JPH07262332A

JPH07262332A - 非接触交信装置

Info

Publication number: JPH07262332A
Application number: JP6051670A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tachika; 雄彦田近
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】アンテナを複数組み合わせることによって使用
状況に応じて異なる形状の通信可能範囲を自由に設定で
きるようにし、製造コストの削減を図る。【構成】データキャリア２を取り付けた移動体１を搬送
するコンベア７の一部にアンテナユニットＡＮ１〜ＡＮ
３を設置し、これらアンテナユニットＡＮ１〜ＡＮ３の
いずれかを択一的に有効にするコントローラ６を備え
る。コントローラ６は、コンベア７上における移動体１
の移動に伴ってアンテナユニットＡＮ１から順にアンテ
ナユニットＡＮ２，ＡＮ３を順次切り換えて有効にし、
アンテナユニットＡＮ１〜ＡＮ３のそれぞれとデータキ
ャリア２との間でデータ交信処理を継続して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主装置が有するアン
テナと、このアンテナに対して相対的に移動する通信媒
体との間でデータを無線送受信する非接触交信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】主装置が有するアンテナによって構成さ
れる通信可能範囲に対して通信媒体を相対的に移動さ
せ、通信可能範囲内に侵入した通信媒体との間でデータ
を無線送受信する場合には、一連のデータの送受信が完
了するまで通信媒体が通信可能範囲内に存在することが
必要になる。例えば、コンベア上を搬送される複数の移
動体のそれぞれにデータキャリアを取り付け、コンベア
によって構成される搬送路の一部に設置したアンテナと
データキャリアとの間で移動体の特性等に関するデータ
の送受信を行うデータキャリアシステムでは、アンテナ
によって構成される通信可能範囲の搬送方向の幅に対し
て移動体の移動速度が早い場合やデータ通信時間が長い
場合には、データ通信が終了するまでに移動体に取り付
けたデータキャリアが通信可能範囲を外れ、データ通信
を完了することができない。

【０００３】また、データキャリアを取り付けた移動体
を通信可能範囲内で一旦停止させた状態でデータの送受
信を行う場合であっても、移動体の搬送方向における通
信可能範囲の幅に対し、移動体の停止位置の誤差が大き
い場合にはアンテナとデータキャリアとの間でデータの
送受信を行うことができなくなる。このように、通信媒
体の移動方向についてアンテナが構成すべき通信可能範
囲の幅は、データ通信時間および通信媒体の移動速度等
によって異なるため、従来の非接触交信装置では、使用
状況に応じて通信媒体の移動方向に関する長さを延長し
た特殊形状のアンテナを製作し、通信媒体の移動に多少
の誤差を生じた場合であってもアンテナと通信媒体との
間のデータ通信が正確に行われるようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用条
件ごとに形状の異なる特殊なアンテナを製作する場合、
各形状についての生産量が比較的少なくなって大量生産
に馴染まないため、製造コストの上昇を招く問題があっ
た。また、図８（Ａ）に示すように、単一のアンテナ８
１により水平方向の長さＬの長い通信可能範囲８２を構
成すると、この通信可能範囲８２の垂直方向の高さＨは
長さＬに略一致し、アンテナ８１の上方に不必要な通信
可能範囲が形成されてしまう結果、複数の通信媒体が同
時に通信可能範囲８２内に侵入する可能性が高くなる。
このことは、図８（Ａ）の紙面方向についても同様であ
り、混信の発生により正確なデータの送受信を実行でき
なくなる問題があった。

【０００５】この発明の目的は、基本形状のアンテナを
組み合わせることによって使用条件に応じた形状の通信
可能範囲を構成できるようにすることにより、使用条件
ごとに異なる形状のアンテナを製造する必要をなくし、
基本形状のアンテナを多量生産できるようにし、製造コ
ストの削減を実現できるとともに、必要充分な大きさの
通信可能範囲を形成することができ、複数の通信媒体が
同時に通信可能範囲内に侵入して混信を生じることを防
止し、アンテナと通信媒体との間で正確なデータの送受
信を実行できる非接触交信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、アンテナによって構成される通信可能範囲内に侵入
した通信媒体との間でアンテナを介してデータの送受信
を実行する非接触交信装置において、それぞれの通信可
能範囲が一部において重複する複数のアンテナと、前記
複数のアンテナのいずれかを択一的に有効にして通信媒
体にレスポンスを要求するレスポンス要求データを送信
するレスポンス要求手段と、通信媒体から送信されたレ
スポンスを受信したアンテナを通信媒体との間の交信が
終了するまで継続して有効にするデータ交信手段と、通
信媒体からのレスポンスを受信しなかった時、または、
通信媒体との交信が中断した時に、順次他のアンテナを
切り換えて有効にするアンテナ切換手段と、を設けたこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載した発明は、前記複数のア
ンテナを、予め設定された通信媒体の通過方向に配置
し、前記レスポンス要求手段が、前記通過方向の最も上
流側にに配置されたアンテナからレスポンス要求データ
を送信するとともに、前記アンテナ切換手段が、通信媒
体との交信が中断した時に、有効にするアンテナを前記
通信媒体の通過方向の下流側に順次切り換えることを特
徴とする。

【０００８】請求項３に記載した発明は、前記複数のア
ンテナが、少なくとも１つの基本アンテナユニットおよ
び単一または複数の増設アンテナユニットからなり、基
本アンテナユニットが、送受信コイルを含む送受信回路
と、主装置との接続用のインタフェースと、増設アンテ
ナユニットとの接続用のインタフェースと、前記レスポ
ンス要求手段、データ交信手段およびアンテナ切換手段
を含む制御回路と、から構成され、増設アンテナユニッ
トは、通信コイルを含む送受信回路と、他の増設アンテ
ナユニットとの接続用のインタフェースと、から構成さ
れることを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１に記載した発明においては、複数のア
ンテナにより所定範囲の通信可能範囲が形成される。レ
スポンス要求手段は通信可能範囲を構成する複数のアン
テナのいずれかから通信媒体に対してレスポンス要求デ
ータを送信する。データ交信手段は特定のアンテナから
送信したレスポンス要求データに対し、通信媒体から送
信されたレスポンスを受信すると、レスポンス要求手段
により有効にされたアンテナを継続的に有効にして通信
媒体との間の交信を実行する。アンテナ切換手段は、レ
スポンス要求手段によりアンテナから送信したレスポン
ス要求データに対するレスポンスを受信しなかった時、
または、データ交信手段による通信媒体との交信が中断
した時に、レスポンス要求手段またはデータ交信手段が
有効にすべきアンテナを順次切り換える。したがって、
いずれかのアンテナの通信可能範囲に通信媒体が侵入す
ると、そのアンテナとの間でデータの交信が開始され、
交信が終了する前に通信媒体がそのアンテナの通信可能
範囲から別のアンテナの通信可能範囲に移動すると、移
動後の通信可能範囲を構成するアンテナとの間でデータ
の交信が行われる。

【００１０】請求項２に記載した発明においては、通信
媒体の通過方向に複数のアンテナが配置され、通過方向
の最も上流側に配置されたアンテナからレスポンス要求
データを送信して通信媒体の有無を判断する。通信媒体
が複数のアンテナによって構成される通信可能範囲内に
進入すると、通過方向の最も上流側に配置されたアンテ
ナがこれを検出し、このアンテナとの間でデータの送受
信が開始される。この後通信媒体が移動し、通過方向の
最も上流側に配置されたアンテナの通信可能範囲から外
れると、通過方向の下流側に位置するアンテナが有効に
される。したがって、通信媒体の通過に伴い、有効にさ
れるアンテナが順次下流側に切り換えられ、通信媒体と
のデータの交信が複数のアンテナにより継続される。

【００１１】請求項３に記載した発明においては、少な
くとも一つの基本アンテナユニットと単一または複数の
増設アンテナユニットの接続により任意の大きさの通信
可能範囲が形成される。基本アンテナユニットにはレス
ポンス要求手段、データ交信手段およびアンテナ切換手
段を含む制御回路が設けられている。したがって、基本
アンテナユニットに接続された単一または複数の増設ア
ンテナユニットは、基本アンテナユニットの制御回路に
より制御され、それぞれの増設アンテナユニットは自己
が構成する通信可能範囲内に通信媒体が位置している間
にその通信媒体とデータの交信を行う。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係るデータ通信方式が実施
される装置の構成図である。この装置は、コンベア１０
上を移動する移動体（物品）３の側面に取り付けられて
いるデータキャリア（タグ）２と、このデータキャリア
２に対して近接対向する位置に配置されるアンテナ１
と、このアンテナ１における送受信を制御するコントロ
ーラ６とで構成されている。アンテナ１は、３個の同一
形状のアンテナユニットＡＮ１〜ＡＮ３を移動体３の搬
送方向に配置して構成されており、アンテナユニットＡ
Ｎ１〜ＡＮ３のそれぞれは、通信エリア５ａ〜５ｃを形
成している。この通信エリア５ａ〜５ｃ内にデータキャ
リア２が侵入してくると、その存在を検出してデータキ
ャリア２との間で通信を行う。アンテナユニットＡＮ１
〜ＡＮ３のそれぞれは、伝送ライン４ａ〜４ｃを介して
コントローラ６に接続されている。

【００１３】図２は、上記装置を構成するアンテナおよ
びデータキャリアのブロック図である。アンテナユニッ
トＡＮ１〜ＡＮ３のそれぞれは、制御回路１１、送受信
回路１２、インタフェース１３および電源１４により構
成されている。送受信回路１２は、送受信用のコイルＬ
１を有し、データキャリア２の送受信回路１８と電磁結
合することによって通信を行う。制御回路１１は、デー
タの送信制御および受信制御とともに、伝送ライン４ａ
〜４ｃを介して接続されたコントローラ６との間でデー
タのやり取りを行う。コントローラ６は後述する処理に
より、データキャリア２との間で通信を行うべきアンテ
ナユニットＡＮ１〜ＡＮ３のいずれかを選択して有効に
する。

【００１４】データキャリア２は、制御回路１６、メモ
リ１７、送受信回路１８および電源回路１９により構成
されている。制御回路１６は、送受信回路１８に対し送
信すべきデータを送ったり、送受信回路１８で受信した
データを取り込んでメモリ１７に記憶したりする制御を
行う。メモリ１７は、アンテナユニットＡＮ１〜ＡＮ３
に送信すべきデータを記憶したり、アンテナユニットＡ
Ｎ１〜ＡＮ３から受信したデータを格納する領域などが
割り当てられている。送受信回路１８は、アンテナユニ
ットＡＮ１〜ＡＮ３の送受信回路１２と電磁結合によっ
て通信を行う。電源回路１９は、これらの要素に対して
電源を供給する。

【００１５】図３は、上記コントローラの処理手順を示
すフローチャートである。コントローラ６は、まずアン
テナ番号ＡＮに１を設定し（ｎ１）、移動体３の搬送方
向の最も上流側に位置するアンテナユニットＡＮ１から
レスポンス要求を送信する（ｎ２）。このアンテナユニ
ットＡＮ１からのレスポンス要求の送信は、データキャ
リア２からのレスポンスを受信するまで継続して行われ
る（ｎ３）。レスポンス要求を送信したアンテナユニッ
トＡＮ１がデータキャリア２から送信されたレスポンス
を受信すると、所定のコマンドデータをこのアンテナユ
ニットＡＮ１から順に送信する（ｎ４〜ｎ７）。このコ
マンドデータの送信は、レスポンスを受信するまでＭ回
繰り返して行われる（ｎ５〜ｎ７，ｎ９，ｎ１０）。

【００１６】アンテナからデータキャリアとの間で行う
べきデータ交信処理は複数のコマンドによって構成され
ており、各コマンドについてデータキャリア２からレス
ポンスが送信されるごとに次のコマンドを送信する（ｎ
８）。所定回数Ｍ回のリトライにおいてもレスポンスを
受信しなかった場合には１つ下流側に位置するアンテナ
ユニットＡＮ２を設定してコマンドの送信を行う（ｎ１
１）。

【００１７】以上の処理により、移動体３の搬送方向に
おける最も上流側に位置するアンテナユニットＡＮ１に
おいてデータキャリア２の通信可能範囲５ａ内への侵入
を待機し、アンテナユニットＡＮ１の通信可能範囲５ａ
内にデータキャリア２が侵入すると、このアンテナユニ
ットＡＮ１とデータキャリア２との間でデータの交信処
理を開始する。データの交信処理が終了する前に移動体
３が搬送方向に移動し、データキャリア２がアンテナユ
ニットＡＮ１の通信可能範囲から外れると、アンテナユ
ニットＡＮ１はデータの交信処理を行うことができなく
なり、データキャリア２からレスポンスが送信されなく
なる。この時、コントローラ６は、データの交信を行う
アンテナユニットを１つ下流側のアンテナユニットＡＮ
２に切り換え、レスポンスを受信できなかったコマンド
からデータの交信処理を再開する。

【００１８】更に、データの交信処理が完了する前に移
動体３の移動によりデータキャリア２がアンテナユニッ
トＡＮ２の通信可能範囲から外れると、コントローラ６
は同様にして更に１つ下流側に位置するアンテナユニッ
トＡＮ３によりコマンドの送信を行う。このように、移
動体３の搬送方向の最も上流側に位置するアンテナユニ
ットＡＮ１から順次下流側に位置するアンテナユニット
に切り換えてデータキャリア２とのデータの交信処理が
行われる。したがって、それぞれのアンテナユニットＡ
Ｎ１〜ＡＮ３は比較的狭い範囲の通信可能範囲５ａ〜５
ｃを構成する同一形状のアンテナユニットとすることが
でき、その設置個数はデータの交信処理に必要な時間お
よび移動体３の移動速度を考慮して任意に設定すること
ができる。

【００１９】図４は、この発明の別の実施例に係るアン
テナの配置状態を示す図である。たとえば、パスゲート
システムのように通信媒体２２の通過経路が一定でない
場合には、複数のアンテナユニットＡＮ１１〜ＡＮ１４
を図４に示すように配置し、アンテナユニットＡＮ１１
〜ＡＮ１４のそれぞれが形成する通信可能範囲１５ａ〜
１５ｄにより、通信媒体が通過する可能性のある範囲の
全てをカバーする大きな通信可能範囲を構成することが
できる。

【００２０】また、図８（Ｂ）に示すように、アンテナ
ＡＮ１〜ＡＮｍの上方に構成される通信可能範囲８３の
高さＨ１は、通信可能範囲８３の長さＬ１に比較して充
分低くすることができる。このため、データキャリア２
が正常に通信する範囲にのみ通信可能範囲を形成するこ
とができ、不必要な大きさの通信可能範囲が形成される
ことがなく、他の正常に搬送されたものでないデータキ
ャリアが通信可能範囲内に同時に侵入することを未然防
止でき、混信の発生を確実に防ぐことができる。このこ
とは、図８（Ｂ）の紙面方向についても同様である。

【００２１】図５は、上記別の実施例におけるコントロ
ーラ１６の処理手順を示すフローチャートである。コン
トローラ１６は、まずデータの送受信を行うべきアンテ
ナユニットＡＮ１１を選択し（ｎ２１）、アンテナユニ
ットＡＮ１１から通信媒体２２に対してレスポンスを要
求するコマンドを送信する（ｎ２３）。このアンテナユ
ニットＡＮ１１からのレスポンス要求の送信は、所定回
数Ｍａ回繰り返し行われ（ｎ２２，ｎ２４〜ｎ２６）、
この間に通信媒体２２からのレスポンスを受信しなかっ
た場合には、配置されている他のアンテナユニットＡＮ
１２〜ＡＮ１４のそれぞれから順次Ｍａ回ずつレスポン
ス要求コマンドを送信する（ｎ２７〜ｎ２９）。

【００２２】アンテナユニットＡＮ１１〜ＡＮ１４のい
ずれかが、通信媒体２２から送信されたレスポンスを受
信すると、レスポンスを受信したアンテナユニットから
交信処理を構成する複数のコマンドのそれぞれを所定回
数Ｍｂ回ずつ送信する（ｎ３０〜ｎ３６）。この時、各
コマンドについて通信媒体２２から送信されたレスポン
スを受信する毎に送信するコマンドを更新し（ｎ３３→
ｎ３６）、いずれかのコマンドにおいて所定回数Ｍｂ回
の送信によっても通信媒体２２からのレスポンスを受信
しなかった場合には、アンテナユニットＡＮ１１〜ＡＮ
１４のそれぞれから所定回数Ｍａ回ずつレスポンス要求
コマンドを送信し、通信媒体が存在する通信可能範囲を
有するアンテナユニットの検索を行う（ｎ３５→ｎ２９
→ｎ２２）。

【００２３】以上のようにして通信媒体２２の通過経路
が一定でない場合であっても、通信媒体２２が通過する
可能性のある範囲に設置された複数のアンテナユニット
ＡＮ１１〜ＡＮ１４のそれぞれにおいて通信媒体２２の
存在を判断し、通信媒体２２が存在する通信可能範囲を
形成するアンテナユニットとの間で通信媒体２２とのデ
ータの交信処理を開始し、このデータの交信処理が中断
した場合には、通信媒体２２が移動した他の通信可能範
囲を構成するアンテナユニットとの間でデータの通信処
理を再開することができる。

【００２４】図６は、請求項３に記載した発明の実施例
に係る非接触交信装置のブロック図である。同図に示す
ように、アンテナは、単一の基本アンテナユニットＡＮ
２１および複数の増設アンテナユニットＡＮ２２・・・
によって構成されている。基本アンテナユニットＡＮ２
１は、送受信コイル２３を含む送受信回路２４、インタ
フェース回路２５，２６および制御回路２７を備えてい
る。また、増設アンテナユニットＡＮ２２・・・は、送
受信コイル２８を含む送受信回路２９とインタフェース
回路３０によって構成されている。基本アンテナユニッ
トＡＮ２１において制御回路２７はインタフェース回路
２６により図外の主装置と接続されている。

【００２５】また、制御回路２７はインタフェース回路
２５を介して送受信回路２４に接続されているととも
に、増設アンテナユニットＡＮ２２・・・のインタフェ
ース回路３０を介してこれらの送受信回路２９と接続さ
れている。増設アンテナユニットＡＮ２２・・・が有す
るインタフェース回路３０は増設アンテナユニットＡＮ
２２・・・内において送受信回路２９に接続されている
とともに、基本アンテナユニットＡＮ２１および隣接す
る他の増設アンテナユニットＡＮ２３に接続される。ま
た、増設アンテナユニットＡＮ２３は、両側に位置する
増設アンテナユニットＡＮ２２およびＡＮ２４に接続さ
れている。したがって、基本アンテナユニットＡＮ２１
の制御回路２７は、複数の増設アンテナユニット２２の
それぞれの送受信回路２９の全てに接続されており、前
述の図３または図５に示した処理動作を実行して、通信
媒体とデータの交信処理を行うべきいずれかのアンテナ
ユニットを択一的に有効にする。

【００２６】以上のように構成された基本アンテナユニ
ットＡＮ２１および増設アンテナユニットＡＮ２２・・
・を用いることにより、図７（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、少なくとも１つの基本アンテナユニットＡＮ２１に
対して単一または複数の増設アンテナユニットＡＮ２２
・・・を順次接続することができ、増設アンテナユニッ
トＡＮ２２・・・についてはコントローラに接続するた
めのケーブルラインが不要になり、コストの削減を図る
ことができるとともに、アンテナの設置作業が容易にな
る。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、通信
媒体が進入する通信可能範囲を複数のアンテナにより構
成し、複数のアンテナのうち単一のアンテナと通信媒体
との間でデータの交信処理を行うことができるため、通
信媒体が通過する可能性のある通信可能範囲を複数のア
ンテナにより構成することができ、これら複数のアンテ
ナを同一形状とすると使用状況に応じてそれぞれ異なる
形状のアンテナを製作する必要がなく、製造コストの削
減を図ることができる利点がある。また、必要充分な大
きさの通信可能範囲を形成することができるため、複数
の通信媒体が同時に通信可能範囲内に侵入しないように
して混信の発生を未然に防止し、アンテナと通信媒体と
の間のデータの送受信を正確に行うことができる利点も
ある。

【００２８】請求項２に記載した発明によれば、通信媒
体の通過方向が予め定められている場合に、通過方向の
最も上流側に位置するアンテナから順次下流側に位置す
るアンテナに切り換えて通信媒体との交信を継続するこ
とができ、アンテナの制御を容易に行うことができる利
点がある。

【００２９】請求項３に記載した発明によれば、少なく
とも１つの基本アンテナユニットに単一または複数の増
設アンテナユニットを接続することができるとともに、
接続された増設アンテナユニットを基本アンテナユニッ
トが有する制御部によって制御することができるため、
複数のアンテナに対する配線処理が簡略化でき、非接触
交信装置のコストの削減を図ることができる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である非接触交信装置である
データキャリアシステムの構成を示す図である。

【図２】同データキャリアシステムを構成するアンテナ
とデータキャリアとのブロック図である。

【図３】同データキャリアシステムに備えられるコント
ローラの処理手順を示すフローチャートである。

【図４】この発明の別の実施例に係る非接触交信装置に
おけるアンテナの配置状態を示す図である。

【図５】同別の実施例に係る非接触交信装置が有するコ
ントローラの処理手順を示すフローチャートである。

【図６】請求項３に記載した発明の実施例である非接触
交信装置を構成する基本アンテナユニットおよび増設ア
ンテナユニットのブロック図である。

【図７】同請求項３に記載した発明の実施例に係る非接
触交信装置における基本アンテナユニットおよび増設ア
ンテナユニットの接続状態を示す図である。

【図８】従来の非接触交信装置およびこの発明の実施例
において形成される通信可能範囲の形状を示す図であ
る。

【符号の説明】

１−移動体２−データキャリア（通信媒体）ＡＮ１〜ＡＮ４−アンテナ５−通信可能範囲６−コントローラ２３，２８−送受信アンテナ２４，２９−送受信回路２５，２６，３０−インタフェース回路２７−制御回路２１−基本アンテナユニット２２−増設アンテナユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 7/26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナによって構成される通信可能範囲
内に侵入した通信媒体との間でアンテナを介してデータ
の送受信を実行する非接触交信装置において、それぞれの通信可能範囲が一部において重複する複数の
アンテナと、前記複数のアンテナのいずれかを択一的に
有効にして通信媒体にレスポンスを要求するレスポンス
要求データを送信するレスポンス要求手段と、通信媒体
から送信されたレスポンスを受信したアンテナを通信媒
体との間の交信が終了するまで継続して有効にするデー
タ交信手段と、通信媒体からのレスポンスを受信しなか
った時、または、通信媒体との交信が中断した時に、順
次他のアンテナを切り換えて有効にするアンテナ切換手
段と、を設けたことを特徴とする非接触交信装置。
【請求項２】前記複数のアンテナを、予め設定された通
信媒体の通過方向に配置し、前記レスポンス要求手段
が、前記通過方向の最も上流側に配置されたアンテナか
らレスポンス要求データを送信するとともに、前記アン
テナ切換手段が、通信媒体との交信が中断した時に、有
効にするアンテナを前記通信媒体の通過方向の下流側に
順次切り換える請求項１に記載の非接触交信装置。
【請求項３】前記複数のアンテナが、少なくとも１つの
基本アンテナユニットおよび単一または複数の増設アン
テナユニットからなり、基本アンテナユニットが、送受
信コイルを含む送受信回路と、主装置との接続用のイン
タフェースと、増設アンテナユニットとの接続用のイン
タフェースと、前記レスポンス要求手段、データ交信手
段およびアンテナ切換手段を含む制御回路と、から構成
され、増設アンテナユニットは、通信コイルを含む送受
信回路と、増設アンテナユニットとの接続用の少なくと
も２つのインタフェースと、から構成される請求項１ま
たは２に記載の非接触交信装置。