(57)【要約】 【課題】  読み取り範囲を拡大した（高速読み取りを可能にする）無線ＩＣタグリーダおよび複雑な制御を必要としない無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した信頼性の高い移動体読み取りシステムを提供すること。【解決手段】  無線を介して移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取る複数のアンテナ２６，２７，２８，２９を具備した無線ＩＣタグリーダにおいて、複数のアンテナ２６，２７，２８，２９で無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取り動作中に、複数のアンテナ２６，２７，２８，２９中のあるアンテナが、無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、無線ＩＣタグに記憶されたデータの読み取り動作を中断させ、予め決められた順番に従って複数のアンテナ中のあるアンテナの切り換えさせ、検出できなくなった無線ＩＣタグを探索させ、中断中の無線ＩＣタグに記憶されたデータの読み取り動作を再開させる機能を備えること。【選択図】  図１
2007049527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを無線で読み取るための複数のアンテナを具備した無線ＩＣタグリーダであって、前記アンテナの１つを用い前記無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取り動作中に、前記アンテナの１つによっては、前記無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、前記読み取り動作を中断し、予め決められた順番に従って前記複数のアンテナ中の他のアンテナに切り換えて検出できなくなった無線ＩＣタグを探索し、前記読み取り動作を再開する機能を有することを特徴とする無線ＩＣタグリーダ。
【請求項２】
外部の制御システムとのインターフェースと、変調回路と、復調回路と、切り換えスイッチおよび複数のアンテナを有するアンテナ部とを具備し、ＣＰＵには、アドレスカウンタとアンテナカウンタと無線ＩＣタグ検知フラグとデータ格納バッファが含まれ、前記ＣＰＵは、前記制御システムからデータ読み取りの命令を受けると、アドレスカウンタをセットしてアンテナカウンタをリセットし、前記切り換えスイッチを切り換え、前記無線ＩＣタグの読み取りに使用する前記アンテナを前記アンテナカウンタにより示される前記アンテナにセットし、セットした前記アンテナから無線ＩＣタグへのコマンドを出力し、前記無線ＩＣタグのデータを読み取り、データ読み取りコマンド送信が成功し、前記無線ＩＣタグからのレスポンスデータを取得した場合は、無線ＩＣタグ検知フラグをセットし、レスポンスデータを前記バッファに格納し、その後、前記アドレスカウンタのチェックを行わせ、前記アドレスカウンタが指定数を超えた場合には、前記バッファに格納してある読み取りデータを前記制御システムへ返信し、前記アドレスカウンタが指定数を超えない場合は、前記アドレスカウンタを増加して、データ読み取り処理へ戻るフローを実行することを特徴とする請求項１記載の無線ＩＣタグリーダ。
【請求項３】
外部の制御システムとのインターフェースと、ＣＰＵと、変調回路と、復調回路と、切り換えスイッチと複数のアンテナを有するアンテナ部を備え、前記ＣＰＵには、アドレスカウンタとアンテナカウンタと無線ＩＣタグ検知フラグとデータ格納バッファが含まれ、前記ＣＰＵは、前記無線ＩＣタグからのレスポンスが無かった場合に、無線ＩＣタグ検知フラグのチェックを行い、前記無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていれば、アンテナ切り換え処理を行い、前記アンテナ切り換え処理では、まず、アンテナカウンタがチェックされ、前記アンテナカウンタの指定数を超えていない場合は、前記アンテナカウンタの増加及び前記無線ＩＣタグ検知フラグのリセットを行い、アンテナセットへ戻り、前記無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていない場合、または前記アンテナカウンタが指定数を超える場合は、データの読み取り失敗になり、前記制御システムへ無線ＩＣタグのデータ読み取りに失敗したことを通知するフローを実行することを特徴とする請求項１記載の無線ＩＣタグリーダ。
【請求項４】
移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを無線で読み取るための複数のアンテナを具備した無線ＩＣタグリーダを使用して構成する移動体読み取りシステムにおいて、前記無線ＩＣタグが取り付けられた前記移動体の移動経路に沿って、前記無線ＩＣタグリーダに各アンテナを設置し、前記移動体が移動経路に沿って設置された前記無線ＩＣタグリーダの前記各アンテナから前記移動体に取り付けられた前記無線ＩＣタグのデータの読み取りを開始させ、データ読み取り作業中に、前記移動体が前記各アンテナのあるアンテナの読み取り範囲から移動して、前記無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、移動に合わせ、順次、前記各アンテナを切り換えさせ、読み取り動作を行い、前記移動体に取り付けられた前記無線ＩＣタグの読み取り範囲を拡大させたことを特徴とする移動体読み取りシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＩＣタグリーダ及び無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した移動体読み取りシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線を利用してデータをやり取りする無線ＩＣタグおよび無線ＩＣタグリーダを利用したシステム応用の開発が進められている。無線ＩＣタグは、それぞれ固有のＩＤをもち一意に認識でき、半導体メモリにより大容量のデータを記憶できるので、特に物流管理や物品管理の分野での利用が盛んになっている。
【０００３】
物流管理では、倉庫での作業の自動化などに無線ＩＣタグが用いられる。図５は、従来例の入庫や出庫を管理する物流管理システムの概念を示す斜視図である。図５に示すように、無線ＩＣタグ１１を取り付けた荷物１４が運ばれるコンベヤー１５の脇に無線ＩＣタグリーダ１２のアンテナ１３が設置されている。このアンテナ１３の前を通過する荷物１４に取り付けられた無線ＩＣタグ１１のデータを読み取ることで、荷物の入庫、出庫の履歴を記録することで、入庫や出庫を管理する物流管理システムを構築できる。
【０００４】
荷物に取り付けられた無線ＩＣタグを取り付けた移動体のデータの読み取り処理は、読み取り時間、読み取り範囲および移動体の速度の関係が重要である。読み取り時間は、移動体が読み取り範囲を通過する時間（読み取り可能時間）よりも短くする必要がある。
【０００５】
無線ＩＣタグのデータの読み取り時間を短縮することは、困難なので、移動体の移動速度を低減する又は読み取り範囲を広くすることで読み取り可能時間を延長する方法が一般的にとられている。
【０００６】
移動体の移動速度を低減する方法には、コンベヤーの制限速度を遅くする方法や読み取り範囲内で移動体を停止させる方法がある。読み取り可能時間を確保する点で効果的であるが、移動体の流れを妨げ、業務効率の悪化を招きやすいという問題点があった。
【０００７】
読み取り範囲を拡大する方法には、アンテナの読み取り範囲を拡大する方法、複数台の無線ＩＣタグリーダを使用する方法、一台の無線ＩＣタグリーダに複数のアンテナを接続する方法がある。一台の無線ＩＣタグリーダに複数のアンテナを接続する方法に関する技術は、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００８】
アンテナの読み取り範囲を拡大させるために、一台の無線ＩＣタグリーダに取つけた複数のアンテナの通信可能領域を重複させる方法が特許文献３に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３０６０５４号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５１１３号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した特許文献１および特許文献２では、複数のアンテナの境界領域で高速読み取りをおこなえる技術的な配慮が十分になされていないので、無線ＩＣタグのデータを完全に読み取れない現象が発生し、無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した信頼性の高い移動体読み取りシステムを構築できないという問題点があった。
【００１１】
上述した特許文献３では、一台の無線ＩＣタグリーダに取りつけた複数のアンテナの通信可能領域を重複させることで、複数のアンテナの境界領域での高速読み取りを実現できるが、重複領域での混信により無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダの複数のアンテナ間に電波干渉を引き起こし、各無線ＩＣタグリーダ及びアンテナを制御するシステム構築が複雑になるという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、読み取り範囲を拡大した（高速読み取りを可能にする）無線ＩＣタグリーダおよび複雑な制御を必要としない無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した信頼性の高い移動体読み取りシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための第１の発明は、移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを無線で読み取るための複数のアンテナを具備した無線ＩＣタグリーダであって、前記アンテナの１つを用い前記無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取り動作中に、前記アンテナの１つによっては、前記無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、前記読み取り動作を中断し、予め決められた順番に従って前記複数のアンテナ中の他のアンテナに切り換えて検出できなくなった無線ＩＣタグを探索し、前記読み取り動作を再開する機能を有する無線ＩＣタグリーダである。
【００１４】
上記目的を達成するための第２の発明は、外部の制御システムとのインターフェースと、変調回路と、復調回路と、切り換えスイッチおよび複数のアンテナを有するアンテナ部とを具備し、ＣＰＵには、アドレスカウンタとアンテナカウンタと無線ＩＣタグ検知フラグとデータ格納バッファが含まれ、前記ＣＰＵは、前記制御システムからデータ読み取りの命令を受けると、アドレスカウンタをセットしてアンテナカウンタをリセットし、前記切り換えスイッチを切り換え、前記無線ＩＣタグの読み取りに使用する前記アンテナを前記アンテナカウンタにより示される前記アンテナにセットし、セットした前記アンテナから無線ＩＣタグへのコマンドを出力し、前記無線ＩＣタグのデータを読み取り、データ読み取りコマンド送信が成功し、前記無線ＩＣタグからのレスポンスデータを取得した場合は、無線ＩＣタグ検知フラグをセットし、レスポンスデータを前記バッファに格納し、その後、前記アドレスカウンタのチェックを行わせ、前記アドレスカウンタが指定数を超えた場合には、前記バッファに格納してある読み取りデータを前記制御システムへ返信し、前記アドレスカウンタが指定数を超えない場合は、前記アドレスカウンタを増加して、データ読み取り処理へ戻るフローを実行する無線ＩＣタグリーダである。
【００１５】
上記目的を達成するための第３の発明は、外部の制御システムとのインターフェースと、ＣＰＵと、変調回路と、復調回路と、切り換えスイッチと複数のアンテナを有するアンテナ部を備え、前記ＣＰＵには、アドレスカウンタとアンテナカウンタと無線ＩＣタグ検知フラグとデータ格納バッファが含まれ、前記ＣＰＵは、前記無線ＩＣタグからのレスポンスが無かった場合に、無線ＩＣタグ検知フラグのチェックを行い、前記無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていれば、アンテナ切り換え処理を行い、前記アンテナ切り換え処理では、まず、アンテナカウンタがチェックされ、前記アンテナカウンタの指定数を超えていない場合は、前記アンテナカウンタの増加及び前記無線ＩＣタグ検知フラグのリセットを行い、アンテナセットへ戻り、前記無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていない場合、または前記アンテナカウンタが指定数を超える場合は、データの読み取り失敗になり、前記制御システムへ無線ＩＣタグのデータ読み取りに失敗したことを通知するフローを実行する無線ＩＣタグリーダである。
【００１６】
上記目的を達成するための第４の発明は、移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを無線で読み取るための複数のアンテナを具備した無線ＩＣタグリーダを使用して構成する移動体読み取りシステムにおいて、前記無線ＩＣタグが取り付けられた前記移動体の移動経路に沿って、前記無線ＩＣタグリーダに各アンテナを設置し、前記移動体が移動経路に沿って設置された前記無線ＩＣタグリーダの前記各アンテナから前記移動体に取り付けられた前記無線ＩＣタグのデータの読み取りを開始させ、データ読み取り作業中に、前記移動体が前記各アンテナのあるアンテナの読み取り範囲から移動して、前記無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、移動に合わせ、順次、前記各アンテナを切り換えさせ、読み取り動作を行い、前記移動体に取り付けられた前記無線ＩＣタグの読み取り範囲を拡大させた移動体読み取りシステムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、無線を介して移動体に取り付けられた無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取る複数のアンテナを具備した無線ＩＣタグリーダにおいて、複数のアンテナで無線ＩＣタグに記憶されたデータを読み取り動作中に、複数のアンテナ中のあるアンテナが、無線ＩＣタグの検出ができなくなった場合に、無線ＩＣタグに記憶されたデータの読み取り動作を中断させ、予め決められた順番に従って複数のアンテナ中のあるアンテナに切り換えさせ、検出できなくなった無線ＩＣタグを探索させ、中断中の無線ＩＣタグに記憶されたデータの読み取り動作を再開させる機能を備えることで、無線ＩＣタグのデータ読み取り中に無線ＩＣタグがアンテナの読み取り範囲から移動した場合に、無線ＩＣタグリーダは、自動的に別のアンテナに切り換えデータの読み取りを継続できる。
【００１８】
また、本発明によれば、無線ＩＣタグリーダのアンテナを移動体の移動経路に沿って設置し移動体の移動に合わせアンテナを切り換えながらデータ読み取りを行えるので、移動体に対する読み取り範囲の拡張を容易にできる。
【００１９】
その結果、読み取り範囲を拡大した（高速読み取りを可能にする）無線ＩＣタグリーダおよび複雑な制御を必要としない無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した信頼性の高い移動体読み取りシステムの提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施するための最良の形態に係る無線ＩＣタグリーダ及び移動体読み取りシステムを、以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の無線ＩＣタグリーダの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の無線ＩＣタグの記憶する識別データの読み取りフローチャートを示す。図３は、本発明の無線ＩＣタグにおけるアンテナの切り換えフローチャートを示す。図４は本発明の移動体読み取りシステムの概略を示した斜視図である
【００２２】
図１に示すように、無線ＩＣタグリーダはＣＰＵ２１と変調回路２２、復調回路２３、制御システムとのインターフェース２４及び別ユニットからなるアンテナ部３０からなる。アンテナ部３０はアンテナ２６とアンテナ２７，２８，２９をアンテナ切り換えスイッチ２５からなる。無線ＩＣタグリーダの主な動作は以下の通りである。制御システムから送られてくる命令はＣＰＵ２１で解析され無線ＩＣタグ用のコマンドに変換される。無線ＩＣタグコマンドは変調回路２２により変調されアンテナ２６，２７，２８，２９を介して無線ＩＣタグに送られる。無線ＩＣタグからのレスポンスはアンテナ２６を介し復調回路により復調される。ＣＰＵ２１は復調されたレスポンスを取り込んで制御システムに返信する。また、ＣＰＵ２１はアンテナユニットのアンテナ切り換えスイッチ２５を切り換えることで無線ＩＣタグとの通信に使用するアンテナ２６，２７，２８，２９を切り換えることができる。
【００２３】
本発明の無線ＩＣタグリーダには、ＣＰＵ内部にアドレスカウンタとアンテナカウンタと無線ＩＣタグ検知フラグとデータ格納バッファを備えている。アドレスカウンタは、無線ＩＣタグリーダが読み出す無線ＩＣタグの「データアドレス値」を格納する。アンテナカウンタは無線ＩＣタグの読み取りに使用する「アンテナ番号」を格納する。無線ＩＣタグ検知フラグは現在使用中のアンテナにより無線ＩＣタグが検知されたことを示すフラグであり、使用するアンテナが切り換わる度にリセットされる。データ格納バッファは、無線ＩＣタグから読み取った「データ」を格納一時記憶する領域である。
【００２４】
図２に示すように、無線ＩＣタグリーダは、制御システムからデータ読み取りの命令を受け取ると「アドレスカウンタをセット」し、「アンテナカウンタをリセット」する。次に、アンテナユニットのスイッチを切り換え、無線ＩＣタグの読み取りに使用するアンテナをアンテナカウンタにより示されるアンテナにセットする。セットしたアンテナから無線ＩＣタグへのコマンドを出力し、無線ＩＣタグのデータを読み取る。データ読み取りコマンド送信が成功し、無線ＩＣタグからのレスポンスデータを取得した場合は、無線ＩＣタグリーダは「無線ＩＣタグ検知フラグをセット」し、「レスポンスデータをバッファに格納」する。その後、アドレスカウンタのチェックを行なわせ、「アドレスカウンタが指定数を超えた」場合には、バッファに格納してある「読み取りデータ」を制御システムへ返信する。アドレスカウンタが指定数を超えない場合は、アドレスカウンタをインクリメント（増加）して、データ読み取り処理へ戻る。
【００２５】
図３に示すデータ読み取り処理では、無線ＩＣタグからのレスポンスが無かった場合に無線ＩＣタグ検知フラグのチェックを行う。（１）無線ＩＣタグ検地フラグがセットされていればアンテナ切り換え処理を行う。アンテナ切り換え処理では、まずアンテナカウンタがチェックされ、アンテナカウンタの指定数を超えていない場合は、アンテナカウンタのインクリメント（増加）及び無線ＩＣタグ検知フラグのリセットを行ない、アンテナセットへ戻る。（２）無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていない場合又はアンテナカウンタが指定数を超える場合は、「データの読み取り失敗」になり、制御システムへ無線ＩＣタグのデータ読み取りに失敗したことを通知する。
【００２６】
図４に示す移動体読み取りシステムは、倉庫への入庫管理システムの一部として機能する。倉庫へ入庫する荷物１４は識別用の無線ＩＣタグ１１が取り付けられ、コンベヤー１５により倉庫内へ搬送される。コンベヤー１５に沿ってアンテナ５２、５３、５４、５５が移動体の移動経路に沿って配置されている。各アンテナは無線ＩＣタグリーダ５１に接続されている。無線ＩＣタグリーダ５１は制御システム５６に接続されている。移動体検知センサ５７が制御システム５６に接続され、アンテナ５２の前方に設置される。この移動体検知センサ５７により、荷物１４の搬送されたことを検知する。
【００２７】
荷物１４はコンベヤー１５により倉庫内に搬送される。移動体検知センサ５７は荷物１４を検知すると制御システム５６に検知信号を送る。検知信号を受信した制御システム５６は、無線ＩＣタグリーダ５１に無線ＩＣタグ１１に記憶された識別データを読み取る命令を送信する。制御システム５６からの命令を受信した無線ＩＣタグリーダ５１はアドレスカウンタのセットとアンテナカウンタのリセットを行う。各アンテナはアンテナ５２から順にアンテナ番号１，２，３，４と割り当てられている。アンテナカウンタはリセットされると１の信号になり、アンテナ５２を指し示す。
【００２８】
次に、アンテナカウンタに従いスイッチを切り換え、アンテナ５２を使用するように設定する。無線ＩＣタグリーダ５１は設定したアンテナ５２を介して無線ＩＣタグ１１へデータ読み取りコマンドを送信する。送信時に無線ＩＣタグ１１がアンテナ５２の読み取り範囲内にあれば、無線ＩＣタグ１１からレスポンスデータが返信される。無線ＩＣタグリーダ５１はレスポンスデータを受信すると無線タグＩＣ検知フラグをセットし、レスポンスデータをバッファに格納する。
【００２９】
更に、無線ＩＣタグリーダ５１はアドレスカウンタのチェックを行ない、指定されたデータ数を読み取ったかを確認する。データが指定数に到達しない場合には、アドレスカウンタをインクリメント（増加）して、再度読み取り処理を行う。なお、読み取り処理は、読み取りデータが指定数に達するか、無線ＩＣタグ１１からのレスポンスがなくなるまで続けられる。
【００３０】
無線ＩＣタグ１１からのレスポンスが無かった場合には、無線ＩＣタグ検知フラグをチェックし、無線ＩＣタグ検知フラグがセットされていない場合には、アンテナカウンタをインクリメント（増加）した後、再度アンテナの設定を行う。この操作は、コンベヤー１５により荷物１４が搬送され、無線ＩＣタグ１１がアンテナ（Ａ）５２の読み取り範囲からアンテナ（Ｂ）５３の読み取り範囲に移動したと想定した操作である。なお、アンテナを切り換え後は、アドレスカウンタの値から読み取り作業を継続する。
【００３１】
以上の処理を繰り返して無線ＩＣタグ１１に記憶された識別データを読み取る。無線ＩＣリーダ５１に接続された各アンテナを荷物の移動に合わせて、切り換えることでデータの読み取り範囲を拡大できる。また、データの読み取り範囲の拡張は、より多くのアンテナを接続できる別ユニットからなるアンテナ部に取り替えることで可能になる。更に、制御システムに一切の変更を必要とせずに、容易に読み取り範囲を拡張できる。
【００３２】
以上に示したように、本発明により読み取り範囲を拡大した（高速読み取りを可能にする）無線ＩＣタグリーダおよび複雑な制御を必要としない無線ＩＣタグと無線ＩＣタグリーダを利用した信頼性の高い移動体読み取りシステムの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の無線ＩＣタグリーダの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の無線ＩＣタグの記憶する識別データの読み取りフローチャート。
【図３】本発明の無線ＩＣタグにおけるアンテナの切り換えフローチャート。
【図４】本発明の移動体読み取りシステムの概略を示した斜視図。
【図５】従来例の入庫や出庫を管理する物流管理システムの概念を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３４】
１１    無線ＩＣタグ
１２    無線ＩＣタグリーダ
１３    アンテナ
１４    荷物
１５    コンベヤー
２１    ＣＰＵ
２２    変調回路
２３    復調回路
２４    インターフェース
２５    アンテナ切り換えスイッチ
２６，２７，２８，２９    アンテナ
３０    アンテナ部
５１    無線ＩＣタグリーダ
５２    アンテナ（Ａ）
５３    アンテナ（Ｂ）
５４    アンテナ（Ｃ）
５５    アンテナ（Ｄ）
５６    制御システム
５７    移動体検知センサ
【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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