(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードの識別符号を識別する非接触ＩＣカード識別装置における非接触ＩＣカードの識別方法であって、
複数の非接触ＩＣカードのいずれかから送信された識別符号の所定数のビットを受信する第一のステップと、
上記受信したビットを上記複数の非接触ＩＣカードに返信する第二のステップと、
上記返信されたビットと上記送信したビットの一致する非接触ＩＣカードから送信された識別符号の既送信のビットに続く所定数のビットを受信する第三のステップと、
上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいなければ、上記続くビットについて上記第二及び第三のステップを繰り返し、上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいれば識別完了したことを示す識別完了信号を送信する第四のステップとを有することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項２】
請求項１記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記所定数は１であることを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項３】
請求項１記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記識別符号は誤り訂正符号を含み、
上記第四のステップにおいて、上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいれば、誤りなく識別符号が受信された場合に上記識別完了信号を送信することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項４】
請求項１記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記非接触ＩＣカード識別装置は切り換え可能な複数のアンテナを有し、
上記第一のステップにおいて、上記複数のアンテナのいずれかにより上記所定数のビットを受信することを試行し、受信されない場合には上記複数のアンテナの別のいずれかに切り換えて試行することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項５】
非接触ＩＣカードの識別符号を識別する非接触ＩＣカード識別装置における非接触ＩＣカードの識別方法であって、
上記識別符号は非接触ＩＣカードが所定のグループに属することを示すグループ識別子を含んでおり、
複数の非接触ＩＣカードのいずれかから送信された識別符号の所定数のビットを受信する第一のステップと、
上記受信したビットが上記グループ識別子を構成するビットであれば上記受信したビットに相当する識別対象とするグループ識別子のビットを、上記受信したビットが上記グループ識別子を構成するビットでなければ上記受信したビットを上記複数の非接触ＩＣカードに返信する第二のステップと、
上記返信されたビットと上記送信したビットの一致する非接触ＩＣカードから送信された識別符号の既送信のビットに続く所定数のビットを受信する第三のステップと、
上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいなければ、上記続くビットについて上記第二及び第三のステップを繰り返し、上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいれば識別完了したことを示す識別完了信号を送信する第四のステップとを有することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項６】
請求項５記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記所定数は１であることを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項７】
請求項５記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記識別符号は誤り訂正符号を含み、
上記第四のステップにおいて、上記続くビットが識別符号の最終ビットを含んでいれば、誤りなく識別符号が受信された場合に上記識別完了信号を送信することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項８】
請求項５記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記非接触ＩＣカード識別装置は切り換え可能な複数のアンテナを有し、
上記第一のステップにおいて、上記複数のアンテナのいずれかにより上記所定数のビットを受信することを試行し、受信されない場合には上記複数のアンテナの別のいずれかに切り換えて試行することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項９】
非接触ＩＣカード識別装置により非接触ＩＣカードの識別符号の識別を受ける非接触ＩＣカードの識別方法であって、
識別符号の所定数のビットを送信する第一のステップと、
上記非接触ＩＣカード識別装置より返信された所定数のビットを受信する第二のステップと、
上記送信したビットと上記受信したビットとが一致していれば識別符号の既送信のビットに続く所定数のビットを送信する第三のステップとを有することを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項１０】
請求項９記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記第一のステップにおいて、上記所定数のビットは上記非接触ＩＣカード識別装置から送信される質問信号の受信に応じて送信され、
上記第三のステップにおいて、上記送信したビットと上記受信したビットが一致していなければ再度上記質問信号を受信するまで上記非接触ＩＣカード識別装置への識別符号の送信は行わないことを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項１１】
請求項９記載の非接触ＩＣカードの識別方法において、
上記所定数は１であることを特徴とする非接触ＩＣカードの識別方法。
【請求項１２】
非接触ＩＣカードの識別符号を所定ビットごと送信する非接触ＩＣカード識別装置と非接触ＩＣカードとの通信方法において、
上記非接触ＩＣカード識別装置と非接触ＩＣカードはそれぞれ同期した下りフレームと上りフレームにより通信し、
上記下りフレームは上記非接触ＩＣカードへの所定ビット送信命令を表す第１の領域と同期ビットを表す第２の領域を有し、上記上りフレームは上記下りフレームにおける上記所定ビット送信命令に応答して上記所定ビットを送信するための第３の領域を有し、上記非接触ＩＣカードは、上記非接触ＩＣカード識別装置から受信される電波から生成される電源電力とクロックを用いて上記所定ビットの送信を行い、上記非接触ＩＣカードの上記第３の領域の送信期間は上記非接触ＩＣカード識別装置の上記第２の領域の送信期間に包含されることを特徴とする通信方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の通信方法において、
上記所定ビットは１ビットであり、上記第３の領域では上記識別符号の１ビットをマンチェスタ符号化して表すことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、質問器と複数の応答器との間で信号を授受することによって応答器の識別を行う識別方法及び装置に関する。とくに、応答器は荷物のような移動体に貼付され、質問器は複数の応答器からの応答信号の輻輳を制御して識別する移動体識別方法及び装置に関する。
背景技術
従来、荷物の収集・配送を行う物流管理システムにおいて多くの作業を人手に頼ってきた。人手による作業を軽減するためのシステムとしてバーコードを利用したシステムがある。しかし、バーコードでは扱える情報量が少なく複雑な自動化ができない、またバーコードを読み取るためには、読み取り装置をバーコードに極度に接近させなければならないため人手による作業が依然として発生している。
そのため多くの情報が記録可能で、離れた位置から非接触で読み取ることが可能な荷札ＩＤカードを用いた物流管理システムが提案されている（特開平８−２６８５１３号）。
このような物流管理システムでは非接触で正確にＩＤカードから情報を読み出すことが重要である。
電磁波を用いた移動体識別装置の従来技術として米国特許第４９８３９７６号がある。この従来技術においては、質問器に設けた１つのアンテナから電波を放射し、５０ｃｍ〜１ｍ程度の距離に存在する応答器と信号を授受する。
この場合、質問器と応答器との距離が長くなれば長くなるほど通信の信頼性が低下する。また、応答器が貼付された荷物がベルトコンベアで移動している場合、アンテナの指向性により放射される電磁波を応答器に確実に照射することが難しく、通信の信頼性を低下させる原因となる。
さらに、質問器のカバーエリアに複数の応答器が存在する場合には複数の応答器からの応答信号を識別する必要がある。特許公報第２５３４２９５号には、質問器からの問い合わせ信号に対して応答器が識別コードを送信し、質問器は識別コードの識別の成否に応じて良否判定信号に応答器に固有のＩＤ番号を付加して返信し、良信号を受けた質問器は一定期間質問器からの問い合わせ信号に応答しないようにして順次複数の応答器を識別する技術が記載されている。しかしながら、この従来技術においては応答器からの識別コードが同時に送信され、互いに混信しあって質問器が正常に識別できないという問題（輻輳）が考慮されていない。
複数の応答器からの応答信号の混信を防止するための従来技術として特開平９−４４６１４号がある。この従来技術においては、質問器はランダムに１ビットの信号（「０」または「１」）を送信する。応答器は自己に固有のＩＤコードの第１ビットと送信されたランダムビットとを比較する。次のランダムビットが送信されたときに、一致していれば応答器は第２ビットと、一致していなければ再度第１ビットと比較する。この動作を順次繰り返しＩＤコードの最終ビットが合致したときに応答器は応答信号を質問器に送信するようにして応答信号の輻輳を制御する。しかし、この方法では同じランダムビットに対して応答信号が送信される可能性があり、完全に応答信号の輻輳をなくすことができない。とくに、応答器の個数が多くなるほど応答信号が同時に送信される確率も増すために識別の信頼性が低下することになる。
発明の開示
カバーエリア内にある複数の非接触ＩＣカードを識別するため、非接触ＩＣカード識別装置と非接触ＩＣカードは次のように動作する。識別装置からの質問信号を受け、ＩＣカードは識別符号の所定数のビットを送信する。識別装置は送信された所定数のビットを受信し、ＩＣカードに返送する。返送されたビットと自己が送信したビットが等しいＩＣカードは既送信のビットに続く所定数のビットを送信し、同様の処理を繰り返す。等しくないＩＣカードは次の質問信号を受けるまで識別処理には参加しない。この処理を繰り返すことにより、最終的には１つのＩＣカードのみが自己の識別符号の全体を識別装置に認識させることができる。この認識処理を未処理のＩＣカードがなくなるまで繰り返すことにより、複数のＩＣカードの識別処理が完了する。
また、通信の信頼性を増すために、本発明の移動体識別装置は切り換え可能な複数のアンテナあるいは指向性を切り換え可能なアンテナを備える。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の移動体識別装置を物流管理システムへ応用した一実施例を示す図である。
第２図は、本発明の移動体識別装置とＩＣカードの構成を示す図である。
第３Ａ−３Ｄ図は、ＩＣカードの構成及びそのアンテナの指向性パターンを示す図である。
第４Ａ−４Ｄ図は、ＩＣカードの構成及びそのアンテナの指向性パターンを示す図である。
第５図は、複数のアンテナの配置方法を示す図である。
第６図は、複数のアンテナの配置方法を示す図である。
第７図は、アンテナとして集合アンテナを使用する例を示す図である。
第８図は、ＩＣカード認識処理におけるコントローラの輻輳制御を示すフローチャートである。
第９図は、ＩＣカード認識処理におけるＩＣカードの輻輳制御を示すフローチャートである。
第１０Ａ，１０Ｂ図はそれぞれ、ＩＣカードに付与される識別符号を示す図である。
第１１図は、ＩＣカード認識処理におけるコントローラの輻輳制御を示すフローチャートである。
第１２Ａ，１２Ｂ図はそれぞれ、コントローラとＩＣカードの通信に用いられるフレーム構造である。
第１３図は、コントローラのコマンドの一覧である。
第１４図は、ＩＣカードの識別処理の状態遷移図である。
第１５図は、ＩＣカードの不揮発性メモリの読み出し処理の状態遷移図である。
第１６図は、ＩＣカードの不揮発性メモリの書き込み処理の状態遷移図である。
第１７図は、本発明の移動体識別装置を物流管理システムへ応用した一実施例を示す図である。
第１８図は、ＩＣカードに搭載される不揮発性メモリのメモリ空間を示す図である。
第１９図は、ＩＣカードの再利用処理のフローチャートを示す図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明による移動体識別装置を物流管理システムに適用した実施例について説明する。物流管理システムの実施例を第１図に示す。本物流管理システムは、ベルトコンベア１０１、アンテナ１０２ａ〜ｄ、コントローラ１０３、ＲＳ２３２Ｃケーブル１０５によりコントローラ１０３と接続された制御端末１０４を有する。第１図に示した例では４基のアンテナを備えているが、その数は４に限られるわけではない。荷物１０６の表面には非接触ＩＣカード１０７が貼付されている。ＩＣカード１０７には、不揮発性メモリが組み込まれており、荷物の識別符号、送り主、送り先、内容、重量などの荷物の属性が記憶されている。
荷物１０６はベルトコンベア１０１により、アンテナ１０２ａ〜ｄの照射範囲（カバーエリア）まで運ばれる。図に示すように荷物１０６は積み重なったまま運ばれてきてもよく、また貼付されたＩＣカード１０７の向きも任意である。コントローラ１０３は、制御端末１０４からの命令にしたがって、アンテナ１０２を介してＩＣカード１０７と情報をやりとりする。制御端末１０４からの主要な命令として、読み出し命令／書き込み命令／識別命令の３つがある。
読み出し命令を受けた場合には、コントローラ１０３はＩＣカード１０７の不揮発性メモリに書き込まれている荷物の属性を読み取り、接続ケーブル１０５を介して属性情報を制御端末１０４に伝達する。制御端末１０４は識別した荷物の属性情報を集計管理し、その後の作業（検品・仕分け作業等）に活用する。書き込み命令を受けた場合には、コントローラ１０３は荷物の配送経路指定情報、荷物通過日時等の新たな情報をＩＣカード１０７の不揮発性メモリに書き込む。識別命令を受けた場合には、コントローラ１０３はカバーエリア内に存在する複数のＩＣカード１０７からの応答の輻輳を制御することにより、各ＩＣカードを識別する。
第２図により、コントローラ１０３及び非接触ＩＣカード１０７の構成を説明する。
ＩＣカード１０７は、アンテナ２０１、整流／変調／復調回路２０２と制御回路２０３及びＥＥＰＲＯＭ２０４から構成される。ＥＥＰＲＯＭの他にも、ＦＲＡＭ（誘電体メモリ）のような不揮発性メモリが使用できる。整流回路２０２はアンテナ２０１に照射される電波から電源電力を生成するとともにクロックを生成する。整流回路２０２により生成された電源電力／クロックは制御回路２０３とメモリ２０４に分配され、コントローラ１０３との通信やメモリ２０４の読み出し／書き込み処理を行うために使用される。また、コントローラ１０３から送られる送信信号は、ＩＣカード１０７のアンテナ２０１で受信され、復調回路２０２によって復調される。制御回路２０３は受信された送信信号の命令に従ってメモリ２０４の読み出し／書き込み処理を実行する。ＩＣカード１０７からの送信データは、メモリ２０４より読み出され、変調回路２０２により変調され、アンテナ２０１より放射される。
コントローラ１０３は、制御端末との接続ケーブル１０５のインタフェースを制御するコントローラ上位インタフェース２０５、制御回路２０６、ＲＦユニット２０７から構成される。ＲＦユニット２０７は変復調回路２０８、ＲＦ送受信回路２０９を含む。変復調回路２０８はデジタル信号とアナログ信号との変換を行う。ＲＦ送受信回路２０９は変復調回路から出力されたベースバンドのアナログ信号を搬送周波数帯域の送信信号に変換するとともにその増幅を行い、アンテナで受信された搬送周波数帯域の受信信号をベースバンドのアナログ信号に変換するとともにその増幅を行う。
アンテナ１０２としては、例えばパッチアレイアンテナを使用することができるが、その他にスロットアレイアンテナ、フェーズドアレイアンテナを使用することもできる。アンテナ１０２はカードを動作させるのに十分な利得を得ることができるようにその指向性／利得を設計する必要があり、アレイアンテナはこの目的に好適なものである。
図には示していないが、１つのコントローラに対して複数のアンテナを接続する場合には、ＲＦ送受信回路２０９との接続を複数のアンテナ間で切り換えてもよく、またアンテナごとにＲＦユニット２０７を設け、制御回路２０６とＲＦユニット２０７との接続を切り換えてもよい。
第３Ａ−３Ｄ図、第４Ａ−４Ｄ図を用いてＩＣカード１０７のアンテナの指向性について説明する。
第３Ａ図はＩＣカードのアンテナをパッチアンテナで構成した例である。ＩＣカード基板３０１上にパッチアンテナ３０２とＩＣチップ３０３が実装されている。ＩＣチップ３０３には、整流／変調／復調回路２０２、制御回路２０３、ＥＥＰＲＯＭ２０４が納められている。ＩＣチップ３０３はマイクロストリップ線路３０６、スルーホール３０４を介してＩＣカード基板３０１裏面のアース面に、マイクロストリップ線路３０５を介してパッチアンテナ３０２に接続されている。
第３Ｂ−３Ｄ図にパッチアンテナの指向性パターン３０７を示す。第３Ｂ図は側面図、第３Ｃ図は正面図、第３Ｄ図は上面図である。このようにパッチアンテナ３０２の指向性パターン３０７は、アンテナ面と垂直な方向に最も強い感度をもつ一方、アンテナ面と水平な方向やアンテナ面の裏側には感度をもたない。
第４Ａ図はＩＣカードのアンテナをダイポールアンテナで構成した例である。ＩＣカード基板４０１上にダイポールアンテナ４０２とＩＣチップ４０３が実装されている。ＩＣチップ４０３には、整流／変調／復調回路２０２、制御回路２０３、ＥＥＰＲＯＭ２０４が納められている。ＩＣチップ４０３はマイクロストリップ線路４０４、４０５を介してダイポールアンテナ４０２ａ、４０２ｂに接続されている。
第４Ｂ−４Ｄ図にダイポールアンテナの指向性パターン４０６を示す。第４Ｂ図は側面図、第４Ｃ図は正面図、第４Ｄ図は上面図である。このようにダイポールアンテナ４０２の指向性パターン４０６は、アンテナと垂直な方向に最も強い感度をもつ一方、アンテナと平行な方向には感度をもたない。
このようにＩＣカードのアンテナは指向性を有しており、コントローラのアンテナの指向性との関係によってはそのカバーエリア内にあってもその存在を認識できないという事態が生じうる。
第５図により、複数のアンテナの配置方法について説明する。アンテナ面５０１、５０２、５０３、５０４は、四面体５０５の頂点に配置され、各々四面体５０５の中心方向を向いている。このようにアンテナ面を頂点とする四面体をなすようにアンテナを配置することにより、四面体の内側に存在するＩＣカードに対して、全てのアンテナの放射方向がＩＣカード面に対して平行となることが防止できる。言い換えれば、少なくとも１つのアンテナの放射方向はＩＣカード面に対して９０度未満の角度をなすことが保証される。とりわけ、アンテナ面を頂点とする四面体が正四面体となるようにすれば、ＩＣカード面に対するアンテナの放射方向の角度の最悪値を最も小さくすることができる。
一方、アンテナが３基であれば、３つのアンテナ面で形成される面とＩＣカード面とが平行になるようにＩＣカードが存在した場合には、ＩＣカードアンテナの指向性パターンの問題によりそのＩＣカードの認識を行うことはできない。しかしながら、ＩＣカードがアンテナのカバーエリアに入ってくるときのアンテナ面の向きに制約が存在する場合には、かかる問題を避けることができる。
第６図はアンテナが３基の場合の実施例である。アンテナ面６０１〜６０３は同じ平面内で互いに１２０度づつ回転した位置に設けられる。また３つのアンテナ面がなす平面は、ベルトコンベア１０１と一定の角度をなして横切るように設定する。この場合、ＩＣカード１０７が直方体形状の荷物６０７のどの面に付されていても、アンテナ面がなす平面とＩＣカード面とが平行になることはない。よって、ＩＣカードはその最も距離の近いアンテナ（図ではアンテナ６０３）と安定した通信を行うことができる。
さらに、別のアンテナの構成例を第７図に示す。移動中の荷物について識別するには、コントローラのアンテナからの電磁波は広い指向性をもっていることが望ましい。その一方で、ＩＣカードはアンテナより放射される電磁波から必要な電力を取り出して動作するから、コントローラのアンテナは利得が大きいことが望ましい。しかし、アンテナの指向性の広さと利得はトレードオフの関係にある。
第７図は集合アンテナを用いたアンテナの構成例である。アンテナ７０１〜７０３はそれぞれ電波の放射方向が所定の角度づつずれるようにして配置されている。アンテナ７０１〜７０３を順次切り換えて正しく通信できたアンテナで通信する。同様のことがフェーズドアレイアンテナを用いて、電波の放射方向を所定の角度づつずれるように電気的に切り換えることにより実現することができる。また、アンテナ支持軸とアンテナ面とが所定の角度をなすようにとりつけたアンテナを、アンテナ支持軸を機械的に回転させることにより同様のことが実現できる。
第８図及び第９図を用いて、本発明の移動体識別装置における輻輳制御について説明する。第８図は、コントローラ１０３の制御回路２０６の輻輳制御を示すフローチャート、第９図はＩＣカード１０７の制御回路２０３の輻輳制御を示すフローチャートである。
コントローラは、１基のアンテナを選択する（８００）。選択されたアンテナは、カバーエリア内のＩＣカードに向けて質問信号を送信する（８０１）。コントローラの質問信号を受けたＩＣカードは、ＩＣカード固有の識別符号を１ビットだけコントローラに向けて送信する。
コントローラはＩＣカードからの送信信号の検出を行う（８０２）。ＩＣカードからの送信信号を検出できなかった場合、別のアンテナに切り換えて（８００）、同じ動作を繰り返す。いずれのアンテナによっても送信信号が検出されない場合には、全てのＩＣカードの識別を完了したとみなし識別終了とする（８１１）。
コントローラがＩＣカードからの送信信号を検出した場合、識別符号の１ビットを受信し（８０３）、受信したビットをＩＣカードに向けて返信する（８０４）。ＩＣカードでは、返信されたビットを受信して、第９図のフローチャートに従って、識別符号の次の１ビットをコントローラに向けて送信する。コントローラは受信ビット数をカウントすることによって（識別符号長はシステムで一定の値に定められている）、受信したビットが識別符号の最後のビットであるかどうか検査する（８０５）。
受信したビットが識別符号の最後のビットでない場合、コントローラは、ＩＣカードからの次のビットの送信があるかどうか検査する（８０９）。送信信号が検出されれば、ＩＣカードから送信された次の識別符号の１ビットを受信する（８０３）。一方、次のビットの送信を検出できなかった場合には識別失敗として、再度質問信号を送信する（８０１）。
受信した識別符号が最後のビットであった場合には、全受信ビットに対してＣＲＣ検査を行い（８０６）、エラーがあった場合には再度質問信号を送信する（８０１）。一方、エラーがなかった場合には正しく識別符号が受信されたと判断し、識別完了信号をＩＣカードに返信することにより、正しく受信できたことをＩＣカードに通知する（８０７）。識別されたＩＣカードの識別符号は接続ケーブルから制御端末へ出力され（８０８）、再び、質問信号の送信から繰り返す（８０１）。
ＩＣカードの制御回路はコントローラからの質問信号を待ち受ける（９０１）。コントローラからの質問信号を検出すると、ＩＣカードは識別符号を１ビットだけ送信する（９０２）。ＩＣカードはコントローラが返信する識別符号の１ビットがあるかどうか検査し（９０３）、なければ質問信号の待ち受けに戻る（９０１）。
識別符号の１ビットを受信すると、既に送信した識別符号の１ビットと比較する（９０４）。受信ビットと送信ビットとが一致しなかった場合は識別に失敗したとして質問信号の待ち受けに戻る（９０１）。受信ビットと送信ビットとが一致した場合は、そのビットが最後のビットであるかどうか検査する（９０５）。最後のビットでない場合は、次のビットを送信する（９０２）。最後のビットであればコントローラからの識別完了信号の送信を待つ（９０６）。識別完了信号を検出できなければ質問信号の待ち受けに戻る（９０１）。識別完了信号を検出した場合には識別に成功したとして識別動作を終了する（９０７）。
第１０Ａ、１０Ｂ図は、ＩＣカードに付与される識別符号の構成例を示す図である。識別符号は、ＩＣカードごとにユニークである必要がある。第１０Ａ図に示した識別符号１００１はシリアル番号部１００２とＣＲＣ１００３で構成される。第１０Ｂ図に示した識別符号１００４は別の構成例であり、グループ識別子１００５、シリアル番号１００６とＣＲＣ１００７で構成される。グループ識別子１００５は、ＩＣカードが特定のグループに属することを示すコードである。例えば、物流会社、サービスの種類によって異なるコードを付すことができる。このときシリアル番号１００６は、特定のグループ内でユニークに与える。
このようなグループ識別子付きの識別符号を用いた場合、特定のグループに属するＩＣカードだけを識別の対象とする識別処理が可能になる。この識別処理について、コントローラ１０３の制御回路２０６の輻輳制御を示すフローチャートを第１１図に示す。第８図のフローチャートと同じ制御動作については同じ符号を付して示している。新たにステップ８１２と８１３の処理を付加する。
コントローラはＩＣカードの識別符号の１ビットを受信すると（８０３）、受信したビットが、グループ識別子を構成しているビットであるかどうかを検査する（８１２）。この検査は、受信ビットが識別符号の何ビット目であるか確認することにより容易に行える。それにより、受信したビットがグループ識別子に相当するビットである場合には、受信ビットに関係なくグループ識別子の対応するビットを返信する。
受信したビットがグループ識別子を構成するビットでない場合には、受信したビットそのものをＩＣカードに向けて返信し（８０４）、以後は第８図のフローチャートと同様の処理を行う。
なお、このときのＩＣカード１０７の制御回路２０３の輻輳制御を示すフローチャートは第９図に示したものと同じでよい。
コントローラとＩＣカード間で１ビットごとの信号の送受信を行うことが本発明の１つの特徴である。そこで、第１２図〜第１６図を用いて、コントローラとＩＣカード間の通信という観点から、本発明の移動体識別装置の動作を説明する。
第１２Ａ，１２Ｂ図にコントローラとＩＣカードとの間の通信に用いるフレーム構造を示す。図１２Ａに示した下りフレーム１２００はコントローラからＩＣカードへの通信（下り通信）に、図１２Ｂに示した上りフレーム１２０５はＩＣカードからコントローラへの通信（上り通信）に用いられる。下りフレーム１２００は４つのフィールドからなる。第１フィールド１２０１は１ビットの領域であり、常に０である。第２フィールド１２０２は４ビットの領域であり、ＩＣカードに送信するコマンドまたはデータを表す。第３フィールド１２０３は１ビットの領域であり、常に０である。第４フィールド１２０４は５ビットの領域であり、「０１１１１」又は「１１１１１」のいずれかのパターンをとる同期ビットである。前者は送信信号がコマンドであることを、後者は送信信号がデータであることを示す。同期ビットのパターンは第３フィールド１２０４以外の部分に現れることはない。フィールド１２０４の同期ビットには、「０１１１１」又は「１１１１１」に限らず、フィールド１２０４以外の部分に現れることのない任意のパタンを用いることができる。
上りフレーム１２０５では、フィールド１２０６の値のみが意味をもつ。フィールド１２０６は第７ビットから開始される４ビットの領域である。この領域全体で識別符号の１ビットの値を表すようにマンチェスタ符号によって符号化される。例えば、「００１１」を識別符号の「０」、「１１００」を識別符号の「１」と定義する。コントローラとＩＣカードとはＩＣカードの整流回路において生成されるクロックにより、コントローラからの下りフレームの送信とＩＣカードからの上りフレームの送信とは同期して行われる。
第１３図にコントローラの命令（コマンド）の一覧表１３００を示す。コマンドコード１３０１を２進表記した４ビット列が下りフレームの第１フィールド１２０１により送信される。例えば、コマンド７は質問命令であり、この信号によってＩＣカードの識別が開始される。同様に、コマンド８はデータ読み出し命令、コマンド９はデータ書き込み命令である。
（１）ＩＣカードの識別（輻輳制御）
第１４図は、ＩＣカードの識別処理の状態遷移図である。ＩＣカードがコントローラのアンテナの照射領域に入ることにより、電力が供給され、ＩＣカードの制御回路にパワーオンリセットがかかる。この状態を状態ＳＲ０とする（１４００）。状態ＳＲ０で、コマンド８（ＩＤ／アドレス指定読み出し）を受信した場合は状態ＳＩＲ０（第１５図）へ遷移する。また、コマンド９（ＩＤ／アドレス指定書き込み）を受信した場合は状態ＳＩＷ０（第１６図）へ遷移する。なお、状態ＳＲ０でコマンド７、８、９以外のコマンドを受信した場合は状態ＳＲ０に留まる。
状態ＳＲ０でコマンド７（質問）を受信すると、識別符号の先頭１ビットの値を送信する。この状態が状態ＳＲ１（１４０１）である。１ビットの値の送信は、上りフレーム１２０５のフィールド１２０６が用いられる。
状態ＳＲｋ（ｋ＝１〜ｎ）は、識別符号がｋビットだけ読み出された状態である。コントローラはその受信した値をコマンド２（０返信）、コマンド３（１返信）によって通知する。第９図のフローチャートに示したように、状態ＳＲｋにおいて送信した１ビットの値とコントローラからのコマンドが対応していれば、状態ＳＲｋから状態ＳＲｋ＋１に遷移する。対応しない場合には状態ＳＲ０（１４００）に遷移する。
全ビットの送信が終了する（状態ＳＲｎ（１４０３））と、コントローラはＣＲＣの検査を行う。エラーが検出されないときは、コマンド５（データＯＫ）を、エラーが検出されたときはコマンド６（データＮＧ）を送信する。コマンド６を受信したＩＣカードは、識別失敗として状態ＳＲ０（１４００）に遷移する。コマンド５を受信したＩＣカードは、識別完了として状態ＳＲＨ（１４０４）に遷移し、コマンド１（初期化）を受信するまではＳＲＨ（１４０４）に留まる。したがって、それ以後は識別処理に参加することはない。
（２）データの読み出し処理
第１５図は、ＩＣカードの不揮発性メモリの読み出し処理の状態遷移図である。状態ＳＲ０（１４００）でコマンド８（ＩＤ／アドレス指定読み出し）を受信することにより、状態ＳＩＲ０（１５００）に遷移する。コントローラは、データの読み出し処理の対象であるＩＣカードの識別符号のバイト数、識別符号、読み出しアドレス、ＣＲＣを送信する。これらは、４ビットづつ下りフレーム１２００により送信する。送信されるこれらデータの並び、それぞれのビット数はシステムで予め決めておく。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態ＳＩＲ１（１５０１）である。
状態ＳＩＲ１（１５０１）では、受信したデータに対してＣＲＣ検査を行い、エラーがあれば状態ＳＲ０（１４００）へ、エラーがなければ状態ＳＩＲ２（１５０２）へ遷移する。コントローラはコマンド１０（１ビットデータ返送命令）を送信する。状態ＳＩＲ２にあるＩＣカードは、コマンド１０を受信するごとに指定されたアドレスから１ビットずつデータを返送する。コマンド１０以外の命令を受信した場合には状態ＳＲ０（１４００）に遷移する。
（３）データの書き込み処理
第１６図は、ＩＣカードの不揮発性メモリへの書き込み処理の状態遷移図である。状態ＳＲ０（１４００）でコマンド９（ＩＤ／アドレス指定書き込み）を受信することにより、状態ＳＩＷ０（１６００）に遷移する。コントローラは、データの書き込み処理の対象であるＩＣカードの識別符号のバイト数、識別符号、書き込みアドレス、ＣＲＣを送信する。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態ＳＩＷ１（１６００）である。
状態ＳＩＷ１（１６０１）では、受信したデータに対してＣＲＣ検査を行い、エラーがあれば状態ＳＲ０（１４００）へ、エラーがなければ状態ＳＩＷ２（１６０２）へ遷移する。コントローラはコマンド１２（書き込みイネーブル）を送信する。状態ＳＩＷ２にあるＩＣカードは、コマンド１２（書き込みイネーブル）を受信すると不揮発性メモリを書き込み可能状態にする。この状態が状態ＳＩＷ３（１６０３）である。状態ＳＩＷ３では、書き込みデータ２バイトを受信すると不揮発性メモリへの書き込み処理を開始する。メモリへの書き込み処理を行っている状態が状態ＳＩＷ４（１６０４）である。状態ＳＩＷ４では、コマンド１１（書き込みステータス返信命令）を受信するごとにメモリ書き込み中であることを示すため、「０」を返信する。状態ＳＩＷ４で、指定されたアドレスに２バイトデータの書き込みが完了すると、状態ＳＩＷ５（１６０５）に遷移する。状態ＳＩＷ５において、コマンド１１（書き込みステータス返信命令）を受信した場合には、書き込み完了であることを示すため、「１」を返信する。「１」を返信したＩＣカードは再び状態ＳＩＷ３（１６０３）に遷移して次の書き込みデータを待ち受け、同様の処理を繰り返す。状態ＳＩＷ５において、コマンド１１（書き込みステータス返信命令）以外の命令を受信すると、全てのデータの書き込みが終了したものとして状態ＳＩＷ６（１６０６）に遷移する。状態ＳＩＷ６（１６０６）に遷移したＩＣカードは不揮発性メモリを書き込み不能状態にすることにより状態ＳＲ０（１４００）に遷移する。
本発明による移動体識別装置を物流管理システムに適用した実施例において、識別の信頼性を向上させるための構成を第１７図を用いて説明する。第１図と同じ符号を付したものは同じ構成要素を示している。とくに、ベルトコンベア１０１の上流の一地点において、荷物を透過しない赤外線等の電磁波１０９を放射する電磁波放射装置１０８と、電磁波１０９をセンスするセンサ１１０を設ける。この一地点は、荷物が積載されることなく１つづつ運ばれてくる地点を選択する。荷物センサ１１１は、センサ１１０がオフすることで荷物１０６が通過中であることを認識する。荷物センサ１２３で認識した荷物の通過情報は接続ケーブル１１２を介して制御端末１０４に通知する。
制御端末１０４は、荷物センサ１１２により認識した荷物の個数をカウントしておく。下流に設けられた移動体識別装置で認識したＩＣカードの枚数と荷物のカウント数を照合することによって、移動体識別装置における識別漏れのチェックを行うことが可能になる。なお、移動体識別装置で識別処理を行う場合には第１図に示したように、荷物が積載された状態であっても問題ないことはこれまでの説明により明らかである。
また、ベルトコンベアの複数の地点において、移動体識別装置で識別処理を行い、複数地点での認識結果を照合することにより、システムの全体での識別処理の信頼性を向上させることができる。この場合の移動体識別装置を設置する地点は、荷物の積み直しの行われる地点、複数のベルトコンベアが合流した地点等の後に設けることが望ましい。相互に積載状態の異なる荷物群について識別処理を行うことで信頼性を向上できるためである。
また、個々の荷物の識別漏れの確率を小さくするため、一つの荷物に相異なる面に複数のＩＣカードを貼付することも考えられる。
第１８図は、ＩＣカードに搭載される不揮発性メモリのメモリ空間の構成例である。ＩＣカードはメモリに記憶された内容を更新すれば再利用可能であり、本構成はＩＣカードの再利用に好適なものである。
不揮発性メモリのメモリ空間１８００は、識別符号１８０１とデータ１８０２、及び再利用カウンタ１８０３を含む。識別符号１８０１は、第１０図に示したものである。データ１８０２は、アプリケーションによって任意に読み書き可能な領域である。実施例として示した物流管理システムでは、送り主の住所、氏名、電話番号、送り先の住所、氏名、電話番号、重量、内容等が記録される。再利用カウンタ１８０３は、ＩＣカードの寿命管理に用いられる。これは、一般に不揮発性メモリには書き込み回数に制限があり、無制限にＩＣカードを再利用することはできない。したがって、再利用カウンタ１８０３で再利用の回数を管理し、寿命が近いＩＣカードは廃棄する。
第１９図は、再利用カウンタ１８０３を利用したＩＣカードの再利用処理のフローチャートである。
ＩＣカードを発行するシステムは、発行しようとするＩＣカードの再利用カウンタを読み出し（１９０１）、その値が許容回数以上であるかどうかをチェックする（１９０２）。再利用カウンタ値が許容回数以上であれば、そのカードは寿命が近いと判断し廃棄する（１９０６）。一方、再利用カウンタ値が許容回数未満であれば再利用可能と判断し、不揮発性メモリのメモリ空間における識別符号１８０１とデータ１８０２とを初期化する（１９０３）。その後、新たな識別符号と初期データを書き込み（１９０４）、再利用カウンタ値を１増加させる（１９０５）。再利用にあたって識別符号を変更する必要がない場合は、ステップ１９０３、１９０４の処理は省略する。
本発明はその要旨を変更しない範囲において変更して適用することが可能なものである。たとえば、ＩＣカードは電源及び発振器をもつものであってもよい。この場合コントローラとクロックを正確に同期させるためにＰＬＬ(Phase Lock Loop)回路を使用する。
また、１ビットごとに送受信するのに代えて、複数ビットの組み合わせ（例えば「００」「０１」「１０」「１１」）に対して同様の処理を行うことができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、コントローラはＩＣカードが１ビットごとに送信した識別符号をＩＣカードに返送する。ＩＣカードは返送された１ビットと自分の送信した１ビットを比較して、両者が等しければ更に次の１ビットを送信し、異なっていれば送信を停止することによって、識別すべきＩＣカードの個数が多くなって同時に識別符号を送信するＩＣカードの数が増加した場合でも識別効率の低下を小さく保つことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１１】
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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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【図１８】
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【図１９】
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