(57)【要約】【課題】ノイズのレベルが変動しても、安定した状態で交信を行うことができるように、アンテナ部とＲＦＩＤタグとの距離を調整する。【解決手段】リーダライタ１とＲＦＩＤタグ２とは、アンテナコイル１１，２３を介してコマンドとレスポンスとをやりとりする。実測に先立つテストモードにおいて、リーダライタ１の制御部１０は、ＲＦＩＤタグとの交信処理を複数回繰り返して実行し、交信に成功する都度、その成功回数をカウントする。定められた回数の交信処理が終了すると、制御部１０は、交信成功率を求め、これを表示部１５に表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体メモリを具備するＲＦＩＤタグと交信して、前記半導体メモリに対する情報の読み書きを行うための装置であって、
前記ＲＦＩＤタグとの交信処理を実行する交信処理手段と、
前記交信処理手段の交信実績に基づいて交信の余裕度を示す情報を作成する情報作成手段と、
前記情報作成手段により作成された交信の余裕度を示す情報を表示または外部に出力する報知手段とを具備するＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項２】
前記情報作成手段は、前記交信処理手段が複数回の交信処理を実行する間の交信に成功した回数または失敗した回数を計数し、その計数値に基づいて交信の余裕度を求める請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項３】
前記ＲＦＩＤタグへの送信信号のレベルを調整するための送信レベル調整手段と、
前記送信レベル調整手段を用いて前記送信レベルを調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段と、
前記交信処理手段の処理結果に基づき、ＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する判別手段とを、さらに含み、
前記制御手段は、前記送信信号のレベルがある値に設定されている状態下で前記交信処理手段にＲＦＩＤタグとの交信を開始させた後、この交信処理を繰り返し実行させながら、前記判別手段が交信を適切に実行できると判別したことに応じて前記送信信号のレベルを現在値よりも低い値に変更し、
前記情報作成手段は、前記判別手段が交信を適切に実行できないと判別した時点での送信信号のレベルまたはその時点までに送信信号のレベルを変更した回数に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤタグへの送信信号のレベルを調整するための送信レベル調整手段と、
前記送信レベル調整手段を用いて前記送信レベルを調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段とを、さらに含み、
前記制御手段は、前記交信処理手段に２以上の所定数サイクルの交信処理を実行させるとともに、１サイクル分の交信処理が終了する毎に前記送信信号のレベルを現在値よりも低い値に変更し、
前記情報作成手段は、前記所定数サイクル分の交信処理が終了したとき、前記所定数サイクルのうちのいずれの段階まで交信が適切に実行されたかに基づき、または交信が適切に実行されたときの送信信号のレベルの最小値に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグから受信した信号の増幅率を調整するための受信ゲイン調整手段と、
前記受信ゲイン調整手段を用いて前記受信信号の増幅率を調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段と、
前記交信処理手段の処理結果に基づき、ＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する判別手段とを、さらに含み、
前記制御手段は、前記増幅率がある値に設定されている状態下で前記交信処理手段にＲＦＩＤタグとの交信を開始させた後、この交信処理を繰り返し実行させながら、前記判別手段が交信を適切に実行できると判別したことに応じて前記受信信号の増幅率を現在値よりも低い値に変更し、
前記情報作成手段は、前記判別手段が交信を適切に実行できないと判別した時点での受信信号の増幅率またはその時点までに増幅率を変更した回数に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグから受信した信号の増幅率を調整するための受信ゲイン調整手段と、
前記受信ゲイン調整手段を用いて前記受信信号の増幅率を調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段とを、さらに含み、
前記制御手段は、前記交信処理手段に２以上の所定数サイクルの交信処理を実行させるとともに、１サイクル分の交信処理が終了する毎に前記増幅率を現在値よりも低い値に変更し、
前記情報作成手段は、前記所定数サイクル分の交信処理が終了したとき、前記所定数サイクルのうちのいずれの段階まで交信が適切に実行されたかに基づき、または交信が適切に実行されたときの受信信号の増幅率の最小値に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項７】
前記判別手段は、前記交信処理手段が２以上の所定回数の交信処理を実行する都度、その所定回数の交信処理における交信の成功回数または失敗回数を計数し、その計数値に基づいてＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する請求項３または５に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項８】
前記交信処理手段が実行する１サイクル分の交信処理には、前記ＲＦＩＤタグとの複数回の交信処理が含まれており、
前記情報作成手段は、各サイクルの交信処理において、それぞれそのサイクルにおける交信の成功回数または失敗回数を計数する計数手段と、計数手段が求めた計数値に基づき、各サイクルの交信が適切に実行されたか否かを判別する判別手段とを含み、各サイクルに対する前記判別手段の判別結果を用いて前記交信の余裕度を示す情報を作成する請求項
４または６に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項９】
前記交信処理手段が実行する交信処理には、前記ＲＦＩＤタグとの予備的な交信処理が含まれており、
前記予備的な交信処理を繰り返し実行し、予備的な交信処理の成功に応じて本交信処理に移行し、この本交信処理を所定サイクル繰り返して実行するように、前記交信処理手段の動作を制御する制御手段を、さらに具備している請求項１に記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【請求項１０】
前記情報作成手段により作成された交信の余裕度を示す情報を蓄積する蓄積手段を、さらに具備し、
前記報知手段は、前記情報作成手段により作成された直後の情報及び前記蓄積手段に蓄積された情報の少なくとも一方を、表示または出力する請求項１〜９のいずれかに記載されたＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体メモリを内蔵するＲＦＩＤタグと非接触の交信を行って、前記半導体メモリに対する情報の読み出し、または情報の書き込みを行う装置（読み書き処理装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、荷物の管理現場や工場の組立ラインなどには、搬送される物品に種々の情報が書き込まれた記憶媒体を取り付け、この記憶媒体との無線通信により情報を非接触で読み取るシステムが導入されている。このシステムは、ＲＦＩＤシステム（Radio Frequency Identification System）と呼ばれる。前記物品に取り付けられる記憶媒体は、半導体メモリを含むＩＣチップや通信用のアンテナコイルなどが内蔵されたもので、ＲＦＩＤタグまたは非接触ＩＣタグなどと呼ばれる。以下では、「ＲＦＩＤタグ」または単に「タグ」という。
【０００３】
ＲＦＩＤシステム用の従来の読み書き処理装置は、アンテナ部と制御部とが同一の筐体内に組み込まれたリーダライタ、またはアンテナ部から分離したコントローラとして構成される。従来の読み書き処理装置は、情報を読み出す場合、書き込む場合のいずれにおいても、ＲＦＩＤタグに所定形式のコマンドを送信し、ＲＦＩＤタグからそのコマンドに対するレスポンスを受けるようにしている。また、内部電源を持たないＲＦＩＤタグが使用される場合には、アンテナ部からの送信波によりＲＦＩＤタグ側のアンテナコイルに誘導起電力を発生させて、ＲＦＩＤタグ内の制御回路を駆動するようにしている。
【０００４】
上記のようなＲＦＩＤシステムは、一般に、種々の機器が設置された環境に導入されるので、タグとアンテナ部との交信領域に種々のノイズが混入し、交信エラーが生じるおそれがある。このため、システムの稼働に先立ち、試験的な交信を行って、ＲＦＩＤタグとの交信に支障がない状態になるように、タグとアンテナ部との距離を調整しておく必要がある。
【０００５】
この点に鑑み、出願人は、以前に、読み書き処理装置にテストモードを設定し、このテストモードにおいて、タグとの距離を調整しつつ読み書き処理を実行し、交信エラーが発生した場合に表示灯を点灯することを提案した（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第２６１０８９７号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示された発明では、交信エラーが発生したか否かをチェックするだけであるから、交信に成功しても、その交信がどの程度の余裕度をもって実行されかまで判断していない。しかしながら、ＲＦＩＤシステムが設置される環境では、突発的なノイズが生じたり、新たな機器の導入によってノイズが増えるなど、ノイズが大きく変動する可能性がある。したがって、タグがアンテナ部の交信領域の境界付近に設置されていたり、ノイズのレベルが一般的なレベルよりも高い状態にあるなど、交信の余裕度が小さい状態にあると、ノイズのレベルが少し上がっただけで交信エラーが生じる可能性がある。
【０００８】
また、従来のＲＦＩＤシステムでは、ノイズの変動に対応するために、同じ内容の交信処理を複数回繰り返すようにしている。しかしながら、このような制御をもっても、ノイズが大きい状態が続くと、すべての交信に失敗する可能性がある。よって、ＲＦＩＤタグとアンテナ部との距離を設定する際には、ある程度大きなレベルのノイズが生じても、交信を実行できるだけの余裕を確保しておくのが望ましい。
【０００９】
また、従来のＲＦＩＤシステムでは、タグをアンテナ部の前で静止させてから交信を実行するのが一般的であった。しかし、近年の工場の組立ラインでは、コスト低減のために生産ラインのタクトを短くすることが求められているなどの事情により、タグを静止させることなく、移動させながら交信処理を実行するケースが増えている。
【００１０】
ＲＦＩＤタグを移動させながら交信を行う場合には、タグがアンテナ部の交信領域内にある間に交信を完了する必要がある。このため、タグが交信領域を通過するのに要する時間がタグとの交信に要する時間よりも十分に大きくなるように調整するのが望ましい。また、タグを移動させながら交信を行う場合にも、ノイズに備えて複数回の交信を行えるようにするのが望ましい。
【００１１】
１回分の交信に要する時間は、送受信のデータ容量が大きくなるほど、長くなる。タグを移動させながら交信を行う場合には、タグが交信領域内にある間に交信を完了しなければならないという制約があるため、データ容量が大きくなるほど、実行できる交信の回数は少なくなる。
【００１２】
このように、タグを移動させながら交信を行う場合には、交信できる回数が限られるから、ノイズに対して十分な余裕度を確保して交信を行う必要性がさらに高められる。
【００１３】
この発明は上記問題に着目してなされたもので、実測に先立ってアンテナ部とＲＦＩＤタグとの交信に関わる条件を調整する場合に、ノイズのレベルが変動しても、安定した状態で交信を行うことができるような調整を行えるようにすることを目的とする。
なお、交信に関わる条件の主要なものは、アンテナ部とタグとの距離である。タグを移動させながら交信を行う場合には、さらに、タグの移動速度や送受信のデータ容量などが前記の条件に加えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この明細書で言うところの「交信の余裕度」とは、ＲＦＩＤタグと交信することが可能な状態において、その交信可能な状態がどの程度のノイズにまで対応可能であるかを示すもの、と考えることができる。交信の余裕度が大きいほど、ノイズの変動に強く、ＲＦＩＤタグとの交信処理を安定して実行できる状態にあると考えることができる。また、交信の余裕度は、ＲＦＩＤタグとアンテナ部との距離によっても変動する。また、タグを移動させながら交信を行う場合には、タグの移動速度や送受信のデータ容量によっても交信の余裕度が変動する。
【００１５】
この発明にかかる読み書き処理装置は、半導体メモリを具備するＲＦＩＤタグと交信して、前記半導体メモリに対する情報の読み書きを行うためのもので、コンピュータによる制御部を具備するのが望ましい。この読み書き処理装置は、ＲＦＩＤタグとの交信のためのアンテナ部（アンテナコイルおよび信号の送受信のための回路を含む。）を具備するリーダライタとして構成することができる。ただし、読み書き処理装置の構成はこれに限定されるものではなく、前記アンテナ部から分離させたコントローラとして構成することもできる。または、アンテナ部のうちの送信回路や受信回路を含むタイプのコントローラとして構成することもできる。
【００１６】
この発明にかかる第１の読み書き処理装置は、前記ＲＦＩＤタグとの交信処理を実行する交信処理手段と、前記交信処理手段の交信実績に基づいて交信の余裕度を示す情報を作成する情報作成手段と、前記情報作成手段により作成された交信の余裕度を示す情報を表示または外部に出力する報知手段とを具備する。なお、上記の交信処理手段、情報作成手段、報知手段は、後記する第２〜７の読み書き処理装置にも導入される。
【００１７】
上記において、交信処理手段および情報作成手段は、前記制御部を構成するコンピュータ内に、各手段の処理用のプログラムを組み込むことによって設定することができる。交信処理手段は、前記アンテナ部を介して、読み出し命令または書き込み命令のいずれかのコマンドをＲＦＩＤタグに送信するとともに、アンテナ部が受信したレスポンスの内容を認識するように構成されるのが望ましい。前記交信処理は、少なくとも、１回のコマンドの送信とそのコマンドに対するレスポンスの受信とを含むものとすることができる。さらに、この交信処理には、ＲＦＩＤタグの種類やメモリ構成などを識別するためのコマンドの送信（システムリード）とそのコマンドに対するレスポンスの受信とを含めることもできる（以下では、このシステムリードの送信およびレスポンスの受信を「予備的な交信」という。）。
【００１８】
情報作成手段は、交信処理手段により複数回の交信処理が行われる間に、毎時の交信処理毎に、コマンドの送信に対し正しいレスポンスが得られたか否かを判別し、その判別結果の履歴から交信の余裕度を示す情報を作成することができる。交信の余裕度を示す情報としては、交信に成功（または失敗）した回数、交信の成功率または失敗率、度数や％などに換算された数値、余裕度のレベルを示す情報（１，２，３・・・、Ａ，Ｂ，Ｃなど複数に区分されたレベルのうちの１つ）などを考えることができる。また、タグを移動させながら交信を実行する場合には、タグが交信領域を通過する間に送信可能なデータ容量やタグとの交信可能回数を、余裕度を示す情報とすることができる。なお、情報作成手段の判別対象となる複数回の交信処理では、常に同じ内容のコマンドを送信するのが望ましいが、これに限らず、所定の時点でコマンドの内容を変更してもよい。
【００１９】
報知手段は、交信の余裕度を示す情報を表示する手段として構成される場合には、数値や文字そのものを表示するほか、数値をグラフなどのアナログ表示に置き換えて示すこともできる。また、レベルを表す情報を表示する場合には、各レベル毎に表示灯を設けて該当する表示灯を点灯させたり、１つの表示灯を、表示するレベルに合わせて表示色を切り替えて点灯させることができる。このような表示手段は、読み書き処理装置の装置本体を構成する筐体の表面に設けることができる。
【００２０】
また、報知手段を、前記交信の余裕度を示す情報を外部に出力する手段として構成する場合、この手段は、パーソナルコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などの上位機器への出力用インターフェースとすることができる。また、この出力は、ディジタル信号に限らず、アナログ信号として出力することもできる。
【００２１】
上記の読み書き処理装置によれば、複数回の交信処理が実行される間の交信の余裕度を示す情報が表示または出力の形で報知されるから、ユーザーは、交信の余裕度がどの程度であるかを推測することができる。
【００２２】
この発明にかかる第２の読み書き処理装置では、前記情報作成手段は、前記交信処理手段が複数回の交信処理を実行する間の交信に成功した回数または失敗した回数を計数し、その計数値に基づいて交信の余裕度を求めるようにしている。
【００２３】
前記の計数処理では、毎回の交信処理において、コマンドの送信に対して正しいレスポンスが得られたか否かを判別し、その判別結果に応じて成功回数または失敗回数を計数するのが望ましい。この場合、定められた回数分の交信処理が終了した時点で、その時点までの計数値について、前記決められた交信処理回数に対する比率または差を求めることができる。これにより、交信の余裕度として、交信に成功した度合または失敗した度合を示す数値を得ることができる。
【００２４】
上記第２の読み書き処理装置によれば、複数回の交信処理が実行される間の交信に成功した度合、または前記交信に失敗した度合が表示または出力の形で報知されるから、ユーザーは、交信の余裕度がどの程度であるかを推測することができる。たとえば、交信成功率が報知される場合には、報知される数値が高いほど余裕度が大きいと考えることができる。逆に、交信失敗率が報知される場合には、報知される数値が低いほど余裕度が大きいと考えることができる。
【００２５】
この発明にかかる第３の読み書き処理装置には、前記交信処理手段、情報作成手段、報知手段のほか、ＲＦＩＤタグへの送信信号のレベルを調整するための送信レベル調整手段、この送信レベル調整手段を用いて送信レベルを調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段、前記交信処理手段の処理結果に基づき、ＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する判別手段、の各手段が含まれる。前記制御手段は、前記送信信号のレベルがある値に設定されている状態下で前記交信処理手段にＲＦＩＤタグとの交信を開始させた後、交信処理を繰り返し実行させながら、前記判別手段が交信を適切に実行できると判別したことに応じて前記送信信号のレベルを現在値よりも低い値に変更する。また、この場合の情報作成手段は、前記判別手段が交信を適切に実行できないと判別した時点での送信信号のレベルまたはその時点までに送信信号のレベルを変更した回数に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する。
【００２６】
上記において、送信レベル調整手段は、アンテナコイルのＱ値を変化させるための回路として、アンテナ部に組み込まれるのが望ましい。たとえば、複数の抵抗と、これらの抵抗の接続をオン・オフするための切替回路とにより送信レベル調整手段を構成し、アンテナ部に対する抵抗の大きさを切り替えることによって、送信信号のレベルを変化させることができる。
【００２７】
制御手段および判別手段は、制御部を構成するコンピュータに必要なプログラムを組み込むことによって設定することができる。なお、制御手段は、送信信号のレベルがある値に設定されている状態下で前記した交信処理が少なくとも１回実行されるように制御すれば良いが、前記第２の読み書き処理装置と同様に、複数回の交信処理を実行するようにしてもよい。また制御手段は、判別手段が交信を適切に実行できないと判別した時点で、前記交信処理手段に交信処理の打ち切りを指示するようにしてもよい。
【００２８】
ＲＦＩＤタグとアンテナ部との距離が一定であるものとすると、送信信号のレベルが小さくなるほど、ＲＦＩＤタグに供給できる電力が小さくなる。この結果、ＲＦＩＤタグからの応答信号のレベルが小さくなり、交信処理に失敗する可能性が高くなる、と考えることができる。したがって、通常の読み書き処理時に用いられる送信信号のレベル（以下、「通常の送信レベル」という。）を初期値として、送信レベルを段階的に小さくしながら交信処理を実行した場合、交信処理に失敗した時点での送信レベルと通常の送信レベルとの差が大きいほど、交信の余裕度が大きいと考えることができる。
【００２９】
上記の考えに基づき、前記制御手段は、送信信号のレベルを所定の初期値から段階的に小さくしつつ、交信処理を実行することができる。なお、この送信信号のレベルを変化させる処理では、一定の比率ずつ、または一定値ずつ、レベルを小さくしてもよいが、これに限らず、毎回のレベルの変動幅に多少のばらつきがあってもよい。この点については、つぎの第４の読み書き処理装置でも同様である。
【００３０】
判別手段は、コマンドに対して正しいレスポンスが得られた場合に、交信を適切に実行できると判別することができる。
【００３１】
情報作成手段は、交信を適切に実行できないと判別した時点での交信の余裕度について、少なくとも、合格レベル、不合格レベルのいずれに相当するかを判別し、その判別したレベルを交信の余裕度を示す情報とすることができる。なお、前記レベルを判別する際には、交信を適切に実行できないと判断された場合の送信レベルを所定のしきい値と比較し、送信レベルがしきい値を下回れば合格レベルであり、送信レベルがしきい値を上回れば不合格レベルであると、判別することができる。
【００３２】
また、この第３の読み書き処理装置において、送信信号のレベルを変更した回数を計数してゆく場合には、交信失敗時の計数値を所定のしきい値と比較する方法を用いることができる。この場合には、前記計数値がしきい値を上回ったときに、合格レベルであると判別することになる。
【００３３】
また、前記送信信号のレベルを変更した回数を計数する場合には、その計数値に所定の点数を掛け合わせた数値を交信の余裕度を示す情報として設定することができる。たとえば、送信信号のレベル変更を最大５回実行できる場合に、１回の変更につき１０点を設定すれば、交信の余裕度を５０点満点で示すことができる。
【００３４】
交信の余裕度を示す情報が合格レベル、不合格レベルとして表される場合、前記報知手段は、複数の表示灯や多色発光型の表示灯などによって交信の余裕度を示す情報を表示することができる。また、交信の余裕度を示す情報を出力する場合には、たとえば、合格レベルを「１」、不合格レベルを「０」として、ディジタル信号による判別結果を出力することができる。なお、この場合の出力も、第１の読み書き処理装置と同様に、パーソナルコンピュータやＰＬＣなどの上位機器に対して行うのが望ましい。
【００３５】
また交信の余裕度を示す情報が点数として表される場合には、点数表示が可能な表示器（７セグのＬＥＤ表示器や液晶パネルなど）を報知手段とすることができる。また、この場合にも、前記点数を示すディジタル信号またはアナログ信号を上位機器に出力することができる。
【００３６】
つぎに、この発明にかかる第４の読み書き処理装置には、前記交信処理手段、情報作成手段、報知手段のほか、ＲＦＩＤタグへの送信信号のレベルを調整するための送信レベル調整手段、および前記送信レベル調整手段を用いて送信信号のレベルを調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段が含まれる。この第４の読み書き装置における制御手段は、前記交信処理手段に２以上の所定数サイクルの交信処理を実行させるとともに、１サイクル分の交信処理が終了する毎に前記送信信号のレベルを現在値よりも低い値に変更する。また、前記情報作成手段は、前記所定数サイクル分の交信処理が終了したとき、前記所定数サイクルのうちのいずれの段階まで交信が適切に実行されたかに基づき、または交信が適切に実行されたときの送信信号のレベルの最小値に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する。
【００３７】
上記において、送信レベル調整手段は、前記第３の読み書き処理装置におけるものと同様にすることができる。制御手段も、制御の内容が若干異なるものの、第３の読み書き処理装置の制御手段と同じく、制御部を構成するコンピュータに必要なプログラムを組み込むことによって設定することができる。
【００３８】
第３の読み書き処理装置では、交信が適切に実行されたときに、つぎの送信レベルを小さくし、交信が適切に実行できなくなった時点で交信の余裕度を判別するようにした。これに対し、第４の読み書き処理装置では、交信の結果に関わらず、定められたサイクル分の交信処理を実行しつつ、１サイクル分の交信処理が終了する毎に送信レベルを小さくすることができる。なお、１サイクル分の交信処理では、ＲＦＩＤタグとの交信処理を少なくとも１回実行すれば良いが、後記するように、複数回の交信処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
情報作成手段は、いずれのサイクルまで交信が適切に行われたかによって、または交信が適切に行われたときの送信レベルの最小値によって、第３の読み書き処理装置と同じように交信の余裕度を判別し、その判別結果を示す情報（合格レベル／不合格レベルなど）を交信の余裕度を示す情報として設定することができる。もしくは、前記交信処理の総サイクル数に対し、交信が適切に行われたサイクルの数の比または差を求め、これを交信の余裕度を示す情報としてもよい。または、前記交信が適切に行われたサイクルの数に所定の点数を掛け合わせた数値を交信の余裕度を示す情報としてもよい（たとえば、５サイクルの交信処理を行う場合、１サイクルにつき１０点を設定すれば、交信の余裕度を５０点満点で示すことができる。）。さらに、交信が適切に行われたときの送信レベルの最小値や、送信が適切に行われなかったサイクルの数などを、交信の余裕度を示す情報としてもよい。
【００４０】
上記第３、第４の読み書き処理装置では、前記制御手段は、前記交信処理手段による初回の交信処理時に、送信信号が最大のレベルになるように前記送信レベル調整手段の調整動作を制御するのが望ましい。この最大のレベルを前記した通常のレベルとして使用すれば、本格的な読み書き処理時には、交信に十分な余裕度を確保することが可能となる。
【００４１】
つぎに、この発明にかかる第５の読み書き処理装置は、前記交信処理手段、情報作成手段、報知手段のほかに、ＲＦＩＤタグから受信した信号の増幅率を調整するための受信ゲイン調整手段、前記受信ゲイン調整手段を用いて前記ＲＦＩＤタグからの受信信号の増幅率を調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段、前記交信処理手段の処理結果に基づき、ＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する判別手段、の各手段が含まれる。
前記制御手段は、前記増幅率がある値に設定されている状態下で前記交信処理手段にＲＦＩＤタグとの交信を開始させた後、この交信処理を繰り返し実行させながら、前記判別手段が交信を適切に実行できると判別したことに応じて前記受信信号の増幅率を現在値よりも低い値に変更する。前記情報作成手段は、前記判別手段が交信を適切に実行できないと判別した時点での受信信号の増幅率またはその時点までに増幅率を変更した回数に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する。
【００４２】
上記第５の読み書き処理装置は、前記第３の読み書き処理装置での送信信号のレベルを調整する処理に代えて、受信信号の増幅率を変更するようにしている。受信ゲイン調整手段は、たとえば、受信回路のオペアンプの帰還抵抗の抵抗値を切り替える手段として、アンテナ部に組み込まれる。制御手段および判別手段は、第３の読み書き処理装置におけるのと同様に、制御部に必要なプログラムを組み込むことによって設定することができる。情報作成手段も、第３、第４の読み書き処理装置の情報作成手段と同様の構成とすることができる。
【００４３】
ＲＦＩＤタグとアンテナ部との距離が一定であり、送信信号のレベルも一定である場合には、受信信号の増幅率が小さくなるほど、ＲＦＩＤタグからの信号を復調できる可能性が低くなり、交信処理に失敗する可能性が高くなる、と考えることができる。したがって、通常の読み書き処理時に設定する増幅率（以下、「通常の増幅率」という。）を初期値として、増幅率を段階的に小さくしながら交信処理を実行した場合、交信処理が失敗した時点での増幅率と通常の増幅率との差が大きいほど、交信の余裕度が大きくなると考えることができる。
【００４４】
前記第５の読み書き処理装置では、受信信号の増幅率を所定の初期値から段階的に小さくしつつ、交信処理を繰り返し実行することができる。なお、この場合にも、増幅率を変化させる処理では、一定の比率ずつ、または一定値ずつ値を変化させてよいが、これに限らず、毎回の増幅率の変動幅に多少のばらつきが生じてもよい。この点については、つぎの第６の読み書き処理装置でも同様である。
【００４５】
判別手段は、コマンドに対して正しいレスポンスが得られるか否かによって、交信を適切に実行できるかどうかを判別することができる。情報作成手段は、前記第３の読み書き処理装置と同様に、交信の余裕度を、少なくとも合格レベル、不合格レベルの２段階に切り分けて判別し、その判別したレベルを交信の余裕度を示す情報とすることができる。この場合、交信を適切に実行できないと判断されたときの増幅率を所定のしきい値と比較し、増幅率がしきい値を下回っている場合には合格レベルであり、増幅率がしきい値を上回っている場合には不合格レベルであると、判断することができる。
【００４６】
さらに、第５の読み書き処理装置でも、受信信号の増幅率を変更した回数を計数してゆき、交信失敗時の計数値を所定のしきい値と比較することによって、交信の余裕度を判別し、合格レベルまたは不合格レベルのいずれかを交信の余裕度を示す情報とすることができる。また、増幅率を変更した回数の計数値に所定の点数を掛け合わせ、得られた数値を交信の余裕度を示す情報として設定することもできる。
【００４７】
つぎに、この発明にかかる第６の読み書き処理装置には、前記交信処理手段、情報作成手段、報知手段のほかに、ＲＦＩＤタグから受信した信号の増幅率を調整する受信ゲイン調整手段、および前記受信ゲイン調整手段を用いて前記受信信号の増幅率を調整しながら前記交信処理手段の動作を制御する制御手段が含まれる。前記制御手段は、交信処理手段に２以上の所定数サイクルの交信処理を実行させるとともに、１サイクル分の交信処理が終了する毎に前記増幅率を現在値よりも低い値に変更する。また、前記情報作成手段は、前記所定数サイクル分の交信処理が終了したとき、前記所定数サイクルのうちのいずれの段階まで交信が適切に実行されたかに基づき、または交信が適切に実行されたときの送信信号の増幅率の最小値に基づき、前記交信の余裕度を示す情報を作成する。
【００４８】
上記第６の読み書き処理装置において、受信ゲイン調整手段や交信処理手段は、第５の読み書き処理装置におけるものと同様である。判別手段、制御手段、能力情報作成手段は、送信信号のレベルを調整する処理を受信信号の増幅率を変更する処理に変更した点を除き、前記した第４の読み書き処理装置におけるものと同様に動作させることができる。よって、この第６の読み書き処理装置では、複数サイクルの交信処理のいずれの段階まで交信を適切に行うことができたかによって、交信の余裕度を示す情報を作成し、その情報を報知することができる。
【００４９】
第５、第６の読み書き処理装置では、交信処理手段による初回の交信処理時に、前記増幅率が最大値になるように前記受信ゲイン調整手段の調整動作を制御することができる。この最大の増幅率を通常の増幅率として使用すれば、本格的な読み書き処理時には、交信に十分な余裕度を確保することが可能となる。
【００５０】
また、この発明では、第３、第５の読み書き処理装置に共通する態様として、つぎのような態様を設定することができる。
この態様では、前記判別手段は、２以上の所定回数の交信処理を実行する都度、その所定回数の交信処理における交信の成功回数または失敗回数を計数し、その計数値に基づいてＲＦＩＤタグとの交信を適切に実行できるか否かを判別する。
【００５１】
上記の態様によれば、第３の読み書き処理装置においては送信信号のレベルを、第５の読み書き処理装置においては受信信号の増幅率を、それぞれ一定の値に維持しながら交信処理を複数回繰り返して実行し、この複数回の交信処理のうちの成功回数または失敗回数に基づき、交信を適切に実行できるか否かを判別することができる。この判別結果が交信を適切に実行できるというものであれば、前記制御手段により、送信信号のレベルまたは増幅率が変更され、さらにその変更された条件下で複数回の交信処理を実行することができる。なお、この態様においても、前記した第２の読み書き処理装置と同様に、複数回の交信処理では、同じ内容のコマンドを送信するのが望ましいが、これに限らず、所定の時点でコマンドの内容を変更してもよい。
【００５２】
また、この発明では、第４、第６の読み書き処理装置に共通する態様として、つぎのような態様を設定することができる。
この態様では、前記交信処理手段が実行する１サイクル分の交信処理には、前記ＲＦＩＤタグとの複数回の交信処理が含まれる。前記情報作成手段は、各サイクルの交信処理において、それぞれそのサイクルにおける交信の成功回数または失敗回数を計数する計数手段と、前記計数手段が求めた計数値に基づき、各サイクルの交信が適切に実行された否かを判別する判別手段とを含み、各サイクルに対する前記判別手段の判別結果を用いて前記交信の余裕度を示す情報を作成する。
【００５３】
上記の態様において、前記判別手段は、たとえば、１サイクル内の交信処理の総回数に対する前記計数値の比率、または前記総回数と計数値との差を算出し、その差の値を所定のしきい値と比較することにより、各サイクルの交信が適切に実行されたか否かを判別することができる。
【００５４】
上記第３，第５の読み書き処理装置に共通する態様、および第４、第６の読み書き処理装置に共通する態様によれば、複数回の交信処理によってＲＦＩＤタグから正常なレスポンスを受信することができた場合でも、交信に失敗する度合が大きい場合には、交信を適切に実行できない状態であると判断することができる。このようにすれば、交信処理の確度があるレベルより下になった時点で交信を適切に実行できなくなったと見なされることになる。よって、交信を安定して行うための調整処理（ＲＦＩＤタグとアンテナ部との位置関係の調整など）を、より高い精度で実行することができる。
【００５５】
つぎに、この発明にかかる第７の読み書き処理装置においては、前記交信処理手段が実行する交信処理には、前記ＲＦＩＤタグとの予備的な交信処理が含まれる。また、この第７の読み書き処理装置には、交信処理手段、情報作成手段、報知手段に加えて、交信処理手段の動作を制御する制御手段が設けられる。この制御手段は、前記交信処理手段が前記予備的な交信処理を繰り返し実行し、予備的な交信処理の成功に応じて本交信処理に移行し、この本交信処理を所定サイクル繰り返して実行するように、交信処理手段の動作を制御する。
【００５６】
上記において、交信処理手段が実行する予備的な交信処理では、ＲＦＩＤタグの種類やメモリ構成などを識別するためのコマンドを送信する処理（システムリード）や、そのコマンドに対するタグからのレスポンスを受信する処理などを実行することができる。第７の読み書き処理装置では、この予備的な交信処理を繰り返し実行し、交信処理に成功すると、タグに実質的なコマンドを送信し、そのコマンドに対するレスポンスを受信する本交信処理を、所定サイクル繰り返すことができる。
なお、予備的な交信処理については、あらかじめ繰り返し回数の最大値を定めておき、この最大の回数になっても交信に成功しない場合には、交信処理を中断するようにしてもよい。
【００５７】
上記第７の読み書き処理装置は、特に、ＲＦＩＤタグを移動させながら交信するケースに有用な構成のものである。予備的な交信処理を実行しても、ＲＦＩＤタグがアンテナ部の交信領域に入っていない状態下では、コマンドに対するタグからのレスポンスは得られないため、交信は失敗となる。ＲＦＩＤタグが交信領域に入り、予備的な交信におけるコマンドに応答することが可能な状態になった時点で、予備的な交信処理に成功するから、本交信処理を開始することができる。
【００５８】
情報作成手段は、本交信処理の交信実績に基づいて、交信の余裕度を示す情報を作成することができる。この情報作成には、第１、第２の読み書き処理装置について述べた各種処理を適用することができる。また、前記した第２〜６の読み書き処理装置で付加された構成を組み込むようにすれば、これらの装置と同様の処理により、交信の余裕度を示す情報を作成することができる。
【００５９】
さらに、情報作成手段は、予備的な交信処理における交信結果を用いて交信の余裕度を判別することもできる。ＲＦＩＤタグが交信領域に入っても、交信の余裕度が小さい場合には、ノイズの発生によって交信の成功率が低下すると、予備的な交信処理の回数が増加し、本交信処理に移行するタイミングが遅れることがあるからである。よって、ＲＦＩＤタグの移動速度からこのタグが交信領域に入るタイミングを推定できるならば、またはセンサなどでタグが交信領域に到達したことを検出できるならば、その推定したタイミングまたは検出のタイミングに合わせて予備的な交信処理を開始し、予備的な交信処理の実行回数や成功率などに基づいて交信の余裕度を判別することができる。
【００６０】
なお、タグを移動させながら交信を行う場合の余裕度は、タグとアンテナ部との距離のほか、タグの移動速度やタグに送信されるデータの容量によっても変動する。したがって、交信の余裕度が確保できていない場合には、上記した要因のいずれかを選択して調整を行うことができる。
【００６１】
さらに、上記第１〜７の読み書き処理装置（各種態様も含む。）には、前記情報作成手段により作成された交信の余裕度を示す情報を蓄積する蓄積手段を設けることができる。この場合の報知手段は、前記情報作成手段により作成された直後の情報及び前記蓄積手段に蓄積された情報の少なくとも一方を、表示または出力するように設定される。
【００６２】
上記において、前記蓄積手段は、不揮発性のメモリ装置と、このメモリ装置に交信の余裕度を示す情報を格納する手段とにより構成することができる。後者の情報を格納する手段は、前記制御部を構成するコンピュータ内にプログラムを組み込むことによって設定することができる。
【発明の効果】
【００６３】
この発明によれば、ＲＦＩＤタグ用の読み書き処理装置に、交信処理にどの程度の余裕度があるかを把握できるような情報を表示または出力する機能を設定したから、ＲＦＩＤタグとアンテナ部との距離やタグの移動速度などを調整する際には、この表示や出力に基づき、交信の余裕度が大きくなるように調整することができる。よって、ノイズのレベルの変動が大きい環境下においても、ＲＦＩＤタグとの交信処理を安定して行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
図１は、この発明が適用されたＲＦＩＤタグ用のリーダライタ１、およびその交信対象のＲＦＩＤタグ２（以下、単に「タグ２」という。）の構成を示す。この実施例のタグ２は、電源を内蔵せず、リーダライタ１からの送信波により生じた誘導起電力によって動作するタイプのもので、制御部２１や半導体メモリ２２を具備する。また、このタグ２には、交信のために、アンテナコイル２３、コンデンサ２４、ロードスイッチ２５（この実施例では接点付き抵抗を使用する。）などが設けられる。なお、このタグ２の制御部２１はコンピュータのほか、リーダライタ１からの送信信号を復調するための復調回路などの周辺回路も含む。
【００６５】
リーダライタ１は、制御部１０、アンテナコイル１１、送信回路１２、受信回路１３、発振回路１４、およびアンテナコイル１１に対する整合処理のためのＺ変換回路１０１などが、１つの筐体（図示せず。）内に組み込まれて成る。さらに、この筐体には、表示部１５、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１６、入出力（Ｉ／Ｏ）回路１７などが設けられる。
【００６６】
リーダライタ１側の制御部１０はコンピュータであって、内部メモリに組み込まれたプログラムに基づき、タグ２との交信処理や後記するテストモードの処理などを実行する。また、この制御部１０は、前記発振回路１４からのパルス信号に基づき、搬送波（キャリア）の元となる高周波パルスを出力する。また、タグ２との交信時には、コマンドの内容を表すデータをパルス信号として出力する（以下、この出力信号を「コマンド信号」という。）。
【００６７】
前記送信回路１２には、ドライブ回路１０２、変調回路１０３、同調増幅回路１０５、およびこの同調増幅回路を挟む２個のＺ変換回路１０４，１０６などにより構成される。また、受信回路１３には、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）回路１０７、検波回路１０８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路１０９、増幅回路１１０、コンパレータ回路１１１などが含められる。
【００６８】
前記表示部１５は、後記する交信の成功率を表示するための数値表示器や複数の表示灯（図示せず。）などを含むもので、筐体表面の適所に設けられる。インターフェース回路１６は、パーソナルコンピュータやＰＬＣなどの上位機器（図示せず。）との通信に用いられる。入出力回路１７は、外部信号を取り込んだり、処理結果を出力するために使用される。
【００６９】
図２は、上記リーダライタ１の送受信に関わる信号のタイミングチャートであって、図２（１）は、タグ２へのコマンド送信に関わる信号処理の流れを、図２（２）は、レスポンスの受信に関わる信号処理の流れを、それぞれ示す。
【００７０】
図２（１）において、（ａ）は、前記した搬送波であり、（ｂ）は、コマンド信号である。コマンド信号は、コマンドを構成する各ビットのデータを、「１」をローレベル、「０」をハイレベルとしてパルス幅変調した信号となる。
【００７１】
変調回路１０３は、上記コマンド信号を用いて搬送波を振幅変調（ＡＳＫ変調）し、図中の（ｃ）に示すような送信信号を生成する。この送信信号は、同調増幅回路１０５による増幅処理やＺ変換回路１０４，１０６，１０１によるインピーダンス整合処理を経て、アンテナコイル１１に与えられ、電磁波としてタグ２に送信される。
【００７２】
タグ２側の制御部２１は、前記リーダライタ１からの送信信号を復調してコマンドの内容を認識すると、そのコマンドに応じた処理を実行し、その処理結果を示すレスポンスを生成する。このレスポンスの返送のために、制御部２１は、図２（２）の（ｄ）（ｅ）に示すように、データ配列に基づいてロードスイッチ２５をオン／オフする。この実施例では、１ビット分の信号を送信するための期間の長さを、ロードスイッチ２５のオン／オフを１６回繰り返すのに必要な長さに設定している。送信するデータが「０」のときは、前記期間の前半でロードスイッチ２５のオン／オフを８回繰り返し、後半はロードスイッチ２５をオフ状態にする。反対に送信するデータが「１」のときは、前記期間の前半はロードスイッチ２５をオフ状態にし、後半にオン／オフを８回繰り返すようにしている。
【００７３】
アンテナコイル１とタグ２とが交信可能な関係にある場合には、各アンテナコイル１１，２３は電磁的に結合した状態となっている。したがって、上記のロードスイッチ２５の切り替えによってタグ２のインピーダンスが周期的に切り替えられると、リーダライタ１のインピーダンスもこの切り替えに伴って変化し、アンテナコイル１１に流れる電流が変化する。前記受信回路１３は、この変化から前記レスポンスを示す信号を検出するもので、バンドパスフィルタ回路１０７によりノイズを除去した後、検波回路１０８により前記インピーダンスの切り替えの影響を受けた搬送波を抽出する。さらに、ローパスフィルタ回路１０９により搬送波の周波数成分を除去した後、増幅回路１１０により増幅処理を施した結果、図中の（ｆ）に示すような受信信号が検出される。
【００７４】
上記の受信信号には、前記ロードスイッチ２５が切り替えられる期間に、その切り替えに同期し、所定値以上の振幅を持つ波が現れる。ただし、ロードスイッチ２５のオフ状態が維持される期間の受信信号にも、周囲のノイズの影響によって、所定大きさの振幅を持つ波が現れる。
【００７５】
コンパレータ回路１１１は、上記の受信信号を所定の基準レベルと比較し、図中の（ｇ）に示すように、振幅の大きな波を抽出した２値信号を生成する。制御部１０は、この２値信号を１ビット毎に切り分けることにより、図中の（ｈ）に示すように、各ビットのデータを復調する。
【００７６】
上記のリーダライタ１は、前記した上位機器からコマンド（読み出し命令または書き込み命令）を受信することによって、タグ２との交信を開始し、前記上位機器と同様のコマンドをタグ２に与える。タグ２がこのコマンドに応じた処理を実行してレスポンスを返送してくると、リーダライタ１は、このレスポンスを上位機器に送信する。
【００７７】
図３は、前記リーダライタ１、タグ２、および上位機器における交信処理の流れであって、（１）は上位機器とリーダライタ１との間でやりとりされる信号の内容を、（２）はリーダライタ１からタグ２に送信される信号の内容を、（３）はタグ２からリーダライタ１に送信される信号の内容を、それぞれ示す。なお、図中、点線で示す部分は、リーダライタ１またはタグ２の情報処理期間であり、これらの期間についても、図の余白に、具体的な処理の内容を示してある。
【００７８】
以下、この図中の参照符号（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を引用しつつ、タグ２に対する基本的な情報処理の流れを説明する。
まず、上位機器は、タグ２に実行させるべき処理を示すコマンドを生成し、これをリーダライタ１に送信する（Ａ）。リーダライタ１は、このコマンドの内容を解析した上で、タグ２に対し、初回の情報読み出しを要求するコマンドを送信する（Ｂ）。この初回の情報読み出しは、タグ２の識別情報などの固定データを確認するためのもので、「システムリード」と呼ばれる。タグ２では、システムリード用のコマンドを認識して解析した後、指定された情報を含むレスポンスを生成して、前記リーダライタ１に返送する（Ｃ）。
【００７９】
リーダライタ１は、前記レスポンスの内容を解析し、正常なレスポンスであると判断すると、前記タグ２に２回目のコマンドを送信する（Ｄ）。この２回目のコマンドは、前記上位機器からのコマンド（Ａ）の内容をＲＦＩＤタグ２に与えて、そのコマンドを実行させることを目的とするもので、以下、これを「実行コマンド」という。タグ２では、実行コマンドを解析してその内容に応じた処理を実行した後、処理の内容を示すレスポンスを生成し、リーダライタ１に返送する（Ｅ）。リーダライタ１は、タグ２からのレスポンスが正常であることを確認した上で、これを上位機器に送信する（Ｆ）。
【００８０】
なお、図３に示した処理は、タグ２をリーダライタ１の正面で所定時間停止させて実行されるものである。タグ２を停止させることなく、移動させながら交信を行う場合には、ＢのシステムリードをＣのレスポンスが得られるまで繰り返し、しかる後にＤの実行コマンド送信処理を実行する。以下の図４〜図９に示す各実施例では、タグ２を停止させて交信を行うことを前提として、ＢおよびＣの処理を１サイクルのみ実行するようにしている。
【００８１】
一般的なＲＦＩＤシステムのリーダライタ１およびタグ２は、上記機器からのコマンドに対し、Ｂ〜Ｆの信号のやりとりを複数サイクル繰り返して実行する。したがって、これらの交信処理のうちのいずれかにおいて、タグ２から正しいレスポンスを得ることができれば、上位機器は、目的とする情報処理を実行することができる。
【００８２】
しかしながら、リーダライタ１とタグ２との交信の余裕度が小さい場合には、本来のデータを示す信号とノイズとの差は小さな状態となる。このような場合に、突発的なノイズが発生するなどして、ノイズのレベルが変動すると、タグ２またはリーダライタ１側では、データとノイズとを切り分けて認識できない状態となり、最終的にタグ２から正常なレスポンスを得られなくなる可能性がある。
【００８３】
そこで、以下に示す実施例では、リーダライタ１において、交信の余裕度をチェックするテストモードを実行するようにしている。このテストモードでは、タグ２と試験的な交信を実行して交信の成功率を求め、これを表示部１５に表示する。ユーザーは、この表示に基づき、成功率が十分に高い状態で交信が行われるようにリーダライタ１とタグ２との距離を調整することができるので、交信の余裕度を十分に確保することができ、ノイズの変動にも対応することが可能となる。
【００８４】
以下、このテストモード時の処理の詳細について、図４を用いて説明する。この実施例では、前記図３のＢ〜Ｅの信号のやりとりを１回の交信処理として、これを１００回実行している。図中のＸは交信処理の実行回数（以下、「交信実行回数Ｘ」という。）、Ｙは交信に成功した回数（以下、「成功回数Ｙ」という。）を、Ｐは交信成功率を、それぞれ示す。
【００８５】
この処理も、前記図３に示した通常の読み書き処理と同様に、上位機器からのコマンド（テストモードの実行を命じるコマンドとなる。）に基づき開始される。まず、最初のＳＴ１（ＳＴはＳＴＥＰ（ステップ）の略である。以下も同じ。）では、前記交信実行回数Ｘおよび成功回数Ｙをゼロリセットする。つぎのＳＴ２では、前記したシステムリードを実行し、ＳＴ３において、タグ２からのレスポンスを受信しつつ解析する。ここで、レスポンスが正常であると判断すると、ＳＴ４からＳＴ５に進み、実行コマンドを送信する。つぎのＳＴ６では、実行コマンドに対するレスポンスを受信し、その内容を解析する処理を実行する。この処理により、前記レスポンスが正常であると認識すると、ＳＴ７からＳＴ８に進み、前記交信実行回数Ｘおよび成功回数Ｙをインクリメントする。
【００８６】
一方、システムリードに対するレスポンス、または実行コマンドに対するレスポンスのいずれかが不良であれば、ＳＴ９に進み、交信実行回数Ｘのみをインクリメントする。  なお、システムリードに対するレスポンスを正常に得られなかった場合には、ＳＴ９を実行するのみとなり、実行コマンドの送信処理はスキップされる。
【００８７】
ＳＴ８またはＳＴ９のいずれかを実行した後は、ＳＴ１０を介してＳＴ２に戻る。そして、再度、上記と同様の処理を実行し、交信に成功すれば成功回数Ｙをカウントする。１００回の交信処理が終了すると、ＳＴ１０が「ＹＥＳ」となってＳＴ１１に進み、交信実行回数Ｘに対する前記成功回数Ｙの比を求め、その値を交信成功率Ｐとする。ＳＴ１２では、交信成功率Ｐの値を表示部１５に表示させる。
【００８８】
よって、ユーザは、リーダライタ１とタグ２との距離を仮設定してテストモードを実行し、表示された交信成功率Ｐが所定の値以上であれば、交信の余裕度を確保できたとみなして、仮設定した距離を確定することができる。
【００８９】
なお、上記実施例では、交信処理に成功した比率を求めているが、これに代えて、交信実行回数Ｘに対する成功回数Ｙの差を求めてもよい。この場合には、表示される数値が小さいほど、交信の余裕度が大きくなると考えることができる。
【００９０】
また、交信成功率に代えて、交信処理に失敗した比率を求めてもよい。また、上記の実施例では、交信成功率をリーダライタ１側で表示するようにしたが、これに代えて、上位機器に交信成功率を出力し、上位機器側で表示処理を行うようにしてもよい。
【００９１】
つぎに示すテストモードの実施例では、タグ２への送信信号のレベルを段階的に小さくしながら交信処理を繰り返し、交信処理に失敗した時点での送信信号のレベルによって、交信の余裕度を判別するようにしている。この実施例を適用する場合、前記リーダライタ１には、図５に示すようなレベル調整回路が設けられる。
【００９２】
図５のレベル調整回路１２０は、３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を並列に接続した回路であって、アンテナコイル１１とグランドとの間に介装される。各抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３には、それぞれ切替回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が接続されており、オンにする切替回路の組み合わせによって抵抗の大きさが変化する。各切替回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフは、制御部１０によって切り替えられる。なお、この図５では、切替回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を簡易化して示しているが、実際には、トランジスタやアナログスイッチなどを用いるのが望ましい。
【００９３】
アンテナコイル１１のＱは、前記レベル調整回路１２０の抵抗が大きくなるほど低くなり、送信レベルは、Ｑが低くなるほど小さくなる。よって、この実施例の制御部１０は、前記レベル調整回路１２０の抵抗が段階的に大きくなるように、オン設定する切替回路の組み合わせを変更しながら、交信処理を実行する。
【００９４】
図６は、送信レベルの調整によってリーダライタ１とタグ２との距離を調整する方法の概要を示す。なお、この図６および次の図７では、説明を簡単にするために、タグ２への送信のために、最大１ワット（Ｗ）の電力を発生することができ、抵抗を切り替えることによって、０．２Ｗずつ電力を小さくできるものとする。
【００９５】
タグ２との交信が可能な距離の最大値（以下、「交信可能距離」という。）は、送信波によってタグ２に必要な電力を誘起できるか否かにより決まる。したがって、送信レベルが小さくなれば、交信可能距離も小さくなる。この実施例では、図６に示すように、送信レベルが０．４Ｗになるまで交信が可能であれば、リーダライタ１とタグ２との距離が送信レベルが０．４Ｗのときの交信可能距離Ｌを超えない範囲にあり、送信レベルを最大の１Ｗに設定したときに、交信に十分な余裕度が確保されると考えている。交信可能距離は、周囲のノイズレベルによって変動するので、テストモードによって確認する必要がある。
【００９６】
この実施例のテストモードでは、赤色、黄色、緑色をそれぞれ発光する３個の表示灯を用いて、交信処理が全く不可能な状態である旨の表示（交信不可能表示）、交信は可能であるが十分な余裕度を確保できていない旨の表示（交信不安定表示）、十分な余裕度をもって交信できる状態にある旨の表示（交信安定表示）を行うようにしている。ユーザーは、いずれの表示が行われるかによって、現在の交信が余裕度を確保した適切な状態で行われているものか否かを容易に判断することができる。
【００９７】
図７は、テストモード時の処理手順を示す。なお、図中のＷは、送信信号に含まれる電力を示すもので、単位はワットである。この手順も前記図４の手順と同様に、上位機器からのコマンドにより開始されるもので、最初のＳＴ２１では、前記送信レベルを最大値の１に設定する。
【００９８】
つぎのＳＴ２２では、システムリードを実行する。ＳＴ２３では、タグ２からのレスポンスを受信し、その内容を解析する。ここでレスポンスが正常と判断すると、ＳＴ２４からＳＴ２５に進み、実行コマンドを送信する。ＳＴ２６では、この実行コマンドに対するレスポンスを受信し、その内容を解析する。このレスポンスも正常であれば、ＳＴ２７が「ＹＥＳ」となってＳＴ２８に進み、前記送信レベルを０．２Ｗだけ小さくする。
【００９９】
この後は、ＳＴ２２〜２７の処理を再実行する。以下、同様にして、システムリード、実行コマンドの双方に対するレスポンスの受信に成功したことを交信成功とみなし、交信に成功する都度、送信レベルを小さくしてＳＴ２２〜２７の処理を実行する。
【０１００】
上記ＳＴ２２〜２８のループにおいて、システムリード、実行コマンドのいずれかに対するレスポンスが正常に得られなかった場合には、ＳＴ２４またはＳＴ２７が「ＮＯ」となる。これにより、制御部１０は、上記のループを抜け、その時点での送信レベルをチェックする。
【０１０１】
ここで、送信レベルが初期値の１であれば、ＳＴ２９が「ＹＥＳ」となってＳＴ３１に進み、交信不可能表示として赤色の表示灯を点灯させる。また送信レベルが１より小さいが、０．４よりも大きい場合には、ＳＴ２９が「ＮＯ」、ＳＴ３０が「ＹＥＳ」となってＳＴ３２に進み、交信不安定表示として黄色の表示灯を点灯させる。送信レベルが０．４Ｗ以下であれば、ＳＴ２９，ＳＴ３０の双方が「ＮＯ」となってＳＴ３３に進み、交信安定表示として緑色の表示灯を点灯させる。
【０１０２】
よって、ユーザーは、リーダライタ１とタグ２との距離を仮設定してテストモードを実行し、緑色の表示灯が点灯した時点の距離を適切な距離として確定することができる。通常時には、常に最大の１Ｗの送信レベルが設定されるので、十分な余裕度をもって交信を行うことができる。
【０１０３】
上記の実施例では、送信レベルを変更しながら交信処理を行うようにしたが、これに代えて、受信信号の増幅率を変更するようにしてもよい。図８は、前記増幅回路１１０に増幅率の調整機能を持たせた例である。図中の１１０Ａは、増幅回路１１０の主体をなすオペアンプであって、その帰還経路に増幅率調整回路１２１が設けられている。この調整回路１２１も、前記図５のレベル調整回路１２０と同様に、３個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびこれらに個別に対応する切替回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を含む。各切替回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３のオン／オフは、前記図５の例と同様に、制御部１０により制御される。
【０１０４】
この実施例のテストモードでは、制御部１０は、増幅率を最大値に設定して交信処理を実行し、交信に成功すれば、増幅率を所定値だけ小さな値に変更する。以下、図７に準じた手順により、増幅率を段階的に小さくしつつ交信処理を繰り返し、交信に失敗した時点での増幅率をチェックする。そして、この増幅率が初期値のままであれば、交信不可能表示を行い、前記増幅率が初期値より小さいが所定のしきい値よりも高い場合には、交信不安定表示を行なう。一方、前記増幅率がしきい値以下であれば、交信に十分な余裕度が確保されているとして、交信安定表示を実行する。
【０１０５】
前記図２（２）の（ｆ）に示したように、受信回路１３により検出された受信信号では、タグ２からのデータ送信が行われていない期間（ロードスイッチ２５のオフ状態が維持されている期間）でも、ノイズを反映したレベル変化が生じている。増幅率が十分に設定されていれば、このノイズレベルと本来のデータとを切り分けることができるが、増幅率が小さくなるほど、その切り分けは困難になる。しかし、増幅率が前記しきい値の付近になるまで交信が可能であれば、ノイズに十分に対応できる交信の余裕度が確保できていると考えることができる。ユーザーは、リーダライタ１とタグ２との距離を調整しつつ、上記のテストモードを実行し、交信安定表示である緑色の表示灯が点灯したときの距離を適切なものとして確定する。この場合も、通常処理時の増幅率は最大値に設定されるので、交信を安定して実行することが可能となる。
【０１０６】
なお、上記２例のように送信レベルや増幅率を変更しながら交信処理を行う場合、その変更の回数をカウントしてゆき、交信失敗時点での計数値をもって、表示灯を制御するようにしてもよい。すなわち、計数値が０であれば交信不可能表示を実行し、計数値が０より大きく所定のしきい値より小さい場合には交信不安定表示を実行し、計数値がしきい値以上であれば交信安定表示を実行することができる。
【０１０７】
つぎの図９に示す実施例は、前記図４の手順と図７の手順とを組み合わせたものである。まず、最初のＳＴ４１で送信レベルを最大値の１Ｗに設定した後、ＳＴ４２〜ＳＴ５１において、前記図５のＳＴ１〜ＳＴ１０と同様の処理、すなわち１００回分の交信処理を実行する。この後は、ＳＴ５２において、交信成功率Ｐを求める。ここでＰが所定値（図示例では０．９８）以上であれば、ＳＴ５３が「ＹＥＳ」となってＳＴ５４に進み、送信レベルを０．２だけ小さくする。
【０１０８】
この後は、ＳＴ４２に戻り、変更された送信レベルの下で、再度１００回の交信処理を実行する。以下同様にして、０．９８以上の交信成功率Ｐが得られたことをもって交信成功とみなし、送信レベルを変更して処理を続行する。
【０１０９】
所定の時点での交信成功率Ｐが０．９８より小さくなると、ＳＴ５３が「ＮＯ」となる。制御部１０は、この「ＮＯ」判定に応じて、前記図７のＳＴ２９〜ＳＴ３３と同様に、その時点での送信レベルに基づき、交信不可能表示、交信不安定表示、交信安定表示のいずれかを実行する（ＳＴ５５〜ＳＴ５９）。なお、送信レベルに代えて、受信信号の増幅率を変化させるようにする場合にも、図９と同様の制御を実行することができる。
【０１１０】
上記の実施例によれば、交信処理の確度があるレベルより下になった時点で交信の余裕度をチェックすることができるから、リーダライタ１とタグ２との位置関係の調整を、図７の実施例よりも高い精度で行うことができる。よって、より一層安定した状態で交信を行うことが可能となり、ノイズに強い情報処理を実現することができる。
【０１１１】
なお、上記した各テストモードの実施例は、いずれも上位機器からテストモードを開始する旨のコマンドを受信したことによって開始されるが、これに限定されるものではない。たとえば、リーダライタ１側に、テストモード用の切替スイッチを設け、上位機器からのコマンドによらずに単独でテストモードを実行するようにしてもよい。
また、各実施例では、１回の交信処理において、システムリード用のコマンドと実行コマンドとの２種類のコマンドを送信し、各コマンドに対するレスポンスを受信するようにしたが、これに限らず、少なくとも１つのコマンドの送信とこれに対するレスポンスの受信をもって、１回分の交信処理としてもよい。
【０１１２】
つぎに、タグ２を移動させながら交信を行うことを前提として交信の余裕度をチェックする場合のテストモードについて説明する。
【０１１３】
図１０は、タグ２が交信領域２００に入る前の状態を、図１１は、前記タグ２が交信領域２００を通過する状態を、それぞれ示す。図１０に示す時点では、リーダライタ１からタグ２にコマンドを送っても、タグ２はそのコマンドに反応することができないから、正常なレスポンスは返送されてこない。これに対し、図１１に示すように、タグ２が交信領域２００内に入ると、このＲＦＩＤタグ２内に交信に必要な電力が誘起され、リーダライタ１からのコマンドを受け付けられる状態となる。以後、タグ２は、交信領域２００内を矢印Ｆの方向に沿って移動するが、タグ２が交信領域２００から抜けるまでの間、コマンドおよびレスポンスをやりとりすることが可能である。
【０１１４】
タグ２を移動させながら交信を行う場合のテストモードでは、タグ２が交信領域２００に入って交信可能になったことを検出する必要がある。このため、この実施例では、前記したシステムリード（図３の（Ｂ）に示したもの）を繰り返し送信し、タグ２からシステムリードに対する正常なレスポンス（図３（Ｃ）に示したもの）を受信したことを条件として、実行コマンドの送信処理を開始するようにしている。
【０１１５】
さらに、この実施例のテストモードでは、通常の実行コマンドを送信する処理に代えて、データ容量を１バイトに限定した専用の実行コマンド（以下、このコマンドを「テスト用コマンド」という。）を送信するようにしている。このテスト用コマンドも、通常の実行コマンドと同様に、タグ２にデータの読み出しまたは書き込みを命令するもので、タグ２からは命令に応じたレスポンスが返送される。
【０１１６】
以下、図１２を用いて、テストモードにおける詳細な処理手順を説明する。なお、図中、Ｚは交信実行回数であり、Ｕは、テスト用コマンドの送信に対して正常なレスポンスを受信した回数である（以下、このＵを「交信成功回数」という。）。また。ＳＴ７２のＱは、交信の余裕度である。
【０１１７】
この手順を実行するに先立ち、制御部１０には、上位機器などから通常の実行コマンドのデータ容量が入力される。ＳＴ６１では、このデータ容量を変数ｍにセットするとともに、このｍに標準的な送信回数（この実施例では１０とする。）を乗算し、その乗算値を変数Ｎにセットする。
【０１１８】
つぎに、ＳＴ６２において、前記交信実行回数Ｚおよび成功回数Ｕをゼロリセットした後、システムリードを実行する（ＳＴ６３）。つぎのＳＴ６４では、前記システムリードに対するレスポンスの受信およびその解析処理を実行する。ここで、正常なレスポンスを確認できなかった場合には、ＳＴ６５が「ＮＯ」となってＳＴ６３に戻り、システムリードを再実行する。このようにして、所定回数のシステムリードを実行した結果、正常なレスポンスが確認されると、ＳＴ６５が「ＹＥＳ」となり、以下、ＳＴ６６〜７１のループに移行する。
【０１１９】
ＳＴ６６〜７１では、前出の図４のＳＴ４〜１０と同様の手順により、１バイト分のテスト用コマンドの送信処理、そのコマンドに対するレスポンスの受信および確認処理を、Ｎ回繰り返す。またこのＮ回の交信において、正常なレスポンスを確認する都度、交信成功回数Ｕをインクリメントする。
【０１２０】
上記までの流れによれば、正常なレスポンスが得られるまで繰り返しシステムリードを実行することにより、タグ２が交信領域内に入ったか否かを検出し、その検出に応じてテスト用コマンドの送信を開始することができる。さらに、テスト用コマンドをＮ回送信することにより、タグ２に対し、実際の実行コマンドを標準の回数（１０回）送信した場合と同じ量のデータを送信することができる。
【０１２１】
ＳＴ６６〜７１のループがＮ回実行されると、ＳＴ７１が「ＹＥＳ」となってＳＴ７２に進む。このＳＴ７２では、前記交信成功回数Ｕを通常の実行コマンドのデータ容量ｍで除算し、その演算結果を余裕度Ｑとして設定する。
【０１２２】
このようにして、交信の余裕度Ｑが求められると、ＳＴ７３では、算出された余裕度Ｑの値を表示するとともに、外部機器に出力する。
この後、別のタグ２を用いてテストを続行する場合には、ＳＴ７４が「ＹＥＳ」となり、ＳＴ６２に戻る。よってタグ２毎に、余裕度Ｑを求めることができる。
【０１２３】
タグ２を移動させながら交信処理を行う場合、交信可能な時間が限られるから、タグ２を停止させて交信を行う場合のように、十分な回数の交信処理を行うことは困難である。特に実行コマンドのデータ容量が大きい場合には、交信可能回数は少なくなる。この場合、ノイズの影響を受けて交信に失敗すると、必要な回数分の交信処理を実行することが困難になる可能性がある。
【０１２４】
上記実施例における成功回数Ｕは、最小情報単位である１バイトのコマンドによる交信に成功した回数であるから、このＵの値は、タグ２が交信領域２００を通過する間にそのタグ２に送信することができるデータ容量を表していると考えることができる。ＳＴ７２の余裕度Ｑは、前記Ｕを実行コマンドのデータ容量ｍにより除算して求められたものであるから、タグ２に実行コマンドを送信することができる回数（以下、「コマンドの送信可能回数」という。）を表していると考えることができる。したがって、ユーザーは、図１２のテストモードで得られた余裕度Ｑにより、必要な回数分の交信処理を実行できる状態にあるか否かを容易に確認することができる。
【０１２５】
なお、ユーザーは、余裕度Ｑが適切でないと判断した場合には、リーダライタ１とタグ２との距離のほか、タグ２の移動速度を調整することができる。また、可能であれば、実行コマンドのデータ容量を調整することで余裕度を向上することもできる。
【０１２６】
さらに、余裕度Ｑとして出力する数値は、前記コマンドの送信可能回数に限らず、Ｕの値、すなわちタグ２に対して送信可能なデータ容量としてもよい。また、図４の実施例と同様の交信成功率を求めてもよい。
【０１２７】
ところで、これまでに説明した各実施例では、アンテナ部と読み書き処理の機能を有する制御部とが一体化されたリーダライタ１に適用することができるが、これに限らず、アンテナ部から分離したコントローラに適用することもできる。
【０１２８】
図１３は、アンテナ部から分離したコントローラの一例を示す。
このコントローラ３の筐体３０の内部には、前記図１の構成のうち、制御部１０、インターフェース回路１６、入出力回路１７が組み込まれる。また筐体３０の上面には、複数のコネクタや、数値表示器３１、表示灯３２などが設けられる。
【０１２９】
各種コネクタのうち、３３，３４は、図示しないアンテナ部に接続するためのものである。また、３５，３６，３７は、パーソナルコンピュータやＰＬＣなどの上位機器に接続するためのコネクタである。また、３８は、上位機器に、交信の余裕度に関する数値情報を出力するためのコネクタである。
【０１３０】
数値表示器３１は、前記した交信成功率Ｐや余裕度Ｑなどの数値を表示するのに用いられる。また、その下の複数の表示灯３２は、前記数値を複数段階のレベルに分類して表示する場合や、前記図７や図９の実施例に準じた処理により交信の安定度を表示する場合などに、使用される。
【０１３１】
なお、上記したリーダライタ１やコントローラ３には不揮発性メモリを組み込むことができる。この場合、テストモードで作成した余裕度を前記不揮発性メモリに蓄積してゆき、この蓄積情報を、たとえば上位機器からのコマンドに応じて読み出して、上位機器に出力することが可能となる。このような機能があれば、ユーザーは、過去に実行されたテストモードにおける交信の余裕度やその経時的な推移を確認することができる。
【０１３２】
なお、蓄積された情報を読み出す処理は、上位機器からのコマンドに応じて実行する場合に限らない。たとえば、上記機器からテストモードの実行命令を受ける都度、そのテストモードで作成された情報や過去所定期間の蓄積情報を含むレスポンスを作成して、上位機器に送信してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】この発明が適用されたリーダライタとその交信対象のタグとの構成を示すブロック図である。
【図２】リーダライタの送受信に関わる信号のタイミングチャートである。
【図３】リーダライタ、タグ、上位機器における交信処理の流れを示すタイミングチャートである。
【図４】テストモードの処理手順の例を示すフローチャートである。
【図５】送信レベル調整回路の例を示す図である。
【図６】送信レベルの調整によって距離調整を行う方法の概要を示す図である。
【図７】図６の方法を適用する場合のテストモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】増幅率の調整回路の例を示す図である。
【図９】テストモードの処理手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】タグが交信領域に入る前の状態を説明する図である。
【図１１】タグが交信領域に入った状態を説明する図である。
【図１２】タグを移動させながら交信を行う場合のテストモードの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】アンテナ部から分離したコントローラの外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  リーダライタ
２  ＲＦＩＤタグ
３  コントローラ
１０  制御部
１１  アンテナコイル
１５  表示部
３１  数値表示器
３２  表示灯
３８  コネクタ
１２０  送信レベル調整回路
１２１  増幅率調整回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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