WO2016024617A1 - 搬送コンベア用ｒｆｉｄシステム - Google Patents

搬送コンベア用ｒｆｉｄシステム Download PDF

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WO2016024617A1
WO2016024617A1 PCT/JP2015/072861 JP2015072861W WO2016024617A1 WO 2016024617 A1 WO2016024617 A1 WO 2016024617A1 JP 2015072861 W JP2015072861 W JP 2015072861W WO 2016024617 A1 WO2016024617 A1 WO 2016024617A1
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conveyor
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carrier wave
writer
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詩朗 杉村
治 菊地
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株式会社マーストーケンソリューション
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation

Definitions

  • the present invention relates to an RFID system for a conveyer in which a reader / writer and an RF tag attached to a conveyed product on a conveyer can communicate with each other at high speed and accurately at low cost.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • An IC tag or the like is stored in an RF tag used in the RFID system, and the RF tag receives a carrier wave transmitted from an antenna of a reader / writer and generates an induced electromotive force. Using the generated power, the RF tag communicates in a non-contact manner by returning identification data and the like recorded on the IC chip on the reflected wave to the reader / writer.
  • JP 2009-33517 Japanese Patent Laid-Open No. 10-62518
  • the prior art has the following problems. That is, when a plurality of reader / writer antennas are arranged as in Patent Document 1 or moved around the transported object at a high speed, there is a problem that the cost increases and the processing of reflected waves takes time. In addition, as in Patent Document 2, when a leakage signal is canceled, there is a problem that it takes cost and time. Therefore, it is preferable that the leakage signal is not generated as much as possible.
  • the package accommodated in the packing box is made of a material that reflects radio waves such as metal
  • the reader There is a problem that the carrier wave transmitted from the writer is reflected by the package and does not reach the RF tag.
  • the number of reader / writer antennas and the range of movement of the antennas must be expanded, resulting in a problem of further cost and time.
  • the present invention provides an RFID system for a transport conveyor that allows a reader / writer and an RF tag attached to a transported object on the transport conveyor to communicate at high speed and accurately at low cost. Objective.
  • the RFID system for a conveyor receives a carrier wave transmitted by an antenna of a reader / writer by an RF tag attached to a conveyed object on the conveyor, and returns a reflected wave to the antenna of the reader / writer.
  • the RFID system for a conveyer that communicates by contact includes a reflector that reflects a part of the carrier wave toward the conveyed object. Further, the reflecting surface of the reflector is formed as a concave surface. Moreover, it is used for the conveyance conveyor formed with the material which permeate
  • the carrier wave transmitted from the reader / writer antenna passes through the packing box and then collides with the metal package within the packing box and is diffusely reflected. End up.
  • the carrier does not reach the RF tag attached to a position hidden behind the metal package such as the side of the packaging box (cannot communicate with the RF tag).
  • a similar problem may occur when a package is in a packaging bag and an RF tag is attached to the packaging bag, or when an RF tag is attached directly to the package.
  • the reflector by using the reflector, even when the majority of the carrier wave is diffusely reflected by the metal luggage as described above, a part of the carrier wave reaches the reflector and is reflected toward the conveyed object on the reflecting surface.
  • the carrier wave can reach the RF tag attached to the position hidden behind the metal baggage (can communicate with the RF tag).
  • it is possible to communicate at high speed and accurately at a low cost compared to the case where a plurality of reader / writer antennas are arranged as in the prior art, or when the antennas are moved in a wide range at high speed around the object to be conveyed.
  • the reflecting surface is a concave surface, it is possible to effectively prevent the occurrence of a leakage signal in which the RF tag attached to the transported object that is not the object of communication receives the carrier wave. Also, if the entire or part of the conveyor is made of a material that transmits carrier waves and reflected waves, such as plastic and rubber, even if the RF tag is attached to the bottom of the packaging box (or luggage) The carrier wave reflected by the reflector can pass through the conveyor and reach the RF tag on the bottom surface.
  • Plan view showing the structure of an RFID system for a conveyor Rear view (a1), (b1) and side view (a2), (b2) showing the structure of an RFID system for a conveyor
  • Perspective views showing examples of reflectors (a) to (d)
  • Figure showing an example of RF tag pasting
  • the RFID system 1 for a transfer conveyor is roughly composed of a reader / writer 10, an RF tag 20, and a reflector 30, and one or a plurality of transfer objects 50 moving on the transfer conveyor 40 are provided.
  • the RF tag 20 and the reader / writer 10 that are pasted together communicate with each other in a non-contact manner.
  • the reader / writer 10 and the RF tag 20 may be the same as those used in a well-known RFID system, and thus description thereof will be omitted.
  • the reflector 30 that is a feature of the present invention will be mainly described. .
  • the carrier wave 60 transmitted by the reader / writer 10 a UHF band or a microwave band is used in the case of the radio wave system, and a medium wave band or a short wave band can be used in the case of the electromagnetic induction system.
  • the radio wave system is adopted in principle, but it can also be applied to an electromagnetic induction system.
  • the passive type is adopted as a principle for supplying power to the RF tag 20, but it can also be applied to the active type.
  • the transported object 50 is assumed to be a state in which the luggage 51 is accommodated in a packaging box 52 such as a cardboard box, but is not necessarily limited thereto, It is also possible to expose the luggage 51 without packing it.
  • the reflector 30 is provided to reflect the carrier wave 60 transmitted from the reader / writer 10 on the reflecting surface 31 toward the transported object 50.
  • the reflecting surface 31 has a parabolic shape (a), a planar shape (b), a semi-cylindrical shape (c) in which a horizontal cross section is an arc, and a vertical cross section is an arc.
  • a semi-cylindrical shape (d) is mentioned. From the viewpoint of preventing the generation of a leakage signal due to the RF tag 20 attached to the transport object 100 (see FIG. 1) that is not the object of communication receiving the carrier wave 60, the reflecting surface 31 has a parabolic shape, a semi-cylindrical shape, or the like.
  • the material of the reflecting surface 31 is not particularly limited, but it is made of metal from the viewpoint of improving reflection efficiency, or a metal paste such as silver is applied to the surface of a metal or resin main body, or metal plating is applied. Is preferably formed.
  • the mounting position of the reflector 30 may be a position where the reflecting surface 31 exists in a position included in the communicable region A and the position where the path of the carrier wave 60 can reach the reflecting surface 31 without being blocked by the transported object 50.
  • the size may be adjusted as appropriate depending on the size of the conveyed product 50, the conveying speed, the position where the RF tag 20 is attached, the number of attached items, etc.
  • the communicable area A refers to an area in which the RF tag 20 can generate more power than a necessary level by the carrier wave 60 transmitted from the antenna of the reader / writer 10.
  • the communicable area A varies depending on the characteristics of the antenna of the reader / writer 10 (whether there is directivity, the direction of polarization, the beam width, etc.), but is basically formed within a predetermined distance range in the front direction of the antenna. While the RFID system 1 is being driven, the carrier wave 60 is constantly transmitted from the antenna of the carrier wave 60, and a communicable area A is formed around the antenna by the carrier wave 60.
  • FIGS. 2 (b1) and (b2) show the RF tag 21 attached to the lower part of the side surface 52c. It shows the state that has been.
  • the carrier wave 63 reflected by the reflective surface 31 is Can reach the RF tag 22 attached to the side surfaces 52d and 52e, and can communicate with the RF tag 22.
  • the RF tag 20 when the RF tag 20 is affixed to the upper surface 52a of the packing box 52, in principle, communication is performed by the carrier wave 60 that reaches the RF tag 20 on the upper surface 52a directly from the antenna of the reader / writer 10. become.
  • the RF tag 20 may not be able to communicate with the RF tag 20 on the upper surface 52a due to reasons such as that the attachment position and orientation of the RF tag 20 are not uniform or the conveyance speed is too fast, etc.
  • the RF tag 20 may be present only on the surfaces other than the upper surface 52a (surfaces 52b to 52e) due to the orientation of the packing box 52 changing while moving on the conveyor 40 or the upside down.
  • the whole or part of the conveyor 40 may be formed of a material that transmits a carrier wave and a reflected wave, such as plastic or rubber.
  • the carrier wave 60 reflected by the reflector 30 is transmitted through the transport conveyor 40 by adjusting the shape and dimensions of the reflective surface 31, and the bottom surface The RF tag 20 can be reached.
  • the present invention relates to an RFID system for a conveyor that allows a reader / writer and an RF tag attached to a conveyed object on the conveyor to communicate with each other at high speed and accurately, and has industrial applicability.

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Abstract

　リーダライタと、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグとが低コストで高速且つ正確に交信できる搬送コンベア用RFIDシステムを提供する。　本発明は、リーダライタ10のアンテナが送信した搬送波60を、搬送コンベア40上の搬送物50に貼り付けたRFタグ20のアンテナが受信し、反射波を前記リーダライタのアンテナに返送することで非接触で交信する搬送コンベア用RFIDシステム1において、前記搬送波の一部を前記搬送物に向けて反射する反射器30を備える。反射器を用いることで、搬送波の大部分が金属製の荷物で乱反射してしまう場合でも、一部の搬送波が反射器にまで至り、反射面で反射されることで当該RFタグにまで到達させることができる。これにより、従来のようにリーダライタのアンテナを複数配置したり、アンテナを搬送物の周囲に広範囲で高速移動させる場合と比較して低コストで高速且つ正確に交信することができる。

Description

搬送コンベア用ＲＦＩＤシステム
　本発明はリーダライタと、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグとが低コストで高速且つ正確に交信できる搬送コンベア用RFIDシステムに関する。
　近年、物流の効率化を図るべくRFID(Radio Frequency Identification)が利用されている。
　RFIDシステムで使用するRFタグにはICチップ等が格納されており、リーダライタのアンテナから送信された搬送波をRFタグが受信して誘導起電力を発生させる。そして、発生した電力を利用してRFタグはICチップに記録されている搬送物の識別データ等を反射波に乗せてリーダライタへ返送することで、非接触で交信する仕組みになっている。
　ここで、搬送コンベア上を移動する搬送物（例えば、段ボール箱等の梱包箱）にRFタグを貼り付ける場合、RFタグとリーダライタとが短時間のうちに正確に交信を完了する必要があるため、従来リーダライタのアンテナを複数配置し、各アンテナ間で同期を取りながら交信したり（特許文献1参照）、搬送物の周囲をリーダライタのアンテナが高速移動することで複数位置から搬送波を送信するなどの工夫がなされていた。
　また、処理効率を高めるには搬送コンベア上の搬送物の間隔を狭くしたり、複数の搬送コンベアを並列配置する方法が考えられるが、この場合一つのリーダライタから送信された搬送波を、交信対象でない搬送物に貼り付けたRFタグも受信してしまい、いわゆる漏れ信号として反射波を返送してしまうという問題がある。そこで、このような電波干渉を防止するべくリーダライタ側で漏れ信号をキャンセル処理してS/Nを改善する工夫等がなされている（特許文献2参照）。
特開2009-33517号公報 特開平10-62518号公報
　ところが、上記従来技術では以下のような問題がある。
　すなわち、特許文献1のようにリーダライタのアンテナを複数配置したり、或いは搬送物の周囲を高速移動させる場合、コストが嵩むという問題や反射波の処理に時間がかかるという問題がある。
　また、特許文献2のように漏れ信号をキャンセル処理する場合もコストと時間がかかるという問題があるため、可能な限り漏れ信号を生じさせない構成にするのが好ましい。
　また、梱包箱に収容された荷物が金属等の電波を反射する材料からなる場合に、搬送コンベア上でリーダライタとRFタグとを結ぶ直線の間に当該荷物が存在する位置関係になると、リーダライタから送信された搬送波が荷物で反射してしまい、RFタグまで届かないという問題が生じる。上記従来技術を用いてこの問題を解消するにはリーダライタのアンテナの数やアンテナの移動範囲を拡大して対応せざるを得ず、コストと時間が更にかかるという問題が生じる。
　本発明は、このような問題を考慮して、リーダライタと、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグとが低コストで高速且つ正確に交信できる搬送コンベア用RFIDシステムを提供することを目的とする。
　本発明の搬送コンベア用RFIDシステムは、リーダライタのアンテナが送信した搬送波を、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグが受信し、反射波を前記リーダライタのアンテナに返送することで非接触で交信する搬送コンベア用RFIDシステムにおいて、前記搬送波の一部を前記搬送物に向けて反射する反射器を備えることを特徴とする。
　また、前記反射器の反射面が凹面で形成されていることを特徴とする。
　また、前記搬送波及び反射波を透過する材料で形成した搬送コンベアに使用することを特徴とする。
　従来、金属製の荷物が梱包箱に収容されている場合には、リーダライタのアンテナから送信された搬送波は梱包箱を透過した後、梱包箱の内部で金属製の荷物に衝突して乱反射してしまう。その結果、梱包箱の側面等、金属製の荷物に隠れてしまう位置に貼り付けられたRFタグにまで搬送波が到達しない（当該RFタグと交信できない）という問題が生じる。また、同様の問題は荷物が梱包袋に入っており、当該梱包袋にRFタグが貼り付けられている場合や、荷物に直接RFタグが貼り付けられている場合にも生じ得る。
　本発明では反射器を用いることで、上述の通り搬送波の大部分が金属製の荷物で乱反射してしまう場合でも、一部の搬送波が反射器まで至り、反射面において搬送物に向けて反射されることで、金属製の荷物に隠れてしまう位置に貼り付けられたRFタグにまで搬送波を到達させることができる（当該RFタグと交信できる）。これにより、従来のようにリーダライタのアンテナを複数配置したり、アンテナを搬送物の周囲に広範囲で高速移動させる場合と比較して低コストで高速且つ正確に交信することが可能となる。
　また、反射面を凹面にすれば、交信対象でない搬送物に貼り付けたRFタグが搬送波を受信してしまう漏れ信号の発生を効果的に防止できる。
　また、搬送コンベアの全体又は一部をプラスチックやゴム等の搬送波及び反射波を透過する材料で形成することにすれば、RFタグが梱包箱（或いは荷物）の底面に貼り付けられている場合でも、反射器で反射した搬送波が搬送コンベアを透過し、当該底面のRFタグにまで至るようにすることができる。
搬送コンベア用RFIDシステムの構造を示す平面図 搬送コンベア用RFIDシステムの構造を示す背面図（a1）、（b1）及び側面図(a2)、（b2） 反射器の形態例を示す斜視図(a)～（d） RFタグの貼り付け例を示す図
　図1に示すように、本発明の搬送コンベア用RFIDシステム1はリーダライタ10、RFタグ20及び反射器30から概略構成されており、搬送コンベア40上を移動する搬送物50に1枚又は複数枚貼り付けたRFタグ20とリーダライタ10とが非接触で交信を行うものである。
　なお、リーダライタ10及びRFタグ20は周知のRFIDシステムで用いられているものと同じものを使用すればよいため説明は省略し、以下、本発明の特徴である反射器30について主に説明する。
　また、リーダライタ10が送信する搬送波60としては、電波方式の場合UHF帯やマイクロ波帯を利用することになり、電磁誘導方式の場合中波帯や短波帯を利用することができる。本発明では原則電波方式を採用するが、電磁誘導方式に適用することも可能である。また、RFタグ20への電力供給方式として本発明では原則パッシブタイプを採用するものとするが、アクティブタイプに適用することも可能である。
　搬送物50としては、図2に示すように荷物51をダンボール等の梱包箱52に収容した状態のものが想定されるが、必ずしもこれに限らず、荷物51を梱包袋に包んだものや、荷物51を梱包せずにむき出しにしたものでもよい。
　反射器30は、反射面31においてリーダライタ10が送信した搬送波60を搬送物50に向けて反射するために設けられる。
　反射面31の形状としては、図3に示すように例えばパラボラ形状（a）、平面形状（b）、水平方向の断面が円弧になる半円筒形状（c）、鉛直方向の断面が円弧になる半円筒形状（d）が挙げられる。交信対象でない搬送物100（図1参照）に貼り付けたRFタグ20が搬送波60を受信してしまうことによる漏れ信号の発生を防ぐ観点からは、反射面31がパラボラ形状や半円筒形状等の凹面を備えているのが好ましい。
　反射面31の材料は特に限定されるものではないが、反射効率向上の観点から金属製にしたり、或いは金属又は樹脂製の本体の表面に銀等の金属ペーストを塗布したり、金属メッキを施して形成するのが好ましい。
　反射器30の取付位置は、反射面31が交信可能領域Aに含まれる位置に存在し、且つ搬送波60の進路が搬送物50によって遮られることなく反射面31まで到達し得る位置であればよく、搬送物50の寸法、搬送速度、RFタグ20の貼り付け位置、貼り付け枚数等によって適宜調節すればよい。
　なお、交信可能領域Aとは、リーダライタ10のアンテナから送信される搬送波60によりRFタグ20に必要レベル以上の電力を発生させることができる領域を指す。交信可能領域Aはリーダライタ10のアンテナの特性（指向性の有無、偏波の向き、ビーム幅等）により変化するが、基本的にはアンテナの正面方向に所定の距離範囲で形成される。RFIDシステム1の駆動中は搬送波60のアンテナから常時搬送波60が送信されており、この搬送波60によってアンテナの周囲に交信可能領域Aが形成される。
　図2（a1）及び（b1）に示すように、金属製の荷物51が梱包箱52に収容されている場合には、大部分の搬送波61は梱包箱52を透過した後、金属製の荷物51で乱反射してしまう結果、梱包箱52の側面52cのうち荷物51の影に隠れてしまう場所に貼り付けられたRFタグ21にまで到達しないという問題が生じる。しかし、反射器30を上記適切な位置に取り付けることで、大部分の搬送波61が金属製の荷物51で乱反射してしまう場合でも、一部の搬送波62が反射器30にまで至り、反射面31で反射されることで当該RFタグ21まで到達することができる。なお、図2（a1）及び（a2）はRFタグ21が側面52cの上部に貼り付けられている状態で、図2（b1）及び（b2）はRFタグ21が側面52cの下部に貼り付けられている状態を示している。
　また、図1に示すように、反射面31の前後方向の長さを、梱包箱52の前後方向の長さよりも長くしておけば、反射面31で反射した搬送波63が梱包箱52の前後の側面52d及び52eに貼り付けたRFタグ22にまで至り、これらRFタグ22と交信できる。
　無論、RFタグ20が梱包箱52の上面52aに貼り付けられている場合には、原則的にはリーダライタ10のアンテナから当該上面52a上のRFタグ20に直接到達した搬送波60によって交信することになる。しかし、通常は図4に示すようにRFタグ20の貼り付け位置及び向きが一様でないことや搬送速度が速過ぎる等の理由に起因して上面52aのRFタグ20と交信できない場合があり、また、搬送コンベア40上を移動中に梱包箱52の向きが変わったり、天地が逆になることによって上面52a以外の面（52b～52e面）のみにRFタグ20が存在することがある。このような交信が困難な面にRFタグ20が存在する場合でも、本発明では反射器30を利用して搬送波60を当該RFタグ20まで届かせることで確実に交信することができる。
　なお、搬送コンベア40の全体又は一部をプラスチックやゴム等の搬送波及び反射波を透過する材料で形成することにしてもよい。これにより、RFタグ20が梱包箱52の底面52fに存在する場合でも、反射面31の形状及び寸法を調節することで、反射器30で反射した搬送波60が搬送コンベア40を透過し、当該底面のRFタグ20にまで至るようにすることができる。
　本発明は、リーダライタと、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグとが低コストで高速且つ正確に交信できる搬送コンベア用RFIDシステムに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
A 交信可能領域
1 搬送コンベア用RFIDシステム
10 リーダライタ
20 RFタグ
21 RFタグ
22 RFタグ
30 反射器
31 反射面
40 搬送コンベア
50 搬送物
51 荷物
52 梱包箱
60 搬送波
61 搬送波
62 搬送波
63 搬送波
100 搬送物
 

Claims (3)

  1. 　リーダライタのアンテナが送信した搬送波を、搬送コンベア上の搬送物に貼り付けたRFタグが受信し、反射波を前記リーダライタのアンテナに返送することで非接触で交信する搬送コンベア用RFIDシステムにおいて、
    　前記搬送波の一部を前記搬送物に向けて反射する反射器を備えることを特徴とする搬送コンベア用RFIDシステム。
     
  2. 　前記反射器の反射面が凹面で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の搬送コンベア用RFIDシステム。
     
  3. 　前記搬送波及び反射波を透過する材料で形成した搬送コンベアに使用することを特徴とする請求項1又は2に記載の搬送コンベア用RFIDシステム。
     
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