JPWO2006011187A1 - 無線タグ通信システム - Google Patents

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Abstract

隣り合うRW装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のRW装置を設置する場合、隣り合うRW装置の偏波を直交させるとともに、移動に伴ってタグが偏波の方向を切り替えるようにする。これにより、通信エリアを拡大しても、信号の混信を防止することができる。

Description

この発明は、タグとリーダーライター装置(以下、RW装置という)が無線通信を実施する無線タグ通信システムに関するものである。
無線タグ通信システムは、タグとRW装置が無線通信を実施するものであるが、タグは、ダイポールアンテナAとダイポールアンテナBを実装しており、タグのICが90°の位相差をつけてダイポールアンテナA,Bから円偏波を発生させるようにしている(例えば、特許文献1を参照)。
また、タグは、内部に電源を有していないので、ダイポールアンテナA,BがRW装置から送信された高周波信号を受信すると、その高周波信号を整流して電力を蓄積し、その電力を用いてRW装置と無線通信を実施する。
そのため、タグとRW装置の通信エリアが数m程度に限られるという特徴を有している。
したがって、数m以上の通信エリアが必要な場合には、複数台のRW装置を配置する必要がある。
また、数m以上の通信エリア内に存在する全てのタグを認識できるようにするには、その通信エリアが切れ間なく連続している必要がある。
この場合、複数台のRW装置の通信エリアの一部をオーバーラップさせる必要がある。
特開2003−249871号公報(第12頁から第13頁、図2)
従来の無線タグ通信システムは以上のように構成されているので、例えば、RW装置AとRW装置Bの通信エリアがオーバーラップしている場合、そのオーバーラップしているエリア内では、タグがRW装置A及びRW装置Bの双方と無線通信を実施することが可能になる。しかし、タグがRW装置Aと無線通信を実施しているとき、RW装置Bが信号を送信すると、その信号がRW装置Aから送信される信号と混信し、タグとRW装置A間の無線通信が妨害されることがある課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、通信エリアを拡大しても、信号の混信を防止することができる無線タグ通信システムを得ることを目的とする。
この発明に係る無線タグ通信システムは、隣り合うリーダーライター装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のリーダーライター装置を設置する場合、隣り合うリーダーライター装置の偏波を直交させるとともに、移動に伴ってタグが偏波の方向を切り替えるようにしたものである。
このことによって、通信エリアを拡大しても、信号の混信を防止することができるなどの効果がある。
この発明の実施の形態1による無線タグ通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態1による無線タグ通信システムのタグを示す構成図である。 この発明の実施の形態2による無線タグ通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態3による無線タグ通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態4による無線タグ通信システムのタグを示す構成図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による無線タグ通信システムを示す構成図である。
図において、台座1は例えば製造ライン上に設置され、タグ6〜9が貼り付けられている物品2〜5を一次元的に移動する。図1の例では、右方向に物品2〜5を移動している。
物品2〜5は例えば仕掛かりの製品であり、相互に大きさが異なる場合がある。
タグ6〜9は物品2〜5に貼り付けられ、物品2〜5に関する固有の情報(例えば、物品の識別情報)等を保持するとともに、リーダーライター装置であるRW装置10〜12と無線通信を実施する機能を備えている。また、タグ6〜9は移動に伴って偏波の方向を切り替える機能を備えている。
RW装置10〜12は台座1が物品2〜5を移動する方向に沿って一次元的に並べられており、かつ、RW装置10の通信エリア13とRW装置11の通信エリア14とが一部重なり、RW装置11の通信エリア14とRW装置12の通信エリア15とが一部重なるように配置されている。また、RW装置10〜12はタグ6〜9と無線通信を実施して、タグ6〜9に保持されている情報の読み書きを行うが、RW装置10,12の偏波はV偏波に設定され、RW装置11の偏波はH偏波に設定されている。即ち、隣り合うRW装置の偏波が直交するように設定されている。
図2はこの発明の実施の形態1による無線タグ通信システムのタグを示す構成図である。
図において、ダイポールアンテナ21はIC23により励振可能状態に設定されているとき、RW装置10又はRW装置12の通信エリア13,15内に存在すれば励振する。ダイポールアンテナ21が励振しているときは、図1では上方向の矢印“↑”がタグの内部に記述されている。
ダイポールアンテナ22はIC23により励振可能状態に設定されているとき、RW装置11の通信エリア14内に存在すれば励振する。ダイポールアンテナ22が励振しているときは、図1では右方向の矢印“→”がタグの内部に記述されている。
IC23はRW装置10〜12から切替要求信号を受信すると、励振可能状態にあるダイポールアンテナ21,22の切替処理を実施する。即ち、現在、励振可能状態にあるダイポールアンテナがダイポールアンテナ21であれば、ダイポールアンテナ22を励振可能状態に設定し、励振可能状態にあるダイポールアンテナがダイポールアンテナ22であれば、ダイポールアンテナ21を励振可能状態に設定する。
また、IC23は物品2〜5に関する固有の情報等を保持するメモリを内蔵し、また、ダイポールアンテナ21,22がRW装置10〜12から送信された高周波信号である呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する整流部などを内蔵している。
次に動作について説明する。
例えば、製造ラインにおいては、台座1上に設置された物品2〜5が移動しながら工程が加えられる。
物品2〜5に貼り付けられているタグ6〜9には、物品2〜5に関する固有情報として、物品2〜5のこれまでの工程に関する情報、これからの工程に関する情報、試験結果などが保持されている。通信エリア13〜15は新たに加えられる工程の作業エリアに対応している。
また、タグ6〜9には、通信エリア13〜15で追加される工程の情報が保持されており、それに従って工程が追加される。通信エリア13〜15で追加された工程や、そこで行われた試験結果などの情報が逐次タグ6〜9に記録される。
さらに、タグ6〜9に保持されている情報を必要に応じて読み出すことにより、工程の全体が管理される。
製造ラインにおいて、すべての物品2〜5をリアルタイムで管理する場合、物品2〜5に貼り付けられているタグ6〜9とRW装置10〜12が切れ間なく情報のやりとりを行う必要がある。
そのため、RW装置10の通信エリア13とRW装置11の通信エリア14がオーバーラップされ、RW装置11の通信エリア14とRW装置12の通信エリア15がオーバーラップされている。
また、物品2〜5の大きさが異なるため、RW装置10〜12とタグ6〜9はある程度離れている必要があり、タグ6〜9は、近接しているRW装置10〜12と無線通信を実施する。
例えば、タグ6,7はRW装置10と無線通信を実施し、タグ8,9はRW装置11と無線通信を実施する。
この際、タグ6は、RW装置10の通信エリア13内にのみ存在し、また、タグ8,9は、RW装置11の通信エリア14内にのみ存在しているため、他のRW装置による信号の混信は発生しない。
しかし、タグ7は、RW装置10の通信エリア13とRW装置11の通信エリア14とのオーバーラップしている領域に存在しているため、タグ7がRW装置10と無線通信を実施しているとき、RW装置11が信号送信すると、その信号がRW装置10から送信された信号と混信する可能性がある。
この実施の形態1では、このような信号の混信を次のようにして防止している。
例えば、物品3に貼り付けられているタグ7は、RW装置10の通信エリア13内に移動したとき、ダイポールアンテナ21が励振可能状態(V偏波の状態)に設定されていれば、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された高周波信号である呼び掛け信号を受信する。ここで、呼び掛け信号は、RW装置が自己の通信エリア内に存在しているタグを検出するために送信する信号であり、また、そのようなタグが電力の蓄積に利用するための信号である。
タグ7のIC23に内蔵されている整流部は、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する。
これにより、タグ7のIC23は、以降、その電力を利用して動作することが可能になる。
タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ21を介して、呼び掛け信号に対する応答信号をRW装置10に送信する。
タグ7のIC23は、その後、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された情報読み出し要求信号を受信すると、ダイポールアンテナ21を介して、メモリに保持されている情報をRW装置10に送信する。
また、タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された情報書換要求信号を受信すると、その情報書換要求信号にしたがって、メモリに保持している情報の書き換えを行う。
また、タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された情報書込み要求信号を受信すると、その情報書込み要求信号にしたがって、新たな情報をメモリに保存する。
タグ7は、上記のようにして、RW装置10と無線通信を実施するが、ダイポールアンテナ21が励振可能状態(V偏波の状態)に設定されており、ダイポールアンテナ22が励振可能状態(H偏波の状態)に設定されていないので、RW装置10との通信中に、RW装置11から信号を送信されても、信号の混信が発生することはない。
RW装置10は、タグ7に対する所望の処理が終了すると、偏波方向の切替を指示する切替要求信号を送信する。
タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された切替要求信号を受信すると、励振可能状態にあるダイポールアンテナを、ダイポールアンテナ21からダイポールアンテナ22に切り替える処理を実施する(H偏波の状態に設定する)。
これにより、以後、タグ7は、RW装置10との無線通信が不可になるが、RW装置11との無線通信が可能になる。
RW装置11が呼び掛け信号を送信すると、タグ7のダイポールアンテナ22がその呼び掛け信号を受信する。
タグ7のIC23に内蔵されている整流部は、ダイポールアンテナ22がRW装置11から送信された呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する。
タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ22を介して、呼び掛け信号に対する応答信号をRW装置11に送信する。
タグ7のIC23は、その後、ダイポールアンテナ22がRW装置11から送信された情報読み出し要求信号を受信すると、ダイポールアンテナ22を介して、メモリに保持されている情報をRW装置11に送信する。
また、タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ22がRW装置11から送信された情報書換要求信号を受信すると、その情報書換要求信号にしたがって、メモリに保持している情報の書き換えを行う。
また、タグ7のIC23は、ダイポールアンテナ22がRW装置11から送信された情報書込み要求信号を受信すると、その情報書込み要求信号にしたがって、新たな情報をメモリに保存する。
タグ7は、上記のようにして、RW装置11と無線通信を実施するが、ダイポールアンテナ22が励振可能状態に設定されており、ダイポールアンテナ21が励振可能状態に設定されていないので、RW装置11との通信中に、RW装置10から信号を送信されても、信号の混信が発生することはない。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、隣り合うRW装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のRW装置を設置する場合、隣り合うRW装置の偏波を直交させるとともに、移動に伴ってタグが偏波の方向を切り替えるように構成したので、通信エリアを拡大しても、信号の混信を防止することができる効果を奏する。
なお、タグ7のIC23が例えばRW装置10から切替要求信号を受信すると、励振可能状態にあるダイポールアンテナを切り替える前に、ダイポールアンテナ21を介して、ダイポールアンテナの切替処理を実施する旨を示す切替確認信号をRW装置10に送信するようにしてもよい。
この場合、RW装置10は、励振可能状態にあるダイポールアンテナが切り替えられることを認識することができる。
また、RW装置10がタグ7のダイポールアンテナが切り替えられることをRW装置11に通知するようにすれば(例えば、RW装置10とRW装置11間の張られている有線回線や無線回線を介して通知)、RW装置11が、タグ7と通信可能であることを認識することができる。
また、タグ7のIC23が例えばRW装置10から切替要求信号を受信すると、励振可能状態にあるダイポールアンテナを切り替えた後に、ダイポールアンテナ22を介して、ダイポールアンテナの切替処理を実施した旨を示す切替確認信号をRW装置11に送信するようにしてもよい。
この場合、RW装置11が当該切替確認信号をRW装置10に転送すれば、RW装置10が、励振可能状態にあるダイポールアンテナが切り替えられたことを認識することができる。
また、RW装置11は、タグ7と通信可能であることを認識することができる。
なお、この実施の形態1では、タグ6〜9とRW装置10〜12の偏波が直線偏波であるものについて示したが、RW装置10〜12とタグ6〜9の偏波が円偏波や楕円偏波であっても直交する2つの偏波を用いれば、同様の効果を奏することができる。
また、この実施の形態1では、タグ6〜9とRW装置10〜12の間の干渉について説明したが、隣り合うRW装置の偏波が直交しているので、RW装置10〜12同士の干渉も低減することができる。
例えば、RW装置10の偏波がV偏波であるのに対して、RW装置11の偏波がH偏波であるため、RW装置10にはRW装置11からの信号が混信しない。RW装置12はRW装置10と同じV偏波を使用しているが、距離が離れているため、その影響が小さく問題にならない。
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2による無線タグ通信システムを示す構成図である。
図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
台座31は例えば製造ライン上に設置され、タグ36〜39が貼り付けられている物品32〜35を一次元的に移動する。図3の例では、右方向に物品32〜35を移動している。
物品32〜35は例えば仕掛かりの製品であり、相互に大きさが異なる場合がある。
タグ36〜39は物品32〜35に貼り付けられ、物品32〜35に関する固有の情報(例えば、物品の識別情報)等を保持するとともに、RW装置40〜42と無線通信を実施する機能を備えている。また、タグ36〜39は移動に伴って偏波の方向を切り替える機能を備えている。
RW装置40〜42は台座31が物品32〜35を移動する方向に沿って一次元的に並べられており、かつ、RW装置40の通信エリア43とRW装置41の通信エリア44とが一部重なり、RW装置41の通信エリア44とRW装置42の通信エリア45とが一部重なるように配置されている。また、RW装置40〜42はタグ36〜39と無線通信を実施して、タグ36〜39に保持されている情報の読み書きを行うが、RW装置40,42の偏波はH偏波に設定され、RW装置41の偏波はV偏波に設定されている。即ち、隣り合うRW装置の偏波が直交するように設定されている。また、RW装置40〜42の偏波は、隣り合う列で、向い合うRW装置10〜12の偏波と直交するように設定されている。
次に動作について説明する。
図3に示すように、2本の製造ラインが平行に設置された場合、そこに用いられるRW装置10〜12と、RW装置40〜42が向い合せに設置される。
RW装置10〜12とRW装置40〜42の放射パターンは、通常、正面方向が最大になる指向性を有するため、互いに向い合うRW装置同士が干渉する。
即ち、RW装置10とRW装置40が干渉し、RW装置11とRW装置41が干渉し、RW装置12とRW装置42が干渉する。
しかし、この実施の形態2では、互いに向い合うRW装置同士の偏波を直交させているので、この干渉を低減することができる。
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3による無線タグ通信システムを示す構成図である。
図において、通信エリア51〜54は偏波が偏波(A)に設定されているRW装置の通信エリアであり、通信エリア61〜64は偏波が偏波(A)と直交している偏波(B)に設定されているRW装置の通信エリアである。
この実施の形態3では、上記実施の形態1の物品の移動を2次元に拡張したものである。工場内において、地上を移動する物品の物流管理を想定しているものである。
通信エリア51〜54,61〜64は、天井などに設置されている図示されていない複数のRW装置の地上における通信エリアを表している。異なる符号の通信エリアは、異なるRW装置の通信エリアである。
RW装置は、偏波が偏波(A)であるものと、偏波(B)のものがあり、通信エリア51〜54に対応するRW装置の偏波が偏波(A)、通信エリア61〜64に対応するRW装置の偏波が偏波(B)である。
地上を隙間なく、通信エリアでカバーするためには、互いの通信エリアをオーバーラップさせる必要がある。
この場合、オーバーラップされているエリアでは、上記実施の形態1の場合と同様に、信号の混信が発生する可能性がある。
しかし、この実施の形態3では、偏波(A)のエリア同士、または、偏波(B)のエリア同士は、オーバーラップしないように通信エリア51〜54,61〜64を配置しているので、信号の混信を防止することができる。
図4の例では、通信エリア51〜54は、正方形状に配置され、かつ、互いのエリアがオーバーラップしないように配置されている。
通信エリア61〜64も、正方形状に配置され、かつ、互いのエリアがオーバーラップしないように配置されている。
そして、偏波(A)のエリアと偏波(B)のエリアは、正方形の対角線の半分の距離だけ、対角線方向に移動している。
ここでは、偏波は特に指定しないが、直交する2つの偏波を用いればよい。
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、複数台のRW装置が二次元的に配列されている場合、隣り合うRW装置の偏波を直交させているので、複数台のRW装置を二次元的に配列しても、信号の混信を防止することができる効果を奏する。
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4による無線タグ通信システムのタグを示す構成図である。
図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
通信処理部24はIC26の指示の下、V偏波のダイポールアンテナ21を介して、RW装置10(またはRW装置12)から送信される信号を受信する一方、信号をRW装置10(またはRW装置12)に送信する。
通信処理部25はIC26の指示の下、H偏波のダイポールアンテナ22を介して、RW装置11から送信される信号を受信する一方、信号をRW装置11に送信する。
IC26は通信処理部24,25の処理内容を制御する。また、IC26は物品2〜5に関する固有の情報等を保持するメモリを内蔵し、また、ダイポールアンテナ21,22がRW装置10〜12から送信された高周波信号である呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する整流部などを内蔵している。
上記実施の形態1〜3では、移動に伴ってタグが偏波の方向を切り替えるものについて示したが、タグが直交している2つの偏波を同時に処理するようにしている。
具体的には下記の通りである。
例えば、物品3に貼り付けられているタグ7は、RW装置10の通信エリア13と、RW装置11の通信エリア14とがオーバーラップしている領域に存在している。
したがって、V偏波の状態に設定されているタグ7のダイポールアンテナ21は励振可能な状態にあり、また、H偏波の状態に設定されているタグ7のダイポールアンテナ22は励振可能な状態にある。
このため、RW装置10が呼び掛け信号を送信すると、タグ7のダイポールアンテナ21がその呼び掛け信号を受信する。
タグ7のIC26に内蔵されている整流部は、ダイポールアンテナ21がRW装置10から送信された呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する。
タグ7のIC26は、ダイポールアンテナ21を介して、呼び掛け信号に対する応答信号をRW装置10に送信する。
一方、RW装置11が呼び掛け信号を送信すると、タグ7のダイポールアンテナ22がその呼び掛け信号を受信する。
タグ7のIC26に内蔵されている整流部は、ダイポールアンテナ22がRW装置11から送信された呼び掛け信号を受信すると、その呼び掛け信号を整流して駆動用の電力に変換し、その電力を蓄積する。
タグ7のIC26は、ダイポールアンテナ22を介して、呼び掛け信号に対する応答信号をRW装置11に送信する。
これにより、以後、タグ7とRW装置10間の無線通信が可能になり、タグ7とRW装置11間の無線通信が可能になるが、RW装置10との無線通信は、ダイポールアンテナ21及び通信処理部24からなる処理系が実施する。また、RW装置11との無線通信は、ダイポールアンテナ22及び通信処理部25からなる処理系が実施する。
このように、別個独立の2つの処理系が、他の処理系に影響されずに、対応しているRW装置と無線通信を実施することができるので、隣り合うRW装置の通信エリアが一部重なる場合でも、信号の混信を防止することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態4では、上記実施の形態1〜3よりも、オーバーラップしている領域を大きくとり、その領域での高速通信を実現することも可能である。
即ち、V偏波とH偏波で独立した通信が可能であるため、それぞれの偏波を単独で用いる場合よりも、2倍の通信速度が得られる。
以上のように、この発明に係る無線タグ通信システムは、隣り合うRW装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のRW装置を設置することにより、タグの通信エリアを拡大する必要があるものに適している。

Claims (7)

  1. 情報を保持しているタグと、上記タグと無線通信を実施して、上記タグに保持されている情報の読み書きを行うリーダーライター装置とを備えた無線タグ通信システムにおいて、隣り合うリーダーライター装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のリーダーライター装置を設置する場合、隣り合うリーダーライター装置の偏波を直交させるとともに、移動に伴って上記タグが偏波の方向を切り替えることを特徴とする無線タグ通信システム。
  2. タグが貼り付けられている物品を一次元的に移動する台座が設けられ、上記台座が物品を移動する方向に沿って複数台のリーダーライター装置が一次元的に並べられていることを特徴とする請求項1記載の無線タグ通信システム。
  3. 複数台のリーダーライター装置が一次元的に複数列並べられている場合、隣り合う列で向い合うリーダーライター装置の偏波を直交させていることを特徴とする請求項1記載の無線タグ通信システム。
  4. タグが貼り付けられている物品を一次元的に移動する台座が複数列設けられ、上記台座が物品を移動する方向に沿って複数台のリーダーライター装置が一次元的に複数列並べられていることを特徴とする請求項3記載の無線タグ通信システム。
  5. 複数台のリーダーライター装置が二次元的に配列されている場合、隣り合うリーダーライター装置の偏波を直交させていることを特徴とする請求項1記載の無線タグ通信システム。
  6. タグは、通信中のリーダーライター装置から切替要求信号を受信すると、偏波の方向を切り替えることを特徴とする請求項1記載の無線タグ通信システム。
  7. 情報を保持しているタグと、上記タグと無線通信を実施して、上記タグに保持されている情報の読み書きを行うリーダーライター装置とを備えた無線タグ通信システムにおいて、隣り合うリーダーライター装置の通信エリアが一部重なるように、複数台のリーダーライター装置を設置する場合、隣り合うリーダーライター装置の偏波を直交させるとともに、上記タグが直交している2つの偏波を同時に処理する機能を搭載していることを特徴とする無線タグ通信システム。
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