(57)【要約】  本発明は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを検知する技術を開示する。例えば、防御施設からの物品の無許可持ち出しを検知する出口制御システムについて記載する。一連のアンテナが設置されていて、防御領域の出口付近に検問通路を生成する。ＲＦＩＤタグは防御対象物品に取り付けられている。各々の上記タグは、添付されている物品を一意に識別する情報と、施設からの物品持ち出しが許可されているか否かに関するステータス情報とを含んでいる。ＲＦリーダーは、アンテナを介してＲＦ信号を出力して、検問通路内に電磁場を生成する。ＲＦリーダーは、単一のポートから分配器／結合器経由で複数のアンテナへＲＦ電波を出力する。このようにして、１個の送受信器ポートだけを備えた単一のＲＦリーダーが複数のアンテナに同時に尋問する。そして、無許可の物品の持ち出しを上記ＲＦリーダーが検知できる各種の技術について記載する。
2007511006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検問通路内において無線周波数識別タグに対し、指定メモリ位置に選択された値を有するタグだけが尋問に応答するように選択的に尋問するステップと、
前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信するステップと、
少なくとも部分的な応答を受信したとき、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを前記検問通路内において検知するステップと、を含む方法。
【請求項２】
指定値を有する無線周波数識別タグが検知されたとき、警報を指示するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択的に尋問するステップが、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグに対し、前記尋問に同時に応答するように命令するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選択的に尋問するステップが、ＡＦＩメモリ位置に前記選択された値を有するタグだけが前記尋問に応答するように、前記選択された値に設定されたＡＦＩ値を有するアプリケーション群識別子（ＡＦＩ）コマンドを送信するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線周波数識別タグが防御施設内の物品に取り付けられ、前記ＡＦＩメモリ位置がチェックイン状態値に設定されている請求項４に記載の方法。
【請求項６】
客が、前記ＡＦＩメモリ位置がチェックイン状態値に設定されている無線周波数識別タグを有する物品を持ち出そうと試みたときに、警報を指示するステップを更に含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
有効な応答を受信しなかったとき、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが前記検問通路内には存在しないと判定するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記無線周波数識別タグが、防御領域内の物品に取り付けられ、前記指定値は、前記防御領域からの前記物品の持ち出しが許可されているか否かを示す請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが取り付けられた物品を検知したとき、警報を指示するステップを更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１個の無線周波数識別タグを検知するステップが、受信応答を解析して、有効なフレーム開始（ＳＯＦ）域を受信したか否かを判定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
有効なＳＯＦを受信しなかったとき、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが前記検問通路内には存在しないと判定するステップを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
無線周波数識別タグが存在しないとき、前記検問通路内のノイズフロアを測定するステップと、
応答と予測される受信がチェックイン状態の無線周波数識別タグにより生成されたことを確認するために、前記受信応答を前記ノイズフロアと比較するステップを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記応答の開始において、前記受信応答を前記ノイズフロアと比較するステップを更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
予期される応答終了の後で、前記応答と予測される受信を前記ノイズフロアと比較するステップを更に含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記比較に基づいて、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが存在することを検知するステップを更に含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが存在することが検知された旨の警報を指示するステップを更に含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
実行するとき、無線周波数識別タグを機能停止させる破壊コマンドのキーを生成するステップを更に含む方法であって、前記無線周波数識別タグは物品に添付され、前記物品は付随した電子製品コードを有し、前記キーの生成が更に、
電子製品コードに基づいてキー値を生成するステップと、
前記キー値を破壊メモリ位置に格納するステップと、
破壊コマンドを発行して、これと共に開錠値を送信するステップと、
前記開錠値を、前記格納されたキー値と比較するステップと、
前記開錠値が前記格納されたキー値に等しい場合、前記破壊コマンドを実行するステップと、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
指定メモリ位置に選択された値を有するタグが存在することを識別するために、検問通路内において無線周波数識別タグに尋問するステップと、
前記検問通路内における前記無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信するステップと、
前記指定メモリ位置の少なくとも１個のビットにおける衝突を検知するステップと、
衝突を検知したとき、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを前記検問通路内において検知するステップとを含む方法。
【請求項１９】
前記衝突検知ステップが、前記指定メモリ位置の１個のビットにおける衝突を検知するステップを更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
衝突が検知されなかったとき、前記指定メモリ位置が前記選択された値を含んでいることを、前記受信応答が示すか否かを判定するステップを更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記指定メモリ位置が前記選択された値を含んでいることを前記受信応答が示すとき、前記選択されたメモリ位置に前記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを前記検問通路において検知するステップを更に含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記指定メモリ位置が前記選択された値を含んでいないことを前記受信応答が示すとき、前記選択されたメモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが前記検問通路内には存在しないと判定するステップを更に含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
プロセッサに、
検問通路内において無線周波数識別タグに対し、指定メモリ位置に選択された値を有するタグだけが尋問に応答するように選択的に尋問させ、
前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信させ、
少なくとも部分的な応答を受信したとき、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを前記検問通路内において検知させる命令を含むコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記指定値を有する無線周波数識別タグが検知されたとき、プロセッサに警報を指示させる命令を更に含む請求項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
プロセッサに、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグに対し、前記尋問に同時に応答するよう指示させる命令を更に含む請求項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
有効な応答を受信しなかったとき、プロセッサに、前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが前記呼掛け通路内には存在しないと判定させる命令を更に含む請求項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記無線周波数識別タグが、防御領域内の物品に取り付けられ、前記指定値が、前記防御領域からの前記物品の持ち出しが許可されているか否かを示す請求項２３記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記指定メモリ位置に前記選択された値を有する無線周波数識別タグが取り付けられた物品を検知したとき、プロセッサに、警報を指示させる命令を更に含む請求項２７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
プロセッサに、前記受信応答を確認させる命令を更に含む請求項２５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
プロセッサに、前記受信応答を解析させ、有効なフレーム開始（ＳＯＦ）域を受信したか否かを判定させる命令を更に含む請求項２９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
検問通路内における無線周波数識別タグからの通信同士の衝突を検知するステップと、
前記衝突を検知すると、前記検問通路内に無許可の物品が存在することを示す警報を生成するステップと、を含む方法。
【請求項３２】
検問通路内における無線周波数識別タグから部分的な応答を受信するステップと、
前記部分的な応答を受信すると、前記検問通路内に無許可の物品が存在することを示す警報を生成するステップと、を含む方法。
【請求項３３】
前記部分的な応答がフレーム開始（ＳＯＦ）を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記部分的な応答を受信する前に、前記検問通路内におけるノイズフロアを測定するステップと、
受信した前記部分的な応答を、前記ノイズフロアと比較するステップと、
前記比較に基づいて、選択的に警報を生成するステップと、を更に含む請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防御領域内の物品管理を行なう無線周波数識別システムの利用に関し、より具体的には、防御領域からの物品の無許可持ち出しを検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、輸送、製造、廃棄物管理、郵便物追跡、航空手荷物照合、および高速道路通行料管理を含むような実質的にあらゆる産業において広く利用されている。ＲＦＩＤシステムは往々にして、図書館や小売店等の防御領域からの物品の無許可持ち出しを予防すべく利用される。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムは往々にして、防御対象である物品に取付けられたＲＦＩＤタグを検知するために防御領域の出口の近くに設置された検問ゾーンまたは通路を含んでいる。各々のタグは通常、タグが添付されている物品を一意に識別する情報を含んでいる。物品は、書籍、製造物、車両、動物または個人、あるいは、実質的に他の任意の有形物であってよい。特定の用途により必要に応じて、追加的なデータを物品に提供してもよい。
【０００４】
タグを検知するために、ＲＦリーダーはアンテナを介してＲＦ信号を出力して、検問通路内に電磁場を生成する。電磁場は、通路内のタグを活性化する。これにより、タグは特性応答を生成する。特に、一度タグが活性化されると、所定のプロトコルを用いて各タグが通信することにより、ＲＦＩＤリーダーは通路内の１個以上のタグから識別情報を受信することができる。通信により、物品の持ち出しが許可を得ていないことが示されるとき、ＲＦＩＤシステムは、音響警報を鳴らす、出口ゲートを閉鎖する等、何らかの適切なセキュリティ措置を起動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
検問通路内に存在する物品がチェックアウトされているか否かを判定する大部分の方法は、第一に検問フィールド内の各タグを個別に検知して識別し、次いで識別されたタグに付随する物品の状態を調べて判定することにより決まる。いくつかの方法は、例えば、各タグの連続番号を判定し、次いで識別された連続番号に付随する物品の状態を判定するために、データベースにアクセスする。他の技術では、一度連続番号が判定されると、識別されたタグに対しコマンドを発行することが必要となる。
【０００６】
この処理は、特にいくつかのタグが検問フィールド内に存在する場合、時間を要する場合がある。例えば、完全なタグ連続番号を得ようとするために、一度に１個のタグしか応答することができなくなる。複数のタグが一度に応答すると、衝突が起き、受信したデータは無効となり、どのタグの連続番号も得ることができなくなる。これを解決すべく、いくつかのシステムは、全てのタグから応答があるまで、各タグに対し異なるタイムスロットで応答することを要求する衝突防止処理を用いる。この処理で追加される遅延時間は、客が極めて短い時間しか検問通路内にいないため、出口制御システムでは好ましくない。また、各々の客が複数の書籍を抱えている可能性がある。書籍のすべてがチェックアウトされたか否かを判定するために要する時間は往々にして、客が通路で費やす時間よりはるかに長い。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般に、本発明は無線周波識別タグを検知する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムに関する。より具体的に、本発明は、例えば図書館から書籍その他の物品を持ち出すような、防御施設からの物品の無許可持ち出しを検知するＲＦ出口制御システムに関する。一連のアンテナを設置して、防御領域の出口の付近に位置する検問通路を生成する。ＲＦＩＤタグは、防御対象の物品に取り付けられる。ある例証的なシステムにおいて、各々のタグは、タグが添付されている物品を一意に識別する情報および当該物品を施設から持ち出す許可が与えられているか否かに関するステータス情報を含んでいる。タグを検知するために、ＲＦリーダーはアンテナを介してＲＦ信号を出力して検問通路内に電磁場を生成する。ＲＦリーダーは、単一のポートから分配器／結合器経由で複数のアンテナへＲＦ電波を出力する。このようにして、送受信器ポートを１個だけ備えた単一ＲＦリーダーは、同時に複数のアンテナを介して尋問する。電磁場がタグを活性化させ、順々にタグが特性応答を生成する。ＲＦリーダーは単一の送受信器ポート経由でタグ情報を受信し、物品の持ち出しが許可されているか否かをＲＦ出口制御システムが判定する。物品の持ち出しが許可されていないとき、出口制御システムは、音響警報の出力、出口ゲートの閉鎖等、何らかの適切なセキュリティ措置を起動する。
【０００８】
本発明の一実施形態における方法は、検問通路内において無線周波数識別タグに対し、指定メモリ位置に選択された値を有するタグだけが尋問に応答するように、選択的に尋問するステップと、上記指定メモリ位置に上記選択された値を有する無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信するステップと、少なくとも部分的な応答を受信したとき、上記指定メモリ位置に上記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを検問通路内において検知するステップとを含んでいる。
【０００９】
別の実施形態における方法は、指定メモリ位置に選択された値を有するタグの存在を識別するために、検問通路内において無線周波数識別タグに尋問するステップと、上記検問通路における上記無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信するステップと、上記指定メモリ位置の少なくとも１個のビットにおける衝突を検知するステップと、衝突が検知されたとき、上記指定メモリ位置に上記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを上記検問通路内において検知するステップとを含んでいる。
【００１０】
別の実施形態におけるコンピュータ可読媒体は、プロセッサに、検問通路内において無線周波数識別タグに対し、指定メモリ位置に選択された値を有するタグだけが尋問に応答するように選択的に尋問させ、上記指定メモリ位置に上記選択された値を有する無線周波数識別タグの全てから同時に応答を受信させ、少なくとも部分的な応答を受信したとき、上記指定メモリ位置に上記選択された値を有する少なくとも１個の無線周波数識別タグを上記検問通路内において検知させる命令を含んでいる。
【００１１】
別の実施形態における方法は、検問通路内において無線周波数識別タグからの通信同士の衝突を検知するステップと、上記衝突を検知すると、上記検問通路内に無許可の物品が存在することを示す警報を生成するステップとを含んでいる。
【００１２】
別の実施形態における方法は、検問通路内における無線周波数識別タグから部分的な応答を受信するステップと、上記部分的な応答を受信すると、上記検問通路内に無許可の物品が存在することを示す警報を生成するステップとを含んでいる。
【００１３】
本発明の一つ以上の実施形態の詳細を、添付図面および下記の記述により説明する。本発明の他の特徴、目的および利点は、下記の記述および図面、並びに請求項から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
一般に、本明細書において、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを検知する技術について記載している。より具体的に、本記載は、防御領域からの物品の無許可の持ち出しを検知するＲＦ出口制御システムに利用する技術を対象としている。防御領域とは通常、例えば図書館における書籍または小売店における商品のように、物品の持ち出しに許可が必要な種類のエリアである。施設内の各物品はＲＦＩＤタグを含んでいて、このタグが添付された物品を一意に識別することができる。また、本発明の目的から、ＲＦＩＤタグは、物品の持ち出しが許可されているか否かを示すステータス情報も含んでいる。ＲＦＩＤタグは、改ざん防止に役立つべく、実質的にタグが見えないように物品内部に埋め込むことができる。出口制御システムは、施設からの物品の持ち出しが許可されている（例えば、書籍が図書館の客またはスタッフ担当者により適切にチェックアウトされている）か否かを判定し、適切でないとき、警報を動作させる。
【００１５】
図１は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム１０を示すブロック図である。出口制御システム５は、防御領域７からの物品の無許可持ち出しを検知する。説明の都合上、防御領域は図書館、物品はチェックアウト対象である書籍その他の物品であると仮定する。本システムは、施設からの無許可持ち出しを防止すべくチェックイン状態タグを検知することに関して記載されているが、本発明がこれに限定されず、本明細書に記載する技術がＲＦＩＤシステムを用いる特定のアプリケーションに依存しない点を理解されたい。例えば、本システムを他の種類のステータスまたは種別情報を検査するために用いても本発明の範囲から逸脱しない。
【００１６】
出口制御システム５は、防御領域７の出口付近に配置された検問ゾーンまたは通路を規定する格子９Ａおよび９Ｂを含んでいる。格子９Ａおよび９Ｂは、タグが取り付けられた物品の持ち出しが許可されているか否かを決定するために、ＲＦＩＤタグが通路を通過する際に尋問するためのアンテナを含んでいる。以下に詳述するように、出口制御システム５は、単一のＲＦリーダーを利用して複数のアンテナを駆動する。タグを検知するために、ＲＦリーダーは、アンテナからＲＦ電波を出力して検問通路内に電磁場を生成する。ＲＦリーダーは、単一のポートから分配器／結合器経由で複数のアンテナへＲＦ電波を出力する。このようにして、送受信器ポートを１個だけ備えた単一のＲＦリーダーが複数のアンテナを使って通路へ同時に尋問する。アンテナからの電磁場がタグを活性化させ、順々にタグが特性応答を生成する。ＲＦリーダーが単一の送受信器ポート経由でタグ情報を受信し、物品の持ち出しが許可されているか否かをＲＦ出口制御システムが判定する。物品の持ち出しが許可されていない場合、出口制御システムは、音響警報を鳴らす、出口ゲートを閉鎖する等、何らかの適切なセキュリティ措置を起動する。
【００１７】
また、全体的なＲＦＩＤシステム１０は、防御領域７内に多数の「スマート保管領域」１２を含むことができる。例えば、開放棚１２Ａ、スマートカート１２Ｃ、デスクトップ・リーダー１２Ｅその他の領域がある。各々のスマート保管領域１２は、施設全体にわたって物品の追跡を可能にするタグ尋問機能を含んでいる。例えば、図書館の設定において、書籍は、チェックイン後スマートカート１２Ｃに搭載されて棚１２Ａへ向かうまで追跡することができる。
【００１８】
ＲＦＩＤタグ自体は、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の形状をとることができる。市販のＲＦＩＤタグの例として、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）のスリーエム（３Ｍ）社から販売されている３Ｍ（商標）ＲＦＩＤタグ、あるいはテキサス州ダラス（Ｄａｌｌａｓ，ＴＸ）のテキサス・インスツルメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社から販売されている「タグイット（Ｔａｇ−ｉｔ）」ＲＦＩＤトランスポンダがある。ＲＦＩＤタグは通常、当分野では公知の方法で、ソース源からのＲＦエネルギーと後方散乱するＲＦエネルギーとを受信するアンテナに動作可能に接続される集積回路を含んでいる。後方散乱するＲＦエネルギーは、ＲＦＩＤタグとこれに付随する物品に関する情報を得るために、ＲＦＩＤシステム１０内の検問装置が受信可能な信号を出力する。
【００１９】
物品管理システム１４は、施設内の各々の物品に関するタグ情報の集中データベースを提供する。物品管理システム１４は、ネットワークを構成するか、または１台以上のコンピュータに別途接続されていて、図書館司書等の個人がさまざまな場所で、これらの物品に関するデータにアクセスすることができる。例えば、ユーザは書籍等、特定の物品の所在地およびステータス情報を要求することができる。物品管理システム１４は、データベースから物品情報を取り出して、当該物品がスマート保管領域の一ヶ所に置かれた最後の位置をユーザに報告することができる。状況に応じて、本システムは、データベースが示す場所に物品が存在することを確認すべく、物品の現在位置を再ポーリングまたは別途再取得することができる。
【００２０】
図２に、ＲＦＩＤ出口制御システム５の例証的な実施形態のより詳細なブロック図を示す。図に示すように、出口制御システム５は、本明細書に記載する技術に従い、ＲＦリーダー２０の１個のポートと複数のアンテナとの間でデータを送信及び／又は受信すべく構成される。
【００２１】
より具体的に、出口制御システム５は、複数の検問ゾーン４０Ａおよび４０Ｂを提供すべく配置されたアンテナ８Ａ、８Ｂ、および８Ｃ（集合的に「アンテナ８」と称する）を含んでいる。各々のアンテナ８Ａ〜Ｃには、当該アンテナがＲＦリーダー２０および最終的にコントローラ１４に接続される付随チューナ１８Ａ〜Ｃを含んでいる。図２は、システム１０が３個のアンテナ８Ａ〜８Ｃおよび２個の検問ゾーン４０Ａ、４０Ｂを含むように示しているが、施設の必要に応じて出口制御システム５は任意の個数の検問ゾーンを提供すべく設定された任意の個数のアンテナを含むことができることを理解されたい。
【００２２】
出口制御システム５は、許容周波数変動が±７ｋＨｚである１３．５６ＭＨｚ等の電磁スペクトルの周波数範囲で動作する。この周波数範囲は、産業、科学、および医療（ＩＳＭ）用途で多く用いられる。しかし、ＲＦＩＤ用途で他の周波数を用いてもよく、また本発明はこれに限定されない。
【００２３】
アンテナ８は、検問通路４０内の少なくとも特定の強さの電磁場を生成すべく設計することができる。これには一つ以上の理由で利点があり、所望のステータスを有するタグ、例えば図書館用途でチェックイン状態タグを検知できる可能性を向上させることも含まれる。一実施形態において、アンテナ８が生成する電磁場は、通路４０のＲＦタグにエネルギーを与えることに使用される。各々のＲＦタグで誘導されるエネルギー量は、タグ・ループを通過する磁場の強さに比例する。従って、アンテナ８は、１１５ｄＢｕＡ／ｍ等、ＲＦタグにエネルギーを付与するための閾値の強さを上回る強さを有する電磁場を生成することができる。また、この強さは好適には、検問通路の相当大きい空間的広がりにわたり閾値の強さに合致するか、またはこれを上回っている。例えば、生成された電磁場は、検問通路の空間的広がりの５０％、７５％、９０％、９９％以上の閾値の強さを超える強さを有していてよく、従って、通路における無許可（すなわち未だチェックイン状態であるタグ）ＲＦタグが首尾よく検知される可能性が高まる。
【００２４】
出口制御システム５のＲＦリーダー２０はまた、ＲＦＩＤタグとの間でデータを読み書きすることができる。ＲＦリーダー２０は、１個の送受信器ポート２１から分配器／結合器４２経由で複数のアンテナ８へＲＦ電波を出力する。このようにして、単一の送受信器ポート２１だけを備えた単一のＲＦリーダー２０が、複数のアンテナを同時に用いてＲＦタグに尋問することができる。図２の示す実施形態において、分配器／結合器４２は、システムが容易に拡張可能であるように、ＲＦリーダー２０の外部にある。このように、異なる個数の尋問アンテナに対応するには、分配器／結合器４２だけを変更すればよい。
【００２５】
ＲＦリーダー２０は、同一の分配器／結合器４２および送受信器ポート２１を介してＲＦＩＤタグからの応答を受信する。受信信号はシステムにより解析されて、検問通路４０にチェックイン状態（例えばチェックアウトされていない）の物品が存在するか否かを判定する。
【００２６】
ＲＦリーダー２０を備えた各々のアンテナに、ＲＦ電波が提供されることにより、各々のアンテナ８はＲＦ電波を受信し、アンテナ８のいずれも電波を得るために駆動アンテナへの電磁的結合に依存する必要がない。これにより、効率的な結合が可能なほどアンテナが充分大きくないか、または互いに充分近くない場合のように電磁的結合が不充分な状況下で、出口制御システム５の検知能力を大幅に向上させる。
【００２７】
ＲＦリーダー２０は同一の分配器／結合器４２を介してＲＦＩＤタグからの応答を受信するので、通路内の任意のＲＦタグからの帰還信号は、分配器／結合器４２を介してＲＦリーダー送受信器ポート２１へ帰還し、結合される。このようにして、例えば、弱いタグ信号がアンテナ８Ａにより受信され、同一タグの弱い信号もまたアンテナ８Ｂにより受信された場合、アンテナ８Ａおよび８Ｂからの二つの弱い信号は分配器／結合器４２で結合される。結合信号は次いで、送受信器ポート２１を介してＲＦリーダー２０へ入力される。これにより、極めて弱いタグ信号でも検知できる可能性が大幅に高まる。
【００２８】
例証的な実施形態において、出口制御システム５は、通路内に少なくとも１個のチェックイン状態タグが存在するか否かだけを検知する。通路内に複数のタグが存在し得るいくつかの状況がある。例えば、１人の客が、複数の物品を抱えて通路を通る場合がある。あるいは、各々の少なくとも１個の物品を抱えた複数の客が、同時に同一または異なる通路を通過する場合がある。さらに、客が通路を通過するのに要する時間が比較的短いため、通常は、通路内に存在し得るあらゆるタグの個々の情報を受信して解析する時間が充分にはない。システム内の各々のアンテナからの個々の信号を結合することにより、ＲＦリーダーが受信した信号は、単に少なくとも１個のチェックイン状態タグが通路内に存在するか否かだけを示す。現行の出口制御システムはこのように、多数のタグが通路内に存在する場合でも、これらの少なくとも１個がチェックイン・ステータスを有するとき、システムが警報を指示するように設計されている。同様に、多数のタグが通路内に存在していて、これら複数がチェックイン・ステータスを有するとき、システムは警報を指示する。そして、図書館司書または他の指定された従業員は、システムが警報を指示した時に存在していた物品のうちどれが適切にチェックアウトされていなかったかを判定するために、物品を点検することことができる。システムがチェックイン状態タグ（すなわち、適切にチェックアウトされておらず、従って、施設から持ち出す許可を与えられないもの）の存在を判定することができる方法を、図７〜１４に関して以下により詳しく述べる。本システムは、施設からの無許可持ち出しを防止すべくためにチェックイン状態タグの存在を検知することに関して記載されているが、本発明がこの点で限定されないことを理解されたい。例えば、本システムはまた、本発明の範囲から逸脱することなく他の種類のステータスまたは種別情報に利用することができる。
【００２９】
検問通路４０Ａ、４０Ｂの各々に１個ずつ備えられたフォトセル２４Ａ、２４Ｂは、各々の通路における客の存在を通知する。相互接続部１６Ａ、１６Ｂ、および１６Ｃは、警報器１２およびフォトセル２４をコントローラ１４に接続する。フォトセル２４の１個が通路における客を検知するたびに、カウントアップするカウンタ２２もまた含むことができる。
【００３０】
一実施形態において、各アンテナ８は名目的には、ＲＦリーダー２０から同じ量のＲＦ電波を受信するが、以下に詳しく述べるように、この隣接するアンテナに対し９０度位相がずれるように駆動される。位相シフトは、アンテナ間に回転磁界を生成することにより、タグの向きに関わらずシステムがタグを検知できる能力を強化する。このように、出口制御システム５は、１個のＲＦリーダー送受信器ポート２１から分配器／結合器４２経由で複数のアンテナ８へ送受信する。アンテナ８は名目的には、ＲＦリーダーから同じ強さだが互いに位相が９０°ずれるよう駆動された電波を受信する。
【００３１】
一実施形態において、チェックイン状態タグに対する応答が受信されて、ＲＦリーダー２０がコントローラ１４と通信し、当該コントローラは警報器１２を起動することができる。図２において、警報器１２は、視覚警報器１２Ａ、１２Ｃおよび音響警報器１２Ｂを含んでいるが、チェックイン状態ＲＦタグの存在を通知する視覚、音響、または他の方法の任意の組合せを用いることができる。
【００３２】
図３は、各アンテナ８Ａ〜８Ｃ（図２）に対するＲＦ駆動信号４３Ａ〜Ｃの結果的に得られる位相シフトを各々示すグラフである。図３に示すように、アンテナ８Ｂに対するＲＦ駆動信号４３Ｂは、アンテナ８Ａに対するＲＦ駆動信号４３Ａとは位相が９０°ずれており、アンテナ８Ｃに対するＲＦ駆動信号４３Ｃは、アンテナ８Ａとは１８０°位相がずれていて、以下同様である。
【００３３】
位相シフトにより、システムは、アンテナ間に回転磁界を生成することにより、あらゆる向きのＲＦタグを検知することができる。このように、ＲＦタグが検問通路を通過する際の向きに関わらず、検知の可能性が増大する。
【００３４】
各種の方法を用いて、隣接するアンテナ間で９０°の位相シフトを実現することができる。一実施形態において、アンテナは、所望の９０°位相シフトを実現すべく隣接するアンテナ間で波長の１／４の長さが異なる伝送線路を用いて接続される。例えば、再び図２を参照するに、アンテナ８Ａ、８Ｂ、および８Ｃを分配器／結合器４２に接続する導線３２Ａ、３２Ｂ、および３２Ｃは、図３に示すように連続する各々のアンテナの位相を９０°ずらせるように適宜駆動すべく波長の１／４となる伝送線路の長さを結合することにより、実装可能である。
【００３５】
別の実施形態において、図３に示すように結果的に得られる位相シフトの位相が９０°ずれるように、補償回路は、各アンテナ８Ａ〜Ｃにおいて伝送線路３２Ａ〜Ｃにより誘導される位相シフトを調整するのに使用することができる。
【００３６】
このように出口制御システム５は、いくつかの利点をもたらす。送信／受信ポートを１個だけ備えた単一のＲＦリーダーを用いて、複数のアンテナを同時に利用することができる。制御された振幅および位相で各アンテナにＲＦ電波を提供することにより、電波をアンテナに配信し、各アンテナの相対位相を制御するため、磁気結合に依存することがない。また、検問フィールドを駆動して回転する検問フィールドを生成するため、検問通路における到達範囲が増大する。さらに、システムが拡張可能である、すなわちＲＦ分配器を変更するだけで、任意の特定システムで利用される尋問アンテナの個数に対応可能である。複数のアンテナからの弱い信号を結合して充分強い信号を生成し、従って、信号を検知する可能性も高まる。さらに、９０°の位相シフトでアンテナを駆動することにより、１８０°ずらして駆動された任意のアンテナの遠距離場が相殺されるため、ＥＭ放射が減少する。
【００３７】
図４は、コントローラ１４をより詳細に示すブロック図である。図に示すように、図２に示す実施形態において、コントローラ１４は、相互接続部１６Ａから、通路４０において客が検知されたことを示す入力信号４５を受信する。また、コントローラ１４は、ＲＦリーダー２０から、当該ＲＦリーダーが通路４０内で少なくとも１個の信号を検知したことを示す入力信号４７を受信する。一実施形態において、以下により詳しく述べるように、コントローラ１４が入力信号４５、４７を連続的に監視する。入力信号４５、４７が、客とチェックイン状態タグの両方が検知されたことを示す場合、コントローラ１４が警報を始動する。
【００３８】
図５は、コントローラ１４の更に例証的な動作を示すフロー図５０である。図に示すように、コントローラ１４は、通路内にチェックイン状態タグが存在するか、あるいは客が通路内に入ったかを監視する連続的なループを実行し、検問通路内で客とチェックイン状態ＲＦタグの両方を検知した場合にのみ警報を起動する。このように、コントローラ１４は、チェックイン状態ＲＦタグ（５２）または客（５４）が通路４０Ａ、４０Ｂのいずれかに存在するか否かを判定すべく常時入力信号４５、４７を監視している。これらの条件のいずれの一方が満たされたならば、コントローラ１４はタイマーを始動する（各々５６および５８）。タイマーの目的は、通路内に客とチェックイン状態ＲＦタグの両方がほぼ同時に、例えば０．５秒以内、またはその他適当な時間内に存在することを保証することである。
【００３９】
次にコントローラ１４は他の基準、すなわち客（６０）またはチェックイン状態ＲＦタグ（６２）のいずれかが存在するか否かを判定する。存在しない場合、コントローラ１４はタイマーが時間切れ（各々６４または６６）であるか否かを検査する。時間切れである場合、客およびチェックイン状態ＲＦタグは割り当てられた時間枠内に存在しておらず、コントローラ１４はループの最初に戻る。割り当てられた時間枠内に客とチェックイン状態タグの両方が通路内に存在する場合、コントローラ１４は警報を起動する（６８）。
【００４０】
通路内に無許可タグが存在するか否かを出口制御システムが判定するための各種の技術について以下に述べる。一実施形態において、本明細書に記載する技術により、適切にチェックアウトされていない物品（換言すれば、チェックイン・ステータスを有し、従って施設からの持ち出し許可が与えられていない物品）が検問通路内に存在するか否かをＲＦリーダー２０が迅速に判定することができる。本技術により、ＲＦリーダー２０は、通路内にチェックイン・ステータスを有する物品が存在することを迅速且つ正確に判定することができ、システム性能を劣化させかねないタグ衝突の悪影響を最小限に抑える。
【００４１】
上記のように、チェックイン・ステータスを有するタグの存在を迅速に判定することは、各々の客が検問通路内にいる時間が比較的短く、また複数の客が同時に検問通路内にいる可能性があるという事実から重要である。後述する本技術は、何通りかの仕方でこれを可能にする。第一、ＲＦリーダー２０は、タグのステータスを判定するために通路内にある各々のタグについて必ずしも全てのタグ連続番号を受信する必要があるわけではない。例えば、いくつかの実施形態において、通路内のチェックイン状態タグの全てが同時に応答する場合がある。換言すれば、本技術では、各々のタグを個別に識別するために、通路内の各々のタグが別々の時間枠で応答することを必ずしも要求しない。実際、いくつかの実施形態において、タグのステータスを判定するために通路内の各々のタグを個別に識別する必要さえない。後述するいくつかの実施形態において、完全且つ単一の通信フレームの送信を必要としない。
【００４２】
ＲＦリーダー２０およびＲＦタグは、所定フォーマットの１個以上のフレーム内に各々のメッセージが埋め込まれている公知のプロトコルを用いて通信する。例証的ＲＦＩＤ送信フレーム１００のフォーマットを図６に示す。フレーム１００は、フレーム開始（ＳＯＦ）１０２、メッセージ１０４、巡回冗長検査（ＣＲＣ）１０６、およびファイル終了（ＥＯＦ）１０８を含んでいる。ＳＯＦ１０２は、フレームの開始を示す。同様に、ＥＯＦ１０８はフレーム全体が送信されたことを示す。任意の非固定されたデータがフレーム１００のメッセージ１０４部分に埋め込められていて、ＣＲＣ１０６はメッセージ１０４内のデータを反映する。
【００４３】
ＣＲＣ１０６を用いてデータの完全性を検査する。ＣＲＣ１０６を計算するために、データの全てのビットが所定のアルゴリズムの処理を受ける。フレームが送信されたならば、受信器は受信データを用いてＣＲＣ１０６を復号化し、メッセージ１０４が適切に送信されたか否かを判定する。受信データから生成されたＣＲＣが、フレーム自身の内部に含まれるＣＲＣと合致しないとき、エラーが発生する。
【００４４】
ここに記載している技術の一態様は、チェックアウトされていない（すなわち依然としてチェックイン状態の）タグだけが検問通路を通過する際に応答することを保証することを目的とする。これは、アプリケーション群識別子（ＡＦＩ）バイトと呼ばれる特徴を利用して実現することができる。この特徴について、ＲＦＩＤシステムのＩＳＯ１５６９３標準に記載されている。ＡＦＩバイトは、８ビット値を含むＲＦＩＤタグ内のメモリの一部である。ＡＦＩは通常、書籍、ＣＤ、ビデオテープ等、タグが取り付けられた物品の種類を識別するために用いる。ＡＦＩ位置に格納された値は、ＩＳＯ１５６９３標準に記載されている一連の規定されたコマンドにより変更することができる。ＲＦリーダーがＡＦＩコマンドを発行したとき、ＡＦＩ値を送信する。ＩＳＯ１５６９３標準に規定されているように、コマンドに含めて送信されたＡＦＩ値が０ｘ００（１６進表示）であるとき、検問域内の全てのタグが応答する。ＲＦリーダーが０ｘ００以外の任意の値を送信したとき、合致するＡＦＩ値をメモリ内に有するタグだけがコマンドに応答する。
【００４５】
本明細書に記載する技術はＡＦＩバイトを用いて、物品のステータス、例えば物品がチェックアウト状態にあるか否かを示す。従って、ＡＦＩ域をチェックイン状態／チェックアウト状態のステータスバイトとして用いる。書籍その他の物品が棚の上にある場合、ＡＦＩバイトは指定された「チェックイン状態」値に設定される。司書が書籍をチェックアウトしたか、または客が自己チェックステーションでチェックアウトしたとき、ＡＦＩ値は異なる「チェックアウト状態」値に変更される。
【００４６】
ＲＦリーダーは、チェックイン状態値をＡＦＩメモリ位置に含んでいるタグをスキャンする。これにより、ＡＦＩバイトが「チェックイン状態」に設定されている全てのタグに応答させる。ＲＦリーダーがタグから応答を受信したとき、当該物品は適切にチェックアウトされていない。この理由は、適切にチェックアウトされた物品は全て自身のＡＦＩバイトにチェックイン状態値を有しておらず、従って応答しないからである。
【００４７】
ＡＦＩバイトをチェックイン状態／チェックアウト状態のステータスバイトとして使用する技術の例について以下に述べる。客が、自動図書返却口へ物品を返却する。図書返却口は、連続番号を読み、ＡＦＩバイトを「チェックイン状態」に設定する。物品が棚に戻され、次いで他の客が物品を持って退出しようとする。新しい客は、うっかり図書のチェックアウトを行なわずに退出する。当該客は呼掛け通路を歩くが、そこでは「チェックイン状態」値を有するタグを探索している。システムが通路内にチェックイン状態タグを発見したら、システムは警報を起動する。
【００４８】
逆に、客が物品を適切にチェックアウトした場合、ＡＦＩバイトは「チェックアウト状態」に設定される。客が通路を通る際に、システムはチェックイン状態タグにしか応答を求めないため、タグはシステムのコマンドに応答しない。このように、客は通路を歩くことができ、警戒を鳴らすことなく物品を持ち出すことができる。
【００４９】
本明細書に記載する第二の技術は、受信したタグとの通信内容が実際にタグが生成した応答であって、ノイズにより生成されたものではないことを検証することを目的とする。すなわち、一実施形態において、システムは検問フィールド内にある全てのタグに同時に応答するよう求める。通常の状況下において、検問フィールド内に一度に１個のタグが存在する状況でしかこれは行なわれない。同一タイムスロットに２個以上のタグが応答した場合に、「衝突」と呼ばれる状況が生じる。通常、衝突が生じたとき、応答するタグのメッセージ１０４を適切に受信することができない。多くのシステムにおいて、衝突防止と呼ばれる方法が実装されていて、全てのタグが識別されるまで、タグは異なるタイムスロットに応答するよう指示される。しかし、このプロセスは往々にして、タグが素早く通路を通り抜ける出口制御アプリケーションで多くの時間を消費する。
【００５０】
これに対して、本明細書に記載する技術は、衝突が起きるのは複数の未チェックアウト（チェックイン状態）タグが通路内に存在する場合であるとの知識に基づき、全てのタグに、同一タイムスロット内に応答するよう求める。本実施形態は、衝突が起きた場合でもＳＯＦが依然として正常に受信可能な一つの情報である事実を利用する。ＳＯＦとは、コマンドに応答してタグから送られた最初の送信である。何個のタグがコマンドに応答するかに関わらず、これらは全て同時に同一ＳＯＦを以って応答する。ＳＯＦを検知することにより、システムは少なくとも１個のチェックイン状態タグが実際に検問フィールド内に存在することを検証する。
【００５１】
図７に、２個のタグ信号、すなわち第一のタグ信号１１０および第二のタグ信号１１２の例を示す。信号１１０および１１２は共に同一ＳＯＦを送信するが、メッセージフィールドには異なるデータを有する。両方のタグが同時に応答し、且つデータがＲＦリーダーへ帰還する分配器／結合器で結合されるため、ＲＦリーダーが受信したメッセージフィールドのデータは衝突する恐れがある。しかし、ＳＯＦは、検問フィールド内に何個のタグが存在しようと衝突しない。
【００５２】
図８は、ステータスバイトとしてＡＦＩバイトを、および未チェックタグが検問フィールド内に存在することの確証としてＳＯＦを用いて、検問通路における未チェックタグの存在を検証する本技術のフロー図１３０である。最初に、ＲＦリーダーは、ＡＦＩ値がチェックイン状態に設定されているＡＦＩコマンドを送信する（１３４）。合致するチェックイン状態ＡＦＩバイトを有する各タグが応答し、チェックイン状態タグ応答であり得る内容が受信される（１３６）。次に、当該応答が実際のタグ応答であって、ノイズにより生成されたものではないことを検証すべく、システムはＳＯＦを検査する（１３８）。正常なＳＯＦを受信した場合、少なくとも１個のチェックイン状態タグが検問通路内に存在し（１４０）、警報が出される（１４２）。警報は、所定の持続期間にわたり出される。一方、有効なＳＯＦを受信しなかった場合、システムはノイズにより応答が生じたものであり、従って通路内にチェックイン状態タグが存在しない（１４６）と見なす。ループは次いで、ＡＦＩコマンドを送信（１３４）することにより再開する。
【００５３】
他の実施形態において、ＳＯＦの有効性を確実にする技術が用いられている。特に、受信信号の強度インジケータを用いて、実際にタグが生成した応答をノイズが生成した応答から分離する。図９に、ノイズが存在する場合のタグ信号フレームの例を示す。タグ信号１１４は、ノイズフロア１２０上に示される。このノイズフロアは、後述するように、測定され、かつ有効なＳＯＦを検証するために解析される。
【００５４】
図１０は、本技術を示すフロー図１７０である。図１０は、ＡＦＩバイトをチェックイン状態／チェックアウト状態のステータスバイトとして利用し、タグが生成した信号を確認するためにＳＯＦを用いる点で図８に類似している。また、図１０のフロー図は受信信号強度技術を用いてＳＯＦを確認する。最初に、ＡＦＩバイトがチェックイン状態（１６６）に設定された状態でＡＦＩコマンドが送られる。次いで、タグ応答が来る前に通路のノイズフロアが測定される（１６４）。ＡＦＩバイトがチェックイン状態に設定されたタグはいずれもコマンドに応答し、この応答が受信されて信号強度が測定される（１６８）。システムは次に、ＳＯＦを検査する（１７０）。ＳＯＦが検知されたとき、応答信号強度がノイズフロア（１７２）と比較される。この理由は、ＳＯＦを受信したことは検問フィールド内にタグが存在するとの徴候ではあるが、ＳＯＦは長さが８ビットに過ぎないため、時折ノイズがＳＯＦシーケンスを生成する恐れがあるからである。応答信号強度とノイズフロアとの差が、信号が真正である（１７４）ことを示すのに充分であるとき、システムは検問フィールド内にチェックイン状態タグが存在することを確認する（１７６）。システムは次いで、警報を発信する（１７８）。一方、差が充分でない（１７４）とき、システムはノイズが応答を生成したものであり、従って、通路内にチェックイン状態タグが存在しないと見なす（１８２）。次いで、上記ループは再開される。
【００５５】
図１１Ａ、１１Ｂは、受信されたタグ応答の可能性があるものとノイズフロア（図１０の１７２）を比較する方法の二つの実施形態を示す。図１１Ａにおいて、方法１７２Ａは最初に、測定されたノイズフロアと測定された信号強度の差異を求めるが、ここに、信号強度測定は、受信信号が真正（２０２）であることを示すのに充分な信号応答期間内に行なわれる。信号強度の差異が、信号が真正（２０４）であることを示すのに充分である場合、ＲＦリーダーは未チェックアウト（すなわちチェックイン状態）タグが通路内に存在することを示唆する（２０８）。信号強度差が、受信信号が真正であることを示すのに充分でない場合、ＲＦリーダーはノイズが応答を生成し、従って通路内にチェックイン状態タグが存在しないと見なす（２０６）。
【００５６】
図１１Ｂにおいて、本方法はＳＯＦの前だけでなく、予想されるタグ応答が終了した後でもノイズフロアに着目する。ＥＯＦを受信した後でノイズフロアを確認することは、当該応答が実際にタグが生成した応答であって、ノイズが生成した応答ではないことの更に別の確認である。方法１７２Ｂは最初に、ＳＯＦの前に測定されたノイズフロアと信号強度との差異を求める（２２０）。この差異が、信号が真正（２２２）であることを示すには充分でない場合、本システムは、これはノイズが生成した応答および信号であって、通路内にチェックイン状態タグ存在しないものと仮定する（２２６）。差異が充分である場合（２２２）、システムは次に、予想されるタグ応答のＥＯＦの後で測定された信号強度とノイズフロアの差異を求める（２２８）。この差異もまた充分（２３０）である場合、システムは通路内にチェックイン状態タグが存在することを通知する（２３２）。
【００５７】
図１０、１１に示す技術はいくつかの利点をもたらす。全てのタグを同一タイムスロット内で応答させることにより、検問フィールド内にチェックイン状態タグが存在するか否かを判定するために要する時間が大幅に短縮される。最短走査時間が約６０ｍｓから約２０ｍｓへ短縮される。また、全てのチェックイン状態タグが同時に応答した場合、ＲＦ受信器へ帰還する信号が結合されるため、チェックイン状態タグを検知する可能性が増大する。また、システムはＳＯＦだけを探すため、チェックイン状態しているか否かを判定するために全でのタグ送信を受信する必要はない。これが起こり得るのは、タグが検問フィールドのより弱い部位へ移動して、送信の途中でエネルギーが失われた場合である。このようにして、タグが自身の連続番号の一部を送信するのに充分なエネルギーしか有しない場合であっても、システムは確実に警報を出力することができる。実際、チェックイン状態タグは、その存在をシステムが検知するために、自身そのＳＯＦを送信するだけで済む。さらに、複数のタグが同時に応答した場合でもシステムに障害が起きない。事実、本システムはこのようなケースを想定して設計されている。同時に生起する複数のタグ応答により、実際にチェックイン状態タグが検知される可能性が高まる。
【００５８】
信号強度インジケータは、各種の実施形態を利用して実装することができる。一実施形態において、信号強度インジケータは、回路により実現され、受信信号強度の徴候を与える。この情報は、増幅されてコントローラ（図２の参照番号１４）へ送られる。コントローラ１４はアナログ／デジタル変換器を用いて、図１１Ａ、１１Ｂを参照しつつ上述のように信号を解析する。
【００５９】
図１２に、検問通路内にチェックイン状態タグが存在するか否かをＲＦリーダーが判定できる方法の別の実施形態を示す。本プロセス（２５０）は、上記で述べたテキサス・インスツルメンツ社から販売されている「Ｔａｇ−ｉｔ」タイプのタグが使用される。Ｔａｇ−ｉｔプロトコルには、検問フィールド内の全てのタグが規定されたブロックに格納されたデータを以って応答し、且つそれらが全て同時に応答するコマンドがある。本技術は、タグ内のデータの１ブロックを「チェックアウト・ステータスブロック」として設定する。このコマンドは次いで、少なくとも１個の未チェックアウト（チェックイン状態）タグが検問フィールド内に存在するか否かを判定するために用いる。
【００６０】
例えば、チェックアウト状態の書籍のチェックアウト・ステータスブロックが、
０００００００１
に設定されると、チェックイン状態の書籍のデータは、
００００００００
に設定される。
【００６１】
タグが検問フィールド内を移動するにつれて、「無アドレスブロック読み取り」コマンドがＲＦリーダーにより送られる。検問フィールド内の全てのタグが同時に応答する。タグが応答するに従い、ＲＦリーダーは上記のようにＳＯＦを受信する。各々のタグのチェックアウト・ステータスブロックは、チェックアウト状態タグとチェックイン状態タグの両方が存在するとき、最終ビットおよびＣＲＣを除いて同一である。本方法は、チェックアウト・ステータスブロックおよびＣＲＣの最終ビットに衝突があるかを調べて、検問フィールド内に少なくとも１個のチェックイン状態タグが存在するか否かを判定する。例えば、以下の表は起こり得る可能性を示し、ここに「クリア」は衝突が検知されなかったことを示す。
【００６２】
【表１】
2007511006.tif 000003
【００６３】
図１２を参照するに、ＲＦリーダーは、「無アドレスブロック読み取り」コマンド（２５２）を送る。タグ応答であり得る内容が受信される（２５４）。システムは、図８、図１０及び／又は図１１に関する上記の技術を用いてＳＯＦについて検査する。ＳＯＦが検知されなかった（２５６）場合、リーダーは検査を続ける（２５２）。ＳＯＦが検知された場合、システムはチェックアウト・ステータスバイト（２５８）の最後のビットにおける衝突の有無を検査する。衝突が検知された（２６０）とき、リーダーは次にＣＲＣを検査する（２６２）。ＣＲＣにおいて衝突が検知されたとき、システムは、通路内に当該少なくとも１個のチェックイン状態タグが存在する（２６４）ことを通知して、警報を起動する（２６６）。これは、上記の表の第３行に示す状況である。
【００６４】
チェックアウト・ステータスビットにおいて衝突が起きなかった（２６０）とき、リーダーはチェックアウト・ステータスビットがチェックイン状態に設定されているか否かを判定する（２６８）。設定されているとき、リーダーはＣＲＣにおける衝突について検査する（２７０）。衝突が起きていないとき、通路内の全てのタグはチェックイン状態タグ（２７２）であり、コントローラは警報を出力する（２６６）。これは、上記の表の第２行に示す状況である。
【００６５】
チェックアウト・ステータスビット（２６０）において衝突が起きず、チェックアウト・ステータスビットがチェックインされていないとき、当該書籍はチェックアウト状態でなければならず、通路内にチェックイン状態タグが存在せず（２７４）、次の応答が調べられる（２７６）。これは、上記の表の第１行に示す状況である。
【００６６】
他の実施形態を用いても、検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定することができる。これらの実施形態の一つを図１３に示す。本フロー図は、ＲＦリーダー内で連続的に動作するアルゴリズムを表わすことができる。ＲＦリーダーが警報（３２０）を指示したとき、チェックイン状態の書籍が検問通路を通過したことを通知するメッセージが、コントローラへ送られる。図１３に示すこのアルゴリズムは、タグを最初に走査する間、衝突およびエネルギーが過剰なタグを無視する。本アルゴリズムは、可能な限り迅速かつ可能な限り多くのタグを読むことに集中する。
【００６７】
図１３に示すアルゴリズムにより、大幅に性能が低下することなく現行のＴＩ社製の「Ｔａｇ−ｉｔ」およびＴＩ社製のＩＳＯ１５６９３−３タグを出口制御システムに用いることができる。ＴＩ社製のタイプのタグがチェックイン状態であるか否かを判定する一つの従来方式として、検問フィールド内の全てのタグに対してＳＩＤ（同時識別）ポーリング実行し、次いでチェックイン状態／チェックアウト状態のコードが保存されている特定のブロックから読み出すことである。この技術における一つの潜在的な課題は、全ての衝突が解決される（複数のタグが同時に通信する場合）まで、ＳＩＤポーリングが継続し続ける点であり、また、本アルゴリズム実行中に１個のタグが検問フィールドから離れたとき、プロセスは停止し、データが戻らないことである。これは、客が（タグを備えた）書籍を抱えて出口制御システムを歩いて通過する場合のように、タグが常に検問フィールドに出入りする検知環境において極めて容易に起こり得る。
【００６８】
図１３に示すアルゴリズムは、修正されたＳＩＤポーリング（３０２）を用いて、アルゴリズム（３０４および３１０）を通じて、可能な限り第１回に迅速且つ可能な限り多くのタグを解決しよう試みるものである。チェックイン状態コードが設定されたタグが見つかった（３１２）とき、警報が起動される（３２０）。まだ時間が残っている（３０４）（タグが依然として検問フィールドに存在する）とき、本アルゴリズムは可能な限り多くの衝突を解決しようとする（３０８）。解決に充分な時間がないとき、マスク化されていないＳＩＤポーリングを発行するだけで、衝突を無視するため、本アルゴリズムが検問フィールド内における未チェックアウトタグを識別できる速度が向上する。
【００６９】
本方法の統計値を以下に記載する。括弧内に与える第一の数の組は、ＳＩＤコードで最下位桁の例である。これは、１６タイムスロットのＳＩＤアルゴリズムに基づいている。括弧内の第二の数の組は、第一パスの後で確認されたタグの個数である。
タグ０個  100.00％
タグ１個  100.00％
タグ２個：15/16の読み取り確率  93.75％
タグ３個：衝突無し（０１２）210/256の確率（82.03％）
衝突１回（０１１）45/256の確率（17.57％）
衝突２回（１１１）1/256の確率（0.39％）
全体確率：
衝突無し＋1/3×衝突１回＋0×衝突２回  87.89％
タグ４個：衝突無し（０１２３）2730/4096の確率（66.65％）
衝突１回（００１２）1260/4096の確率（30.76％）
衝突２回（０００１）60/4096の確率（1.46％）
二重衝突（００１１）45/4096の確率（1.10％）
衝突３回（００００）1/4096の確率（0.02％）
全体確率：
衝突無し＋1/2×１回＋1/4×２回＋0×二重＋0×３回  82.31％
タグ５個：衝突無し（０１２３４）32760/65536（49.99％）
衝突１回（００１２３）27300/65536（41.66％）
衝突２回（０００１２）2145/65536（3.27％）
衝突３回（００００１）1290/65536（1.97％）
衝突４回（０００００）1/65536（0.00％）
２回／２回（００１２２）1890/65536（2.88％）
２回／３回（００１１１）150/65536（0.22％）
全体確率：
衝突無し＋3/5×１回＋2/5×２回＋1/5×３回＋1/5×（２回／２回）  77.26％
【００７０】
３個のタグの場合、衝突がなければ、全てのタグが確認される点に注意されたい。１回の衝突がある場合、衝突しているタグは読まれない、しかし、合致しない１個のタグが読まれ、これが３個の可能なタグのうちの１個であるため、分数１／３を用いて、１回衝突に遭う百分率の確率に乗算する。この論理を、他のタグが４および５個ある場合の統計値全体にわたり続ける。また、これらの百分率が第一パスについてのみであり、他のタグは、時間とタグの位置が許すならば、後続のパスで解決されることを理解されたい。
【００７１】
チェックイン状態タグ検知の別の実施形態を図１４に示す。本アルゴリズムは、適切にチェックアウトされた物品のタグＩＤを含んでいるデータベースを参照する。このデータベースは出口制御システム内に存在してもよいが、本発明はこの方式に限定されない。
【００７２】
最初に、検問通路内のタグに対してＳＩＦポーリングを実行する（３５２）。検問フィールド内でタグが検知された場合（３５４）、本アルゴリズムは、タグが検問通路から出る前に解決可能なタグＩＤだけを集める（３６０）。タグが検問通路から出るまでの時間の長さは、入口を通過する予想速度に基づく平均計算値、あるいは集められているタグの枚数により動的に決定することができる。
【００７３】
各々の衝突が解決された後で、タグの追加的なポーリングを求めることもできる。このポーリングにより、最初のポーリングで得られたものと同じ重複タグＩＤが少なくとも１個得られなければ、新たな組のタグが検問通路内に入ったものと判定できる。これにより、タグの以前の組を求めるデータベース検索を生起させる。
【００７４】
他の可能な方策としては、現在の衝突が解決できない場合は直ちにタグが通路から出たものと推測することがあげられる。これもまた、データベース検索を生起させる。
【００７５】
このように図１４に示すアルゴリズムは特に、上記の時間が過ぎるまで、可能な限り多くのタグＩＤを集めて、セキュリティ情報について調べないことに注力する。その時点で、データベースに検索が実施されて、検知された全てのタグがセキュリティ・データベース内に存在するか否かを判定する。
【００７６】
図１４の実施形態がもたらす利点は、タグ検知に利用できる時間の長さと共に、不均一な電磁場の影響に関する。本アルゴリズムは、セキュリティ目的でサンプリングするタグの個数を最大化する手段を提供する。一旦タグＩＤが集められたならば、本システムはセキュリティ情報に関してタグと通信する必要がもはやないため、本アルゴリズムは不均一な電磁場があっても重大な影響を受けない。
【００７７】
以下の議論は、新規な電子製品コード（ＥＰＣ）で用いる方法に向けられている。ＥＰＣは、物品識別用にＲＦＩＤを用いることにより特定のアプリケーションにおける統一製品コード（ＵＰＣ）に代わるべく設定されている。この新規な仕様の中に「破壊」コマンドがあり、これが実行された場合、ＲＦＩＤタグを破壊するかまたは機能停止させる。本方法は、この破壊コマンド用にセキュリティ確保並びに検知が困難な「キー」を生成して、破壊コマンドを不正に使用してもＲＦＩＤタグの性能に影響を及ぼさないようにしている。
【００７８】
破壊コマンドはＲＦＩＤタグを機能停止させる。破壊コードを設定するために、適切なコマンドをチップに与えてメモリをプログラムする。破壊コマンドを実行するために、破壊メモリ位置に置かれたパスワードを再びチップへ送信する必要があり、合致すればチップが破壊される。
【００７９】
本方法は、ＲＦＩＤタグを破壊するためのセキュリティ保証された「キー」を生成する。あらゆる場所のあらゆるタグに１個のキーを用いた場合、何者かがキーを解読したならば、理論的にはその場所にある全てのＲＦＩＤを破壊することができる。例えば以下の通りである。
【００８０】
タグＡ  タグＢ  タグＣ
破壊コード：Ｇ      Ｇ      Ｇ
【００８１】
破壊レジスタ内の同一コードにより、一箇所における全てのタグを危険にさらす恐れが生じる。
【００８２】
しかし、本方法では、ＥＰＣ識別コード（最大８８ビットの情報）がアルゴリズムにより処理され、更に、破壊メモリ・レジスタ（２４ビット）に置かれる。これにより、全ての破壊コマンドが各タグに対して一意となり、解読が困難な一意のキーが生成される。例えば以下の通りである。
【００８３】
タグＡ  タグＢ  タグＣ
破壊コード：Ｕ      Ｗ      Ｌ
【００８４】
アルゴリズム「キー」は全てのタグおよび破壊コードに共通である。しかし、破壊コードをタグから読み込むことができないため、ここに記載する方法はアルゴリズムの解読をはるかに困難にし、従ってサイトの全体的なセキュリティが維持される。
【００８５】
ＥＰＣ識別の例：  ００００００００  ００  １６進表示
１１１１１１１１  ＦＦ
００００００００  ００
１１１１１１１１  ＦＦ
００００００００  ００
１１１１１１１１  ＦＦ
００００００００  ００
１１１１１１１１  ＦＦ
００００００００  ００
１１１１１１１１  ＦＦ
００００００００  ００
８８ビットが、８ビットからなる１１個のブロックに編成されている。
【００８６】
アルゴリズムの例は、例えば、いくつかのメモリを選択して、関数（データまたは定数との加算、減算、乗算等）を実行し、出力破壊コマンドを生成することができる。
【００８７】
破壊コマンド          １０００１１０１  ８Ｄ
（本例は無作為）      ０１１１１０１１  ７Ｂ
０００１０１１０  １６
【００８８】
別のＥＰＣ値に本アルゴリズムを実行すれば、全く異なる破壊コマンド値が生成されよう。
【００８９】
サイト間で、異なるアルゴリズムを用いて、異なるアルゴリズムによりタグが破壊されることが無いように、異なる店舗またはベンダーを識別することができる。出荷セキュリティの例において、ある小売業者へ販売された物品は、同一の小売業者しか販売することができない。異なるアルゴリズムを用いる２軒の店舗間で、同一のＥＰＣ値により異なる破壊コマンドコードが生成されるであろう。
【００９０】
本発明の各種の実施形態について記載してきた。これらおよび他の実施形態は、添付の請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】防御領域を出入りする物品を管理する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムを示すブロック図である。
【図２】ＲＦ出口制御システムのより詳細なブロック図である。
【図３】３アンテナのＲＦ出口制御システムにおける各アンテナへの駆動電磁場信号を示すグラフである。
【図４】コントローラをより詳細に示すブロック図である。
【図５】ＲＦ出口制御システムの全般的な動作を示すフロー図である。
【図６】ＲＦリーダーとＲＦタグ間の通信用のフレーム・フォーマットを示す図である。
【図７】タグ信号の二つの例を示す図である。
【図８】検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定すべくＲＦリーダーが用いる方法の一実施形態のフロー図を示す図である。
【図９】ノイズが存在する場合のタグ信号の例を示す図である。
【図１０】検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定すべくＲＦリーダーが用いる方法の別の実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】信号強度インジケータ・アルゴリズムの代替的な実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】信号強度インジケータ・アルゴリズムの代替的な実施形態を示す図である。
【図１２】検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定すべくＲＦリーダーが用いる方法の別の実施形態を示す図である。
【図１３】検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定すべくＲＦリーダーが用いる方法の別の実施形態を示す図である。
【図１４】検問通路におけるチェックイン状態タグの存在を判定すべくＲＦリーダーが用いる方法の実施形態を示す図である。
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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