JP7650226B2

JP7650226B2 - 無線タグ及び無線タグシステム

Info

Publication number: JP7650226B2
Application number: JP2021209636A
Authority: JP
Inventors: 秀夫宮澤
Original assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Current assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2025-03-24
Anticipated expiration: 2041-12-23
Also published as: JP2023094258A

Description

本開示は、無線タグ及び無線タグシステムに関する。

近年、衣料品店等の店舗において、商品に無線タグを取り付けておき、購入された商品の会計時に、商品に取り付けられた無線タグに記憶された商品情報を無線タグ読取装置によって読み取ることにより、商品の在庫管理や商品の代金の精算が行われている。なお、無線タグは、無線ＩＤタグまたはＲＦＩＤタグと呼ばれることもある。

また、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が搭載された無線タグが知られており、例えば、無線タグ読取装置による商品情報の読取が完了した無線タグのＬＥＤを点灯させることにより、複数の無線タグのうち商品情報の読取が完了したものと、完了していないものとをオペレータが識別することが可能になる。

特開２００９－３０１３７３号公報

しかし、無線タグに搭載されたＬＥＤの点灯を行うために無線タグにバッテリーを搭載すると、無線タグが大型化してしまう。

そこで、本開示では、バッテリーを搭載することなくＬＥＤを点灯可能な無線タグを提供できる技術を提案する。

本開示の無線タグは、第一アンテナと、第二アンテナと、ＬＥＤと、制御部とを有する。前記第一アンテナは、第一周波数を有する第一電波を送受信可能である。前記第二アンテナは、前記第一周波数と異なる第二周波数を有する第二電波を受信可能である。前記ＬＥＤは、前記第二アンテナによって前記第二電波が受信されることにより発生した電流により点灯する。前記制御部は、前記第一アンテナによって前記第一電波が受信されることにより発生した電流により駆動し、前記第一アンテナから無線タグ読取装置へ送信される信号を生成する。

開示の技術によれば、バッテリーを搭載することなくＬＥＤを点灯可能な無線タグを提供できる。

図１は、本開示の無線タグシステムの構成例を示す図である。図２は、本開示の無線タグの構成例を示す図である。図３Ａは、本開示の無線タグシステムにおける処理手順の一例を示す図である。図３Ｂは、本開示の無線タグシステムにおける処理手順の一例を示す図である。

以下、本開示の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例において同一の構成には同一の符号を付す。

［実施例］
＜無線タグシステムの構成＞
図１は、本開示の無線タグシステムの構成例を示す図である。図１において、無線タグシステム１は、無線タグ読取装置１０と、第一無線タグ２０ａと、第二無線タグ２０ｂと、第三無線タグ２０ｃとを有する。無線タグ読取装置１０は、第一無線タグ２０ａ、第二無線タグ２０ｂ及び第三無線タグ２０ｃの各々に付与されたタグＩＤを読み取る。以下では、第一無線タグ２０ａ、第二無線タグ２０ｂ及び第三無線タグ２０ｃを「無線タグ２０」と総称することがある。無線タグ読取装置１０と無線タグ２０とは、例えばＵＨＦ帯の周波数を用いて互いに通信可能である。図１には、無線タグ読取装置１０と通信可能な３個の無線タグ２０を一例に挙げているが、無線タグ読取装置１０と通信可能な無線タグ２０の個数は３個に限定されず、４個以上であっても良い。

＜無線タグの構成＞
図２は、本開示の無線タグの構成例を示す図である。図２に示す無線タグ２０は、図１に示す第一無線タグ２０ａ、第二無線タグ２０ｂ、第三無線タグ２０ｃの各々に該当する。図２において、無線タグ２０は、第一アンテナ２１と、第一給電部２２と、無線通信部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、第二アンテナ２６と、第二給電部２７と、ＬＥＤ２８とを有する。

第一アンテナ２１は、無線タグ読取装置１０との通信用のアンテナであるとともに、無線通信部２３、制御部２４及び記憶部２５への給電用のアンテナでもある。第一アンテナ２１は、無線タグ読取装置１０から送信された電波を受信し、受信した電波による共振作用によって電流を発生させる。また、第一アンテナ２１に電波が受信されることにより発生した信号が無線通信部２３に入力される。また、無線通信部２３から出力された信号が、第一アンテナ２１を介して送信される。第一アンテナ２１にて送受信可能な電波が有する周波数（以下では「第一周波数」と呼ぶことがある）は、無線タグ読取装置１０と無線タグ２０とが通信可能な周波数に設定され、例えば、ＵＨＦ帯の周波数が第一周波数として使用される。

第一給電部２２は、第一アンテナ２１によって電波が受信されることにより発生した電流を蓄電する。第一給電部２２に蓄電された電流は、無線通信部２３、制御部２４及び記憶部２５を駆動させる電力として使用される。

無線通信部２３は、第一給電部２２からの給電により駆動し、第一アンテナ２１から入力される信号を復調し、復調後の信号を制御部２４へ出力する。また、無線通信部２３は、制御部２４から入力される信号を変調し、変調後の信号を第一アンテナ２１へ出力する。

制御部２４は、無線通信部２３から入力される信号に含まれるコマンドに基づいて、各種の制御信号を生成するとともに、ＬＥＤ２８の消灯を制御する。制御部２４は、生成した制御信号を無線通信部２３へ出力する。つまり、無線タグ読取装置１０から送信されたコマンドは、第一アンテナ２１及び無線通信部２３を介して制御部２４に入力され、制御部２４によって生成された制御信号は、無線通信部２３及び第一アンテナ２１を介して無線タグ読取装置１０へ送信される。

記憶部２５には、第一無線タグ２０ａ、第二無線タグ２０ｂ及び第三無線タグ２０ｃのそれぞれを一意に識別可能なタグＩＤが予め記憶されている。

第二アンテナ２６は、ＬＥＤ２８への給電用のアンテナである。第一アンテナ２１にて受信可能な電波が有する周波数（以下では「第二周波数」と呼ぶことがある）は、第一周波数の周波数帯とは異なる周波数帯の周波数に設定され、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）規格による通信に使用される周波数帯の周波数、または、携帯電話の通信規格（例えば４Ｇや５Ｇ）による通信に使用される周波数帯の周波数が第二周波数として使用される。第二アンテナ２６は、第二周波数を有する電波を受信し、受信した電波による共振作用によって電流を発生させる。

第二給電部２７は、第二アンテナ２６によって電波が受信されることにより発生した電流を蓄電する。第二給電部２７に蓄電された電流は、ＬＥＤ２８を点灯させる電力として使用される。

ここで、第一給電部２２、無線通信部２３、制御部２４及び第二給電部２７は、ハードウェアとして、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）により実現される。また、記憶部２５は、ハードウェアとして、例えば、メモリにより実現される。

＜無線タグシステムの処理＞
図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の無線タグシステムにおける処理手順の一例を示す図である。

図３Ａ及び図３Ｂにおいて、ステップＳ１００，Ｓ１０５，Ｓ１１０では、第一無線タグ２０ａ、第二無線タグ２０ｂ及び第三無線タグ２０ｃの初期状態として、各無線タグ２０が有する各ＬＥＤ２８のすべてが、第二アンテナ２６によって受信される電波を利用した給電によって点灯している。各無線タグ２０が有する各ＬＥＤ２８のすべてが点灯している状態で、ステップＳ１１５では、無線タグ読取装置１０が、パラメータＱ＝２に設定したQueryコマンドを送信することにより、タグＩＤの読取を開始する。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１５のQueryコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、ステップＳ１１５のQueryコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～３）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“３”の乱数が発生したものとする。

同様に、ステップＳ１２５では、ステップＳ１１５のQueryコマンドを受信した第二無線タグ２０ｂの制御部２４が、ステップＳ１１５のQueryコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～３）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“０”の乱数が発生したものとする。

同様に、ステップＳ１３０では、ステップＳ１１５のQueryコマンドを受信した第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、ステップＳ１１５のQueryコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～３）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“１”の乱数が発生したものとする。

ステップＳ１２０，Ｓ１２５，Ｓ１３０において、“０”の乱数が発生したのは第二無線タグ２０ｂであるため、ステップＳ１３５では、第二無線タグ２０ｂの制御部２４が、１６ビットの乱数ＲＮ１６を発生し、発生した乱数ＲＮ１６を記憶部２５に記憶させるとともに、発生した乱数ＲＮ１６を含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。一方で、ステップＳ１２０，Ｓ１３０で“０”以外の乱数が発生した第一無線タグ２０ａ及び第三無線タグ２０ｃは乱数ＲＮ１６を発生しない。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１３５の乱数ＲＮ１６を受信した無線タグ読取装置１０が、ステップＳ１３５で受信した乱数ＲＮ１６を含むＡＣＫコマンドを送信する。

ステップＳ１４５では、ステップＳ１４０のＡＣＫコマンドを受信した第二無線タグ２０ｂの制御部２４が、ステップＳ１３５で記憶部２５に記憶した乱数ＲＮ１６と、ステップＳ１４０のＡＣＫコマンドに含まれる乱数ＲＮ１６とが同一値であるため、記憶部１５に記憶されている第二無線タグ２０ｂのタグＩＤを記憶部２５から取得し、取得したタグＩＤを含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。

ステップＳ１５０では、ステップＳ１４５のタグＩＤを受信した無線タグ読取装置１０が、パラメータＱを調節するためのQuery Adjustコマンドを送信する。無線タグ読取装置１０は、ステップＳ１４０のＡＣＫコマンドの送信から所定時間以内にステップＳ１４５でタグＩＤを受信したため、ステップＳ１５０では、パラメータＱを変更しないこと（Ｑ＝Ｑ－０）を示すQuery Adjustコマンドを送信する。

ステップＳ１５５では、ステップＳ１４５のタグＩＤを送信し、かつ、ステップＳ１４０の“Ｑ＝Ｑ－０”のQuery Adjustコマンドを受信した第二無線タグ２０ｂの制御部２４が、無線タグ読取装置１０による第二無線タグ２０ｂのタグＩＤの読取が成功したと判定し、第二無線タグ２０ｂのＬＥＤ２８を消灯させる。

一方で、ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０のQuery Adjustコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、ステップＳ１５０のQuery Adjustコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～３）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“１”の乱数が発生したものとする。

同様に、ステップＳ１６５では、ステップＳ１５０のQuery Adjustコマンドを受信した第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、ステップＳ１５０のQuery Adjustコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～３）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“２”の乱数が発生したものとする。

ステップＳ１６０で発生した乱数及びステップＳ１６５で発生した乱数は共に“０”以外の値であるため、第一無線タグ２０ａ及び第三無線タグ２０ｃは乱数ＲＮ１６を発生しない。よって、無線タグ読取装置１０では、ステップＳ１５０のQuery Adjustコマンドの送信後の所定時間以内に乱数ＲＮ１６が受信されない。

ステップＳ１７０では、無線タグ読取装置１０が、ステップＳ１５０の“Ｑ＝Ｑ－０”のQuery Adjustコマンドの送信後の所定時間以内に乱数ＲＮ１６が受信されないため、パラメータＱを１だけ減少させること（Ｑ＝Ｑ－１）を示すQuery Adjustコマンドを送信する。これにより、パラメータＱの値は“１”に変更される。

ステップＳ１７５では、ステップＳ１７０のQuery Adjustコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、ステップＳ１７０のQuery Adjustコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～１）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“１”の乱数が発生したものとする。

同様に、ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０のQuery Adjustコマンドを受信した第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、ステップＳ１７０のQuery Adjustコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～１）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“０”の乱数が発生したものとする。

ステップＳ１７５，Ｓ１８０において、“０”の乱数が発生したのは第三無線タグ２０ｃであるため、ステップＳ１８５では、第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、１６ビットの乱数ＲＮ１６を発生し、発生した乱数ＲＮ１６を記憶部２５に記憶させるとともに、発生した乱数ＲＮ１６を含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。一方で、ステップＳ１７５で“０”以外の乱数が発生した第一無線タグ２０ａは乱数ＲＮ１６を発生しない。

ステップＳ１９０では、ステップＳ１８５の乱数ＲＮ１６を受信した無線タグ読取装置１０が、ステップＳ１８５で受信した乱数ＲＮ１６を含むＡＣＫコマンドを送信する。

ステップＳ１９５では、ステップＳ１９０のＡＣＫコマンドを受信した第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、ステップＳ１８５で記憶部２５に記憶した乱数ＲＮ１６と、ステップＳ１９０のＡＣＫコマンドに含まれる乱数ＲＮ１６とが同一値であるため、記憶部１５に記憶されている第三無線タグ２０ｃのタグＩＤを記憶部２５から取得し、取得したタグＩＤを含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。

ステップＳ２００では、ステップＳ１９５のタグＩＤを受信した無線タグ読取装置１０が、Query Adjustコマンドを送信する。無線タグ読取装置１０は、ステップＳ１９０のＡＣＫコマンドの送信から所定時間以内にステップＳ１９５でタグＩＤを受信したため、ステップＳ２００では、パラメータＱを変更しないこと（Ｑ＝Ｑ－０）を示すQuery Adjustコマンドを送信する。

ステップＳ２０５では、ステップＳ１９５のタグＩＤを送信し、かつ、ステップＳ２００の“Ｑ＝Ｑ－０”のQuery Adjustコマンドを受信した第三無線タグ２０ｃの制御部２４が、無線タグ読取装置１０による第三無線タグ２０ｃのタグＩＤの読取が成功したと判定し、第三無線タグ２０ｃのＬＥＤ２８を消灯させる。

一方で、ステップＳ２１０では、ステップＳ２００のQuery Adjustコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、ステップＳ２００のQuery Adjustコマンドに応じて、０～２^Ｑ－１（０～１）の範囲で乱数を発生し、これにより、例えば“０”の乱数が発生したものとする。

第一無線タグ２０ａの制御部２４は、ステップＳ２１０で“０”の乱数が発生したため、ステップＳ２１５において、１６ビットの乱数ＲＮ１６を発生し、発生した乱数ＲＮ１６を記憶部２５に記憶させるとともに、発生した乱数ＲＮ１６を含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。

ステップＳ２２０では、ステップＳ２１５の乱数ＲＮ１６を受信した無線タグ読取装置１０が、ステップＳ２１５で受信した乱数ＲＮ１６を含むＡＣＫコマンドを送信する。

ステップＳ２２５では、ステップＳ２２０のＡＣＫコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、ステップＳ２１５で記憶部２５に記憶した乱数ＲＮ１６と、ステップＳ２２０のＡＣＫコマンドに含まれる乱数ＲＮ１６とが同一値であるため、記憶部１５に記憶されている第一無線タグ２０ａのタグＩＤを記憶部２５から取得し、取得したタグＩＤを含む制御信号を無線タグ読取装置１０へ送信する。

ステップＳ２３０では、ステップＳ２２５のタグＩＤを受信した無線タグ読取装置１０が、Query Adjustコマンドを送信する。無線タグ読取装置１０は、ステップＳ２２０のＡＣＫコマンドの送信から所定時間以内にステップＳ２２５でタグＩＤを受信したため、ステップＳ２３０では、パラメータＱを変更しないこと（Ｑ＝Ｑ－０）を示すQuery Adjustコマンドを送信する。

ステップＳ２３５では、ステップＳ２２５のタグＩＤを送信し、かつ、ステップＳ２３０の“Ｑ＝Ｑ－０”のQuery Adjustコマンドを受信した第一無線タグ２０ａの制御部２４が、無線タグ読取装置１０による第一無線タグ２０ａのタグＩＤの読取が成功したと判定し、第一無線タグ２０ａのＬＥＤ２８を消灯させる。

ステップＳ２４０では、無線タグ読取装置１０が、ステップＳ２３０の“Ｑ＝Ｑ－０”のQuery Adjustコマンドの送信後の所定時間以内に乱数ＲＮ１６が受信されないため、パラメータＱを１だけ減少させること（Ｑ＝Ｑ－１）を示すQuery Adjustコマンドを送信する。これにより、パラメータＱの値は“０”に変更されるため、無線タグ２０では必ず“０”の乱数が発生することになる。一方で、ＬＥＤ２８が消灯した後の無線タグ２０の制御部２４は乱数を発生しない。

よって、ステップＳ２４５では、無線タグ読取装置１０が、ステップＳ２４０の“Ｑ＝Ｑ－１”のQuery Adjustコマンド（つまり、パラメータＱを“０”に変更するQuery Adjustコマンド）の送信後の所定時間以内に乱数ＲＮ１６が受信されないため、タグＩＤの読取が失敗している無線タグ２０が存在しないと判定し、タグＩＤの読取を終了する。

以上のように、本開示の無線タグは、第一アンテナ（実施例の第一アンテナ２１）と、第二アンテナ（実施例の第二アンテナ２６）と、ＬＥＤ（実施例のＬＥＤ２８）と、制御部（実施例の制御部２４）とを有する。第一アンテナは、第一周波数を有する第一電波を送受信可能である。第二アンテナは、第一周波数と異なる第二周波数を有する第二電波を受信可能である。ＬＥＤは、第二アンテナによって第二電波が受信されることにより発生した電流により点灯する。制御部は、第一アンテナによって第一電波が受信されることにより発生した電流により駆動し、第一アンテナから無線タグ読取装置へ送信される信号を生成する。

例えば、第一周波数は、ＵＨＦ帯の周波数であり、第二周波数は、ＷｉＦｉ（登録商標）規格による通信に使用される周波数帯の周波数、または、携帯電話の通信規格による通信に使用される周波数帯の周波数である。

こうすることで、バッテリーを搭載することなくＬＥＤを点灯可能な無線タグを提供できる。また、ＬＥＤは、無線タグ読取装置との通信に使用される第一周波数と異なる第二周波数を有する第二電波が第二アンテナによって受信されることにより発生した電流により点灯するため、無線タグと無線タグ読取装置との間の通信性能に影響を受けずに点灯することができる。

また、制御部は、無線タグ読取装置から送信され第一アンテナによって受信されるコマンドに基づいて無線タグ読取装置によるタグＩＤの読取が成功したと判定したときにＬＥＤを消灯させる。

こうすることで、オペレータは、ＬＥＤが点灯している無線タグをタグＩＤの読取に失敗した無線タグとして識別することができる。

１無線タグシステム
１０無線タグ読取装置
２０無線タグ
２１第一アンテナ
２２第一給電部
２３無線通信部
２４制御部
２５記憶部
２６第二アンテナ
２７第二給電部
２８ＬＥＤ

Claims

第一周波数を有する第一電波を送受信可能な第一アンテナと、
前記第一周波数と異なる第二周波数を有する第二電波を受信可能な第二アンテナと、
前記第一アンテナによって前記第一電波が受信されることにより発生した第一電流を用いずに、前記第二アンテナによって前記第二電波が受信されることにより発生した第二電流を用いて点灯するＬＥＤと、
前記第二電流を用いずに、前記第一電流を用いて駆動し、前記第一アンテナから無線タグ読取装置へ送信される信号を生成する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、前記無線タグ読取装置から送信され前記第一アンテナによって受信されるコマンドに基づいて無線タグ読取装置によるタグＩＤの読取が成功したと判定したときに前記ＬＥＤを消灯させる、
無線タグ。
前記第一周波数は、ＵＨＦ帯の周波数であり、
前記第二周波数は、ＷｉＦｉ（登録商標）規格による通信に使用される周波数帯の周波数、または、携帯電話の通信規格による通信に使用される周波数帯の周波数である、
請求項１に記載の無線タグ。
タグＩＤを記憶する無線タグと、前記タグＩＤを読み取る無線タグ読取装置と、を具備する無線タグシステムであって、
前記無線タグは、
第一周波数を有する第一電波を送受信可能な第一アンテナと、
前記第一周波数と異なる第二周波数を有する第二電波を受信可能な第二アンテナと、
前記第一アンテナによって前記第一電波が受信されることにより発生した第一電流を用いずに、前記第二アンテナによって前記第二電波が受信されることにより発生した第二電流を用いて点灯するＬＥＤと、
前記第二電流を用いずに、前記第一電流を用いて駆動し、前記第一アンテナから前記無線タグ読取装置へ送信される信号を生成するとともに、前記無線タグ読取装置から送信され前記第一アンテナによって受信されるコマンドに基づいて前記無線タグ読取装置による前記タグＩＤの読取が成功したと判定したときに前記ＬＥＤを消灯させる制御部と、
を具備する、
無線タグシステム。