説明

無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法

【課題】無線タグリーダ/ライタと無線タグとの無線交信において、交信の安定度を把握可能とする。
【解決手段】無線タグリーダ/ライタは、無線タグとの間で非接触通信を行うために無線信号を送受信可能な通信部70と、通信部70による無線信号の送受信を制御可能な制御回路とを備える無線タグリーダ/ライタであって、さらに、無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加することが可能な安定度付加部74と、安定度付加手段で付加された安定度パラメータを出力するための出力部とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線タグに非接触でアクセスして情報の読み取り及び/又は書き込みが可能な無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、バーコードに代わる製品識別及び管理に関する技術として、非接触式の無線タグが注目されている。無線タグは、ICタグ、IDタグ、RFタグ、電子タグ、トランスポンダ、データキャリア等とも呼ばれ、RF(Radio Frequency)信号を受信して半導体メモリ等の電子回路に記録されたデータを読み出したり、あるいはデータを書き込み可能なRF−ID(Radio Frequency IDentification)技術を用いたタグである。最近では、非接触による電力搬送技術の開発により、電源を持たずに半永久的に使用可能な無線タグも出現している。このような無線タグに対するデータの読み書きには、無線タグリーダ/ライタが用いられる。
【0003】
無線タグリーダ/ライタは、非接触通信により無線タグと交信して読み取り/書き込みを行うヘッド部と、ヘッド部を制御するコントローラ部とを有する。無線タグリーダ/ライタは、搬送波をベースバンド信号としてデジタル信号により変調して送出し、無線タグからの応答信号を受信する送信機器である。搬送波のベースバンド信号に基づく変調には、搬送波の振幅を変化させるASK(Amplitude Shift Keying:位相シフトキーイング)変調や、周波数を変化させるFSK(Frequency Shift Keying)変調、位相を変化させるPSK(Phase Shift Keying)変調がある。
【特許文献1】特許2993008号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような無線タグリーダ/ライタで無線タグと非接触で交信を行う場合、安定して通信できることが重要となるが、現実に通信が安定して実行されているか否かを確認することは困難である。これは、無線タグリーダ/ライタ側では通信の可否を判定可能であるが、通信相手の無線タグ側で正しく通信が行われていることを確認する手段がないからである。特にRF−IDは周囲環境の影響を受け易いため、生産現場等ノイズの多い環境においては、交信の安定度を把握するため、環境因子の影響を示す何らかの指標が求められているが、現状ではそのような手段が存在せず、交信の安定度をリアルタイムに把握することができないという問題があった。
【0005】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明の第一の目的は、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの無線交信において、交信の安定度を把握可能な通信可能な無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、本発明の第1の無線タグリーダ/ライタは、無線タグとの間で非接触通信を行うために無線信号を送受信可能な通信部と、通信部による無線信号の送受信を制御可能な制御回路とを備える無線タグリーダ/ライタであって、さらに、無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加することが可能な安定度付加部と、安定度付加手段で付加された安定度パラメータを出力するための出力部とを備える。これにより、無線タグリーダ/ライタを制御する外部の制御機器側等より、無線タグリーダ/ライタに動作指示が送信されると、安定度付加部が通信の安定度を示す安定度パラメータを結果データに付加して、出力部から出力されるので、この安定度パラメータに基づいて通信の安定度に影響を与え得る環境因子を把握できる。
【0007】
また、第2の無線タグリーダ/ライタは、安定度パラメータが、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの交信に要した交信処理時間及び/又は交信リトライ回数である。これにより、交信処理時間の長短や交信リトライ回数の多寡といった指標に基づいて、通信の安定度の状況や変化を把握できる。
【0008】
さらに、第3の無線タグリーダ/ライタは、安定度付加部が、安定度パラメータをリアルタイムに計測して結果データに付加している。これにより、安定度パラメータを生産管理情報として利用することもできる。
【0009】
さらにまた、第4の無線タグリーダ/ライタは、安定度付加部が、安定度パラメータを結果データに付加する/付加しないを選択可能に構成している。これにより、必要に応じて安定度パラメータを付加する/付加しないを選択でき、状況に応じた使い分けが可能となる。
【0010】
さらにまた、第5の無線タグリーダ/ライタは、安定度付加部で測定された交信リトライ回数が所定値を超えると、交信エラーと判定して、出力部からエラー出力を出力可能に構成している。これにより、交信エラーが多発する場合にエラーと判定して、通信状況が悪いことをユーザに告知できる。
【0011】
さらにまた、第6の無線タグリーダ/ライタは、エラーの基準となる交信リトライ回数の所定値が、ユーザによる設定可能に構成されており、無線タグリーダ/ライタの運用環境で交信リトライ回数を測定し、測定した交信リトライ回数を参照して、交信リトライ回数の所定値を設定可能に構成している。これにより、実際の運用環境に応じて最適な交信リトライ回数を設定できる。
【0012】
さらにまた、第7の無線タグリード/ライト方法は、無線タグの読み取り可能な無線タグリーダ/ライタが、入力される各種の入力コマンドに従い無線タグにアクセスするための無線タグリード/ライト方法であって、無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加する工程と、付加された安定度パラメータを出力する工程とを含む。これにより、無線タグリーダ/ライタを制御する外部の制御機器側等より、無線タグリーダ/ライタに動作指示が送信されると、安定度付加部が通信の安定度を示す安定度パラメータを結果データに付加して、出力部から出力されるので、この安定度パラメータに基づいて通信の安定度に影響を与え得る環境因子を把握できる。
【発明の効果】
【0013】
以上のように、本発明の無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法によれば、安定度付加部で通信の安定度を示す安定度パラメータを結果データに付加して、これが出力されるため、この安定度パラメータに基づいて通信の安定度に影響を与え得る環境因子を把握できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法を例示するものであって、本発明は無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【0015】
本明細書において無線タグリーダ/ライタとこれに接続される操作、制御、入出力、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばIEEE1394、RS−232x、RS−422、RS−423、RS−485、USB等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE−T、100BASE−TX、1000BASE−T等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、IEEE802.1x、OFDM方式等の無線LANやBluetooth等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに無線タグリーダ/ライタのデータ保存や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。
【0016】
また無線タグリーダ/ライタは、無線タグの読み取り及び/又は書き込みが可能な機器であり、質問器、インテロゲータ、コントローラなどとも呼ばれる。
(実施の形態1)
【0017】
図1に、本発明の実施の形態1に係る無線タグリーダ/ライタ100を含むRF−IDシステム10の構成を示す斜視図を、図2に無線タグの平面図を、図3に無線タグリーダ/ライタ100の構成を示すブロック図を、それぞれ示す。図1のRF−IDシステム10は、ASK変調されたRF信号を利用して無線タグにデータを書き込んだり、無線タグ内のデータを読み出すことによって、搬送ライン上で搬送されるパレットWを管理するシステムである。このRF−IDシステム10は、無線タグ1、リーダ/ライタ2、シリアルバスケーブル3、制御装置4を備える。
(無線タグ1)
【0018】
無線タグ1は、リーダ/ライタ2からのRF信号を受信し、動作に必要な電力を生成すると共に、受信データをメモリに書き込んだり、受信データに基づいてメモリからデータを読み出す動作を行っている。このメモリ内には、無線タグ1を識別するための識別情報として、製造時に割り当てられるUID(Unique ID)が格納されている。具体的には、メーカーコードや製品コード、シリアルナンバーなどがUIDとして格納される。したがって、無線タグ1からUIDを読み取ることによって、無線タグ1が取り付けられているパレットWを識別することができる。また無線タグは、様々な種類のものが存在し、主に製造者によって利用可能なコマンドなどが異なる。無線タグの種別としてはI・CODE SLI、MB89R116、MB89R118、Tag−itHFI、my−d等がある。
(リーダ/ライタ2)
【0019】
以下、無線タグリーダ/ライタ100の一形態として、複数種類の無線タグの読み取り、書き込みに対応したリーダ/ライタ2について説明する。リーダ/ライタ2は、ASK変調信号を送信し、無線タグ1からの応答信号を受信する動作を行っている。このリーダ/ライタ2は、ISO15693の規格に基づく無線タグリーダ/ライタであり、いわゆる近傍型(VICC:Vicinity)の読取装置となっている。具体的には、無線タグとの距離が数cm〜数十cm(例えば70cm)の範囲で非接触の交信に適している。リーダ/ライタ2は、シリアルバスケーブル3を介して制御装置4に接続される。このリーダ/ライタ2はヘッド部とも呼ばれる。一方、制御装置4はコントローラ部とも呼ばれ、上位のコンピュータやPLCなどで構成される。なおヘッド部とコントローラ部とを個別の部材で構成する他、一体に構成することもできる。
(制御装置4)
【0020】
制御装置4は、リーダ/ライタ2に無線タグ1との交信開始を指示し、リーダ/ライタ2が無線タグ1から読み取ったデータを収集、蓄積し、あるいは表示する動作を行っている。制御装置4は搬送ライン上のパレットWがリーダ/ライタ2の通信エリア内に位置するタイミングで交信開始を指示する。このような制御装置4としては、PLC(Programmable Logic Controller:プログラマブル・ロジック・コントローラ)や、汎用のパーソナルコンピュータ等の情報処理端末が用いられる。
【0021】
具体的には、交信開始を指示するトリガ信号として、リード/ライトコマンドが制御装置4からリーダ/ライタ2に出力される。するとリーダ/ライタ2では、このリード/ライトコマンドに基づいて無線タグ1に対する応答要求の送信が開始される。この応答要求は、ASK変調されたRF信号として送出され、無線タグ1からの応答信号が受信されるまで繰り返し送信される。
(無線タグ1の構成)
【0022】
図1に示すカード状の無線タグ1の詳細を、図2の平面図に示す。この無線タグ1は、薄い矩形状の基板11と、基板11の各辺に沿って螺旋状に配線されたアンテナコイル12と、アンテナコイル12に接続され、アンテナコイル12の内側に配置された半導体チップ13からなる。
【0023】
基板11は、例えば厚みが0.2mmの樹脂シートからなり、この樹脂シート状に印刷又はエッチングによりアンテナコイル12が形成される。半導体チップ13は、アンテナコイル12とで共振回路を形成するコンデンサや、受信回路を復調する復調回路、受信データを処理する処理回路、UIDや受信データを記憶する半導体メモリからなる。応答信号は、リーダ/ライタ2からの応答要求に基づいて出力される。具体的には、受信データに基づいて半導体メモリからデータを読み出し、RF信号を負荷変調することによって生成される副搬送波を符号化することによって生成される。
【0024】
次に、図1のリーダ/ライタ2の構成を示すブロック図を、図3に示す。このリーダ/ライタ2は、発振回路21、増幅回路22、変調回路23、LPF(ローパスフィルタ)24、LC共振回路25、減衰器26、復調回路27、2値化回路28、制御回路29、外部インターフェース30及び符号化回路31を備える。
【0025】
発振回路21は、水晶発振子を用いてRF信号を生成するRF信号の発生回路である。例えば、13.56MHzのRF信号が生成され、搬送波として出力される。この搬送波は、増幅回路22によって電力増幅され、変調回路23へ出力される。
【0026】
変調回路23は、電力増幅後の搬送波を符号化回路31からのベースバンド信号に基づいてASK変調し、ASK変調信号を生成する処理を行う。この変調回路23は、種類の異なる無線タグであっても交信できるように、変調度100%のASK変調と変調度10%のASK変調とが切り替え可能となっている。さらに、変調度10%のASK変調では、変調度10%の通信方式を指定する低変調度用の無線タグに対する通信性能を向上させるために、10%〜30%までの範囲でASK変調信号の変調度が切り替え可能となっている。
【0027】
符号化回路31は、制御回路29から入力されるデータをパルス位置によって符号化し、ベースバンド信号を生成する処理を行っている。
【0028】
ASK変調信号は、LPF24によって高調波成分が除去され、LC共振回路25へ出力される。LC共振回路25は、アンテナコイル12及びコンデンサからなる共振回路である。変調回路23からのASK変換信号は、LC共振回路25を介して無線タグ1に送出される。また無線タグ1からの応答信号は、LC共振回路25によって受信される。このようにLC共振回路25は、通信部70を構成する。受信信号は、減衰器26によって後段の復調回路27で制御可能なレベルまで減衰される。
【0029】
復調回路27は減衰後の受信信号を搬送波及び副搬送波に基づいて復調し、復調信号を生成する。2値化回路28は、復調回路27からの復調信号を閾値処理によって2値化するコンパレータであり、複合された受信データが生成される。
【0030】
制御回路29は、外部インターフェース30を介して制御装置4から入力されるトリガ信号に基づいて無線タグ1に対する交信を開始し、また復調信号に基づいて変調度を切り替える制御を行う。具体的には、制御装置4からのリード/ライトコマンドに基づいて無線タグ1に対する応答要求を生成し、符号化回路31へ出力すると共に、復調信号に基づいて無線タグ1からの応答信号の受信を判別し、ASK変調信号の変調度を切り替える動作が行われる。
【0031】
ここでは、制御装置4から入力される制御信号に基づいて、無線タグ1との交信に関するパラメータを自動設定する動作が行われるものとする。具体的には、制御装置4からの自動判別コマンドに基づいてパラメータテーブルを読み出し、読み出したパラメータテーブルに基づいて受付コマンドを生成し、無線タグ1に対して送信する。この受付コマンドによる無線タグ1からの応答に基づいて交信パラメータが設定される。
(パラメータテーブル)
【0032】
パラメータテーブルは、通信規格や通信方式に関する交信パラメータ(データ)からなり、交信対象とする無線タグ1の種類に応じて複数のテーブルがEEPROMなどのメモリ内に格納されている。交信パラメータとしては、ASK変調における変調度や、RF信号の送出時の電波強度、無線タグ1から読み出すタグのブロックサイズ(アクセスサイズ)、受信データの最大サイズ、返信タイミングなどがある。ここでは、交信パラメータの組み合わせ、すなわち通信方式が変調度100%及び10%のいずれであるかや、電波強度の強弱、読み出しサイズの指定(8バイト、4バイトのいずれか)に応じて8種類のテーブルがパラメータテーブルとして格納されているものとする。
【0033】
このようなパラメータテーブルの一つが読み出され、読み出されたパラメータテーブルに基づいて、交信パラメータを定めて受付コマンドが送出される。受付コマンドは、Inventoryコマンドとも呼ばれ、その返信データは無線タグ1のメーカコードや製品コードを指定するデータとなる。この受付コマンドは、無線タグ1からの応答がなければ、パラメータテーブルを変更して再送出される。受付コマンドに対する無線タグ1からの応答があれば、受信データに基づいて無線タグ1の種類が判別され、交信パラメータが登録設定される。つまり、交信対象とする無線タグ1に対して受付コマンドを送出させることにより、適切な交信パラメータを自動的に設定することができる。
(通信領域)
【0034】
図4に、無線タグリーダ/ライタと無線タグを付したパレットとの位置関係における通信の安定度の一例を示す。通信の安定度は無線タグリーダ/ライタであるリーダ/ライタの性能や周囲の雑音などの設置条件などに依存するが、一般には図4に示すような分布を示すことが多い。この図に示すように、無線タグリーダ/ライタの周囲には、交信が安定して行える安定通信領域と、その外周に交信が不安定な不安定通信領域とが形成されている。このような無線タグリーダ/ライタの近傍(図4における上方)に、無線タグを付したパレットがライン上を搬送されているとすれば、パレットが安定通信領域にある場合に安定した交信が実現され、一方不安定通信領域やその外側にパレットが位置している場合は、安定した通信を行うことができない。このような状況において、無線タグとの通信が安定して行われているかどうかを、無線タグ読み取り装置側で判定することは従来より困難であった。
【0035】
これに対して本実施の形態では、予めユーザが設定した間隔で無線タグリーダ/ライタと無線タグとの交信を行い、連続的に成功した回数が所定回数を超えた時点で、端子出力およびシリアル出力から交信可能を通知する。この交信可能検出時間間隔、および交信可能一致回数をユーザが使用環境に応じて設定することによって、安定して交信できる。さらに、交信可能であることを端子入力により検出できるので、このタイミングに応じて実際の交信指示を行うことができ、より確実で信頼性の高い交信を実現できる。特に、FA分野で無線タグを使用する場合は、ノイズが多い環境となるため、環境に応じた適切な安定パラメータを設定することで、交信を安定させ信頼性の高い無線タグの利用が実現される。
(ブロック図)
【0036】
以下、上記交信可能検出を実現するための構成を、図5のブロック図に基づいて説明する。この図に示す無線タグリーダ/ライタは、入力系40としてコマンド入力部41と、タグ種別設定手段42と、固有設定値設定部43と、安定パラメータ設定部47と、書き込み禁止領域指定部56と、データフィル領域指定部58を備え、制御回路29としてコマンド置換部44と、安定度検出部48と、サイズ変換部54と、データフィル処理部62と、安定度付加部74とを備え、記憶部60としてコマンド情報保持部45と、固有設定値保持部46と、複数処理登録部64とを備え、さらに表示部50を備えている。さらに、無線タグと無線により非接触通信を行う通信部70と、外部からの信号を入力するための入力端子49、及び出力信号を出力するための出力部72も備える。さらに、無線タグと無線により非接触通信を行う通信部70と、外部からの信号を入力するための入力端子49、及び出力信号を出力するための出力部72も備える。通信部70としては、無線信号を送受信可能なアンテナ等が利用できる。
(入力系)
【0037】
コマンド入力部41は制御装置4と通信を行い、無線タグのアクセスに関するコマンドを入力して制御回路29に送出する。コマンド入力部41は図3においては外部インターフェース30が相当する。
【0038】
タグ種別設定手段42は、手動又は自動で使用する無線タグの種別を指定する。手動入力の場合は、ユーザが使用する無線タグの種別を直接指定、あるいは複数の選択肢から選択して指示する。自動設定の場合は、後述するように無線タグリーダ/ライタが無線タグの種別を取得して設定する。
【0039】
固有設定値設定部43は、コマンドの実行に関する設定パラメータ値を、無線タグの種別に応じて個別に設定可能としている。例えばコマンドで実行される処理の完了時間の規定値が所定値を超えるコマンドに対して、処理結果判断の時間を設定する等である。

【0040】
安定パラメータ設定部47は、ユーザが時間間隔と回数を設定するための入力手段である。すなわち、所定のコマンドを、設定された時間間隔で無線タグに対して送信し、無線タグとの交信が設定された回数以上連続して成功したことを検出して、通信の安定度を示す安定出力を出力する。また安定パラメータ設定部47から、安定度検出部48の端子出力遅れ時間を設定することもできる。
(書き込み禁止領域指定部56)
【0041】
書き込み禁止領域指定部56は、無線タグのメモリ内の所定の領域に、書き込みを禁止する設定を行う。書き込み禁止領域としては、上述の通りISO15693で規定される施錠と、機器独自に提供するライトプロテクトの両方が該当する。施錠は、ブロック施錠(永久)(Lock-Block)コマンドでブロック単位で実行され、一旦施錠されるとそのブロックは永久的に書き込み不可となる。またライトプロテクトは、無線タグや無線タグリーダ/ライタ等のハードウェアに応じて製造者が独自に規定しており、指定されたライトプロテクト指示領域での書き込みを禁止する。一般には、無線タグの購入日や管理情報などの無線タグに関する情報を保護するため、これらの情報を書き込んだ領域を書き込み禁止領域として指定する。
(データフィル領域指定部58)
【0042】
データフィル領域指定部58は、データフィル処理部62でデータフィルを行う領域を指定する。これら固有設定値設定部43、安定パラメータ設定部47、データフィル領域指定部58、書き込み禁止領域指定部56等の入力系は、キーボードやマウス、タッチパネル、コンソールなどの入力デバイスで実現できる。
(制御回路29)
【0043】
制御回路29はCPU等により構成される。コマンド置換部44は、コマンド入力部41から入力された入力コマンドに対して、選択された任意コマンド及び/又は製造者設定コマンドで置換可能なコマンドに対しては、コマンドの置換を行う。
【0044】
安定度検出部48は、所定のコマンドを、所定の時間間隔で無線タグに対して送信する指示を行うと共に、該コマンドの交信が所定の回数以上連続して成功したことを検出して、通信の安定度を示す安定出力を出力する。このため安定度検出部48は、カウンタなどの計数手段を備えている。例えば、交信が成功した回数を計数する成功カウンタと、失敗の回数を計数する失敗カウンタを備える。また安定出力は、出力部72から出力される。
【0045】
サイズ変換部54は、無線タグへのメモリのアクセス処理をバイト単位で規定したプログラムの、バイト単位での指示を、タグブロックサイズ保持部52で登録された1ブロックあたりのバイト数に応じて、ブロック単位に変換し、さらにバイト単位からブロック単位に変換されたメモリアドレスに従って、制御回路29がメモリアクセス処理を実行した結果を、ブロック単位からバイト単位に変換する。
【0046】
データフィル処理部62は、データフィル領域指定部58で指定されたデータフィル領域に所定の値を書き込むデータフィル機能を実行する。指定された領域に書き込み禁止領域指定部56で指定された書き込み禁止領域が含まれていた場合、該書き込み禁止領域を自動的にスキップしてデータフィルを1回以上行う拡張データフィル機能を備える。
(安定度付加部74)
【0047】
安定度付加部74は、無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加する。
【0048】
RF−IDに代表される無線交信においては、従来より交信の安定度がリアルタイムに把握できないという問題がある。特にRF−IDは周囲環境の影響を受けやすく、通信の安定度を把握することは重要であるが、環境因子の影響を把握する手段が従来は存在しなかった。そこで本実施の形態においては、ある動作指示に対して、その動作指示に対する結果データを出力する際に、通信の安定度に関する安定度パラメータを付加する構成とした。これにより、結果データに付加された安定度パラメータに基づいて環境因子の影響を把握することができる。
(安定度パラメータ)
【0049】
安定度パラメータには、その動作指示に対する交信処理時間や交信リトライ回数が利用できる。ここで交信処理時間とは、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの交信に要した時間である。また、交信処理時間は通信に要する時間と動作指示された処理に要する時間が含まれるが、通信に要する時間のみを交信処理時間としてもよい。また交信リトライ回数とは、無線タグリーダ/ライタから無線タグに対して交信を試みて失敗した場合に、交信が成功するまで繰り返し交信を行う回数である。一般には、交信が失敗した場合は、予め設定された回数までリトライを行うよう設定される。これら交信処理時間や交信リトライ回数を計測するため、安定度付加部74はタイマやカウンタなどの計時手段、計数手段を備える。
【0050】
この安定度付加部74の動作を、図6に基づいて説明する。無線タグリーダ/ライタが、これを制御する上位の制御機器から動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタは該動作指示に従って無線タグと交信する。一方、安定度付加部74は、交信の際の交信処理時間や交信リトライ回数を取得する。そして無線タグリーダ/ライタが動作指示された処理を行った動作結果を、出力部から出力する際に、安定度付加部74は動作結果に交信処理時間と交信リトライ回数を付加する。これによって、上位機器側でこれらの安定度パラメータを取得でき、ユーザは上位機器に接続された表示器などで表示される交信処理時間や交信リトライ回数を確認して、通信の安定度を把握する。
【0051】
また表示器で安定度パラメータを表示する際に、各パラメータを数値やグラフ状に表示させたり、安定度パラメータの基準値と対比して表示させることもできる。さらに、安定度パラメータが基準値を超えると警告するように構成してもよい。さらにまた、このような表示は、上位機器側の表示器などで行う構成に限られず、無線タグリーダ/ライタに接続された表示部で表示させることもできる。すなわち、出力部が上記機器に安定度パラメータを出力する構成のみならず、出力部から無線タグリーダ/ライタの表示部に出力する態様も、本発明に含まれることは当然である。
【0052】
さらに、交信処理時間や交信リトライ回数の表示をリアルタイムで更新することにより、安定度の変化もリアルタイムでモニタできる。これにより、例えば通信の状況が悪くなってきたことを検知できる。また、これらの安定度パラメータ情報を生産管理情報として利用することもできる。
【0053】
さらにまた、安定度パラメータを出力する機能は選択可能としてもよい。すなわち、安定度付加部74で安定度パラメータを付加する/付加しないを選択可能として、安定度を把握したい場合に該機能を選択し、必要ない場合は非選択として、通信量や処理量を低減でき、効率的な運用を図ることができる。
(安定度パラメータの取得)
【0054】
次に、安定度付加部74が安定度パラメータを検出して動作結果に付加する手順を、図7のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップS101で、安定度付加部74の計時・計数手段をリセットする。具体的には、交信処理時間を計時するタイマと、リトライ回数を計数するカウンタをクリアする。次にステップS102で、交信処理時間の計測を開始し、さらにステップS103で無線タグリーダ/ライタが無線タグとの交信を行う。このように、無線タグリーダ/ライタが無線タグとの交信を開始したタイミングで、タイマの計測を開始する。そしてステップS104で、交信が成功したか否かを判定し、失敗した場合はステップS105に進み、交信リトライ回数を計数するカウンタをカウントアップした後、ステップS103に戻り、交信のリトライを試みる。なお、交信リトライ回数が所定の上限値以上となった場合に、エラーとすることもできる。
【0055】
一方、交信が成功した場合はステップS106に進んで処理時間の計測を停止し、さらにステップS107で結果を出力する。ここでは、安定度付加部74が交信処理時間と交信リトライ回数を動作結果データに付加し、出力部から出力する。以上のようにして、通信の安定度をモニタすることができる。
(交信リトライ回数の設定)
【0056】
上述の通り、交信リトライ回数が所定の回数を超える場合に交信エラーと判定し、出力部からエラー出力を出力させてもよい。この交信リトライ回数の上限値は、ユーザが設定することもできる。上限値の設定は、無線タグを付したパレットを試験的にライン上に搬送する等、テスト運用の結果に基づいて設定できる。すなわち、テスト運用時に実運用環境で交信リトライ回数を測定し、ユーザはこの実測値を考慮した上で、本稼動における交信リトライ回数の上限値を設定することができる。
(表示部50)
【0057】
表示部50は、制御回路29がメモリアクセス処理を実行した結果を、サイズ変換部54がブロック単位からバイト単位に変換して、バイト単位で表示する。これにより、ユーザはプログラムによるメモリアクセスをバイト単位で設計すると共に、アクセス結果もバイト単位で表示させることができ、無線タグのタグブロックサイズを意識することなくプログラムの設計及び運用が行える。表示部50としては、CRTや液晶、有機ELなどのディスプレイが利用できる。また、プログラムの処理内容や処理結果等を表示させる表示部として利用することもできることはいうまでもない。例えば、通常データフィル実行時に書き込み禁止領域が含まれていると、エラーメッセージを画面上に表示させる。さらに上述の通り、安定度パラメータを表示させてもよい。
(出力部)
【0058】
出力部は、安定度付加手段で付加された安定度パラメータを外部の制御機器に対して出力する。また上述の通り、無線タグリーダ/ライタに接続された表示器に出力させることもできる。出力部は外部出力端子を備えており、この端子を外部の制御機器等と接続して安定度パラメータを出力する。
(記憶部60)
【0059】
記憶部60は、電気的な書き込み消去が可能なメモリやハードディスクなどの二次記憶媒体等が利用できる。好適には、データを保存するROM、RAM、EEPROM及び/又はFRAM等から構成される。このメモリに商品情報等に基づくデータが記憶できる。
【0060】
コマンド情報保持部45は、予め使用する無線タグの種別に応じて使用可能な任意コマンド及び/又は製造者設定コマンド情報を保持する。このようなコマンド情報保持部45には、ルックアップテーブルやデータベースが利用できる。
(固有設定値保持部46)
【0061】
固有設定値保持部46は、各コマンドに対応する無線タグの特性に応じた設定パラメータ値を予め設定する。設定パラメータ値としては、後述するように書き込みタイムアウト時間、ノイズ不感時間(受信禁止時間)等の完了時間がある。さらに、タグ先頭ブロック番号、タグブロックサイズ、タグブロック数なども記憶することができる。
(タグブロックサイズ保持部52)
【0062】
使用される無線タグのメモリの1ブロックを構成するバイト数、すなわちタグブロックサイズは、タグブロックサイズ保持部52に登録される。またタグブロックサイズ保持部52に、無線タグのメモリに含まれるブロック先頭番号(タグ先頭ブロック番号)も登録できる。タグブロックサイズ保持部52は、専用のテーブルとすることもできるが、好ましくは無線タグに関する各種情報を記憶したタグ情報テーブルにタグブロックサイズを記憶し、タグブロックサイズ保持部52として併用することもできる。図5の例では、タグ情報テーブルを記憶した固有設定値保持部46をタグブロックサイズ保持部52と併用している。タグ情報テーブルは、従来の無線タグでも使用されている既存の部材であるから、これを利用することで構成を簡素化できる。また、タグ情報テーブルをユーザが設定、変更可能とすることにより、異なるタグブロックサイズの無線タグを利用する場合でも、タグ情報テーブルのみを変更することで容易に対応できる。これによって、メモリアクセスのプログラムを書き換えることなく、新たな仕様の無線タグを導入できる。
(複数処理登録部64)
【0063】
複数処理登録部64は、複数の単位処理を組み合わせた複数処理動作を登録するための部材である。複数処理動作は、これを構成する単位処理として、所定の簡易動作を組み合わせて一連の処理をマクロのように実行できる。構成された複数処理動作は、複数処理登録部64に登録される。また複数処理登録部64は、複数処理動作を複数登録することも可能である。単位処理として利用可能な簡易動作には、データ読み取り、データ書き込み、ビット書き込み、データ照合、ビット照合、データ比較、データフィル、演算書き込み、メモリチェックサム書き込み、メモリチェックサム確認、ライトプロテクト設定、ライトプロテクト確認、ライトロック設定、ライトロック確認、認証キー設定、認証キー確認等が挙げられる。簡易動作の組み合わせによる複数処理動作の構成は、無線タグリーダ/ライタで行うこともできるが、好ましくは無線タグリーダ/ライタを制御する上位の制御機器側で複数処理動作を作成し、その結果を無線タグリーダ/ライタ側に転送する。
【産業上の利用可能性】
【0064】
本発明の無線タグリーダ/ライタ及び無線タグリード/ライト方法は、非接触で無線タグに記録された情報を読み取るリーダ/ライタに適用できる。例えばデータキャリアシステム等と呼ばれる個別対象物認識システムとして、無線タグを物品に付与してこの物品の識別を行う。この用途としては、FA(Factory Automation)分野における工作機の工具や工場における部品、製品の管理、物流システム等に用いられる物品の識別システム、鉄道切符およびスーパーマーケットの価格読み取り等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】本発明の実施の形態1に係る無線タグリーダ/ライタを含むRF−IDシステムの構成を示す斜視図である。
【図2】無線タグの平面図である。
【図3】無線タグリーダ/ライタの構成を示すブロック図である。
【図4】無線タグリーダ/ライタと無線タグを付したパレットとの位置関係における通信の安定度の一例を示す説明図である。
【図5】無線タグリーダ/ライタの複数処理動作機能を実現する構成を示すブロックである。
【図6】安定度を検出する動作を説明する説明図である。
【図7】安定度付加部が安定度パラメータを検出して動作結果に付加する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0066】
100…無線タグリーダ/ライタ
1…無線タグ
2…リーダ/ライタ
3…シリアルバスケーブル
4…制御装置
10…RF−IDシステム
11…基板
12…アンテナコイル
13…半導体チップ
21…発振回路
22…増幅回路
23…変調回路
24…LPF
25…LC共振回路
26…減衰器
27…復調回路
28…2値化回路
29…制御回路
30…外部インターフェース
31…符号化回路
40…入力系
41…コマンド入力部
42…タグ種別設定手段
43…固有設定値設定部
44…コマンド置換部
45…コマンド情報保持部
46…固有設定値保持部
47…安定パラメータ設定部
48…安定度検出部
49…入力端子
50…表示部
52…タグブロックサイズ保持部
54…サイズ変換部
56…書き込み禁止領域指定部
58…データフィル領域指定部
60…記憶部
62…データフィル処理部
70…通信部
72…出力部
74…安定度付加部
W…パレット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線タグとの間で非接触通信を行うために無線信号を送受信可能な通信部と、
前記通信部による無線信号の送受信を制御可能な制御回路と、
を備える無線タグリーダ/ライタであって、さらに、
無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加することが可能な安定度付加部と、
前記安定度付加手段で付加された安定度パラメータを出力するための出力部と、
を備えることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項2】
請求項1に記載の無線タグリーダ/ライタであって、
前記安定度パラメータが、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの交信に要した交信処理時間及び/又は交信リトライ回数であることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の無線タグリーダ/ライタであって、
前記安定度付加部が、安定度パラメータをリアルタイムに計測して結果データに付加してなることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか一に記載の無線タグリーダ/ライタであって、
前記安定度付加部が、安定度パラメータを結果データに付加する/付加しないを選択可能に構成してなることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項5】
請求項2から4のいずれか一に記載の無線タグリーダ/ライタであって、
前記安定度付加部で測定された交信リトライ回数が所定値を超えると、交信エラーと判定して、前記出力部からエラー出力を出力可能に構成してなることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項6】
請求項5に記載の無線タグリーダ/ライタであって、
前記エラーの基準となる交信リトライ回数の所定値が、ユーザによる設定可能に構成されており、
無線タグリーダ/ライタの運用環境で交信リトライ回数を測定し、測定した交信リトライ回数を参照して、交信リトライ回数の所定値を設定可能に構成してなることを特徴とする無線タグリーダ/ライタ。
【請求項7】
無線タグの読み取り可能な無線タグリーダ/ライタが、入力される各種の入力コマンドに従い無線タグにアクセスするための無線タグリード/ライト方法であって、
無線タグリーダ/ライタが動作指示を受けると、無線タグリーダ/ライタと無線タグとの間の通信の安定度に関する安定度パラメータを検出して、該動作指示に対する結果データに、安定度パラメータを付加する工程と、
付加された安定度パラメータを出力する工程と、
を含むことを特徴とする無線タグリード/ライト方法。

【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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【公開番号】特開2007−94890(P2007−94890A)
【公開日】平成19年4月12日(2007.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−285259(P2005−285259)
【出願日】平成17年9月29日(2005.9.29)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.Bluetooth
2.FRAM
【出願人】(000129253)株式会社キーエンス (681)
【Fターム(参考)】