(57)【要約】【課題】  通信状況の変化にかかわらず、通信対象である電子タグを選別して通信し、また、電子タグの精確な位置を検知可能とすること【解決手段】  物品等に貼られた物品管理等をするための電子タグの周辺にあらかじめ設置された通信状況確認用電子タグ301〜324と物品管理用電子タグ351〜356とを同時に通信することにより、通信状況確認用電子タグの位置座標と紐つけることにより物品管理用電子タグの位置を精確に検知可能なリーダライタ101と、通信状況確認用電子タグ301〜324と通信することにより、随時リーダライタおよびリーダライタアンテナ周囲の環境の変化による通信状況の変化を検知し、この検地結果を元にリーダライタ101により通信可能領域を制御可能なリーダライタ101に付随するリーダライタアンテナ111〜114とから無線システム構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各空間領域での通信状況を把握するための通信状況確認用の電子タグと、前記電子タグと通信するリーダライタと、前記リーダライタに制御される少なくとも1個以上のアンテナと、前記リーダライタと接続された情報処理装置からなる電子タグを利用した無線システムであって、
前記リーダライタが、前記電子タグと通信し、
前記リーダライタが、前記通信の結果を前記情報処理装置に送信し、
前記情報処理装置が、前記通信の結果から、前記リーダライタの各アンテナ毎の電子タグとの通信領域及び各領域での前記電子タグとの通信の際発生する符合の誤りの発生率を認識し、
前記情報処理装置が、前記発生率に基づいて、通信領域及び通信状況を示す情報を出力することを特徴とする電子タグを利用した無線システム。
【請求項２】
請求項1に記載の電子タグを利用した無線システムにおいて、
前記情報処理装置は、前記リーダライタであることを特徴とする電子タグを利用した無線システム。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の電子タグを利用した無線システムにおいて、
前記情報処理装置もしくは前記リーダライタの一方が、前記通信領域及び通信状況を示す情報に対応するよう前記アンテナを制御することで、当該アンテナのビームパターンを変化するよう制御することを特徴とする電子タグを用いた無線システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電子タグを利用した無線システムにおいて、
前記情報処理装置もしくは前記リーダライタの一方は、前記通信領域及び通信状況を示す情報が通信不可の領域があることを示す場合に、前記アンテナビームパターンを変化するよう制御することを特徴とする電子タグを利用した無線システム。
【請求項５】
請求項３または４のいずれかに記載の電子タグを利用した無線システムにおいて、
前記情報処理装置もしくは前記リーダライタの一方は、前記アンテナを移動することおよび前記アンテナをアレーアンテナに変更することの少なくとも一方を示す情報を出力することを特徴とする電子タグを用いた無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子タグを用いた無線通信技術に関する。その中でも特に、リーダライタアンテナ、リーダライタ、電子タグから構成される無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子タグは、電磁波等によってリーダライタと呼ばれる無線機器とデータを送受信することができるものである。このために、電子タグは、ＩＣとアンテナを備えることが多い。
【０００３】
この電子タグを利用した無線システムは、例えば、ゲートの入場記録、入場許可判断等に使用されている。例えば、ゲートが近接していても所望のゲートを通過した電子タグだけを読取、または書き込みできる無線システムが知られている(特許文献１参照)。また、無線タグに対して少ないアンテナ数で確実な読取を実現する電子タグ読取装置が知られている(特許文献２参照)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９８６１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６０５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子タグ及び電子タグ用リーダライタを利用した入退場管理システム、物品管理システム、位置検出システム等がある。これらのシステムは、対象となる人、あるいは物品に結びついた電子タグとリーダライタが通信することにより実現する。
【０００６】
これらのシステムに関して、一般的に周辺環境の変化により、電子タグとリーダライタ間の通信状態が変化する。例えば、電子タグと電子タグ用リーダライタアンテナ周辺に障害物がある場合は、障害物による電波の減衰や干渉による通信不可、あるいは、情報の誤りが発生することがある。また、障害物による反射効果や、回折効果により、本来通信出来ないはずのリーダライタと電子タグが通信可能となり、その結果、リーダライタが電子タグを誤読取することがある。
【０００７】
しかし、従来の技術では、電子タグと電子タグ用リーダライタ間の通信に関して、電子タグ及び電子タグ用リーダライタに付随するアンテナの周囲の環境の変化による通信状況の変化を十分に考慮していなかった。そのため、上述した電子タグの誤読取や本来通信すべき電子タグとの通信に失敗する可能性が高かった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では、あらかじめリーダライタと物品等に貼られた物品管理等をするための電子タグ（以下管理用電子タグと呼ぶ）の周辺にあらかじめ通信状況確認用の電子タグ（以下通信状況確認用電子タグと呼ぶ）を配置し、これと通信することにより、リーダライタおよびリーダライタアンテナ周囲の環境の変化による通信状況の変化を検知し、この検地結果を元に通信状況の変化に対応してリーダライタの通信を制御することを特徴とする。
【０００９】
より具体的には、通信状況確認用電子タグを、リーダライタ、リーダライタアンテナと管理用電子タグの周辺にあらかじめ設置する。通信状況確認用電子タグは、管理用電子タグが基本的に静的な場合では、位置空間上に静止した状態で配置することを想定する。たとえば、物品管理用の各棚や、物品区分け用の仕切り等に設置する。また、入退場管理システム等の、管理用電子タグが移動するケースでは、位置空間上に静止した状態で設置するだけでなく、フォークリフトや荷車等の移動体に少なくとも一つ以上設置する。これら通信状況確認用電子タグが絶対的、あるいは相対的な位置座標を持つか、あるいは、タグ自身は固有のIDを持ち、リーダライタ、あるいはリーダライタを管理するコンピュータが通信状況管理用電子タグの固有のIDと絶対的あるいは、相対的な位置空間座標を保持する。リーダライタはあらかじめ通信状況確認用電子タグの存在を把握しているため、これらと直接通信することにより、各位置における通信状況を把握することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リーダライタの各アンテナごとの通信領域を高い精度で認知することができる。その結果、通信対象領域の電子タグとのみ通信し、通信対象外の領域にある電子タグと誤って通信することを防ぐことができる。また、電子タグの位置を正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について、以下に図面を用いて説明する。
この実施の第一形態は本発明を店舗における商品棚や物流倉庫における物品保管棚、書店や図書館における書籍棚における物品を管理するスマートシェルフシステムに適用したものについて述べる。
【００１２】
図1、図５および図６に、スマートシェルフシステムの構成図を示す。3段の棚を持つ物品棚61に、リーダライタ101にリーダライタ−アンテナ接続ケーブル11〜14で接続されたリーダライタアンテナ111、112、113、114が、物品棚61の両壁面のそれぞれにアンテナ固定器具51、52によって電波放射方向が物品棚に向くよう設置されている。図２は、リーダライタ、リーダライタアンテナ、およびリーダライタ制御用コンピュータの一般的な接続方法を示す図である。リーダライタ101はリーダライタ制御用コンピュータ1とコンピュータ−リーダライタ接続用ケーブルで接続されている。リーダライタ制御用コンピュータ１はデータベース2と３と接続されている。スマートシェルフの各段、及び、格段ごとの区切りが有る場合、この区切りごとに通信状況確認用電子タグ301〜324を設置する。データベース2には、この通信状況確認用電子タグ301〜324固有のＩＤと位置情報を含む情報をもち、これらを紐つけている。本ケースでは、位置情報はデータベース2に保持されている。図３(a)は、データベースにテーブル構成図の一例である。また、電子タグの位置情報は、リーダライタのメモリ内部に保持されるケースもある。また、通信状況確認用電子タグ301〜324自身のメモリに位置情報を保持することもある。この場合、リーダライタは、通信状況確認用電子タグ301〜324と通信する際、通信状況確認用電子タグ301〜324のメモリ内に保持されている位置情報を読取ることにより、通信状況確認用電子タグ301〜324の位置を認識する。
【００１３】
図1(ａ)は物品棚61に物品が置かれていない状況下での、各リーダライタアンテナ111〜114通信状況を示すものである。31〜34は各リーダライタアンテナ111〜114の通信可能領域である。リーダライタ101はリーダライタアンテナ111〜114の各々から電磁波を放射することにより、電子タグと通信することができる。また、リーダライタ101はリーダライタアンテナから電磁波を放射し、通信状況確認用電子タグ301〜324と通信を試みることにより、各リーダライタアンテナごとの通信可能領域を認知する。たとえば、リーダライタ101がリーダライタアンテナ111から電磁波を放射し電子タグとの通信を行い、通信状況確認用電子タグと通信し、通信状況確認用電子タグのIDの読取結果を受けて、これらのIDとデータベース上の電子タグIDと位置情報を参照し比較することにより、通信領域を認知することができる。図1(a)の場合、リーダライタアンテナ111をリーダライタが使用した場合、通信状況確認用電子タグ301、302、304、305、306、308、309、312のIDを読取った結果、データベース上の位置情報を参照することにより、通信可能領域が物品棚61の3段1列目と3段2列目、2段1列目の右上側、2段目2列目の左上側であることを認識することができる。
【００１４】
リーダライタ101は、上記の動作を各リーダライタアンテナにおいて実施し、読取ったタグIDとデータベースの通信状況確認用電子タグのIDリストと比較し、通信状況確認用電子タグ311、314が読取れていない結果を受けて、物品棚61の2段目1列目の左側の区域、即ち通信状況確認用電子タグ311近傍と、2段目3列目の右側の区域、即ち通信状況確認用電子タグ314近傍が通信不可領域であると判断する。また、それ以外の領域では通信可能と判断する。この通信状況の結果は制御用コンピュータ1のモニタや、制御用コンピュータ1を通じて通信状況保存用データベース3に出力する。図３(b)は通信状況保存用データベース３のテーブルの一例である。データベース3には、各通信状況確認用電子タグごとの、リーダライタアンテナ設置方法ごとの、通信時刻と通信成功可否の結果を記録する。
【００１５】
リーダライタ101は、物品棚61の各領域で通信する必要がある場合、リーダライタアンテナを制御することにより、通信不可領域と通信領域に変えることができる。例えば、上述した例では、図1(b)のようにリーダライタアンテナ111〜114の電磁場放射方向を、通信できなかった領域に向け物理的に変えることにより、通信状況確認用電子タグ311と314の近傍を通信可能領域に変えることができる。上述したケースでは、リーダライタアンテナを物理的に移動させることにより通信領域を変更したが、リーダライタアンテナをアレーアンテナにすることにより、電子的に通信領域を変更することもできる。図3は、上記一連の処理方法の一例をフローチャ−ト図で表現したものである。
【００１６】
図５(ａ)は物品棚61に物品71〜76と各々の物品71〜76に貼り付けられた通信状況確認用以外の物品管理用電子タグ351〜356を設置したときの構成図である。リーダライタは、各リーダライタアンテナごとの通信可能領域を上述したものと同様な方法で、図１(a)31〜34の領域から図５(ａ)の39〜42の領域に変化していることを把握し、通信状況確認用電子タグ316と323が新たに通信できないことを認識することにより、物品棚61の1段目2列目の中央が新たに通信不可な領域になったことを把握することができる。
【００１７】
物品の位置の確認方法は、例えば、物品71、72の存在位置を確認する場合、物品71、72に貼り付けられた物品管理用電子タグ351、352の位置を確認すればよい。物品管理用電子タグ351、352の位置確認方法は、物品管理用電子タグと通信する場合に、通信状況確認用電子タグと通信し、この位置情報と紐つけることにより、位置を認識することができる。なお、物品管理用電子タグとの通信および通信状況確認用電子タグとの通信は、同時に行ってもよい。この場合、これらの通信がまったく時間的に重なってもよいし、一部の通信時間が重なってもよい。
【００１８】
例えば、図５(ａ)の場合、物品管理用電子タグ351、352とが同時に通信することができる通信状況確認用電子タグが315、318、319、322であるため、物品管理用電子タグ351、352の存在位置が物品棚61の一段目一列目にあることがわかり、結果として、物品71、72が物品棚61の1段目一列目にあるとリーダライタ、ないし、リーダライタ制御用コンピュータが検知する。
【００１９】
上記より詳細な位置情報を得たい場合は、リーダライタの各リーダライタアンテナを制御することにより、様々な通信状況を作り出し、各通信状況において上記と同様の作業を繰り返し、得られた結果を比較することにより、物品の詳細な位置を把握することができる。例えば、図５(ｂ)はリーダライタアンテナ112の電磁波の出力を弱め時の一例である。このとき、リーダライタアンテナ112の通信可能領域は領域43である。通信領域43で読取れる電子タグが通信状況確認用電子タグ315、318、322と物品管理用電子タグ351であることから物品71は物品棚61の1段目1列目の左側半分の領域に存在すると判断することができる。一方、物品72は、図５(ａ)のときの読取結果と比較して、物品管理用電子タグ352と通信できなくなったことから、物品棚61の1段目1列目の右側半分に存在すると判断することができる。以上、各リーダライタアンテナの通信可能領域を変更させ、通信領域ごとの電子タグの読取結果の空間的な論理和、論理積、排他的論理和を評価することにより、詳細な物品の位置を把握することができる。
【００２０】
図６は、上記と同様の方法で通信可能領域を変更し、物品管理用電子タグ73、74が読めたときの例である。通信可能領域45、46の各々で、通信状況確認用電子タグ316、323及び物品確認用電子タグ353、354が同時に通信できることから、物品73、74の存在位置は、物品棚61の1段目2列目を検知する。
【００２１】
図4および図７は、本発明の第２の実施の形態における無線システムを示す図である。
この第2の実施の形態は、本発明を、図4および図７に示すように、店舗や倉庫等における出入り口に設置される入退場用のゲートにリーダライタアンテナを設置し、物品に添付される物品管理用電子タグ、あるいは、人が携帯する電子タグを、物品あるいは、人が通過するたびに電子タグと通信することにより入退場を管理するゲートシステムに適用した一例である。
【００２２】
図４(a)に示すように通信状況確認用電子タグ361〜372を物品棚62に、373〜384が物品棚63に、390〜391をゲート部分53に、392〜393をゲート部分54に設置する。物品棚62，63には、物品管理用電子タグ400〜402がそれぞれ添付された物品80〜82を保管しておく。また、両側のゲート53、54には、それぞれリーダライタ用アンテナ115、116を互いに（例えば2台）向かい合うように設置する。
【００２３】
物品や人がゲートの間にいない状況での各リーダライタアンテナの通信可能領域は、図４(a)通信可能領域47、48である。リーダライタあるいは、リーダライタ制御用コンピュータは、この通信状況を各リーダライタアンテナと、通信状況確認用電子タグ361〜384と390〜393との通信を行うことで検知する。
【００２４】
通信可能領域が47、48の通信状況は、通信可能領域に物品棚62、63が含まれていないため正常な通信状況である。リーダライタないし、リーダライタ制御用コンピュータは、通信状況確認用電子タグ361〜384と通信していないことを確認することにより、通信状況が正常であることを確認する。一方、通信状況確認用電子タグ361〜384のいずれかが通信可能領域に含まれた場合、これは異常な通信状況である。なぜなら、この状況では、物品棚に保管されている物品管理用電子タグが添付された物品と通信する可能性があり、ゲートアンテナを通過する物品管理用電子タグが添付された物品と区別することができなくなり、ゲートアンテナの機能を果たさなくなる可能性があるからである。そこで、リーダライタ内のメモリ内部に通信状況確認用電子タグ361〜384と通信した場合、通信エラーと登録しておく。
【００２５】
ゲートに人や物が通過するとき、人や物により、電磁波の反射、回折現象が発生し通信可能領域が変化することがある。その結果、通常では通信対象外の領域が通信可能領域となってしまい、通信状況が異常となることがある。図4(b)は人7と物品管理用電子タグ410が貼り付けられた荷物83によりリーダライタアンテナ115から放射される電磁波による通信可能領域47が49に変わり、ゲート領域でない物品棚の領域の一部が、通信可能領域に入ってしまった例である。
【００２６】
図4(b)において、リーダライタは、リーダライタのメモリ内部に登録された通信できた場合エラーと認識する通信状況確認用電子タグ379、382と通信した結果を受け通信状況を異常と認識し、この結果をリーダライタ制御用コンピュータ、およびデータベース6に出力する。
【００２７】
リーダライタは通信状況が異常であることを検知した結果、リーダライタアンテナ115の出力、指向性、電磁波の放射方向を変えることにより、図７通信可能領域50のように、通信状態を異常状況から正常状況に変えることができる。また、リーダライタはゲート部分に設置された通信状況確認用電子タグ390〜393と通信していることを検知することにより、ゲート53、54の間の領域が通信可能領域であると認知する。以上が、本無線システムの誤通信の内容リーダライタを制御する方法の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、電子タグを用いた無線システムにおいて、通信に関して、通信対象領域を指定すること、および、通信している電子タグの精確な位置を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態１におけるシステム構成図（その１）である。
【図２】本実施形態におけるリーダライタ、リーダライタアンテナ、リーダライタ制御用コンピュータの接続例を示す図である。
【図３】本実施形態におけるデータベースのテーブル構成図である。
【図４】本実施形態２におけるシステム構成図（その１）である。
【図５】本実施形態１におけるシステム構成図（その２）である。
【図６】本実施形態１におけるシステム構成図（その３）である。
【図７】本実施形態２におけるシステム構成図（その２）である。
【符号の説明】
【００３０】
１、４…リーダライタ制御用コンピュータ、  ２、３、５、６…データベース、  ７…人
１１〜１６…リーダライタ−リーダライタアンテナ接続用ケーブル、  ２１、２２…リーダライタ−リーダライタ制御用コンピュータ接続用ケーブル、  ３１〜５０…各リーダライタアンテナごとの通信可能領域、  ５１、５２…リーダライタアンテナ固定器具  ５３、５４…ゲート、  ６１〜６３…物品棚、  ７１〜７６、８０〜８３…物品、  １０１、１０２…リーダライタ  １１１〜１１６…リーダライタアンテナ、  ３０１〜３２４、３６１〜３８４、３９０〜３９３…通信状況確認用電子タグ、  ３５１〜３５６、４００〜４０２、４１０…物品管理用電子タグ
【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】
2007156937.tif 000007
【図６】
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【図７】
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