WO2007032069A1 - 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

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 Download PDF

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radio wave
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transmitted
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Haruo Obana
Takeshi Miki
Ichirou Ono
Takao Nakamura
Hirotaka Nishida
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Ajinomoto Co., Inc.
Fujitsu Limited
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation

Definitions

  • Reader / writer device information reading method, and information reading program
  • the present invention relates to a reader / writer device, an information reading method, and an information reading program that read information stored in an RFID tag by performing wireless communication with the RFID tag, and particularly disturbs radio wave communication such as metal.
  • the present invention relates to a reader / writer device, an information reading method, and an information reading program that can efficiently increase the reading success rate of an RFID tag even when there are elements to be read.
  • RFID tags are also called IC (Integrated Circuit) tags, which store various data and perform radio wave communication with reader / writers that read and write data to and from RFID tags.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing how radio waves are reflected by the metal 3
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a radio wave intensity distribution disturbed by radio wave reflection.
  • the transmitted radio wave transmitted from the reader / writer 1 incorporating the antenna to the RFID tag 2 is reflected when the metal 3 is present.
  • Figure 7 shows the force when metal 3 is present only at one location. When metal 3 is present everywhere, the reflection pattern of radio waves becomes more complicated.
  • FIG. 8 shows the communicable range in which the reader / writer 1 can communicate with the RFID tag 2 (range where the radio field intensity is higher than the communicable radio field intensity level) A low field strength point having a lower degree than the surroundings is shown.
  • the RFID tag 2 is located at a low radio field strength point, there is a possibility that data cannot be read from or written to the RFI D tag 2 even though the position is within the communicable range.
  • Bluetooth registered trademark
  • 2.4 GHz band radio waves are used for wireless communication, but in order to reduce radio wave interference with other devices that use the same 2.4 GHz band radio waves, A technology called frequency hopping is used (for example, see Non-Patent Document 1)
  • Non-Patent Document 1 Kenpei Morishima, Muneho Maekawa, Toshio Hashimoto, Hidenori Matsuzawa, “Indoor Navigation System R & D Department's Approach to Location Information Technology”, Technology Report, NTT COMWARE TECHNOLOGY, EN 'T' T'Comware Co., Ltd., 2003, Vol. 7, p. 22-25
  • the frequency hopping method described above mainly uses wireless LAN communication or Bluetooth.
  • the communication device that communicates and communicates with the communication radio wave used by other communication devices is an issue, and the information stored in the RFID tag at the position where the radio wave intensity is low and the reader is read. It was not used to make the writer readable.
  • the RFID tag is usually attached to a luggage and stores information for specifying the luggage, and the luggage is managed by reading such information. If the RFID tag is located at a low signal strength point as described in Fig. 8, the RFID tag is not detected, and there is a risk that the baggage with the RFID tag attached will be handled as an object. is there.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining changes in the radio field intensity distribution when the radio field intensity is changed.
  • FIG. 6 is a flowchart of the information reading process performed by the reader / writer 10 according to the second embodiment.
  • the radio wave interface unit 12 is a processing unit that transmits radio waves to the RFID tag via the antenna 11 and receives radio waves transmitted by the RFID tag via the antenna 11. Further, the radio wave interface unit 12 checks whether or not a predetermined time has elapsed after transmitting the radio wave to the RFID tag.
  • This time is a time set longer than the time required from the transmission of the information transmission request to the RFID tag until the completion of reception of all the information transmitted by the RFID tag.
  • the radio wave interface unit 12 changes the frequency every time and transmits an information transmission request to the RFID tag.
  • the frequency from 902 MHz (wavelength 33.3 cm) to 928 MHz (wavelength 32.3 cm) was divided into 30 channels, and 30 channels were selected step by step every 100 ms.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a change in the radio wave intensity distribution when the radio wave intensity is changed. As shown in Fig. 5, if the RFID tag is in a position where the intensity of the radio wave transmitted by the reader / writer 10 is less than the communicable radio wave intensity level, the information stored in the RFID tag cannot be read. ,.
  • the radio wave intensity at the low radio field strength point can be communicated by changing the spatial distribution of the radio wave intensity.
  • the information stored in the RFID tag can be read.
  • the reading success rate of the RFID tag is further increased by changing the radio wave intensity.
  • the reader / writer 10 is configured.
  • the radio wave interface unit 12 of the reader / writer 10 transmits an information transmission request for requesting the RFID tag to transmit information stored in the RFID tag at a predetermined frequency and radio wave intensity (step S1). S201).
  • step S203 It is checked whether the information reception process is continuing (step S203). If the information reception process is continuing (step S203, Yes), the process proceeds to step S202, and the information reception process is continued.
  • step S204, No the frequency setting processing unit 17 determines the frequency of the radio wave used to transmit the information transmission request to the RFID tag. Change (Step S207).
  • step S210 If the information reception process is not continuing (step S210, No), the frequency setting processing unit 17 checks whether or not the unset frequency remains in the stepwise set frequency. (Step S211). If an unset frequency remains (step S210, Yes), the process proceeds to step S204, and the subsequent processing is continued.
  • step S211, No When there is no unset frequency (step S211, No), the write 'read processing unit 13 merges the information received with the RFID tag power (step S 212), and the merged information is The information is output to the host computer via the interface unit 15 (step S213), and the information reading process is terminated.
  • the frequency up to 2.40 GHz (wavelength 12.5 cm), force 2.
  • Frequency up to 50 GHz (wavelength 12. Ocm) is divided into 14 channels, and one of the 14 channels is 100 m Random every second Selected.
  • the radio wave intensity was changed sinusoidally in the range of 2 to 4 watts in the same channel.
  • the radio wave interface unit 12 when the radio wave interface unit 12 transmits an information transmission request to the RFID tag, the radio wave has a strength different from that of the previous transmission of the information transmission request. Since the information transmission request is transmitted using the, the reading success rate of the RFID tag can be increased more efficiently by changing the intensity in addition to the frequency of the radio wave.
  • the radio wave interface unit 12 transmits the information transmission request to the RFID tag a plurality of times using radio waves having different frequencies and different intensities, and receives the information from the RFID tag a plurality of times.
  • the write / read processing unit 13 merges the received information, the RFID tag power read information can be efficiently organized and used.
  • each processing function performed by the reader / writer 10 is realized by all or an arbitrary partial power CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or hardware by means of a yard logic. Can be realized as
  • This program can be distributed via a network such as the Internet.
  • the program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD and being read by the computer.
  • a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD and being read by the computer.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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

明 細 書
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 技術分野
[0001] 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。
背景技術
[0002] 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 (In tegrated 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。
[0003] 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 RFI Dタグとの通信ができなくなる可能性があった。
[0004] 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がー箇所にだけ存在する場合を示してい る力 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。
[0005] 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、 RFI D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。
[0006] 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 、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 ZJP2005Z6330明細書を参照）。
[0007] 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。
[0008] 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）
[0009] 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。
[0010] 非特許文献 1 :森嶋 健平、前川 宗保、橋本 敏男、松澤 秀訓、「Indoor Naviga tionシステム 研究開発部の位置情報技術への取組み一」、 Technology Repo rt、NTT COMWARE TECHNOLOGY、ェヌ 'ティ 'ティ'コムウェア株式会社、 2003年、 Vol. 7、 p. 22- 25
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] し力しながら、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。
[0012] 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 、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つ た。
[0013] 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力 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タグ力 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力つた。
[0014] 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 ダカ 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 ヽものとして取り扱われる危険性 がある。
[0015] 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 ヽる。
[0016] 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、 R FID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。
[0017] このように、可動式のアンテナなどを設置することなぐ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 、う RFIDタグの読み取りシステムにおける着 想は従来な力 たものであり、そのような課題を解決したものは 、まだ知られて 、な い。
[0018] 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ベての情報の読み取りが完了している力否かに係らず周 波数が切り替えられ、新し 、周波数の電波では情報を読み取ることができる力否かは 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。
[0019] 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 、る。
[0020] 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ぐ 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。
課題を解決するための手段
[0021] 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。
[0022] 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力 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。
[0023] 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。 [0024] また、本発明は、上記発明にお 、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。
[0025] 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 V、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。
[0026] 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。
[0027] 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。
発明の効果
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 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力否かを判定し、情報の 受信が継続中でな ヽ場合に、 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。
[0031] 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。
[0032] 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タグカゝ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タグ力も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。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]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]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]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]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]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]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]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]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
[0034] 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咅
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 §
16 電波強度設定処理部
17 周波数設定処理部
発明を実施するための最良の形態
[0035] 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。
実施例 1
[0036] 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。
[0037] 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 (Integ rated Circuit)タグと呼ばれることちある。 [0038] 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。
[0039] 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 Ll、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） } X 360° + (反射回数） X 180°
. . . (式 1)
なお、図 1の例では、反射回数は 1回である。
[0040] 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。
[0041] 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 18
0° の奇数倍力 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 、限り、リーダライタは RFIDタグ 6を検出できるようになる。
[0042] 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 、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タグ力 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タグ力 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。
[0043] 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。
[0044] RFIDタグ力 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、 RFI Dタグに対して、 RFIDタグが記憶して 、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。
[0045] 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 RFI D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。
[0046] 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タグ力 情報を読み取る処理をおこなう。
[0047] 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。
[0048] (通信距離）
= { (送信出力） X (受信ゲイン） X (電波の波長) 2
7 (47 27 (受信側の消費電カ）}1/2 . . . (式 2)
[0049] (電波の波長）
= (光速) Z (電波の周波数） . . . （式 3)
[0050] 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 力も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。
[0051] 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。
[0052] 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 1 3、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。
[0053] 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 間が経過したカゝ否かを調べる。
[0054] 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。
[0055] 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、ホストコンビユー 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。
[0056] 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タグ力 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エ ース部 15を介してホストコンピュータに出力する。
[0057] 情報を併合する際には、書き込み ·読み込み処理部 13は、 RFIDタグ力も読み取つ 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。
[0058] 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カも受信したデータ 、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 RFI Dタグ力も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、ホストコンビュ 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。
[0059] 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。
[0060] 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。
[0061] 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。
[0062] 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 S 102)。
[0063] その後、電波インターフェース部 12は、 RFIDタグ力も情報を受信し (ステップ S 10 3)、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力否かは、あら力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。
[0064] 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 S 104, 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、 1 00m秒など）に設定される。
[0065] 所定の時間が経過していない場合には（ステップ S105, No)、電波インターフエ一 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
[0066] 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 (ステツ プ S104, Yes)、書き込み ·読み込み処理部 13は、 RFIDタグ力も受信した情報を併 合し (ステップ S 106)、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ビュ 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。
[0067] 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！、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。
[0068] 具体的には、 2. 40GHz (波長 12. 5cm)力ら 2. 50GHz (波長 12. Ocm)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。
[0069] 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。
[0070] 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。
[0071] 具体的には、 902MHz (波長 33. 3cm)力ら 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。
[0072] 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。
[0073] 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。
[0074] 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 信要求を送信して力 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。
実施例 2
[0075] 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。
[0076] 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 、。
[0077] し力しながら、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。
[0078] 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 力も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。
[0079] このように、送信電波の強度を変化させることによつても、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。
[0080] 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 、る。
[0081] 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力否かを調べる。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 、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。 [0082] 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。
[0083] 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 させることとしてちよい。
[0084] 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。
[0085] 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。
[0086] 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)。
[0087] 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 S 202
)、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 S 203)。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 S 202に移行して、情報 の受信処理を続行する。
[0088] 情報の受信処理が継続中でな 、場合には (ステップ S 203, 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!/、る力否か を調べる（ステップ S 204)。
[0089] 未設定の電波強度が残って!/、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。
[0090] 未設定の電波強度が残って!/、な 、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 S 207)。
[0091] 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)。
[0092] その後、電波インターフェース部 12は、 RFIDタグ力も情報を受信する処理が «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。
[0093] 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力否かを調べ 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。
[0094] 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タグ力も受信した情報を併合し (ステップ S 212)、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。
[0095] 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 力 この順番は逆であっても力まわない。
[0096] 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 、る。
[0097] 具体的には、 2. 40GHz (波長 12. 5cm)力ら 2. 50GHz (波長 12. Ocm)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。
[0098] 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。
[0099] 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。
[0100] 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。
[0101] 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タグ力 読み取った情報を効率的に整理して利用するこ とがでさる。
[0102] 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。
[0103] 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 こなうことちでさる。
[0104] 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。
[0105] 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。
[0106] 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 力 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、ヮ ィ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。
[0107] 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、あら力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。
[0108] 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 によって記録媒体力 読み出されることによって実行することもできる。
産業上の利用可能性
[0109] 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

請求の範囲
[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力否かを判定し、情報の受信 が継続中でな ヽ場合に、 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タグ力 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。
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。
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