ10の台数を平準化することが可能になる。
また、RFIDリーダ20が備える複数の無線部210に接続するデポモードで動作するRFIDタグ10の台数が多い場合には、一定時間(例えば、1秒)の間に受信されるビーコン信号の数も多くなる。このような場合には、RFIDタグ10とRFIDリーダ20との間での通信効率が低下してしまう。このような問題に対して、本実施形態におけるRFIDリーダ20では、一定時間の間に受信されるビーコンの数が多い場合にはRFIDリーダ20から送信されるビーコン信号の送信間隔を長くすることによって周波数の使用率を低減する。そのため、RFIDタグ10とRFIDリーダ20との間での通信効率を向上させることが可能になる。また、RFIDリーダ20が備える複数の無線部210に接続するデポモードで動作するRFIDタグ10の台数が少ない場合には、一定時間(例えば、1秒)の間に受信されるビーコン信号の数も少なくなる。このような場合には、RFIDタグ10とRFIDリーダ20との間で使用される周波数を有効利用することができない。このような問題に対して、本実施形態におけるRFIDリーダ20では、一定時間の間に受信されるビーコンの数が少ない場合にはRFIDリーダ20から送信されるビーコン信号の送信間隔を短くすることによって周波数の使用率を増加させる。そのため、RFIDタグ10とRFIDリーダ20との間で使用される周波数を有効利用することが可能になる。
通常、上述したように、RFIDタグ10をRFIDリーダ20との接続台数が少ない周波数に誘導する。さらに、ビーコン信号の送信間隔を調整することで周波数の使用率を管理する。以上の処理を行う場合には、RFIDタグ10の在庫管理を行っているタグデータベースのあるネットワークサーバーで接続台数を比較してRFIDリーダ20へ指示を出すことが一般的であり、正確である。しかしながら、ネットワークサーバーから指示する構成にした場合、RFIDリーダ20側でネットワークサーバーからの受信処理を行う必要が生じる。通常のRFIDタグシステムで用いられるマイコンは、PC(personal computer)で用いるようなCPUとは異なり、簡易なCPUである。そのため、TCP/IPの送信処理を行いつつ、TCP/IPの受信処理を行うには処理負荷が重い。さらに、PCのようなCPUの構成とするためには、CPUのグレードが上がってしまうため、RFIDリーダ20のコストが高くなってしまうという課題があった。また、ネットワークサーバーは、複数のRFIDリーダ20が接続されて、それぞれのRFIDリーダ20から送信されるデータを集約したタグデータベースの管理を行う必要がある。そのため、このような構成にすると、ネットワークサーバーに接続するRFIDリーダ20の台数が増加するにつれてネットワークサーバーで指示する必要があるRFIDリーダ20の台数も増加してしまう。これにより、ネットワークサーバーの処理負荷が重くなってしまうといった課題もあった。一方で、RFIDタグ10の在庫管理を行うタグデータベース機能をRFIDリーダ20に備えるという構成も考えられる。このように構成される場合には、TCP/IPの受信処理は発生しないものの、RFIDタグ10の在庫管理を行うための物理メモリが必要になってしまう。そのため、多数の物品管理を行う場合には、それに合わせてメモリサイズを保持しなければいけないため、RFIDリーダ20のコストが上昇してしまうという課題があった。本実施形態では、RFIDタグ10の在庫管理を行うタグデータベース機能を管理装置30に配備し、デポモードで動作するRFIDタグ10の接続台数の比較や時間使用率の算出が単位時間あたりに受信されたビーコン信号の情報数に基づいて行われる。そのため、PCのような高度なCPUでなくとも、RFIDリーダ20の簡易CPUであっても多数の物品管理を行うことができる。さらに、本実施形態では、RFIDタグ10の接続台数の少ない無線部210の周波数にデポモードで動作するRFIDタグ10を誘導することや時間使用率の調整が可能になる。
<変形例>
本実施形態では、RFIDシステム100が4台のRFIDタグ10を備える構成を示しているが、RFIDシステム100は5台以上のRFIDタグ10を備えるように構成されてもよいし、3台以下のRFIDタグ10を備えるように構成されてもよい。また、本実施形態では、RFIDシステム100が2台のRFIDリーダ20を備える構成を示しているが、RFIDシステム100は3台以上のRFIDリーダ20を備えるように構成されてもよいし、1台のRFIDリーダ20を備えるように構成されてもよい。
本実施形態では、RFIDシステム100が4台のRFIDタグ10を備える構成を示しているが、RFIDシステム100は5台以上のRFIDタグ10を備えるように構成されてもよいし、3台以下のRFIDタグ10を備えるように構成されてもよい。また、本実施形態では、RFIDシステム100が2台のRFIDリーダ20を備える構成を示しているが、RFIDシステム100は3台以上のRFIDリーダ20を備えるように構成されてもよいし、1台のRFIDリーダ20を備えるように構成されてもよい。
[第2実施形態]
図11は、第2実施形態における無線部210aの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、デポモード以外の動作モードで動作するRFIDタグ10との間で通信する無線部210(無線部210−1)は、第1実施形態と同様の構成であるため説明を省略し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信する無線部210(210a−2、210a−3)の機能構成について説明する。
無線部210aは、受信部211と、受信信号解析部212と、パラメータ記憶部213aと、パラメータ設定部214aと、シリアル送受信部215aと、応答信号生成部216aと、送信部217と、使用率算出部218aとを備える。
図11は、第2実施形態における無線部210aの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、デポモード以外の動作モードで動作するRFIDタグ10との間で通信する無線部210(無線部210−1)は、第1実施形態と同様の構成であるため説明を省略し、デポモードで動作するRFIDタグ10との間で通信する無線部210(210a−2、210a−3)の機能構成について説明する。
無線部210aは、受信部211と、受信信号解析部212と、パラメータ記憶部213aと、パラメータ設定部214aと、シリアル送受信部215aと、応答信号生成部216aと、送信部217と、使用率算出部218aとを備える。
無線部210aは、パラメータ記憶部213a、パラメータ設定部214a、シリアル送受信部215a、応答信号生成部216a、使用率算出部218aを備える点で無線部210と構成が異なる。無線部210aは、他の構成については無線部210と同様である。そのため、無線部210a全体の説明は省略し、パラメータ記憶部213a、パラメータ設定部214a、シリアル送受信部215a、応答信号生成部216a、使用率算出部218aについて説明する。
パラメータ記憶部213aは、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。パラメータ記憶部213aは、シリアル送受信部215aを介して統合CPU220aから通知されるパラメータ及び使用率算出部218aによって算出される時間使用率の値を記憶する。
パラメータ設定部214aは、パラメータ記憶部213aに記憶されているパラメータに基づいて受信部211、応答信号生成部216及び送信部217を制御する。パラメータ設定部214は、例えばリーダID及び応答信号の送信タイミングに基づいて応答信号生成部216を制御する。また、パラメータ設定部214は、動作周波数に基づいて受信部211の受信処理及び送信部217の送信処理を制御する。
パラメータ設定部214aは、パラメータ記憶部213aに記憶されているパラメータに基づいて受信部211、応答信号生成部216及び送信部217を制御する。パラメータ設定部214は、例えばリーダID及び応答信号の送信タイミングに基づいて応答信号生成部216を制御する。また、パラメータ設定部214は、動作周波数に基づいて受信部211の受信処理及び送信部217の送信処理を制御する。
また、パラメータ設定部214aは、使用率算出部218aによって算出された時間使用率の値に基づいて、RFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を変更してパラメータを設定する。例えば、時間使用率の値が所定の閾値以上である場合、パラメータ設定部214aはRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔に変更する。その後、パラメータ設定部214aは、変更後のビーコン信号送信間隔T2の値を、自装置と通信するRFIDタグ10の変更後のビーコン信号送信間隔T2のパラメータとして設定する。また、例えば、時間使用率の値が所定の閾値未満である場合、パラメータ設定部214aはRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔に変更する。その後、パラメータ設定部214aは、変更後のビーコン信号送信間隔T2の値を、自装置と通信するRFIDタグ10の変更後のビーコン信号送信間隔T2のパラメータとして設定する。
シリアル送受信部215aは、受信信号解析部212から通知されるタグ情報を統合CPU220に送信(出力)し、統合CPU220から通知されるパラメータをパラメータ記憶部213aに記録する。
応答信号生成部216aは、受信信号解析部212から応答信号の生成指示がなされ、かつ、ビーコン信号の受信タイミングとパラメータ設定部214がパラメータ記憶部213から読み出した送信タイミングとに基づいて決定される送信タイミングに応じて応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aからパラメータとして動作周波数F2が与えられている場合には、動作周波数F2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。また、例えば、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aからパラメータとしてビーコン信号送信間隔T2が与えられている場合には、ビーコン信号送信間隔T2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。
使用率算出部218aは、所定の時間(例えば、1秒)の間にRFIDタグ10から送信されたビーコン信号の情報に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−2(210−2又は210−3)との無線区間における時間使用率を算出する。
応答信号生成部216aは、受信信号解析部212から応答信号の生成指示がなされ、かつ、ビーコン信号の受信タイミングとパラメータ設定部214がパラメータ記憶部213から読み出した送信タイミングとに基づいて決定される送信タイミングに応じて応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aからパラメータとして動作周波数F2が与えられている場合には、動作周波数F2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。また、例えば、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aからパラメータとしてビーコン信号送信間隔T2が与えられている場合には、ビーコン信号送信間隔T2の値をコマンドの領域に格納することによって応答信号を生成する。
使用率算出部218aは、所定の時間(例えば、1秒)の間にRFIDタグ10から送信されたビーコン信号の情報に基づいて、RFIDタグ10と無線部210−2(210−2又は210−3)との無線区間における時間使用率を算出する。
図12は、第2実施形態における統合CPU220aの機能構成を表す概略ブロック図である。
統合CPU220aは、シリアル受信部221−1〜シリアル受信部221−3と、FIFOバッファ223と、通信部224と、チャネル管理部225aと、パラメータ設定部226aと、シリアル送信部227aと、ビーコン数カウンタ228a−2〜228a−3とを備える。
統合CPU220aは、シリアル受信部221−1〜シリアル受信部221−3と、FIFOバッファ223と、通信部224と、チャネル管理部225aと、パラメータ設定部226aと、シリアル送信部227aと、ビーコン数カウンタ228a−2〜228a−3とを備える。
統合CPU220aは、チャネル管理部225aと、パラメータ設定部226aと、シリアル送信部227aと、ビーコン数カウンタ228a−2〜228a−3とを備え、使用率算出部222−2〜222−3備えない点で無線部210と構成が異なる。統合CPU220aは、他の構成については統合CPU220と同様である。そのため、統合CPU220a全体の説明は省略し、チャネル管理部225a、パラメータ設定部226a、シリアル送信部227a、ビーコン数カウンタ228a−2〜228a−3について説明する。
チャネル管理部225aは、ビーコン数カウンタ228a−2によって示されるカウンタ値と、ビーコン数カウンタ228a−3によって示されるカウンタ値とに基づいて、接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先となる無線部210(無線部210−2又は無線部210−3)の周波数を決定する。例えば、チャネル管理部225aは、カウンタ値が最も低い無線部210の周波数をRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数として決定する。
パラメータ設定部226aは、チャネル管理部225aによって決定された無線部210aの周波数を接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数のパラメータとして設定する。
シリアル送信部227aは、パラメータ設定部226aによって設定されたパラメータの情報を、送信先の対象である無線部210(無線部210−1)に送信する。
シリアル送信部227aは、パラメータ設定部226aによって設定されたパラメータの情報を、送信先の対象である無線部210(無線部210−1)に送信する。
ビーコン数カウンタ228a−2は、シリアル受信部221−2からタグ情報を取得する度に、カウンタ値を所定の値(例えば、1)ずつインクリメントする。同様に、ビーコン数カウンタ228a−3は、シリアル受信部221−3からタグ情報を取得する度に、カウンタ値を所定の値(例えば、1)ずつインクリメントする。なお、ビーコン数カウンタ228a−2及びビーコン数カウンタ228a−3のカウンタ値は、所定のタイミングでリセットされる。所定のタイミングは、例えば所定の時間が経過してカウンタ値が出力されたタイミングであってもよいし、その他のタイミングであってもよい。
図13は、第2実施形態における統合CPU220aの処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップS201a〜204a、S201b〜S204bの処理は、並行して実行される。
シリアル受信部221−2は、無線部210a−2からタグ情報を取得する(ステップS201a)。シリアル受信部221−2は、取得したタグ情報をビーコン数カウンタ228a−2に出力する。ビーコン数カウンタ228a−2は、カウンタ値をインクリメントする(ステップS202a)。ビーコン数カウンタ228a−2は、一定時間経過したか否か判定する(ステップS203a)。一定時間経過していない場合(ステップS203a−NO)、ステップS201a以降の処理が繰り返し実行される。
一方、一定時間経過した場合(ステップS203a−YES)、ビーコン数カウンタ228a−2はカウンタ値をチャネル管理部225aに通知する(ステップS204a)。
シリアル受信部221−2は、無線部210a−2からタグ情報を取得する(ステップS201a)。シリアル受信部221−2は、取得したタグ情報をビーコン数カウンタ228a−2に出力する。ビーコン数カウンタ228a−2は、カウンタ値をインクリメントする(ステップS202a)。ビーコン数カウンタ228a−2は、一定時間経過したか否か判定する(ステップS203a)。一定時間経過していない場合(ステップS203a−NO)、ステップS201a以降の処理が繰り返し実行される。
一方、一定時間経過した場合(ステップS203a−YES)、ビーコン数カウンタ228a−2はカウンタ値をチャネル管理部225aに通知する(ステップS204a)。
シリアル受信部221−3は、無線部210−3からタグ情報を取得する(ステップS201b)。シリアル受信部221−3は、取得したタグ情報をビーコン数カウンタ228a−3に出力する。ビーコン数カウンタ228a−3は、カウンタ値をインクリメントする(ステップS202b)。ビーコン数カウンタ228a−3は、一定時間経過したか否か判定する(ステップS203b)。一定時間経過していない場合(ステップS203b−NO)、ステップS201b以降の処理が繰り返し実行される。
一方、一定時間経過した場合(ステップS203b−YES)、ビーコン数カウンタ228a−3はカウンタ値をチャネル管理部225aに通知する(ステップS204b)。
一方、一定時間経過した場合(ステップS203b−YES)、ビーコン数カウンタ228a−3はカウンタ値をチャネル管理部225aに通知する(ステップS204b)。
チャネル管理部225aは、通知されたカウンタ値に基づいて、接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先となる無線部210の周波数(チャネル)を決定する(ステップS205)。パラメータ設定部226aは、決定された無線部210の周波数を接続要求の送信元であるRFIDタグ10の接続先の周波数のパラメータとして設定する。シリアル送信部227aは、設定されたパラメータを無線部210−1に送信する(ステップS206)。
図14は、第2実施形態における無線部210aの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図14では、デポモードで動作するRFIDタグ10と通信を行う無線部210a−2及び無線部210a−3の処理の流れについて説明する。無線部210a−2及び無線部210a−3は、同様の処理を行うため、無線部210a−2を例に説明する。
無線部210a−2の受信部211は、RFIDタグ10aからビーコン信号を受信する(ステップS301)。受信部211は、受信したビーコン信号に含まれるタグ情報を使用率算出部218aに出力する。使用率算出部218aは、一定時間(例えば、1秒)経過したか否か判定する(ステップS302)。一定時間が経過していない場合(ステップS302−NO)、無線部210aはステップS301以降の処理を繰り返し実行する。
無線部210a−2の受信部211は、RFIDタグ10aからビーコン信号を受信する(ステップS301)。受信部211は、受信したビーコン信号に含まれるタグ情報を使用率算出部218aに出力する。使用率算出部218aは、一定時間(例えば、1秒)経過したか否か判定する(ステップS302)。一定時間が経過していない場合(ステップS302−NO)、無線部210aはステップS301以降の処理を繰り返し実行する。
一方、一定時間が経過した場合(ステップS302−YES)、使用率算出部218aは、一定時間(例えば、1秒)の間にタグ情報を取得した回数に基づいて、無線部210a−2との間の無線区間における時間使用率を算出する(ステップS303)。使用率算出部218aは、算出した時間使用率をパラメータ記憶部213aに記録する。また、パラメータ設定部214aは、時間使用率の値が第1の閾値以上であるか否か判定する(ステップS304)。時間使用率の値が第1の閾値以上である場合(ステップS304−YES)、パラメータ設定部214aはRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも長い送信間隔に変更する(ステップS305)。その後、パラメータ設定部214aは、変更後のビーコン信号送信間隔T2の値を、自装置と通信するRFIDタグ10の変更後のビーコン信号送信間隔T2のパラメータとして設定する。
一方、時間使用率の値が第1の閾値以上ではない場合(ステップS304−NO)、パラメータ設定部214aは使用率の値が第2の閾値未満であるか否か判定する(ステップS306)。
一方、時間使用率の値が第1の閾値以上ではない場合(ステップS304−NO)、パラメータ設定部214aは使用率の値が第2の閾値未満であるか否か判定する(ステップS306)。
時間使用率の値が第2の閾値未満である場合(ステップS306−YES)、パラメータ設定部214aはRFIDタグ10のビーコン信号送信間隔T2を、現時点で設定されているビーコン信号送信間隔T2よりも短い送信間隔に変更する(ステップS307)。その後、パラメータ設定部214aは、変更後のビーコン信号送信間隔T2の値を、自装置と通信するRFIDタグ10の変更後のビーコン信号送信間隔T2のパラメータとして設定する。
一方、時間使用率の値が第2の閾値未満ではない場合(ステップS306−NO)、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aによって設定されたパラメータ及び受信信号解析部212からの応答信号の生成指示に基づいて応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216aは、応答信号のコマンドの領域にパラメータを格納することによって応答信号を生成する(ステップS308)。
送信部217は、パラメータ設定部214aの制御に従って動作周波数F2で、RFIDタグ10aに応答信号を送信する(ステップS309)。
一方、時間使用率の値が第2の閾値未満ではない場合(ステップS306−NO)、応答信号生成部216aは、パラメータ設定部214aによって設定されたパラメータ及び受信信号解析部212からの応答信号の生成指示に基づいて応答信号を生成する。例えば、応答信号生成部216aは、応答信号のコマンドの領域にパラメータを格納することによって応答信号を生成する(ステップS308)。
送信部217は、パラメータ設定部214aの制御に従って動作周波数F2で、RFIDタグ10aに応答信号を送信する(ステップS309)。
以上のように構成された第2実施形態におけるRFIDシステム100によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、無線部210a−2及び210a−3は、第1の実施形態において統合CPU220の使用率算出部222−2、222−3で行っていた無線部210−2、210−3の時間率管理を自装置で実行する。そのため、統合CPU220aの処理負荷を低減することができる。さらに、無線部210−2、210−3のCPUリソースを有効に活用することが可能になる。
<変形例>
第2実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
第2実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
なお、本発明の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、RFIDタグ10及びRFIDリーダ20の各処理に係る上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
10(10−1〜10−4)…RFIDタグ, 20(20−1〜20−2)…RFIDリーダ, 30…管理装置, 40…ネットワーク, 101…電池, 102…モードパラメータ記憶部, 103…制御部, 1031…送信タイミング制御部, 1032…周波数制御部, 1033…受信制御部, 104…ビーコン信号生成部, 105…送信部, 106…受信部, 107…受信信号解析部, 108…モード管理部, 109…選択部, 110…振動検知情報取得部, 111…取得情報管理部, 112…温度情報取得部, 210−1〜210−3、210a−2〜210a−3…無線部, 211…受信部, 212…受信信号解析部, 213、213a…パラメータ記憶部, 214、214a…パラメータ設定部, 215、215a…シリアル送受信部, 216、216a…応答信号生成部, 217…送信部, 218a…使用率算出部, 220、220a…統合CPU(制御部), 221−1〜221−3…シリアル受信部, 222−2、222−3…使用率算出部, 223…FIFOバッファ, 224…通信部, 225、225a…チャネル管理部, 226、226a…パラメータ設定部, 227、227a…シリアル送信部, 228a−2、228a−3…ビーコン数カウンタ
Claims (6)
- RFIDタグと、前記RFIDタグとの間で複数の周波数を使用して通信を行うRFIDリーダとを備えるRFIDシステムであって、
前記RFIDタグは、
前記RFIDリーダとの接続時に第1の周波数を使用し、接続するためのビーコン信号を前記RFIDリーダに送信し、前記ビーコン信号に対する応答信号を前記RFIDリーダから受信する通信部と、
前記応答信号が受信されると、自装置が使用する周波数を前記応答信号に含まれる前記第1の周波数とは異なる周波数である第2の周波数に変更する周波数制御部と、
を備え、
前記RFIDリーダは、
RFIDタグと接続処理を行う第1無線部と、
接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う複数の第2無線部と、
前記複数の第2無線部を介して所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御部と、
を備え、
前記第1無線部は、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信するRFIDシステム。 - 前記制御部は、前記複数の第2無線部を介して通知されるビーコン信号の情報を取得した回数を前記第2無線部毎に所定の期間の間カウントし、カウントした値を用いて単位時間当たりの周波数の使用率を表す時間使用率を前記第2無線部毎に算出する使用率算出部と、
算出された前記時間使用率の値が最も低い前記第2無線部の周波数を通信に用いる前記第2無線部の周波数として前記第1無線部に通知する通知部とを更に備える、請求項1に記載のRFIDシステム。 - 前記制御部は、前記時間使用率が所定の閾値以上である前記第2無線部と通信している前記RFIDタグのビーコン信号の送信間隔が長い送信間隔となるようにパラメータを設定し、前記時間使用率が所定の閾値未満である前記第2無線部と通信している前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が短い送信間隔となるようにパラメータを設定するパラメータ設定部を更に備え、
前記通知部は、前記パラメータを対象となる前記第2無線部に通知し、
前記第2無線部は、通知されたパラメータを応答信号に含めて送信する、請求項2に記載のRFIDシステム。 - 前記第2無線部は、受信されたビーコン信号を取得した回数を所定の期間の間カウントし、カウントした値を用いて単位時間当たりの周波数の使用率を表す時間使用率を算出する使用率算出部と、
算出された前記時間使用率が所定の閾値以上である場合に前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が長い送信間隔となるようにパラメータを設定し、前記時間使用率が所定の閾値未満である場合に前記RFIDタグから送信されるビーコン信号の送信間隔が短い送信間隔となるようにパラメータを設定するパラメータ設定部と、
設定された前記パラメータを応答信号に含めて送信する送信部と、
を更に備える、請求項1に記載のRFIDシステム。 - RFIDタグと、前記RFIDタグとの間で複数の周波数を使用して通信を行う第1無線部と複数の第2無線部とを備えるRFIDリーダとを備えるRFIDシステムにおける制御方法であって、
前記RFIDタグが、前記RFIDリーダとの接続時に第1の周波数を使用し、接続するためのビーコン信号を前記RFIDリーダに送信し、前記ビーコン信号に対する応答信号を前記RFIDリーダから受信する通信ステップと、
前記RFIDタグが、前記応答信号が受信されると、自装置が使用する周波数を前記応答信号に含まれる前記第1の周波数とは異なる周波数である第2の周波数に変更する周波数制御ステップと、
前記RFIDリーダが、前記第1無線部を介して前記RFIDタグと接続処理を行う第1無線ステップと、
前記RFIDリーダが、前記複数の第2無線部のいずれかを介して、接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う第2無線ステップと、
前記RFIDリーダが、前記第2無線ステップにおいて、前記複数の第2無線部を介して所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御ステップと、
を有し、
前記RFIDリーダが、前記第1無線ステップにおいて、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信する制御方法。 - RFIDタグと接続処理を行う第1無線部と、
接続完了後に前記RFIDタグと通信を行う複数の第2無線部と、
前記複数の第2無線部を介して所定の期間の間に通知されるビーコン信号の情報に基づいて、接続完了後に前記RFIDタグが自装置との通信に用いる前記第2無線部の周波数を前記第1無線部に通知する制御部と、
を備え、
前記第1無線部は、通知された前記第2無線部の周波数の情報を応答信号に含めて前記RFIDタグに送信するRFIDリーダ。
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