(57)【要約】【課題】アクティブ無線タグの消費電力を削減し、想定した電池の電池寿命が満了するまでの間、動作可能なアクティブ無線タグを提供する。【解決手段】本発明に係る無線装置は、ビーコン信号を送信する無線通信手段と、振動を検出する振動検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、少なくとも振動検出手段および温度検出手段のいずれかの情報に基づきビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、所定の電池寿命が経過するまで、無線通信手段がビーコン信号を所定の送信間隔で送信可能とする容量を備えた電源とを有しており、無線通信手段におけるビーコン信号の送信結果に基づき、所定の電池寿命が経過するまでビーコン信号を送信可能とするための送信間隔を自律的に決定し、その決定した送信間隔に基づいてビーコン信号の送信間隔を制御する。【選択図】図６
2016110358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーコン信号を送信する無線通信手段と、
振動を検出する振動検出手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、
少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を第１の送信間隔で送信可能とする容量を備えた電源と、
前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための前記ビーコン信号の第２の送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、
前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記第２の送信間隔に基づき前記無線通信手段に前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする無線装置。
【請求項２】
ビーコン信号を送信する無線通信手段と、
振動を検出する振動検出手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、
少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を第１の送信間隔で送信可能とする容量を備えた電源と、
前記電源の電圧、前記温度検出手段からの情報、および前記前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための前記ビーコン信号の第２の送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、
前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記第２の送信間隔に基づき前記無線通信手段に前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする無線装置。
【請求項３】
前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段における前記ビーコン信号の単位時間あたりの送信回数が、前記第１の送信間隔に基づいて計算された所定の値を超えた場合に、前記無線通信手段に前記第２の送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする請求項１または２記載の無線装置。
【請求項４】
前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段に前記第２の送信間隔で前記ビーコン信号送信させる、あるいは前記第２の送信間隔を下限として前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の無線装置。
【請求項５】
ビーコン信号を送信する無線通信手段と、
振動を検出する振動検出手段と、
温度を検出する温度検出手段と、
少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき、少なくとも２つの正常モード送信間隔を用いて前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、
少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とする容量を備えた電源と、
前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための異常モード送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、
前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする無線装置。
【請求項６】
前記送信間隔制御手段は、前記異常モード送信間隔が正常モード送信間隔に基づく所定の値を超えた場合に、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする請求項５記載の無線装置。
【請求項７】
前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔で前記ビーコン信号送信させる、あるいは前記異常モード送信間隔を下限として前記ビーコン信号を送信させること
を特徴とする請求項５または６記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物流センサとして用いられる無線タグに関し、特に、内蔵した電池により動作するアクティブ無線タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品を運搬するパレットに無線タグを備えて、無線タグが送信する無線信号を受信することによりパレットの移動を管理し、無線タグを物流センサとして用いる技術が注目されている（例えば、特許文献１−３参照）。無線タグには、パッシブタグとアクティブタグがあり、アクティブタグは、電波の送信距離が長い点で、パッシブタグよりも有利であるが、内蔵電池により動作するため、電池の使用可能時間（電池寿命）をできるだけ長くするために消費電力をできるだけ削減することが必要である。
【０００３】
アクティブタグにおいて、消費電力をできるだけ削減するには、アクティブタグの無線信号の送信を間欠動作させることが有効であるが、その一方で、間欠動作の間隔を長くしすぎると物品の移動管理の信頼性が低くなるという問題があるので、アクティブタグにおいては、低消費電力化と信頼性の維持の両立を図ることが必要となる。
【０００４】
アクティブタグの低消費電力化と信頼性の維持の両立を図る方法として、アクティブタグに振動センサを搭載し、振動センサの検出結果に基づいて無線信号の送信間隔を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献４の無線タグでは、振動センサが振動を感知した場合にのみ、無線信号を送信し、消費電力の削減と信頼性の維持の両立を図っている。また、特許文献５では、振動センサが検出した振動パターンに応じて、無線信号を送信するか否かを判断することにより、無駄な無線信号の送信を抑制して、より一層の消費電力の削減を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７８２７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６５０６０号公報
【特許文献３】特開２００５−１１９６７０号公報
【特許文献４】特開２００３−３４６１０７号公報
【特許文献５】特開２０１１−２４８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、各パレットの使用状況は様々であるため、上述した先行技術のようにパレットの振動状態に応じて、無線信号の送信間隔を制御したとしても、電池の電池寿命が想定した時間よりも短くなる場合がある。さらに、アクティブタグにおいては、想定していた電池の電池寿命を維持することがより重要である。各無線タグにおいて、電池寿命が予め想定していた期間よりも短くなったり、電池寿命のばらつきが大きいと内臓電池を交換等するためのメンテナンスの稼働が大きくなってしまうからである。
【０００７】
また、想定していた電池の電池寿命を維持するために、無線タグから無線信号を受信する無線タグリーダにおいて、各無線タグのセンサや電池の状態を把握して、無線信号の送信間隔を制御することも考えられるが、通常の無線通信と異なり、無線タグリーダが全ての無線タグの状態を把握できるとは限らないので、無線タグリーダが各無線タグの無線信号の送信間隔を集中制御する方法は現実的でない。
【０００８】
本発明は、以上のような問題を解消するためになされたものであり、アクティブタグの消費電力を削減し、想定した電池の電池寿命が経過するまでの間、動作可能なアクティブタグ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】
【０００９】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る無線装置は、ビーコン信号を送信する無線通信手段と、振動を検出する振動検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を第１の送信間隔で送信可能とする容量を備えた電源と、前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための前記ビーコン信号の第２の送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記第２の送信間隔に基づき前記無線通信手段に前記ビーコン信号を送信させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る無線装置は、ビーコン信号を送信する無線通信手段と、振動を検出する振動検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を第１の送信間隔で送信可能とする容量を備えた電源と、前記電源の電圧、前記温度検出手段からの情報、および前記前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための前記ビーコン信号の第２の送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記第２の送信間隔に基づき前記無線通信手段に前記ビーコン信号を送信させることを特徴とする。
【００１１】
また、前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段における前記ビーコン信号の単位時間あたりの送信回数が、前記第１の送信間隔に基づいて計算された所定の値を超えた場合に、前記無線通信手段に前記第２の送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させてもよい。
【００１２】
また、前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段に前記第２の送信間隔で前記ビーコン信号送信させる、あるいは前記第２の送信間隔を下限として前記ビーコン信号を送信させてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る無線装置は、ビーコン信号を送信する無線通信手段と、振動を検出する振動検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、少なくとも前記振動検出手段および前記温度検出手段のいずれか一つからの情報に基づき、少なくとも２つの正常モード送信間隔を用いて前記ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御手段と、少なくとも予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とする容量を備えた電源と、前記無線通信手段における前記ビーコン信号の送信結果に基づき、前記予め定めた所定時間が経過するまで、前記無線通信手段が前記ビーコン信号を送信可能とするための異常モード送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定手段とを備え、
前記送信間隔制御手段は、所定の条件を満たした場合に、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させることを特徴とする。
【００１４】
また、前記送信間隔制御手段は、前記異常モード送信間隔が正常モード送信間隔に基づく所定の値を超えた場合に、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔に基づいて前記ビーコン信号を送信させてもよい。
【００１５】
また、前記送信間隔制御手段は、前記無線通信手段に前記異常モード送信間隔で前記ビーコン信号送信させる、あるいは前記異常モード送信間隔を下限として前記ビーコン信号を送信させてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アクティブ無線タグの消費電力を削減し、想定した電池の電池寿命が経過するまでの間、動作可能な無線タグを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る無線タグをパレットに搭載した場合のシステム構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る無線タグと無線タグリーダの機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る端末ビーコン信号の送信間隔の制御を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る動作モード判定による端末ビーコン信号の送信間隔の制御の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る無線タグが端末ビーコン信号の送信間隔を自律的に決定する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御の基本的な概念を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る正常モードから異常モードに遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御の一例である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る異常モードにおける送信間隔の計算式を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る正常モードから異常モードに遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの他の例である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る正常モードから異常モードに遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図１３】図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの他の例である。
【図１４】図１４は、リチウムイオン電池の放電特性を、温度をパラメータとして表したグラフの一例である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る正常モードから異常モードに遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。
【図１７】図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る異常モードにおける端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る無線タグをパレットに搭載した場合のシステム構成図である。このシステムは、無線タグ１０を搭載したパレット１と無線タグ１０が送信する端末ビーコン信号を受信し、無線タグ１０にコマンド等を送信する無線タグリーダ（２０−１、２０−２）、無線タグリーダとネットワークを４０介して接続されているタグＩＤ管理装置３０から構成されている。
【００２１】
無線タグ１０は各無線タグを識別するためのタグＩＤを含む端末ビーコン信号を所定の間隔で送信し、無線タグリーダ（２０−１、２０−２）は、端末ビーコン信号を受信してタグＩＤを読み取り、タグＩＤの情報をタグＩＤ管理装置３０に送信する。タグＩＤ管理装置３０は、無線タグリーダ（２０−１、２０−２）と無線タグ１０を紐付けて管理することにより無線タグ１０を搭載したパレット１の位置を管理する。パレット１が移動した場合には、移動中あるいは移動先の無線タグリーダが端末ビーコン信号を受信することにより、パレットの移動を把握することができるので、タグＩＤ管理装置３０では、パレット１の位置を把握することが可能となる。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係る無線タグと無線タグリーダの機能ブロック図である。無線タグとしては、内臓した電源により動作するアクティブタグを用いる。無線タグ１０は、端末ビーコン信号を送信し、無線タグリーダ２０からのコマンド等を受信するためのアンテナ１１と無線部１２、無線タグ１０の振動を検出するための振動センサ１３、無線タグの環境温度を検出するための温度センサ１４、各部に電力を供給する電池１５、信号の送受信制御や各センサを制御するための中央処理部１６およびメモリ１７を含んで構成されている。
【００２３】
中央処理部１６は、端末ビーコン信号の送信間隔を制御する送信間隔制御部と  端末ビーコン信号の送信間隔を自律的に決定する送信間隔決定部として動作する。アクティブ無線タグにおいては、予め想定される無線タグの動作の状況と目標とする電池寿命に基づき電池１５の容量が決定される。電池１５は、少なくとも予め定めた所定時間（電池寿命）が経過するまで、端末ビーコン信号を所定の送信間隔で送信可能な容量を備えている。
【００２４】
無線タグリーダ２０は、端末ビーコン信号を受信し、無線タグリーダにコマンド等を送信するためのアンテナ（２１−１、２１−２）と無線部（２２−１、２２−２）、信号の送受信を制御するための中央処理部２３およびメモリ２４を含んで構成されている。
【００２５】
本発明の実施の形態においては、図３に示すように、無線タグの送信間隔は予め動作モード毎に設定されており、各センサ等からの情報に基づき動作モードを変更し、各動作モード毎に設定された送信間隔で端末ビーコン信号を送信する。このようにアクティブタグでは、端末ビーコン信号の送信間隔を制御することにより、低消費電力化と移動管理の信頼性維持の両立を図っている。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態に係る動作モード判定による端末ビーコン信号の送信間隔の制御の一例を説明するための図である。図４では、無線タグは、パレットが倉庫に置かれている状態を推定するモード（倉庫モード）、パレットがフォークリフトにより上下された状態を推定するモード（短期振動モード）、パレットがトラック等で輸送されている状態を推定するモード（移動モード）、パレットが冷凍庫に入れられている状態を推定するモード（冷凍モード）を備えており、それぞれ端末ビーコン信号の送信間隔が設定されている。
【００２７】
例えば、倉庫モードでは、１０００秒毎、短期振動モードでは、３０秒毎、移動モードでは、６０秒毎、冷凍モードでは、１０００秒毎とする。パレットの上下動や移動を検知した場合には、短い周期にしてパレットの移動状態の管理の信頼性を高めて、パレットが移動していない場合には、より長い送信間隔に切り替えて、電池の消費電力の削減を図っている。
【００２８】
倉庫モードでは、パレットが移動していないので端末ビーコン信号の送信間隔はより長く設定する。次にパレットがフォークリフトにより上下されると振動センサがパレットの振動を検知するので、パレットが移動を開始したと判断し、端末ビーコン信号の送信間隔をより短い周期に切り替え、さらにパレットがトラック等で輸送されている状態が推定される場合には、短期振動モードよりも長い送信間隔で、端末ビーコン信号を送信する。
【００２９】
その後、振動センサの振動が無くなるか、または、温度センサが低い温度を検出した場合には、パレットが静止、あるいは冷凍庫に入れられた状態にあると推定し、端末ビーコン信号の送信間隔をより長く設定する。このように、パレットの移動を検知した場合には、端末ビーコンの送信間隔をより短い周期にして移動状態を把握するとともに、パレットが移動していない場合や、温度が低い場合には、より長い送信間隔に切り替えて、電池の消費電力の削減を図る。
【００３０】
アクティブ無線タグにおいては、予め想定される動作の状況と目標とする電池寿命に基づき電池の容量が決定される。しかしながら、実際の運用においては、各パレットの使用状況は様々であるため、電池寿命が想定した時間よりも短くなる場合がある。例えば、倉庫内でパレットが頻繁に移動するような場合には、移動回数の多いパレットに搭載された無線タグの電池の消耗は想定よりも大きくなることがある。
【００３１】
本発明の実施の形態においては、想定した電池寿命が経過するまでの間、無線タグを動作させるために無線タグ自らが端末ビーコン信号の送信間隔を自律的に決定する。図５は、本発明の実施の形態に係る無線タグが端末ビーコン信号の送信間隔を自律的に決定する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御の基本的な概念を説明するための図である。
【００３２】
図５では、予め設定した電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信可能回数（ｎ０）を計算しておき、動作モード判定により端末ビーコン信号の送信間隔を制御し、所定の時間（Ｔｐａｓｓ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ１）を計算する。その結果、単位時間あたりの送信可能回数（ｎ０）を上回った場合には、電池の寿命が想定した期間よりも早く終了するおそれがあると判断し、端末ビーコン信号の送信間隔を所定の値（ｎ２：ｎ０より大）に制限する「異常モード」に遷移する。
【００３３】
ここで、「異常モード」への遷移を、電池電圧の低下や温度低下により判断してもよいし、「異常モード」における送信間隔を端末ビーコン信号の送信間隔を所定の値（ｎ２）に固定するようにしてもよい。
【００３４】
図６は、本発明の実施の形態に係る「正常モード」から「異常モード」に遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御の一例である。尚、以下の説明では、通常の動作モード判定により端末ビーコン信号の送信間隔を制御する場合を「正常モード」と記載し、無線タグが自律的に端末ビーコン信号の送信間隔を決定する場合を「異常モード」と記載する。
【００３５】
「異常モード」においては、動作モード判定を行えば、例えば、移動モードと判定される状態であっても、移動モードにおける送信間隔で端末ビーコン信号の送信を行わず、無線タグにおいて端末ビーコン信号の送信間隔を所定の値に制限する。これにより、無線タグリーダからの指示を受けることなく、無線タグの使用状況に応じて、無線タグ自らが端末ビーコン信号の送信間隔を自律的に決定し、その値に基づき送信間隔を制御することにより、想定した電池寿命が経過するまでの間、端末ビーコン信号を送信することが可能となる。
【００３６】
無線タグは、所定の時間（ｔｐａｓｓ）の間、「正常モード」で動作し、端末ビーコン信号の送信回数を測定する。その結果、所定の時間（ｔｐａｓｓ）の間の単位時間（ｔ１）あたりの送信回数（ｎ１）が、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０）を上回る場合には、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）が経過するまでの間、端末ビーコン信号の送信ができなくなると判断し、「異常モード」への遷移を決定する。
【００３７】
ここで、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０）は、電池容量（Ｂ）、送信時電流（Ｉｔｘ）、送信時間（Ｔｔｘ）、待受け時電流（Ｉｓｔ）、電池寿命（Ｔｂａｔ）を用いて、図７の式（３）により計算することができる。
【００３８】
「異常モード」においては、測定した電池電圧から推定される電池の残容量（Ｂｒ）に基づき、想定した電池寿命までの残存時間（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）の間、端末ビーコン信号の送信が可能となる単位時間あたりの送信回数（ｎ２）を計算し、「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２）を決定し、例えば、その値に制限しながら端末ビーコン信号を送信する。
【００３９】
「異常モード」における単位時間あたりの送信回数（ｎ２）は、図７の式（４）により計算することができる。式（４）における電池の残容量（Ｂｒ）は、所定の電流パターンを想定して、予め電池電圧と放電時間の関係を表す特性をシミュレートしておき、所定の時間（ｔｐａｓｓ）経過時に測定した電池電圧の値から推定することができる。
【００４０】
ここで、無線タグの電池においては、消費される電力において端末ビーコン信号送信時の送信時電流（Ｉｔｘ）が支配的であることを考慮し、より簡単に「異常モード」における単位時間あたりの送信回数（ｎ２）を計算することも可能である。例えば、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０）と所定の時間（ｔｐａｓｓ）の間の単位時間あたりの送信回数（ｎ１）を用いて、（ｎ０×Ｔｂａｔ−ｎ１×Ｔｐａｓｓ）／（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）をｎ２として用いてもよい。
【００４１】
尚、「異常モード」への遷移の判定処理や、「異常モード」における単位時間あたりの送信回数を計算するにあたり、第３の実施の形態のように、無線タグが置かれている場所の環境温度を考慮する場合には、種々の環境温度において予め電池電圧と放電時間の関係を表す特性をシミュレートしておき、電池寿命（ＴＢａｔ）における単位時間あたりの送信可能回数ｎ０、電池容量（Ｂ）および、所定の電池電圧における電池の残容量（Ｂｒ）を予め定めておき、より正確に電池の残容量を推定することもできる。
【００４２】
図８−図１０のフローチャートを用いて、本発明の実施の形態に係る端末ビーコン信号の送信間隔の制御について、より詳細に説明する。
【００４３】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る「正常モード」から「異常モード」に遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。「正常モード」においては、まず、想定した電池の電池寿命（Ｔｂａｔ）における端末ビーコン信号の単位時間あたりの送信可能回数（ｎ０）を定めておく（Ｓ１−１）。「正常モード」においては、動作モード判定を行い（Ｓ１−２）、動作モード判定に基づき端末ビーコン信号の送信間隔を制御する（Ｓ１−３）とともに、端末ビーコン信号の送信回数をカウントする（Ｓ１−４）。
【００４４】
次に、所定の時間（ｔｐａｓｓ）が経過すると（Ｓ１−５）、「異常モード」に遷移するか否かの判定を行う。図８の例では、所定の時間（ｔｐａｓｓ）の間の単位時間あたりの送信回数（ｎ１）を計算し（Ｓ１−６）、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０）を上回る場合には（Ｓ１−７）、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）が経過するまでの間、端末ビーコン信号の送信ができなくなる可能性があると判断し、「異常モード」への遷移を決定する。
【００４５】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る「異常モード」における端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。図９では、想定した電池寿命までの残存時間（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）の間、端末ビーコン信号の送信が可能となる単位時間あたりの送信回数（ｎ２）を計算し（Ｓ２−１）、「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２）を決定し、その送信間隔の値を用いて端末ビーコン信号を送信する（Ｓ２−２）。
【００４６】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る「異常モード」における端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの他の例である。図９では、「異常モード」における送信間隔を計算し、その値を用いて端末ビーコン信号を送信する例を説明したが、図１０では、計算した送信間隔の値を下限として、送信間隔を制御する。
【００４７】
この場合、図９と同様に、「異常モード」における単位時間あたりの送信回数（ｎ２）を計算し（Ｓ３−１）、「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２）を決定し、その値を用いて端末ビーコン信号の送信を開始した後に（Ｓ３−２）、動作モード判定を行い（Ｓ３−３）、動作モード判定による送信間隔が、「異常モード」における送信間隔よりも大きい場合には（Ｓ３−４）、動作モード判定による端末ビーコン信号の送信を行い（Ｓ３−５）、そうでない場合には、「異常モード」における送信間隔で端末ビーコン信号の送信を行う。
【００４８】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４９】
第１の実施の形態では、所定の時間（ｔｐａｓｓ）における端末ビーコン信号の送信回数を測定し、想定した電池寿命における送信回数を超えている場合に、異常モードに遷移しビーコンの送信回数を制限した。これに対して、第２の実施の形態では、所定の時間（ｔｐａｓｓ）経過時に、想定した電池寿命までの残存時間（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）における端末ビーコン信号の送信可能な送信間隔を計算し、その値に基づき「異常モード」に遷移するか判断する。
【００５０】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る「正常モード」から「異常モード」に遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。「正常モード」においては、動作モード判定を行い（Ｓ４−１）、動作モード判定に基づき端末ビーコン信号の送信を行う（Ｓ４−２）。
【００５１】
次に、所定の時間（ｔｐａｓｓ）が経過すると（Ｓ４−３）、「異常モード」に遷移するか否かの判定を行う。図１１の例では、想定した電池寿命までの残存時間（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）における端末ビーコン信号の送信可能な単位時間あたりの送信回数（ｎ２）を計算する（Ｓ４−４）。
【００５２】
そして、その値に基づき計算した送信間隔（ｔ１／ｎ２）が動作モードにおける端末ビーコンの送信間隔の最大値（上記の例でいえば、倉庫モード、冷凍モードにおける送信間隔）より大きい場合には、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）が経過するまでの間、端末ビーコン信号の送信ができなくなる可能性があると判断し、「異常モード」への遷移を決定する（Ｓ４−５）。電池寿命までの残存時間における端末ビーコン信号の送信可能な単位時間あたりの送信回数は、第１の実施の形態と同様に、図７の式（４）により計算することができる。
【００５３】
図１２に示すように、「異常モード」においては、上記で計算した電池寿命までの残存時間における端末ビーコン信号の送信可能な送信間隔（ｔ１／ｎ２）を用いて端末ビーコン信号を送信する。
【００５４】
尚、図１１では、残存時間における端末ビーコン信号の送信可能な送信間隔と動作モードにおける送信間隔の最大値を比較したが、動作モードにおける最大値ではなく、所定の値、例えば動作モードにおける送信間隔の平均値等と比較して、異常モードへの遷移を判断してもよい。その場合には、図１３に示すように、「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２）の値を下限として、送信間隔を制御するようにしてもよい。
【００５５】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００５６】
第１、２の実施の形態では、「異常モード」に遷移するかどうかを判断する場合には、無線タグが設置されている環境温度を考慮していなかった。第３の実施の形態では、電池電圧と環境温度を考慮して「異常モード」に遷移するか判断する。
【００５７】
図１４は、リチウムイオン電池の放電特性を、温度をパラメータとして表したグラフの一例である。本図では電流値を一定としているため、放電時間に電流値をかけると電池容量が計算できる。温度が高い場合はほとんど特性の変化はないが、温度が低くなると電池電圧と電池容量が大きく低下するという特性を有している。このため電池電圧の低下が、環境温度の低下に起因する場合には、電池容量および電池寿命が想定よりも短くなる可能性があるので、無線タグの環境温度を考慮しながら端末ビーコンの送信間隔を制御する必要がある。
【００５８】
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る「正常モード」から「異常モード」に遷移する場合の端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。「正常モード」においては、まず、種々の環境温度において想定する電池寿命（ＴＢａｔ）における単位時間あたりの送信可能回数ｎ０（Ｔｅｍ）をシミュレートして予め定めておく（Ｓ７−１）。続いて「正常モード」における動作モード判定を行い（Ｓ７−２）、動作モード判定に基づき端末ビーコン信号の送信間隔を制御（Ｓ７−３）とともに、端末ビーコン信号の送信回数をカウントする（Ｓ７−４）。
【００５９】
次に、電池電圧が所定の値以下になったことを検出すると（Ｓ７−５）、「異常モード」に遷移するか否かの判定を行う。図１５の例では、経過時間（ｔｐａｓｓ）を測定し（Ｓ７−６）、その時の温度（Ｔｅｍ１）を測定し（Ｓ７−７）、測定された温度（Ｔｅｍ１）が所定の値以下となった場合に（Ｓ７−８）、経過時間（ｔｐａｓｓ）の間の単位時間あたりの送信回数（ｎ１）を計算し（Ｓ７−９）、温度（Ｔｅｍ１）おいて、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０（Ｔｅｍ１））を上回る場合には（Ｓ７−１０）、測定された温度（Ｔｅｍ１）において、想定していた電池寿命（Ｔｂａｔ）が経過するまでの間、端末ビーコン信号の送信ができなくなる可能性があると判断し、「異常モード」への遷移を決定する。
【００６０】
図１４に例示したように、リチウムイオン電池は、温度が低くなると電池電圧と電池容量が大きく低下するという特性を有しているので、無線タグが低い環境温度で動作している場合には、電池容量が低下し、常温に比べて電池寿命が短くなる可能性が高い。そのため、本実施の形態では、電池電圧の低下が環境温度の低下に起因すると判断される場合に、電池電圧と環境温度を考慮して「異常モード」への遷移を判定している。
【００６１】
尚、前述した「正常モード」における冷凍モードにおいても、温度の低下を検出して、端末ビーコンの送信間隔を長くしている。通常の冷凍モードの温度設定は、−２０℃程度に設定されているので、本実施の形態で用いる「異常モード」に遷移する場合の所定の温度は、例えば、−５℃程度に設定することにより、冷凍モードに遷移する前の段階で、電池容量の低下を予測できるので、無線タグが設置されている温度環境に柔軟に対応しながら、無線タグの低消費電力化を図り、所定の電池寿命まで無線タグを動作させることが可能となる。
【００６２】
図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る「異常モード」における端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの一例である。図１６では、温度（Ｔｅｍ１）において、想定した電池寿命までの残存時間（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）の間、端末ビーコン信号の送信が可能となる単位時間あたりの送信回数（ｎ２（Ｔｅｍ１））を計算し（Ｓ８−１）、その値に基づき「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２（Ｔｅｍ１））を決定し、その送信間隔の値を用いて端末ビーコン信号を送信する（Ｓ８−２）。
【００６３】
ここで、第１の実施の形態と同様に、温度（Ｔｅｍ１）において、想定した電池寿命（Ｔｂａｔ）における単位時間あたりの送信回数（ｎ０（Ｔｅｍ１））と所定の時間（ｔｐａｓｓ）の間の単位時間あたりの送信回数（ｎ１）を用いて、（ｎ０（Ｔｅｍ１）×Ｔｂａｔ−ｎ１×Ｔｐａｓｓ）／（Ｔｂａｔ−ｔｐａｓｓ）をｎ２（Ｔｅｍ１）として用いてもよい。
【００６４】
図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る「異常モード」における端末ビーコン信号の送信間隔の制御のフローチャートの他の例である。図１６では、「異常モード」における送信間隔を計算し、その値を用いて端末ビーコン信号を送信する例を説明したが、図１７では、計算した送信間隔の値を下限として、送信間隔を制御する。
【００６５】
この場合、図１６と同様に、「異常モード」における単位時間あたりの送信回数（ｎ２（Ｔｅｍ１））を計算し（Ｓ９−１）、「異常モード」における送信間隔（ｔ１／ｎ２（Ｔｅｍ１））を決定し、その値を用いて端末ビーコン信号の送信を開始した後に（Ｓ９−２）、動作モード判定を行い（Ｓ９−３）、動作モード判定による送信間隔が、「異常モード」における送信間隔よりも大きい場合には（Ｓ９−４）、動作モード判定による端末ビーコン信号の送信を行い（Ｓ９−５）、そうでない場合には、「異常モード」における送信間隔で端末ビーコン信号の送信を行う。
【００６６】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、アクティブタグの使用状況に応じて、アクティブタグが自律的に端末ビーコン信号の送信間隔を決定するので、想定した電池の電池寿命が経過するまでの間、端末ビーコン信号を送信することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、パレット等を用いて貨物を運搬する物流システムにおけるトレーサビリティシステム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…パレット、１０…無線タグ、１１…アンテナ（無線タグ）、１２…無線部（無線タグ）、１３…振動センサ、１４…温度センサ、１５…電池、１６…中央処理部（無線タグ）、１７…メモリ（無線タグ）、２０、２０−１、２０−２…無線タグリーダ、２１−１、２１−２…アンテナ（無線タグリーダ）、２２−１、２２−２…無線部（無線タグリーダ）、２３…中央処理部（無線タグリーダ）、２４…メモリ（無線タグリーダ）、３０…タグＩＤ管理装置、４０…ネットワーク。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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