データ処理無線ＩＣタグ
【課題】リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でプログラムを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできる無線ＩＣタグを提供する。
【解決手段】電源部１１と、無線ＩＣ部１３と、音，光等を発生する表示・出力部１５と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナ１６と、自己のＩＤを記憶する記憶領域１２ａ、無線ＩＣ部１３および表示・出力部１５を制御するための第１ＣＰＵ部１２とを備えた無線ＩＣタグ１０において、第１ＣＰＵ部１２とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２ＣＰＵ部１４を設け、第１ＣＰＵ部１２には、第２ＣＰＵ部１４のデータ制御を行うデータ管理部１２ｃを設けたデータ処理無線ＩＣタグ。
【解決手段】電源部１１と、無線ＩＣ部１３と、音，光等を発生する表示・出力部１５と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナ１６と、自己のＩＤを記憶する記憶領域１２ａ、無線ＩＣ部１３および表示・出力部１５を制御するための第１ＣＰＵ部１２とを備えた無線ＩＣタグ１０において、第１ＣＰＵ部１２とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２ＣＰＵ部１４を設け、第１ＣＰＵ部１２には、第２ＣＰＵ部１４のデータ制御を行うデータ管理部１２ｃを設けたデータ処理無線ＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にデータ処理能力を備えた無線ＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無線ＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナからなり、管理対象物品に担持され、電磁波（電波）でリーダ／ライタと交信し、ＩＣチップに登録されているＩＤと照合して認識される部品であり、現在使用許可されている周波数帯で、特徴が異なる。
それぞれ、使用目的に合わせた適性があるが、共通の問題点が存在する。
【０００３】
無線ＩＣタグは、大きく、パッシブタグとアクティブタグに分類される。
パッシブタグは電源を持たず、リーダ／ライタより発せられた電波を受け、その電波を整流回路により直流に変換して作動するが、通信距離が短い。
一方、アクティブタグは電池を内蔵しているので自発的に発信することができ、通信距離も長いが、大きくて高価であるという問題がある。
【０００４】
特許文献１には、無線通信部と、薄型電池を有する電源部と、記憶部と、全体を制御する制御部とを含むＩＣタグが、光信号を出力する手段と音を出力する手段の少なくとも１つ、又は、光信号を出力する手段と音を出力する手段の少なくとも１つとセンサを備えたＩＣタグが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、外部からの電磁波を受信するアンテナ部と、アンテナ部が受信した電磁波の物理量を検出するセンサ部と、センサ部によって検出された物理量の情報を保存するメモリ部と、アンテナ部が受信した電磁波から励起される電力を動作エネルギーとしてセンサ部およびメモリ部に供給する電源部を有し、アンテナ部を介してメモリ部に保存された物理量の情報を外部と通信するように構成したＩＣタグが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２２８７１４号公報
【特許文献２】特開２００７−８７２１４号公報（段落００５０参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線ＩＣタグは、リーダ／ライタと交信するときに１００％の精度で読み取ることが課題であるが、従来の無線ＩＣタグでは、リーダ／ライタから一括読み取りを行ったときに、無線ＩＣタグが実際に読み取り信号を受信したかどうかを確認する手段が無いために、読み取り条件に該当しないために返信がないのか、読み取り信号を受信しなかったために返信がないのか区別がつかないという問題がある。
【０００８】
また、無線ＩＣタグ同士は、至近距離による干渉問題がある。すなわち、相手の無線ＩＣタグのアンテナによる共振回路の影響で、自分の共振周波数がずれることである。
【０００９】
さらに、フェージングによる干渉問題、すなわち、ＵＨＦ帯の特徴として、電波が広がりやすく、通信距離が長いことにより特に省スペースでの反射によるフェージング発生の問題がある。
【００１０】
また、金属面や金属周辺では金属による干渉で周波数がずれる影響を起こす問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でプログラムを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできる無線ＩＣ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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、電源部と、無線通信部と、音，光等を発生する表示・出力部と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナと、自己のＩＤを記憶する記憶領域ならびに前記無線通信部および前記表示・出力部を制御するための第１制御部とを備えた無線ＩＣタグにおいて、前記第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設け、前記第１制御部には、前記第２制御部のデータ制御を行うデータ管理部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を第１制御部とは別に設けているため、単なる物品の識別のみならず、データ処理などさまざまな制御を行うことができる。
【００１４】
前記アプリケーションには、前記リーダ／ライタに返信したにもかかわらずある一定時間内に前記リーダ／ライタから応答がないときに未検知専用の信号を前記表示・出力部に表示する手段を備えさせることにより、オペレータはシステムの異常や誤作動を識別することができる。
【００１５】
前記アプリケーションには、他のＩＤ宛の信号を中継して伝送する手段を備えることにより、タグ自体がリーダ／ライタの役目を行え、さらにコンピュータの役目を果たすことができる。また、一括読み取り時にタグ個体が読み取り成功か、失敗かを交信し合い、読み取っていないタグがあるときは、その個体、もしくは周りのタグが知らせるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設けたことにより、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でアプリケーションを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできるなど、従来の無線ＩＣタグに対し、飛躍的に機能、用途を拡大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグの構成を示すブロック図、図２は本実施の形態に係るホスト（リーダ／ライタ）の構成を示すブロック図、図３（ａ）は制御要求コマンドデータの例を示す図、（ｂ）は無線ＩＣタグからの応答情報の例を示す図である。図４はＰＣ（Personal Computer）に接続された複数のホストと各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図、図５は図４のシステムにおける処理のルーチンを示すフローチャート、図６は図４のシステムにおける各タグの照合および検知、未検知処理のフローチャート、図７は未検知処理の詳細フローチャート、図８は検知処理の詳細フローチャート、図９は検知・未検知判定ロジックの説明図、図１０はＰＣに接続された１つのホストと特定の無線ＩＣタグを中継とした各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図、図１１は図１０のシステムにおける処理の例を示すフローチャートである。
【００１８】
図１において、本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグ（以下、単に「タグ」ということがある。）１０は、電源部１１と、第１制御部としての第１ＣＰＵ（Central Processing Unit）部１２と、無線通信部である無線ＩＣ部１３と、第２制御部としての第２ＣＰＵ部１４と、音，光等を発生する表示・出力部１５と、アンテナ１６により構成される。
電源部１１は、電池１１ａのみでもいいが、ソーラーセル（太陽電池）１１ｂ、ＡＣ電源１１ｃを備え、電池１１ａの消耗を低減するために、ＡＣ電源１１ｃ、ソーラーセル１１ｂ、電池１１ａの優先順位で電力を供給するようにすることができる。ＡＣ電源１１ｃを設けない場合には、ソーラーセル１１ｂを優先し、外部光が閾値以下の場合に電池１１ａを働かせるようにする。
【００１９】
第１ＣＰＵ部１２は、ＩＤ記憶領域１２ａと、無線制御部１２ｂと、データ管理部１２ｃと、出力制御部１２ｄとを備えている。ＩＤ記憶領域１２ａは、タグ毎のＩＤが書き込まれている領域であり、再書き込みが可能である。また、後述の中継タグとして機能させるときの中継タグＩＤも書き込まれている。無線制御部１２ｂは、自己タグの無線制御指令と、他タグへの送信命令と、タグより返信があったら、タグへの応答命令を出す。データ管理部１２ｃは、後述のホスト部２０および他タグとのデータのやりとりや件数カウントなどの管理を行い、また表示・出力部１５へ各種信号を出力する。出力制御部１２ｄは、表示・出力部１５のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示媒体への出力を制御する。
【００２０】
無線ＩＣ部１３は、アンテナ１６を介して電波を受信して無線制御部１２ｂに信号を出力したり、無線制御部１２ｂを介してアンテナ１６へ外部に対する情報を送信したりする機能を有する。
【００２１】
第２ＣＰＵ部１４は、予めインストールされた、または通信によってダウンロードされた各種のアプリケーションを格納する領域を持ち、そのアプリケーションを実行する機能を有するもので、第１ＣＰＵ部１２のデータ管理部１２ｃを経由して、データ処理が行われる。
【００２２】
表示・出力部１５は、ＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１５ｃ等の表示手段、音声出力手段の少なくとも１つを備えており、ＩＤが一致したとき、受信した命令、動作状況を表示、出力する。
【００２３】
アンテナ１６は、無線ＩＣ部１３に接続され、外部からの電波を受信し、および内部で生成された情報を外部へ送信する。
【００２４】
図２において、本発明の実施の形態に係るホスト部（リーダ／ライタ）２０は、電源部２１と、ＣＰＵ部２２と、無線ＩＣ部２３と、アンテナ２４とを有している。
電源部２１は、ＡＣアダプターを用いた電源で構成される。
【００２５】
ＣＰＵ部２２は、指定するタグのＩＤを書き込むＩＤ記憶領域２２ａと、タグより返信があったら、タグへの応答命令を出す無線制御部２２ｂと、ＰＣ、携帯電話や他タグとのデータのやりとりや件数カウントを行うデータ管理部２２ｃと、ＰＣ、携帯電話などの外部装置への出力を行う出力制御部２２ｄとを備えている。
【００２６】
無線ＩＣ部２３は、アンテナ２４を介して電波を受信して無線制御部２２ｂに信号を出力したり、無線制御部２２ｂを介してアンテナ２４へ外部に対する情報を送信したりする機能を有する。
【００２７】
アンテナ２４は、無線ＩＣ部２３に接続され、外部からの電波を受信し、および内部で生成された情報を外部へ送信する。
【００２８】
このホスト部２０は、管理用のＰＣ、携帯電話、インターネット等の外部装置と接続され、指令の送信や情報の収集を行う。
【００２９】
ホスト部２０から無線ＩＣタグ１０への制御要求コマンドデータは、図３（ａ）に示すように、Ｃ１〜Ｃ９のデータから構成される。Ｃ１は特定のタグを指定するＩＤ、Ｃ２はタグ１０のＬＥＤ１５ａを点灯または点滅するときのＬＥＤの色を指定するコマンドであり、“１”〜“９”は赤、緑、青等の色を指定する数値とする。Ｃ３はＬＥＤ点灯点滅を指定するコマンドであり、“０”は点灯・点滅しない、“１”は点灯、“２”は点滅を指定する。Ｃ４はブザー１５ｂの発音を指定するコマンドであり、“０”は発音しない、“１”は連続発音、“２”は間欠発音、・・・・等の発音パターンを指定する。Ｃ５は音声の発音を指定するコマンドであり、“０”は発音しない、“１”〜“９”は予め設定した複数の音声を指定する。Ｃ６はＬＣＤ１５ｃの表示を指定するコマンドであり、“０”は表示しない、“１”〜“９”は表示内容を指定する。Ｃ７，Ｃ８はその他のコマンドであり、後から設定することも可能である。Ｃ９はタグ１０が無応答と判断する時間を設定するものであり、この設定時間内にホスト間との送受信がないとき、無応答と判断する。Ｃ１０は特定のタグを中継タグ（後述）として指定するときのＩＤである。
【００３０】
タグ１０からの応答情報は、図３（ｂ）に示すように、Ｒ１〜Ｒ１０のデータから構成される。Ｒ１はホスト部２０を指定するＩＤ、Ｒ２はホスト部２０へ指定するタグ１０が有しているタグ属性（そのタグが付されるべき対象物の分類や種類等のグループ分けを表す記号）、Ｒ３はホスト部２０へ返信できなかったときに“１”をセットする情報、Ｒ４はホスト部２０へ指定する親・子の区分情報、Ｒ５〜Ｒ８はその他の情報であり、後から設定することも可能である。Ｒ９は電池切れアラーム、Ｒ１０は所定の時間内に何のデータも受信しなかったときに送信する無通信アラーム情報、Ｒ１１は自分が中継タグとして指定されたときのＩＤである。
【００３１】
次に、図４〜図９に基づいて、複数のホストのそれぞれから複数のタグに対して信号の送受信を行う第１実施例について説明する。
【００３２】
図４に示すように、この第１実施例のシステムは、ＰＣ３０と、ホスト部２０−１〜２０−３と、無線ＩＣタグ１０−１〜１０−５により構成されている。この実施例においては、各無線ＩＣタグは、１つのホスト部の無線通信エリア内に配置されている。なお、本例ではホスト部の数を３つ、タグの数を５つとしているが、一般的にはホスト部の数をＮ（Ｎ≧１の整数）、タグの数をＭ（Ｍ≧１の整数）とすることができる。
この第１実施例のシステムにおける通信制御の手順の例を図５〜図８に示している。また、検知・未検知判定ロジックを図９に示す。以下、ステップ順に説明する。
【００３３】
ステップ１００：図５に示すように、ＰＣ３０などの外部装置より、ホスト部２０−１〜２０−３に読み取り対象のタグのＩＤをセットする（図９参照）。
ステップ１１０：各タグ１０−１〜１０−５の照合および検知、未検知処理を行う。
各タグの照合および検知、未検知処理の手順を図６に示す。
ステップ１２０：ホスト部２０−１〜２０−３から各タグ１０−１〜１０−５へＩＤを送信する（図９参照）。
ステップ１３０：ホスト部２０−１〜２０−３は、全タグ１０−１〜１０−５の照合が完了したかどうかをチェックする。全タグの照合が完了したときは処理を終了する。未完了のときはステップ１４０に進む。
ステップ１４０：各タグ１０−１〜１０−５は、受信したＩＤとＩＤ記憶領域１２ａ（図１参照）に格納された自己のＩＤとを照合する（図９参照）。不一致のときはステップ１５０に進み、一致のときはステップ１６０に進む。
ステップ１５０：該当するタグは待機状態とする。
【００３４】
ステップ１６０：照合されたタグは、ホスト部へ自己のＩＤを返信する（図９参照）。
ステップ１７０：タグは、ホスト部から、応答ＩＤを受信する（図９参照）。
ステップ１８０：未検知条件、すなわち図３（ａ）のＣ９で設定された時間内に応答がない、という条件に一致しているかどうかチェックする。一致しているときは未検知としステップ１９０に進む。一致していないときは検知としステップ２００に進む。
ステップ１９０：未検知処理（図７参照）を行う。その後、ステップ１２０に戻る。
ステップ２００：検知処理（図８参照）を行う。その後、ステップ１２０に戻る。
【００３５】
未検知処理（図７）
ステップ２１０：ホスト部に返信した後、ホスト部からの応答時間がＣ９で設定された時間よりも長いかどうかチェックし、長いときは未検知としステップ２２０に進み、長くないときは検知したものとして処理を終了する。
ステップ２２０：未検知専用ＬＥＤの点灯、点滅動作を行う。
【００３６】
検知処理（図８）
ステップ２３０：ホスト部は必要なデータ、例えばＩＤ、表示条件、収集データなどを各タグへ送る。
ステップ２４０：各タグは、表示・出力条件に従い、ＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ１５ｃなどに動作命令を送る。
ステップ２５０：動作命令を受けたＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ１５ｃなどの表示・出力部１５のデバイスは、動作命令に従って動作を実行する。
【００３７】
次に、図１０、図１１に基づいて、単数のホストから特定の中継タグに対して信号の送受信を行い、各中継タグから下位のタグに対して信号の授受を行う第２実施例について説明する。
【００３８】
図１０に示すように、この第２実施例のシステムは、ＰＣ３０と、単数のホスト部２０と、複数の中継タグ１０−０１，１０−０２，・・・，１０−０Ｘと、下位のタグ１０−１〜１０−５により構成されている。なお、中継タグ１０−０２以降の中継タグについては、タグの図示を省略している。この実施例においては、中継タグ１０−０１はホスト部２０の無線通信エリアＡ１内にあり、中継タグ１０−０２は中継タグ１０−０１の無線通信エリアＡ２内にあるが、エリアＡ１内にはない。タグ１０−１，１０−２は中継タグ１０−０１の無線通信エリアＡ３内にあるが、ホスト部２０の通信エリアＡ１内にはない。また、タグ１０−３，１０−４，１０−５は中継タグ１０−０２の無線通信エリアＡ４内にあるが、無線通信エリアＡ１，Ａ３内にはない。なお、中継タグ１０−０１，１０−０２，・・・，１０−０Ｘと下位のタグ１０−１〜１０−５とは構成は同じであるが、機能が異なる。この機能は、ＰＣ３０またはホスト部２０により、図３（ａ）のＣ１０の条件を中継タグＩＤとして指定することにより選定することが可能である。
【００３９】
この第２実施例のシステムにおける通信制御の手順の例を図１１に示している。以下、ステップ順に説明する。
ステップ３００：ＰＣ３０などの外部装置より、ホスト部２０に、読み取るべきタグのＩＤをセットする。
ステップ３１０：Ｘの初期値を１とする。ここで、Ｘの最大値はＬ個（中継タグの個数）である。
ステップ３２０：ＸがＬを超えているかどうかをチェックする。超えたときは終了する。ステップ３３０：Ｘが１より大きいかどうかをチェックする。大きくなければ（Ｘ＝１であれば）ステップ３４０に進む。大きければステップ３５０に進む。
【００４０】
ステップ３４０：図５〜図９で「ホスト」と記載されている処理を「ホスト部２０」として処理を行う。
ステップ３５０：中継タグの符号を（Ｘ−１）とする。
ステップ３６０：図５〜図９で「ホスト」を「中継タグ１０−０（Ｘ−１）」と読み替えて、各タグの照合および検知・未検知処理を行う。
ステップ３７０：変数ＸをＸ＝Ｘ＋１にインクリメントし、ステップ３００からの処理を繰り返す。
ステップ３２０で、Ｘ＞Ｌとなったときに処理を終了する。
【００４１】
以上の実施例によれば、無線ＩＣタグに第２ＣＰＵ部１４を搭載しているので、条件判定やデータ処理などさまざまな制御を行うことができる。第２ＣＰＵ部１４にミドルウエアやアプリケーションソフトを格納することにより、無線ＩＣタグ１０自体がリーダ／ライタの役目を行え、さらにコンピュータの役目を果たすことができる。
一括読み取り時にタグ個体が読み取り成功か、失敗かを交信し合い、読み取っていないタグがあるときは、そのタグ個体、もしくは周りのタグが知らせるようにすることができる。
タグに属性を持たせることにより、同じ属性のグループ以外の違う属性のタグが混入すると、音や発光、またはデータ送信により知らせることができる。そのため、受発送業務などで、特定された商品を出荷するとき、確認で間違った商品が混在するとそれを知らせることができる。
【００４２】
ＣＰＵをファームウエア化させることによりリーダ／ライタ自体の構造が軽減され、コストダウンが見込まれる。また、ＰＣとアクセスポイントまたは携帯電話機での制御が可能となる。
発光機能は、色情報も付加してさまざまな情報を視覚的に判断させる役割をもたせる。例えば、図書検索や、カルテ検索など、複雑で探索する場合や、優先順位、取り扱い危機管理、など多岐にわたる適用が可能である。
このように、ピア・トゥー・ピアでタグ同士がコミュニケーションすることにより、制御側でのコントロールは非常に簡単な仕組みで構成することができるようになり、変更や再構築も簡単にできるようになる。タグ（中継タグ）の配置によっては、通信エリアが拡大する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のデータ処理無線ＩＣタグは、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でプログラムを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできる無線ＩＣタグとして、商品検索、流通管理その他の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るホスト（リーダ／ライタ）の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は制御要求コマンドデータの例を示す図、（ｂ）は無線ＩＣタグからの応答情報の例を示す図である。
【図４】ＰＣに接続された複数のホストと各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４のシステムにおける処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図４のシステムにおける各タグの照合および検知、未検知処理のフローチャートである。
【図７】図４のシステムにおける未検知処理の詳細フローチャートである。
【図８】図４のシステムにおける検知処理の詳細フローチャートである。
【図９】図４のシステムにおける検知・未検知判定ロジックの説明図である。
【図１０】ＰＣに接続された１つのホストと特定の無線ＩＣタグを中継とした各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のシステムにおける処理の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 無線ＩＣタグ
１０−０１〜１０−０Ｘ 中継タグ
１１ 電源部
１１ａ 電池
１１ｂ ソーラーセル（太陽電池）
１１ｃ ＡＣ電源
１２ 第１ＣＰＵ部
１２ａ ＩＤ記憶領域
１２ｂ 無線制御部
１２ｃ データ管理部
１２ｄ 出力制御部
１３ 無線ＩＣ部
１４ 第２ＣＰＵ部
１５ 表示・出力部
１５ａ ＬＥＤ
１５ｂ ブザー
１５ｃ ＬＣＤ
１６ アンテナ
２０ ホスト部（リーダ／ライタ）
２１ 電源部
２２ ＣＰＵ部
２２ａ ＩＤ記憶領域
２２ｂ 無線制御部
２２ｃ データ管理部
２２ｄ 出力制御部
２３ 無線ＩＣ部
２４ アンテナ
３０ ＰＣ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にデータ処理能力を備えた無線ＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無線ＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナからなり、管理対象物品に担持され、電磁波（電波）でリーダ／ライタと交信し、ＩＣチップに登録されているＩＤと照合して認識される部品であり、現在使用許可されている周波数帯で、特徴が異なる。
それぞれ、使用目的に合わせた適性があるが、共通の問題点が存在する。
【０００３】
無線ＩＣタグは、大きく、パッシブタグとアクティブタグに分類される。
パッシブタグは電源を持たず、リーダ／ライタより発せられた電波を受け、その電波を整流回路により直流に変換して作動するが、通信距離が短い。
一方、アクティブタグは電池を内蔵しているので自発的に発信することができ、通信距離も長いが、大きくて高価であるという問題がある。
【０００４】
特許文献１には、無線通信部と、薄型電池を有する電源部と、記憶部と、全体を制御する制御部とを含むＩＣタグが、光信号を出力する手段と音を出力する手段の少なくとも１つ、又は、光信号を出力する手段と音を出力する手段の少なくとも１つとセンサを備えたＩＣタグが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、外部からの電磁波を受信するアンテナ部と、アンテナ部が受信した電磁波の物理量を検出するセンサ部と、センサ部によって検出された物理量の情報を保存するメモリ部と、アンテナ部が受信した電磁波から励起される電力を動作エネルギーとしてセンサ部およびメモリ部に供給する電源部を有し、アンテナ部を介してメモリ部に保存された物理量の情報を外部と通信するように構成したＩＣタグが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２２８７１４号公報
【特許文献２】特開２００７−８７２１４号公報（段落００５０参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線ＩＣタグは、リーダ／ライタと交信するときに１００％の精度で読み取ることが課題であるが、従来の無線ＩＣタグでは、リーダ／ライタから一括読み取りを行ったときに、無線ＩＣタグが実際に読み取り信号を受信したかどうかを確認する手段が無いために、読み取り条件に該当しないために返信がないのか、読み取り信号を受信しなかったために返信がないのか区別がつかないという問題がある。
【０００８】
また、無線ＩＣタグ同士は、至近距離による干渉問題がある。すなわち、相手の無線ＩＣタグのアンテナによる共振回路の影響で、自分の共振周波数がずれることである。
【０００９】
さらに、フェージングによる干渉問題、すなわち、ＵＨＦ帯の特徴として、電波が広がりやすく、通信距離が長いことにより特に省スペースでの反射によるフェージング発生の問題がある。
【００１０】
また、金属面や金属周辺では金属による干渉で周波数がずれる影響を起こす問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でプログラムを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできる無線ＩＣ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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、電源部と、無線通信部と、音，光等を発生する表示・出力部と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナと、自己のＩＤを記憶する記憶領域ならびに前記無線通信部および前記表示・出力部を制御するための第１制御部とを備えた無線ＩＣタグにおいて、前記第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設け、前記第１制御部には、前記第２制御部のデータ制御を行うデータ管理部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を第１制御部とは別に設けているため、単なる物品の識別のみならず、データ処理などさまざまな制御を行うことができる。
【００１４】
前記アプリケーションには、前記リーダ／ライタに返信したにもかかわらずある一定時間内に前記リーダ／ライタから応答がないときに未検知専用の信号を前記表示・出力部に表示する手段を備えさせることにより、オペレータはシステムの異常や誤作動を識別することができる。
【００１５】
前記アプリケーションには、他のＩＤ宛の信号を中継して伝送する手段を備えることにより、タグ自体がリーダ／ライタの役目を行え、さらにコンピュータの役目を果たすことができる。また、一括読み取り時にタグ個体が読み取り成功か、失敗かを交信し合い、読み取っていないタグがあるときは、その個体、もしくは周りのタグが知らせるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設けたことにより、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でアプリケーションを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできるなど、従来の無線ＩＣタグに対し、飛躍的に機能、用途を拡大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグの構成を示すブロック図、図２は本実施の形態に係るホスト（リーダ／ライタ）の構成を示すブロック図、図３（ａ）は制御要求コマンドデータの例を示す図、（ｂ）は無線ＩＣタグからの応答情報の例を示す図である。図４はＰＣ（Personal Computer）に接続された複数のホストと各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図、図５は図４のシステムにおける処理のルーチンを示すフローチャート、図６は図４のシステムにおける各タグの照合および検知、未検知処理のフローチャート、図７は未検知処理の詳細フローチャート、図８は検知処理の詳細フローチャート、図９は検知・未検知判定ロジックの説明図、図１０はＰＣに接続された１つのホストと特定の無線ＩＣタグを中継とした各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図、図１１は図１０のシステムにおける処理の例を示すフローチャートである。
【００１８】
図１において、本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグ（以下、単に「タグ」ということがある。）１０は、電源部１１と、第１制御部としての第１ＣＰＵ（Central Processing Unit）部１２と、無線通信部である無線ＩＣ部１３と、第２制御部としての第２ＣＰＵ部１４と、音，光等を発生する表示・出力部１５と、アンテナ１６により構成される。
電源部１１は、電池１１ａのみでもいいが、ソーラーセル（太陽電池）１１ｂ、ＡＣ電源１１ｃを備え、電池１１ａの消耗を低減するために、ＡＣ電源１１ｃ、ソーラーセル１１ｂ、電池１１ａの優先順位で電力を供給するようにすることができる。ＡＣ電源１１ｃを設けない場合には、ソーラーセル１１ｂを優先し、外部光が閾値以下の場合に電池１１ａを働かせるようにする。
【００１９】
第１ＣＰＵ部１２は、ＩＤ記憶領域１２ａと、無線制御部１２ｂと、データ管理部１２ｃと、出力制御部１２ｄとを備えている。ＩＤ記憶領域１２ａは、タグ毎のＩＤが書き込まれている領域であり、再書き込みが可能である。また、後述の中継タグとして機能させるときの中継タグＩＤも書き込まれている。無線制御部１２ｂは、自己タグの無線制御指令と、他タグへの送信命令と、タグより返信があったら、タグへの応答命令を出す。データ管理部１２ｃは、後述のホスト部２０および他タグとのデータのやりとりや件数カウントなどの管理を行い、また表示・出力部１５へ各種信号を出力する。出力制御部１２ｄは、表示・出力部１５のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の表示媒体への出力を制御する。
【００２０】
無線ＩＣ部１３は、アンテナ１６を介して電波を受信して無線制御部１２ｂに信号を出力したり、無線制御部１２ｂを介してアンテナ１６へ外部に対する情報を送信したりする機能を有する。
【００２１】
第２ＣＰＵ部１４は、予めインストールされた、または通信によってダウンロードされた各種のアプリケーションを格納する領域を持ち、そのアプリケーションを実行する機能を有するもので、第１ＣＰＵ部１２のデータ管理部１２ｃを経由して、データ処理が行われる。
【００２２】
表示・出力部１５は、ＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１５ｃ等の表示手段、音声出力手段の少なくとも１つを備えており、ＩＤが一致したとき、受信した命令、動作状況を表示、出力する。
【００２３】
アンテナ１６は、無線ＩＣ部１３に接続され、外部からの電波を受信し、および内部で生成された情報を外部へ送信する。
【００２４】
図２において、本発明の実施の形態に係るホスト部（リーダ／ライタ）２０は、電源部２１と、ＣＰＵ部２２と、無線ＩＣ部２３と、アンテナ２４とを有している。
電源部２１は、ＡＣアダプターを用いた電源で構成される。
【００２５】
ＣＰＵ部２２は、指定するタグのＩＤを書き込むＩＤ記憶領域２２ａと、タグより返信があったら、タグへの応答命令を出す無線制御部２２ｂと、ＰＣ、携帯電話や他タグとのデータのやりとりや件数カウントを行うデータ管理部２２ｃと、ＰＣ、携帯電話などの外部装置への出力を行う出力制御部２２ｄとを備えている。
【００２６】
無線ＩＣ部２３は、アンテナ２４を介して電波を受信して無線制御部２２ｂに信号を出力したり、無線制御部２２ｂを介してアンテナ２４へ外部に対する情報を送信したりする機能を有する。
【００２７】
アンテナ２４は、無線ＩＣ部２３に接続され、外部からの電波を受信し、および内部で生成された情報を外部へ送信する。
【００２８】
このホスト部２０は、管理用のＰＣ、携帯電話、インターネット等の外部装置と接続され、指令の送信や情報の収集を行う。
【００２９】
ホスト部２０から無線ＩＣタグ１０への制御要求コマンドデータは、図３（ａ）に示すように、Ｃ１〜Ｃ９のデータから構成される。Ｃ１は特定のタグを指定するＩＤ、Ｃ２はタグ１０のＬＥＤ１５ａを点灯または点滅するときのＬＥＤの色を指定するコマンドであり、“１”〜“９”は赤、緑、青等の色を指定する数値とする。Ｃ３はＬＥＤ点灯点滅を指定するコマンドであり、“０”は点灯・点滅しない、“１”は点灯、“２”は点滅を指定する。Ｃ４はブザー１５ｂの発音を指定するコマンドであり、“０”は発音しない、“１”は連続発音、“２”は間欠発音、・・・・等の発音パターンを指定する。Ｃ５は音声の発音を指定するコマンドであり、“０”は発音しない、“１”〜“９”は予め設定した複数の音声を指定する。Ｃ６はＬＣＤ１５ｃの表示を指定するコマンドであり、“０”は表示しない、“１”〜“９”は表示内容を指定する。Ｃ７，Ｃ８はその他のコマンドであり、後から設定することも可能である。Ｃ９はタグ１０が無応答と判断する時間を設定するものであり、この設定時間内にホスト間との送受信がないとき、無応答と判断する。Ｃ１０は特定のタグを中継タグ（後述）として指定するときのＩＤである。
【００３０】
タグ１０からの応答情報は、図３（ｂ）に示すように、Ｒ１〜Ｒ１０のデータから構成される。Ｒ１はホスト部２０を指定するＩＤ、Ｒ２はホスト部２０へ指定するタグ１０が有しているタグ属性（そのタグが付されるべき対象物の分類や種類等のグループ分けを表す記号）、Ｒ３はホスト部２０へ返信できなかったときに“１”をセットする情報、Ｒ４はホスト部２０へ指定する親・子の区分情報、Ｒ５〜Ｒ８はその他の情報であり、後から設定することも可能である。Ｒ９は電池切れアラーム、Ｒ１０は所定の時間内に何のデータも受信しなかったときに送信する無通信アラーム情報、Ｒ１１は自分が中継タグとして指定されたときのＩＤである。
【００３１】
次に、図４〜図９に基づいて、複数のホストのそれぞれから複数のタグに対して信号の送受信を行う第１実施例について説明する。
【００３２】
図４に示すように、この第１実施例のシステムは、ＰＣ３０と、ホスト部２０−１〜２０−３と、無線ＩＣタグ１０−１〜１０−５により構成されている。この実施例においては、各無線ＩＣタグは、１つのホスト部の無線通信エリア内に配置されている。なお、本例ではホスト部の数を３つ、タグの数を５つとしているが、一般的にはホスト部の数をＮ（Ｎ≧１の整数）、タグの数をＭ（Ｍ≧１の整数）とすることができる。
この第１実施例のシステムにおける通信制御の手順の例を図５〜図８に示している。また、検知・未検知判定ロジックを図９に示す。以下、ステップ順に説明する。
【００３３】
ステップ１００：図５に示すように、ＰＣ３０などの外部装置より、ホスト部２０−１〜２０−３に読み取り対象のタグのＩＤをセットする（図９参照）。
ステップ１１０：各タグ１０−１〜１０−５の照合および検知、未検知処理を行う。
各タグの照合および検知、未検知処理の手順を図６に示す。
ステップ１２０：ホスト部２０−１〜２０−３から各タグ１０−１〜１０−５へＩＤを送信する（図９参照）。
ステップ１３０：ホスト部２０−１〜２０−３は、全タグ１０−１〜１０−５の照合が完了したかどうかをチェックする。全タグの照合が完了したときは処理を終了する。未完了のときはステップ１４０に進む。
ステップ１４０：各タグ１０−１〜１０−５は、受信したＩＤとＩＤ記憶領域１２ａ（図１参照）に格納された自己のＩＤとを照合する（図９参照）。不一致のときはステップ１５０に進み、一致のときはステップ１６０に進む。
ステップ１５０：該当するタグは待機状態とする。
【００３４】
ステップ１６０：照合されたタグは、ホスト部へ自己のＩＤを返信する（図９参照）。
ステップ１７０：タグは、ホスト部から、応答ＩＤを受信する（図９参照）。
ステップ１８０：未検知条件、すなわち図３（ａ）のＣ９で設定された時間内に応答がない、という条件に一致しているかどうかチェックする。一致しているときは未検知としステップ１９０に進む。一致していないときは検知としステップ２００に進む。
ステップ１９０：未検知処理（図７参照）を行う。その後、ステップ１２０に戻る。
ステップ２００：検知処理（図８参照）を行う。その後、ステップ１２０に戻る。
【００３５】
未検知処理（図７）
ステップ２１０：ホスト部に返信した後、ホスト部からの応答時間がＣ９で設定された時間よりも長いかどうかチェックし、長いときは未検知としステップ２２０に進み、長くないときは検知したものとして処理を終了する。
ステップ２２０：未検知専用ＬＥＤの点灯、点滅動作を行う。
【００３６】
検知処理（図８）
ステップ２３０：ホスト部は必要なデータ、例えばＩＤ、表示条件、収集データなどを各タグへ送る。
ステップ２４０：各タグは、表示・出力条件に従い、ＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ１５ｃなどに動作命令を送る。
ステップ２５０：動作命令を受けたＬＥＤ１５ａ、ブザー１５ｂ、ＬＣＤ１５ｃなどの表示・出力部１５のデバイスは、動作命令に従って動作を実行する。
【００３７】
次に、図１０、図１１に基づいて、単数のホストから特定の中継タグに対して信号の送受信を行い、各中継タグから下位のタグに対して信号の授受を行う第２実施例について説明する。
【００３８】
図１０に示すように、この第２実施例のシステムは、ＰＣ３０と、単数のホスト部２０と、複数の中継タグ１０−０１，１０−０２，・・・，１０−０Ｘと、下位のタグ１０−１〜１０−５により構成されている。なお、中継タグ１０−０２以降の中継タグについては、タグの図示を省略している。この実施例においては、中継タグ１０−０１はホスト部２０の無線通信エリアＡ１内にあり、中継タグ１０−０２は中継タグ１０−０１の無線通信エリアＡ２内にあるが、エリアＡ１内にはない。タグ１０−１，１０−２は中継タグ１０−０１の無線通信エリアＡ３内にあるが、ホスト部２０の通信エリアＡ１内にはない。また、タグ１０−３，１０−４，１０−５は中継タグ１０−０２の無線通信エリアＡ４内にあるが、無線通信エリアＡ１，Ａ３内にはない。なお、中継タグ１０−０１，１０−０２，・・・，１０−０Ｘと下位のタグ１０−１〜１０−５とは構成は同じであるが、機能が異なる。この機能は、ＰＣ３０またはホスト部２０により、図３（ａ）のＣ１０の条件を中継タグＩＤとして指定することにより選定することが可能である。
【００３９】
この第２実施例のシステムにおける通信制御の手順の例を図１１に示している。以下、ステップ順に説明する。
ステップ３００：ＰＣ３０などの外部装置より、ホスト部２０に、読み取るべきタグのＩＤをセットする。
ステップ３１０：Ｘの初期値を１とする。ここで、Ｘの最大値はＬ個（中継タグの個数）である。
ステップ３２０：ＸがＬを超えているかどうかをチェックする。超えたときは終了する。ステップ３３０：Ｘが１より大きいかどうかをチェックする。大きくなければ（Ｘ＝１であれば）ステップ３４０に進む。大きければステップ３５０に進む。
【００４０】
ステップ３４０：図５〜図９で「ホスト」と記載されている処理を「ホスト部２０」として処理を行う。
ステップ３５０：中継タグの符号を（Ｘ−１）とする。
ステップ３６０：図５〜図９で「ホスト」を「中継タグ１０−０（Ｘ−１）」と読み替えて、各タグの照合および検知・未検知処理を行う。
ステップ３７０：変数ＸをＸ＝Ｘ＋１にインクリメントし、ステップ３００からの処理を繰り返す。
ステップ３２０で、Ｘ＞Ｌとなったときに処理を終了する。
【００４１】
以上の実施例によれば、無線ＩＣタグに第２ＣＰＵ部１４を搭載しているので、条件判定やデータ処理などさまざまな制御を行うことができる。第２ＣＰＵ部１４にミドルウエアやアプリケーションソフトを格納することにより、無線ＩＣタグ１０自体がリーダ／ライタの役目を行え、さらにコンピュータの役目を果たすことができる。
一括読み取り時にタグ個体が読み取り成功か、失敗かを交信し合い、読み取っていないタグがあるときは、そのタグ個体、もしくは周りのタグが知らせるようにすることができる。
タグに属性を持たせることにより、同じ属性のグループ以外の違う属性のタグが混入すると、音や発光、またはデータ送信により知らせることができる。そのため、受発送業務などで、特定された商品を出荷するとき、確認で間違った商品が混在するとそれを知らせることができる。
【００４２】
ＣＰＵをファームウエア化させることによりリーダ／ライタ自体の構造が軽減され、コストダウンが見込まれる。また、ＰＣとアクセスポイントまたは携帯電話機での制御が可能となる。
発光機能は、色情報も付加してさまざまな情報を視覚的に判断させる役割をもたせる。例えば、図書検索や、カルテ検索など、複雑で探索する場合や、優先順位、取り扱い危機管理、など多岐にわたる適用が可能である。
このように、ピア・トゥー・ピアでタグ同士がコミュニケーションすることにより、制御側でのコントロールは非常に簡単な仕組みで構成することができるようになり、変更や再構築も簡単にできるようになる。タグ（中継タグ）の配置によっては、通信エリアが拡大する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のデータ処理無線ＩＣタグは、リーダ／ライタからの読み取り信号に対して、受信したかどうかを確認することができ、また、リーダ／ライタからの指令が無くても、自分自身でプログラムを発信でき、さらに他のＩＣタグに対しても指令を伝達することのできる無線ＩＣタグとして、商品検索、流通管理その他の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線ＩＣタグの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態に係るホスト（リーダ／ライタ）の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は制御要求コマンドデータの例を示す図、（ｂ）は無線ＩＣタグからの応答情報の例を示す図である。
【図４】ＰＣに接続された複数のホストと各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】図４のシステムにおける処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図６】図４のシステムにおける各タグの照合および検知、未検知処理のフローチャートである。
【図７】図４のシステムにおける未検知処理の詳細フローチャートである。
【図８】図４のシステムにおける検知処理の詳細フローチャートである。
【図９】図４のシステムにおける検知・未検知判定ロジックの説明図である。
【図１０】ＰＣに接続された１つのホストと特定の無線ＩＣタグを中継とした各無線ＩＣタグによるシステムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のシステムにおける処理の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 無線ＩＣタグ
１０−０１〜１０−０Ｘ 中継タグ
１１ 電源部
１１ａ 電池
１１ｂ ソーラーセル（太陽電池）
１１ｃ ＡＣ電源
１２ 第１ＣＰＵ部
１２ａ ＩＤ記憶領域
１２ｂ 無線制御部
１２ｃ データ管理部
１２ｄ 出力制御部
１３ 無線ＩＣ部
１４ 第２ＣＰＵ部
１５ 表示・出力部
１５ａ ＬＥＤ
１５ｂ ブザー
１５ｃ ＬＣＤ
１６ アンテナ
２０ ホスト部（リーダ／ライタ）
２１ 電源部
２２ ＣＰＵ部
２２ａ ＩＤ記憶領域
２２ｂ 無線制御部
２２ｃ データ管理部
２２ｄ 出力制御部
２３ 無線ＩＣ部
２４ アンテナ
３０ ＰＣ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、無線通信部と、音，光等を発生する表示・出力部と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナと、自己のＩＤを記憶する記憶領域ならびに前記無線通信部および前記表示・出力部を制御するための第１制御部とを備えた無線ＩＣタグにおいて、
前記第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設け、前記第１制御部には、前記第２制御部のデータ制御を行うデータ管理部を設けたことを特徴とするデータ処理無線ＩＣタグ。
【請求項２】
前記アプリケーションには、前記リーダ／ライタに返信したにもかかわらずある一定時間内に前記リーダ／ライタから応答がないときに未検知専用の信号を前記表示・出力部に表示する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のデータ処理無線ＩＣタグ。
【請求項３】
前記アプリケーションには、他のＩＤ宛の信号を中継して伝送する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のデータ処理無線ＩＣタグ。
【請求項１】
電源部と、無線通信部と、音，光等を発生する表示・出力部と、リーダ／ライタ等の外部装置との信号の送受信を行うアンテナと、自己のＩＤを記憶する記憶領域ならびに前記無線通信部および前記表示・出力部を制御するための第１制御部とを備えた無線ＩＣタグにおいて、
前記第１制御部とは別に、データ処理のためのアプリケーションを実行する第２制御部を設け、前記第１制御部には、前記第２制御部のデータ制御を行うデータ管理部を設けたことを特徴とするデータ処理無線ＩＣタグ。
【請求項２】
前記アプリケーションには、前記リーダ／ライタに返信したにもかかわらずある一定時間内に前記リーダ／ライタから応答がないときに未検知専用の信号を前記表示・出力部に表示する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のデータ処理無線ＩＣタグ。
【請求項３】
前記アプリケーションには、他のＩＤ宛の信号を中継して伝送する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のデータ処理無線ＩＣタグ。
【図１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２】
【図４】
【図１０】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２】
【図４】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３４６１９（Ｐ２００９−１３４６１９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１１１７３（Ｐ２００７−３１１１７３）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５０７３９５８７６）ＤＦテクノシステムズ株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５０７３９５８７６）ＤＦテクノシステムズ株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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