(57)【要約】【課題】検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、各センサ間で共通の無線通信帯域を使用して時分割多元接続で前記無線タグと通信を行うにあたって、センサの追加などに伴うスロット割当てを適切に行う。【解決手段】センサＳ４を既設のセンサＳ１〜Ｓ３のシステムに追加するにあたって、追加モードとなったセンサＳ４は従属するセンサＳ３の同期信号を少なくとも１フレーム周期Ｆだけ受信してスロット数を判定するとともに、それに含まれる使用スロット情報を受信し、空きスロットが無いときには、スロット追加要求を送信し、上位のセンサＳ１へ転送させてゆく。これによって、センサＳ１は、総スロット数を増加して追加を可能とする。【選択図】図５
2008271374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、
前記各センサは、
共通の無線通信帯域を時分割多重で使用して前記無線タグと通信を行うとともに、隣接するセンサ間で通信を行うことができる無線通信部と、
前記無線通信部を介して相互に無線通信を行い、前記無線通信帯域において相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように選択するスロット割当て処理部と、
前記スロット割当て処理部での選択動作が不調に終わった場合に、前記スロット割当て処理部における総スロット数を増加させて再選択を行わせる再起動手段とを含むことを特徴とする無線認証システム。
【請求項２】
前記スロット割当て処理部は、前記無線通信部を介する通信によって、隣接するセンサの使用したスロットを避けて自機のスロット選択を行い、空きスロットが検出できなかった場合に、前記再起動手段が無線通信部を介して、隣接するセンサへスロット追加要求を送信し、それを順次センサ列の他のセンサへ転送してゆくことで前記総スロット数を増加し、始端のセンサの前記スロット割当て処理部は、前記総スロット数の増加を完了すると、前記無線通信部を介してスロット追加完了通知を送信し、前記再起動したセンサまで転送されることで前記総スロット数の増加を終了することを特徴とする請求項１記載の無線認証システム。
【請求項３】
前記スロット割当て処理部において、総てのセンサのスロット選択を行う初期設定モードにおいて設定される総スロット数が、実際に各センサで選択された総スロット数よりも多く設定され、余剰分のスロットは、センサの追加モードにおいてその使用が許可されることを特徴とする請求項１または２記載の無線認証システム。
【請求項４】
検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、
前記各センサは、
共通の無線通信帯域を時分割多重で使用して前記無線タグと通信を行うとともに、隣接するセンサ間で通信を行うことができる無線通信部と、
前記無線通信部を介して相互に無線通信を行い、前記無線通信帯域において相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように選択するスロット割当て処理部と、
前記スロット割当て処理部での選択動作が不調に終わった場合に作業者に報知する報知手段とを含むことを特徴とする無線認証システム。
【請求項５】
検知対象の移動空間に沿って複数が、隣接するもの同士でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムのセンサにおいて、
共通の無線通信帯域を時分割多重で使用して前記無線タグと通信を行うとともに、隣接するセンサ間で通信を行うことができる無線通信部と、
前記無線通信部を介して相互に無線通信を行い、前記無線通信帯域において相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように選択するスロット割当て処理部と、
前記スロット割当て処理部での選択動作が不調に終わった場合に、前記スロット割当て処理部における総スロット数を増加させて再選択を行わせる再起動手段とを含むことを特徴とするセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグ（子局）を携帯したユーザや前記無線タグが貼付けられた商品などの検知対象を、前記無線タグがセンサ（親局、リーダー）と通信を行うことで検出するようにした無線認証システムおよびそのセンサに関し、特に前記無線タグの所在や通過した軌跡を検知できるように、前記検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置されて、漏れなく検知するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、入退室管理用途などに、ユーザが携帯したり、商品に貼付けられた前記無線タグ（子局）をセンサ（親局、リーダー）で検知して、適切なサービスを行う無線認証システムが使用されている。たとえば、前記ユーザが携帯する無線タグとの間で認証処理を実行して、近傍の自動ドアに開閉制御をかける入退室制御のシステムであったり、携帯型コンピュータ等の資産に取付けた無線タグを出入り口に設置したセンサで検知することで資産の持ち出し管理を行う資産管理システムであったり、荷物パレットなどに取り付けた無線タグを物流の拠点毎に検出して荷物の所在を管理する物流管理システムなどである。
【０００３】
ところが、これらのシステムは、移動する無線タグを点で管理するものであり、通常、前記センサは空間的に離れて設置されることになる。しかしながら、この無線タグを利用して、人や物を面で管理する用途、たとえばオフィス内での在室管理や位置検出などを行うことを考える場合、抜け目なく無線タグを検知しようとすると、検知対象の移動空間に沿って複数のセンサを、隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置する必要がある。この場合、センサ間で無線タグとの通信の干渉を防止するために、たとえば特許文献１のようにセンサ毎に使用する周波数ＣＨを変えることが考えられる。前記特許文献１では、子局（無線タグ）が干渉を検知すると、親局（センサ）にチャネルホップさせることで干渉を回避させている。
【特許文献１】特許第３４０５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、無線タグとの通信方式として、ＵＷＢのように周波数ＣＨを持たない方式を利用する場合には対応できない。また、広い検知対象エリアに対応するために多くのセンサを設置したり、検知対象エリアを拡げたりするためにセンサを増設する場合には、周波数ＣＨの総数に制限されてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、前記周波数ＣＨを分けずにセンサ間の干渉を防ぐ方法として、一定の期間（周期）を複数のスロットに分割し、各センサが相互に異なるスロットを使用するＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によって通信を行うことが考えられる。このＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式ならば、センサが増えても、その都度スロット数を増やせば対処可能となる。
【０００６】
しかしながら、前記ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式では、隣接するセンサ間で同じスロットを使用しないように事前にスロット割当てを行う必要がある。この点、新設時には机上で予めどのセンサにどのスロットを割当てるということを或る程度判断可能であるが、特に一旦運用を開始した後、センサの増設や移設にあたって、追加するセンサにどのスロットを割当てればよいのかの判断が難しいという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、センサの追加などに伴うスロット割当てを適切に行うことができる無線認証システムおよびそのセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線認証システムおよびそのセンサは、検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムおよびそのセンサにおいて、前記各センサは、共通の無線通信帯域を時分割多重で使用して前記無線タグと通信を行うとともに、隣接するセンサ間で通信を行うことができる無線通信部と、前記無線通信部を介して相互に無線通信を行い、前記無線通信帯域において相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように選択するスロット割当て処理部と、前記スロット割当て処理部での選択動作が不調に終わった場合に、前記スロット割当て処理部における総スロット数を増加させて再選択を行わせる再起動手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、無線タグを携帯したユーザや無線タグが貼付けられた商品などの検知対象を、その所在や通過した軌跡を検知できるように、前記検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、前記各センサ間で共通の無線通信帯域を使用して時分割多元接続（ＴＤＭＡ）で前記無線タグと通信を行うにあたって、無線タグと通信を行う無線通信部を使用して隣接するセンサ間でも通信を行えるようにし、単に空きスロットで自機の検知対象エリア内の無線タグと通信を行うのではなく、新設時の初期設定モードや、増設や移設に伴う追加モードにおいて、各センサのスロット割当て処理部は、相互に隣接するセンサ間で無線通信を行い、使用すべきスロットが重複しないように調整を行う。そして、相互に近接している、すなわち干渉の可能性があるセンサの数に比べて、総スロット数が少ないなどの理由で前記スロット割当て処理部での選択動作（調整）が不調に終わった場合、具体的には空きスロットが検出できないセンサがある場合には、再起動手段が、前記スロット割当て処理部における総スロット数を増加させて再選択を行わせる。
【００１０】
したがって、必要最小限の総スロット数、すなわち１フレーム期間で、応答性を確保しつつ、各センサにスロット割当てを自動的かつ適切に行わせることができる。
【００１１】
また、本発明の無線認証システムでは、前記スロット割当て処理部は、前記無線通信部を介する通信によって、隣接する上位側のセンサの使用したスロットを避けて自機のスロット選択を行い、空きスロットが検出できなかった場合に、前記再起動手段が無線通信部を介して、隣接する自機が従属する前記上位側のセンサへスロット追加要求を送信し、それを順次センサ列の他のセンサへ転送してゆくことで前記総スロット数を増加し、始端のセンサの前記スロット割当て処理部は、前記総スロット数の増加を完了すると、前記無線通信部を介してスロット追加完了通知を送信し、前記再起動したセンサまで転送されることで前記総スロット数の増加を終了することを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、当初設定されていた総スロット数に対して、前記初期設定モードにおいて末端側のセンサに割当てるべきスロットが無くなると、或いは運用中のシステムの総スロット数に対して、前記追加モードにおいて、隣接することになる既設のセンサのスロット仕様状況から追加すべきセンサに割当てるべきスロットが見当たらないときには、前記再起動手段が前記スロット割当て処理部および無線通信部を動作させて、上述のようにして総スロット数を増加させてスロットの再選択を行わせる。
【００１３】
したがって、前述のように、必要最小限の総スロット数、すなわち１フレーム期間で、応答性を確保しつつ、各センサにスロット割当てを行うことができる。なお、センサの追加で、既設の無線タグと通信を行っている運用中のセンサを一旦停止させて前記再選択を行わせた場合には、前記スロット追加完了通知の転送で運用を再開するようにしてもよい。
【００１４】
さらにまた、本発明の無線認証システムは、前記スロット割当て処理部において、総てのセンサのスロット選択を行う初期設定モードにおいて設定される総スロット数が、実際に各センサで選択された総スロット数よりも多く設定され、余剰分のスロットは、センサの追加モードにおいてその使用が許可されることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、上述のように各センサのスロット割当て処理部が相互に無線通信を行って使用すべきスロットを選択してゆく新設時の初期設定モードと、増設や移設に伴う追加モードとで、使用可能なスロットナンバーに差を持たせる。具体的には、前記初期設定モードでは相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように調整を行い、それによって必要な総スロット数、すなわち１フレーム期間が設定されるが、その際に余剰分のスロットを設けておく。そして、その余剰分のスロットについては、センサの追加モードにおいてその使用を許可する。
【００１６】
したがって、既設のシステムにセンサを追加するにあたって、その余剰分の範囲内であれば、既設のセンサのスロット変更を伴うことなく、確実に追加を行うことができる。これによって、システムの運用を停止せず、スムーズに追加処理を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の無線認証システムでは、検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、前記各センサは、共通の無線通信帯域を時分割多重で使用して前記無線タグと通信を行うとともに、隣接するセンサ間で通信を行うことができる無線通信部と、前記無線通信部を介して相互に無線通信を行い、前記無線通信帯域において相互に隣接するセンサ間で使用すべきスロットが重複しないように選択するスロット割当て処理部と、前記スロット割当て処理部での選択動作が不調に終わった場合に作業者に報知する報知手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、無線タグを携帯したユーザや無線タグが貼付けられた商品などの検知対象を、その所在や通過した軌跡を検知できるように、前記検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、前記各センサ間で共通の無線通信帯域を使用して時分割多元接続（ＴＤＭＡ）で前記無線タグと通信を行うにあたって、無線タグと通信を行う無線通信部を使用して隣接するセンサ間でも通信を行えるようにし、単に空きスロットで自機の検知対象エリア内の無線タグと通信を行うのではなく、新設時の初期設定モードや、増設や移設に伴う追加モードにおいて、各センサのスロット割当て処理部は、相互に隣接するセンサ間で無線通信を行い、使用すべきスロットが重複しないように調整を行う。そして、相互に近接している、すなわち干渉の可能性があるセンサの数に比べて、総スロット数が少ないなどの理由で前記スロット割当て処理部での選択動作（調整）が不調に終わった場合、具体的には空きスロットが検出できないセンサがある場合には、報知手段が、たとえばブザー鳴動やランプ点灯などで、そのことを作業者に報知する。
【００１９】
したがって、作業者がそれを認識してシステム全体のスロット設定をやり直すなどの適切な措置を行うことができる。特に、運用中のシステムにセンサを追加する場合、追加が上手く行かなければ、運用を停止して前記スロット設定をやり直す必要があり、運用を停止していることを報知して注意を促すことができ、或いはそのまま運用を停止してスロット設定をやり直すか、一旦追加は見合わせ、運用を続けて、無線タグの検出頻度が低い時間帯に運用を停止してスロット設定をやり直すか等の判断を、前記報知に基づいて行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の無線認証システムおよびそのセンサは、以上のように、無線タグを携帯したユーザや無線タグが貼付けられた商品などの検知対象を、その所在や通過した軌跡を検知できるように、前記検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、前記各センサ間で共通の無線通信帯域を使用して時分割多元接続（ＴＤＭＡ）で前記無線タグと通信を行うにあたって、無線タグと通信を行う無線通信部を使用して隣接するセンサ間でも通信を行えるようにし、単に空きスロットで自機の検知対象エリア内の無線タグと通信を行うのではなく、新設時の初期設定モードや、増設や移設に伴う追加モードにおいて、各センサのスロット割当て処理部は、相互に隣接するセンサ間で無線通信を行って使用すべきスロットが重複しないように調整を行い、前記スロット割当て処理部での選択動作（調整）が不調に終わった場合には、再起動手段が、前記スロット割当て処理部における総スロット数を増加させて再選択を行わせる。
【００２１】
それゆえ、必要最小限の総スロット数、すなわち１フレーム期間で、応答性を確保しつつ、各センサにスロット割当てを自動的かつ適切に行わせることができる。
【００２２】
また、本発明の無線認証システムは、以上のように、当初設定されていた総スロット数に対して、初期設定モードにおいて末端側のセンサに割当てるべきスロットが無くなると、或いは運用中のシステムの総スロット数に対して、追加モードにおいて、隣接することになる既設のセンサのスロット使用状況から追加すべきセンサに割当てるべきスロットが見当たらないときには、前記再起動手段が前記スロット割当て処理部および無線通信部を動作させて、上述のようにして総スロット数を増加させてスロットの再選択を行わせる。
【００２３】
それゆえ、前述のように、必要最小限の総スロット数、すなわち１フレーム期間で、応答性を確保しつつ、各センサにスロット割当てを行うことができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の無線認証システムは、以上のように、上述のように各センサのスロット割当て処理部が相互に無線通信を行って使用すべきスロットを選択してゆく新設時の初期設定モードと、増設や移設に伴う追加モードとで、使用可能なスロットナンバーに差を持たせ、初期設定モードでの必要な総スロット数に余剰分を加えて実際の総スロット数、すなわち１フレーム期間とする。
【００２５】
それゆえ、既設のシステムにセンサを追加するにあたって、その余剰分の範囲内であれば、既設のセンサのスロット変更を伴うことなく、確実に追加を行うことができる。これによって、システムの運用を停止せず、スムーズに追加処理を行うことができる。
【００２６】
また、本発明の無線認証システムは、以上のように、無線タグを携帯したユーザや無線タグが貼付けられた商品などの検知対象を、その所在や通過した軌跡を検知できるように、前記検知対象の移動空間に沿って複数のセンサが隣接するセンサ間でそれぞれの検知対象エリアの一部が相互に重なるように配置され、前記検知対象に携行される無線タグがいずれかのセンサと通信を行ってゆくことで前記検知対象の移動を検出するようにした無線認証システムにおいて、前記各センサ間で共通の無線通信帯域を使用して時分割多元接続（ＴＤＭＡ）で前記無線タグと通信を行うにあたって、無線タグと通信を行う無線通信部を使用して隣接するセンサ間でも通信を行えるようにし、単に空きスロットで自機の検知対象エリア内の無線タグと通信を行うのではなく、新設時の初期設定モードや、増設や移設に伴う追加モードにおいて、各センサのスロット割当て処理部は、相互に隣接するセンサ間で無線通信を行って使用すべきスロットが重複しないように調整を行い、前記スロット割当て処理部での選択動作（調整）が不調に終わった場合には、報知手段が、たとえばブザー鳴動やランプ点灯などで、そのことを作業者に報知する。
【００２７】
それゆえ、作業者がそれを認識してシステム全体のスロット設定をやり直すなどの適切な措置を行うことができる。特に、運用中のシステムにセンサを追加する場合、追加が上手く行かなければ、運用を停止して前記スロット設定をやり直す必要があり、運用を停止していることを報知して注意を促すことができ、或いはそのまま運用を停止してスロット設定をやり直すか、一旦追加は見合わせ、運用を続けて、無線タグの検出頻度が低い時間帯に運用を停止してスロット設定をやり直すか等の判断を、前記報知に基づいて行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る無線認証システムの構成を示すブロック図である。この無線認証システムは、検知対象であるユーザの移動空間１に沿って複数のセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３（総称するときは、以下参照符号Ｓで示す）が配置され、前記ユーザに携行される無線タグＴＧがいずれかのセンサＳと通信を行ってゆき、その検知結果が上位装置２でモニタされることで、該上位装置２によってユーザの所在や通過した軌跡を検知するものである。前記各センサＳは、天井などに取付けられ、その検知対象エリアＡ１，Ａ２，Ａ３（総称するときは、以下参照符号Ａで示す）は、そのようなユーザを漏れなく検知できるように、隣接するセンサＳ間でその一部が相互に重なるように配置されている。無線タグＴＧは、前記検知対象エリアＡ内であれば、どこに移動してもその検知対象エリアＡを有するセンサＳで検知可能となっている。
【００２９】
そして、本実施の形態では、各センサＳが共通の無線通信帯域を使用してＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式で前記無線タグＴＧと通信を行うにあたって、注目すべきは、後述する設定釦の操作や無線（リモコン）での設定指示などに応答して、各センサＳが相互に通信を行い、新設時の初期設定モードにおいて、各センサＳが通信に使用するタイムスロットが干渉を回避できるように自動的に割当てられ、またセンサＳの増設や移設時の追加モードにおいて、総スロット数が不足、すなわち１フレーム周期が短く、空きスロットが見つからない場合は、総スロット数が自動的に増加されることである。
【００３０】
前記各センサＳは、通信にＵＨＦ帯などを使用して、その検知対象エリアＡは、隣接するセンサ間の干渉を防止するために、通常、直径で７ｍ程度であるが、前記初期設定モードや追加モードでは、送信パワーを大きく、たとえば４倍として、図１において、参照符号Ａ１’，Ａ２’，Ａ３’（総称するときは、以下参照符号Ａ’で示す）で示すように到達範囲を２倍とし、前記検知対象エリアＡがぎりぎり重なるようにセンサＳの間隔を広げて設置しても、スロット設定は充分な通信品質で確実に行えるようになっている。
【００３１】
図２は、各センサＳの前記初期設定モードでのスロット設定動作を説明するためのタイミングチャートである。設定にあたって、前述のように設定釦の操作や無線での設定指示などによって、各センサＳは初期設定モードとなっており、作業者が任意のセンサ、好ましくはセンサ配列の端部に位置するセンサ（図１および図２の例ではＳ１）が選択され、そのセンサＳ１から、スタート釦の操作または前記無線（リモコン）でのスタート指示に応答して、設定動作が開始される。設定動作では、先ず前記無線通信帯域における空きスロットを探索し、検知されたら、その中で最も優先順位の高いスロット（図２の例ではＮｏ．１）を選択して、自機で使用すべきスロットに割当て、そのスロットＮｏ．１を使用スロット通知として他のセンサへ向けて送信する。
【００３２】
これによって、図１および図２の例では、後続のセンサＳ２，Ｓ３が前記使用スロット通知を受信すると、それをトリガとして、それらのセンサＳ２，Ｓ３も設定動作を開始し、前記スロットＮｏ．１を自機のスロット割当てに使用せず、他のスロットで同様に空きスロットを探索し、検知されたら、その中で最も優先順位の高いスロット（図２の例ではＮｏ．２）を選択して自機で使用すべきスロットに割当て、そのスロットＮｏ．２を使用スロット通知として他のセンサへ向けて送信する。
【００３３】
ここで、図１および図２の例では、センサＳ１が前記移動空間１の分岐部分に位置し、該センサＳ１に縦続するセンサは上述のようにＳ２，Ｓ３の２つとなり、待受け中のセンサＳ１には、２つのセンサから同時に使用スロット通知が送信され、衝突によってデータを再現できなくなる。その衝突を検知したセンサＳ１は、他のセンサＳ２，Ｓ３へ衝突検知通知を送信する。前記衝突検知通知は、他のセンサからの通知と衝突しても検知できるように、受信タイミングのみで判断して行う。具体的には、１送信周期Ｗ１内で、前記使用スロット通知の送信が終了してからの所定期間Ｗ２のＷｉｎｄｏｗを設定し、そのＷｉｎｄｏｗ中で、一定長以上の信号を受信したら、衝突検知通知であると判定する。このＷｉｎｄｏｗ中は、使用スロット通知を送信しないようにする。
【００３４】
こうして衝突を検知すると、前記センサＳ２，Ｓ３は、前記Ｗｉｎｄｏｗが終了し、次の送信周期Ｗ１となると、通常のＣＳＭＡ−ＣＡなどの方法でキャリアセンスしながら他のセンサとの衝突を避けつつ、前記使用スロット通知を再度送信する。図２の例では、前記次の送信周期Ｗ１となってから、前記ＣＳＭＡ−ＣＡ方式でセンサＳ２，Ｓ３は任意の時間待機した後送信を開始しており、待機時間の短いセンサＳ２からの使用スロット通知（前記Ｎｏ．２）が優先となって、該センサＳ２は、ひとまずそのスロットＮｏ．２を自機のスロットに割当てる。このとき、前記待機時間が長かったセンサＳ３は、前記ＣＳＭＡ−ＣＡ方式のキャリアセンスによってセンサＳ２からの使用スロット通知の送信を検知すると、使用スロット通知処理を再度実行することになり、このとき受信したスロットＮｏ．２と、先に受信しているスロットＮｏ．１とを共に自機のスロット割当てに使用せず、他のスロットで同様に空きスロットを探索し、検知されたら、その中で最も優先順位の高いスロット（図２の例ではＮｏ．３）を選択して自機で使用すべきスロットに割当て、その使用スロット通知（Ｎｏ．３）を、次の送信周期Ｗ１に他のセンサへ向けて送信する。これによって、衝突なく使用スロット通知の送信が完了すると、センサＳ２，Ｓ３の使用スロットは前記のＮｏ．２およびＮｏ．３でそれぞれ決定し、相互に隣接するセンサが使用しているスロットを回避してスロット選択を行い、干渉を防止することができる。
【００３５】
前記初期設定モードは、所定時間、前記使用スロット通知や衝突検知通知を受信しないときにタイムアウト処理によって終了するようにしてもよく、前記設定釦が再度操作されることで終了するようにしてもよく、スタート釦が操作されたセンサ（図１および図２の例ではＳ１）への終了操作によって、順次設定終了通知を転送してゆくことで終了するようにしてもよい。
【００３６】
前記初期設定モードが終了すると、各センサＳは運用モードに入り、無線タグＴＧと通信を行う。その運用モードでは、図３で示すように、予め定めるスロット数３の１フレーム周期Ｆ内で、前記各センサＳは上述のようにして選択されたスロットとなると、その前半の予め定める期間、自機の識別情報ＩＤを含む同期信号を送信し、これに応答して検知対象エリアＡ内の無線タグＴＧは、自機の識別情報ＩＤに、受信したセンサの識別情報ＩＤを合わせて返信することで、各センサＳは自機の検知対象エリアＡ内に存在する無線タグＴＧを認識することができる。
【００３７】
前記各検知対象エリアＡにおける無線タグＴＧの収容数が多い場合などでは、前記各スロットをサブフレームとし、図４で示すように、そのサブフレームの前半にフレーム同期信号を送信し、後半を複数のスロットＴＧ１，ＴＧ２，・・・から空きスロットに分割すればよい。そして、先ず新規に検知対象エリアＡ内に入った無線タグは前記空きスロットで自機の識別情報ＩＤを含む発信要求を送信し、各センサＳが次のフレームのフレーム同期信号で応答すべき無線タグの識別情報ＩＤと、スロットＮｏ．とを指定して、指定されたセンサが指定されたスロットで応答を行うことで認証を行うようにすればよい。
【００３８】
その運用モードにおいて、下位にセンサが追加されるセンサ（図３の例ではＳ３）は、前述のようにセンサの追加釦の操作や無線での追加指示などによって追加モードとなると、送信パワーを大きくするとともに、前記同期信号中に、自機における使用スロットおよび初期設定モードにおいて隣接するセンサからの使用スロット通知を受信して判明したその隣接センサの使用スロットの情報を含めて送信する。したがって、そのセンサＳ３の下位に追加されるセンサＳ４が、前記追加釦の操作や無線での追加指示などによって、追加モードとなると、そのセンサＳ４は、少なくとも１フレーム周期Ｆに亘って、上位のセンサＳ３が送信する同期信号を受信することで、空きスロットおよび周囲で使用されているスロットの状況も把握することができる。前記１フレーム周期Ｆの判定は、受信された同期信号のスロットＮｏ．（この場合は３）を記憶し、再び同じスロットＮｏ．の同期信号が受信されるまでの期間をカウントすることで行うことができ、総スロット数は、そのカウント値を、一定である１スロット期間で除算することで求めることができる。
【００３９】
追加されるべきセンサＳ４は、そのような使用スロットの状況を参照して、空きスロットの中で優先順位の最も高いスロットを自機が使用するスロットとして決定し、次のフレームから運用を開始して、自機からの同期信号に含めて、使用スロット通知を隣接するセンサへ送信する。その使用スロット通知を受信したセンサＳ３は、自機における使用スロット情報を更新しておく。こうして、追加すべきセンサＳ４およびそれに隣接したセンサＳ３は、追加モードを終了して、自動的に運用に入ることができる。
【００４０】
図３の例では、上述のように、図１において仮想線で示すセンサＳ４をセンサＳ３の下位に追加する例を示している。センサＳ３は、自機が使用するスロットＮｏ．３と、センサＳ１，Ｓ２から受信したスロットＮｏ．１，Ｎｏ．２とを、前記同期信号中に含めて送信しており、追加されるセンサＳ４は、その同期信号を受信することで、それらのスロットの選択は回避する。しかしながら、図３の例では、前述の図２で示すように初期設定モードで設定が行われた結果、１フレーム当りのスロット数は３となっている。したがって、このセンサＳ４が使用可能な空きスロットは無く、注目すべきは、こうしてスロット選択動作が不調に終わった場合に、その追加されるセンサＳ４が総スロット数を増加するスロット追加要求を送信し、各センサＳ１〜Ｓ３に再選択を行わせ、システムを再起動することである。
【００４１】
図５を参照して、そのスロット追加動作を説明する。フレームＦ１において、運用中の各センサＳ１〜Ｓ３は、順次自機のスロットで前記同期信号を送信し、無線タグＴＧからの応答を受付けている。追加されるセンサＳ４は、それまでのフレームにおいて、前述のようにして空きスロットの無いことを認識しており、このため自機が従属するセンサＳ３の応答期間において、前記スロット追加要求を送信する。
【００４２】
これを受信したセンサＳ３は、次のフレームＦ２において、前記同期信号中に無線タグＴＧの応答を禁止する信号を含めて無線タグＴＧを黙らせるとともに、そのスロット追加要求を同期信号に含めて転送する。したがって、図１のセンサ配置では、このスロット追加要求は、上位のセンサＳ１および隣接するセンサＳ２で共に受信されて、それらのセンサＳ１，Ｓ２もセンサ追加モードに切換わる。
【００４３】
センサ追加モードとなったセンサＳ１，Ｓ２も、次のフレームＦ３から、同期信号によって無線タグＴＧの応答を禁止させるとともに、送信パワーをアップする。そして、先ず始端のセンサＳ１は、スロットＮｏ．１で、前記同期信号にスロット追加応答を返信する。このスロット追加応答には、変更された総スロット数、すなわち１フレーム期間の情報が含まれている。
【００４４】
次のスロットＮｏ．２では、センサＳ２は、同期信号中にスロット追加要求を含めて転送するが、これを受信したセンサＳ１は、既にスロット追加応答を返信しているので、無視する。このフレームＦ３において、前記スロット追加応答は、スロットＮｏ．３におけるセンサＳ３からの同期信号で追加されるセンサＳ４まで転送される。
【００４５】
その後のフレームＦ４において、始端のセンサＳ１から、同期信号に含められてスロット追加完了通知が送信され、追加される末端のセンサＳ４まで順次転送されるとともに、前記同期信号によって無線タグＴＧの応答が許可されてゆく。これによって、末端に追加されたセンサＳ４は、その追加されて自機で使用することになったスロットＮｏ．４において、前記図２で示すような使用スロット通知を送信し、センサＳ３における使用スロットの状況が更新される。こうして、スロット追加が終了すると、次のフレームＦ５からは、通常の送信パワーでの運用モードに切換わる。
【００４６】
図５の例では、追加されるセンサＳ４がセンサ配列の末端に追加されたので、上述のように上位のセンサＳ１〜Ｓ３のスロット割当ては変更にはならず、追加されたセンサＳ４が追加されたスロットＮｏ．４を使用することになったけれども、途中に追加される場合には、それより下位側のセンサについてはスロット割当てが変更になる可能性があり、追加されたセンサが使用スロット通知を送信すると、以降のセンサが前記図２で示すようにして、使用スロットを再選択する。
【００４７】
図６は、上述のような機能を実現するセンサＳの一構成例を示すブロック図である。このセンサＳは、他のセンサおよび無線タグＴＧと通信を行い、無線通信部である無線信号送受信部１１と、前記無線信号送受信部１１を介して他のセンサとの間で上述のようなスロット設定動作を行うスロット選択部１２と、前記スロット設定動作などに使用されるユーザインタフェイス１３と、前記無線信号送受信部１１を介して無線タグＴＧと通信を行い、それを認証するタグ管理部１４と、前記タグ管理部１４で得られた認証データを前記上位装置２へ送信するとともに、前記上位装置２からこのセンサＳの制御データを受信するネットワークインタフェイス１５とを備えて構成される。
【００４８】
スロット選択部１２は、図２で示すように、自機で使用すべきスロットを選択し、使用スロット通知を送信するスロット割当て処理部２１と、自機から前記使用スロット通知を送信した後、衝突検知通知を受信すると前記スロット割当て処理部２１に使用スロット通知を再送信させ、前記使用スロット通知を受信して、再現できなかった場合は前記衝突検知通知を送信する衝突検出処理部２２と、無線通信の同期を取るスロット同期部２３と、スロット設定動作の終了を判定する設定終了検知部２４と、該スロット選択部１２全体を制御する送受信スロット管理部２５と、図５で示すような総スロット数の増加処理を実現する再起動部２６とを備えて構成される。
【００４９】
前記ユーザインタフェイス１３は、たとえば通常の無線タグＴＧの検知動作を行う運用モードであることを表示し、また前記初期設定モードや追加モードであることや、それらの設定モードが正常に終了したか不調に終わったかなどをランプ表示などでユーザへ報知する状態表示手段３１と、異常の発生や不審な無線タグを検知すると警報を発したり、無線タグＴＧを正常に認識できてドアの解錠などを行うことを通知するブザーなどの警報／通知音発生装置３２と、前記設定釦、スタート釦、追加釦などの設定スイッチ３３とを備えて構成される。
【００５０】
前記設定スイッチ３３の設定釦やスタート釦の操作によって初期設定動作を開始すると、スロット割当て処理部２１の空きスロット検出処理部２１１が前述のように空きスロットを探索し、検知されたら、その中で最も優先順位の高いスロットを選択して、自機で使用すべきスロットに割当て、そのスロットＮｏ．に、自機の識別情報ＩＤを合わせて、使用スロット通知送信処理部２１２から送受信スロット管理部２５および無線信号送受信部１１を介して他のセンサへ送信させる。一方、無線信号送受信部１１から送受信スロット管理部２５を介して受信された使用スロット通知は、前記使用スロット通知受信処理部２１３に記憶され、前記空きスロット検出処理部２１１によるスロット選択に使用される。前記使用スロット通知受信処理部２１３で使用スロット通知が受信されたとき、未だスロット設定動作を開始していないセンサであれば、それをトリガとして、設定動作を開始し、前記空きスロット検出処理部２１１にスロット選択を開始させるとともに、送受信スロット管理部２５を介して、無線信号送受信部１１における送信パワーを大きくさせる。
【００５１】
こうして送信された使用スロット通知は、衝突検出処理部２２の衝突検出部２２１において、前記のようにデータを再現できないものの、何らかのデータの受信か検知される場合、衝突と判定される。その判定結果に応答して、衝突通知送信処理部２２２は、送受信スロット管理部２５から無線信号送受信部１１を介して前記衝突検知通知を送信する。一方、無線信号送受信部１１から送受信スロット管理部２５を介して前記衝突検知通知が衝突通知受信処理部２２３で受信されると、再送制御部２２４が、前記スロット割当て処理部２１に空きスロットの探索から再送信を行わせる。
【００５２】
それらの使用スロット通知や衝突検知通知の送受信にあたって、スロット同期部２３のスロット同期信号検出処理部２３１が、前記送受信スロット管理部２５での受信データから同期を検出しており、同期タイミング調整処理部２３２が自機のタイミングがシステムのタイミングに一致するように、前記送受信スロット管理部２５を制御することで同期が得られている。また、スロット設定動作の終了は設定終了検知部２４において前述のようにして行われ、初期設定モードや追加モードが終了すると、無線信号送受信部１１における送信パワーを通常に戻し、無線タグの検知を行う運用モードとなる。
【００５３】
これに対して、前記設定スイッチ３３の追加釦の操作によってセンサ追加動作を開始した追加されるセンサ（図５の場合にはＳ４）では、前記スロット割当て処理部２１の空きスロット検出部２１１が前記１フレーム周期Ｆを判定するとともに、使用スロット通知受信処理部２１３が、隣接するセンサの同期信号から使用スロットの状況を判定し、それらの結果から、前記空きスロット検出部２１１が自機で使用するスロットを決定する。一方、前記設定スイッチ３３の追加釦の操作によってセンサ追加動作を開始した既設のセンサ（図３，図５の場合にはＳ３）では、前記空きスロット検出部２１１が自機での使用スロットの状況を判定し、前記使用スロット通知送信処理部２１２から、同期信号中にその使用スロットの状況を含めて送信させる。
【００５４】
こうして、初期設定モードおよびセンサ追加モードにおいて、スロット割当て処理部２１で空きスロットの無いことが検出されると、再起動部２６のスロット追加要求送信処理部２６１は、送受信スロット管理部２５から無線信号送受信部１１を介して、前記スロット追加要求を送信する。一方、無線信号送受信部１１から送受信スロット管理部２５を介してそのスロット追加要求を受信したセンサのスロット追加要求受信処理部２６２は、前記スロット追加要求送信処理部２６１にそのスロット追加要求を転送させる。このとき、センサ追加モードにおいては、前記スロット追加要求受信処理部２６２は、無線信号送受信部１１の送信パワーをアップさせるとともに、タグ送受信制御部２６３が、送受信スロット管理部２５が送信する同期信号に無線タグＴＧの応答を禁止させる信号を含めて送信させる。
【００５５】
一方、センサ配列の始端のセンサＳ１のスロット追加要求受信処理部２６２でスロット追加要求が受信されると、スロット追加応答送信処理部２６４が、前記スロット追加応答を送受信スロット管理部２５から無線信号送受信部１１を介して送信する。そのスロット追加応答を無線信号送受信部１１から送受信スロット管理部２５を介してスロット追加応答受信処理部２６５で受信したセンサでは、以降の送信フレームでは、総スロット数、すなわち１フレーム期間が変更される。その後、前記スロット追加要求を送信したセンサ以降のセンサで、必要に応じて空きスロット検出処理部２１１でスロット選択が再度行われる。
【００５６】
このように構成することで、相互に隣接するセンサＳ間で無線通信を行い、使用すべきスロットが重複しないように調整を行うとともに、相互に近接している、すなわち干渉の可能性があるセンサの数に比べて、総スロット数が少ないために前記スロット割当て処理部２１での選択動作（調整）が不調に終わった場合（具体的には空きスロットが検出できないセンサがある場合）には、再起動部２６が前記スロット割当て処理部２１における総スロット数を増加させて再選択を行わせるので、必要最小限の総スロット数、すなわち１フレーム期間で、応答性を確保しつつ、各センサにスロット割当てを自動的かつ適切に行わせることができる。
【００５７】
好ましくは、前記スロット割当て処理部２１の空きスロット検出処理部２１１が選択できるスロット数が、初期設定モードでは少なく、センサの追加モードでは多く設定される。すなわち、前記図２で示すようにして各センサＳが使用スロットを選択してゆく際に、総スロット数、すなわち１フレーム期間Ｆの長さは、デフォルト値で予め定められ、或いは実際に選択されたスロットＮｏ．を各センサＳ間で順次転送してゆき、その最大値を求めることで決定することができる。しかしながら、このとき、そのような実際に使用されるスロット数に、余剰分を加えて前記総スロット数を設定しておくことで、センサの追加モードにおいて、その余剰分のスロットを使用すれば、既設のセンサに再選択を行わせることなく、追加を行うことができる。
【００５８】
すなわち、初期設定モードにおいて、実際に必要な数に余剰分を加えて総スロット数が決定されるが、使用が許可されるのは前記実際に必要な数、或いはそれに所定のマージンを加えた数だけとなるのに対して、センサの追加モードにおいては、その余剰分を含めて、干渉がない総てのスロットの使用が許可される。したがって、既設のシステムにセンサを追加するにあたって、その余剰分の範囲内であれば、既設のセンサのスロット変更を伴うことなく、確実に追加を行うことができる。これによって、システムの運用を停止せず、スムーズに追加処理を行うことができる。
【００５９】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の他の形態に係る無線認証システムにおける各センサＳ’の構成を示すブロック図である。このセンサＳ’は、前述のセンサＳに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。前述のセンサＳは、追加モードにおいて、空きスロット検出処理部２１１で空きスロットが検出できない場合は、再起動部２６のスロット追加要求送信処理部２６１が自動的にスロット追加要求を送信して総スロット数を増加させているのに対して、このセンサＳ’で注目すべきは、スロット割当て処理部２１’の空きスロット検出処理部２１１’で空きスロットが検出できない場合は、報知手段である前記ユーザインタフェイス１３の警報／通知音発生装置３２から作業者に、ブザー鳴動やランプ点灯などで、そのことを報知することである。また、ネットワークインタフェイス１５’を介して、上位装置２へ、そのことが通知される。
【００６０】
これによって、前記上位装置２の監視画面での表示や、警報／通知音発生装置３２からの報知によって、作業者がそれを認識してシステム全体のスロット設定をやり直すなどの適切な措置を行うことができる。特に、運用中のシステムにセンサを追加する場合、追加が上手く行かなければ、運用を停止して前記スロット設定をやり直す必要があり、運用を停止していることを報知して注意を促すことができ、或いはそのまま運用を停止してスロット設定をやり直すか、一旦追加は見合わせ、運用を続けて、無線タグＴＧの検出頻度が低い時間帯に運用を停止してスロット設定をやり直すか等の判断を、前記画面表示や報知に基づいて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る無線認証システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る各センサの初期設定モードでの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の一形態に係る各センサの通常の運用モードでの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】サブスロットの構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の一形態に係る各センサの追加モードでの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の一形態に係るセンサの一構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の他の形態に係るセンサの一構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    移動空間
２    上位装置
１１    無線信号送受信部
１２    スロット選択部
１３    ユーザインタフェイス
１４    タグ管理部
１５，１５’    ネットワークインタフェイス
２１，２１’    スロット割当て処理部
２１１，２１１’    空きスロット検出処理部
２１２  使用スロット通知送信処理部
２１３  使用スロット通知受信処理部
２２    衝突検出処理部
２２１  衝突検出部
２２２  衝突通知送信処理部
２２３  衝突通知受信処理部
２２４  再送制御部
２３    スロット同期部
２３１  スロット同期信号検出処理部
２３２  同期タイミング調整処理部
２４    設定終了検知部
２５    送受信スロット管理部
２６    再起動部
２６１  スロット追加要求送信処理部
２６２  スロット追加要求受信処理部
２６３  タグ送受信制御部
２６４  スロット追加応答送信処理部
２６５  スロット追加応答受信処理部
３１    状態表示手段
３２    警報／通知音発生装置
３３    設定スイッチ
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，・・・    検知対象エリア
Ｓ，Ｓ’；Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，・・・    センサ
ＴＧ    無線タグ
【図１】
2008271374.tif 000003
【図２】
2008271374.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008271374.tif 000006
【図５】
2008271374.tif 000007
【図６】
2008271374.tif 000008
【図７】
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