(57)【要約】【課題】多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法が開示される。【解決手段】本発明は、現在標準との互換性を維持したまま、多重ホップ通信を支援するために標準上の命令語及び応答メッセージ形態は変更せず、既存に使用しなかった一部フィールドを使用して陰影地域のタッグが周辺の他のタッグを通じた多重ホップ通信方式でリーダーとの通信が可能であるようにした港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法を提供する。【選択図】図２
2010178326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダーとタッグとを含む港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムにおいて、前記タッグは、
リーダー又は他のタッグからリーダーのＰ２Ｐ命令語またはブロードキャスト命令語を受信する命令語受信部と、
前記命令語受信部にリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を送信したリーダー又は他のタッグに自分の応答メッセージを送信する応答メッセージ送信部と、
前記命令語受信部から受信されたリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を他のタッグに再送信する命令語伝達部と、
前記命令語伝達部を通じてリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を送信したタッグから応答メッセージを受信する応答メッセージ受信部と、
前記命令語受信部から受信された命令語がブロードキャスト命令語である場合、ブロードキャスト命令語に自分のタッグＩＤとリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を追加してブロードキャスト命令語を再構成して命令語伝達部に提供する命令語再構成部と、
前記命令語受信部を通じて受信されたブロードキャスト命令語が他のタッグから伝送された命令語である場合、応答メッセージに他のタッグから再伝送された命令語であるかを区別する情報と、リーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値と、自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加して応答メッセージを再構成して応答メッセージ受信部に提供する応答メッセージ再構成部と、
前記応答メッセージ受信部から受信される応答メッセージを送信する下位タッグを子タッグとして記録し、命令語受信部から受信されるブロードキャスト命令語を送信する上位タッグを親タッグとして記録して、ツリー形態のネットワークトポロジーを保存する子テーブルと、を含むことを特徴とする多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム。
【請求項２】
前記命令語受信部は、既存のＴａｇ  ＩＤフィールドに命令語を再放送する第１タッグのＩＤを含めてＲｅｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔａｇ  ＩＤとして使用し、Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ内使用されないビットのうち、２つをリーダーからいくつのホップを通過してきたかを示すレベル値として定義することを特徴とする請求項１記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム。
【請求項３】
前記レベル値はリーダーから直接受けた命令語のレベルが０であり、１ホップを通過する度に前記レベル値が１ずつ増加することを特徴とする請求項１記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム。
【請求項４】
前記応答メッセージ再構成部は、応答メッセージのうち、最上位４ビットであるＭｏｄｅ  ＦｉｅｌｄにＲｅｌａｙ  ｃｏｍｍａｎｄという値を１つ追加して他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別し、前記命令語再構成部で追加されたレベル値を前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ以後２ビットに保存し、応答メッセージのＤａｔａフィールドの最後４バイトに自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加することを特徴とする請求項１記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム。
【請求項５】
前記応答メッセージ再構成部は、リーダーの直前にあるタッグがリーダーに応答メッセージを伝達する前に前記追加されたタッグＩＤを削除することを特徴とする請求項４記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム。
【請求項６】
リーダーとタッグとを含む港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法において、前記タッグは、
（ａ）リーダー又は他のタッグからブロードキャスト命令語が受信されると、前記ブロードキャスト命令語に自分のタッグＩＤとリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を追加してブロードキャスト命令語を再構成する段階と、
（ｂ）前記再構成されたブロードキャスト命令語を下位タッグに伝送する段階と、
（ｃ）前記受信されたブロードキャスト命令語が他のタッグから受信された命令語である場合、標準応答メッセージに他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別する情報と、リーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値と、自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加して応答メッセージを再構成する段階と、
（ｄ）前記再構成された応答メッセージを前記ブロードキャスト命令語を送信したタッグに伝送する段階と、
（ｅ）下位タッグから再構成された応答メッセージを受信すると、応答メッセージを送信する下位タッグを子タッグとして記録し、命令語受信部から受信されるブロードキャスト命令語を送信する上位タッグを親タッグとして記録してツリー形態の子テーブルを生成する段階と、
（ｆ）命令語受信部を通じて受信されるリーダーのＰ２Ｐ命令語をタッグ間の多重ホップ通信方式を利用して行う段階と、を含むことを特徴とする多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項７】
前記（ａ）段階は、
既存のＴａｇ  ＩＤフィールドに命令語を再放送する第１タッグのＩＤを含めてＲｅｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔａｇ  ＩＤとして使用する段階と、
前記ブロードキャスト命令語のＣｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ内使用されないビットのうち、２つをリーダーからいくつのホップを通過してきたかを示すレベル値として追加する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項８】
前記レベル値は、リーダーから直接受けた命令語のレベルが０で、１ホップを通過する度に前記レベル値が１ずつ増加することを特徴とする請求項６記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項９】
前記（ｃ）段階は、
標準応答メッセージのうち、最上位４ビットであるＭｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄに他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別することができる情報を追加する段階と、
受信されたブロードキャスト命令語がリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ以後２ビットに追加する段階と、
応答メッセージのＤａｔａフィールドの最後４バイトに自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）段階は、リーダーの直前にあるタッグがリーダーに応答メッセージを伝達する前に前記追加されたタッグＩＤを削除することを特徴とする請求項９記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項１１】
前記（ｆ）段階は、
前記受信されるＰ２Ｐ命令語が自分である第１タッグを目的地とするＰ２Ｐ命令語である場合、他のタッグと関係なく応答メッセージをリーダーに送信して作業を終了することを特徴とする請求項６記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【請求項１２】
前記（ｆ）段階は、
（ｆ１）前記受信されるＰ２Ｐ命令語が自分ではない他のタッグを目的地とするＰ２Ｐ命令語である場合には、受信したＰ２Ｐ命令語の目的地タッグが自分の子テーブルの内に存在するかを確認する段階と、
（ｆ２）前記確認結果、存在すると、受信したＰ２Ｐ命令語を子タッグに伝送する段階と、
（ｆ３）前記（ｆ１）、（ｆ２）過程を繰り返してＰ２Ｐ命令語を目的地タッグまで伝送する段階と、
（ｆ４）前記目的地タッグから応答メッセージが受信されると、受信された応答メッセージをリーダーに伝達する段階と、を含むことを特徴とする請求項６記載の多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾でコンテナー及び各種装備の効率的な処理及び状態管理のためのものであり、各物品に４３３ＭＨｚ能動型ＲＦＩＤタッグを付着して、リーダーでタッグ情報を収集するとき、タッグの認識率を向上させることができる港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾物流で用いられる代表的なＲＦＩＤシステムは、４３３ＭＨｚ基盤の能動型ＲＦＩＤ通信システムであり、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−７の国際標準を使用している。そして、該当標準は大きく、ブロードキャスト命令語及びＰ２Ｐ（ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ）命令語に分けることができるリーダーの各種命令語パケットを定義し、これに対するタッグの応答メッセージ形態を定義する。米国では輸出入物流の流れを追跡して貨物の保安を強化するために、電子封印（ｅ−Ｓｅａｌ）タッグを研究しており、米国及びヨーロッパのいくつかの港湾では港湾内コンテナー及び装備に４３３ＭＨｚ能動型タッグを付着して、各物品の識別と船積み及び荷積み作業の自動化に示範利用している。
【０００３】
現在、港湾で物品を識別して追跡するために使用する方法は、作業者がＰＤＡなどの端末機を持って手作業で物品の存在可否と状態を把握して港湾に設置された無線ランを通じてサーバーに情報を伝達する方式である。熟練された作業者であれば、この方式は正確な情報を収集、維持することができるという長所があるが、高い人件費を必要とし、時々刻々変化する物品の状態を迅速に把握することができないという可能性がある。
【０００４】
最近、注目を浴びているＲＦＩＤ技術は、このような方式の短所を解消することができる。即ち、コンテナーのそれぞれにＲＦＩＤタッグを付着した後、リーダーを用いて収集命令を送信すると、無線ラジオを通じて各タッグの情報を自動に収集することができる。これは物品の破損や盗難のような予測できない状況にも事々作業者が確認する必要なし、迅速に対応することができる。
【０００５】
図１は、現在ＲＦＩＤ標準システムの動作を説明するための図である。
【０００６】
図１を参照して説明すると、リーダー１００の命令語は、無線を通じて周辺のタッグに伝達され、タッグは自分の情報を含む応答メッセージを更にリーダー１００に伝達する。そうすると、リーダー１００は、タッグの応答メッセージをサーバー４００を通じて管理者端末機５００に提供することにより、管理者は遠距離で物品の存在可否と状態を把握することになる。しかし、たまに周辺の妨害物３００のせいでリーダー１００の信号を受けることができないタッグ２００が存在することがあるが、このような場合、管理者は物品の存在可否及び状態の把握が困難になる。
【０００７】
例えば、タッグ５（２００）はリーダー１００との間に電波を妨害する壁３００が存在する場合、前記タッグ５（２００）はリーダー１００の信号を受けることができず、このような理由でリーダー１００に応答することができなくなる。従って、リーダー１００はタッグ５（２００）の存在を認識することができない。
【０００８】
このようにリーダー１００の信号が届かない地域を陰影地域と言うが、コンテナー港湾には金属性のコンテナーが４段５列に積載されており、クレーンやヤードトラクタのような大型装備も散在しているので、これらの電波妨害による陰影が発生する確率が高い。特に、港湾物流で使用される４３３ＭＨｚ能動型タッグの認識距離は５０〜１００メートルに至ると知られているが、港湾のような特殊環境では実際にこれより非常に短く、物品が積載された形態によって認識距離が不規則である。
【０００９】
このようにリーダー１００でタッグの情報が全部完璧に認識されないと、全体港湾物流の効率性に大きな問題を起こすことができる。すなわち、種類、行き先、及び存在可否も明確に把握されないコンテナーは、全体コンテナーの野積形態と船積み及び荷積みスケジューリングに悪い影響を及ぼす。これは、現在港湾物流用４３３ＭＨｚ能動型タッグ通信の国際標準（ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−７）がリーダーとタッグとの間の直接通信だけのために定義されており、リーダーとタッグとの間の多重ホップ通信を支援するには適合しないので発生される。
【００１０】
従って、通信陰影や無線通信の不安定性によって認識されないタッグ情報は、更に手作業を通じて記録しなければならないので、既存の無線ランを使用する環境に対して大きな長所を有するのが難しい。よって、ＲＦＩＤ技術が港湾物流自動化に寄与するためには、通信陰影問題を解決することができる方法が必要である。
【００１１】
陰影発生問題を解決することができる現在の技術としては、次のような方法がある。
【００１２】
第一、最も容易に考えられる方法で、陰影がよく発生する場所に固定型無線リーダーを増設することができる。しかし、この方法には、いくつの問題がある。最も大きな問題点は、港湾内で固定型リーダーを設置することができる場所が制限されているということである。港湾には稠密に野積されたコンテナーの間にヤードトラクターやフォークリフトなどのための移動経路を確保しなければならず、所々にクレーン、リフトなどの装備のための空間も必要なので、リーダーを設置することができる場所は野積場に設けられた照明塔程度である。また、固定型リーダーが十分が設置されたとしても、金属性の大型装備とコンテナーによってタッグとの円滑な通信が妨害を受ける場合が継続発生することになる。
【００１３】
第二、移動型リーダーの開発と導入である。移動型リーダーは、港湾内の作業車両に付着され車両から持続的な電源の供給を受けながら、周辺にあるタッグの情報を収集する。しかし、このような移動型リーダーにも問題点はある。まず、特定地域での持続的な通信陰影地域問題が挙げられる。接近が難しい地域、例えば、作業車両の移動経路から最も遠い地域、最も高い位置に積載されたコンテナーに付着されたタッグの場合、移動型リーダーも通信が不可能である可能性がある。また、リーダーが継続動くことになるので、ネットワークトポロジーの頻繁な変化によるメッセージの負荷が発生して、ネットワークの安定性の確保が難しい。また、移動型リーダーは固定型リーダーより価格も２〜３倍であり、価格も移動型リーダーの更に他の問題点であると言える。
【００１４】
このように、港湾物流環境で現在ＲＦＩＤシステムの限界は、不規則的に発生する陰影地域問題を解決することができないということである。勿論、リーダーをより稠密に設置する方法もあるが、この場合、費用も高くなり、リーダー信号間の衝突であるという新しい問題も発生することができる。また、港湾には、コンテナー野積と装備の移動及び作業のための空間が確保されなければならないので、リーダーを設置することができる空間に制限がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明は前記のような問題点を解決するためのもので、現在標準との互換性を維持したまま、多重ホップ通信を支援するために標準上の命令語及び応答メッセージ形態を変更せず、既存に使用しなかった一部フィールドを使用して陰影地域のタッグが周辺の他のタッグを通じた多重ホップ通信方式でリーダーとの通信が可能であるようにした港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法を提供することにその目的がある。
【００１６】
本発明の他の目的は、陰影地域のタッグが周辺の他のタッグを通じた多重ホップ通信方式でリーダーと通信することができるようにすることにより、固定型リーダーを新たに設置しなければならない問題、または高価の移動型リーダーを購入しなければならない問題などを避けることができるようにする多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の更に他の目的は、現在港湾物流ＲＦＩＤ通信標準であるＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−７で多重ホップ通信が可能であるようにプロトコルを修正して陰影地域のタッグが周辺の他のタッグを通じた多重ホップ通信方式でリーダーとの通信が可能であるようにして港湾でコンテナーや各種装備の識別と状態を効果的を追跡するためのＲＦＩＤ装置を運営する通信プロトコルが新たな種類を有する多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記のような目的を達成するための本発明による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムの特徴は、リーダーとタッグとを含む港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムにおいて、前記タッグは、リーダー又は他のタッグからリーダーのＰ２Ｐ命令語またはブロードキャスト命令語を受信する命令語受信部と、前記命令語受信部にリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を送信したリーダー又は他のタッグに自分の応答メッセージを送信する応答メッセージ送信部と、前記命令語受信部から受信されたリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を他のタッグに再送信する命令語伝達部と、前記命令語伝達部を通じてリーダーのＰ２Ｐ命令語又はブロードキャスト命令語を送信したタッグから応答メッセージを受信する応答メッセージ受信部と、前記命令語受信部から受信された命令語がブロードキャスト命令語である場合、ブロードキャスト命令語に自分のタッグＩＤとリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を追加してブロードキャスト命令語を再構成して命令語伝達部に提供する命令語再構成部と、前記命令語受信部を通じて受信されたブロードキャスト命令語が他のタッグから伝送された命令語である場合、応答メッセージに他のタッグから再伝送された命令語であるかを区別する情報と、リーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値と、自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加して応答メッセージを再構成して応答メッセージ受信部に提供する応答メッセージ再構成部と、前記応答メッセージ受信部から受信される応答メッセージを送信する下位タッグを子タッグとして記録し、命令語受信部から受信されるブロードキャスト命令語を送信する上位タッグを親タッグとして記録して、ツリー形態のネットワークトポロジーを保存する子テーブルと、を含むことにある。
【００１９】
前記のような目的を達成するための本発明による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法の特徴は、リーダーとタッグとを含む港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法において、前記タッグは、（ａ）リーダー又は他のタッグからブロードキャスト命令語が受信されると、前記ブロードキャスト命令語に自分のタッグＩＤとリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を追加してブロードキャスト命令語を再構成する段階と、（ｂ）前記再構成されたブロードキャスト命令語を下位タッグに伝送する段階と、（ｃ）前記受信されたブロードキャスト命令語が他のタッグから受信された命令語である場合、標準応答メッセージに他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別する情報と、リーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値と、自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加して応答メッセージを再構成する段階と、（ｄ）前記再構成された応答メッセージを前記ブロードキャスト命令語を送信したタッグに伝送する段階と、（ｅ）下位タッグから再構成された応答メッセージを受信すると、応答メッセージを送信する下位タッグを子タッグとして記録し、命令語受信部から受信されるブロードキャスト命令語を送信する上位タッグを親タッグとして記録してツリー形態の子テーブルを生成する段階と、（ｆ）命令語受信部を通じて受信されるリーダーのＰ２Ｐ命令語をタッグ間の多重ホップ通信方式を利用して行う段階と、を含むことにある。
【００２０】
好ましく、前記（ａ）段階は、既存のＴａｇ  ＩＤフィールドに命令語を再放送する第１タッグのＩＤを含めてＲｅｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔａｇ  ＩＤとして使用する段階と、前記ブロードキャスト命令語のＣｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ内使用されないビットのうち、２つをリーダーからいくつのホップを通過してきたかを示すレベル値として追加する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
好ましく、前記（ｃ）段階は、標準応答メッセージのうち、最上位４ビットであるＭｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄに他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別することができる情報を追加する段階と、受信されたブロードキャスト命令語がリーダーからいくつのホップを通過してきたかによるレベル値を前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ以後２ビットに追加する段階と、応答メッセージのＤａｔａフィールドの最後４バイトに自分に命令を伝達したタッグのＩＤを追加する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
好ましく、前記（ｃ）段階は、リーダーの直前にあるタッグがリーダーに応答メッセージを伝達する前に前記追加されたタッグＩＤを削除することを特徴とする。
【００２３】
好ましく、前記（ｆ）段階は、前記受信されるＰ２Ｐ命令語が自分である第１タッグを目的地とするＰ２Ｐ命令語である場合、他のタッグと関係なく応答メッセージをリーダーに送信して作業を終了することを特徴とする。
【００２４】
好ましく、前記（ｆ）段階は、（ｆ１）前記受信されるＰ２Ｐ命令語が自分ではない他のタッグを目的地とするＰ２Ｐ命令語である場合には、受信したＰ２Ｐ命令語の目的地タッグが自分の子テーブルの内に存在するかを確認する段階と、（ｆ２）前記確認結果、存在すると、受信したＰ２Ｐ命令語を子タッグに伝送する段階と、（ｆ３）前記（ｆ１）、（ｆ２）過程を繰り返してＰ２Ｐ命令語を目的地タッグまで伝送する段階と、（ｆ４）前記目的地タッグから応答メッセージが受信されると、受信された応答メッセージをリーダーに伝達する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法は、次のような効果がある。
【００２６】
多重ホップＲＦＩＤリーダータッグ間の通信が可能であるように設定することにより、港湾環境にＲＦＩＤシステムの導入に妨害になった陰影地域問題を別途の施設費用なしに解決することができる。
【００２７】
港湾物流環境でＲＦＩＤシステムが電撃的に現在の無線ランを代替することにより、物品に人が事々に接近して確認する必要がなくなり、物流処理速度が向上され、人件費が節減されるという効果がある。
【００２８】
第三、盗難や破損のような予想できない状況に迅速に対応することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】現在ＲＦＩＤ標準システムの動作を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムのネットワーク形態を示す図である。
【図３】このような機能を行うことができるように具現されたタッグの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の命令語再構成部から受信されたブロードキャスト命令語を再構成した命令語形式を示す図である。
【図５】図３の応答メッセージ再構成部でタッグから他のタッグに送信する応答メッセージの形式を示す図である。
【図６】図３の子テーブルの構造及びこれを説明するための図である。
【図７】本発明の実施例による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法でブロードキャスト命令語を処理しながら、ツリー基盤のネットワークトポロジーを構成する流れ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステム及びその通信方法の好ましい実施例を、添付した図面を参照して説明する。
【００３１】
図２は、本発明の実施例による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムのネットワーク形態を示す図である。
【００３２】
図２を参照して説明すると、点線円１０は、リーダー１００の無線ラジオ到達範囲を示し、実線円２０は、タッグ５（２１０）のラジオの伝送範囲を示す。そして、タッグ５（２１０）の場合、リーダー１００と相互の通信範囲を外れるので、既存標準の方法では通信することができず、タッグ３又はタッグ４がリーダー命令語と応答メッセージを中継しなければならない。また、タッグ６（２００）の場合にもリーダー２００との間に電波進行を妨害する壁３００があって、リーダー１００と直接通信を不可能であり、タッグ２を通じてリーダーと通信しなければならない。
【００３３】
このため、前記タッグは、リーダーの命令語を陰影地域タッグに伝達するモジュールと、他のタッグの応答メッセージをリーダーの方向に伝達するモジュールが必要である。そして、命令語と応答メッセージの移動方向を決定するためのツリー基盤のネットワークトポロジーを自動構成する技術も必要である。
【００３４】
図３は、このような機能を行うことができるように具現されたタッグの構成を示すブロック図である。
【００３５】
図３のように、１つのタッグは、命令語受信部２１０、応答メッセージ送信部２２０、命令語伝達部２３０、応答メッセージ受信部２４０、命令語再構成部２５０、応答メッセージ再構成部２６０、及びツリー基盤の子テーブル２７０を含む。
【００３６】
この際、１つのタッグは場合によって、目的地であるタッグがリーダーの命令語を直接受けることができる位置にある場合（タッグ１、タッグ２）は、リーダー１００の命令語に直接応答することで終了されることもあり、目的地であるタッグがリーダーの命令語を直接受けることができない位置にある場合（タッグ５、タッグ６）は、リーダー１００と前記タッグ（タッグ５、タッグ６）の間でパケットの中継役割を行うこともある。
【００３７】
一方、リーダーの命令語は、大きく、目的地タッグに特定命令を指示するか、目的タッグの状態情報を要請するときに使用されるＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ−Ｔｏ−Ｐｅｅｒ）命令語と、リーダー１００の周辺のタッグを収集するときに使用するブロードキャスト命令語とに分けることができ、タッグは命令語受信部３０１から受けたリーダー命令語によって次の３つの場合に分けられる。
【００３８】
まず、一番目の場合は、命令語受信部３０１から受けたリーダー１００の命令が該当タッグを目的地とするＰ２Ｐ命令語である。この場合は、他のタッグと関係なく応答メッセージ送信部３０２を通じてすぐ応答メッセージをリーダー１００に送信して作業を終了する。
【００３９】
二番目の場合は、命令語受信部３０１から受けたリーダー１００の命令が自分ではない他のタッグに向かわなければならないＰ２Ｐ命令語である。この際、受信したＰ２Ｐ命令語の目的地タッグが自分の子テーブル２７０の内に存在すると、受信された命令語を命令語伝達部２３０を通じて自分の子タッグの命令語受信部２１０に伝送する。以後、応答メッセージ受信部２４０を通じて目的地タッグから応答メッセージが受信されると、このメッセージを応答メッセージ送信部２２０を通じてリーダー１００に伝達する。また、受信したＰ２Ｐ命令語の目的地タッグが自分の子テーブル２７０の内にいないと、無視する。参考として、前記子テーブル２７０の構成は後述する。
【００４０】
三番目の場合は、命令語受信部３０１から受けたリーダー１００の命令がブロードキャスト命令語の場合である。この場合は、応答メッセージ再構成部２６０を通じて自分の応答メッセージを作って応答メッセージ送信部２２０を通じて命令語を送信したリーダー１００や他のタッグに応答した後、更に命令語再構成部２５０を通じて受信された命令語を再構成して命令語伝達部２３０を通じて再放送する。
【００４１】
図４は、図３の命令語再構成部から受信されたブロードキャスト命令語を再構成した命令語形式を示す図である。
【００４２】
図４のように、命令語再構成部２５０を通じて再構成された命令語は、現在標準であるＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−７と基本形態は同じであり、ブロードキャスト命令語伝送のときに使用されない２つのフィールドに情報を追加した。
【００４３】
即ち、既存のＴａｇ  ＩＤフィールドに命令語を再放送するタッグのＩＤを含めてＲｅｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔａｇ  ＩＤ６１０として使用し、Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ６２０の内に使用されないビットのうちに３番、４番のビットの２つをリーダー１００からいくつのホップを通過してきたかを示すレベル６２１値として定義する。この際、リーダー１００から直接受けた命令語はレベルが０で、１ホップを通過する度に前記レベル６２１の値が１ずつ増加する。
【００４４】
一方、命令語に対する応答メッセージは、リーダー１００に直接応答する場合は、当然に標準に提示されたメッセージ形式に従うが、上位の他のタッグに送信する応答メッセージは、いつくの情報が追加されるべきである。即ち、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０００−７標準に提示された、リーダーの命令語に対するタッグの応答メッセージのうち、最も上位の２バイトはＴａｇ  Ｓｔａｔｕｓであるが、他のタッグに送信する応答メッセージではこの内容が少し変わらなければならない。これは図５に示した。
【００４５】
図５は、図３の応答メッセージ再構成部でタッグから他のタッグに送信する応答メッセージの形式を示す図である。
【００４６】
図５を参照して説明すると、リーダーの命令語に対するタッグの応答メッセージのうち、最上位４ビットであるＭｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ７１０は、受信した命令語がブロードキャスト命令語であるか、Ｐ２Ｐ命令語であるかを示すもので、本発明では前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ７１０にＲｅｌａｙ  Ｃｏｍｍａｎｄ７１１という値を１つ追加して他のタッグが再伝送した命令語を区別することができるようにする。
【００４７】
そして、前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ７１０以後、２ビット７２０は本来使用しない部分であるが、この２ビットを利用して命令語に含めていたレベル７２０値を含める。参考として、前記レベル７２０の値は、命令語受信部２１０を通じて入力される命令語のＣｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ６２０に保存されたレベル６２１値をそのまま利用する。前記レベル７２０値は、命令語がいくつのホップを通過して自分に到着したかを示すので、結局、この応答メッセージがリーダー１００に到達するためにいくつのホップを通過しなければならないかを知らせる。  
【００４８】
そして、この応答メッセージが誰に送信されるかを示すために、標準の応答メッセージに存在する可変長のＤａｔａフィールド７３０の最後４バイトに自分に命令語を伝達したタッグのＩＤを含める。このタッグＩＤはリーダーの直前にあるタッグがリーダー１００に応答メッセージを伝達する前に削除するようにすることにより、タッグ間の通信プロトコル及びソフトウェアのみに最小限の変更を与え、リーダー１００との通信においては現在標準との互換性の維持のために変更されないようにする。
【００４９】
最後に、各タッグは、自分が誰に命令語を伝達しなければならないかを知るべきである。これはブロードキャスト命令語を伝送するとき、下位タッグの応答メッセージを見て、子テーブル６００を構成することにより解決することができる。前述したように、ブロードキャスト命令語の伝達を受けたタッグは、これを伝達したタッグを親タッグとして記録して応答メッセージを送信する。
【００５０】
例えば、図６（ａ）のように、タッグ５はタッグ２に応答メッセージを送信し、タッグ８及びタッグ９はタッグ５に応答メッセージを送信する方式である。そうすると、タッグ２はタッグ５のメッセージを受けるとき、タッグ５を子テーブルに記録し、タッグ８及びタッグ９のメッセージを更にタッグ５から伝達を受けるとき、タッグ８及びタッグ９をテーブルに記録することになる。このように記録されたタッグ２の子テーブルを図６（ｂ）に示している。
【００５１】
図６（ｂ）のように、子テーブルには目的地タッグ毎に次タッグを示すフィールドがあって、命令語を誰に伝達しなければならないかがわかる。即ち、この子テーブルのおかげて、タッグ２はタッグ５又はタッグ８及びタッグ９に向かうＰ２Ｐ命令語を受けたとき、これをタッグ５に伝達しなければならないと判断することができる。
【００５２】
すべてのタッグがこのような子テーブルを維持することにより、図６（ａ）のようなリーダーをルートとするツリー形態のネットワークトポロジーを構成することになる。
【００５３】
このように構成された本発明による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤシステムの動作を添付した図面を参照して詳細に説明すると次のようである。図１乃至図６（ａ）（ｂ）と同じ参照符号は、同じ機能を行う同じ部材を示す。
【００５４】
図７は、本発明の実施例による多重ホップ通信を有する港湾物流用能動型ＲＦＩＤ通信方法でブロードキャスト命令語を処理しながらツリー基盤のネットワークトポロジーを構成する流れ図である。
【００５５】
図７を参照して説明すると、まず、第１タッグは命令語受信部２１０を通じてリーダーのブロードキャスト命令語を受信すると（Ｓ１０）、応答メッセージ再構成部２６０を通じて自分の応答メッセージを再構成して応答メッセージ送信部２２０を通じて前記ブロードキャスト命令語を送信した上位第２タッグ又はリーダーに応答メッセージを送信する（Ｓ２０）。
【００５６】
この際、前記応答メッセージの再構成は、まず、第１タッグに受信されたブロードキャスト命令語が第２タッグから伝送された命令語である場合、応答メッセージ再構成部２６０を通じて応答メッセージのうち、最上位４ビットであるＭｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ７１０にＲｅｌａｙ  ｃｏｍｍａｎｄ７１１という値を１つ追加して他のタッグが再伝送した命令語であるかを区別することができるようにする。そして、受信されたブロードキャスト命令語のＣｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ６２０に保存されたレベル６２１値を前記Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ７１０以後の２ビット７２０に保存して再構成された応答メッセージがリーダー１００に到達するためにいくつのホップを通過しなければならないかがわかるようにする。そして、応答メッセージのＤａｔａフィールド７３０の最後４バイトに自分に命令を伝達したタッグのＩＤ、即ち、ここでは前記第２タッグのＩＤを追加してこの応答メッセージが誰に送信されるかがわかるようにする。この際、前記追加されるタッグＩＤはリーダー１００の直前にあるタッグがリーダー１００に応答メッセージを伝達する前に削除する。
【００５７】
続いて、第１タッグは命令語再構成部２５０を通じて前記受信されたブロードキャスト命令語を再構成した後、命令語伝達部２３０を通じて下位タッグに伝達する（Ｓ３０）。
【００５８】
この際、前記ブロードキャスト命令語の再構成は、既存のＴａｇ  ＩＤフィールドに命令語を再放送する第１タッグのＩＤを含めてＲｅｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔａｇ  ＩＤ６１０として使用し、Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｔｙｐｅ６２０内使用されないビットのうち、３番４番ビットをリーダー１００からいくつのホップを通過してきたかを示すレベル６２１値として定義する。この際、リーダー１００に直接受けた命令語はレベルが０で、１ホップを通過する度に前記レベル６２１値が１ずつ増加する。
【００５９】
そして、前記第１タッグは下位タッグから前述したように再構成された応答メッセージを受信すると（Ｓ５０）、応答メッセージを送信する下位タッグを子タッグとして記録し、命令語受信部から受信されたブロードキャスト命令語を送信する上位タッグを親タッグとして記録してツリー形態の子テーブルを生成する（Ｓ６０）。このように生成された子テーブルには目的地タッグ毎に次タッグを示すフィールドがあって、命令語を誰に伝達しなければならないかがわかることになる。
【００６０】
そして、応答メッセージが到着するのに必要な最大時間を意味するタイマーをリセットする（Ｓ４０）。
【００６１】
続いて、タイマーの最大時間の間、更に存在するかも知れない新しい子タッグの応答を待機する（Ｓ７０）。そして、前記タイマーの最大時間が完了されるまで、応答メッセージを受けなければ、これ以上の子タッグはないと判断して、周辺タッグＩＤの収集を終了する（Ｓ８０）。
【００６２】
以後、第１タッグは命令語受信部２１０を通じて受信されるリーダーのＰ２Ｐ命令語を受信すると、その目的地タッグが自分の子テーブルに含まれているかを観察し、仮に、自分の子であれば、その目的地タッグに行くための次ホップタッグに伝送する。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特徴請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６４】
１００    リーダー
３００    壁
２１０    命令語受信部
２２０    応答メッセージ送信部
２３０    命令語伝達部
２４０    応答メッセージ受信部
２５０    命令語再構成部
２６０    応答メッセージ再構成部
２７０    ツリー基盤子テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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