(57)【要約】【課題】  データベースの連携をネットワーク環境下で行う必要が無く、安価で、低消費電力の固体認識無線装置及びシステムを提供する。【解決手段】  タグ１は、識別対象に装着されて識別対象の識別のために用いられ、第１の通信手段１１１〜１１４と、メモリ１１５と、第２の通信手段１２７〜１２９と、電池１２５とを備える。第１の通信手段１１１〜１１４は、２．４５ＧＨｚの近距離双方向無線通信によって外部のリーダ／ライタと情報の送受信を行うパッシブ型の通信手段である。この第１の通信手段によってメモリ１１５の記憶内容が書き換えられる。第２の通信手段１２７〜１２９は、メモリ１１５の記憶内容に基づいて、３００ＭＨｚの広域単方向無線通信によって継続的に外部機器にデータを送信する。電池１２５は、少なくとも第２の通信手段及びメモリに電力を供給する。【選択図】  図２
2006081105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の双方向無線通信によって外部のリーダ／ライタと情報の送受信を行うパッシブ型の第１の通信手段と、
この第１の通信手段によって記憶内容が書き換えられる書換可能なメモリと、
前記メモリの記憶内容に基づいて第２の周波数帯域の単方向無線通信によって継続的に外部機器にデータを送信するアクティブ型の第２の通信手段と、
少なくとも前記第２の通信手段及びメモリに電力を供給する電力供給手段と
を備え、
識別対象の識別のために用いられる固体認識無線装置。
【請求項２】
前記第１の無線通信手段は近距離無線通信を行い、前記第２の無線通信手段は広域無線通信を行うものであることを特徴とする請求項１記載の固定認識無線装置。
【請求項３】
前記電力供給手段は、充電可能な電池であり、
前記第１の通信手段による双方向無線通信の電波によって前記電池を充電する充電手段を
更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の固体認識無線装置。
【請求項４】
前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域とは互いに異なる周波数帯域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の固体認識無線装置。
【請求項５】
前記第２の通信手段は、前記１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信しているかどうかを監視し、
前記第１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信している場合には、前記第２の通信手段を休止状態とし、前記第１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信していない場合には、前記第１の通信手段を休止状態とすると共に、前記第２の通信手段での通信に必要な電力を前記電力供給手段から供給して前記第２の通信手段での通信を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の固体認識無線装置。
【請求項６】
前記メモリの記憶内容は、前記第２の通信手段の発信データ及び発信制御情報を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の固体認識無線装置。
【請求項７】
前記識別対象に装着された請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体認識無線装置と、
この固体認識無線装置の前記第1の通信手段と無線通信を行って前記メモリに前記第２の通信手段による通信に必要な情報を書き込むリーダ／ライタと、
前記第２の通信手段によって送信されたデータを受信する受信手段と、
この受信手段で受信されたデータに基づいて前記識別対象を識別する情報処理装置と
を備えたことを特徴とする固体認識無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、識別すべき対象物に装着されるタグ状又はラベル状の固体認識無線装置（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification）及びシステムに関し、特にパッシブ型とアクティブ型の機能を兼ね備えたＲＦＩＤ装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のＲＦＩＤ装置が、例えば無線ＩＣタグ等の形態で識別対象物に装着され、物流管理や駅の入退場管理などに利用されている。ＲＦＩＤ装置は、パッシブ型とアクティブ型とに大別される。
【０００３】
パッシブ型のＲＦＩＤ装置は、電池を内蔵せずに、外部のリーダ／ライタからの電波によって内部に必要な電力を生成し、リーダ／ライタの呼びかけに応答する形でリーダ／ライタと交信する。交信範囲は大きくとることができず１ｍ程度となるが、小型化及び動作の恒久化が可能であることから、今後の普及が大いに期待されている。
【０００４】
一方、アクティブ型のＲＦＩＤ装置は、内部に電池を内蔵し、自ら外部の受信機に対して情報を発信する。電池を内蔵しているため、交信範囲は１０〜２０ｍと広いが、電池内蔵のため小型化できないこと、電池の寿命があるという点で難点があるが、自発的に情報を発信できることから、その機能をうまく利用することで様々な応用が考えられる。
【０００５】
なお、パッシブ型のＲＦＩＤの先行技術としては特許文献１があり、アクティブ型のＲＦＩＤの先行技術としては特許文献２がある。
【特許文献１】特表２００４−５０６９０７号公報、段落０００３、０００４
【特許文献２】特開２００３−２２６４３４号公報、段落００１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゾーン検出型のＲＦＩＤシステムを構築しようとする場合、通常、アクティブ型のＲＦＩＤ利用が考えられる。しかし、アクティブ型でリードライトが可能なように送受信回路を実装すると、回路規模や消費電力が大きくなるため、電池寿命も短くなり、コストも上昇してしまう。
【０００７】
一方、リードライトが可能なパッシブ型の利用考えると、パッシブ型での質問器（リーダ／ライタ）と応答器（タグ）の交信範囲は長くて数ｍであるから、ターゲット（応答器）が質問器との交信エリア内に存在するかどうかを、質問器が常に何らかの方法で検索し続ける必要があり、質問器を検出すべきゾーン全体に敷き詰めるか、強い電波でゾーン内を検出しなければならない等、現実には不可能な要素が多い。
【０００８】
そこで、パッシブ型とアクティブ型の共有を考えると、各々別々のＩＤ体系を持っているため、ネットワーク環境の中でデータベースの関連付けを行わなければならない。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、データベースの連携をネットワーク環境下で行う必要が無く、安価で、低消費電力の固体認識無線装置及びシステ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】
【００１０】
本発明に係る固体認識無線装置は、識別対象の識別のために用いられるものであって、第１の周波数帯域の双方向無線通信によって外部のリーダ／ライタと情報の送受信を行うパッシブ型の第１の通信手段と、この第１の通信手段によって記憶内容が書き換えられる書換可能なメモリと、前記メモリの記憶内容に基づいて第２の周波数帯域の単方向無線通信によって継続的に外部機器にデータを送信するアクティブ型の第２の通信手段と、少なくとも前記第２の通信手段及びメモリに電力を供給する電力供給手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
前記電力供給手段は、例えば充電可能な電池であり、この場合、前記第１の通信手段による双方向無線通信の電波によって前記電池を充電する充電手段を設けるようにしても良い。しかし、本発明における電力供給手段は、このような充電可能な電池に限定されず、例えば一次電池、大容量コンデンサ、外部から電力を導入するＡＣアダプタでも良い。
【００１２】
また、本発明に係る固体認識無線システムは、前述したような識別対象に装着された固体認識無線装置と、この固体認識無線装置の前記第1の通信手段と無線通信を行って前記メモリに前記第２の通信手段による通信に必要な情報を書き込むリーダ／ライタと、前記第２の通信手段によって送信されたデータを受信する受信手段と、この受信手段で受信されたデータに基づいて前記識別対象を識別する情報処理装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パッシブ型とアクティブ型とを融合すると共に、受信側をパッシブ型とすることにより、低消費電力で安価な装置が構築可能である。また、送受信側と発信側とでメモリを共有することで、データベースの連携をネットワーク環境下で行う必要が無くなり、敏速な運用が可能になる。
【００１４】
また、内部に充電可能な電源を内蔵すれば、第１の通信手段側からこれを適宜充電することができるので、アクティブ型の識別装置の問題であった電池寿命を半永久化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ装置を使用した識別システムの構成を示す図である。
【００１７】
この識別システムは、認識対象、例えば商品、荷物の搬送用パレット等に装着されるＲＦＩＤ装置としてのタグ１と、このタグ１に対して第１の周波数帯、例えば数ＧＨｚ、この例では２．４５ＧＨｚの無線通信によって情報をリード／ライトするリーダ／ライタ２と、このリーダ／ライタ２に接続された端末装置３と、タグ１から発信される情報を第２の周波数帯域、例えば数ＫＨｚ〜数百ＭＨｚ、より好ましくはＵＨＦ帯、この例では３００ＭＨｚの無線通信によって受信する受信機４と、この受信機４に接続された端末装置５とを備えて構成されている。
【００１８】
タグ１は、図２に示すように、パッシブ型ＲＦＩＤを構成する２．４５ＧＨｚの送受信機１１と、アクティブ型ＲＦＩＤを構成する３００ＭＨｚの発信機１２とから構成されている。
【００１９】
２．４５ＧＨｚの送受信機１１は、次のように構成されている。第１のアンテナ１１１及び第２のアンテナ１１２が、例えばループ状のプリント印刷回路の形態で外部のリーダ／ライタ２と送受信するために設けられている。これらアンテナ１１１，１１２を介してリーダ／ライタ２とデータの交信を行うための検波機能及び送信機能、並びに２．５４ＧＨｚの電波を整流及び昇圧して定電圧を生成する電源供給機能を有するアナログ・フロント・エンド（以下、「ＡＦＥ」と呼ぶ）回路１１３が設けられている。このＡＦＥ回路１１３を介して受信されたデータは、コントローラ１１４を介してメモリ１１５に記憶されるようになっている。メモリ１１５は、例えばフラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性記憶媒体であり、発信機１２からの発信データや発信制御情報（発信間隔、発信時間、発信停止条件のような情報）など、必要な情報を記憶する。コントローラ１１４は、ＡＦＥ回路１１３とメモリ１１５との間のデータの授受をコントロールの他、メモリ１１５と発信機１２との間のデータ授受もコントロールする。ここで、アンテナ１１１，１１２、ＡＦＥ回路１１３及びコントローラ１１４が第１の通信手段を構成する。電源回路１１６は、アンテナ１１１，１１２で２．４５ＧＨｚの電波を受信している期間と非受信期間とでコントローラ１１４及びメモリ１１５に供給する電源を切り替える機能を有する。
【００２０】
また、３００ＭＨｚの発信機１２は、次のように構成されている。送受信機１１側で２．４５ＧＨｚの電波を受信している期間に電源回路１１６から供給される電圧は、ダイオード１２１を介して電源回路１２２に供給され、送受信機１１側で２．４５ＧＨｚの電波を受信していない期間では、電源回路１１６からの電源電圧がダイオード１２３を介して送受信機１１側の電源回路１１６に供給される。スイッチ回路（Ｐ＿ＯＵＴ）１２４は、このように電源を切り替える機能を有する。電源回路１２２には、充電可能な電池１２５が接続されており、送受信機１１側からの電力供給を受けている場合には、電池１２５を充電し、電力供給を受けていない場合には、電池１２５からの電源電圧を送受信機１１側に供給する。また、この発信機１２側にも、コントローラ１２７と、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路１２８と、アンテナ１２９とが設けられている。コントローラ１２７は、送受信機１１側のコントローラ１１４と交信してメモリ１１５に記憶されているデータを読み出してＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９を介して外部の受信機４にデータを送信する。ここで、コントローラ１２７、ＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９が第２の通信手段を構成している。
【００２１】
なお、このように送受信機１１と発信機１２とをそれぞれパッシブ型のＲＦＩＤ及びアクティブ型のＲＦＩＤとして構成することで、既存の個々の回路をそのまま利用することができるが、コントローラ１１４，１２７は、１つのコントローラとして構成しても良いことは言うまでもない。
【００２２】
次にこのように構成された本実施形態に係る識別システムの動作について説明する。
（１）タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲内にあるとき
図３は、タグ１がリーダ／ライタ２と交信可能な範囲内にあるときの送受信機１１の動作フローチャート、図４は同じく発信機１２の動作フローチャートである。
【００２３】
このときには、送受信機１１は、リーダ／ライタ２から発信される２．４５ＧＨｚの電波を検出する（Ｓ１１）。ＡＦＥ回路１１３は、例えばアンテナ１１２側で検出された電波を整流及び昇圧すると共に定電圧化し、ＡＦＥ回路１１３、コントローラ１１４、メモリ１１５に供給してこれらを動作可能状態にすると共に、電源回路１１６を介して発信機１２側の電源回路１２２に電力を供給する。電源回路１２２は、送受信機１１６側からの電圧を常時監視して、監視電圧が所定の電圧を超えたらスイッチ回路１２４をオフ状態にして、送受信機１１側への電源電圧供給を停止する（Ｓ２１）。
【００２４】
リーダ／ライタ２からの電波は、例えばＡＳＫ変調されており、ＡＦＥ回路１１３は、内部の検波回路で受信信号を復調し、同時にクロック抽出をする。リーダ／ライタ２からの送信フレームは、例えばフレームパルス、コマンドフレームパルス、コマンド完結及び応答フレームパルスからなり、コマンドフレームパルスには、コントローラ１１４内の各種レジスタへのロード、スリープ指令、レジスタからの読み出しを指示するリード、メモリ１１５への書き込みを指示するプログラム等がある。コントローラ１１４がコマンドフレームパルスを解読し、その応答は、応答フレームパルスの部分で反射波に返答を乗せて返す。この返答をのせて返すのを、例えばアンテナ１１１が担い、受信側及び電力生成側をアンテナ１１２が担うようにしても良い。リーダ／ライタ２からの変調およびタグ１の返答に使用される変調には、ＦＳＫ変調、ＰＳＫ変調を使用しても良い。このように、パッシブタイプの送受信機１１では、必ずリーダ／ライタ２からの送信に続き、それに対する応答を返す通信が実行される。
【００２５】
いま、書き込みを指示するプログラムコマンドを受信したら（Ｓ１２）、コントローラ１１４は、そのデータ（発信データ及び発信制御情報など）をメモリ１１５に書き込む（Ｓ１３）。書き込まれるデータには、発信機１２側から発信される発信データ、その発信間隔を指定するデータなどが含まれる。
【００２６】
一方、発信機１２側では、２．４５ＧＨｚの電波を検出している最中は、スリープ状態を維持し（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）、２．４５ＧＨｚの電波が検出されなかたら、スイッチ回路１２４をオン状態にして、送受信機１１側に電池１２５からの電源電圧Ｖｃｃを供給する（Ｓ２５）。
（２）タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲外にあるとき
図５は、タグ１がリーダ／ライタ２と交信可能な範囲外にあるときの発信機１２の動作フローチャートである。
【００２７】
まず、素一途回路１２４をオン状態にして、送受信機１１側に電池１２５からの電源電圧Ｖｃｃを供給する（Ｓ３１）。これにより、電源回路１１６を介して送受信機１１側のコントローラ１１４とメモリ１１５の動作は確保される。次に、コントローラ１２７は、コントローラ１１４と交信してメモリ１１５に記憶されている発信データを読み出す（Ｓ３２）。コントローラ１２７からコントローラ１１４に送信される送信フレームについても、リーダ／ライタ２からコントローラ１１４に送信される送信フレームと同様に、フレームパルス、コマンドフレームパルス、コマンド完結及び応答フレームパルスにて構成することができる。コマンド完結パルスにメモリ１１５から読み出されたデータが重ねられてコントローラ１２７側に送られてくる。続いて、スイッチ回路１２４をオフ状態にして、送受信機１１への電源供給を停止したのち（Ｓ３３）、読み出されたデータのうち、発信すべきデータが、ＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９を介して外部に送信される（Ｓ３４）。送信信号は、１０ｍ程度の交信範囲を有する３００ＭＨｚのＡＳＫ，ＦＳＫ又はＰＳＫ変調信号である。受信機４は、比較的広範な範囲でタグ１からの送信データを受信することができる。
【００２８】
以後、２．４５ＧＨｚの電波の検出（Ｓ３５，Ｓ３６）がなされなければ、メモリ１１５に設定されている発信間隔が満了するまでスリープ状態を維持し（Ｓ３７）、発信間隔が満了したら、再びデータ発信を繰り返す（Ｓ３８，Ｓ３４）。この状態で２．４５ＧＨｚの電波を検出したら（Ｓ３５，Ｓ３６）、処理を送受信機１１側に移す。
【００２９】
このように、発信機１２がメモリ１１５に保存されているデータを発信しているときに、送受信機１１側の通信は抑制され、ＡＦＥ１１３回路での２．４５ＧＨｚによる電界強度検出動作に必要な機能及びメモリ１１５からの読み出し機能以外は、動作させないようにする。これは、発信機１２がデータを発信中に、２．４５ＧＨｚの電波を受信した送受信部１１が、メモリ１１５への書き込み動作を開始して、２．４５ＧＨｚの信号と３００ＭＨｚの信号とが衝突し、データ書き込みが異常終了してメモリ１１５の記憶内容が破壊されてしまうのを防止するためである。
【００３０】
本実施形態に係る識別システムによれば、タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲内に入るたびに、発信データを更新して外部にリアルタイムで発信することができるので、例えばタグ１の位置やその他の情報をセンター側でリアルタイムに検出するといった、高度な識別システムを構築することができる。
【００３１】
また、内部に充電可能な電源を内蔵し、送受信機１１側からこれを適宜充電することができるので、アクティブタグの問題であった電池寿命を半永久化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る識別システムの構成を示す図である。
【図２】同識別システムで使用されるタグのブロック図である。
【図３】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲内における送受信機の動作を示すフローチャートである。
【図４】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲内における発信機の動作を示すフローチャートである。
【図５】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲外における発信機の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１…タグ、２…リーダ／ライタ、３，５…端末装置、４…受信機、１１…送受信機、１２…発信機、１１１，１１２，１２９…アンテナ、１１３，１２８…アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路、１１４，１２７…コントローラ、１１５…メモリ、１１６，１２２…電源回路、１２５…電池。
【図１】
2006081105.tif 000003
【図２】
2006081105.tif 000004
【図３】
2006081105.tif 000005
【図４】
2006081105.tif 000006
【図５】
2006081105.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月5日(2004.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の双方向無線通信によって外部のリーダ／ライタと情報の送受信を行うパッシブ型の第１の通信手段と、
この第１の通信手段によって記憶内容が書き換えられる書換可能なメモリと、
前記メモリの記憶内容に基づいて第２の周波数帯域の単方向無線通信によって継続的に外部機器にデータを送信するアクティブ型の第２の通信手段と、
少なくとも前記第２の通信手段及びメモリに電力を供給する電力供給手段と
を備え、
識別対象の識別のために用いられる個体認識無線装置。
【請求項２】
前記第１の無線通信手段は近距離無線通信を行い、前記第２の無線通信手段は広域無線通信を行うものであることを特徴とする請求項１記載の個体認識無線装置。
【請求項３】
前記電力供給手段は、充電可能な電池であり、
前記第１の通信手段による双方向無線通信の電波によって前記電池を充電する充電手段を
更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の個体認識無線装置。
【請求項４】
前記第１の周波数帯域と前記第２の周波数帯域とは互いに異なる周波数帯域であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の個体認識無線装置。
【請求項５】
前記第２の通信手段は、前記１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信しているかどうかを監視し、
前記第１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信している場合には、前記第２の通信手段を休止状態とし、前記第１の通信手段が前記第１の周波数帯域の信号を受信していない場合には、前記第１の通信手段を休止状態とすると共に、前記第２の通信手段での通信に必要な電力を前記電力供給手段から供給して前記第２の通信手段での通信を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の個体認識無線装置。
【請求項６】
前記メモリの記憶内容は、前記第２の通信手段の発信データ及び発信制御情報を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の個体認識無線装置。
【請求項７】
前記識別対象に装着された請求項１〜６のいずれか１項に記載の個体認識無線装置と、
この個体認識無線装置の前記第1の通信手段と無線通信を行って前記メモリに前記第２の通信手段による通信に必要な情報を書き込むリーダ／ライタと、
前記第２の通信手段によって送信されたデータを受信する受信手段と、
この受信手段で受信されたデータに基づいて前記識別対象を識別する情報処理装置と
を備えたことを特徴とする個体認識無線システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、識別すべき対象物に装着されるタグ状又はラベル状の個体認識無線装置（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification）及びシステムに関し、特にパッシブ型とアクティブ型の機能を兼ね備えたＲＦＩＤ装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のＲＦＩＤ装置が、例えば無線ＩＣタグ等の形態で識別対象物に装着され、物流管理や駅の入退場管理などに利用されている。ＲＦＩＤ装置は、パッシブ型とアクティブ型とに大別される。
【０００３】
パッシブ型のＲＦＩＤ装置は、電池を内蔵せずに、外部のリーダ／ライタからの電波によって内部に必要な電力を生成し、リーダ／ライタの呼びかけに応答する形でリーダ／ライタと交信する。交信範囲は大きくとることができず１ｍ程度となるが、小型化及び動作の恒久化が可能であることから、今後の普及が大いに期待されている。
【０００４】
一方、アクティブ型のＲＦＩＤ装置は、内部に電池を内蔵し、自ら外部の受信機に対して情報を発信する。電池を内蔵しているため、交信範囲は１０〜２０ｍと広いが、電池内蔵のため小型化できないこと、電池の寿命があるという点で難点があるが、自発的に情報を発信できることから、その機能をうまく利用することで様々な応用が考えられる。
【０００５】
なお、パッシブ型のＲＦＩＤの先行技術としては特許文献１があり、アクティブ型のＲＦＩＤの先行技術としては特許文献２がある。
【特許文献１】特表２００４−５０６９０７号公報、段落０００３、０００４
【特許文献２】特開２００３−２２６４３４号公報、段落００１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゾーン検出型のＲＦＩＤシステムを構築しようとする場合、通常、アクティブ型のＲＦＩＤ利用が考えられる。しかし、アクティブ型でリードライトが可能なように送受信回路を実装すると、回路規模や消費電力が大きくなるため、電池寿命も短くなり、コストも上昇してしまう。
【０００７】
一方、リードライトが可能なパッシブ型の利用考えると、パッシブ型での質問器（リーダ／ライタ）と応答器（タグ）の交信範囲は長くて数ｍであるから、ターゲット（応答器）が質問器との交信エリア内に存在するかどうかを、質問器が常に何らかの方法で検索し続ける必要があり、質問器を検出すべきゾーン全体に敷き詰めるか、強い電波でゾーン内を検出しなければならない等、現実には不可能な要素が多い。
【０００８】
そこで、パッシブ型とアクティブ型の共有を考えると、各々別々のＩＤ体系を持っているため、ネットワーク環境の中でデータベースの関連付けを行わなければならない。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、データベースの連携をネットワーク環境下で行う必要が無く、安価で、低消費電力の個体認識無線装置及びシステ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】
【００１０】
本発明に係る個体認識無線装置は、識別対象の識別のために用いられるものであって、第１の周波数帯域の双方向無線通信によって外部のリーダ／ライタと情報の送受信を行うパッシブ型の第１の通信手段と、この第１の通信手段によって記憶内容が書き換えられる書換可能なメモリと、前記メモリの記憶内容に基づいて第２の周波数帯域の単方向無線通信によって継続的に外部機器にデータを送信するアクティブ型の第２の通信手段と、少なくとも前記第２の通信手段及びメモリに電力を供給する電力供給手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
前記電力供給手段は、例えば充電可能な電池であり、この場合、前記第１の通信手段による双方向無線通信の電波によって前記電池を充電する充電手段を設けるようにしても良い。しかし、本発明における電力供給手段は、このような充電可能な電池に限定されず、例えば一次電池、大容量コンデンサ、外部から電力を導入するＡＣアダプタでも良い。
【００１２】
また、本発明に係る個体認識無線システムは、前述したような識別対象に装着された個体認識無線装置と、この個体認識無線装置の前記第1の通信手段と無線通信を行って前記メモリに前記第２の通信手段による通信に必要な情報を書き込むリーダ／ライタと、前記第２の通信手段によって送信されたデータを受信する受信手段と、この受信手段で受信されたデータに基づいて前記識別対象を識別する情報処理装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パッシブ型とアクティブ型とを融合すると共に、受信側をパッシブ型とすることにより、低消費電力で安価な装置が構築可能である。また、送受信側と発信側とでメモリを共有することで、データベースの連携をネットワーク環境下で行う必要が無くなり、敏速な運用が可能になる。
【００１４】
また、内部に充電可能な電源を内蔵すれば、第１の通信手段側からこれを適宜充電することができるので、アクティブ型の識別装置の問題であった電池寿命を半永久化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ装置を使用した識別システムの構成を示す図である。
【００１６】
この識別システムは、認識対象、例えば商品、荷物の搬送用パレット等に装着されるＲＦＩＤ装置としてのタグ１と、このタグ１に対して第１の周波数帯、例えば数ＧＨｚ、この例では２．４５ＧＨｚの無線通信によって情報をリード／ライトするリーダ／ライタ２と、このリーダ／ライタ２に接続された端末装置３と、タグ１から発信される情報を第２の周波数帯域、例えば数ＫＨｚ〜数百ＭＨｚ、より好ましくはＵＨＦ帯、この例では３００ＭＨｚの無線通信によって受信する受信機４と、この受信機４に接続された端末装置５とを備えて構成されている。
【００１７】
タグ１は、図２に示すように、パッシブ型ＲＦＩＤを構成する２．４５ＧＨｚの送受信機１１と、アクティブ型ＲＦＩＤを構成する３００ＭＨｚの発信機１２とから構成されている。
【００１８】
２．４５ＧＨｚの送受信機１１は、次のように構成されている。第１のアンテナ１１１及び第２のアンテナ１１２が、例えばループ状のプリント印刷回路の形態で外部のリーダ／ライタ２と送受信するために設けられている。これらアンテナ１１１，１１２を介してリーダ／ライタ２とデータの交信を行うための検波機能及び送信機能、並びに２．５４ＧＨｚの電波を整流及び昇圧して定電圧を生成する電源供給機能を有するアナログ・フロント・エンド（以下、「ＡＦＥ」と呼ぶ）回路１１３が設けられている。このＡＦＥ回路１１３を介して受信されたデータは、コントローラ１１４を介してメモリ１１５に記憶されるようになっている。メモリ１１５は、例えばフラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性記憶媒体であり、発信機１２からの発信データや発信制御情報（発信間隔、発信時間、発信停止条件のような情報）など、必要な情報を記憶する。コントローラ１１４は、ＡＦＥ回路１１３とメモリ１１５との間のデータの授受をコントロールの他、メモリ１１５と発信機１２との間のデータ授受もコントロールする。ここで、アンテナ１１１，１１２、ＡＦＥ回路１１３及びコントローラ１１４が第１の通信手段を構成する。電源回路１１６は、アンテナ１１１，１１２で２．４５ＧＨｚの電波を受信している期間と非受信期間とでコントローラ１１４及びメモリ１１５に供給する電源を切り替える機能を有する。
【００１９】
また、３００ＭＨｚの発信機１２は、次のように構成されている。送受信機１１側で２．４５ＧＨｚの電波を受信している期間に電源回路１１６から供給される電圧は、ダイオード１２１を介して電源回路１２２に供給され、送受信機１１側で２．４５ＧＨｚの電波を受信していない期間では、電源回路１１６からの電源電圧がダイオード１２３を介して送受信機１１側の電源回路１１６に供給される。スイッチ回路（Ｐ＿ＯＵＴ）１２４は、このように電源を切り替える機能を有する。電源回路１２２には、充電可能な電池１２５が接続されており、送受信機１１側からの電力供給を受けている場合には、電池１２５を充電し、電力供給を受けていない場合には、電池１２５からの電源電圧を送受信機１１側に供給する。また、この発信機１２側にも、コントローラ１２７と、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路１２８と、アンテナ１２９とが設けられている。コントローラ１２７は、送受信機１１側のコントローラ１１４と交信してメモリ１１５に記憶されているデータを読み出してＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９を介して外部の受信機４にデータを送信する。ここで、コントローラ１２７、ＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９が第２の通信手段を構成している。
【００２０】
なお、このように送受信機１１と発信機１２とをそれぞれパッシブ型のＲＦＩＤ及びアクティブ型のＲＦＩＤとして構成することで、既存の個々の回路をそのまま利用することができるが、コントローラ１１４，１２７は、１つのコントローラとして構成しても良いことは言うまでもない。
【００２１】
次にこのように構成された本実施形態に係る識別システムの動作について説明する。
【００２２】
（１）タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲内にあるとき
図３は、タグ１がリーダ／ライタ２と交信可能な範囲内にあるときの送受信機１１の動作フローチャート、図４は同じく発信機１２の動作フローチャートである。
【００２３】
このときには、送受信機１１は、リーダ／ライタ２から発信される２．４５ＧＨｚの電波を検出する（Ｓ１１）。ＡＦＥ回路１１３は、例えばアンテナ１１２側で検出された電波を整流及び昇圧すると共に定電圧化し、ＡＦＥ回路１１３、コントローラ１１４、メモリ１１５に供給してこれらを動作可能状態にすると共に、電源回路１１６を介して発信機１２側の電源回路１２２に電力を供給する。電源回路１２２は、送受信機１１６側からの電圧を常時監視して、監視電圧が所定の電圧を超えたらスイッチ回路１２４をオフ状態にして、送受信機１１側への電源電圧供給を停止する（Ｓ２１）。
【００２４】
リーダ／ライタ２からの電波は、例えばＡＳＫ変調されており、ＡＦＥ回路１１３は、内部の検波回路で受信信号を復調し、同時にクロック抽出をする。リーダ／ライタ２からの送信フレームは、例えばフレームパルス、コマンドフレームパルス、コマンド完結及び応答フレームパルスからなり、コマンドフレームパルスには、コントローラ１１４内の各種レジスタへのロード、スリープ指令、レジスタからの読み出しを指示するリード、メモリ１１５への書き込みを指示するプログラム等がある。コントローラ１１４がコマンドフレームパルスを解読し、その応答は、応答フレームパルスの部分で反射波に返答を乗せて返す。この返答をのせて返すのを、例えばアンテナ１１１が担い、受信側及び電力生成側をアンテナ１１２が担うようにしても良い。リーダ／ライタ２からの変調およびタグ１の返答に使用される変調には、ＦＳＫ変調、ＰＳＫ変調を使用しても良い。このように、パッシブタイプの送受信機１１では、必ずリーダ／ライタ２からの送信に続き、それに対する応答を返す通信が実行される。
【００２５】
いま、書き込みを指示するプログラムコマンドを受信したら（Ｓ１２）、コントローラ１１４は、そのデータ（発信データ及び発信制御情報など）をメモリ１１５に書き込む（Ｓ１３）。書き込まれるデータには、発信機１２側から発信される発信データ、その発信間隔を指定するデータなどが含まれる。
【００２６】
一方、発信機１２側では、２．４５ＧＨｚの電波を検出している最中は、スリープ状態を維持し（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）、２．４５ＧＨｚの電波が検出されなかたら、スイッチ回路１２４をオン状態にして、送受信機１１側に電池１２５からの電源電圧Ｖｃｃを供給する（Ｓ２５）。
【００２７】
（２）タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲外にあるとき
図５は、タグ１がリーダ／ライタ２と交信可能な範囲外にあるときの発信機１２の動作フローチャートである。
【００２８】
まず、スイッチ回路１２４をオン状態にして、送受信機１１側に電池１２５からの電源電圧Ｖｃｃを供給する（Ｓ３１）。これにより、電源回路１１６を介して送受信機１１側のコントローラ１１４とメモリ１１５の動作は確保される。次に、コントローラ１２７は、コントローラ１１４と交信してメモリ１１５に記憶されている発信データを読み出す（Ｓ３２）。コントローラ１２７からコントローラ１１４に送信される送信フレームについても、リーダ／ライタ２からコントローラ１１４に送信される送信フレームと同様に、フレームパルス、コマンドフレームパルス、コマンド完結及び応答フレームパルスにて構成することができる。コマンド完結パルスにメモリ１１５から読み出されたデータが重ねられてコントローラ１２７側に送られてくる。続いて、スイッチ回路１２４をオフ状態にして、送受信機１１への電源供給を停止したのち（Ｓ３３）、読み出されたデータのうち、発信すべきデータが、ＡＦＥ回路１２８及びアンテナ１２９を介して外部に送信される（Ｓ３４）。送信信号は、１０ｍ程度の交信範囲を有する３００ＭＨｚのＡＳＫ，ＦＳＫ又はＰＳＫ変調信号である。受信機４は、比較的広範な範囲でタグ１からの送信データを受信することができる。
【００２９】
以後、２．４５ＧＨｚの電波の検出（Ｓ３５，Ｓ３６）がなされなければ、メモリ１１５に設定されている発信間隔が満了するまでスリープ状態を維持し（Ｓ３７）、発信間隔が満了したら、再びデータ発信を繰り返す（Ｓ３８，Ｓ３４）。この状態で２．４５ＧＨｚの電波を検出したら（Ｓ３５，Ｓ３６）、処理を送受信機１１側に移す。
【００３０】
このように、発信機１２がメモリ１１５に保存されているデータを発信しているときに、送受信機１１側の通信は抑制され、ＡＦＥ１１３回路での２．４５ＧＨｚによる電界強度検出動作に必要な機能及びメモリ１１５からの読み出し機能以外は、動作させないようにする。これは、発信機１２がデータを発信中に、２．４５ＧＨｚの電波を受信した送受信部１１が、メモリ１１５への書き込み動作を開始して、２．４５ＧＨｚの信号と３００ＭＨｚの信号とが衝突し、データ書き込みが異常終了してメモリ１１５の記憶内容が破壊されてしまうのを防止するためである。
【００３１】
本実施形態に係る識別システムによれば、タグ１がリーダ／ライタ２の交信範囲内に入るたびに、発信データを更新して外部にリアルタイムで発信することができるので、例えばタグ１の位置やその他の情報をセンター側でリアルタイムに検出するといった、高度な識別システムを構築することができる。
【００３２】
また、内部に充電可能な電源を内蔵し、送受信機１１側からこれを適宜充電することができるので、アクティブタグの問題であった電池寿命を半永久化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る識別システムの構成を示す図である。
【図２】同識別システムで使用されるタグのブロック図である。
【図３】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲内における送受信機の動作を示すフローチャートである。
【図４】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲内における発信機の動作を示すフローチャートである。
【図５】同タグにおけるリーダ／ライタ交信範囲外における発信機の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１…タグ、２…リーダ／ライタ、３，５…端末装置、４…受信機、１１…送受信機、１２…発信機、１１１，１１２，１２９…アンテナ、１１３，１２８…アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）回路、１１４，１２７…コントローラ、１１５…メモリ、１１６，１２２…電源回路、１２５…電池。