JP5998551B2 - 通信方法およびrfidリーダライタ - Google Patents

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この発明は、通信方法およびRFIDリーダライタに関し、特に、意図しないRFIDタグとの交信を排除できる、通信方法およびRFIDリーダライタに関する。
従来のRFIDリーダライタとRFIDタグとの通信方法に関して、例えば、特開平6−131462号公報(特許文献1)に記載のものが知られている。特許文献1によると、固有のIDコードを有する応答器が、質問器のビームエリア内を通過するときに、質問器から送信された起動コマンドに応答してIDコードを付加し起動レスポンスを送信し、質問器が応答器から送信されたIDコード付起動レスポンスを受信し、このIDコードと記憶手段に記憶され直前に通信を正常終了した応答器のIDコードとを照合して、一致しているならば通信を禁止し、一致していないならば通信を継続することにより、同一ビームエリア内で、2回以上同じ動作を実施することがなくなり、複数回の動作による通信異常の発生を防止できることとしている。
しかしながら、特許文献1に記載の通信方法では、一度の交信で1つのRFIDタグと交信することしか想定していない。
交信を所望する領域であるRFIDリーダライタから一定の領域内に位置する複数のRFIDタグと一度に交信する通信方法が知られているが、この通信方法においては、交信を所望する領域よりも遠くに位置する意図しないRFIDタグと交信してしまうという問題があった。これは、RFIDリーダライタから送信されて、RFIDタグに直接到達する直接波と、床面や壁面などに反射してから到達する反射波とが存在するために起こる問題である。すなわち、複数の経路にて伝播するため、電波同士が干渉して強め合い、交信を所望する領域よりも遠くに位置する意図しないRFIDタグと交信してしまうために起こる問題である。
こうした意図しないRFIDタグとの交信を排除できるRFIDリーダライタとRFIDタグとから成るRFIDシステムが、例えば、特開2009−259232号公報(特許文献2)や特開2008−234527号公報(特許文献3)に開示されている。
特許文献2によると、通信可能な領域内にある記録媒体から該記録媒体に記録されたデータを非接触で繰り返し読み取る読取装置において、読取結果を時系列にした時系列データを生成し、生成した時系列データに基づいて、読取結果の特徴を示す特徴データを生成し、生成した特徴データに基づいて、読み取ったデータを必要データ又は不要データに分類することにより、必要なデータのみを採用することとしている。
また、特許文献3によると、電波吸収体を設置して電波環境を整えて反射による干渉点(Null点)を無くす方法であって、電波吸収側壁に、RFIDアンテナから放射される電波が所定の漏洩許容値以下であることを確認するための漏れ検出ICタグを付設して、これにより電波の漏れを確認した場合には、側璧の展開状態を変化させて対応することにより、ゲート外にある所望しないICタグの読み取りを確実に防ぐこととしている。
特開平6−131462号公報 特開2009−259232号公報 特開2008−234527号公報
従来の、意図しないRFIDタグとの交信を排除できるRFIDリーダライタとRFIDタグとの通信方法は、上記のように構成されていた。しかしながら、特許文献2に記載の通信方法は、RFIDリーダライタとRFIDタグとが繰返し交信を行う必要があり、意図しないRFIDタグか否かを判断する処理に時間が掛かるという問題があった。また、特許文献3に記載のRFIDシステムでは、電波吸収体および漏れ検出ICタグを設置する必要があり、設備費が高価になるという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、処理に掛る時間が短いと共に、設備費が安価な、意図しないRFIDタグとの交信を排除できる通信方法およびRFIDリーダライタを提供することを目的とする。
この発明に係る通信方法は、RFIDリーダライタとRFIDタグとの通信方法であって、RFIDリーダライタが、RFIDタグのメモリの所定領域に擬似データを書き込むステップと、RFIDリーダライタが、前記所定領域からデータを読み取るステップと、RFIDリーダライタが、読取ったデータが書込むステップにより書込まれた擬似データを含むか否かを判断するステップと、RFIDリーダライタが読取ったデータが書込むステップにより書込まれた擬似データを含むと判断した場合にのみ、RFIDタグと必要なデータを交信するステップとを含む。
好ましくは、擬似データは有効時間情報を含み、RFIDリーダライタが、擬似データを含むか否かを判断するステップは、擬似データが有効時間内であるか否かを判断する。
好ましくは、擬似データを書き込むステップと、データを読み取るステップの間に、RFIDリーダライタの電波の出力調整するステップをさらに有し、出力調整するステップは、データを読み取るステップにおいて、擬似データを書き込むステップの電波の出力以上に出力調整する。
好ましくは、RFIDリーダライタは、1つのアンテナを有し、アンテナでRFIDタグと通信できる所定の場所において、RFIDタグと交信を行うことを特徴とする。
好ましくは、RFIDリーダライタは、擬似データを書き込む第一のアンテナとデータを読み取るための第二のアンテナを有し、書き込むステップは、第一のアンテナを用いてRFIDタグのメモリの所定領域に擬似データを書き込み、読み取るステップは、第二のアンテナの通信領域にRFIDタグが移動してきたときに、第二のアンテナを用いて、RFIDタグのメモリからのデータを読み取り、交信するステップは、第二のアンテナを用いてRFIDタグと交信することを特徴とする。
好ましくは、RFIDリーダライタは、読取りステップでRFIDタグから読取った擬似データを消去するステップをさらに含む。
好ましくは、擬似データは書き込むステップを実行した時間を起点とした時間情報を含む。
好ましくは、時間情報は擬似データの書き込むステップを実行した時間からの有効時間を示す。
この発明の他の局面においては、RFIDリーダライタであって、RFIDリーダライタが、RFIDタグのメモリの所定領域に擬似データが書き込まれていると判断した後、当該判断した時刻が有効時間以内であることを条件に、必要なデータを交信するステップを実行する。
この発明においては、交信を所望する領域であるRFIDリーダライタから一定の領域内に位置するRFIDタグに対して擬似データを書込み、RFIDタグから読取ったデータに書込んだ擬似データが含まれるか否かを判断し、読取ったデータが書込んだ擬似データを含むと判断した場合にのみ、そのRFIDタグと必要なデータを交信するようにしたため、交信を所望するRFIDタグとのみ交信できる。
その結果、処理に掛る時間が短いと共に、設備費が安価な、意図しないRFIDタグとの交信を排除できる通信方法を提供できる。
RFIDシステム100aの構成を示すブロック図である。 交信を所望するタグ50aに擬似データを書込むことにより、意図しないタグ50bとの交信を排除する方法について、経時的に説明するための図である。 擬似データを用いて意図しないタグとの交信を排除する方法において、リーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。 タグ50aから読取った擬似データを消去する方法について説明するための図である。 擬似データを消去する方法において、リーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。 擬似データに有効時間を示す時間情報が含まれる場合に、リーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。 搬送ライン40上を移動するタグ50aに擬似データを書込むことにより、意図しないタグ50bとの交信を排除する方法について説明するための図である。 搬送ライン40上を移動するタグ50aに異なる2つの擬似データを書込むことにより、間違った読取りをより低減できる方法について説明するための図である。
(1)第1実施の形態
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、この実施の形態に係る、RFIDシステム100aの構成を示すブロック図である。図1を参照して、RFIDシステム100aは、RFIDリーダライタ(以下、「リーダライタ」と省略する)10と、RFIDタグ(以下、「タグ」と省略する)50とを含む。リーダライタ10は、送信部11と、受信部12と、送信部11および受信部12を制御する制御部20とを含み、1つのアンテナ13を介してタグ50と必要なデータの交信を行う。また、制御部20は、タグ50に送信するデータを生成する送信データ生成部21と、タグ50から受信したデータを処理する受信データ処理部22と、送信データ生成部21および受信データ処理部22を制御するCPU23とを含む。なお、リーダライタ10は、アンテナ13を1つだけでなく、複数備えてもよい。
図2は、図1で説明したリーダライタ10が、交信を所望する領域に位置するタグ50aに擬似データを書込むことにより、このタグ50aと必要なデータの交信を行い、意図しないタグ50bとの交信を排除する方法について、経時的に説明するための図である。図2(A)は、リーダライタ10が作動していない時間t1での状態を示す図であり、図2(B)は、リーダライタ10がタグ50aに擬似データを書込む時間t2での状態を示す図であり、図2(C)は、リーダライタ10がタグ50aおよび50bから擬似データを読取る時間t3での状態を示す図(C)である。
図2(B)を参照して、リーダライタ10が備えるアンテナ13の先端に隣接して図示した点線の円の内部の領域は、リーダライタ10が、タグが備えるメモリの所定領域にデータを書込むことができる領域である。この領域と、交信を所望する領域とが等しくなるように、リーダライタ10の電波の出力を予め設定しておく。こうすることにより、擬似データはタグ50aにだけ書込まれ、意図しないタグ50bには書込まれない。
ここで、擬似データとは、乱数、工程ごとに設けられるフラグ、擬似データが書込まれた時間を起点とした時間情報、またはこれらの組み合わせであってもよいし、その他の任意のデータであってもよい。また、擬似データが、自身が書込まれた時間を起点とした時間情報を含む場合、この時間情報が有効時間を示してもよい。また、この有効時間とは他の情報であって、自身が有効か無効かを示す情報を含んでもよい。
図2(C)を参照して、アンテナ13の先端に隣接して図示した点線の円の内部の領域は、リーダライタ10が、タグが備えるメモリの所定領域からデータを読取ることができる領域である。ここで、図示するように、リーダライタ10が、タグからデータを読取ることができる領域は、データを書込むことができる領域よりも広い。なお、リーダライタ10の電波の出力は、擬似データの書込み時とデータの読取り時において同じであってもよいし、擬似データを書込んだ後で出力を大きくしてからデータを読取ってもよい。
図3は、擬似データを用いて意図しないタグとの交信を排除する方法において、リーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。図2(B)および図3を参照して、まず、送信データ生成部21が擬似データを生成し、アンテナ13を介して、この擬似データを、交信を所望する領域であるリーダライタ10から一定の領域内に位置するタグ50aが備えるメモリの所定領域に書込む(図3において、ステップS01、以下ステップを省略する)。ここで、CPU23および送信データ生成部21は、書込み手段として作動する。
図2(C)および図3を参照して、擬似データの書込みが成功すると(S02において、YES)、受信データ処理部22で処理されたタグ50aおよび50bからのデータを読取る(S03)。ここで、CPU23および受信データ処理部22は、読取り手段として作動する。データの読取りが成功すると(S04において、YES)、タグ50aおよび50bから読取ったデータに、S01で書込んだ擬似データが含まれるか否かを判断する(S05)。ここで、CPU23は、判断手段として作動する。タグ50aから読取ったデータにS01で書込んだ擬似データが含まれると判断すると(S05において、YES)、この読取ったデータを有するタグ50aが交信を所望するタグであると判断し(S06)、正常終了処理を行う(S07)。ここで、CPU23は、制御手段として作動する。こうすることにより、交信を所望する領域に位置するタグ50aと必要なデータの交信を行い、意図しないタグ50bとの交信を排除できる。
なお、S02において、擬似データの書込みが失敗したとき(S02において、NO)、S04において、データの読取りが失敗したとき(S04において、NO)、およびS05において、タグ50bから読取ったデータにS01で書込んだ擬似データが含まれないと判断したとき(S05において、NO)は、異常終了処理を行う(S08)。
次に、この実施の形態の変形例を説明する。この変形例は、タグ50aが交信を所望するタグであると判断した後で、読取った擬似データを消去する場合である。図4はこの方法について説明するための図であり、図2(C)で説明した時間t3の後で、タグ50aから擬似データを消去する時間t4での状態を示す図である。なお、擬似データを消去することを除いて、図2での説明と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
図4を参照して、アンテナ13の先端に隣接して図示した点線の円の内部の領域は、リーダライタ10が、タグが備えるメモリのデータを更新できる領域である。ここで、リーダライタ10がタグのデータを更新できる領域は、読取ることができる領域よりも狭い。
図5は、読取った擬似データを消去する方法において、リーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。なお、S101〜106、およびS109は、図3のフローチャートで説明したS01〜06、およびS08と同じであるので、その説明を省略する。
図4および図5を参照して、制御部20は、交信を所望するタグ50aから擬似データを消去し(S107)、正常終了処理を行う(S108)。こうすることにより、この後に他の交信が行われる場合に、間違った読取りを行う可能性をより低減できる。
次に、この実施の形態のさらなる変形例を説明する。この変形例は、図1で説明したリーダライタ10が、タグ50aが備えるメモリの所定領域に書込む擬似データに有効時間を示す時間情報が含まれる場合である。図6は、この場合にリーダライタ10の制御部20が行う一連の処理を示すフローチャートである。なお、S201〜205、およびS209は、図3のフローチャートで説明したS01〜05、およびS08と同じであるので、その説明を省略する。
図6を参照して、制御部20のCPU23は、擬似データに含まれる有効時間を示す時間情報が、有効時間内か否かを判断する(S206)。有効時間内であると判断すると(S206において、YES)、この読取ったデータを有するタグ50aが交信を所望するタグであると判断し(S207)、正常終了処理を行う(S208)。なお、擬似データに含まれる時間情報が有効時間内ではないと判断すると(S206において、NO)、異常終了処理を行う(S209)。
こうすることにより、擬似データを消去する必要がなくなり、処理に掛る時間を短くできる。
(2)第2実施の形態
次に、この発明の第2実施の形態について説明する。図7は、この実施の形態に係る、2つのアンテナ13aおよび13bを備えるリーダライタ10が、搬送ライン40上を移動するタグ50aに擬似データを書込むことにより、このタグ50aと必要なデータの交信を行い、搬送ライン40よりも遠くに位置する意図しないタグ50bとの交信を排除する方法について説明するための図である。なお、制御部20が行う一連の処理は、アンテナ13aを介して擬似データを書込み、アンテナ13bを介してデータを読取ることを除いて、図3で説明したフローチャートと同じである。
図7を参照して、タグ50aは、搬送ライン40上を図示する矢印の方向に移動し、ライン位置1、アンテナ13aが設けられるライン位置2、アンテナ13bが設けられるライン位置3を順に通過する。
まず、タグ50aは、搬送ライン40上のライン位置1を通過する。このとき、リーダライタ10とタグ50aとの間でデータの交信は行われない。次に、タグ50aは、搬送ライン40上のライン位置2を通過する。ここで、このライン位置2に設けられるアンテナ13aの先端に隣接して図示した点線の円の内部の領域は、リーダライタ10がタグが備えるメモリの所定領域にデータを書込むことができる領域である。リーダライタ10は、アンテナ13aを介して、この領域内に位置するタグ50aに擬似データを書込む。ここで、リーダライタ10がタグにデータを書込むことができる領域と、交信を所望する領域である搬送ライン40上とが等しくなるように、リーダライタ10の電波の出力を予め設定しておく。こうすることにより、擬似データは、搬送ライン40上を移動してライン位置2を通過するタグ50aにだけ書込まれ、その他の意図しないタグには書込まれない。
次に、タグ50aは、搬送ライン40上のライン位置3を通過する。ここで、このライン位置3に設けられるアンテナ13bの先端に隣接して図示した点線の円の内部の領域は、リーダライタ10がタグからデータを読取ることができる領域である。リーダライタ10は、アンテナ13bを介して、この領域内に位置するタグ50aおよび50bが有するデータを読取る。ここで、図2での説明と同様に、データを読取ることができる領域は、データを書込むことができる領域よりも広い。すなわち、タグ50aからだけでなく、意図しないタグ50bからもデータも読取る。そこで、制御部20のCPU23が、タグ50aおよび50bから読取ったデータに、ライン位置2でアンテナ13aを介して書込んだ擬似データが含まれるか否かを判断する。そして、CPU23は、読取ったデータに書込んだ擬似データが含まれるタグ50aが交信を所望するタグであると判断し、このタグ50aと必要なデータを交信するよう制御する。こうすることにより、交信を所望する領域である搬送ライン40上を移動するタグ50aと必要なデータの交信を行い、意図しないタグ50bとの交信を排除できる。
なお、2つのアンテナ13aおよび13bを介して同じ1つの擬似データを書込み、2つのアンテナ13aおよび13bを介してデータを読取ってもよい。こうすることにより、ダイバーシチの効果が得られる。すなわち、経路差が発生することにより、意図しないタグに間違って擬似データを書込み、かつ同じ意図しないタグからこの擬似データを読取る可能性は、アンテナ1つで書込みと読取りを行う場合よりも低減できる。
なお、搬送ライン40上で上記と同様の工程を複数回実施する場合、隣り合う工程でアンテナを共有することにより、アンテナの総数を低減できる。具体的には、前の工程のアンテナでタグからデータを読取った後、同じアンテナで擬似データを書込むことにより、アンテナの総数を低減できる。
なお、タグ50aが交信を所望するタグであると判断した後で、アンテナ13bを介して、このタグ50aから擬似データを消去してもよい。
図8は、この実施の形態に係る、搬送ライン40上を移動するタグ50aに異なる2つの擬似データを書込むことにより、間違った読取りをより低減できる方法について説明するための図である。なお、リーダライタ10が、ライン位置2に3つ目のアンテナ13cを備えることを除いて、図7で説明した方法と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
図8を参照して、リーダライタ10は、搬送ライン40上を移動してライン位置2を通過するタグ50aが備えるメモリの所定領域にアンテナ13aを介して擬似データを書込む。さらに、アンテナ13aで書込んだ擬似データとは異なる擬似データをアンテナ13cを介して書込む。制御部20のCPU23は、アンテナ13bを介して読取ったデータに、この異なる2つの擬似データが含まれるか否かを判断する。そして、CPU23は、読取ったデータが書込んだ異なる2つの擬似データを含むタグ50aとだけ交信するよう制御する。こうすることにより、1つの擬似データが含まれるか否かを判断する場合と比較して、間違った読取りを行う可能性をより低減できる。
なお、ここでは、リーダライタ10が擬似データを書込むアンテナを2つ備える場合について説明したが、これに限らず、3つ以上であってもよい。こうすることにより、間違った書込みおよび読取りを行う可能性をより低減できる。また、ここでは、リーダライタ10が擬似データを読取るアンテナを1つ備える場合について説明したが、これに限らず、2つ以上であってもよい。このように、擬似データを読取るアンテナを2つ以上設けることで、経路差が発生することにより、間違った読取りを行う可能性をより低減できる。
なお、上記した第1実施および第2実施の形態において、図3で説明した制御部20が行う一連の処理のS02とS03との間に、リーダライタ10の電波の出力を調整するステップを含んでもよく、このステップは、S03でのデータの読取り時において、S01での擬似データの書込み時の電波の出力以上に出力調整する。なお、図5および図6で説明した制御部20が行う一連の処理についても同様である。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の領域内において、あるいは均等の領域内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
この発明に係るRFIDリーダライタは、意図しないタグとの交信を排除できるため、このRFIDリーダライタを用いた通信方法として有利に利用される。
10 リーダライタ、11 送信部、12 受信部、13 アンテナ、20 制御部、21 送信データ生成部、22 受信データ処理部、23 CPU、40 搬送ライン、50 タグ、100 RFIDシステム。

Claims (9)

  1. RFIDリーダライタとRFIDタグとの通信方法であって、
    RFIDリーダライタが、RFIDタグのメモリの所定領域に擬似データを書き込むステップと、
    RFIDリーダライタが、前記所定領域からデータを読み取るステップと、
    RFIDリーダライタが、読取った前記データが前記書込むステップにより書込まれた前記擬似データを含むか否かを判断するステップと、
    RFIDリーダライタが読取った前記データが前記書込むステップにより書込まれた前記擬似データを含むと判断した場合にのみ、前記RFIDタグと必要なデータを交信するステップとを含み、
    前記擬似データを書き込むステップと、データを読み取るステップの間に、RFIDリーダライタの電波の出力調整するステップをさらに有し、
    前記出力調整するステップは、データを読み取るステップにおいて、擬似データを書き込むステップの電波の出力以上に出力調整する、通信方法。
  2. 前記擬似データは有効時間情報を含み、
    前記RFIDリーダライタが、前記擬似データを含むか否かを判断するステップは、前記擬似データが有効時間内であるか否かを判断する、請求項1に記載の通信方法。
  3. 前記RFIDリーダライタは、1つのアンテナを有し、
    前記アンテナで前記RFIDタグと通信できる所定の場所において、前記RFIDタグと交信を行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の通信方法。
  4. 前記RFIDリーダライタは、前記擬似データを書き込む第一のアンテナと前記データを読み取るための第二のアンテナを有し、
    前記書き込むステップは、前記第一のアンテナを用いて前記RFIDタグのメモリの所定領域に前記擬似データを書き込み、
    前記読み取るステップは、前記第二のアンテナの通信領域に前記RFIDタグが移動してきたときに、前記第二のアンテナを用いて、RFIDタグのメモリからのデータを読み取り、
    前記交信するステップは、前記第二のアンテナを用いてRFIDタグと交信することを特徴とする請求項1または2に記載の通信方法。
  5. 前記RFIDリーダライタは、前記読取りステップで前記RFIDタグから読取った前記擬似データを消去するステップをさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の通信方法。
  6. 前記擬似データは前記書き込むステップを実行した時間を起点とした時間情報を含む、請求項1〜5のいずれかに記載の通信方法。
  7. 前記時間情報は前記擬似データの前記書き込むステップを実行した時間からの有効時間を示す、請求項6に記載の通信方法。
  8. 前記RFIDリーダライタが、前記RFIDタグのメモリの所定領域に擬似データが書き込まれていると判断した後、当該判断した時刻が有効時間以内であることを条件に、前記必要なデータを交信するステップを実行する請求項7に記載の通信方法。
  9. RFIDタグとデータを交信するアンテナと、
    前記アンテナを介してRFIDタグに擬似データを書込む書込み手段と、
    前記アンテナを介してRFIDタグから擬似データを読取る読取り手段と、
    読取った前記データが前記書込み手段により書込まれた前記擬似データを含むか否かを判断する判断手段と、
    RFIDリーダライタが読取った前記データが前記書込み手段により書込まれた前記擬似データを含むと判断した場合にのみ、前記RFIDタグと必要なデータを交信するよう、前記書込み手段と前記読取り手段とを制御する制御手段とを含み、
    前記制御手段は、前記書込み手段によって前記擬似データを書き込み、前記読取手段によってデータを読み取る間に、電波のアンテナの出力を調整し、前記出力の調整は、前記読取手段によってデータを読み取るときに、前記書込み手段によって擬似データを書き込む電波の出力以上に出力調整する、RFIDリーダライタ。
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