無線タグシステム
【課題】保守監視対象物の接近を検知して効率よく要求信号を送信でき、各タグから送信される応答信号を車両搭載のリーダで確実に読み取る。
【解決手段】保守監視対象物に設置されるタグと、保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信したタグが応答信号を送信し、当該応答信号をリーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、移動体は、移動中に保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、リーダの送信部は、接近検知手段が保守監視対象物の接近を検知したときに要求信号を送信する機能を有し、タグは、要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで応答信号を送信する機能を有し、リーダの受信部は、タグが所定のチャネルと送信パターンで送信した応答信号を受信する機能を有する。
【解決手段】保守監視対象物に設置されるタグと、保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信したタグが応答信号を送信し、当該応答信号をリーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、移動体は、移動中に保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、リーダの送信部は、接近検知手段が保守監視対象物の接近を検知したときに要求信号を送信する機能を有し、タグは、要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで応答信号を送信する機能を有し、リーダの受信部は、タグが所定のチャネルと送信パターンで送信した応答信号を受信する機能を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一方が移動するリーダとタグとの間で情報交換を行う無線タグシステムに関する。
【０００２】
例えば、マンホール内の保守監視情報（例えば振動などのセンサ情報）を収集蓄積するタグと、マンホールのある道路上を通過する車両に搭載したリーダとにより構成され、タグが収集蓄積したマンホールの保守監視情報を車両のリーダに対して送信する無線タグシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１２は、従来の無線タグシステムの第１の構成例を示す。
図１２において、例えば橋梁などの保守監視対象物５０の状態を測定するセンサ６１を備えたタグ６０は、送信部６３からセンサ６１で測定した測定データを間欠信号として周期的に送信するアクティブタグであり、車両４０に搭載されたリーダ４１がその間欠信号を受信できる位置に移動したときに受信し、センサ６１の測定データを収集する。アクティブタグは、信号の間欠送信に応じて発生する送信時電流がタグ全体の消費電流の大部分を占めているので、高速に移動するリーダが受信できるように送信間隔を短くすると消費電流がさらに増え、電池駆動の場合には長時間の稼働ができなかった。
【０００４】
図１３は、従来の無線タグシステムの第２の構成例を示す（特許文献１）。
図１３において、例えば橋梁などの保守監視対象物５０の状態を測定するセンサ６１を備えたタグ６０は、車両４０に搭載したリーダ４１から送信された要求信号を受信部６２で受信し、当該要求信号をトリガとしてセンサ６１で測定した測定データを応答信号として送信部６３から送信し、リーダ４１が当該応答信号を受信してセンサ６１の測定データを収集する。ここで、受信部６２と送信部６３との間で応答信号のタイミングを制御することにより、車両４０が保守監視対象物５０を通過している間にセンサ６１が保守監視対象物５０の状態を測定し、車両４０が送信部６３の通信圏を通過するタイミングでその測定データを受け取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９５０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
保守監視対象物５０としてマンホール内の状態をマンホールの出入り口の蓋を開けずに、無線タグシステムを利用して把握できれば、マンホールを保守点検する作業が大幅に簡易なものとなる。このような無線タグシステムを利用する際に、タグが送信する無線信号をリーダで受信する方法としていくつかの方法がある。
【０００７】
第１の方法は、図１２に示すように、センサの測定データを間欠送信するアクティブタグを用い、車両に搭載したリーダで読み取る方法である。
【０００８】
第２の方法は、図１３に示すように、走行する車両から要求信号を送信し、マンホールの上または近傍に差しかかったときにマンホール内のタグが要求信号を受信し、この要求信号に対する応答信号を車両に搭載したリーダで読み取る方法である。
【０００９】
第３の方法は、パッシブタグをマンホールに設置し、走行する車両の床面にリーダのアンテナとなるコイルを搭載する。車両がマンホールに接近すると、コイルからパッシブタグへ要求信号が送信されると同時に電力が供給され、パッシブタグは動作を開始する。その後、車両がマンホールを通過するまでパッシブタグへの電力供給が継続する。この間に、パッシブタグが応答信号を送信し、リーダのアンテナであるコイルで受信して読み取る方法である。
【００１０】
ところで、マンホール内に設置するタグは電池交換を最小限に抑える必要があるので、測定データの間欠送信を繰り返すアクティブタグは不向きである。また、車両が通過するときにリーダから送信される要求信号に応じて応答信号を返す無線タグシステムでは、マンホールの接近を検知する方法がないために要求信号を常時送信する必要があり、そのための電力が必要になる。また、複数のマンホールが近接し、各マンホールのタグが要求信号に対する応答信号を同時に送信するような状況では、応答信号の衝突によって各応答信号をリーダで読み取ることができない問題がある。
【００１１】
本発明は、リーダを搭載した車両においてマンホールの接近を検知して効率よく要求信号を送信でき、かつ当該要求信号に対して複数のマンホールの各タグから送信される応答信号を車両搭載のリーダで確実に読み取ることができる無線タグシステム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】
本発明は、保守監視対象物に設置されるタグと、保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信したタグが応答信号を送信し、当該応答信号をリーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、移動体は、移動中に保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、リーダの送信部は、接近検知手段が保守監視対象物の接近を検知したときに要求信号を送信する機能を有し、タグは、要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで応答信号を送信する機能を有し、リーダの受信部は、タグが所定のチャネルと送信パターンで送信した応答信号を受信する機能を有する。
【００１３】
本発明の無線タグシステムにおいて、保守監視対象物の近傍に当該保守監視対象物の接近を通知する信号を送信する送信機を備え、接近検知手段は、送信機が送信する信号を受信したときに保守監視対象物の接近を検知する機能を含む。
【００１４】
本発明の無線タグシステムにおいて、移動体は、当該移動体の位置情報を取得する手段を備え、接近検知手段は、予め登録された保守監視対象物の設置位置を示す一覧情報と移動体の位置情報とを対比して保守監視対象物の接近を検知する機能を含む。
【００１５】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、現在位置の保守監視対象物から次の位置に配置された保守監視対象物の接近を通知する情報を応答信号に含めて送信する手段を備え、接近検知手段は、応答信号を送信した保守監視対象物の識別情報により当該保守監視対象物の位置を特定し、その位置を基準に次の位置に配置された保守監視対象物の位置を特定して接近を検知する機能を含む。
【００１６】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルで同時送信し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する。
【００１７】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルの１つを選択し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する。
【００１８】
本発明の無線タグシステムにおいて、接近検知手段は、接近を検知した保守監視対象物に設置のタグ識別子を認識する機能を含み、リーダの送信部は、接近検知手段が複数の保守監視対象物の接近を検知したときにキャリアセンスを行って未使用のチャネルを検出し、当該未使用のチャネルの中からタグ識別子ごとに互いに異なるチャネルを選択し、タグ識別子と選択したチャネルを対応付けた要求信号を送信する機能を含み、タグは、自身のタグ識別子を有する要求信号から対応するチャネルを抽出し、当該チャネルで応答信号を送信する機能を含む。
【００１９】
本発明の無線タグシステムにおいて、リーダの送信部が送信する要求信号を同時に受信できる範囲の複数の保守監視対象物にそれぞれ設置されるタグのタグ識別子の所定部分が、所定値から１ずつインクリメントまたはデクリメントされた数値に設定され、リーダの送信部は、タグ識別子の所定部分として所定値を設定した要求信号を送信する機能を含み、タグは、自身のタグ識別子の所定部分と要求信号に設定されたタグ識別子の所定部分を比較し、その差分に応じて応答信号を送信するチャネルと送信パターンを設定する機能を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、リーダを搭載した車両において保守監視対象物の接近を検知することにより、効率よく要求信号を送信し、要求信号に対する応答信号を確実に受信することができる。
【００２１】
また、本発明は、当該要求信号に対して複数の保守監視対象物の各タグから応答信号がそれぞれ送信される場合でも、タグごとに応答信号を送信する複数チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数をそれぞれ任意に設定することにより、各応答信号の衝突を回避して車両に搭載のリーダで確実に読み取ることができる。
【００２２】
また、本発明は、接近を検知した保守監視対象物のタグ識別子を認識し、キャリアセンスによって検出した未使用のチャネルとタグ識別子を組み合わせて要求信号として送信し、各タグが対応するチャネルで応答信号を送信することにより、各応答信号の衝突を回避して車両に搭載のリーダで確実に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図２】実施例１の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図３】実施例１の無線タグシステムにおけるタグの構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図５】実施例２の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施例３の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図７】実施例３の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図８】隣接チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す図である。
【図９】離散チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す図である。
【図１０】実施例５の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図１１】応答信号のチャネルおよび送信パターンの設定例を示す図である。
【図１２】従来の無線タグシステムの第１の構成例を示す図である。
【図１３】従来の無線タグシステムの第２の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１の無線タグシステムの構成例を示す。
図１において、車両１に搭載されるリーダは、タグに対して所定の周期で要求信号を送信するリーダ送信部（Ｔ）１１と、タグからの応答信号を受信するリーダ受信部（Ｒ）１２とを分離し、リーダ送信部（Ｔ）１１を車両前方に設置し、リーダ受信部（Ｒ）１２を車両後方に設置する。一方、保守監視対象物としてのマンホール５に設置されるタグ２０には、マンホール５の状態を測定するセンサ３０が接続される。
【００２５】
ここで、マンホール５の近傍の道路には、走行する車両１に対してマンホール５の接近を通知する接近信号を送信する送信機３５が埋め込まれ、所定の周期で接近信号を送信している。なお、その電源として太陽電池を利用することにより電池交換は不要である。この送信機３５から継続的に送信されている接近信号は、車両１に搭載された接近信号受信回路１３に受信される。接近信号受信回路１３は、接近信号を受信すると、マンホール５が接近していると判断してリーダ送信部（Ｔ）１１に通知する。これにより、リーダ送信部（Ｔ）１１は要求信号の送信を開始する。リーダ送信部（Ｔ）１１から送信された要求信号はタグ２０に受信され、センサ３０で測定されたセンサ情報が応答信号として送信される。当該応答信号は、車両のリーダ受信部（Ｒ）１２に受信される。
【００２６】
図２は、実施例１の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図２において、リーダ送信部（Ｔ）１１は、要求信号の送信開始を制御する制御回路１１１と、要求信号を送信する要求信号送信回路１１２により構成される。リーダ受信部（Ｒ）１２は、タグから送信された応答信号（センサ情報）を受信する応答信号受信回路１２１と、応答信号を復調して得られるセンサ情報を記憶するセンサ情報記憶回路１２２により構成される。さらに、接近信号受信回路１３が接近信号を受信すると、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５の接近検知により要求信号の送信を開始する。
【００２７】
要求信号のフレーム構成は、フレームの最初を示すプリアンブル、タグ２０をスリープ状態から起動して応答信号を要求し、また応答信号の送信を停止してスリープ状態に移行させる起動／停止があり、さらに応答信号のチャネル、送信間隔、送信時間（回数）を設定する設定部があってもよい。なお、応答信号の送信間隔や送信時間（回数）は、後述するように各タグごとに使用するチャネルを含めて任意に設定してもよい。
【００２８】
図３は、実施例１の無線タグシステムにおけるタグの構成例を示す。
図３において、タグ２０は、要求信号受信回路２１、応答信号送信回路２２、センサ情報解析回路２３およびセンサ情報記憶回路２４により構成される。要求信号受信回路２１は、リーダ送信部（Ｔ）から送信された要求信号を受信し、送信指示信号を生成して応答信号送信回路２２に出力する。一方、センサ３０のセンサ情報はセンサ情報解析回路２３に入力して解析され、センサ情報記憶回路２４に記憶される。センサ情報記憶回路２４は、送信指示信号の入力に応じて読み出したセンサ情報を応答信号送信回路２２に出力する。応答信号送信回路２２は、センサ情報を含む応答信号を生成して送信する。
【００２９】
センサ３０は、例えばマンホール５内の浸水を検知するための水圧センサ、マンホール構造に影響のある振動や歪みを検知する加速度センサやゲージセンサ、マンホール５内の温度を検知する温度センサなど、マンホール５内の設備点検に用いる各種保守監視の測定データを出力する。例えば、センサ情報解析回路２３は、マンホール５の浸水の継続時間（期間）を解析したり、加速度センサで検出されるマンホール５の揺れが所定の閾値を超える回数を解析したり、温度センサで検出される温度が所定の閾値を超える回数を解析し、センサ情報記憶回路２４に記憶する。
【実施例２】
【００３０】
図４は、本発明の実施例２の無線タグシステムの構成例を示す。
実施例２の無線タグシステムは、実施例１の接近信号を送信する送信機３５に代えてＧＰＳ衛星が報知する位置情報を利用し、接近信号受信回路１３に代えてＧＰＳ装置１４を備える。その他の構成は実施例１と同様である。
【００３１】
図５は、実施例２の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図５において、リーダ送信部（Ｔ）１１およびリーダ受信部（Ｒ）１２の構成は、実施例１と同様である。ＧＰＳ装置１４は、ＧＰＳ受信回路１４１および接近検知回路１４２により構成される。ＧＰＳ受信回路１４１は、ＧＰＳ衛星から報知される位置情報を受信し、所定の演算処理により車両１の現在位置を検出して接近検知回路１４２に出力する。接近検知回路１４２は、予め登録されたマンホール５の設置位置を示す一覧情報を保有しており、車両１の位置と対比してマンホール５の接近を検知する。なお、ＧＰＳを使用する地図情報とマンホール位置をマッピングするには、市販のカーナビシステムなどの利用が可能である。接近検知回路１４２は、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５の接近検知により要求信号の送信を開始する。
【実施例３】
【００３２】
図６は、本発明の実施例３の無線タグシステムの構成例を示す。
実施例３の無線タグシステムは、実施例１の接近信号を送信する送信機３５に代えて、車両１の走行方向に対して１つ手前のマンホールのタグが送信する接近情報を利用する。ここで、車両１の走行方向に対してマンホール５Ｂ、マンホール５Ａの順に位置しているものとする。
【００３３】
図７は、実施例３の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図７において、リーダ送信部（Ｔ）１１およびリーダ受信部（Ｒ）１２の構成は、実施例１と同様であるが、リーダ受信部（Ｒ）１２において応答信号に含まれるタグ情報から次のマンホール５Ａの接近を検知する接近検知回路１２３が設けられる。接近検知回路１２３は、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５Ａの接近検知により要求信号の送信を開始する。
【００３４】
ここで、マンホール５Ａの接近を検知する手順は、大別して２段階になる。第１段階は、前方のマンホール５Ｂが送信する応答信号の識別情報を受信し、前方のマンホール５Ｂの位置を特定する。第２段階は、応答信号に含まれる接近情報と車両１の走行メータにより次のマンホール５Ａの位置を特定する。
【００３５】
まず、第１段階では、車両１に搭載されたリーダ受信部（Ｒ）１２は、前方のマンホール５Ｂに設置したタグ２０Ｂからの応答信号を受信する。この応答信号には、その前方のマンホール５Ｂを特定する識別情報（ＩＤ情報）が含まれている。この識別情報（ＩＤ情報）に基づき、リーダ受信部（Ｒ）１２では予め記録してあるマンホール一覧情報（マンホールのＩＤ情報と地図上でのマンホールの位置）を照合することにより、前方のマンホール５Ｂの位置を特定する。ここで、前方のマンホール５Ｂのタグ２０Ｂからの応答信号には、次のマンホール５Ａまでの距離などの接近情報が含まれる。
【００３６】
第２段階では、第１段階で特定した前方のマンホール５Ｂの位置を基準に、接近情報から得られる次のマンホール５Ａまでの距離に基づいて、走行メータを参照することにより次のマンホール５Ａの位置を特定する。
【００３７】
また、交差点中央のマンホールから４方向にそれぞれマンホールがある場合、交差点中央のマンホールから次のマンホールを示す接近情報として、方向別の距離を設定する。例えば、北方向に30ｍ、南方向に50ｍ、東方向に20ｍ、西方向に80ｍとする。一方、車両１にジャイロ（慣性はずみ車）やコンパス（方位磁針) を搭載することにより、車両の走行方向が分かる。したがって、第１段階で特定した交差点中央のマンホールの位置を基準に、接近情報から得られる次のマンホールまでの方向別距離と車両の走行方向に基づいて、走行メータを参照することにより次のマンホールの位置を特定することができる。例えば、車両１が南方向に走行している場合、交差点中央のマンホールのタグの接近情報から、南方向に50ｍという情報が得られれば、例えば40ｍ走行した所で要求信号を送信し始めれば十分に間に合うことになる。
【実施例４】
【００３８】
以下の実施例では、複数のマンホールが近接し、各マンホールのタグが要求信号に対して同時に応答信号を送信しても、応答信号の衝突を回避してリーダでの読み取りを可能にする手法について示す。
【００３９】
図８は、隣接チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す。
図８(1) において、タグの応答信号送信回路２２は、図３に示す要求信号受信回路２１からの送信指示信号をトリガとして、センサ情報を含む応答信号を生成する応答信号生成部２２１と、生成された応答信号を所定の隣接２チャネルで同時送信する応答信号送信部２２２とにより構成される。なお、応答信号送信部２２２は、隣接２チャネルをカバーする帯域通過フィルタで対応可能である。ここでは、隣接２チャネルとして、チャネル１，チャネル２が割り当てられる応答信号送信回路２２を示すが、タグごとに２チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数がそれぞれ任意に設定される。
【００４０】
例えば、図８(2) に示すように、タグＡにはチャネル１およびチャネル２、タグＢにはチャネル２およびチャネル３、タグＣにはチャネル３およびチャネル４が割り当てられ、それぞれ所定の送信パターンが設定される。これにより、最初のタイミングでは、タグＡに割り当てたチャネル１、タグＣに割り当てたチャネル３はそれぞれ衝突せずに受信できるが、タグＢに割り当てたチャネル２がタグＡと衝突し、チャネル３がタグＣと衝突し、タグＢの応答信号を受信できない。しかし、次のタイミングでは、すべてのチャネルで衝突が発生せず、各タグＡ，Ｂ，Ｃの応答信号の受信が可能である。このように、タグごとに割り当てた隣接２チャネルと送信パターンで応答信号の送信を繰り返すことにより、いずれかのタイミングで衝突を回避して応答信号の受信が可能になる。
【００４１】
図８(3) は、各タグが所定の隣接２チャネルの１つを選択して応答信号を送信する場合を示す。各タグの応答信号送信回路２２の応答信号送信部２２２において、隣接２チャネル、チャネル選択パターン、送信パターン、送信回数をそれぞれ設定する。ここでは、タグＡはチャネル２およびチャネル１の順に選択し、タグＢはチャネル２およびチャネル３の順に選択し、タグＣはチャネル４およびチャネル３の順に選択する。最初のタイミングでは、ともにチャネル２を選択したタグＡとタグＢの応答信号が衝突するが、次以降のタイミングでは衝突を回避して各タグの応答信号の受信が可能になる。
【００４２】
図９は、離散チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す。
図９(1) において、タグの応答信号送信回路２２は、図３に示す要求信号受信回路２１からの送信指示信号をトリガとして、センサ情報を含む応答信号を生成する応答信号生成部２２１と、生成された応答信号を２分岐し、ここでは応答信号送信部２２３を介してチャネル１の応答信号を出力し、応答信号送信部２２４を介してチャネル３の応答信号を出力し、それらを合成して同時送信する構成である。なお、応答信号送信部２２３，２２４は、それぞれのチャネルをカバーする帯域通過フィルタで対応可能である。ここでは、離散２チャネルとして、チャネル１，チャネル３が割り当てられる応答信号送信回路２２を示すが、タグごとに２チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数がそれぞれ任意に設定される。
【００４３】
例えば、図９(2) に示すように、タグＡにはチャネル１およびチャネル３、タグＢにはチャネル１およびチャネル４、タグＣにはチャネル２およびチャネル４が割り当てられ、それぞれ所定の送信パターンが設定される。これにより、最初のタイミングでは、タグＡに割り当てたチャネル３、タグＣに割り当てたチャネル２はそれぞれ衝突せずに受信できるが、タグＢに割り当てたチャネル２がタグＡと衝突し、チャネル４がタグＣと衝突し、タグＢの応答信号を受信できない。しかし、次のタイミングでは、すべてのチャネルで衝突が発生せず、各タグＡ，Ｂ，Ｃの応答信号の受信が可能である。このように、タグごとに割り当てたチャネルと送信パターンで応答信号の送信を繰り返すことにより、いずれかのタイミングで衝突を回避して応答信号の受信が可能になる。
【００４４】
図９(3) は、各タグが所定の離散２チャネルの１つを選択して応答信号を送信する場合を示す。各タグの応答信号送信回路２２の応答信号送信部２２３，２２４において、離散２チャネル、チャネル選択パターン、送信パターン、送信回数をそれぞれ設定する。ここでは、タグＡはチャネル１およびチャネル３の順に選択し、タグＢはチャネル１およびチャネル４の順に選択し、タグＣはチャネル４およびチャネル２の順に選択する。最初のタイミングでは、ともにチャネル１を選択したタグＡとタグＢの応答信号が衝突するが、次以降のタイミングでは衝突を回避して各タグの応答信号の受信が可能になる。
【００４５】
実施例４では、各タグごとに隣接２チャネルまたは離散２チャネルを割り当てる例を示したが、それぞれ３チャネル以上を割り当てることも可能である。
【実施例５】
【００４６】
図１０は、実施例５の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図１０において、実施例５のリーダは、実施例３の応答信号から次のマンホールの接近を検知するリーダに適用した例を示すが、実施例２のＧＰＳ装置を利用するリーダにも適用可能である。
【００４７】
接近検知回路１２３が複数のマンホールの接近を検知すると、各マンホールのタグＩＤをリーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に通知する。また、キャリアセンス部１２４はキャリアセンスを行い、未使用のチャネルを検出してリーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に通知する。制御回路１１１は、未使用のチャネルの中からタグＩＤごとに互いに異なるチャネルを選択し、タグＩＤと選択したチャネル情報を含む要求信号を生成し、要求信号送信回路１１２から送信する。
【００４８】
自身のタグＩＤを有する要求信号を受信したタグは、図３に示す要求信号受信回路２１において、要求信号から割り当てられたチャネル情報を抽出し、当該チャネルを用いて応答信号を送信する。すなわち、タグの応答信号は、キャリアセンスによって未使用のチャネルの中からタグＩＤごとに割り当てられたチャネルを用いて送信されるので、各タグの応答信号の衝突が回避される。
【実施例６】
【００４９】
要求信号に付加するチャネル情報により、タグが送信する応答信号のチャネルおよび送信パターンを設定する手法について、図１１を参照して説明する。
【００５０】
リーダ送信部（Ｔ）が送信する要求信号に付加するチャネル情報として、タグＩＤの所定部分、ここでは下５桁を利用する例を示す。この要求信号を同時に受信できる範囲に複数のマンホールがあり、それぞれ設置されるタグのタグＩＤの下５桁を、所定値（ここでは「０００００」）から１ずつインクリメント（またはデクリメント）した値に設定する。要求信号に付加されるチャネル情報として、所定値の「０００００」を設定する。要求信号を受信した各タグは、それぞれのタグＩＤの下５桁と、所定値「０００００」のチャネル情報を比較し、その差分に応じて応答信号を送信するチャネルおよび送信パターンを設定する。これにより、各タグは互いに異なるチャネルと送信パターンで応答信号を送信することができる。例えば、タグＢのタグＩＤの下５桁が「００００１」であれば、差分は「００００１」となり、タグＢはチャネル２と送信パターン２で応答信号を送信する。
【実施例７】
【００５１】
以上説明した各実施例は、実施例５を除いて、パッシブタグを用いる無線タグシステムにも適用することができる。すなわち、車両がマンホールに接近すると、リーダ送信部（Ｔ）のアンテナとなるコイルからパッシブタグへ要求信号を送信すると同時に電力を供給し、パッシブタグを動作させる。その後、車両がマンホールを通過するまでパッシブタグへ電力供給を継続する。この間に、パッシブタグが応答信号を送信し、リーダ受信部（Ｒ）のアンテナとなるコイルで受信して読み取る。
【００５２】
なお、リーダ送信部（Ｔ）からパッシプタグに送信する要求信号と、パッシブタグからリーダ受信部（Ｒ）に送信する応答信号で異なる周波数を使い分ける場合には、ミラーサブキャリア方式を採用するパッシブタグの利用が可能である。さらに、実施例４に示すように、タグごとに異なる複数の周波数で応答信号を送信する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 車両
５ マンホール
１１ リーダ送信部（Ｔ）
１１１ 制御回路
１１２ 要求信号送信回路
１２ リーダ受信部（Ｒ）
１２１ 応答信号受信回路
１２２ センサ情報記憶回路
１２３ 接近検知回路
１２４ キャリアセンス部
１３ 接近信号受信回路
１４ ＧＰＳ装置
１４１ ＧＰＳ受信回路
１４２ 接近検知回路
２０ タグ
２１ 要求信号受信回路
２２ 応答信号送信回路
２２１ 応答信号生成部
２２２ 応答信号送信部（ch１，ch２）
２２３ 応答信号送信部（ch１）
２２４ 応答信号送信部（ch３）
２３ センサ情報解析回路
２４ センサ情報記憶回路
３０ センサ
３５ 送信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一方が移動するリーダとタグとの間で情報交換を行う無線タグシステムに関する。
【０００２】
例えば、マンホール内の保守監視情報（例えば振動などのセンサ情報）を収集蓄積するタグと、マンホールのある道路上を通過する車両に搭載したリーダとにより構成され、タグが収集蓄積したマンホールの保守監視情報を車両のリーダに対して送信する無線タグシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１２は、従来の無線タグシステムの第１の構成例を示す。
図１２において、例えば橋梁などの保守監視対象物５０の状態を測定するセンサ６１を備えたタグ６０は、送信部６３からセンサ６１で測定した測定データを間欠信号として周期的に送信するアクティブタグであり、車両４０に搭載されたリーダ４１がその間欠信号を受信できる位置に移動したときに受信し、センサ６１の測定データを収集する。アクティブタグは、信号の間欠送信に応じて発生する送信時電流がタグ全体の消費電流の大部分を占めているので、高速に移動するリーダが受信できるように送信間隔を短くすると消費電流がさらに増え、電池駆動の場合には長時間の稼働ができなかった。
【０００４】
図１３は、従来の無線タグシステムの第２の構成例を示す（特許文献１）。
図１３において、例えば橋梁などの保守監視対象物５０の状態を測定するセンサ６１を備えたタグ６０は、車両４０に搭載したリーダ４１から送信された要求信号を受信部６２で受信し、当該要求信号をトリガとしてセンサ６１で測定した測定データを応答信号として送信部６３から送信し、リーダ４１が当該応答信号を受信してセンサ６１の測定データを収集する。ここで、受信部６２と送信部６３との間で応答信号のタイミングを制御することにより、車両４０が保守監視対象物５０を通過している間にセンサ６１が保守監視対象物５０の状態を測定し、車両４０が送信部６３の通信圏を通過するタイミングでその測定データを受け取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９５０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
保守監視対象物５０としてマンホール内の状態をマンホールの出入り口の蓋を開けずに、無線タグシステムを利用して把握できれば、マンホールを保守点検する作業が大幅に簡易なものとなる。このような無線タグシステムを利用する際に、タグが送信する無線信号をリーダで受信する方法としていくつかの方法がある。
【０００７】
第１の方法は、図１２に示すように、センサの測定データを間欠送信するアクティブタグを用い、車両に搭載したリーダで読み取る方法である。
【０００８】
第２の方法は、図１３に示すように、走行する車両から要求信号を送信し、マンホールの上または近傍に差しかかったときにマンホール内のタグが要求信号を受信し、この要求信号に対する応答信号を車両に搭載したリーダで読み取る方法である。
【０００９】
第３の方法は、パッシブタグをマンホールに設置し、走行する車両の床面にリーダのアンテナとなるコイルを搭載する。車両がマンホールに接近すると、コイルからパッシブタグへ要求信号が送信されると同時に電力が供給され、パッシブタグは動作を開始する。その後、車両がマンホールを通過するまでパッシブタグへの電力供給が継続する。この間に、パッシブタグが応答信号を送信し、リーダのアンテナであるコイルで受信して読み取る方法である。
【００１０】
ところで、マンホール内に設置するタグは電池交換を最小限に抑える必要があるので、測定データの間欠送信を繰り返すアクティブタグは不向きである。また、車両が通過するときにリーダから送信される要求信号に応じて応答信号を返す無線タグシステムでは、マンホールの接近を検知する方法がないために要求信号を常時送信する必要があり、そのための電力が必要になる。また、複数のマンホールが近接し、各マンホールのタグが要求信号に対する応答信号を同時に送信するような状況では、応答信号の衝突によって各応答信号をリーダで読み取ることができない問題がある。
【００１１】
本発明は、リーダを搭載した車両においてマンホールの接近を検知して効率よく要求信号を送信でき、かつ当該要求信号に対して複数のマンホールの各タグから送信される応答信号を車両搭載のリーダで確実に読み取ることができる無線タグシステム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】
本発明は、保守監視対象物に設置されるタグと、保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信したタグが応答信号を送信し、当該応答信号をリーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、移動体は、移動中に保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、リーダの送信部は、接近検知手段が保守監視対象物の接近を検知したときに要求信号を送信する機能を有し、タグは、要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで応答信号を送信する機能を有し、リーダの受信部は、タグが所定のチャネルと送信パターンで送信した応答信号を受信する機能を有する。
【００１３】
本発明の無線タグシステムにおいて、保守監視対象物の近傍に当該保守監視対象物の接近を通知する信号を送信する送信機を備え、接近検知手段は、送信機が送信する信号を受信したときに保守監視対象物の接近を検知する機能を含む。
【００１４】
本発明の無線タグシステムにおいて、移動体は、当該移動体の位置情報を取得する手段を備え、接近検知手段は、予め登録された保守監視対象物の設置位置を示す一覧情報と移動体の位置情報とを対比して保守監視対象物の接近を検知する機能を含む。
【００１５】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、現在位置の保守監視対象物から次の位置に配置された保守監視対象物の接近を通知する情報を応答信号に含めて送信する手段を備え、接近検知手段は、応答信号を送信した保守監視対象物の識別情報により当該保守監視対象物の位置を特定し、その位置を基準に次の位置に配置された保守監視対象物の位置を特定して接近を検知する機能を含む。
【００１６】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルで同時送信し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する。
【００１７】
本発明の無線タグシステムにおいて、タグは、応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルの１つを選択し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する。
【００１８】
本発明の無線タグシステムにおいて、接近検知手段は、接近を検知した保守監視対象物に設置のタグ識別子を認識する機能を含み、リーダの送信部は、接近検知手段が複数の保守監視対象物の接近を検知したときにキャリアセンスを行って未使用のチャネルを検出し、当該未使用のチャネルの中からタグ識別子ごとに互いに異なるチャネルを選択し、タグ識別子と選択したチャネルを対応付けた要求信号を送信する機能を含み、タグは、自身のタグ識別子を有する要求信号から対応するチャネルを抽出し、当該チャネルで応答信号を送信する機能を含む。
【００１９】
本発明の無線タグシステムにおいて、リーダの送信部が送信する要求信号を同時に受信できる範囲の複数の保守監視対象物にそれぞれ設置されるタグのタグ識別子の所定部分が、所定値から１ずつインクリメントまたはデクリメントされた数値に設定され、リーダの送信部は、タグ識別子の所定部分として所定値を設定した要求信号を送信する機能を含み、タグは、自身のタグ識別子の所定部分と要求信号に設定されたタグ識別子の所定部分を比較し、その差分に応じて応答信号を送信するチャネルと送信パターンを設定する機能を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、リーダを搭載した車両において保守監視対象物の接近を検知することにより、効率よく要求信号を送信し、要求信号に対する応答信号を確実に受信することができる。
【００２１】
また、本発明は、当該要求信号に対して複数の保守監視対象物の各タグから応答信号がそれぞれ送信される場合でも、タグごとに応答信号を送信する複数チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数をそれぞれ任意に設定することにより、各応答信号の衝突を回避して車両に搭載のリーダで確実に読み取ることができる。
【００２２】
また、本発明は、接近を検知した保守監視対象物のタグ識別子を認識し、キャリアセンスによって検出した未使用のチャネルとタグ識別子を組み合わせて要求信号として送信し、各タグが対応するチャネルで応答信号を送信することにより、各応答信号の衝突を回避して車両に搭載のリーダで確実に読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図２】実施例１の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図３】実施例１の無線タグシステムにおけるタグの構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図５】実施例２の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施例３の無線タグシステムの構成例を示す図である。
【図７】実施例３の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図８】隣接チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す図である。
【図９】離散チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す図である。
【図１０】実施例５の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す図である。
【図１１】応答信号のチャネルおよび送信パターンの設定例を示す図である。
【図１２】従来の無線タグシステムの第１の構成例を示す図である。
【図１３】従来の無線タグシステムの第２の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１の無線タグシステムの構成例を示す。
図１において、車両１に搭載されるリーダは、タグに対して所定の周期で要求信号を送信するリーダ送信部（Ｔ）１１と、タグからの応答信号を受信するリーダ受信部（Ｒ）１２とを分離し、リーダ送信部（Ｔ）１１を車両前方に設置し、リーダ受信部（Ｒ）１２を車両後方に設置する。一方、保守監視対象物としてのマンホール５に設置されるタグ２０には、マンホール５の状態を測定するセンサ３０が接続される。
【００２５】
ここで、マンホール５の近傍の道路には、走行する車両１に対してマンホール５の接近を通知する接近信号を送信する送信機３５が埋め込まれ、所定の周期で接近信号を送信している。なお、その電源として太陽電池を利用することにより電池交換は不要である。この送信機３５から継続的に送信されている接近信号は、車両１に搭載された接近信号受信回路１３に受信される。接近信号受信回路１３は、接近信号を受信すると、マンホール５が接近していると判断してリーダ送信部（Ｔ）１１に通知する。これにより、リーダ送信部（Ｔ）１１は要求信号の送信を開始する。リーダ送信部（Ｔ）１１から送信された要求信号はタグ２０に受信され、センサ３０で測定されたセンサ情報が応答信号として送信される。当該応答信号は、車両のリーダ受信部（Ｒ）１２に受信される。
【００２６】
図２は、実施例１の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図２において、リーダ送信部（Ｔ）１１は、要求信号の送信開始を制御する制御回路１１１と、要求信号を送信する要求信号送信回路１１２により構成される。リーダ受信部（Ｒ）１２は、タグから送信された応答信号（センサ情報）を受信する応答信号受信回路１２１と、応答信号を復調して得られるセンサ情報を記憶するセンサ情報記憶回路１２２により構成される。さらに、接近信号受信回路１３が接近信号を受信すると、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５の接近検知により要求信号の送信を開始する。
【００２７】
要求信号のフレーム構成は、フレームの最初を示すプリアンブル、タグ２０をスリープ状態から起動して応答信号を要求し、また応答信号の送信を停止してスリープ状態に移行させる起動／停止があり、さらに応答信号のチャネル、送信間隔、送信時間（回数）を設定する設定部があってもよい。なお、応答信号の送信間隔や送信時間（回数）は、後述するように各タグごとに使用するチャネルを含めて任意に設定してもよい。
【００２８】
図３は、実施例１の無線タグシステムにおけるタグの構成例を示す。
図３において、タグ２０は、要求信号受信回路２１、応答信号送信回路２２、センサ情報解析回路２３およびセンサ情報記憶回路２４により構成される。要求信号受信回路２１は、リーダ送信部（Ｔ）から送信された要求信号を受信し、送信指示信号を生成して応答信号送信回路２２に出力する。一方、センサ３０のセンサ情報はセンサ情報解析回路２３に入力して解析され、センサ情報記憶回路２４に記憶される。センサ情報記憶回路２４は、送信指示信号の入力に応じて読み出したセンサ情報を応答信号送信回路２２に出力する。応答信号送信回路２２は、センサ情報を含む応答信号を生成して送信する。
【００２９】
センサ３０は、例えばマンホール５内の浸水を検知するための水圧センサ、マンホール構造に影響のある振動や歪みを検知する加速度センサやゲージセンサ、マンホール５内の温度を検知する温度センサなど、マンホール５内の設備点検に用いる各種保守監視の測定データを出力する。例えば、センサ情報解析回路２３は、マンホール５の浸水の継続時間（期間）を解析したり、加速度センサで検出されるマンホール５の揺れが所定の閾値を超える回数を解析したり、温度センサで検出される温度が所定の閾値を超える回数を解析し、センサ情報記憶回路２４に記憶する。
【実施例２】
【００３０】
図４は、本発明の実施例２の無線タグシステムの構成例を示す。
実施例２の無線タグシステムは、実施例１の接近信号を送信する送信機３５に代えてＧＰＳ衛星が報知する位置情報を利用し、接近信号受信回路１３に代えてＧＰＳ装置１４を備える。その他の構成は実施例１と同様である。
【００３１】
図５は、実施例２の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図５において、リーダ送信部（Ｔ）１１およびリーダ受信部（Ｒ）１２の構成は、実施例１と同様である。ＧＰＳ装置１４は、ＧＰＳ受信回路１４１および接近検知回路１４２により構成される。ＧＰＳ受信回路１４１は、ＧＰＳ衛星から報知される位置情報を受信し、所定の演算処理により車両１の現在位置を検出して接近検知回路１４２に出力する。接近検知回路１４２は、予め登録されたマンホール５の設置位置を示す一覧情報を保有しており、車両１の位置と対比してマンホール５の接近を検知する。なお、ＧＰＳを使用する地図情報とマンホール位置をマッピングするには、市販のカーナビシステムなどの利用が可能である。接近検知回路１４２は、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５の接近検知により要求信号の送信を開始する。
【実施例３】
【００３２】
図６は、本発明の実施例３の無線タグシステムの構成例を示す。
実施例３の無線タグシステムは、実施例１の接近信号を送信する送信機３５に代えて、車両１の走行方向に対して１つ手前のマンホールのタグが送信する接近情報を利用する。ここで、車両１の走行方向に対してマンホール５Ｂ、マンホール５Ａの順に位置しているものとする。
【００３３】
図７は、実施例３の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図７において、リーダ送信部（Ｔ）１１およびリーダ受信部（Ｒ）１２の構成は、実施例１と同様であるが、リーダ受信部（Ｒ）１２において応答信号に含まれるタグ情報から次のマンホール５Ａの接近を検知する接近検知回路１２３が設けられる。接近検知回路１２３は、リーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に対して接近検知を通知する。制御回路１１１は、マンホール５Ａの接近検知により要求信号の送信を開始する。
【００３４】
ここで、マンホール５Ａの接近を検知する手順は、大別して２段階になる。第１段階は、前方のマンホール５Ｂが送信する応答信号の識別情報を受信し、前方のマンホール５Ｂの位置を特定する。第２段階は、応答信号に含まれる接近情報と車両１の走行メータにより次のマンホール５Ａの位置を特定する。
【００３５】
まず、第１段階では、車両１に搭載されたリーダ受信部（Ｒ）１２は、前方のマンホール５Ｂに設置したタグ２０Ｂからの応答信号を受信する。この応答信号には、その前方のマンホール５Ｂを特定する識別情報（ＩＤ情報）が含まれている。この識別情報（ＩＤ情報）に基づき、リーダ受信部（Ｒ）１２では予め記録してあるマンホール一覧情報（マンホールのＩＤ情報と地図上でのマンホールの位置）を照合することにより、前方のマンホール５Ｂの位置を特定する。ここで、前方のマンホール５Ｂのタグ２０Ｂからの応答信号には、次のマンホール５Ａまでの距離などの接近情報が含まれる。
【００３６】
第２段階では、第１段階で特定した前方のマンホール５Ｂの位置を基準に、接近情報から得られる次のマンホール５Ａまでの距離に基づいて、走行メータを参照することにより次のマンホール５Ａの位置を特定する。
【００３７】
また、交差点中央のマンホールから４方向にそれぞれマンホールがある場合、交差点中央のマンホールから次のマンホールを示す接近情報として、方向別の距離を設定する。例えば、北方向に30ｍ、南方向に50ｍ、東方向に20ｍ、西方向に80ｍとする。一方、車両１にジャイロ（慣性はずみ車）やコンパス（方位磁針) を搭載することにより、車両の走行方向が分かる。したがって、第１段階で特定した交差点中央のマンホールの位置を基準に、接近情報から得られる次のマンホールまでの方向別距離と車両の走行方向に基づいて、走行メータを参照することにより次のマンホールの位置を特定することができる。例えば、車両１が南方向に走行している場合、交差点中央のマンホールのタグの接近情報から、南方向に50ｍという情報が得られれば、例えば40ｍ走行した所で要求信号を送信し始めれば十分に間に合うことになる。
【実施例４】
【００３８】
以下の実施例では、複数のマンホールが近接し、各マンホールのタグが要求信号に対して同時に応答信号を送信しても、応答信号の衝突を回避してリーダでの読み取りを可能にする手法について示す。
【００３９】
図８は、隣接チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す。
図８(1) において、タグの応答信号送信回路２２は、図３に示す要求信号受信回路２１からの送信指示信号をトリガとして、センサ情報を含む応答信号を生成する応答信号生成部２２１と、生成された応答信号を所定の隣接２チャネルで同時送信する応答信号送信部２２２とにより構成される。なお、応答信号送信部２２２は、隣接２チャネルをカバーする帯域通過フィルタで対応可能である。ここでは、隣接２チャネルとして、チャネル１，チャネル２が割り当てられる応答信号送信回路２２を示すが、タグごとに２チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数がそれぞれ任意に設定される。
【００４０】
例えば、図８(2) に示すように、タグＡにはチャネル１およびチャネル２、タグＢにはチャネル２およびチャネル３、タグＣにはチャネル３およびチャネル４が割り当てられ、それぞれ所定の送信パターンが設定される。これにより、最初のタイミングでは、タグＡに割り当てたチャネル１、タグＣに割り当てたチャネル３はそれぞれ衝突せずに受信できるが、タグＢに割り当てたチャネル２がタグＡと衝突し、チャネル３がタグＣと衝突し、タグＢの応答信号を受信できない。しかし、次のタイミングでは、すべてのチャネルで衝突が発生せず、各タグＡ，Ｂ，Ｃの応答信号の受信が可能である。このように、タグごとに割り当てた隣接２チャネルと送信パターンで応答信号の送信を繰り返すことにより、いずれかのタイミングで衝突を回避して応答信号の受信が可能になる。
【００４１】
図８(3) は、各タグが所定の隣接２チャネルの１つを選択して応答信号を送信する場合を示す。各タグの応答信号送信回路２２の応答信号送信部２２２において、隣接２チャネル、チャネル選択パターン、送信パターン、送信回数をそれぞれ設定する。ここでは、タグＡはチャネル２およびチャネル１の順に選択し、タグＢはチャネル２およびチャネル３の順に選択し、タグＣはチャネル４およびチャネル３の順に選択する。最初のタイミングでは、ともにチャネル２を選択したタグＡとタグＢの応答信号が衝突するが、次以降のタイミングでは衝突を回避して各タグの応答信号の受信が可能になる。
【００４２】
図９は、離散チャネルを使用するタグの応答信号送信回路の構成例および動作例を示す。
図９(1) において、タグの応答信号送信回路２２は、図３に示す要求信号受信回路２１からの送信指示信号をトリガとして、センサ情報を含む応答信号を生成する応答信号生成部２２１と、生成された応答信号を２分岐し、ここでは応答信号送信部２２３を介してチャネル１の応答信号を出力し、応答信号送信部２２４を介してチャネル３の応答信号を出力し、それらを合成して同時送信する構成である。なお、応答信号送信部２２３，２２４は、それぞれのチャネルをカバーする帯域通過フィルタで対応可能である。ここでは、離散２チャネルとして、チャネル１，チャネル３が割り当てられる応答信号送信回路２２を示すが、タグごとに２チャネルの組み合わせ、送信周期や送信開始タイミングなどの送信パターン、送信回数がそれぞれ任意に設定される。
【００４３】
例えば、図９(2) に示すように、タグＡにはチャネル１およびチャネル３、タグＢにはチャネル１およびチャネル４、タグＣにはチャネル２およびチャネル４が割り当てられ、それぞれ所定の送信パターンが設定される。これにより、最初のタイミングでは、タグＡに割り当てたチャネル３、タグＣに割り当てたチャネル２はそれぞれ衝突せずに受信できるが、タグＢに割り当てたチャネル２がタグＡと衝突し、チャネル４がタグＣと衝突し、タグＢの応答信号を受信できない。しかし、次のタイミングでは、すべてのチャネルで衝突が発生せず、各タグＡ，Ｂ，Ｃの応答信号の受信が可能である。このように、タグごとに割り当てたチャネルと送信パターンで応答信号の送信を繰り返すことにより、いずれかのタイミングで衝突を回避して応答信号の受信が可能になる。
【００４４】
図９(3) は、各タグが所定の離散２チャネルの１つを選択して応答信号を送信する場合を示す。各タグの応答信号送信回路２２の応答信号送信部２２３，２２４において、離散２チャネル、チャネル選択パターン、送信パターン、送信回数をそれぞれ設定する。ここでは、タグＡはチャネル１およびチャネル３の順に選択し、タグＢはチャネル１およびチャネル４の順に選択し、タグＣはチャネル４およびチャネル２の順に選択する。最初のタイミングでは、ともにチャネル１を選択したタグＡとタグＢの応答信号が衝突するが、次以降のタイミングでは衝突を回避して各タグの応答信号の受信が可能になる。
【００４５】
実施例４では、各タグごとに隣接２チャネルまたは離散２チャネルを割り当てる例を示したが、それぞれ３チャネル以上を割り当てることも可能である。
【実施例５】
【００４６】
図１０は、実施例５の無線タグシステムにおけるリーダの構成例を示す。
図１０において、実施例５のリーダは、実施例３の応答信号から次のマンホールの接近を検知するリーダに適用した例を示すが、実施例２のＧＰＳ装置を利用するリーダにも適用可能である。
【００４７】
接近検知回路１２３が複数のマンホールの接近を検知すると、各マンホールのタグＩＤをリーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に通知する。また、キャリアセンス部１２４はキャリアセンスを行い、未使用のチャネルを検出してリーダ送信部（Ｔ）１１の制御回路１１１に通知する。制御回路１１１は、未使用のチャネルの中からタグＩＤごとに互いに異なるチャネルを選択し、タグＩＤと選択したチャネル情報を含む要求信号を生成し、要求信号送信回路１１２から送信する。
【００４８】
自身のタグＩＤを有する要求信号を受信したタグは、図３に示す要求信号受信回路２１において、要求信号から割り当てられたチャネル情報を抽出し、当該チャネルを用いて応答信号を送信する。すなわち、タグの応答信号は、キャリアセンスによって未使用のチャネルの中からタグＩＤごとに割り当てられたチャネルを用いて送信されるので、各タグの応答信号の衝突が回避される。
【実施例６】
【００４９】
要求信号に付加するチャネル情報により、タグが送信する応答信号のチャネルおよび送信パターンを設定する手法について、図１１を参照して説明する。
【００５０】
リーダ送信部（Ｔ）が送信する要求信号に付加するチャネル情報として、タグＩＤの所定部分、ここでは下５桁を利用する例を示す。この要求信号を同時に受信できる範囲に複数のマンホールがあり、それぞれ設置されるタグのタグＩＤの下５桁を、所定値（ここでは「０００００」）から１ずつインクリメント（またはデクリメント）した値に設定する。要求信号に付加されるチャネル情報として、所定値の「０００００」を設定する。要求信号を受信した各タグは、それぞれのタグＩＤの下５桁と、所定値「０００００」のチャネル情報を比較し、その差分に応じて応答信号を送信するチャネルおよび送信パターンを設定する。これにより、各タグは互いに異なるチャネルと送信パターンで応答信号を送信することができる。例えば、タグＢのタグＩＤの下５桁が「００００１」であれば、差分は「００００１」となり、タグＢはチャネル２と送信パターン２で応答信号を送信する。
【実施例７】
【００５１】
以上説明した各実施例は、実施例５を除いて、パッシブタグを用いる無線タグシステムにも適用することができる。すなわち、車両がマンホールに接近すると、リーダ送信部（Ｔ）のアンテナとなるコイルからパッシブタグへ要求信号を送信すると同時に電力を供給し、パッシブタグを動作させる。その後、車両がマンホールを通過するまでパッシブタグへ電力供給を継続する。この間に、パッシブタグが応答信号を送信し、リーダ受信部（Ｒ）のアンテナとなるコイルで受信して読み取る。
【００５２】
なお、リーダ送信部（Ｔ）からパッシプタグに送信する要求信号と、パッシブタグからリーダ受信部（Ｒ）に送信する応答信号で異なる周波数を使い分ける場合には、ミラーサブキャリア方式を採用するパッシブタグの利用が可能である。さらに、実施例４に示すように、タグごとに異なる複数の周波数で応答信号を送信する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 車両
５ マンホール
１１ リーダ送信部（Ｔ）
１１１ 制御回路
１１２ 要求信号送信回路
１２ リーダ受信部（Ｒ）
１２１ 応答信号受信回路
１２２ センサ情報記憶回路
１２３ 接近検知回路
１２４ キャリアセンス部
１３ 接近信号受信回路
１４ ＧＰＳ装置
１４１ ＧＰＳ受信回路
１４２ 接近検知回路
２０ タグ
２１ 要求信号受信回路
２２ 応答信号送信回路
２２１ 応答信号生成部
２２２ 応答信号送信部（ch１，ch２）
２２３ 応答信号送信部（ch１）
２２４ 応答信号送信部（ch３）
２３ センサ情報解析回路
２４ センサ情報記憶回路
３０ センサ
３５ 送信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保守監視対象物に設置されるタグと、前記保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、前記リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信した前記タグが応答信号を送信し、当該応答信号を前記リーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、
前記移動体は、移動中に前記保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、
前記リーダの送信部は、前記接近検知手段が前記保守監視対象物の接近を検知したときに前記要求信号を送信する機能を有し、
前記タグは、前記要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで前記応答信号を送信する機能を有し、
前記リーダの受信部は、前記タグが前記所定のチャネルと送信パターンで送信した前記応答信号を受信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記保守監視対象物の近傍に当該保守監視対象物の接近を通知する信号を送信する送信機を備え、
前記接近検知手段は、前記送信機が送信する信号を受信したときに前記保守監視対象物の接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記移動体は、当該移動体の位置情報を取得する手段を備え、
前記接近検知手段は、予め登録された前記保守監視対象物の設置位置を示す一覧情報と前記移動体の位置情報とを対比して前記保守監視対象物の接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、現在位置の保守監視対象物から次の位置に配置された保守監視対象物の接近を通知する情報を前記応答信号に含めて送信する手段を備え、
前記接近検知手段は、前記応答信号を送信した保守監視対象物の識別情報により当該保守監視対象物の位置を特定し、その位置を基準に次の位置に配置された保守監視対象物の位置を特定して接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、前記応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルで同時送信し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、前記応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルの１つを選択し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記接近検知手段は、接近を検知した前記保守監視対象物に設置のタグ識別子を認識する機能を含み、
前記リーダの送信部は、前記接近検知手段が複数の前記保守監視対象物の接近を検知したときにキャリアセンスを行って未使用のチャネルを検出し、当該未使用のチャネルの中から前記タグ識別子ごとに互いに異なるチャネルを選択し、前記タグ識別子と選択したチャネルを対応付けた前記要求信号を送信する機能を含み、
前記タグは、自身のタグ識別子を有する前記要求信号から対応するチャネルを抽出し、当該チャネルで前記応答信号を送信する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記リーダの送信部が送信する前記要求信号を同時に受信できる範囲の複数の前記保守監視対象物にそれぞれ設置される前記タグのタグ識別子の所定部分が、所定値から１ずつインクリメントまたはデクリメントされた数値に設定され、
前記リーダの送信部は、前記タグ識別子の所定部分として前記所定値を設定した前記要求信号を送信する機能を含み、
前記タグは、自身のタグ識別子の所定部分と前記要求信号に設定された前記タグ識別子の所定部分を比較し、その差分に応じて前記応答信号を送信するチャネルと送信パターンを設定する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項１】
保守監視対象物に設置されるタグと、前記保守監視対象物の近傍を通過する移動体に設置されるリーダとにより構成され、前記リーダの送信部から要求信号を送信し、当該要求信号を受信した前記タグが応答信号を送信し、当該応答信号を前記リーダの受信部が受信する無線タグシステムにおいて、
前記移動体は、移動中に前記保守監視対象物の接近を検知する接近検知手段を備え、
前記リーダの送信部は、前記接近検知手段が前記保守監視対象物の接近を検知したときに前記要求信号を送信する機能を有し、
前記タグは、前記要求信号を受信したときに所定のチャネルと送信パターンで前記応答信号を送信する機能を有し、
前記リーダの受信部は、前記タグが前記所定のチャネルと送信パターンで送信した前記応答信号を受信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記保守監視対象物の近傍に当該保守監視対象物の接近を通知する信号を送信する送信機を備え、
前記接近検知手段は、前記送信機が送信する信号を受信したときに前記保守監視対象物の接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記移動体は、当該移動体の位置情報を取得する手段を備え、
前記接近検知手段は、予め登録された前記保守監視対象物の設置位置を示す一覧情報と前記移動体の位置情報とを対比して前記保守監視対象物の接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、現在位置の保守監視対象物から次の位置に配置された保守監視対象物の接近を通知する情報を前記応答信号に含めて送信する手段を備え、
前記接近検知手段は、前記応答信号を送信した保守監視対象物の識別情報により当該保守監視対象物の位置を特定し、その位置を基準に次の位置に配置された保守監視対象物の位置を特定して接近を検知する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、前記応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルで同時送信し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記タグは、前記応答信号を各タグごとに割り当てられた所定の複数のチャネルの１つを選択し、かつタグごとに所定の送信パターンで所定回数送信する機能を有する
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記接近検知手段は、接近を検知した前記保守監視対象物に設置のタグ識別子を認識する機能を含み、
前記リーダの送信部は、前記接近検知手段が複数の前記保守監視対象物の接近を検知したときにキャリアセンスを行って未使用のチャネルを検出し、当該未使用のチャネルの中から前記タグ識別子ごとに互いに異なるチャネルを選択し、前記タグ識別子と選択したチャネルを対応付けた前記要求信号を送信する機能を含み、
前記タグは、自身のタグ識別子を有する前記要求信号から対応するチャネルを抽出し、当該チャネルで前記応答信号を送信する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の無線タグシステムにおいて、
前記リーダの送信部が送信する前記要求信号を同時に受信できる範囲の複数の前記保守監視対象物にそれぞれ設置される前記タグのタグ識別子の所定部分が、所定値から１ずつインクリメントまたはデクリメントされた数値に設定され、
前記リーダの送信部は、前記タグ識別子の所定部分として前記所定値を設定した前記要求信号を送信する機能を含み、
前記タグは、自身のタグ識別子の所定部分と前記要求信号に設定された前記タグ識別子の所定部分を比較し、その差分に応じて前記応答信号を送信するチャネルと送信パターンを設定する機能を含む
ことを特徴とする無線タグシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７７９７３（Ｐ２０１３−７７９７３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１６５０１（Ｐ２０１１−２１６５０１）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]