JPWO2007032069A1 - リーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラム - Google Patents

Abstract

ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタが、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信し、送信した情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信することにより、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高める。

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムに関し、特に、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムに関する。

近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグの商品化が進み、物流の分野などにおいて、ＲＦＩＤタグが次第に普及し始めてきている。ＲＦＩＤタグは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）タグとも呼ばれ、種々のデータを記憶するとともに、ＲＦＩＤタグに対するデータの読み込みや書き込みをおこなうリーダライタとの間で電波通信をおこなう。

一般に、ＲＦＩＤタグが使用される環境において、金属などの電波通信を撹乱する要因が存在する場合には、電波の反射が発生し、電波が強めあったり弱めあったりして、電波強度の高い地点と低い地点とが発生するので、リーダライタが目的とするＲＦＩＤタグとの通信ができなくなる可能性があった。

図７は、金属３により電波が反射される様子を示す概念図であり、図８は、電波の反射により撹乱された電波強度分布の一例を示す図である。図７に示すように、アンテナを内蔵したリーダライタ１からＲＦＩＤタグ２に対して送信された送信電波は、金属３が存在すると反射される。図７では、金属３が一箇所にだけ存在する場合を示しているが、金属３があちこちに存在する場合には、電波の反射パターンはさらに複雑なものとなる。

そして、送信電波の位相と反射電波の位相とが反対になると、電波強度が周囲よりも低い地点が発生する。図８には、リーダライタ１が、ＲＦＩＤタグ２と通信することが可能な通信可能範囲（電波強度が通信可能な電波強度レベル以上の範囲）と、電波強度が周囲よりも低い低電波強度点とが示されている。そして、低電波強度点にＲＦＩＤタグ２が位置する場合には、その位置が通信可能範囲内であるにもかかわらず、ＲＦＩＤタグ２に対するデータの読み書きができなくなる可能性がある。

この問題を解決するため、リーダライタのアンテナの向きを変化させることにより電波の強度分布を変化させ、リーダライタが電波強度の低い地点にあるＲＦＩＤタグと通信できるようにするＲＦＩＤタグ通信方法が提案されている（特許協力条約国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００５／６３３０明細書を参照）。

一方で、近年、パーソナルコンピュータやその周辺機器、あるいは家電製品などの間で無線で通信をおこなうＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線通信技術が利用されるようになってきている。

このＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線通信技術では、２．４ＧＨｚ帯の電波を用いて無線通信をおこなうが、同じ２．４ＧＨｚ帯の電波を用いる他の機器との間の電波干渉を低減するため、周波数ホッピング方式という技術が採用されている（たとえば、非特許文献１を参照）。

周波数ホッピング方式とは、通信に用いる電波の周波数を非常に短い時間間隔で所定の順に切り替えるものである。この周波数ホッピング方式を用いると、通信機器の数が多い場合でも、通信に使用する電波の周波数が重なる時間を短くすることができ、電波の干渉を低減することができる。

森嶋 健平、前川 宗保、橋本 敏男、松澤 秀訓、「Ｉｎｄｏｏｒ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎシステム −研究開発部の位置情報技術への取組み−」、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｐｏｒｔ、ＮＴＴ ＣＯＭＷＡＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、エヌ・ティ・ティ・コムウェア株式会社、２００３年、Ｖｏｌ．７、ｐ．２２−２５

しかしながら、上述したＲＦＩＤタグ通信方法では、リーダライタのアンテナの向きを変化させるため、アンテナの向きを変化させる機構が必要となり、装置が複雑になるとともに、アンテナが可動式になるため故障が発生しやすくなるという問題があった。

また、上述した周波数ホッピング方式は、主として無線ＬＡＮ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈを用いて通信をおこなう通信機器が、他の通信機器が用いる通信電波との混信を防止することを課題としたものであり、電波強度が低い位置にあるＲＦＩＤタグに記憶された情報をリーダライタが読み取ることができるようにするために用いられるものではなかった。

具体的には、ＲＦＩＤタグが使用される環境において、金属などの電波通信を撹乱する要因が存在する場合には、上述したように、電波の反射が発生して電波が弱めあい、電波強度の低い地点が発生する可能性があるが、上述した周波数ホッピング方式は、このような場合でもＲＦＩＤタグから情報を読み取れるようにするというＲＦＩＤタグに係る課題を解決するものではなかった。

ＲＦＩＤタグは、通常荷物などに取り付けられ、その荷物を特定する情報などを記憶しており、そのような情報を読み取ることにより荷物の管理が行われる。もし、ＲＦＩＤタグが、図８で説明したような低電波強度点に位置する場合には、そのＲＦＩＤタグは検出されず、そのＲＦＩＤタグが取り付けられた荷物がないものとして取り扱われる危険性がある。

よって、ＲＦＩＤタグが低電波強度点に位置してしまうことをいかにして防止し、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を１００％に近づけることができるかがＲＦＩＤタグの運用において極めて重要な課題となっている。

特に、荷物が金属部分を有するものである場合や、金属部分を有する環境（金属ラック、金属コンベア、鉄筋コンクリートなど）に荷物が囲まれる場合には、金属がＲＦＩＤタグの近くに存在することとなり、その金属により電波通信が撹乱される可能性が高くなるが、このような状況においてもＲＦＩＤタグを利用することができるようになれば、ＲＦＩＤタグの適用範囲をさらに拡大することができ、産業の発展にさらに貢献できる。

このように、可動式のアンテナなどを設置することなく、低電波強度点にあるＲＦＩＤタグを効率的に検出できるようにするというＲＦＩＤタグの読み取りシステムにおける着想は従来なかったものであり、そのような課題を解決したものはいまだ知られていない。

また、周波数ホッピング方式では、短い時間で周波数を切り替えるが、低電波強度点にあるＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るためには適さない。これは、ある周波数の電波でＲＦＩＤタグと通信することができたとしても、所定の時間が経過すればＲＦＩＤタグに記憶されたすべての情報の読み取りが完了しているか否かに係らず周波数が切り替えられ、新しい周波数の電波では情報を読み取ることができるか否かは不明であるので、情報の読み取りを効率的におこなうことができないからである。

以上のようなことから、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合に、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率をいかに効率的に高めることができるかがＲＦＩＤタグの適用範囲の拡大を図る上で極めて重要な課題となってきている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、可動式のアンテナなどを設置することなく、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタ装置であって、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信手段と、前記送信手段により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記送信手段は、ＲＦＩＤタグに対して情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報を受信するまでに必要な時間が少なくとも経過した場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記送信手段は、ＲＦＩＤタグが情報の送信要求を受け付けた場合に送信する情報の受信を開始した後、当該情報の受信が継続中であるか否かを判定し、情報の受信が継続中でない場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記送信手段は、前記ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する場合に、前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる強度の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、異なる周波数および異なる強度の電波を用いてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を複数回送信し、前記受信手段によりＲＦＩＤタグから情報を複数回受信した場合に、受信した情報を併合する情報併合手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る情報読み取り方法であって、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信工程と、前記送信工程により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信工程と、を含んだことを特徴とする。

また、本発明は、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る情報読み取りプログラムであって、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信手順と、前記送信手順により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタ装置が、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信し、送信した情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信することとしたので、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、ＲＦＩＤタグに対して情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報を受信するまでに必要な時間が少なくとも経過した場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、周波数を変更するタイミングを適切に制御しながら、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、ＲＦＩＤタグが情報の送信要求を受け付けた場合に送信する情報の受信を開始した後、当該情報の受信が継続中であるか否かを判定し、情報の受信が継続中でない場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、周波数を変更するタイミングを適切に制御しながら、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する場合に、前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる強度の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、電波の周波数に加えて強度を変化させることにより、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率をさらに効率的に高めることができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、異なる周波数および異なる強度の電波を用いてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を複数回送信し、ＲＦＩＤタグから情報を複数回受信した場合に、受信した情報を併合することとしたので、ＲＦＩＤタグから読み取った情報を効率的に整理して利用することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るリーダライタがおこなう情報読み取り処理の原理について説明する図である。 図２は、電波の周波数を変化させた場合の電波強度分布の変化について説明する図である。 図３は、本実施例に係るリーダライタ１０の機能構成を示す図である。 図４は、実施例１に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、電波強度を変化させた場合の電波強度分布の変化について説明する図である。 図６は、実施例２に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、金属３により電波が反射される様子を示す概念図である。 図８は、電波の反射により撹乱された電波強度分布の一例を示す図である。

符号の説明

１，１０ リーダライタ
２，６ ＲＦＩＤタグ
３ 金属
５ リーダライタのアンテナ
７ 電波の反射面
１１ アンテナ
１２ 電波インターフェース部
１３ 書き込み・読み込み処理部
１４ 記憶部
１５ インターフェース部
１６ 電波強度設定処理部
１７ 周波数設定処理部

以下に、本発明に係るリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムの実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、本発明に係るリーダライタがおこなう情報読み取り処理の原理について説明する。図１は、本発明に係るリーダライタがおこなう情報読み取り処理の原理について説明する図である。

図１には、リーダライタのアンテナ５と、リーダライタと電波通信をおこなうＲＦＩＤタグ６と、金属などの電波の反射面７とが示されている。なお、このＲＦＩＤタグは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）タグと呼ばれることもある。

電波の反射面７は、リーダライタのアンテナ５とＲＦＩＤタグ６とが通信をおこなう場合に用いられる電波を反射するが、リーダライタのアンテナ５と、ＲＦＩＤタグ６と、電波の反射面７との間の距離関係が所定の関係となる場合には、電波強度が弱くなり、通信ができなくなってしまう。

これを具体的に説明すると、図１に示すように、リーダライタのアンテナ５と電波の反射面７との間の距離をＬ１、電波の反射面７とＲＦＩＤタグ６との間の距離をＬ２、リーダライタのアンテナ５とＲＦＩＤタグ６との間の距離をＬ３とすると、リーダライタのアンテナ５から送信され、ＲＦＩＤタグ６に直接到達する直接波と、電波の反射面７により反射されてＲＦＩＤタグ６に到達する反射波との間の電波の位相差は以下のようになる。
（位相差）
＝｛（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３）／（電波の波長）｝×３６０°＋（反射回数）×１８０°
．．．（式１）
なお、図１の例では、反射回数は１回である。

上記位相差が１８０°の奇数倍となる位置にＲＦＩＤタグ６がある場合には、直接波と反射波とが干渉し、電波の山と谷とが丁度重なってしまうので、電波強度が弱くなり、リーダライタはＲＦＩＤタグ６を検出できなくなる。

そこで、本発明では、通信に用いる電波の波長（周波数）を変化させ、位相差を１８０°の奇数倍から十分離れた値となるようにする。これにより、Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３の値が０でない限り、リーダライタはＲＦＩＤタグ６を検出できるようになる。

ただし、電波の波長（周波数）を変化させると、それまでに検出できていたＲＦＩＤタグが検出できなくなる可能性があるため、それまでにＲＦＩＤタグから読み取った情報と電波の波長（周波数）を変化させることによりＲＦＩＤタグから読み取った情報とを併合する処理をおこなう。上記原理は、電波の経路と反射面とが複数ある場合（マルチパス反射）にも同様に当てはまるものである。

つぎに、電波の周波数を変化させた場合の電波強度分布の変化について説明する。図２は、電波の周波数を変化させた場合の電波強度分布の変化について説明する図である。

ＲＦＩＤタグから情報を読み取る情報読み取り処理においては、リーダライタは、ＲＦＩＤタグに対して、ＲＦＩＤタグが記憶している情報を送信するよう要求する情報送信要求を所定の強度および周波数の電波を用いて送信する。

そして、リーダライタは、ＲＦＩＤタグが情報の送信要求を受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する。ここで、リーダライタが受信する情報は、リーダライタにより送信された電波の強度が、図６で説明した通信可能電波強度レベル以上である位置にあるＲＦＩＤタグから送信されたものである。

一方、リーダライタは、電波の強度が通信可能電波強度レベル未満である位置にあるＲＦＩＤタグに記憶された情報は読み取ることができない。そのため、リーダライタは、異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を複数回送信し、電波強度分布を変化させてＲＦＩＤタグから情報を読み取る処理をおこなう。

ここで、無線通信における通信距離と電波の周波数との間の関係は、以下の式２および式３により表される。

（通信距離）
＝｛（送信出力）×（受信ゲイン）×（電波の波長）²
／（４π）²／（受信側の消費電力）｝^1/2 ．．．（式２）

（電波の波長）
＝（光速）／（電波の周波数） ．．．（式３）

これらの式から、電波の周波数を変化させることにより、通信距離を変化させることができることがわかる。すなわち、電波の周波数を変化させることにより、リーダライタから所定の距離にある電波の強度レベルを変化させることができる。

以上のことから、電波の周波数を変化させることにより、図１で説明したように、直接波と反射波との位相差を変化させ、また、図２で説明したように、電波の強度分布を変化させることにより、低電波強度点における電波強度を通信可能電波強度レベル以上にすることができ、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるようになる。

つぎに、本実施例に係るリーダライタの機能構成について説明する。図３は、本実施例に係るリーダライタ１０の機能構成を示す図である。図３に示すように、このリーダライタ１０は、アンテナ１１、電波インターフェース部１２、書き込み・読み込み処理部１３、記憶部１４、インターフェース部１５、電波強度設定処理部１６、周波数設定処理部１７を有する。

電波インターフェース部１２は、アンテナ１１を介して電波をＲＦＩＤタグに送信し、また、ＲＦＩＤタグにより送信された電波をアンテナ１１を介して受信する処理部である。また、この電波インターフェース部１２は、電波をＲＦＩＤタグに送信した後、所定の時間が経過したか否かを調べる。

この時間は、ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報の受信が完了するまでに必要な時間以上に設定された時間である。電波インターフェース部１２は、この時間ごとに周波数を変化させてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する。

書き込み・読み込み処理部１３は、インターフェース部１５を介して、ホストコンピュータ（図示せず）から書き込みまたは読み込みにかかる要求を受付けた場合に、ＲＦＩＤタグに対するデータの書き込みまたは読み込みをおこなう処理部である。

また、書き込み・読み込み処理部１３は、周波数を変化させてＲＦＩＤタグから情報を複数回読み取った場合に、読み取った情報を併合し、併合した情報をインターフェース部１５を介してホストコンピュータに出力する。

情報を併合する際には、書き込み・読み込み処理部１３は、ＲＦＩＤタグから読み取ったＲＦＩＤタグのＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）番号などの情報を基にして重複する情報があるか否かを判定し、重複する情報がある場合には、そのうちの１つの情報のみを採用する処理をおこなう。

記憶部１４は、メモリなどの記憶デバイスである。この記憶部１４は、インターフェース部１５を介して書き込み・読み込み処理部１３がホストコンピュータから受信したデータ、あるいは、電波インターフェース部１２を介して書き込み・読み込み処理部１３がＲＦＩＤタグから受信したデータなどを記憶する。インターフェース部１５は、ホストコンピュータとの間で通信をおこなうネットワークインターフェースである。

電波強度設定処理部１６は、ＲＦＩＤタグに情報を送信する際に用いる電波の強度を設定する処理部である。周波数強度設定部１７は、ＲＦＩＤタグに情報を送信する際に用いる電波の周波数（波長）を設定する処理部である。具体的には、周波数設定処理部１７は、所定の時間ごとにランダムに電波の周波数を選択する。

この時間は、ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報の受信が完了するまでに必要な時間以上に設定される。なお、ここでは、周波数強度設定部１７は、周波数をランダムに変化させることとしているが、周波数は正弦的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。

つぎに、本実施例１に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順について説明する。図４は、実施例１に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順を示すフローチャートである。

まず、リーダライタ１０の周波数設定処理部１７は、電波の周波数をランダムに選択する（ステップＳ１０１）。そして、電波インターフェース部１２は、周波数設定処理部１７により選択された周波数を有する電波を用いてＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信する（ステップＳ１０２）。

その後、電波インターフェース部１２は、ＲＦＩＤタグから情報を受信し（ステップＳ１０３）、情報送信要求の送信処理が終了であるか否かを調べる（ステップＳ１０４）。情報送信要求の送信処理が終了であるか否かは、あらかじめ設定された時間が経過したか否かを調べることにより判定される。

情報送信要求の送信処理が終了でない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、電波インターフェース部１２は、所定の時間が経過したか否かを調べる（ステップＳ１０５）。この時間は、リーダライタ１０がＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報の受信が完了するまでに必要な時間以上（たとえば、１００ｍ秒など）に設定される。

所定の時間が経過していない場合には（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、電波インターフェース部１２は、再度所定の時間が経過するまで待機する。所定の時間が経過した場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０１に移行して、それ以降の処理を継続する。

ステップＳ１０４において、情報送信要求の送信処理が終了である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、書き込み・読み込み処理部１３は、ＲＦＩＤタグから受信した情報を併合し（ステップＳ１０６）、併合した情報を、インターフェース部１５を介してホストコンピュータに出力し（ステップＳ１０７）、この情報読み取り処理を終了する。

つぎに、本実施例１に係る情報読み取り処理の効果を検証した実験結果について示すこととする。まず、第１の実験では、２．４５ＧＨｚ帯の周波数を利用して電波通信をおこなうリーダライタおよびＲＦＩＤタグを用いて実験をおこなった。

具体的には、２．４０ＧＨｚ（波長１２．５ｃｍ）から２．５０ＧＨｚ（波長１２．０ｃｍ）までの周波数を１４のチャネルに分割し、１４のチャネルのうちの１つのチャネルを１００ｍ秒ごとにランダムに選択した。

この場合には、周波数を変更しない場合に比べて、２ｃｍから３ｃｍ程度の範囲で発生した低電波強度点に位置するＲＦＩＤタグの読み取り成功率を高めることができることが確認された。

また、第２の実験では、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数を利用して電波通信をおこなうリーダライタおよびＲＦＩＤタグを用いて実験をおこなった。

具体的には、９０２ＭＨｚ（波長３３．３ｃｍ）から９２８ＭＨｚ（波長３２．３ｃｍ）までの周波数を３０のチャネルに分割し、３０のチャネルを１００ｍ秒ごとに段階的に選択した。

この場合には、周波数を変更しない場合に比べて、５ｃｍから１０ｃｍ程度の範囲で発生した低電波強度点に位置するＲＦＩＤタグの読み取り成功率を高めることができることが確認された。

上述してきたように、本実施例１では、ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタ１０の電波インターフェース部１２が、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信し、送信した情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信することとしたので、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができる。

また、本実施例１では、電波インターフェース部１２が、ＲＦＩＤタグに対して情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報を受信するまでに必要な時間が少なくとも経過した場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、周波数を変更するタイミングを適切に制御しながら、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができる。

ところで、上記実施例１では、送信する電波の周波数を変化させながらＲＦＩＤタグから情報を読み取ることとしたが、さらに送信する電波の電波強度を変化させて情報の読み取り処理をおこなうこととしてもよい。そこで、本実施例２では、周波数と電波強度とを変化させて情報の読み取り処理をおこなう場合について説明する。

図５は、電波強度を変化させた場合の電波強度分布の変化について説明する図である。図５に示すように、リーダライタ１０により送信された電波の強度が通信可能電波強度レベル未満となる位置にＲＦＩＤタグがある場合には、ＲＦＩＤタグに記憶された情報は読み取ることができない。

しかしながら、リーダライタ１０がＲＦＩＤタグに送信する電波の強度を変化させると、電波強度の空間的な分布が変わることにより低電波強度点における電波強度を通信可能電波強度レベル以上にすることができ、ＲＦＩＤタグに記憶された情報が読み取れるようになる。

また、式２からも、送信電波の電波強度（送信出力）を変化させることにより、通信距離が変化することがわかる。すなわち、電波強度を変化させることにより、リーダライタから所定の距離にある電波の強度レベルを変化させることができる。

このように、送信電波の強度を変化させることによっても、低電波強度点における電波強度を通信可能電波強度レベル以上にすることができ、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができるようになる。

そのため、ここでは図１および図２で説明したようにリーダライタの電波の周波数を変化させるのに加えて、電波の強度を変化させることによりＲＦＩＤタグの読み取り成功率をさらに高めるようにリーダライタ１０を構成している。

実施例２においては、図３に示した電波インターフェース部１２は、ＲＦＩＤタグからの情報の受信が継続中であるか否かを調べる。そして、電波インターフェース部１２は、情報の受信が継続中でない場合に、電波の強度や周波数を変化させてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する。

ただし、電波インターフェース部１２は、実施例１で説明したように、電波の強度や周波数を所定の時間ごとに変化させることとしてもよい。この時間は、ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報の受信が完了するまでに必要な時間以上に設定される。

また、実施例２では、図３に示した電波強度設定処理部１６は、ＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信する際に用いられる電波の強度を段階的に変化させる。ただし、電波強度設定処理部１６は、電波の強度をランダムに変化させてもよいし、正弦的に変化させることとしてもよい。

また、図３に示した周波数設定処理部１７は、電波強度設定処理部１６が電波強度を変化させる情報の読み取り処理が終了した後、ＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信する際に用いられる電波の周波数を段階的に変化させる。ただし、周波数設定処理部１７は、周波数をランダムに変化させてもよいし、正弦的に変化させることとしてもよい。

つぎに、本実施例２に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順について説明する。図６は、実施例２に係るリーダライタ１０がおこなう情報読み取り処理の処理手順を示すフローチャートである。

まず、リーダライタ１０の電波インターフェース部１２は、所定の周波数および電波強度でＲＦＩＤタグに対してＲＦＩＤタグに記憶された情報を送信するよう要求する情報送信要求を送信する（ステップＳ２０１）。

そして、電波インターフェース部１２は、ＲＦＩＤタグから情報を受信し（ステップＳ２０２）、情報の受信処理が継続中であるか否かを調べる（ステップＳ２０３）。情報の受信処理が継続中である場合には（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に移行して、情報の受信処理を続行する。

情報の受信処理が継続中でない場合には（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、電波強度設定処理部１６は、段階的に設定する電波強度に未設定の電波強度が残っているか否かを調べる（ステップＳ２０４）。

未設定の電波強度が残っている場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、電波強度設定処理部１６は、電波強度を変更する（ステップＳ２０５）。そして、電波インターフェース部１２は、変更された電波強度でＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０２に移行してそれ以後の処理を継続する。

未設定の電波強度が残っていない場合には（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、周波数設定処理部１７は、ＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信するのに用いる電波の周波数を変更する（ステップＳ２０７）。

そして、電波インターフェース部１２は、変更された周波数および所定の電波強度を有する電波を用いてＲＦＩＤタグに情報送信要求を送信し（ステップＳ２０８）、その情報送信要求に応じてＲＦＩＤタグにより送信された情報を受信する（ステップＳ２０９）。

その後、電波インターフェース部１２は、ＲＦＩＤタグから情報を受信する処理が継続中であるか否かを調べる（ステップＳ２１０）。情報の受信処理が継続中である場合には（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９に移行して、情報の受信処理を続行する。

情報の受信処理が継続中でない場合には（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、周波数設定処理部１７は、段階的に設定する周波数に未設定の周波数が残っているか否かを調べる（ステップＳ２１１）。未設定の周波数が残っている場合には（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４に移行して、それ以後の処理が継続される。

未設定の周波数が残っていない場合には（ステップＳ２１１，Ｎｏ）、書き込み・読み込み処理部１３は、ＲＦＩＤタグから受信した情報を併合し（ステップＳ２１２）、併合した情報を、インターフェース部１５を介してホストコンピュータに出力し（ステップＳ２１３）、この情報読み取り処理を終了する。

なお、ここでは、電波強度を変化させる情報の読み取り処理を最初におこない、そのつぎに周波数を変化させる情報の読み取り処理をおこなう場合について説明したが、この順番は逆であってもかまわない。

つぎに、本実施例２に係る情報読み取り処理の効果を検証した実験結果について示すこととする。ここでは、２．４５ＧＨｚ帯の周波数を利用して電波通信をおこなうリーダライタおよびＲＦＩＤタグを用いて実験をおこなった。この実験では、周波数とともに電波強度も変化させ、ＲＦＩＤタグに記憶された情報の読み取りをおこなっている。

具体的には、２．４０ＧＨｚ（波長１２．５ｃｍ）から２．５０ＧＨｚ（波長１２．０ｃｍ）までの周波数を１４のチャネルに分割し、１４のチャネルのうちの１つを１００ｍ秒ごとにランダムに選択した。また、電波強度は、同一チャネル内で２ワットから４ワットの範囲で正弦的に変化させた。

この場合、周波数を変更しない場合に比べて、２ｃｍから３ｃｍ程度の範囲で発生した低電波強度点に位置するＲＦＩＤタグの読み取り成功率を高めることができることが確認され、さらに、実施例１で説明した第１の実験および第２の実験の場合よりもさらに読み取り成功率を高めることができた。

上述してきたように、本実施例２では、電波インターフェース部１２が、ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する場合に、前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる強度の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、電波の周波数に加えて強度を変化させることにより、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率をさらに効率的に高めることができる。

また、本実施例２では、電波インターフェース部１２が、ＲＦＩＤタグが情報の送信要求を受け付けた場合に送信する情報の受信を開始した後、当該情報の受信が継続中であるか否かを判定し、情報の受信が継続中でない場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは周波数とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することとしたので、周波数を変更するタイミングを適切に制御しながら、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることができる。

また、本実施例２では、電波インターフェース部１２が、異なる周波数および異なる強度の電波を用いてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を複数回送信し、ＲＦＩＤタグから情報を複数回受信した場合に、書き込み・読み込み処理部１３が、受信した情報を併合することとしたので、ＲＦＩＤタグから読み取った情報を効率的に整理して利用することができる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。

また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。

この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示したリーダライタ１０の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、リーダライタ１０の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

さらに、リーダライタ１０にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

なお、実施例１および実施例２で説明したリーダライタがおこなう情報読み取り方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。

このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上のように、本発明に係るリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムは、金属などの電波通信を撹乱する要素がある場合でも、ＲＦＩＤタグの読み取り成功率を効率的に高めることが必要なリーダライタ装置、情報読み取り方法および情報読み取りプログラムに有用である。

Claims (7)

1. ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取るリーダライタ装置であって、
   ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信手段と、
   前記送信手段により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信手段と、
   を備えたことを特徴とするリーダライタ装置。
2. 前記送信手段は、ＲＦＩＤタグに対して情報の送信要求を送信してからＲＦＩＤタグにより送信されるすべての情報を受信するまでに必要な時間が少なくとも経過した場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする請求項１に記載のリーダライタ装置。
3. 前記送信手段は、ＲＦＩＤタグが情報の送信要求を受け付けた場合に送信する情報の受信を開始した後、当該情報の受信が継続中であるか否かを判定し、情報の受信が継続中でない場合に、ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする請求項１に記載のリーダライタ装置。
4. 前記送信手段は、前記ＲＦＩＤタグに情報の送信要求を送信する場合に、前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる強度の電波を用いて情報の送信要求を送信することを特徴とする請求項１、２または３に記載のリーダライタ装置。
5. 異なる周波数および異なる強度の電波を用いてＲＦＩＤタグに情報の送信要求を複数回送信し、前記受信手段によりＲＦＩＤタグから情報を複数回受信した場合に、受信した情報を併合する情報併合手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のリーダライタ装置。
6. ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る情報読み取り方法であって、
   ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信工程と、
   前記送信工程により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信工程と、
   を含んだことを特徴とする情報読み取り方法。
7. ＲＦＩＤタグとの間で無線通信をおこなうことによりＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る情報読み取りプログラムであって、
   ＲＦＩＤタグに対して前回情報の送信要求を送信した場合とは異なる周波数の電波を用いて情報の送信要求を送信する送信手順と、
   前記送信手順により送信された情報の送信要求をＲＦＩＤタグが受け付けた場合に当該ＲＦＩＤタグにより送信される情報を受信する受信手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする情報読み取りプログラム。

Images