(57)【要約】 【課題】  個別の物品に各々無線タグを取り付けて質問器からの双方向通信を行う場合において、無線タグの読み取りミスが生じない、物品の一括管理システムを提供する。【解決手段】  無線タグ１３を取り付けた物品１２の重量を一括して測定し、その計測値から双方向通信の対象となる無線タグ１３の数量を算出して、質問器１６に応答信号を返信した無線タグ１３の総数と比較し、読み取りミスとなった無線タグ１３があるかどうかを判断する。読み取りミスが存在する場合には質問器１６からの送信出力を１段階引き上げ、読み取りミスが解消するまでそれを繰り返す。一方、全ての無線タグ１３の良好な読み取りが一定回数連続している場合には、そのときの環境では無線タグ１３との双方向通信が十分に安定していると見なして、質問器１６からの送信出力を１段階引き下げる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定領域に存在する、無線タグが取り付けられた物品の総重量を測定する測定手段と、
前記測定手段による総重量の測定値から、前記物品の総数を算出する手段と、
質問器から前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられた前記無線タグからの応答信号を受信する手段と、
前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を算出する算出手段と、
前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とをもとに、前記質問器の出力を設定する設定手段と、
前記設定手段による出力の設定値に応じて前記質問器の出力を変更する出力調整手段とを有することを特徴とする無線タグ読み取り装置。
【請求項２】
前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも高い値に再設定し、
前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする請求項１に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項３】
前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と一致し、前記一致が予め設定されている複数の回数に渡り連続して得られており、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、
前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項４】
前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、
前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項５】
前記物品の各々の重量が互いに略一致している場合であって、
前記無線タグ読み取り装置が、前記物品の１個あたりの重量を予め記憶しており、
前記物品の総数を算出する手段が、前記測定手段により測定された前記物品の総重量を、前記物品の１個あたりの重量により除算することにより、前記物品の総数を算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項６】
前記物品が一括して可動式キャリアに搭載されており、前記物品の総重量を測定する測定手段が前記可動式キャリアが通過する移動経路の下面に設置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項７】
前記質問器を構成し、前記物品に取り付けられたそれぞれの無線タグと双方向通信を行うアンテナが、前記可動式キャリアが通過する移動経路の上方に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の無線タグ読み取り装置。
【請求項８】
特定領域に存在する、無線タグが取り付けられた物品の総重量を測定手段により測定し、
前記測定手段による総重量の測定値から、前記物品の総数を算出し、
質問器から前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられた前記それぞれの無線タグからの応答信号を受信し、
前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を算出し、
前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較し、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも高い値に再設定し、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と一致し、前記一致が予め設定されている複数の回数に渡り連続して得られており、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定することを特徴とする無線タグの読み取り方法。
【請求項９】
前記物品の各々の重量が互いに略一致している場合であって、
前記物品の１個あたりの重量が予め計測されており、
前記物品の総数を算出する手段が、前記測定手段により測定された前記物品の総重量を、前記物品の１個あたりの重量により除算することにより、前記物品の総数を算出することを特徴とする請求項８に記載の無線タグの読み取り方法。
【請求項１０】
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回り、前記質問器の出力の設定値が従前よりも高い値に再設定された場合に、前記再設定がなされた前記出力の設定値に従って、出力調整手段が前記質問器の出力を変更し、
前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回り、前記質問器の出力の設定値が従前よりも低い値に再設定された場合に、前記再設定がなされた前記出力の設定値に従って、出力調整手段が前記質問器の出力を変更し、
前記質問器の出力を変更したら、前記質問器がただちに変更された前記出力によって前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられたそれぞれの無線タグからの応答信号を再度受信し、
前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を再度算出することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の無線タグの読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグを用いた物品の管理システムに関するもので、とくに物品に取り付けられたそれぞれの無線タグと質問器とが双方向通信を行う場合の、無線タグ読み取り装置およびその読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線タグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）とも称され、物品に取り付けられて、リーダライタ装置との間で非接触の双方向通信を行うことで、取り付けられた物品を管理するために用いられる。無線タグは個体の識別が可能な情報を保持していて、その情報をリーダライタ装置からの問い合わせ信号の指示により応答信号として送信することができ、また無線タグによってはリーダライタ装置から送信された情報を自身が備えるメモリに記憶することもできる。
【０００３】
このような無線タグの使用は、商品や荷物の運送や工場での工程管理などの各分野において、個々の物品の管理に有用である。とくに管理の対象である商品や荷物など、個々の物品にそれぞれ無線タグが取り付けられている場合には、工程上の要所ごとに無線タグ読み取り装置を設けておき、そこでの無線タグの読み取り結果を用いて物品の仕分けを自動化することができる。
【０００４】
個々の物品に無線タグを取り付け、管理を行う際の問題として、リーダライタ装置により無線タグの読み取りができなかった場合の対処がある。一般に無線タグは、自らは電池などの電源を持たない無電源の素子として構成され、リーダライタ装置から送信された問い合わせ信号の電磁波を動作電力として利用し、固有識別番号などの情報をリーダライタ装置に応答信号として送信する方式のものが多い。このとき、リーダライタ装置から物品に取り付けられた個々の無線タグに必要な強度の電磁波が供給されない場合は、無線タグは動作することができず、応答信号を送信できなくなる。近年はＵＨＦ帯を用いた無電源の無線タグの開発が進められており、この場合は数ｍ〜十数ｍの双方向の通信距離を得ることが可能である。
【０００５】
無線タグを取り付けた物品の仕分けを行う際にはパレットやキャリーケースなどを用い、これらのパレットの上やキャリーケースの内部に複数の物品を置いたまま、リーダライタ装置によって無線タグの読み取りを行う場合が多い。このときに無線タグが取り付けられた物品が例えば水分や金属部材を有している場合には、これらの水分や金属部材がリーダライタ装置からの電磁波を吸収、反射し、近傍にある無線タグの電磁波受信の阻害要因となる可能性がある。また物品は様々な向きに置かれることとなるので、物品に取り付けられた無線タグのアンテナの向きによっては無線タグの受信感度が低下して、十分な動作電力が得られない場合もある。この対策としてはリーダライタ装置からの問い合わせ信号の送信出力を高くする方法があるが、電波法による規制対象となる場合があるほか、離れた位置にある、読み取り対象以外の無線タグとも通信が成立してしまうおそれがある。
【０００６】
この問題を解決する方法として、特許文献１に記載の通信装置が提案されている。この通信装置は物品をフォークリフトもしくはベルトコンベヤにて搬送する際に、個々の物品ではなく、パレットやキャリーケースに取り付けた無線タグを読み取り、物品の管理を行うことを前提としたものである。このうちベルトコンベヤによりキャリーケースを搬送する場合の例について、図３をもとに説明する。
【０００７】
図３は従来の無線タグによる物品の管理システムの例を示す概略図である。図３において、物品３２を搬送する搬送路は複数のベルトコンベヤにより構成されており、図３では搬送路として３基のベルトコンベヤ３５ａ，３５ｂ，３５ｃを用いた場合を記している。これらのベルトコンベヤは、図３に記した矢印の向きに、物品３２を搭載したキャリーケース３１を図の向かって右側から左側へと順に搬送する。ここで中央のベルトコンベヤ３５ｂには計量装置３４が設けられており、キャリーケース３１がこのベルトコンベヤ３５ｂの上を搬送される際に、そのキャリーケース３１を含めた物品３２の総重量を計測する。ベルトコンベヤ３５ｂの上方にはアンテナを備えた質問器３６が設けられていて、キャリーケース３１に取り付けられた無線タグ３３と双方向通信を行う。その結果は、計量装置３４により計測されたキャリーケース３１や物品３２の重量のデータとともに、処理装置３７に集められて処理される。
【０００８】
処理装置３７は、計量装置３４からの重量のデータによって、キャリーケース３１内に物品３２が搭載されているかどうかを判定する。キャリーケース３１の重量は既知であるので、計量装置３４での重量のデータからこのキャリーケース３１の重量分を差し引いた値がゼロであるかどうかで物品３２の有無を判定することができる。キャリーケース３１内に物品３２が存在する場合には、質問器３６から送信される問い合わせ信号が物品３２の存在により阻害される可能性があるので、この問い合わせ信号の信号出力を一定範囲で強化している。
【０００９】
ところで、特許文献１に記載された従来の無線タグによる物品の管理システムでは、無線タグは個々の物品ではなくキャリーケースに取り付けられているので、キャリーケース内に搭載された個々の物品を無線タグを用いて直接管理することができないという問題があった。近年、商品の運送や工場での工程管理においては、製品が最終的な受取人（消費者）の手に渡るまでの経路を明示的に管理することで、その流通経路を辿ることを可能にする、トレーサビリティ（traceability：追跡可能性）が求められている。これは一般の荷物の輸送においても同様であり、輸送経路を記録しておき、それぞれの荷物の経路を追跡可能とすることの要求が高まっている。この場合に、商品や荷物などの個別の物品に無線タグを取り付けて、それを用いて個別に管理を行うことが、トレーサビリティを高める上で有効な手段であると考えられている。
【００１０】
この管理方法を前記のキャリーケース内に物品を搭載してベルトコンベヤにて搬送する場合に適用するならば、特許文献１に記載の無線タグによってキャリーケースを管理する方法は不適当である。その代わりにキャリーケースの内部に搭載された個別の物品にそれぞれ無線タグを取り付けておき、アンテナを備えた質問器により各々の物品の無線タグとそれぞれ双方向通信を行って、無線タグごとに個別に管理することが必要となる。この場合にはベルトコンベヤの上部に設置された質問器は、各々の物品に取り付けられた多数の無線タグと個別に１対１の通信を行うことになるので、アンチコリジョン処理や時分割多重などの手法を用いて各無線タグとの双方向通信を実施することとなる。
【００１１】
質問器が複数の無線タグと双方向通信を行う場合に、質問器の側で通信の確立に失敗し、読み取りミスとなった無線タグは、その存在を質問器の側で認識することができないため、その無線タグが取り付けられた物品はその時点で行方不明となってしまう。しかしながら特許文献１に記載の従来技術の場合と同様に、物品それ自体の存在がこの双方向通信を阻害する場合があり、この読み取りミスをどのように防ぐかという問題があった。
【００１２】
一般に、質問器から無線タグに送信する問い合わせ信号の信号出力を大きくしていけばこの読み取りミスは減少すると考えられるが、この信号出力をどの程度大きくすれば読み取りミスがなくなるのかを確認することは困難であり、従来はシステムの管理者が物品の数を目視でカウントし、双方向通信が確立した無線タグの数と比較するなどの方法をとっていた。しかしこの方法ではシステム管理者の負担が大きく、またカウントミスの問題もあった。また質問器からの問い合わせ信号の信号出力を常に極端に大きくするなら全部の無線タグとの双方向通信の確立も可能かも知れないが、この場合には前記電波法による規制が問題となるほか、質問器が周囲の読み取り対象以外の物品の無線タグと双方向通信を行ってしまう可能性があり、それを防ぐために物品を設置するスペースを広く設ける、もしくは要所に電磁障壁を設けるなどの対策が必要となってしまう。これらの対策はいずれも物品の管理コストの増加を招く可能性が高く、好ましいものではない。
【００１３】
特許文献２はこれらの問題を解決する従来の方法の例である。特許文献１の場合と異なり、無線タグはキャリーケースではなく、個々の物品にそれぞれ１枚ずつ取り付けられている。これらの物品は無線タグとの双方向通信を阻害しない材質のケースに入れられるか、あるいはケースなしで重量計測手段の上に置かれて総重量を計測される。一方、質問器は個々の物品の無線タグと双方向通信を行い、各物品のＩＤ情報を読み出す。次いで質問器は自らが接続しているデータベースにアクセスして、読み出したＩＤ情報を照会し、これらのＩＤに対応するそれぞれの物品の重量の情報をこのデータベースから得て、その総和を求める。次いで前記重量計測手段にて計測した総重量とこの総和を比較して、応答ミスとなった無線タグが存在するかどうかを判断する。
【００１４】
さらに特許文献３は前記特許文献２と類似した方法であるが、各物品の重量の情報が質問器が接続しているデータベースに蓄積されているのではなく、物品に取り付けられている個別の無線タグ自身がデータとして保持する構成である。質問器が個々の物品の無線タグと双方向通信を行う際に、各物品のＩＤ情報とともに各物品の重量の情報を一緒に読み出して、その総和を求めている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−３４７７１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１９６３８４号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上記したように、特許文献２、３に記載の方法はいずれも特許文献１に記載の従来の方法が持つ問題を解決するものであるが、これらの従来方法は新たな課題を有していた。特許文献２、３に記載の方法では、同時に通信を行う個々の物品の重量は異なることが前提である。これは店舗におけるレジでの商品の決済などを念頭に置いた場合は必要な条件であるが、一方で工場における工程管理や製品の出荷管理などの場合は同一形状、同一重量の多数の物品が管理対象となることが多い。このような場合であっても、特許文献２、３に記載の方法では、無線タグの個数と同じ回数に渡って全く同じ重量の値をデータベースや各々の無線タグから読み出すこととなる。従って、質問器と無線タグとの間の双方向通信に要する一連の処理時間がこの全く同じ値のデータ処理の繰り返しによって長くなってしまうという問題があった。さらに、各物品の重量のデータとして全く同じ値をデータベースや無線タグ内に予め記憶させておく必要があるが、この記憶作業にもかなりの工数を要する。
【００１７】
また、個別の物品の重量の情報から算出した物品の総重量と、重量計測手段により実際に計測された総重量との間に相違があった場合にどのような対処を講じるのかについては、特許文献２、３ともに具体的な記述がない。特許文献２、３にはともに両者の総重量が一致しない場合にはその旨が報知手段により管理者に通知され、物品の読み取りを再度行うよう促すことの記述があるが、一般には物品の読み取りを同一条件で再度実施したとしても、読み取りミスが再び発生する可能性が高く、それだけでは無線タグの読み取りミスの発生を解決することにはならない。従って読み取りミスの発生後の無線タグとの双方向通信では、何らかの通信条件を変更した上で再度無線タグの読み取りを行うべきであり、そのための通信条件の変更手順の提案が必要である。
【００１８】
従って本発明の解決課題は、その重量が互いに略同一である物品に無線タグを取り付けて一括して管理する場合に、物品ごとの個別の重量を予め記憶させておく必要がない無線タグ読み取り装置、およびそれによる無線タグの読み取り方法の提案である。またこの提案は、前記の問い合わせ信号の信号出力の決定方法に従って、質問器が出力する問い合わせ信号の設定値の具体的な増減の手順についての提案を含むものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明では、まず１回の管理対象となる各物品に取り付けられた無線タグの数量を算出する。この数量は、例えば１台の可動式キャリアに搭載されている各物品に１枚ずつ取り付けられた無線タグの合計枚数であり、この枚数は管理対象の物品の数と一致している。そして各物品の重量が互いに略同一である場合には、無線タグが取り付けられた物品の総重量を測定し、この物品の１個あたりの重量により除算することで、この物品の数量を求めることができる。
【００２０】
一般に工場での工程管理や製品の出荷などでは、同型品が多数連続して搬送される場合が多く、このような場合は管理対象となる複数の物品の重量が互いに略同一であることが多い。このときには前記の方法により、１回の管理対象の中に含まれる物品の数量を求めることができる。この方法は、様々な重量の物品が混合している場合や、無線タグを取り付けた物品が軽く、１回の管理対象の中に非常に多くの物品が含まれていて、総重量から求めた物品の数に誤差が生じる場合などには適用できない。しかし、同種の物品をなるべく一纏めにして１回分の管理対象とする、または１回の管理対象とする物品の数量に上限を設けるなどの方法により、この問題は運用面での工夫によってかなりの程度で解決可能である。以上の方法により、物品の搬送時に１回の管理対象の中に含まれる物品の数量を求め、この値を問い合わせ信号に対して応答可能な無線タグの実数とする。
【００２１】
次いで、質問器が個別の無線タグに問い合わせ信号を送信し、実際に無線タグの読み取りを行って、双方向通信が確立された無線タグの数量をカウントする。この結果を物品の総重量から求めた前記無線タグの実数と比較して、読み取りミスとなった無線タグが存在するかどうかを判定する。もし読み取りミスの無線タグが存在する場合には、質問器からの問い合わせ信号の信号出力を増加させて、もう一度個別の無線タグの読み取りを行い、再び１回の管理対象に含まれる無線タグの実数と比較する。さらにこの操作を読み取りミスとなった無線タグが存在しなくなるか、質問器からの問い合わせ信号の信号出力が上限に達するまで繰り返す。なおこの信号出力の上限の値は、前記電波法による規制や管理対象以外の物品の無線タグとの双方向通信の確立条件などを勘案して決定する。
【００２２】
また逆に、無線タグの読み取り結果から読み取りミスとなった無線タグが存在しないことが確認され、かつ通信対象としている無線タグを交換しても、なおかつこの状態が一定回数に渡り継続する場合もある。この場合には、現状での問い合わせ信号の信号出力は十分に大きいと判断して、次回以降はこの問い合わせ信号の信号出力を低下させて無線タグの読み取りを行うこととする。この操作は重ねて実施してもよく、無線タグとの双方向の通信条件が良好な状態で安定している場合には、信号出力の下限に達するまで続けることもできる。
【００２３】
また、質問器からの問い合わせ信号の信号出力がかなり大きい場合に、物品の総重量から求めた無線タグの実数よりも、問い合わせ信号の送信による双方向通信が確立された無線タグの数量の方が多くなる場合も考えられる。この場合は１回の管理対象の中の物品に取り付けられているのではない、管理対象に含まれない無線タグが質問器に応答信号を返信し、双方向通信が確立していると考えられる。このような場合は質問器からの問い合わせ信号の信号出力は大き過ぎることになるので、問い合わせ信号の信号出力を減少させてもう一度個別の無線タグの読み取りを行い、両者の数量が一致するまでこの信号出力の減少を繰り返し行うこととなる。
【００２４】
なお、本発明の解決手段では、無線タグの読み取りミスや管理対象以外の無線タグからの応答信号の返信を、問い合わせ信号の信号出力の増減のみによって解消させている。従ってこの読み取りミスと管理対象以外からの返信の両方が同時に存在する場合には、その状態を解消させることができない。またこの両者が同時に存在する場合には、物品の総数や応答信号による無線タグの数量からそのことを知ることができず、状況を認識することも不可能である。従って搬送される物品の管理者は、とくに管理対象以外の無線タグからの応答が質問器に達することがないように、１回の管理対象とする物品を搭載する容器どうしの間隔や配置などに運用面で十分に配慮を行うことが重要である。
【００２５】
即ち、本発明は、特定領域に存在する、無線タグが取り付けられた物品の総重量を測定する測定手段と、前記測定手段による総重量の測定値から、前記物品の総数を算出する手段と、質問器から前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられた前記無線タグからの応答信号を受信する手段と、前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を算出する算出手段と、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とをもとに、前記質問器の出力を設定する設定手段と、前記設定手段による出力の設定値に応じて前記質問器の出力を変更する出力調整手段とを有することを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００２６】
また、本発明は、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも高い値に再設定し、前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００２７】
さらに、本発明は、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と一致し、前記一致が予め設定されている複数の回数に渡り連続して得られており、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００２８】
さらに、本発明は、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較して、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、前記再設定された出力の設定値に従って、前記出力調整手段が前記質問器の出力を変更することを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００２９】
さらに、本発明は、前記物品の各々の重量が互いに略一致している場合であって、前記無線タグ読み取り装置が、前記物品の１個あたりの重量を予め記憶しており、前記物品の総数を算出する手段が、前記測定手段により測定された前記物品の総重量を、前記物品の１個あたりの重量により除算することにより、前記物品の総数を算出することを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００３０】
さらに、本発明は、前記物品が一括して可動式キャリアに搭載されており、前記物品の総重量を測定する測定手段が前記可動式キャリアが通過する移動経路の下面に設置されていることを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００３１】
さらに、本発明は、前記質問器を構成し、前記物品に取り付けられたそれぞれの無線タグと双方向通信を行うアンテナが、前記可動式キャリアが通過する移動経路の上方に設置されていることを特徴とする無線タグ読み取り装置である。
【００３２】
さらに、本発明は、特定領域に存在する、無線タグが取り付けられた物品の総重量を測定手段により測定し、前記測定手段による総重量の測定値から、前記物品の総数を算出し、質問器から前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられた前記それぞれの無線タグからの応答信号を受信し、前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を算出し、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数とを比較し、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも高い値に再設定し、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数と一致し、前記一致が予め設定されている複数の回数に渡り連続して得られており、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定し、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回る場合に、前記質問器の出力の設定値を従前よりも低い値に再設定することを特徴とする無線タグの読み取り方法である。
【００３３】
さらに、本発明は、前記物品の各々の重量が互いに略一致している場合であって、前記物品の１個あたりの重量が予め計測されており、前記物品の総数を算出する手段が、前記測定手段により測定された前記物品の総重量を、前記物品の１個あたりの重量により除算することにより、前記物品の総数を算出することを特徴とする無線タグの読み取り方法である。
【００３４】
さらに、本発明は、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を下回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最大値を下回り、前記質問器の出力の設定値が従前よりも高い値に再設定された場合に、前記再設定がなされた前記出力の設定値に従って、出力調整手段が前記質問器の出力を変更し、前記応答信号から算出された前記双方向通信が確立した無線タグの総数が、前記総重量の測定値から算出された前記物品の総数を上回り、かつ、前記質問器の出力が予め設定されている最小値を上回り、前記質問器の出力の設定値が従前よりも低い値に再設定された場合に、前記再設定がなされた前記出力の設定値に従って、出力調整手段が前記質問器の出力を変更し、前記質問器の出力を変更したら、前記質問器がただちに変更された前記出力によって前記各物品に問い合わせ信号を送信し、前記各物品に取り付けられたそれぞれの無線タグからの応答信号を再度受信し、前記質問器が受信した前記応答信号から、双方向通信が確立した無線タグの総数を再度算出することを特徴とする無線タグの読み取り方法である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、それぞれ無線タグを取り付けた物品の一括管理において、管理対象の物品の総重量から算出した物品の総数と、問い合わせ信号に対し応答があった無線タグの数量を比較して、読み取りミスとなった無線タグがあるかどうかを判定し、それにより質問器からの問い合わせ信号の信号出力を増減させる。この物品の一括管理方法を行うことにより、無線タグを用いて物品を個別に管理することが可能であり、質問器と各無線タグの間で１対１の双方向通信をそれぞれ実施することができる。また１回の管理対象に含まれる無線タグの総数を管理して、問い合わせ信号の信号出力の増減を常に実施している。この方法により、無線タグの読み取りミスや管理対象以外の無線タグからの返信をできる限り防ぐことが可能になり、管理漏れにより行方不明となる物品の発生を極力阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態による無線タグ読み取り装置とそれによる読み取り方法について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３７】
図１は本発明の実施の形態に係る物品の管理システムの例を示す概略図である。この管理システムでは、可動式キャリアに搭載した複数の物品を搬送する間に、各物品の総重量を可動式キャリアごと測定する。それとともに各物品に取り付けられている無線タグと双方向通信を行い、そのときの送信出力を前記各物品の総重量の測定値を用いて設定している。図１において、可動式キャリア１１に搭載されている複数の物品１２にはそれぞれ１枚ずつ無線タグ１３が取り付けられていて、可動式キャリア１１に搭載されたまま搬送される。この可動式キャリア１１は自走機能を有し、床面１５上を移動することができる。床面１５の一部には重量センサ１４が設置されていて、可動式キャリア１１がその上を通過していることを検知すると、可動式キャリア１１を含めた物品１２の総重量を計測する機能を有しており、その計測結果は可動式キャリア１１および搭載された物品１２の重量のデータとして、処理装置１７に送信される。
【００３８】
一方、重量センサ１４の上方にはアンテナを備えた質問器１６が設けられていて、可動式キャリア１１内の各々の物品１２に取り付けられた無線タグ１３と双方向通信を行う。無線タグ１３からの応答信号は、前記重量の計測結果と同様に、通信結果として処理装置１７に集められて処理される。処理装置１７は重量センサ１４から送信された重量のデータからまず可動式キャリア１１の重量を差し引き、次いで物品１２の１個あたりの重量で割って、可動式キャリア１１に搭載されている物品１２の数量を算出する。可動式キャリア１１の重量や物品１２の平均重量の値は処理装置１７に予め与えておく。次いで質問器１６が受信した各無線タグ１３からの応答信号の結果を解析し、応答のあった無線タグ１３の数量をカウントする。そして前記重量のデータから求めた物品１２の数量とこの無線タグ１３の応答数の数量とを比較して、その結果をもとに質問器１６からの双方向通信における送信出力を増減させる。
【００３９】
図２に、質問器から無線タグに送信する送信出力の増減の手順の例のフローチャートを示す。図２に示される一連の手順は処理装置により実行される。ここで質問器にて設定可能な送信出力Ｅの各強度を、Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｊ（ただしＥ１＜Ｅ２＜…＜Ｅｊ）とする。ここでｊは正整数であり、例えば質問器の送信出力が５段階に変更可能な場合には、ｊ＝５である。また、初期状態における質問器の送信出力ＥをＥｋ（ただしｋは正整数、１≦ｋ≦ｊ）とする。さらに質問器による読み取りミスが起こらない、順調な双方向通信の状態が一定回数連続している場合は、双方向通信条件が安定していると判断して、以下の一連の手順では質問器からの送信出力の強度を１段階引き下げる。この判断を行うための双方向通信の連続回数の判断基準となる値を、Ｎ（回）と定める（ただしＮは正整数、２≦Ｎ）。Ｎ（回）は予め設定値として与えられた繰り返し回数の判定値である。なお物品の１個あたりの重量をｂとする。この値は処理装置には予め与えられている。
【００４０】
図２において、質問器からの送信出力の増減の手順が開始（Ｓ１）されると、まず最初の手順で繰り返し回数の判定値Ｎ、質問器の送信出力Ｅ、パラメータａ（０≦ａ≦Ｎ）およびパラメータｋが定義される（Ｓ２）。ここでパラメータａは質問器による読み取りミスが起こらない状態の繰り返し回数であり、最初はａ＝０である。またｋは現在の質問器の送信出力Ｅの値を規定するパラメータであり、前回までの一連の質問器と各無線タグとの双方向通信の実績により決定されるものである（Ｓ３）。質問器からの送信出力Ｅの値として、出力値Ｅｋが設定される（Ｓ４）と、重量センサが可動式キャリアの重量を検知するまで質問器は待機状態となる。可動式キャリアの重量が検知されると（Ｓ５）、処理装置はその重量から可動式キャリアの重量を減算した値である計測値Ｍを求める。次いでこの計測値Ｍを物品の１個あたりの重量ｂにより除算して、可動式キャリアに搭載されている物品の総数を計算し、これを重量センサによる物品の数量Ｗとする（Ｓ６）。
【００４１】
それとは別に、質問器は送信出力Ｅ＝Ｅｋにて可動式キャリアに搭載された各物品の無線タグに対して問い合わせ信号を送信し（Ｓ７）、無線タグからの応答信号を受信して、応答のあった無線タグの数量をカウントして応答のあった無線タグの数量Ｔを得る（Ｓ８）。次いでこの数量Ｗと数量Ｔとを比較して、両者の数量の大小関係を判定する（Ｓ９）。もしＷ＞Ｔの場合、即ち双方向通信において読み取りミスとなった無線タグが存在する場合には、質問器の送信出力Ｅを引き上げて無線タグの読み取りミスを防止しなくてはならない。そこでまずＥが上限値であるＥｊに達しているかどうかを調べる（Ｓ１０）。ここでＥ＝Ｅｊの場合にはＥはすでに上限値に達しており、それ以上送信出力を引き上げることはできない。従って無線タグとの双方向通信をそれ以上続けることができず、通信エラーを出力して（Ｓ１１）、双方向通信を終了（または中断）する（Ｓ２１）。一方、Ｅ＝Ｅｊではない場合には、送信出力Ｅ＝Ｅｋを１段階引き上げてＥ＝Ｅｋ＋１とし、同時にａ＝０として（Ｓ１２）、もう一度手順Ｓ７に戻る。
【００４２】
手順Ｓ９において、Ｗ＞Ｔではない場合（Ｗ≦Ｔの場合）には、引き続いてＷ＝Ｔであるかどうかの判定を行う（Ｓ１３）。ここでＷ＝Ｔの場合には、可動式キャリアに搭載された全ての物品の無線タグと質問器との双方向通信が確立していることとなるので、質問器は個々の無線タグとの間で双方向通信を順次行い、物品の管理を実施する（Ｓ１４）。全ての無線タグとの双方向通信が終了したら、質問器による読み取りミスがないことからパラメータａの値を１だけ大きくし、ａ＝ａ＋１とする（Ｓ１５）。ここでパラメータａの値が、双方向通信の連続回数の判断基準であるＮに達しているかどうかを判断する（Ｓ１６）。ａ＝Ｎである場合には送信出力Ｅ＝Ｅｋを１段階引き下げてＥ＝Ｅｋ−１とし、同時にａ＝０とする（Ｓ１７）。ａがＮに達していない場合には、Ｅ、ａの値を変更しない。最後に、質問器が全ての物品の無線タグとの予定された双方向通信による管理を完了しているかを判断し（Ｓ１８）、完了している場合には双方向通信を終了する（Ｓ２１）。一方まだ完了していない場合は手順Ｓ５に戻り、質問器は重量センサが次の可動式キャリアの重量を検知するまで待機状態となる。
【００４３】
手順Ｓ１３においてさらにＷ＝Ｔではない場合、即ちＷ＜Ｔの場合には、可動式キャリアに搭載されている物品の数量よりも、質問器との双方向通信が確立している無線タグの総数の方が多いことになる。このような事態は、質問器からの送信出力Ｅがこのシステムにおいて無線タグと良好な双方向通信を行うための適正な出力よりも大き過ぎることが原因となって、可動式キャリア内に搭載された物品に取り付けられた無線タグとは異なる、通信対象以外の別の無線タグとの間で双方向通信が確立してしまったことが原因である。この状態では可動式キャリアに内の各物品の無線タグと双方向通信を行い、それらを管理することができない。従って、まず送信出力Ｅが最小値であるＥ１であるかどうかを判定し（Ｓ１９）、そうでない場合には送信出力Ｅ＝Ｅｋを１段階引き下げてＥ＝Ｅｋ−１とし、同時にａ＝０とする（Ｓ２０）。その上でもう一度手順Ｓ７に戻り、送信出力Ｅが１段階引き下げられた状態で、質問器から無線タグへの問い合わせ信号の送信をやり直す。
【００４４】
なお手順Ｓ１９においてＥ＝Ｅ１である場合はこれ以上送信出力Ｅを引き下げることができないので、通信エラーを出力した上で（Ｓ１１）、双方向通信を終了（または中断）する（Ｓ２１）。この場合には、互いに隣り合って配置される可動式キャリアどうしの間隔を広げるなど、この物品の管理システムの設定の見直しを行った上で、改めて手順Ｓ１から物品の管理をもう一度やり直すこととなる。
【００４５】
以上の手順により、各々に取り付けられた無線タグとの通信によって物品を管理するシステムを運用することができる。この手順に従えば、無線タグの読み取りミスが生じた場合にはシステムがそのことを検知し、質問器からの送信出力を自動的に１段階引き上げ、読み取りミスが解消するまでそれを繰り返す。一方、読み取りミスのない、無線タグの良好な読み取りが一定回数連続している場合には、そのときの環境では無線タグとの双方向通信が十分に安定していると見なして、質問器からの送信出力を１段階引き下げる。従って、状況に合わせて質問器からの送信出力を自動的に増減させることとなるので、常に最適な通信条件による無線タグを用いた物品の管理が可能である。
【００４６】
以上示したように、本発明による無線タグ読み取り装置を用いた物品の管理システムにおいては、無線タグを取り付けた物品の重量を測定して双方向通信の対象となる無線タグの数量を算出し、それを用いて読み取りミスとなった無線タグが存在するかどうかを判定して質問器からの送信出力を変更する。この方法により、無線タグの読み取りミスは解消され、無線タグとの間で常に良好な双方向通信を行い、物品を管理することができる。また、上記の説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る物品の管理システムの例を示す概略図。
【図２】質問器から無線タグへの送信出力の増減の手順の例を示すフローチャート。
【図３】従来の無線タグによる物品の管理システムの例を示す概略図。
【符号の説明】
【００４８】
１１  可動式キャリア
３１  キャリーケース
１２，３２  物品
１３，３３  無線タグ
１４  重量センサ
３４  計量装置
１５  床面
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ  ベルトコンベヤ
１６，３６  質問器
１７，３７  処理装置
Ｓ１〜Ｓ２１  手順
【図１】
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【図２】
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【図３】
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