(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、
上位機器との間でデータを遣り取りする通信部と、
前記交信部および前記通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから前記交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施し、
前記積分処理において、各ＲＦタグについて、当該ＲＦタグの受信信号の強度を積分するごとに、算出される当該ＲＦタグの積分値が、当該ＲＦタグが通過する以前に前記交信可能領域を通過するＲＦタグの積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分し、
所定信号を入力したとき、ＲＦタグごとの前記積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、前記通信部によって前記上位機器に送信する、交信装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記積分処理において、前記通過するＲＦタグから、前記交信部によって信号が受信されるたびに、当該受信信号の強度に前記重み付けをし、重み付けされた当該強度をＲＦタグごとに積分する、請求項１に記載の交信装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記積分処理において、各ＲＦタグについて、当該ＲＦタグの受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、当該ＲＦタグが通過する以前に前記交信可能領域を通過するＲＦタグの積分値よりも大きくなるように当該算出される積分値に前記重み付けをする、請求項１に記載の交信装置。
【請求項４】
前記所定信号は、前記交信可能領域の予め定められた位置において通過するＲＦタグが検出されたことを示す信号を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の交信装置。
【請求項５】
前記制御部は、ＲＦタグの前記受信信号の強度が、それ以前の当該ＲＦタグの受信信号の強度よりも小さい値に変化したとき、当該ＲＦタグの積分処理に用いる前記重みを、それ以前の当該ＲＦタグの積分処理に用いた重みよりも小さい重みに変更する、請求項１から４のいずれか１項に記載の交信装置。
【請求項６】
前記制御部は、ＲＦタグの前記受信信号の強度が、それ以前の当該ＲＦタグの受信信号の強度から変化しないときは、当該ＲＦタグからの前記受信信号の強度を、前記積分処理の対象から除外する、請求項１から５のいずれか１項に記載の交信装置。
【請求項７】
交信装置および上位機器を含むシステムであって、
前記交信装置は、
ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、
上位機器との間でデータを遣り取りする通信部と、
前記交信部および前記通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから前記交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施し、
前記積分処理において、各ＲＦタグについて、当該ＲＦタグの各受信信号の強度を積分するごとに、算出される当該ＲＦタグの積分値が、当該ＲＦタグが通過する以前に前記交信可能領域を通過するＲＦタグの積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分し、
所定信号を入力したとき、ＲＦタグごとの前記積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、前記通信部によって前記上位機器に送信する、システム。
【請求項８】
交信装置に、交信方法を実行させるためのプログラムであって、
前記交信装置は、
ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、
プロセッサと、を備え、
前記プログラムは、前記プロセッサに、
前記交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから前記交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施するステップを実行させ、
前記積分処理を実施するステップにおいて、各ＲＦタグについて、当該ＲＦタグの受信信号の強度を積分するごとに、算出される当該ＲＦタグの積分値が、当該ＲＦタグが通過する以前に前記交信可能領域を通過するＲＦタグの積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分し、
前記プログラムは、前記プロセッサに、さらに、
所定信号を入力したとき、ＲＦタグごとの前記積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、上位機器に送信するステップを実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦ（Radio Frequency）タグと非接触で交信する交信装置、交信装置を含むシステムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、非接触でデータをやり取りする近距離無線通信技術が各種の分野で利用されている。典型的には、ＲＦＩＤ（Radio  Frequency  IDentification）と称される近距離無線技術が普及している。一般的なＲＦＩＤを用いたシステムは、管理対象の物品（以下、ワークともいう）またはその物品を支持もしくは収容する物体（パレット、コンテナなど）に取付けられたＲＦタグと、ＲＦタグとの間でデータをやり取りする交信装置（以下、「リーダライタ」とも称す。）と、リーダライタを制御する上位機器とを含む。
【０００３】
工場などの生産現場および物流管理の現場においては、生産効率および管理効率を高めるために、正確なデータの遣り取りが要求されている。ＲＦＩＤタグとの交信においては、「読みすぎ」と「読みぬけ」を防止することが望まれている。ここで、「読みすぎ」とは、リードライト処理の対象とすべきでないＲＦＩＤタグを処理の対象として判別するケースを示し、「読みぬけ」は、リードライト処理の対象とすべきＲＦＩＤタグを対象として判別できないケースを示す。
【０００４】
「読みすぎ」と「読みぬけ」を防止するために、対象とするＲＦＩＤタグを識別する技術が、例えば、特開２０１３−０３７６６３号公報（以下、特許文献１という）により提案されている。特許文献１は、ＲＦＩＤタグを識別するために、読取り回数、受信強度の変化、受信信号の位相の変化等に基づき、対象とするべきＲＦＩＤタグを識別する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０３７６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、対象とするべきＲＦＩＤタグを識別するために、読取り回数、受信強度の変化、受信信号の位相の変化等を用いた識別を実施する。しかし、特許文献１の識別は、移動していないタグと移動しているタグとの識別である。よって、読みたいタグおよび読みたくないタグが移動している場合には、対象とするタグを識別することができない。
【０００７】
したがって、タグが移動している場合でも、交信処理の対象となるタグ（ワーク）を簡単な構成により識別することのできる構成が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この開示のある局面に従う交信装置は、ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、上位機器との間で通信する通信部と、交信部および通信部を制御する制御部と、を備える。制御部は、交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施する。この積分処理において、各受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、それ以前の積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分がなされる。ＲＦタグが交信可能領域内の予め定められた位置に移動したとき、ＲＦタグごとの積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、通信部によって上位機器に送信する。
【０００９】
上記の構成によれば、ＲＦタグが交信可能領域内の予め定められた位置に移動したとき、交信可能領域を通過する各ＲＦタグの受信信号の強度の重み付け積分値のうち、最大の積分値を示すＲＦタグの識別子が、上位機器に送信される。これにより、上位機器は、交信可能領域内の予め定められた位置に各ＲＦタグが移動するごとに、交信装置からの識別子を用いて交信の処理対象となるべきＲＦタグを識別し得る。したがって、ＲＦタグが移動している場合であっても、対象となるタグ（ワーク）を、上記の重み付け積分を用いた簡単な構成によって識別することができる。
【００１０】
好ましくは、制御部は、積分処理において、通過するＲＦタグから、交信部によって信号が受信されるたびに、当該受信信号の強度に重み付けをし、重み付けされた当該強度をＲＦタグごとに積分する。
【００１１】
したがって、上記の重み付け積分処理において、各ＲＦタグから信号を受信するたびに、当該受信信号の強度に対して重み付けをして積分する処理を実施することができる。
【００１２】
好ましくは、制御部は、積分処理において、各受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、それ以前の積分値よりも大きくなるように当該算出される積分値に重み付けをする。
【００１３】
したがって、上記の重み付け積分処理において、各ＲＦタグからの受信信号の強度を積分するごとに、当該算出される積分値に対して上記の重み付けをする処理を実施することができる。
【００１４】
好ましくは、制御部は重みを変更する。したがって、上記の重みを変更しながら積分処理を実施することができる。
【００１５】
好ましくは、制御部は、ＲＦタグの受信信号の強度が、それ以前の受信信号の強度よりも小さい値に変化したとき、重みを、それ以前の重みよりも小さい重みに変更する。
【００１６】
したがって、各ＲＦタグからの受信信号の強度が小さくなるように変化にしたときは、重み付けが小さくなるように変更されて、当該ＲＦタグについての積分値をより早く小さくすることができる。これにより、受信信号の強度が小さくなるように変化するＲＦタグについては、より早い時期に識別対象の候補から排除することができる。
【００１７】
好ましくは、制御部は、ＲＦタグの受信信号の強度が、それ以前の当該ＲＦタグの受信信号の強度から変化しないときは、当該ＲＦタグからの受信信号の強度を、積分処理の対象から除外する。
【００１８】
したがって、受信信号の強度が変化しないＲＦタグは、例えば位置が固定で移動していないようなＲＦタグについては、識別対象の候補から排除することができる。
【００１９】
他の局面に従う、交信装置および上位機器を含むシステムでは、交信装置は、ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、上位機器との間でデータを遣り取りする通信部と、交信部および通信部を制御する制御部と、を備え、制御部は、交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施し、積分処理において、各受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、それ以前の積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分し、ＲＦタグが交信可能領域内の予め定められた位置に移動したとき、ＲＦタグごとの積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、通信部によって上位機器に送信する。
【００２０】
さらなる他の局面に従うプログラムは、交信装置に、交信方法を実行させるためのプログラムであって、交信装置は、ＲＦタグと非接触で交信する交信部と、プロセッサと、を備える。プログラムは、プロセッサに、交信部の近傍にある交信可能領域を通過するＲＦタグごとに、当該ＲＦタグから交信部によって受信される各受信信号の強度を積分する積分処理を実施するステップを実行させる。この積分処理を実施するステップにおいて、各受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、それ以前の積分値よりも大きくなるような重み付けをしながら積分する。プログラムは、プロセッサに、さらに、ＲＦタグが交信可能領域内の予め定められた位置に移動したとき、ＲＦタグごとの積分値のうち最大であるＲＦタグの識別子を、上位機器に送信するステップを実行させる。
【発明の効果】
【００２１】
実施の形態によれば交信処理の対象となるタグ（ワーク）を簡単な構成により識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係る工場の生産ラインに導入されたＲＦＩＤシステムの構成を概略的に示す図である。
【図２】実施の形態に従う機器１００の概略構成図である。
【図３】実施の形態に係るリーダライタ２００の構成図である。
【図４】実施の形態に係るＲＦタグ３００の構成図である。
【図５】実施の形態に係るリーダライタ２００の機能構成図である。
【図６】積分処理のシミュレーションの結果を模式的に示す図である。
【図７】積分処理のシミュレーションの結果を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態に係るリーダライタ２００における交信処理のフローチャートである。
【図９】実施の形態に係る積分値の格納形式を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る積分値の格納形式の他の例を示す図である。
【図１１】実施の形態による受信信号の強度の補完を説明する図である。
【図１２】実施の形態による重み付け値の変更を説明する図である。
【図１３】実施の形態による積分値の領域ＭＴからの削除を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
以下の説明では、近距離無線通信を行なう交信装置を含むシステムの典型例として、ＲＦＩＤシステムについて説明する。一般的なＲＦＩＤシステムにおいて、交信装置は、その機能に着目して「リーダライタ」と称されることが多い。したがって以下の説明においても、交信装置を「リーダライタ」と称する。なお、交信装置においてＲＦタグからデータを読出す機能（リーダ機能）、および、ＲＦタグへのデータ書込の機能（ライタ機能）の両方が備わっていることは必須ではなく、少なくとも一方の機能のみが備わっているものであってもよい。
【００２５】
ＲＦタグは、ＩＣタグまたはＲＦＩＤタグと称されることがあるが、以下の説明では、「ＲＦタグ」という用語を用いる。
【００２６】
近距離無線通信の典型例として、ＲＦＩＤを説明するが、これに限定されるものではなく、たとえば、ＲＦＩＤの技術をベースとして改良された新たな方式などであっても、本件発明の技術的範囲に包含され得る。また、ＲＦＩＤの通信にはＵＨＦ帯の信号を用いるが、信号帯域はＵＨＦ帯に限定されず、他の信号帯域であっても、本件発明の技術的範囲に包含され得る。
【００２７】
［概要］
実施の形態では、リーダライタ２００の交信部の近傍にある交信可能領域ＡＲを通過するＲＦタグ３００ごとに、当該ＲＦタグからの各受信信号の強度を積分する積分処理を実施する。この積分処理においては、各受信信号の強度を積分するごとに、算出される積分値が、それ以前の積分値よりも大きくなるような重み付けがなされる。リーダライタ２００は、ＲＦタグ３００が交信可能領域ＡＲ内の予め定められた位置に移動したとき、ＲＦタグ３００ごとの積分値のうち最大であるＲＦタグ３００の識別子を、機器１００に送信する。
【００２８】
実施の形態では、交信可能領域ＡＲは、ＲＦタグ３００とリーダライタ２００との間でデータ送受信が可能な領域を示す。
【００２９】
機器１００は、交信可能領域ＡＲにおいて交信部に最も接近した位置にまで移動したＲＦタグ３００をリードライト処理の対象とする。トリガＴＲは、ＲＦタグ３００は交信部に最も接近した位置にまで移動したときに出力される。
【００３０】
実施の形態では、上記の重み付け積分により、交信部に最も接近した位置にまで移動したＲＦタグ３００の積分値を最大とすること可能となる。したがって、交信可能領域ＡＲを各ＲＦタグ３００が通過する場合であっても、トリガ入力時にその積分値が最大であるＲＦタグ３００を選択することにより、リードライト処理の対象ＲＦタグ３００を決定することができる。ＲＦタグ３００が通過する場合であっても、トリガ入力時にその積分値が最大であるＲＦタグ３００を選択することにより、リードライト処理の対象ＲＦタグ３００を決定することができる。このようにＲＦタグ３００を識別すことにより、ＲＦタグ３００が付されたワークＷを識別することも可能とる。
【００３１】
なお、積分処理では、突発的なノイズによる信号が受信された場合であっても、当該信号は単発的であるから、その積分値は小さい値となり、対象ＲＦタグ３００の決定に影響を与えるものではない。
【００３２】
［システムの概略構成]
図１は、実施の形態に係る工場の生産ラインに導入されたＲＦＩＤシステムの構成を概略的に示す図である。図１を参照してＲＦＩＤシステムは、複数のＲＦタグ３００、リーダライタ２００および上位機器（パーソナルコンピュータまたはプログラマブル・ロジック・コントローラ）に相当する機器１００を含む。各ＲＦタグ３００は、それぞれワークＷを支持するパレットＰに取付けられる。また、コンベアＣには、ＲＦタグ３００を検出するために近接スイッチ４０が設置される。リーダライタ２００は、ＲＦタグ３００がパレットＰおよびワークＷとともにベルト状のコンベアＣ上を移動する間に、タグ３００に対する情報の読み書き処理を実行される。
【００３３】
リーダライタ２００は、回路特性の異なる複数種類の中から選択されたアンテナ部と、各機種に共通する交信制御装置とを、備え、ケーブル３０により機器１００に接続される。なお、リーダライタ２００は、ケーブル３０の有線に代えて、無線により機器１００に接続されてもよい。
【００３４】
リーダライタ２００は、コンベアＣの周囲に配置される。リーダライタ２００がＲＦタグ３００と交信可能な領域（以下、「交信可能領域ＡＲ」とも称す。）内にパレットＰが入ると、リーダライタ２００とＲＦタグ３００との間で、交信処理が開始される。交信処理は、ＲＦタグ３００（以下、対象ＲＦタグ３００とも称する。）を識別するためのＩＤリード処理と、リーダ機能またはライタ機能を用いたリードライト処理とを含む。ＲＦタグ３００は、リーダライタ２００の交信部の近傍にある交信可能領域ＡＲを一定間隔毎または不定間隔毎に通過する。
【００３５】
実施の形態では、近接スイッチ４０は、交信可能領域ＡＲにおいて交信部に最も接近した位置にまでＲＦタグ３００が移動したことを検出したとき、信号を機器１００に送信する。機器１００は、近接スイッチ４０からの信号を受信したとき、リーダライタ２００にトリガＴＲを出力する。リーダライタ２００は、リードライト処理の開始を指示するトリガＴＲを入力したとき、リードライト処理の対象となるべき対象ＲＦタグ３００を決定し、決定された対象ＲＦタグ３００についてリードライト処理を実施する。これにより、リーダライタ２００は、交信可能領域ＡＲ内に位置する１または複数のＲＦタグ３００のうち、交信部に最も接近している対象ＲＦタグ３００についてリードライト処理を実施することができる。
【００３６】
実施の形態では、リーダライタ２００は、ＲＦタグ３００が交信部に最も接近した位置にまで移動したときを、機器１００からトリガＴＲを入力することにより判断したが、トリガＴＲの入力経路は機器１００からのルートに限定されない。例えば、ＣＰＵ２４１は、近接スイッチ４０からの出力をトリガＴＲとして直接入力するとしてもよい。または、近接スイッチ４０に代えて画像センサを用いてもよい。画像センサは、上記の最も接近した位置を視野に撮像し、撮像画像の認識の結果から当該位置にＲＦタグが移動している検出されるときは、画像センサからトリガＴＲがＣＰＵ２４１に入力されるとしてもよい。または、コンベアＣが一定速度で動作している場合には、ＣＰＵ２４１はコンベアＣ上のＲＦタグが交信部に最も接近した位置に達する時間を当該速度から算出する。制御部２４０のタイマ（図示せず）が当該算出時間を計時したときのタイマ出力が、トリガＴＲとしてＣＰＵ２４１に入力されるとしてもよい。または、ＲＦタグ３００が交信部に最も接近した位置にまで移動したときに、ユーザ操作によってトリガＴＲが入力されるとしてもよい。
【００３７】
なお、上記の交信部に最も接近した位置は、交信部からの距離が予め定められた距離に相当する位置である。この位置は、相当リーダライタ２００の送信電力と交信可能領域ＡＲに基づく交信可能距離との関係に基づき、電力最小時の交信可能距離〜電力最大時の交信可能距離の間となるように、予め実験などにより決定される。
【００３８】
（機器１００の構成）
図２は、実施の形態に従う機器１００の概略構成図である。図２を参照して、機器１００は、演算処理部であるＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１１０と、記憶部としてのメモリ１１２およびハードディスク１１４と、時間を計時し計時データをＣＰＵ１１０に出力するタイマ１１３と、入力インターフェイス１１８と、表示コントローラ１２０と、通信インターフェイス１２４と、データリーダ／ライタ１２６とを含む。これらの各部は、バス１２８を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【００３９】
ＣＰＵ１１０は、ハードディスク１１４に格納されたプログラム（コード）を実行することで、各種の演算を実施する。メモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic  Random  Access  Memory）などの揮発性の記憶装置であり、ハードディスク１１４から読み出されたプログラム・データに加えて、リーダライタ２００から受信したデータ、およびワークデータなどが格納される。
【００４０】
入力インターフェイス１１８は、ＣＰＵ１１０とキーボード１０４、マウス（図示せず）、タッチパネル（図示せず）などの入力装置との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、入力インターフェイス１１８は、ユーザが入力装置を操作することで与えられる操作命令を受付ける。
【００４１】
表示コントローラ１２０は、表示装置の典型例であるディスプレイ１０２と接続され、ＣＰＵ１１０における処理の結果などを表示することでユーザに通知する。
【００４２】
通信インターフェイス１２４は、ＬＡＮを介してＣＰＵ１１０とリーダライタ２００，近接スイッチ４０と間のデータ伝送を仲介する。データリーダ／ライタ１２６は、ＣＰＵ１１０と記録媒体であるメモリカード１０６との間のデータ伝送を仲介する。
【００４３】
また、機器１００には、必要に応じて、プリンタなどの他の出力装置が接続されてもよい。
【００４４】
（リーダライタ２００とＲＦタグ３００の構成）
図３は、実施の形態に係るリーダライタ２００の構成図である。図４は、実施の形態に係るＲＦタグ３００の構成図である。実施の形態では、図４のＲＦタグ３００は、電源を内蔵せず、リーダライタ２００からの送信波により生じた起電力によって動作する、いわゆるパッシブタイプのもので、制御部３３１および半導体メモリ３３２を含むタグＩＣ回路３３０および通信部を備える。通信部は、アンテナ３１０およびインピーダンス調整回路３２０を含む。なお、制御部３３１はコンピュータのほか、リーダライタ２００との通信信号を変調または復調するためのモデム回路等も含む。なお、適用されるＲＦタグ３００はパッシブタイプに限定されず、電源を内蔵するタイプであってもよい。
【００４５】
図３を参照してリーダライタ２００は、ＲＦタグ３００と交信するための交信部、交信部に接続されるアンテナ１４、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２４１を含む制御部２４０、機器１００と通信するための通信部、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の揮発性または不揮発性の記憶媒体である記憶部２７０、数値表示器や複数の表示灯（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等を含む表示部２８０、外部ネットワークと通信するための通信インターフェイス２９０、およびインターフェイス２９１を備える。
【００４６】
交信部は、送信部２１０、受信部２２０、周波数シンセサイザ２１６およびサーキュレータ１３を含む。通信部は、通信モジュールである上位インターフェイス２６０を含む。制御部２４０は、交信部および通信部を制御する。
【００４７】
インターフェイス２９１は、ＣＰＵ２４１と記録媒体であるメモリカード２９２との間のデータ伝送を仲介する。すなわち、メモリカード２９２には、リーダライタ２００で実行されるプログラムなどが格納された状態で流通し、インターフェイス２９１は、メモリカード２９２からプログラムを読み出す。また、インターフェイス２９１は、ＣＰＵ２４１の内部命令に応答して、機器１００またはＲＦタグ３００との通信に関する処理結果などをメモリカード２９２へ書き込む。なお、メモリカード２９２は、ＣＦ（Compact  Flash）、ＳＤ（Secure  Digital）などの汎用的な半導体記憶デバイスや、フレキシブルディスク（Flexible  Disk）などの磁気記憶媒体や、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disk  Read  Only  Memory）などの光学記憶媒体等を含む。
【００４８】
制御部２４０はコンピュータに相当する機能を有する。具体的には、ＣＰＵ２４１は、記憶部２７０等のメモリに格納されたプログラムに基づき、機器１００との通信処理、ＲＦタグ３００との交信処理を含む各種のデータ処理を実行する。また、制御部２４０は、ＲＦタグ３００との交信処理に関し、コマンドを表すパルス信号を出力する（以下、この出力信号を「コマンド信号」ともいう）。
【００４９】
記憶部２７０は、各種データ処理のためのプログラムおよびデータを格納する。この記憶部２７０には、交信処理を実施する場合にＣＰＵ２４１により読出し/書込みされるデータが格納される。
【００５０】
まず、受信部２２０が、単側波帯（ＳＳＢ、Single  Side  Band）受信を行なう場合について説明する。図３を参照して、リーダライタ２００は、送信部２１０と、受信部２２０と、送信部２１０からの送信信号をアンテナ１４へ導き、アンテナ１４で受信したＲＦタグ３００からの受信信号を受信部２２０へ導くサーキュレータ１３と、送信部２１０および受信部２２０に搬送波を供給する周波数シンセサイザ２１６と、送信部２１０および受信部２２０を制御する制御部２４０とを含み、アンテナ１４を介してＲＦタグ３００との送受信を行なう。
【００５１】
送信部２１０は、制御部２４０からのデジタル信号（コマンド信号を含む）をアナログ信号に変換するＤＡ変換器２１１と、ＤＡ変換器２１１に接続され、送信ベースバンド信号を受けて周波数シンセサイザ２１６からの搬送波を変調する変調器２１２と、パワーアンプ２１３とを含み、パワーアンプ２１３の出力がサーキュレータ１３に入力される。
【００５２】
受信部２２０はサーキュレータ１３からの受信信号の帯域を制限する帯域制限フィルタ（ＢＰＦ,Band  Pass  Filter）２２１と、帯域制限フィルタ２２１に接続されたローノイズアンプ２２２と、ローノイズアンプ２２２からの出力信号と周波数シンセサイザ２１６からの搬送波とを受けて、相互に９０度位相のずれた信号を出力する直交復調器２２４とを含む。直交復調器２２４は、乗算器２２３ａ，２２３ｂと、相互に直交する信号を復調するために相互の位相をずらせるためのπ／２位相器２２３ｃとを含む。直交復調器２２４から復調された信号は、それぞれをＩ信号およびＱ信号として増幅およびデジタル信号に変換するための増幅器２２５ａ，２２５ｂと、ＡＤ変換器２２６ａ，２２６ｂとを経て、Ｉ信号とＱ信号とが一体化されて制御部２４０へ入力される。また、直交復調器２２４、増幅器２２５ａ，２２５ｂ、ＡＤ変換器２２６ａ，２２６ｂ、および、制御部２４０内の復調信号処理部（図示せず）が復調機能を構成する。
【００５３】
（交信動作）
図３と図４に示すリーダライタ２００と３００の交信動作において、ＲＦタグ３００はリーダライタ２００から情報を読み出す場合、書き込む場合のいずれにおいても、機器１００から受信したコマンド信号をＲＦタグ３００に送信し、ＲＦタグ３００からそのコマンド信号に対するレスポンス（応答）を受信すると、受信した応答内容を機器１００へ送信する。また、交信時には、ＲＦタグ３００は内部電源を持たないことから、アンテナ１４からの送信波によりＲＦタグ３００側のアンテナ３１０に起電力を発生させて、ＲＦタグ３００内の制御回路を駆動するようにしている。
【００５４】
交信において、リーダライタ２００の制御部２４０は、適宜、所定ビット数のコマンド信号を出力する。送信部２１０において搬送波をコマンド信号により変調することによって、コマンド信号が搬送波に重畳される。
【００５５】
上記の動作によりアンテナ１４から搬送波が送出されると、この搬送波により交信領域内のＲＦタグ３００に起電力が生じ、ＲＦタグ３００側の制御部３３１が起動する。この状態下でアンテナ１４からコマンド信号が重畳された搬送波が送信されると、ＲＦタグ３００の制御部３３１は、コマンド信号が表すコマンドを解読して指示された処理を実行した後に、応答データを表すレスポンス（応答信号）を生成し、リーダライタ２００に返信する。
【００５６】
リーダライタ２００の受信部２２０は、ＲＦタグ３００から返信を受信する。受信部２２０において、受信信号はノイズが除去されて復調され、その後、デジタルデータに変換されて制御部２４０に出力される。ＣＰＵ２４１は復調されたデジタルデータからＲＦタグ３００の応答内容を解読し、この解読データを含む交信結果データを出力する。例えば、機器１００に送信し、または記憶部２７０に格納し、または表示部２８０に表示し、またはＬＥＤを点灯などする。
【００５７】
本実施形態ではＲＦタグ３００に電源を内蔵しないパッシブタグを使用しているため、リーダライタ２００とＲＦタグ３００との間の通信方式は半二重方式であり、アンテナ１４を送信用と受信用とで共用し、送信信号と受信信号を分離している。
【００５８】
[機能構成]
図５は、実施の形態に係るリーダライタ２００の機能構成図である。図５を参照して、リーダライタ２００は、通信部によるＲＦタグ３００との交信に係る処理を実施する交信処理部２４２を備える。交信処理部２４２は、ＲＦタグ３００と交信し、ＩＤ（識別子）を取得するＩＤ取得部２４３を含む。ＩＤ取得部２４３は、各ＲＦタグ３００について、交信部によって信号が受信される毎に、受信信号の強度を時間積分（累積）により処理する積分処理部２４４を含む。積分処理部２４４は、ＲＦタグ毎の受信信号の強度を、重み付け部２４５からの重みを付けながら積分する。重み付け部２４５は、積分処理において、受信の順に従い各受信信号の強度が積分されるごとに、算出される積分値（今回の受信信号の強度を積分したことによる積分値）が、それ以前の積分値（前回の受信信号の強度を積分したことによる積分値）よりも大きくなるような重みを出力する。この重み付け積分の処理の詳細は後述する。
【００５９】
最大値決定部２４６は、機器１００からトリガＴＲを受信したときに、各ＲＦタグ３００の積分値のうちから最大値を決定する。セレクト部２４７は、リードライト処理の対象ＲＦタグとして、決定された最大値に対応したＲＦタグ３００を選択する。パワーアップ部２４８は、対象ＲＦタグ３００とリードライト処理を実施するために、送信電力を予め定めた値にまで上昇させる。また、チャネル変更部２４９は、対象ＲＦタグ３００と交信するために使用するチャネル（周波数帯域）を切替える。
【００６０】
図５に示す各部は、ＣＰＵ２４１が実行するプログラムにより、またはプログラムと回路の組合わせにより実現される。プログラムは、各部に対応したプログラムモジュールとして構成されてもよく、または全体を１つのプログラムモジュールとして構成されてもよい。
【００６１】
[積分処理]
実施の形態では、上記の積分処理による積分値から対象ＲＦタグ３００を決定する。このような対象ＲＦタグ３００の決定方法により、「読みすぎ」と「読みぬけ」が回避され得る。
【００６２】
（積分処理のシミュレーション）
積分処理により対象ＲＦタグ３００を判別することにより、「読みすぎ」と「読みぬけ」が回避され得ることについて、発明者らの実験から説明する。
【００６３】
発明者らは、実験において積分処理をシミュレーションした。まず、シミュレーションの前提として、ＲＦタグ３００は、交信部の近傍にある交信可能領域ＡＲを一定間隔毎または不定間隔毎に通過する。コンベアＣ上のＲＦタグ３００の移動速度は最大移動速度６ｍ/分およびアンテナからの交信距離を最大２ｍとした場合に、余裕度を考慮して、約１ｍの交信可能領域ＡＲを確保できるケースを例示する。このケースでは、リーダライタ２００とＲＦタグ３００との交信可能時間は１０秒（最小値）である。
【００６４】
積分処理では、受信信号の強度として、ＲＳＳＩ（Received  Signal  Strength  Indicator）を用いるが、強度を表す値はＲＳＳＩに限定されない。また、交信可能領域ＡＲ内では、ＲＦタグ３００が移動する場合であっても、受信信号の強度には差が生じず、同じ強度であるとする。
【００６５】
図６と図７は、積分処理のシミュレーションの結果を模式的に示す図である。図６の縦軸は受信信号の強度として受信電力の値を示し、横軸は時間経過を示す。実験では、コンベアＣ上で非対象ＲＦタグ３００が先行して移動し、その後を対象ＲＦタグ３００が移動する場合に、リーダライタ２００による受信信号の強度の変化が図６で示されるように検出された。図６では、非対象ＲＦタグ３００からの受信信号の強度の変化が破線で示されて、対象ＲＦタグ３００からの受信信号の強度の変化が実線で示されている。
【００６６】
図７（Ａ）は、図６の破線で示す非対象ＲＦタグ３００の受信信号の強度と、実線で示す対象ＲＦタグ３００の受信信号の強度のそれぞれについて、ＲＦタグ３００からの信号を受信するごとに、当該受信信号の強度を積分時間にわたって時間積分した場合の積分値の変化が示される。この積分時間は、上記の交信可能時間をもとに決定される。
【００６７】
リーダライタ２００が機器１００からトリガＴＲを受信したときに、積分値が最大であるＲＦタグ３００を対象ＲＦタグ３００として判別するとした場合に、図７（Ａ）では、非対象ＲＦタグ３００の積分値が最大であることから、非対象ＲＦタグ３００が交信処理の対象として誤って判別されて、その結果、「読みすぎ」および「読みぬけ」が発生する。
【００６８】
これに対して、重み付けをしながら積分を実施した場合には、「読みすぎ」および「読みぬけ」を回避することができた。具体的には、積分処理部２４４により、ＲＦタグ毎の受信信号ごとに、その受信強度に重み付け部２４５からの重みα（０＜α＜１）を付けながら積分を実施する。例えば、重み付けされた受信強度は、（受信強度×α）により算出される。ｎ個目の受信信号に付けられる重みα（ｎ）は、それ以前に受信した（ｎ−１）個目の信号に付けられる重み（α（ｎ−１））よりも大きな値となるように設定される。つまり、図７（Ｂ）のグラフ４００に示されるように、重み付け処理後の積分値（斜線部）は過去の積分値ほど小さくなる（最近の積分値ほど大きくなる）ように変化する。
【００６９】
これにより、図６の破線で示す非対象ＲＦタグ３００の受信信号の強度と、実線で示す対象ＲＦタグ３００の受信信号の強度について、重み値が付加されながら積分処理部２４４により積分処理されることにより、図７（Ｂ）に示されるように、トリガＴＲの入力時に対象ＲＦタグ３００の積分値（斜線部の面積）を非対象ＲＦタグ３００の積分値（斜線部の面積）よりも大きくすることができる。また、発明者らは、図７（Ｂ）に示される実験の結果から、重み付け積分処理を実施することにより、トリガＴＲ入力時に対象ＲＦタグ３００の積分値を最大とすることができて、その結果、「読みすぎ」および「読みぬけ」が回避され得るとの知見を得た。
【００７０】
［処理フロー]
図８は、実施の形態に係るリーダライタ２００における交信処理のフローチャートである。このフローチャートは、予めプログラムとして記憶部２７０に格納される。ＣＰＵ２４１は、このプログラムを記憶部２７０から読出し、実行する。図９は、実施の形態に係る積分値の格納形式を示す図である。フローチャートを、コンベアＣ上のＲＦタグ３００は、交信可能領域ＡＲを一定間隔毎または不定間隔毎に通過するケースにおいて説明する。
【００７１】
まずＩＤ取得部２４３は、機器１００からの制御指令に従い、ＲＦタグ３００にＩＤ（識別子）を問合せるコマンド信号を送信するリード処理を実施する（ステップＳ３）。ＩＤリード処理において、ＩＤ取得部２４３は、交信可能領域ＡＲ内にいる各ＲＦタグ３００から、当該問合せに対する応答の信号を受信する。応答には、当該ＲＦタグ３００のＩＤが含まれる。
【００７２】
積分処理部２４４は、ＲＦタグ３００からの応答である受信信号の強度を重み付け部２４５からの重みを付けながら積分し、積分値を記憶部２７０の領域ＭＴに格納する（ステップＳ５）。領域ＭＴには、ＲＦタグ３００のＩＤ毎に積分値が格納される。たとえば図９に示されるように、領域ＭＴには、ＩＤが“Ａ”，“Ｂ”，・・・“Ｘ”のそれぞれに対応して、積分値ＩＤ（Ａ），ＩＤ（Ｂ），・・・，ＩＤ（Ｘ）が格納される。
【００７３】
交信処理部２４２は、ＲＦタグ３００が交信可能領域ＡＲ内の予め定められた位置にまで移動したか否か、すなわち機器１００からトリガＴＲを入力するか否かを判断する（ステップＳ９）。交信処理部２４２は、トリガＴＲを入力しないと判断すると（ステップＳ９でＮＯ）、処理はステップＳ３に戻り、以降の処理が繰返される。したがって、トリガＴＲが入力されるまでの時間は、ＩＤリード処理（ステップＳ３）と積分処理部（ステップＳ５）が繰返される。これにより、各回の繰返しにおいて、各ＲＦタグ３００からの受信信号の強度が重み付けされて領域ＭＴの当該ＲＦタグ３００の積分値（前回の積分値）に加算され、当該積分値が更新される。
【００７４】
交信処理部２４２がトリガＴＲを入力したと判断すると（ステップＳ９でＹＥＳ）、すなわちＲＦタグ３００が交信可能領域ＡＲ内の予め定められた位置に移動したとき、最大値決定部２４６は、領域ＭＴの各ＲＦタグ３００の積分値のうち、最大の積分値を決定する（ステップＳ１１）。これにより、以降の交信処理のための対象ＲＦタグ３００が決定される。
【００７５】
続いて、交信処理部２４２は、機器１００からコマンド信号がＩＤリードまたはデータリード/ライトのいずれであるかを判断する（ステップＳ１３）。交信処理部２４２は、ＩＤリードのコマンド信号を受信していると判断すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、最大値決定部２４６により決定された最大の積分値を、対応のＩＤと関連付けて機器１００に送信する（ステップＳ２３）。その後、処理は終了する。
【００７６】
一方、交信処理部２４２は、データリード/ライトのコマンド信号を受信していると判断すると（ステップＳ１３でＮＯ）、決定された対象ＲＦタグ３００と交信処理を実施する（ステップＳ１５〜Ｓ２１）。
【００７７】
具体的には、セレクト部２４７は、領域ＭＴの各ＲＦタグ３００の積分値のうちから最大の積分値に対応したＩＤを読出し、当該ＩＤ宛のリードライトのコマンド信号をセットする。また、パワーアップ部２４８はリードライトのコマンド信号を送信する電力が、ＩＤリードの送信電力よりも増加するように、パワーアンプ２１３を制御する（ステップＳ１５）。例えば、送信電力が最大とされる。
【００７８】
その後、交信処理部２４２は、セットされたコマンド信号を、交信部を介して送信する。これにより、対象ＲＦタグ３００のみについてリードライト処理（シングルリードライト処理）が実施される（ステップＳ１７）。
【００７９】
交信処理部２４２は、リードライト処理において対象ＲＦタグ３００からの応答に基づき、リードライト処理が成功したか否かを判断する（ステップＳ１９）。成功していないと判断された場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）、交信処理部２４２は、リードライト処理をリトライする。このとき、チャネル変更部２４９は、発振周波数（チャネル）を別のチャネルに変更するように周波数シンセサイザ２１６を制御する（ステップＳ２１）。その後、処理は、ステップＳ１５に戻り、変更後の新たなチャネルを用いて、上述したリードライト処理が繰返される。一方、交信処理部２４２は、リードライト処理は成功したと判断した場合（ステップＳ１９でＮＯ）、処理は終了する。
【００８０】
図８の処理のステップＳ１５では、ＩＤリード処理における重み付け積分処理によって決定された対象ＲＦタグ３００のＩＤを用いることで、「読みすぎ」を回避することができる。また、ステップＳ１５では、送信電力を増加させることで対象ＲＦタグ３００からの受信信号の強度の低下を防止できて、「読みぬけ」を回避することができる。また、周波数のチャネルを切替えながらリードライト処理のリトライが実施されることで、リードライト処理の成功率を高めて「読みぬけ」を回避することができる。
【００８１】
［変形例］
実施の形態では、以下に述べる各種の変形例を用いることができる。
【００８２】
（積分処理の他の例）
上記の積分処理では、トリガＴＲが入力されるまでの時間において、ＲＦタグ３００から信号を受信するごとに積分処理が繰返されるとしたが、積分方法はこれに限定されない。以下のように、トリガＴＲが入力されたときに積分処理が開始されるとしてもよい。
【００８３】
図１０は、実施の形態に係る積分値の格納形式の他の例を示す図である。トリガＴＲが入力されたときに積分処理が開始される場合には、トリガＴＲが入力されるまでの時間において、各ＲＦタグ３００から信号を受信するごとに、領域ＭＴには当該ＲＦタグ３００の受信信号の強度が格納される（図９参照）。例えば、受信順番に従い強度が格納される。トリガＴＲが入力されたときには、積分処理部２４４は、図１０の各ＲＦタグ３００の強度を、重み付け部２４５からの重みを付けながら積分する。例えば、受信順番に従い重み付けしながら積分する。この積分方法であっても、各ＲＦタグ３００の積分値のうちから、最大値のＲＦタグ３００をリードライト処理の対象ＲＦタグ３００として決定することができる。
【００８４】
図１０に示す格納形式による積分処理は、図９に示された領域ＭＴの格納形式による積分処理に比べて、メモリの消費量は多いが、積分時間にわたる一連の受信信号の強度を領域ＭＴにおいて保持することが可能である。したがって、図１０の領域ＭＴの受信強度を表示部２８０（またはディスプレイ１０２）に出力することで、各ＲＦタグ３００について、受信強度の時間変化を出力することが可能となる。また、出力された受信強度の値の変化から、異常値の有無を提示することが可能となる。
【００８５】
なお、領域ＭＴにおいては、各ＲＦタグ３００について、図９の積分値と、図１０の受信信号の時系列の強度との両方が格納されるとしてもよい。
【００８６】
（受信信号の補完）
図１１は、実施の形態による受信信号の強度の補完を説明する図である。図１１に示されるように、本来、ＲＦタグ３００からの受信信号の強度は、コンベアＣ上のＲＦタグ３００の移動に連動してライン４１１に沿って変化し得る。しかし、交信可能領域ＡＲにおいてノイズ，電波の干渉などが発生する場合には、受信信号の強度が大きく変化し、この変化は、図１１の突発的な異常値として検出され得る。積分処理に当該異常値を用いるとすれば、積分値の精度は低下する。
【００８７】
実施の形態では、このような異常値に代えて、図１１に示すような補完値を用いる。例えば、異常値の前後で受信した信号の強度から補完値を算出し、算出値（平均値など）を内挿により補完する。これにより、上記の積分処理の対象として、異常値が排除されて、代わりに補完値を用いることが可能となり、積分値の精度の低下を回避することができる。
【００８８】
（重みの変更）
図１２は、実施の形態による重み付け値の変更を説明する図である。上記の実施の形態では、各ＲＦタグ３００の積分時間にわたる一連の受信信号の強度の変化から重み付け値を変更してもよい。
【００８９】
具体的には、重み付け部２４５は、時系列に連なる受信信号の強度を微分し、微分値から強度の変化の大きさを算出する。図１２を参照して、重み付け部２４５は、微分値が「＋」である期間は、すなわち強度が増加する傾向にある期間は重みαを、例えば「０＜α＜０．９」とし、微分値が「＋」→「−」に変化したとき重みを、たとえば「０＜α＜０．１」に変更する。これにより、交信可能領域ＡＲから遠ざかる方向に移動するＲＦタグ３００については、その積分値をより早く小さくすることが可能となり（図１２の下段参照）、最大の積分値である対象ＲＦタグ３００の決定が容易となる。
【００９０】
（重み付け積分の他の例）
実施の形態の重みを付け積分では、ＲＦタグ毎の受信信号ごとに、重み付けをして積分したが、重み付けは、受信信号の強度に代えて積分値に付されてもよい。
【００９１】
つまり、ＩＤリード処理（ステップＳ３）が実施されて積分値が算出されるごとに（ステップＳ５）、その積分値について（積分値×α）と重み付けする。ｎ回目に算出された積分値の重みα（ｎ）は、それ以前の（ｎ−１）回目に算出された積分値の重み（α（ｎ−１））よりも大きな値となるように設定される。この場合であっても、積分値を、図７（Ｂ）のグラフ４００に示されるように変化させることができる。
【００９２】
（重み付け積分の更なる他の例）
上記の積分値の重み付けは、当該積分値から予め定められた重みβを引くことにより実施されてもよい。重みβについては、重み付け部２４５が、ｎ回目に（すなわちｎ回目のＩＤリード処理に伴い）算出された積分値から引くべき重みβ（ｎ）を、それ以前の（ｎ−１）回目に算出される積分値にから引くべき重み（β（ｎ−１））よりも小さな値となるように設定する。この場合であっても、積分値を、図７（Ｂ）のグラフ４００に示されるように変化させることができる。
【００９３】
（積分値の削除）
図１３は、実施の形態による積分値の領域ＭＴからの削除を説明する図である。実施の形態では、交信処理部２４２は、対象ＲＦタグ３００を、領域ＭＴの積分値（図９参照）または一連の受信信号の強度（図１０参照）から最大の積分値から決定する。したがって、決定後は、少なくとも対象ＲＦタグ３００のデータは領域ＭＴから削除されてもよい（図２の下段参照）。これにより、領域ＭＴを有効に利用できる。
【００９４】
（固定のＲＦタグ３００の排除）
実施の形態では、交信可能領域ＡＲ内に固定された（移動しない）ＲＦタグ３００が位置するケースもあり得る。実施の形態では、固定されたＲＦタグ３００は、交信処理の対象外とする処理を実施する。
【００９５】
交信処理部２４２は、領域ＭＴに格納された各ＲＦタグ３００の時系列に連なる受信信号のある期間における強度の変化を微分する、すなわち、変化の傾き（大きさ）を検出する。交信処理部２４２は、その微分値（傾き）が予め定めた値以下（例えば略ゼロ）であるＲＦタグ３００のＩＤを判別し、判別されたＲＦタグ３００についての積分処理を停止（中断）する。例えば、該当のデータを領域ＭＴから削除するととともに、ＩＤリード処理（ステップＳ３）の対象から当該ＩＤを排除する。
【００９６】
これにより、交信可能領域ＡＲ内に固定されたＲＦタグ３００を判別し、ＩＤリード処理の対象から除外することができ、ＩＤリード処理（より特定的には積分処理）の負荷を軽減し、また領域ＭＴの無駄な消費を回避することができる。
【００９７】
（リーダライタ２００が移動する例）
実施の形態では、コンベアＣ上のＲＦタグ３００が移動し、リーダライタ２００は固定としたが、この反対であってもよい。つまり、リーダライタ２００が移動し、固定されたＲＦタグ３００からの受信信号の強度について、重み付け積分による最大積分値から対象ＲＦタグ３００を決定することも可能である。
【００９８】
（重みの設定変更）
実施の形態では、重み付け部２４５が付ける重みは、可変であってよい。可変に設定するために、例えば、ユーザが操作して変更する。この場合に、現在設定されている重みが表示部２８０に表示されるとしてもよい。
【００９９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１００】
１３  サーキュレータ、１４  アンテナ、３０  ケーブル、４０  近接スイッチ、１００  機器、１０２  ディスプレイ、１０４  キーボード、１０６，２９２  メモリカード、１１２  メモリ、１１３  タイマ、１１４  ハードディスク、１１８  入力インターフェイス、１２０  表示コントローラ、１２４，２９０  通信インターフェイス、２００  リーダライタ、２１０  送信部、２１１，２２６ａ，２２６ｂ  変換器、２１２  変調器、２１３  パワーアンプ、２１６  周波数シンセサイザ、２２０  受信部、２２１  帯域制限フィルタ、２２２  ローノイズアンプ、２２３ａ，２２３ｂ  乗算器、２２３ｃ  位相器、２２４  直交復調器、２２５ａ，２２５ｂ  増幅器、２４０，３３１  制御部、２６０  上位インターフェイス、２７０  記憶部、２８０  表示部、２９１  インターフェイス、３００  ＲＦタグ、３１０  アンテナ、３２０  インピーダンス調整回路、ＡＲ  交信可能領域。
【図１】
0006682994.tif 000002
【図２】
0006682994.tif 000003
【図３】
0006682994.tif 000004
【図４】
0006682994.tif 000005
【図５】
0006682994.tif 000006
【図６】
0006682994.tif 000007
【図７】
0006682994.tif 000008
【図８】
0006682994.tif 000009
【図９】
0006682994.tif 000010
【図１０】
0006682994.tif 000011
【図１１】
0006682994.tif 000012
【図１２】
0006682994.tif 000013
【図１３】
0006682994.tif 000014