JP6357999B2 - RFID tag reader - Google Patents
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Description
本発明は、RFIDタグに記憶されている情報を読み取るRFIDタグ読取装置に関するものである。 The present invention relates to an RFID tag reader that reads information stored in an RFID tag.
現在、管理対象となる各物品のそれぞれにRFIDタグが付され、このRFIDタグをRFIDタグ読取装置にて読み取ることで、各物品の管理状況等を容易に把握でき、各物品の管理の効率化を図っている。このような管理状態では、複数の物品が収納された棚等から、特定の物品をその物品に付されたRFIDタグを利用して探索するといった要求がある。 At present, each article to be managed is attached with an RFID tag. By reading this RFID tag with an RFID tag reader, the management status of each article can be easily grasped, and the management of each article is made more efficient. I am trying. In such a management state, there is a request to search for a specific article from a shelf or the like in which a plurality of articles are stored using an RFID tag attached to the article.
このようなRFIDタグを利用した探索を可能とするRFIDタグ読取装置として、例えば、特許文献1に開示されるリーダライタが知られている。このリーダライタは、作業者が指定したID番号を有するRFIDタグを探索するにあたり、制御回路は、送信部より質問電波を送信し、受信部によりRFIDタグからの応答信号を受信することに基づいて、通信エリア内に存在する全てのRFIDタグの情報を読取る。その通信エリア内に目的とするRFIDタグが存在した場合には、その旨が表示されるとともに自動で通信エリアが縮小され、RFIDタグが存在しない場合には、リーダライタの位置を変更して再度読み取り作業を促すための表示がなされる。そして、通信エリアの縮小やリーダライタの位置変更を促す表示が繰り返されることで目的とするRFIDタグのみが読み取られる状態になると、制御回路による探索が終了する。 For example, a reader / writer disclosed in Patent Document 1 is known as an RFID tag reading apparatus that enables a search using such an RFID tag. When this reader / writer searches for an RFID tag having an ID number designated by an operator, the control circuit transmits an interrogation radio wave from the transmission unit and receives a response signal from the RFID tag by the reception unit. The information of all RFID tags existing in the communication area is read. If the target RFID tag exists in the communication area, this is displayed and the communication area is automatically reduced. If the RFID tag does not exist, the position of the reader / writer is changed and A display for prompting the reading operation is made. When the display for prompting the reduction of the communication area and the position change of the reader / writer is repeated, the search by the control circuit ends when only the target RFID tag is read.
ところで、上述のようにRFIDタグを探索する構成では、RFIDタグを読み取り可能な通信エリアを、読取処理の結果等に応じて徐々に縮小させる必要がある。このように通信エリアを徐々に縮小させるため、所望のRFIDタグを発見するまでに多大な時間がかかる可能性があり、所望のRFIDタグを効率的に発見できないという問題がある。 By the way, in the configuration for searching for an RFID tag as described above, it is necessary to gradually reduce the communication area in which the RFID tag can be read in accordance with the result of the reading process. As described above, since the communication area is gradually reduced, it may take a long time to find a desired RFID tag, and there is a problem that a desired RFID tag cannot be found efficiently.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、RFIDタグを効率的に探索可能なRFIDタグ読取装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an RFID tag reader capable of efficiently searching for an RFID tag.
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明は、RFIDタグ(50)に記憶されている情報を読み取るRFIDタグ読取装置(10)であって、所定の送信条件に対応する送信パラメータにて電波を送信する送信手段(30)と、前記送信手段からの送信電波に応じて前記RFIDタグから送信される応答信号を受信する受信手段(30)と、前記応答信号の受信信号強度を算出する算出手段(21)と、前記受信信号強度および前記送信パラメータに基づいて前記RFIDタグまでの距離を推定する距離推定手段(21)と、前記距離推定手段により推定された距離に基づく制御を行う制御手段(21)と、を備え、前記距離推定手段は、前記受信信号強度および前記送信パラメータに加えて前記RFIDタグの種類として、RFIDタグの感度、タグ変換損失及びタグアンテナ利得の少なくともいずれか1つに基づいて、前記RFIDタグまでの距離を推定し、前記RFIDタグの種類は、前記受信手段により受信した前記応答信号から取得されることを特徴とする。
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the claims is an RFID tag reader (10) for reading information stored in an RFID tag (50), which is subject to predetermined transmission conditions. A transmission means (30) for transmitting radio waves with corresponding transmission parameters, a reception means (30) for receiving a response signal transmitted from the RFID tag in response to a transmission radio wave from the transmission means, and the response signal A calculation means (21) for calculating received signal strength, a distance estimation means (21) for estimating a distance to the RFID tag based on the received signal strength and the transmission parameter, and a distance estimated by the distance estimation means and control means for performing control based on the (21), wherein the distance estimating means, the species of the RFID tag in addition to the received signal strength and the transmission parameter As described above, the distance to the RFID tag is estimated based on at least one of RFID tag sensitivity, tag conversion loss, and tag antenna gain, and the type of the RFID tag is the response signal received by the receiving unit. It is obtained from and wherein Rukoto.
In addition, the code | symbol in each said parenthesis shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
請求項1の発明では、所定の送信条件に対応する送信パラメータにて電波が送信手段により送信されると、この送信電波に応じてRFIDタグから送信される応答信号が受信手段により受信される。そして、応答信号の受信信号強度が算出手段により算出されると、この受信信号強度および送信パラメータに基づいて、距離推定手段によりRFIDタグまでの距離が推定される。 According to the first aspect of the present invention, when a radio wave is transmitted by the transmission means using a transmission parameter corresponding to a predetermined transmission condition, a response signal transmitted from the RFID tag in response to the transmission radio wave is received by the reception means. When the received signal strength of the response signal is calculated by the calculating means, the distance to the RFID tag is estimated by the distance estimating means based on the received signal strength and the transmission parameter.
送信パラメータ(送信条件)、例えば、アンテナ利得や送信出力等が一定であると、応答信号の受信信号強度がRFIDタグまでの距離に応じて変化する。すなわち、受信信号強度と送信パラメータとに基づいてRFIDタグまでの距離を推定できるので、探索すべき所望のRFIDタグを、そのRFIDタグまでの距離を利用して探索することで、所望のRFIDタグを効率的に探索することができる。 When the transmission parameter (transmission condition), for example, the antenna gain and the transmission output are constant, the received signal strength of the response signal changes according to the distance to the RFID tag. That is, since the distance to the RFID tag can be estimated based on the received signal strength and the transmission parameter, the desired RFID tag to be searched is searched by using the distance to the RFID tag. Can be efficiently searched.
さらに、距離推定手段により、受信信号強度および送信パラメータに加えてRFIDタグの種類として、RFIDタグの感度、タグ変換損失及びタグアンテナ利得の少なくともいずれか1つに基づいて、RFIDタグまでの距離が推定される。RFIDタグの感度(以下、タグ感度ともいう)やタグ変換損失、タグアンテナ利得等に応じて受信信号強度が多少変化するため、RFIDタグの種類をも加味してRFIDタグまでの距離を推定することで、推定精度を向上させることができる。 Further , the distance estimation means determines the distance to the RFID tag based on at least one of the RFID tag sensitivity, tag conversion loss, and tag antenna gain as the RFID tag type in addition to the received signal strength and the transmission parameter. Estimated . Since the received signal strength varies slightly depending on the sensitivity of the R FID tag (hereinafter also referred to as tag sensitivity), tag conversion loss, tag antenna gain, etc., the distance to the RFID tag is estimated by taking the RFID tag type into account. By doing so, estimation accuracy can be improved.
特に、RFIDタグの種類は、受信手段により受信した応答信号から取得されるため、RFIDタグの種類を予め取得するための入力作業等をなくすことができる。 In particular , since the type of the RFID tag is acquired from the response signal received by the receiving means, it is possible to eliminate an input operation for acquiring the type of the RFID tag in advance.
請求項2の発明では、距離推定手段により、算出手段による算出結果を移動平均により平滑化して得られる受信信号強度を用いて、RFIDタグまでの距離が推定される。このように、移動平均により平滑化して受信信号強度を得ることで、受信信号強度が比較的ばらつきやすい作業環境等であっても受信信号強度を高精度に算出することができ、RFIDタグまでの距離の推定精度を向上させることができる。 In the second aspect of the invention, the distance estimation unit estimates the distance to the RFID tag using the received signal strength obtained by smoothing the calculation result of the calculation unit by the moving average. In this way, by smoothing the moving average to obtain the received signal strength, the received signal strength can be calculated with high accuracy even in a work environment where the received signal strength is relatively variable. The distance estimation accuracy can be improved.
請求項3の発明では、距離推定手段による推定距離が所定値以下になることで受信手段の受信感度が高くなるように調整されると、調整後の受信感度で受信された応答信号の受信信号強度が算出手段により再度算出される。そして、算出手段により再度算出された受信信号強度を用いて、RFIDタグまでの距離が距離推定手段により推定される。 In the invention of claim 3, when the estimated distance by the distance estimating means is adjusted to be lower than a predetermined value so that the receiving sensitivity of the receiving means is increased, the received signal of the response signal received with the adjusted receiving sensitivity The intensity is calculated again by the calculating means. Then, the distance to the RFID tag is estimated by the distance estimation unit using the received signal strength calculated again by the calculation unit.
通信可能な最大距離(以下、最大通信距離ともいう)に対して距離推定手段による推定距離が十分に小さい場合には、受信手段の受信感度を高くして(パワーレベルを低くして)最大通信距離を小さくすることで、受信信号強度の算出精度を高めることができる。そこで、推定距離が所定値以下になるような状況では、受信感度を高くした状態で再度受信信号強度を算出することで、受信信号強度の算出精度を高めて、RFIDタグまでの距離の推定精度を向上させることができる。 When the estimated distance by the distance estimation means is sufficiently small relative to the maximum communicable distance (hereinafter also referred to as the maximum communication distance), the reception sensitivity of the reception means is increased (the power level is lowered) for maximum communication. By reducing the distance, the calculation accuracy of the received signal strength can be increased. Therefore, in situations where the estimated distance is less than or equal to a predetermined value, the received signal strength is calculated again with the reception sensitivity increased, thereby improving the received signal strength calculation accuracy and the estimated accuracy of the distance to the RFID tag. Can be improved.
[第1実施形態]
以下、本発明に係るRFIDタグ読取装置を具現化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係るRFIDタグ読取装置10の構成概要を示す図であり、図1(A)は正面図、図1(B)は側面図である。図2は、RFIDタグ読取装置10の電気的構成を例示するブロック図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment in which an RFID tag reader according to the present invention is embodied will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are diagrams showing an outline of the configuration of an RFID
図1(A),(B)に示すRFIDタグ読取装置10は、ユーザによって携帯されて様々な場所で用いられる携帯型の情報端末として構成されており、アンテナを介して送受信される電波を媒介としてRFIDタグ(無線タグ)50に記憶されている情報を読み取る無線タグリーダとしての機能に加えて、バーコードや二次元コードなどの情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能を兼ね備え、読み取りを二方式で行いうる構成となっている。
An
図1(A),(B)に示すように、RFIDタグ読取装置10は、ABS樹脂等の合成樹脂材料により形成される上側ケース11aおよび下側ケース11bが組み付けられて構成される長手状の筐体11によって外郭が形成されている。また、上側ケース11aには、所定の情報を入力する際に操作されるファンクションキーおよびテンキー等のキー操作部25や、所定の情報を表示するための表示部24等が配置されている。また、下側ケース11bには、下方に向けて開口する読取口12が形成されている。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the
図2(A)に示すように、RFIDタグ読取装置10の筐体11内には、RFIDタグ読取装置10全体を制御する制御部21が設けられている。この制御部21は、マイコンを主体として構成されるものであり、CPU、システムバス、入出力インタフェース等を有し、メモリ22とともに情報処理装置を構成している。また、制御部21には、LED23、表示部24、キー操作部25、バイブレータ26、ブザー27、外部インタフェース28などが接続されている。
As shown in FIG. 2A, a
キー操作部25は、制御部21に対して操作信号を与える構成をなしており、制御部21は、この操作信号を受けて操作信号の内容に応じた動作を行う。また、LED23、表示部24、バイブレータ26およびブザー27は、制御部21によって制御される構成をなしており、それぞれ、制御部21からの指令を受けて動作する。外部インタフェース28は、外部機器等との間でのデータ通信を行うためのインタフェースとして構成されており、制御部21と協働して通信処理を行う構成をなしている。また、筐体11内には、電源部29が設けられており、この電源部29やバッテリ29aによって制御部21や各種電気部品に電力が供給されるようになっている。
The
また、制御部21には、無線タグ処理部30および情報コード読取部40が接続されている。
無線タグ処理部30は、アンテナ34および制御部21と協働してRFIDタグ50との間で電磁波による通信を行ない、RFIDタグ50に記憶されるデータの読取り、或いはRFIDタグ50に対するデータの書込みを行なうように機能するものである。この無線タグ処理部30は、公知の電波方式で伝送を行う回路として構成されており、図2(B)にて概略的に示すように、送信回路31、受信回路32、整合回路33などを有している。
In addition, a wireless
The wireless
送信回路31は、キャリア発振器、符号化部、増幅器、送信部フィルタ、変調部などによって構成されており、キャリア発振器から所定の周波数のキャリア(搬送波)が出力される構成をなしている。また、符号化部は、制御部21に接続されており、当該制御部21より出力される送信データを符号化して変調部に出力している。変調部は、キャリア発振器からのキャリア(搬送波)、及び符号化部からの送信データが入力される部分であり、キャリア発振器より出力されるキャリア(搬送波)に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号化部より出力される符号化された送信符号(変調信号)によってASK(Amplitude Shift Keying)変調された被変調信号を生成し、増幅器に出力している。増幅器は、入力信号(変調部によって変調された被変調信号)を所定のゲインで増幅し、その増幅信号を送信部フィルタに出力しており、送信部フィルタは、増幅器からの増幅信号をフィルタリングした送信信号を、整合回路33を介してアンテナ34に出力している。このようにしてアンテナ34に送信信号が出力されると、その送信信号が送信電波として当該アンテナ34より外部に放射される。なお、無線タグ処理部30は、所定の送信条件に対応する送信パラメータにて電波を送信する「送信手段」の一例に相当し得る。
The
一方、アンテナ34によって受信された応答信号は、整合回路33を介して受信回路32に入力される。この受信回路32は、受信部フィルタ、増幅器、復調部、二値化処理部、複号化部などによって構成されており、アンテナ34を介して受信された応答信号を受信部フィルタによってフィルタリングした後、増幅器によって増幅し、その増幅信号を復調部によって復調する。そして、その復調された信号波形を二値化処理部によって二値化し、復号化部にて復号化した後、その復号化された信号を受信データとして制御部21に出力している。なお、無線タグ処理部30は、RFIDタグ50から送信される応答信号を受信する「受信手段」の一例に相当し得る。
On the other hand, the response signal received by the
ここで、RFIDタグ読取装置10の読取対象となるRFIDタグ50について、図3を参照して説明する。なお、図3は、RFIDタグ50の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。
図3に示すように、RFIDタグ50は、アンテナ51,電源回路52,復調回路53,制御回路54,メモリ55,変調回路56などによって構成されている。電源回路52は、アンテナ51を介して受信したRFIDタグ読取装置10からの送信信号(キャリア信号)を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源を、制御回路54をはじめとする各構成要素に供給している。
Here, the
As shown in FIG. 3, the
また、復調回路53は、送信信号(キャリア信号)に重畳されているデータを復調して制御回路54に出力している。メモリ55は、ROM,EEPROM等の各種半導体メモリによって構成されており、制御プログラムやRFIDタグ50を識別するための識別情報(タグID)、或いはRFIDタグ50の用途に応じたデータなどが記憶されている。制御回路54は、メモリ55から上記情報やデータを読み出し、それを送信データとして変調回路56に出力する構成をなしており、変調回路56は、応答信号(キャリア信号)を当該送信データで負荷変調してアンテナ51から反射波として送信するように構成されている。
The
情報コード読取部40は、情報コードを光学的に読み取るように機能するもので、図2(C)に示すように、CCDエリアセンサからなる受光センサ43、結像レンズ42、複数個のLEDやレンズ等から構成される照明部41などを備えた構成をなしており、制御部21と協働して読取対象Rに付された情報コードC(バーコードや二次元コード)を読み取るように機能する。
The information
この情報コード読取部40によって読み取りを行う場合、まず、制御部21によって指令を受けた照明部41から照明光Lfが出射され、この照明光Lfが読取口12を通って読取対象Rに照射される。そして、照明光Lfが情報コードCにて反射した反射光Lrは読取口12を通って装置内に取り込まれ、結像レンズ42を通って受光センサ43に受光される。読取口12と受光センサ43との間に配される結像レンズ42は、情報コードCの像を受光センサ43上に結像させる構成をなしており、受光センサ43はこの情報コードCの像に応じた受光信号を出力する。受光センサ43から出力された受光信号は、画像データとしてメモリ22(図2(A))に記憶され、情報コードCに含まれる情報を取得するためのデコード処理に用いられるようになっている。なお、情報コード読取部40には、受光センサ43からの信号を増幅する増幅回路や、その増幅された信号をデジタル信号に変換するAD変換回路等が設けられているがこれらの回路については図示を省略している。
When reading is performed by the information
次に、RFIDタグ読取装置10の制御部21にて実行されるタグ探索処理について、図4〜図8を参照して説明する。図4は、無線タグ処理部30とRFIDタグ50との通信状態を説明する説明図である。図5は、通信距離XとRSSI値との関係を示すグラフである。図6は、通信距離XとRSSI値との関係を示す図表である。図7は、制御部21によるタグ探索処理の流れを例示するフローチャートである。図8は、図7におけるRSSI値算出処理の流れを例示するフローチャートである。
Next, tag search processing executed by the
複数の物品が収納された棚等から、特定の物品をその物品に付されたRFIDタグ50を利用して探索する際、そのRFIDタグ50までの距離を推定することで、特定の物品を容易に探索することができる。そこで、本実施形態では、制御部21にて実行されるタグ探索処理により、図4に示すように、RFIDタグ50に向けて送信電波が送信される際の所定の送信条件と、RFIDタグ50から受信した応答信号(バックスキャンター)の受信信号強度(RSSI:dBm)とに応じて、当該RFIDタグ50までの推定距離(以下、通信距離Xともいう)を推定し、この推定された通信距離Xに基づいて特定の物品を探索する。
When searching for a specific item using a
例えば、タグ感度が−16.7dB、タグ変換損失が−9dB、タグアンテナ利得が−5dBiである種類のRFIDタグ50を探索対象とし、上記所定の送信条件に対応する送信パラメータとして、RFIDタグ読取装置10のアンテナ利得(以下、RWアンテナ利得ともいう)が0.2dBi、無線タグ処理部30の内部損失(以下、受信部内部損失ともいう)が−10dBであるRFIDタグ読取装置10を用いて、送信電波の周波数が919.2MHz、送信出力が29.4dBmにて送信電波が送信される場合、通信距離XとRSSI値との間には、図5および図6に示すような関係が成立する。
For example, an
上述した図5および図6に示すRSSI推定値は、以下に示す式(1)〜(3)に基づいて、通信距離Xを変数として算出されたものである。
RSSI推定値=タグ受信電力+タグ変換損失+タグアンテナ利得−空間損失
+RWアンテナ利得+受信部内部損失 ・・・(1)
タグ受信電力=送信出力+タグアンテナ利得−空間損失+RWアンテナ利得・・・(2)
空間損失=−20log(4π×通信距離X/λ) ・・・(3)
ここで、空間損失(スパンロス,電波伝搬損失)を求める式(3)にて示すλは、送信電波の波長であり、送信電波の周波数から求められるものである。
なお、図5および図6から、実際にRSSI値を実測したRSSI実測値とRSSI推定値とは誤差が小さく、特に最大通信距離Xm近傍においては、ほぼ一致していることがわかる。なお、最大通信距離Xmは、RFIDタグ読取装置10の通信性能等に応じて決まっている固有値である。
The RSSI estimated values shown in FIGS. 5 and 6 described above are calculated using the communication distance X as a variable based on the following equations (1) to (3).
RSSI estimated value = tag received power + tag conversion loss + tag antenna gain-space loss
+ RW antenna gain + receiver internal loss (1)
Tag reception power = transmission output + tag antenna gain-space loss + RW antenna gain (2)
Space loss = −20 log (4π × communication distance X / λ) (3)
Here, λ shown in Expression (3) for obtaining the space loss (span loss, radio wave propagation loss) is the wavelength of the transmission radio wave, and is obtained from the frequency of the transmission radio wave.
5 and 6, it can be seen that the RSSI actually measured value obtained by actually measuring the RSSI value and the RSSI estimated value have small errors, and in particular, in the vicinity of the maximum communication distance Xm. The maximum communication distance Xm is an eigenvalue determined according to the communication performance of the
そして、式(1)を利用せずに、RFIDタグ50からの応答信号の受信信号強度としてRSSI値を直接算出することができる。そのため、タグ種類を特定して所定の送信条件を一定にすると、算出されたRSSI値(RSSI算出値)から通信距離Xを推定することができる。例えば、図5および図6に例示する条件では、RSSI算出値が−70dBと直接算出されると、通信距離Xがおよそ2.5mであると推定することができる。そこで、本実施形態では、タグ種類および送信条件をパラメータとしてそのパラメータごとにRSSI算出値と通信距離Xとの関係式等(例えば、マッピングデータ)に相当する情報が予めメモリ22等に記憶されており、この関係式等からRSSI算出値に基づいて通信距離Xが推定される。
Then, the RSSI value can be directly calculated as the received signal strength of the response signal from the
このようにRSSI算出値から通信距離Xを推定する推定方法を利用して当該RFIDタグ50を探索するタグ探索処理について、図7および図8に示すフローチャートを参照して詳述する。なお、探索対象のRFIDタグ50を特定するためのタグID等の特定情報は予め入力されているものとする。
A tag search process for searching for the
キー操作部25に対して所定の操作がなされることで、制御部21によりタグ探索処理が開始されると、図7のステップS101に示すタグ種類特定処理がなされる。この処理では、まず通信可能な複数のRFIDタグ50から上記特定情報に基づいて探索対象のRFIDタグ50(以下、探索対象タグ50ともいう)が抽出され、この探索対象タグ50と通信することで取得した情報から当該探索対象タグ50のタグ種類(タグ感度,タグ変換損失,タグアンテナ利得等)が特定される。
When a tag search process is started by the
次に、ステップS103に示す送信出力設定処理がなされる。この処理では、探索対象タグ50に対して送信電波を所定の周波数にて送信する際の送信出力(パワーレベル)が予め決められた値(例えば、パワーレベルでLv20)に設定される。
Next, the transmission output setting process shown in step S103 is performed. In this process, the transmission output (power level) when transmitting the transmission radio wave to the
続いて、ステップS105に示すRSSI値算出処理がなされる。RSSI値は、そのRFIDタグ読取装置10が用いられる作業環境によって比較的ばらつきやすい値であるため、このRSSI値算出処理では、RSSI値に関する変化量Yを算出して、この変化量Yに応じてRSSI値の算出に利用する移動平均方法が選択される。なお、上記ステップS105に示す処理および後述するステップS115に示す処理を実行する制御部21は、「算出手段」の一例に相当し得る。
Subsequently, RSSI value calculation processing shown in step S105 is performed. Since the RSSI value is a value that is relatively easy to vary depending on the work environment in which the
具体的には、まず、図8のステップS201に示す変化量Y算出処理がなされる。この処理では、上述のように設定された一定の送信条件のもと、単位時間Δ(例えば、20ms)のうちに連続して探索対象タグ50を読み取って、2つのRSSI値(R(t−Δ),R(t−2Δ))が直接算出され、以下の式(4)に基づいて、RSSI値の変化量Yが算出される。
Y=|R(t−Δ)−R(t−2Δ)|/Δ ・・・(4)
ここで、R(t−Δ)は、時刻t−ΔでのRSSI値を示し、R(t−2Δ)は、時刻t−2ΔでのRSSI値を示す。
Specifically, first, the change amount Y calculation process shown in step S201 of FIG. 8 is performed. In this process, the
Y = | R (t−Δ) −R (t−2Δ) | / Δ (4)
Here, R (t−Δ) indicates an RSSI value at time t−Δ, and R (t−2Δ) indicates an RSSI value at time t−2Δ.
続いて、ステップS203に示す判定処理にて、変化量Yが所定の変化量閾値Z未満であるか否かについて判定される。ここで、変化量Yが変化量閾値Z未満であれば、RSSI値が比較的ばらつきにくい作業環境にてRFIDタグ読取装置10が使用されているものとして、ステップS203にてYesと判定される。
Subsequently, in the determination process shown in step S203, it is determined whether or not the change amount Y is less than a predetermined change amount threshold Z. Here, if the change amount Y is less than the change amount threshold Z, it is determined as Yes in step S203, assuming that the
この場合には、ステップS205に示すn=5での平均値算出処理がなされる。この処理では、上述のように設定された一定の送信条件のもと、再び探索対象タグ50を5回連続で読み取ることで5個のRSSI値が直接算出され、これら5個のRSSI値を移動平均により平滑化することでRSSI算出値が算出される。
In this case, the average value calculation process at n = 5 shown in step S205 is performed. In this process, five RSSI values are directly calculated by reading the
一方、変化量Yが変化量閾値Z以上であると、RSSI値が比較的ばらつきやすい作業環境にてRFIDタグ読取装置10が使用されているものとして、ステップS203にてNoと判定される。この場合には、ステップS207に示すn=50での平均値算出処理がなされる。この処理では、上述のように設定された一定の送信条件のもと、再び探索対象タグ50を50回連続で読み取ることで50個のRSSI値が直接算出され、これら50個のRSSI値を移動平均により平滑化することでRSSI算出値が算出される。
On the other hand, if the change amount Y is greater than or equal to the change amount threshold Z, it is determined No in step S203, assuming that the
なお、上述した平均値算出処理では、ステップS205にて5個から算出するかステップS207にて50個から算出することに限らず、ステップS207にて移動平均に用いる個数がステップS205にて移動平均に用いる個数よりも大きくなればよい。これにより、RSSI値が比較的ばらつきにくい作業環境(S203でYes)では処理速度向上を優先させ、比較的ばらつきやすい作業環境(S203でNo)では平均値の算出精度の低下を抑制することができる。 In the average value calculation process described above, the number used for the moving average in step S207 is not limited to calculating from five in step S205 or from 50 in step S207. It is sufficient that the number is larger than the number used in the above. As a result, in the work environment in which the RSSI value is relatively difficult to vary (Yes in S203), priority is given to the improvement of the processing speed, and in the work environment in which the RSSI value is relatively variable (No in S203), a decrease in the average value calculation accuracy can be suppressed. .
ステップS205またはステップS207にてRSSI算出値が算出されると、図7のステップS107にて通信距離推定処理がなされる。この処理では、ステップS101にて特定されたタグ種類とステップS103にて設定された送信出力等に対応してメモリ22等に予め記憶される上記関係式等から、上述のように算出されたRSSI算出値に基づいて通信距離Xが算出されて推定される。なお、上記ステップS107に示す処理および後述するステップS117に示す処理を実行する制御部21は、「距離推定手段」の一例に相当し得る。
When the RSSI calculation value is calculated in step S205 or step S207, communication distance estimation processing is performed in step S107 of FIG. In this process, the RSSI calculated as described above is based on the tag type specified in step S101 and the relational expression stored in advance in the
続いて、ステップS109に示す報知処理がなされる。この処理では、上述のように推定された通信距離Xに関する情報が表示部24の表示画面に表示されて報知される。これにより、この表示を見た作業者は、探索対象タグ50までの距離、すなわち、探索対象の物品までの距離を把握することができる。なお、上記ステップS109に示す処理および後述するステップS119に示す処理を実行する制御部21は、推定された距離に基づく制御を行う「制御手段」の一例に相当し得る。
Subsequently, a notification process shown in step S109 is performed. In this process, information on the communication distance X estimated as described above is displayed on the display screen of the
そして、ステップS111に示す判定処理にて、推定された通信距離Xが所定の距離閾値Xo以下であるか否かについて判定される。ここで、距離閾値Xoは、最大通信距離Xmに対して十分に小さな値(例えば、最大通信距離Xmの1/4の値)に設定されており、推定された通信距離Xが距離閾値Xoよりも大きければ(S111でNo)、上記ステップS105からの処理が繰り返される。 And it is determined by the determination process shown to step S111 whether the estimated communication distance X is below the predetermined distance threshold value Xo. Here, the distance threshold value Xo is set to a sufficiently small value with respect to the maximum communication distance Xm (for example, a value that is ¼ of the maximum communication distance Xm), and the estimated communication distance X is greater than the distance threshold value Xo. Is larger (No in S111), the processing from step S105 is repeated.
一方、表示画面の報知情報を見た作業者が探索対象の物品に向けて移動することで、推定された通信距離Xが小さくなって所定の距離閾値Xo以下になると(S111でYes)、ステップS113に示す送信出力調整処理がなされる。この処理では、上記ステップS103にて設定された送信出力(パワーレベル)がより低い値(例えば、パワーレベルでLv5)に調整(変更)される。最大通信距離Xmに対して算出された通信距離Xが十分に小さい場合には(S111でYes)、無線タグ処理部30の受信感度を高く調整して(パワーレベルを低くして)最大通信距離Xmを小さくすることで、RSSI値の算出精度を高めることができるからである。なお、上記ステップS113に示す処理を実行する制御部21は、受信感度を調整可能な「調整手段」の一例に相当し得る。
On the other hand, when the estimated communication distance X becomes smaller than the predetermined distance threshold value Xo when the worker who has seen the notification information on the display screen moves toward the search target article (Yes in S111), step The transmission output adjustment process shown in S113 is performed. In this process, the transmission output (power level) set in step S103 is adjusted (changed) to a lower value (for example, Lv5 at the power level). When the communication distance X calculated with respect to the maximum communication distance Xm is sufficiently small (Yes in S111), the maximum communication distance is adjusted by increasing the reception sensitivity of the wireless tag processing unit 30 (lowering the power level). This is because the accuracy of calculating the RSSI value can be increased by reducing Xm. The
このように送信出力(パワーレベル)がより低い値に調整されると、ステップS115に示すRSSI値算出処理がなされる。この処理では、上記ステップS105でのRSSI値算出処理と同様に、図8のステップS201に示す変化量Y算出処理以降の処理がなされ、上述のように調整された送信条件のもと、直接算出された複数個のRSSI値からRSSI算出値が再算出される。 When the transmission output (power level) is adjusted to a lower value in this way, RSSI value calculation processing shown in step S115 is performed. In this process, similarly to the RSSI value calculation process in step S105, the process after the change amount Y calculation process shown in step S201 of FIG. 8 is performed, and the direct calculation is performed under the transmission conditions adjusted as described above. The RSSI calculated value is recalculated from the plurality of RSSI values.
そして、ステップS117に示す通信距離推定処理にて、ステップS101にて特定されたタグ種類とステップS113にて調整された送信出力等に対応してメモリ22等に予め記憶される上記関係式等から、上述のように算出されたRSSI算出値に基づいて通信距離Xが算出されて推定される。
Then, in the communication distance estimation process shown in step S117, from the relational expression etc. stored in advance in the
続いて、ステップS119に示す報知処理がなされ、上述のように推定された通信距離Xに関する情報が表示部24の表示画面に表示されて報知される。そして、探索対象の物品の発見等により作業者が終了用の操作をするまでステップS121にてNoと判定されて、上記ステップS115からの処理が繰り返される。
Subsequently, a notification process shown in step S119 is performed, and information on the communication distance X estimated as described above is displayed on the display screen of the
以上説明したように、本実施形態に係るRFIDタグ読取装置10では、所定の送信条件に対応する送信パラメータにて電波が送信されると、この送信電波に応じてRFIDタグ50から送信される応答信号が受信される。そして、応答信号のRSSI値(受信信号強度)が算出されると、このRSSI値および送信パラメータに基づいて、RFIDタグ50までの距離(通信距離X)が推定される。
As described above, in the RFID
このように、RSSI値と送信パラメータとに基づいてRFIDタグ50までの距離を推定できるので、探索すべき所望のRFIDタグ50を、そのRFIDタグ50までの距離(通信距離X)を利用して探索することで、所望のRFIDタグ50を効率的に探索することができる。
As described above, since the distance to the
また、RSSI値および送信パラメータに加えてRFIDタグの種類に基づいて、RFIDタグ50までの距離(通信距離X)が推定される。RFIDタグ50の種類(タグ感度,タグ変換損失,タグアンテナ利得等)に応じてRSSI値が多少変化するため、RFIDタグ50の種類をも加味してRFIDタグ50までの距離(通信距離X)を推定することで、推定精度を向上させることができる。
In addition to the RSSI value and the transmission parameter, the distance to the RFID tag 50 (communication distance X) is estimated based on the type of the RFID tag. Since the RSSI value varies somewhat depending on the type of RFID tag 50 (tag sensitivity, tag conversion loss, tag antenna gain, etc.), the distance to the RFID tag 50 (communication distance X) is also considered in consideration of the type of
さらに、RFIDタグ50の種類は、受信した応答信号から取得されるため(S101)、RFIDタグ50の種類を予め取得するための入力作業等をなくすことができる。なお、RFIDタグ50の種類を予め特定可能な場合には、RFIDタグ50の種類を予め入力することで、上記ステップS101における処理を省略してもよい。
Furthermore, since the type of the
さらにまた、RSSI値算出処理(S105,S115)では、RSSI値の算出結果を移動平均により平滑化して得られるRSSI算出値を用いて、RFIDタグ50までの距離(通信距離X)が推定される。このように、移動平均により平滑化してRSSI算出値を得ることで、RSSI値が比較的ばらつきやすい作業環境等であってもRSSI値を高精度に算出することができ、RFIDタグ50までの距離の推定精度を向上させることができる。
Furthermore, in the RSSI value calculation process (S105, S115), the distance (communication distance X) to the
特に、推定されたRFIDタグ50までの距離(通信距離X)が所定の距離閾値Xo以下になることで受信感度が高くなる(パワーレベルが低くなる)ように調整されると(S111でYes)、調整後の受信感度で受信された応答信号のRSSI値が再度算出される。そして、再度算出されたRSSI値を用いて、RFIDタグ50までの距離が推定される。
In particular, when the estimated distance to the RFID tag 50 (communication distance X) is equal to or less than a predetermined distance threshold value Xo, the reception sensitivity is adjusted to be high (the power level is low) (Yes in S111). The RSSI value of the response signal received with the adjusted reception sensitivity is calculated again. Then, the distance to the
このように、推定されたRFIDタグ50までの距離が所定の距離閾値Xo以下になるような状況では、受信感度を高くした状態で再度RSSI値を算出することで、RSSI値の算出精度を高めて、RFIDタグ50までの距離の推定精度を向上させることができる。
As described above, in a situation where the estimated distance to the
[他の実施形態]
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよい。
(1)上記RSSI値算出処理(S105,S115)では、変化量Yを考慮することなく常に同じ個数のRSSI値を算出してこれらの算出結果を移動平均により平滑化することでRSSI算出値を算出してもよい。また、上記RSSI値算出処理では、RSSI算出値を移動平均を用いて算出することに限らず、他の平均方法を用いて算出してもよい。また、上記RSSI値算出処理では、RSSI値がばらつきにくい作業環境にて使用される場合には、平均を用いることなく1回の読み取りで直接算出されるRSSI値をRSSI算出値としてもよい。
[Other Embodiments]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, you may actualize as follows.
(1) In the RSSI value calculation process (S105, S115), the RSSI calculated value is obtained by always calculating the same number of RSSI values without considering the change amount Y and smoothing these calculation results by a moving average. It may be calculated. Moreover, in the said RSSI value calculation process, you may calculate not only using a moving average but calculating another RSSI value using another average method. Further, in the RSSI value calculation process, when used in a work environment in which the RSSI value is unlikely to vary, an RSSI value that is directly calculated by one reading without using an average may be used as the RSSI calculated value.
(2)上記報知処理(S109,119)では、通信距離Xに関する情報を表示により報知する制御を行うことに限らず、推定された距離に基づく他の制御、例えば、通信距離Xに応じて音量が変化するビープ音等を発して当該通信距離Xに関する情報を報知する制御などを行ってもよい。 (2) The notification process (S109, 119) is not limited to performing control for notifying the information about the communication distance X by display, but is based on other control based on the estimated distance, for example, the volume according to the communication distance X. Control for notifying information related to the communication distance X by emitting a beep sound or the like that changes may be performed.
(3)本発明は、RFIDタグ50を読み取る無線タグリーダとしての機能に加えて情報コードを光学的に読み取る情報コードリーダとしての機能を兼ね備える携帯型の情報端末として構成されることに限らず、無線タグリーダとしての機能のみを有する携帯型の情報端末として構成されてもよいし、さらに他の機能を有する携帯型の情報端末として構成されてもよい。
(3) The present invention is not limited to being configured as a portable information terminal having a function as an information code reader that optically reads an information code in addition to a function as a wireless tag reader that reads the
10…RFIDタグ読取装置
21…制御部(算出手段,距離推定手段,制御手段,調整手段)
30…無線タグ処理部(送信手段,受信手段)
50…RFIDタグ
X…通信距離
DESCRIPTION OF
30 ... RFID tag processing unit (transmission means, reception means)
50 ... RFID tag X ... Communication distance
Claims (3)
所定の送信条件に対応する送信パラメータにて電波を送信する送信手段と、
前記送信手段からの送信電波に応じて前記RFIDタグから送信される応答信号を受信する受信手段と、
前記応答信号の受信信号強度を算出する算出手段と、
前記受信信号強度および前記送信パラメータに基づいて前記RFIDタグまでの距離を推定する距離推定手段と、
前記距離推定手段により推定された距離に基づく制御を行う制御手段と、
を備え、
前記距離推定手段は、前記受信信号強度および前記送信パラメータに加えて前記RFIDタグの種類として、RFIDタグの感度、タグ変換損失及びタグアンテナ利得の少なくともいずれか1つに基づいて、前記RFIDタグまでの距離を推定し、
前記RFIDタグの種類は、前記受信手段により受信した前記応答信号から取得されることを特徴とするRFIDタグ読取装置。 An RFID tag reader for reading information stored in an RFID tag,
Transmitting means for transmitting radio waves with transmission parameters corresponding to predetermined transmission conditions;
Receiving means for receiving a response signal transmitted from the RFID tag in response to a transmission radio wave from the transmitting means;
Calculating means for calculating the received signal strength of the response signal;
Distance estimating means for estimating a distance to the RFID tag based on the received signal strength and the transmission parameter;
Control means for performing control based on the distance estimated by the distance estimation means;
Equipped with a,
The distance estimation means is configured to reach the RFID tag based on at least one of RFID tag sensitivity, tag conversion loss, and tag antenna gain as the RFID tag type in addition to the received signal strength and the transmission parameter. Estimate the distance of
The types of RFID tags, RFID tag reader according to claim Rukoto is obtained from the response signal received by the receiving means.
前記算出手段は、前記調整手段により前記受信手段の受信感度が調整されると、調整後の受信感度で受信された前記応答信号の受信信号強度を再度算出し、
前記距離推定手段は、前記算出手段により再度算出された前記受信信号強度を用いて、前記RFIDタグまでの距離を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載のRFIDタグ読取装置。 Adjusting means adjustable to increase the receiving sensitivity of the receiving means when the estimated distance by the distance estimating means is below a predetermined value;
The calculating means, when the receiving sensitivity of the receiving means is adjusted by the adjusting means, recalculates the received signal strength of the response signal received with the adjusted receiving sensitivity,
The RFID tag reader according to claim 1, wherein the distance estimating unit estimates a distance to the RFID tag using the received signal intensity calculated again by the calculating unit.
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