(57)【要約】【課題】効率的に複数の無線タグと通信を行い情報の授受を行うことができる物品管理のシステムを安価に提供する。【解決手段】固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理システムであって、前記物品を収納する複数の区画と、前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを検出するために各区画に配設された在荷センサと、前記無線タグと非接触で通信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナを接続し、通信動作を行うアンテナを切り替えて読み取りを行うことができる読み取り手段と、前記在荷センサの信号を受信し前記読み取り装置の制御を行う制御手段と前記読み取り手段により読み取った情報を保存するための記憶手段とを備えることを特徴とする物品管理システム。【選択図】図１
2008217304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理システムであって、
前記物品を収納する複数の区画と、
前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを検出するために各区画に配設された在荷センサと、
前記無線タグと非接触で通信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを接続し、通信動作を行うアンテナを切り替えて読み取りを行うことができる読み取り手段と、
前記在荷センサの信号を受信し前記読み取り装置の制御を行う制御手段と
前記読み取り手段により読み取った情報を保存するための記憶手段と
を備えることを特徴とする物品管理システム。
【請求項２】
固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理方法であって、
前記物品を複数の区画のいずれかに収納する収納段階と、
前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを各区画に配設された在荷センサにより検出する在荷検出段階と、
前記在荷検出段階で物品が収納されていることが検出された区画に最も近い位置に配設されているアンテナを通信対象とする通信対象アンテナ切り替え段階と、
通信対象となったアンテナにより前記無線タグと非接触で通信し固有情報を読み取る読み取り段階と、
前記読み取り段階により読み取った情報を保存するための記憶段階と
を備えることを特徴とする物品管理方法。
【請求項３】
固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理棚であって、
前記物品を収納するための少なくとも１段以上の横板と
前記物品を１つずつ収納可能で前記横板上に設けられている複数の区画と、
前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを検出するために各区画に配設された在荷センサ群と、
前記無線タグと非接触で通信可能で前記横板の１段分の領域を通信可能領域とし横板１段ごとに配設されたアンテナ群と、
前記アンテナ群に接続し、通信動作を行うアンテナを切り替えて読み取りを行うことができる読み取り手段と、
前記在荷センサの信号を受信し前記読み取り装置の制御を行う制御手段と
前記読み取り手段により読み取った情報を保存するための記憶手段と
を備えることを特徴とする物品管理棚。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグと、アンテナユニットおよびそれらを制御する装置を使って、物品を識別するための識別方法および識別装置と物品管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の在庫管理を行うにあたっては、従来から、データベースなどの情報記憶装置に管理したい物品の情報を記録し管理を行う方法が提案されている。
【０００３】
物品の情報をデータベースなどに入力する方法としては、作業者による手入力が最も原始的な方法である。しかし手入力は、入力作業自体の負荷が高く、また入力ミスを誘発しやすい。
【０００４】
入力作業の負荷の軽減と入力ミスの防止が可能な方法として、バーコードなどを利用した方法がある。これは、バーコードなどを管理したい物品に貼り付け、入出庫の際にバーコードを一点ずつコードリーダーで読み取って物品の管理番号や入出庫の情報を保存させるという方法であり、一般的によく使われるようになっている。
【０００５】
しかし、上記の方法では、バーコードが汚れたり破れたりした場合に読み取りができなくなるという問題がある。また、物品を一つずつ手作業で読み取る必要があり、管理の必要な物品の数量が多くなるほど作業負荷が大きくなるという問題がある。
【０００６】
さらに近年では、これらの問題点を解決できる物品管理方法として、読み取り装置であるゲートアンテナと、物品に取り付けたアンテナ付きＩＣチップを内蔵したタグやラベル（以下では無線タグと呼ぶ）とそれを認識する読み取り装置により、物品の持ち出し管理を行うことができるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を使ったシステムが提案されている。
【０００７】
物品をＲＦＩＤで管理する方法としては、手作業で一点ずつ読み取りを行う方法がある。しかし、管理点数が多くなればなるほど作業負荷が大きくなり、二重読み取りや読み取り忘れなどの作業ミスが発生するといった問題があるのは、バーコードによる管理方法と同様である。
【０００８】
このような問題に対して、特許文献１に記載の方法では、無線タグをつけた物品を置く棚の横板部分に読み取りアンテナを組み合わせて定期的に駆動し、読み取った情報をデータベースに保存することで、人的ミスや作業負荷の軽減を実現し、効率的な管理方法を実現した。
【０００９】
この物品管理棚に組み合わせる読み取りアンテナは、当初は棚一段に対して複数並べて設置されていたが、近年では棚の幅に合わせて棚一段あたり一つの読み取りアンテナで構成することができる、棚型アンテナも提案されている。（特許文献２参照）
【００１０】
しかしこのようなアンテナを使用した場合には、探している物品が何段目の棚に置いてあるということは分かっても、その段のどの位置に置いてあるかまではわからないという問題がある。
【００１１】
棚のどの位置に置いてあるのかを特定するために、アンテナ同士が干渉しない形で物品の収納位置にあわせてアンテナを複数台設置する方法もある。この場合、一般的には設備コストを考慮して、読み取り装置一台に対してアンテナを複数台接続する。
【００１２】
しかし、アンテナの個数が増えれば増えるほど、全てのアンテナを１回ずつ読み取るのに必要な読み取り周期が大きくなるため、物品の入手庫を行った時間と実際に読み取りを行う時間の間隔も長くなりリアルタイム性が薄れる。
【００１３】
また、前の読み取りから次の読み取りまでの間に、ある物品の出し入れや入り出しが行われた場合には、その物品の無線タグの読み取りを行うことが出来ない。
【００１４】
特許文献３には、読み取り間隔を短縮する方法として、複数のリーダライタ装置を同時に読み取るという方法も提案されている。しかし、同時に読み取り処理を行うためには少なくとも同時読み取り台数分のリーダライタ装置が必要なるため、設備コスト面で不利である。
【００１５】
【特許文献１】特許第３６０６２４２号
【特許文献２】特開２００６−２５３０４号公報
【特許文献３】特開２００２−３３０１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＲＦＩＤを用いた物品管理において、読み取りのリアルタイム性を維持しつつ、さらに物品が管理棚のどこに置かれているのかを低いコストで管理できるシステム、方法、棚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】
【００１７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理システムであって、前記物品を収納する複数の区画と、前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを検出するために各区画に配設された在荷センサと、前記無線タグと非接触で通信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナを接続し、通信動作を行うアンテナを切り替えて読み取りを行うことができる読み取り手段と、前記在荷センサの信号を受信し前記読み取り装置の制御を行う制御手段と前記読み取り手段により読み取った情報を保存するための記憶手段と
を備えることを特徴とする物品管理システムとしたものである。
【００１８】
また請求項２に記載の発明は、固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理方法であって、前記物品を複数の区画のいずれかに収納する収納段階と、前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを各区画に配設された在荷センサにより検出する在荷検出段階と、前記在荷検出段階で物品が収納されていることが検出された区画に最も近い位置に配設されているアンテナを通信対象とする通信対象アンテナ切り替え段階と、通信対象となったアンテナにより前記無線タグと非接触で通信し固有情報を読み取る読み取り段階と、前記読み取り段階により読み取った情報を保存するための記憶段階とを備えることを特徴とする物品管理方法としたものである。
【００１９】
また請求項３に記載の発明は、固有情報を記憶し非接触で通信可能な無線タグを備えた物品を収納する物品管理棚であって、前記物品を収納するための少なくとも１段以上の横板と前記物品を１つずつ収納可能で前記横板上に設けられている複数の区画と、前記無線タグを備えた物品が前記区画に収納されているかどうかを検出するために各区画に配設された在荷センサ群と、前記無線タグと非接触で通信可能で前記横板の１段分の領域を通信可能領域とし各横板毎に配設されたアンテナ群と、前記アンテナ群に接続し、通信動作を行うアンテナを切り替えて読み取りを行うことができる読み取り手段と、前記在荷センサの信号を受信し前記読み取り装置の制御を行う制御手段と前記読み取り手段により読み取った情報を保存するための記憶手段とを備えることを特徴とする物品管理棚としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、所定領域に存在する無線タグを同時に複数読み取ることが出来るアンテナと、物品を収納する区画毎に在荷を検出することができる在荷センサを組み合わせることにより、在荷状態の変化が検出された区画を担当するアンテナに対して読み取りを行う、という動作を実現することができる。
【００２１】
これにより在荷センサが反応した棚に対してのみ読み取りを行えば良いため、瞬時に読み取りを行うことができる。また、在荷センサで在荷状態の変化が検出された区画が、物品が収納または取り出しされた区画となるため、他の区画に他の物品が収納されていた場合でも、過去の状態の情報との差分計算により、区画単位で物品の収納位置を検出し情報を記憶、検索することができる。
【００２２】
さらに、区画毎にアンテナを設置する場合と比較して、アンテナ個数を削減できる。また在荷センサとしては安価な近接センサなどを使用することができるので、どの棚のどの区画にどの物品が置いてあるのか一意に知ることを可能としながら、コストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を使って本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の物品管理棚のシステムの概略をブロック図で表したものである。
【００２４】
管理棚Ａ１は、物品６を収納するための棚で、ｍ段（ｍは自然数）の横板を持つ。前記のｍ段の横板は、平板状の板に読み取りアンテナが内蔵された棚型アンテナＢ１〜Ｂｍである。
【００２５】
本実施形態では、棚型アンテナに内蔵されている読み取りアンテナの通信可能領域は、棚型アンテナの上面から、１段上にある棚型アンテナの下面までとする。
【００２６】
また、本実施形態では読み取りアンテナは棚型アンテナに内蔵されているものとしているが、これに限らず、横板１段分の領域のみ通信可能領域とできるのであれば、管理棚の背面板や側面板に内蔵されていてもよい。
【００２７】
棚型アンテナＢ１は、収納物である物品６の幅に合わせた大きさの区画に区切られていて、区画の数はｋ個（ｋは自然数）あるものとする。各区画には、物品６の在荷を検出するための近接センサ群Ｂ１−１〜Ｂ１−ｋが、一つずつ取り付けられている。
【００２８】
棚型アンテナＢ１〜Ｂｍは、それぞれアンテナ切り替え機２と接続されており、アンテナ切り替え機２はリーダ／ライタ装置３と接続されている。アンテナ切り替え機２は所定のタイミングで、棚型アンテナＢ１〜Ｂｍとリーダ／ライタ装置３の接続の切り替えを行う。
【００２９】
リーダ／ライタ装置３は、そのとき接続している棚型アンテナを動作させ、その棚型アンテナ上に載せられている物品６に取り付けられた無線タグ６１に記録されている情報を読み取る。読み取った情報は制御装置４に送られる。
【００３０】
無線タグ６１は、アンテナ付きのＩＣチップをタグ状またはラベル状に加工することで構成することができる。
【００３１】
また、近接センサ群Ｂ１−１〜Ｂ１−ｋは、Ｉ／Ｏユニット５を介して制御装置４に接続されている。近接センサ群Ｂ１−１〜Ｂ１−ｋは、棚型アンテナ上の各区画の物品６の有無を示す信号を、Ｉ／Ｏユニット５を介して制御装置４に送信する。
【００３２】
制御装置４には表示機４１、入出力装置４２、警報装置４３といった、ユーザーに対してのインターフェースが接続されている。また制御装置４には、情報の管理を行うための記憶装置７も、ネットワークを経由して接続されている。
【００３３】
記憶装置７には、管理棚Ａ１と同様の構成要素から構成されている、他の複数の管理棚Ａ２〜Ａｎ（ｎは自然数）を接続することも可能である。
【００３４】
記憶装置７には、どの管理棚のどの棚型アンテナのどの区画に、どの物品が置かれているかという情報を管理するためのデータベース（以下ではＤＢとも呼ぶ）があるものとする。
【００３５】
次に、図２〜図５のフローチャートを使って本システムにおける処理の説明を行う。まず図２は、各棚型アンテナの全ての近接センサに対する監視のプロセスを説明したものである。
【００３６】
全ての近接センサの状態に変化が無い場合には、図２の監視プロセスを継続する。
【００３７】
物品６を棚型アンテナＢ１〜Ｂｍのいずれかから取り出し、取り出した区画の近接センサの状態がＯＮからＯＦＦへと変化した場合には、図３に示すような取り出し時ＤＢ更新処理を実行する。
【００３８】
以下の説明では、近接センサの位置を（Ｘ，Ｙ）と表すことにする。状態がＯＮからＯＦＦに変化した近接センサの位置を、変化したセンサの個数分だけ記憶する。例えば、変化のあった近接センサの位置が（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）であったとする。
【００３９】
そして近接センサ（Ｘ１，Ｙ１）および（Ｘ２，Ｙ２）の物品情報をＤＢより削除し、更新フローを終了して図２の監視プロセスに戻る。
【００４０】
なお、物品の有無は近接センサにより検出するため、物品取り出し時は、読み取りアンテナによる読み取り処理は不要である。
【００４１】
次に、物品６を棚型アンテナＢ１〜Ｂｍのいずれかへ収納し、収納した区画の近接センサの状態がＯＦＦからＯＮへと変化した場合には、図４に示すような収納時ＤＢ更新処理を実行する。
【００４２】
図４の収納時ＤＢ更新処理について説明を行う。
収納時ＤＢ更新処理が開始されると、まず一つの棚で近接センサの状態がＯＦＦからＯＮに変化したものの個数を確認する。変化した個数が２個以上であった場合にはセンサ位置の特定が不可能であるため異常発報を行い、ユーザーに異常状態を解除し再度製品を置き直すことを促す。
【００４３】
異常が解除されたら図２の監視プロセスに戻ったうえで、初めからＤＢ更新処理のやり直しを行う。変化の個数が１個であった場合には、変化のあった近接センサの位置を記憶する。ここで、変化のあった近接センサ位置を（Ｘ，Ｙ）とする。
【００４４】
そして記憶された情報から、アンテナ切り替え機２により、変化のあった近接センサ（Ｘ，Ｙ）が属している棚型アンテナに、読み取り対象アンテナを切り替える。次に読み取りのリトライ回数が、所定の最大値に達していないかどうかを確認し、達していなければリーダ／ライタ装置３が読み取り動作を行う。
【００４５】
もし、リーダ／ライタ装置３による読み取りが失敗した場合には、リトライカウンタを１加算した上で再度読み取り動作を行う。リトライを繰り返しても読み取りが成功せず、リトライ回数が最大値に到達した場合には異常発報を行い、ユーザーに異常の確認と解除を促す。
【００４６】
異常が解除されたら図２の監視プロセスに戻ったうえで、初めからＤＢ更新処理のやり直しを行う。読み取りが成功したら読み取った情報を、近接センサ位置（Ｘ，Ｙ）の物品情報として保存するため図５の記憶装置の更新フローへ遷移する。
【００４７】
図５の収納時の更新フローでは、まず近接センサ（Ｘ，Ｙ）が属する棚型アンテナの情報を、ＤＢより読み込む。そして近接センサより得られている情報とＤＢより読み込んだ情報の差分計算を行う。差分計算を行った結果データの個数が０個もしくは複数個存在した場合は、データの特定ができないため異常発報を行いユーザーに異常の確認と解除を促し処理を終了する。
【００４８】
データの個数が１個であった場合、差分計算により得られた結果を近接センサ位置の（Ｘ，Ｙ）の物品情報として更新保存を行い、図２の監視プロセスに戻る。
【００４９】
次に具体的な動作の一例を次に示す。
図６は４段の棚型アンテナＢ１〜Ｂ４を、それぞれ４区画ずつに区切って、それぞれに製品ケース６を１つずつ置けるようにしたものである。製品ケース６には、所定の情報が書き込まれた無線タグ６１が装着されている。
【００５０】
１つの棚型アンテナＢｍ（ここではｍ＝１〜４）には各区画につき１つ、製品ケースの在荷を検出するための近接センサとして光電センサＢ１−１〜Ｂ４−４が取り付けられている。従って以下の説明では、各区画および各光電センサの符号をＢ１−１〜Ｂ４−４とする。
【００５１】
４つの棚型アンテナＢ１〜Ｂ４は１台のアンテナ切り替え機２に接続されており、アンテナ切り替え機２には１台のリーダ／ライタ３が組み合わされ、無線タグ６１に対する読み取りを行う。
【００５２】
リーダ／ライタ３は制御装置である制御ＰＣ４とシリアル通信ケーブルで接続されており、また各光電センサは制御ＰＣ４と制御ＰＣ４に内蔵のＩ／Ｏユニット５経由で接続されている。
【００５３】
制御ＰＣ４は、表示機４１および入出力装置４２としてタッチパネル付きのモニタが接続されており、また異常発報を行うための警報装置としてスピーカー４３が接続されている。
【００５４】
さらに制御ＰＣ４は、ネットワークを介して上位システムであるデータベース７と接続されており、データの通信を行う。データベース７は、制御ＰＣ４より送信されたデータの保存や、制御ＰＣ４やその他のシステムから検索が行われた場合には検索結果の送信を行う。
【００５５】
ここで、棚型アンテナＢ２上で製品ケース６ｂが収納された場合の動作について説明を行う。
【００５６】
棚型アンテナＢ２上の区画Ｂ２−１の上に、無線タグ６１ａが装着されている製品ケース６ａが収納されている状態で、区画Ｂ２−２の上に無線タグ６１ｂが装着されている製品ケース６ｂを収納する。このとき、近接センサＢ２−２がＯＦＦからＯＮへと変化し、制御ＰＣ４へ信号の伝達を行う。
【００５７】
制御ＰＣ４では近接センサＢ２−２が変化したことから、アンテナＢ２を読み取るようにアンテナ切り替え機２を切り替え、リーダ／ライタ３によってアンテナＢ２の読み取り動作を行う。
【００５８】
アンテナＢ２の読み取り動作を行うと、無線タグ６１ａと無線タグ６１ｂの情報が、アンテナ切り替え機２およびリーダ／ライタ３を介して制御ＰＣ４へ送られる。
【００５９】
制御ＰＣ４では情報を受け取った後、データベース７に対して棚型アンテナＢ２に収納されている在荷情報の問い合わせを行う。このそれぞれの情報から差分情報を導出し、区画Ｂ２−２の物品情報として登録を行う。
【００６０】
次に棚型アンテナＢ３上で、製品ケースが取り出された場合の動作について説明を行う。
【００６１】
棚型アンテナＢ３上の区画Ｂ３−１に無線タグ６１ｃが装着されている製品ケース６ｃが、区画Ｂ３−２に無線タグ６１ｄが装着されている製品ケース６ｄが、区画Ｂ３−４に無線タグ６１ｅが装着されている製品ケース６ｅが、それぞれ収納されている状態で、区画Ｂ３−１より製品ケース６ｃを取り出す。
【００６２】
このとき、光電センサＢ３−１がＯＮからＯＦＦへと変化し、制御ＰＣ４へ信号の伝達を行う。制御ＰＣ４では光電センサＢ３−１が変化したことから、データベース７に対して区画Ｂ３−１に収納されている物品情報の削除を行う。
【００６３】
従来のＲＦＩＤの読み取り方法では、読み取り対象のアンテナを順次一つ一つ切り替える、いわゆるポーリングによって行われているのは、前述の通りである。この方法ではアンテナの数や、読み取り対象の無線タグが増えれば増えるほど、読み取り時間がかかる。
【００６４】
ここで、ポーリングによる平均読み取り時間をＴ１、読み取り装置１台が読み取り対象とする棚型アンテナの数をｎ、棚型アンテナ１個あたりの区画の数をｘ、無線タグ１個あたりの読み取り時間をｔ、棚の平均使用率をｒとすると、Ｔ１は数１に示す数式となる。
【数１】
2008217304.tif 000003
【００６５】
なお、無線タグ１個あたりの読み取り時間に比べ、アンテナ切り替えやリーダ／ライタとの通信にかかる時間は小さいことから、無視して計算を行うことができる。
【００６６】
これに対し本発明においては、近接センサが反応したときのみ読み取り動作を行うため、読み取りの輻輳が発生しない限り、平均読み取り時間Ｔ２は数２に示す数式となる。
【数２】
2008217304.tif 000004
【００６７】
このことからＴ１とＴ２の比率は、数３に示した通りとなる。
【数３】
2008217304.tif 000005
【００６８】
数３をグラフ化すると図８のようになり、棚型アンテナの数ｎが増えれば増えるほど本発明が効果的なことがわかる。
【００６９】
以上、説明したように本発明により、どの棚のどの区画にどの物品が置いてあるのか一意に知ることが可能となる。また、物品が置かれたタイミングで読み取り要求信号が発信されるため、読み取り対象アンテナを順次切り替えて読み取りを行う必要が無く、１つの読み取り装置でも高速な読み取りが可能である。
【００７０】
なお、本発明の実施例で示した機器構成や動作フローについては本特許の範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載してある内容を逸脱しない限りはどのようなものに対しても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の物品管理システムのブロック図。
【図２】本発明の物品管理システムの、近接センサに対する監視プロセスを示すフローチャート。
【図３】本発明の物品管理システムで、物品が棚から取り出されたときの処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の物品管理システムで、物品が棚に収納されたときの処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の物品管理システムで、物品が棚に収納されたときのＤＢ更新処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の物品管理システムの具体例の正面図。
【図７】（ａ）本発明の物品管理システムにおいて、物品を棚に収納した場合の具体例の上面図。（ｂ）本発明の物品管理システムにおいて、物品を棚から取り出した場合の具体例の上面図。
【図８】読み取り時間を比較したグラフ。
【符号の説明】
【００７２】
２・・・アンテナ切り替え機
３・・・リーダ／ライタ装置
４・・・制御装置
４１・・・表示機
４２・・・入出力装置
４３・・・警報装置
５・・・Ｉ／Ｏユニット
６、６ａ〜６ｅ・・・無線タグ付物品
６１、６１ａ〜６１ｅ・・・無線タグ
７・・・記憶装置
Ａ１〜Ａｎ・・・管理棚
Ｂ１〜Ｂｍ・・・棚型アンテナ
Ｂ１−１〜Ｂ１−ｋ・・・棚型アンテナＢ１上の区画、または近接センサ
Ｂ１−１〜Ｂ４−４・・・棚型アンテナ上の区画、または光電センサ
【図１】
2008217304.tif 000006
【図２】
2008217304.tif 000007
【図３】
2008217304.tif 000008
【図４】
2008217304.tif 000009
【図５】
2008217304.tif 000010
【図６】
2008217304.tif 000011
【図７】
2008217304.tif 000012
【図８】
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