無線タグ通信装置及び無線タグ通信システム
【課題】簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置を提供する。
【解決手段】無線タグ１４との間の通信の指向性を制御する指向性制御部５４と、その指向性制御部５４により定められる各指向性における無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部６６とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、所定の領域内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。
【解決手段】無線タグ１４との間の通信の指向性を制御する指向性制御部５４と、その指向性制御部５４により定められる各指向性における無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部６６とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、所定の領域内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグとの間で無線による情報の通信を行う無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムに関し、特に、斯かる無線タグとの間の通信を利用したセキュリティシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
【０００３】
斯かる無線タグ通信装置を用いた無線タグ通信システムの一形態として、上記無線タグとの間の通信を利用したセキュリティシステムが提案されている。例えば、特許文献１に記載された探知システムがそれである。この技術によれば、電波放射領域に出入りする認可者の任意箇所に取り付けられ、マイクロ波センサから放射される電波を検出して認可者認識用信号を送信する認識用機器を備え、上記マイクロ波センサで認識用機器からの信号を検出するものであることから、簡便な機器によって認可された人物と不審者とを弁別し、不審者が警戒スポットに侵入したことを迅速に探知できるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３７６３４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述したように、無線タグ通信を利用した従来のセキュリティシステムは、認可者が携帯する認識用タグとの間で通信を行うことによりその認識者を探知するものであり、無線タグを携帯していないことが前提とされる不審者を好適に探知し得るものではなかった。また、所定の領域内における人や物の移動を検知するシステムとしては、電磁波を用いたレーダ装置や赤外線センサ等があるが、レーダ装置は比較的高価であることに加え建造物近辺又は内部において利用する場合は隣接する建造物や建造物壁面からの反射波を受信してしまうため検出対象物との識別が困難になるという不具合があった。また、赤外線センサは比較的安価であるが、構成上所定の狭小な検知範囲しか検知できず、空間的な広がりを有する領域における検知には適用が困難である。このため、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する技術の開発が求められていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、無線タグに向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号を受信アンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、その指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部とを、備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、上記第１発明の無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことによりその領域内おける通信状態の変化を検出することを特徴とする無線タグ通信システムである。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本第１発明によれば、前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、その指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体の移動による前記無線タグとの間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記領域内における移動体の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置を提供することができる。
【００１０】
ここで、前記第１発明は、好適には、前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部を備え、前記通信状態変化検出部は、その受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１１】
また、好適には、前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、受信信号の信号強度の平均値との比較により、受信信号強度の検出ばらつきや前記領域内の定常的な環境変化によるフェージング等の受信信号強度のゆらぎを吸収でき、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１２】
また、好適には、前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度と、その受信信号強度検出部により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、前回の受信信号の信号強度との比較により実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１３】
また、好適には、前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部を備え、前記通信状態変化検出部は、その搬送波強度制御部により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグから返信される返信信号を比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することにより対象となる領域内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができる。
【００１４】
また、好適には、前記無線タグ通信装置は、複数の前記無線タグとの間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部は、それら複数の無線タグからの返信信号に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、通信を行う無線タグの数を増やすことで検出の対象となる領域を拡大することができる。
【００１５】
また、好適には、前記送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナであり、前記指向性制御部は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記無線タグとの間の通信の指向性を制御することができ、各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて対象となる領域内における通信状態の変化を好適に検出することができる。
【００１６】
また、好適には、前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内への移動体の侵入を検出するものである。このようにすれば、対象となる領域内への不審者等の移動物の侵入を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００１７】
また、好適には、前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内における移動体の移動を検出するものである。このようにすれば、対象となる領域内における不審者等の移動物の移動を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００１８】
また、前記第２発明によれば、前記第１発明の無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことによりその領域内における通信状態の変化を検出することを特徴とするものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体の移動による前記無線タグとの間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記領域内における移動体の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信システムを提供することができる。
【００１９】
ここで、前記第２発明は、好適には、複数の前記無線タグ通信装置を備え、それら複数の無線タグ通信装置により前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、複数の無線タグ通信装置を用いて前記領域内における移動体の移動を更に好適に検出することができる。
【００２０】
また、好適には、前記複数の無線タグ通信装置は、それぞれ交互に前記無線タグとの間で情報の通信を行うものである。このようにすれば、前記複数の無線タグ通信装置による所定の無線タグとの通信のバッティングを好適に防止することができる。
【００２１】
また、好適には、前記領域内には、複数の前記無線タグが位置固定に設けられたものである。このようにすれば、前記領域に対する相対位置が固定された複数の無線タグに対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様でその領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００２２】
また、好適には、前記複数の無線タグは、前記無線タグ通信装置に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置に対する相対方向が固定された複数の無線タグに対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様で前記領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００２３】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、本第２発明の一実施例である無線タグ通信システム１０について説明する図である。この無線タグ通信システム１０は、本第１発明の一実施例である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆｃ（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆｃを受信した上記無線タグ１４において所定のコマンド（送信データ）によりその質問波Ｆｃが変調され、応答波Ｆｒ（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム１０は、後述するように、上記無線タグ通信装置１２により所定の領域内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うことでその領域内おける通信状態の変化を検出し、その変化に応じて斯かる領域内における移動体の移動を検出するセキュリティシステムを構成する。
【００２５】
図２は、上記無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図２に示すように、本実施例の無線タグ通信装置１２は、送信データをディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、上記送信信号の搬送波の発振出力を行う搬送波発振部１８と、その搬送波発振部１８から出力される搬送波に上記ＤＳＰ１６から供給される送信データを乗せて出力する送信掛算部２０と、その送信掛算部２０から出力される信号を質問波Ｆｃとして送信すると共に、その送信信号に応じて上記無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信するために上記無線タグ通信装置１２の装置本体に位置固定に設けられた複数（図２では３つ）のアンテナ素子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子２２と称する）を有する送受信共用のアレイアンテナ２４と、上記各アンテナ素子２２に対応して上記送信掛算部２０から出力される送信信号の位相を制御して出力すると共に、各アンテナ素子２２により受信された受信信号の位相を制御して出力するＰＡＡ（Phased Array Antenna）処理部２６と、そのＰＡＡ処理部２６から出力される位相制御された送信信号を各アンテナ素子２２へ供給すると共に、各アンテナ素子２２により受信された受信信号をそのＰＡＡ処理部２６へ供給する複数（図２では３つ）の送受信分離部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部２８と称する）と、所定の局所信号を発振する局部発振器３０と、上記ＰＡＡ処理部２６から出力される位相制御された各アンテナ素子２２に対応する受信信号に上記局部発振器３０から出力される局所信号を掛け合わせて上記ＤＳＰ１６へ供給する複数（図２では３つ）の受信掛算部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信掛算部３２と称する）とを、備えて構成されている。なお、上記搬送波発振部１８から出力される搬送波の強度は、上記ＤＳＰ１６から供給される制御指令により制御され得るように構成されている。また、上記送受信分離部２８としては、よく知られたサーキュレータ等が好適に用いられる。
【００２６】
上記ＰＡＡ処理部２６は、各アンテナ素子２２に対応して上記送信掛算部２０から出力される送信信号の位相を制御する複数（図２では３つ）の送信移相部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信移相部３４と称する）と、各送信移相部３４から出力される送信信号を増幅して対応する送受信分離部２８へ供給する複数（図２では３つ）の送信増幅部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信増幅部３６と称する）と、各アンテナ素子２２により受信され送受信分離部３６を介して供給される受信信号の位相を制御する複数（図２では３つ）の受信移相部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信移相部３８と称する）と、各受信移相部３８から出力される受信信号を増幅して対応する受信掛算部３２へ供給する複数（図２では３つ）の受信増幅部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信増幅部４０と称する）とを、備えて構成されている。また、各送信移相部３４及び受信移相部３８における移相量は、後述する指向性制御部５４から供給される制御指令により制御され得るように構成されている。
【００２７】
前記ＤＳＰ１６は、中央演算処理装置であるＣＰＵ、読出専用メモリであるＲＯＭ、及び随時書込読出メモリであるＲＡＭ等を備え、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記無線タグ１４との間の通信に関する種々の制御に加え、後述するように、本実施例の無線タグ通信システム１０によりセキュリティシステムを実現するための制御を行う。斯かる制御を行うために、搬送波強度制御部５０、送信データ生成部５２、指向性制御部５４、受信信号合成部６０、受信信号復調部６２、受信信号強度検出部６４、通信状態変化検出部６６、及び不審移動体検出部６８を機能的に備えている。また、情報を記憶し得るＲＡＭやハードディスク等の記憶部７０を備えている。
【００２８】
上記搬送波強度制御部５０は、前記搬送波発振部１８により発生させられる搬送波の強度を制御する。また、上記送信データ生成部５２は、前記無線タグ１４への送信データを生成して前記送信掛算部２０へ供給する。この送信データとは、例えば所定のコマンドビット列等であり、前記送信掛算部２０は、この送信データ生成部５２から供給される送信データを前記搬送波発振部１８から供給される搬送波に乗せて出力させる。そのようにして出力された信号は、前記ＰＡＡ処理部２６及び送受信分離部２８等を介して前記アレイアンテナ２４から送信信号として送信される。
【００２９】
前記指向性制御部５４は、前記ＰＡＡ処理部２６を介して前記アレイアンテナ２４による前記無線タグ１４との間の通信指向性を制御する。斯かる制御を行うために、送信指向性制御部５６及び受信指向性制御部５８を備えている。この送信指向性制御部５６は、前記ＰＡＡ処理部２６における各送信移相部３４における移相量を制御することで、送信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４の送信指向性を制御する。また、上記受信指向性制御部５８は、前記ＰＡＡ処理部２６における各受信移相部３８における移相量を制御することで、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４の受信指向性を制御する。斯かる制御が行われることで、指向性方向に対応するメインローブ方向にビームが向けられる。なお、前記指向性制御部５４は、好適には、各指向性方向におけるビームにおけるビーム幅の広狭を種々に制御し得るものであり、通信態様に応じてそのビーム幅を種々に変化させる。
【００３０】
前記受信信号合成部６０は、前記複数のアンテナ素子２２によりそれぞれ受信された受信信号を合成（加算）する。また、前記受信信号復調部６２は、その受信信号合成部６０により合成された受信信号を復調する。好適には、ＡＭ方式により受信信号をＡＭ復調した後、その復調信号をＦＭ復号することで前記無線タグ１４による変調に関する情報信号を読み出す。
【００３１】
前記受信信号強度検出部６４は、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４により受信された受信信号の信号強度すなわち前記受信信号合成部６０により合成された受信信号の信号強度を検出する。好適には、前記指向性制御部５４により定められる各指向性に対応して斯かる受信信号の信号強度を検出し、その指向性及び信号強度を相互に関連づけて前記記憶部７０に記憶する。
【００３２】
前記通信状態変化検出部６６は、前記指向性制御部５４により定められる各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する。また、前記不審移動体検出部６８は、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて所定の領域内における不審移動体を検出する。これら通信状態変化検出部６６及び不審移動体検出部６８による制御の詳細については、図４乃至図７等を用いて後述する。
【００３３】
図３は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７２の構成を説明する図である。この図３に示すように、上記無線タグ回路素子７２は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部７４と、そのアンテナ部７４により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部７６とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部７６は、上記アンテナ部７４により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆｃを整流する整流部７８と、その整流部７８により整流された質問波Ｆｃのエネルギを蓄積するための電源部８０と、上記アンテナ部７４により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部８８に供給するクロック抽出部８２と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部８４と、上記アンテナ部７４に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８６と、上記整流部７８、クロック抽出部８２、及び変復調部８６等を介して上記無線タグ回路素子７２の作動を制御するための制御部８８とを、機能的に含んでいる。この制御部８８は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部８４に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７４により受信された質問波Ｆｃを上記変復調部８６において上記メモリ部８４に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆｒとして上記アンテナ部７４から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００３４】
図４は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムを説明する図であり、図５は、図４の無線タグ通信装置１２において通信指向性を変化させていった場合の各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布を示すグラフである。図４に示すように、前記無線タグ通信システム１０は、所定の領域例えば室９０内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、その無線タグ通信装置１０に備えられた無線タグ通信装置１２及び無線タグ１４は、好適には、上記室９０に対して位地固定に設けられている。このように構成された無線タグ通信システム１０において、前記指向性制御部５４により前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間の通信の指向性方向を変化させていった場合、各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布は、例えば図５に実線で示すようなものになる。この信号強度分布に関して、角度０°付近におけるピークは、反射によらず前記無線タグ１４に到達する送信信号すなわち直接波による通信に対応するものであり、角度±７０°付近におけるピークは、上記室９０の壁部９２において反射された反射波（図４を参照）による通信に対応するものである。
【００３５】
ここで、図４に示すように、上記室９０内に電波を反射し得る移動体９４ａ、９４ｂ（以下、特に区別しない場合には単に移動体９４と称する）が存在する場合を考えると、その移動体９４ａの反射により前記無線タグ通信装置１２から無線タグ１４への新たな電波伝達経路（マルチパス）が形成され、受信信号の信号強度分布に、図５に一点鎖線で示すような新たなピークが出現する。また、上記移動体９４ｂにより前記室９０の一方の壁部９２での反射による電波の伝達が遮られ、図５に破線で示すように、その電波伝達経路に対応するピークが消失する。このように、上記室９０内において移動体９４の移動があった場合、その室９０内における前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間の通信状態に変化が生じ、その変化は例えば上述のように受信信号の信号強度分布に反映される。前記通信状態変化検出部６６は、好適には、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度、更に好適には、その信号強度の平均値に基づいて所定の領域すなわち上記室９０内における通信状態の変化を検出する。すなわち、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度分布と、その受信信号強度検出部６４により前回検出されて前記記憶部７０に記憶された受信信号の信号強度分布とを、比較することにより上記室９０内における通信状態の変化を検出する。そして、前記不審移動体検出部６８は、その通信状態変化検出部６６により検出された通信状態の変化に基づいて上記室９０内における移動体９４の移動を検出する。そのようにして、本実施例の無線タグ通信システム１０により上記室９０内における簡便なセキュリティシステムを実現することができる。
【００３６】
また、前記通信状態変化検出部６４は、好適には、前記搬送波強度制御部５０により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出する。前記送信信号の伝達可能距離は基本的には搬送波の強度によって決まることから、その搬送波の強度を変化させることで伝達可能距離の異なる複数種類の送信信号を送信することができる。そのように強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することで、対象となる領域すなわち前記室９０内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができ、更に好適にその室９０内における移動体９４の移動を検出することができる。
【００３７】
図６は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの他の一例を説明する図である。この図６に示す無線タグ通信システム１０は、前記無線タグ通信装置１２に対してそれぞれ異なる方向（無線タグ通信装置１２から見てそれぞれ異なる角度方向）に配置された複数（図６では３つ）の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（それぞれの構成は前述した無線タグ１４と等価であり、以下、特に区別しない場合には単に無線タグ１４と称する）を備え、それら複数の無線タグ１４との間の通信を利用してセキュリティシステムを実現するものである。斯かる構成において、前記通信状態変化検出部６６は、それら複数の無線タグ１４からの返信信号に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出する。例えば、それら複数の無線タグ１４を認識（識別）するための通信を行い、認識の可否に基づいて通信状態の変化を検出する。図７は、図６の無線タグ通信システム１０による複数の無線タグ１４の認識結果を例示する表である。この図７に示す例では、時点ｔ１においてＴａｇＡ（無線タグ１４ａ）、ＴａｇＢ（無線タグ１４ｂ）、ＴａｇＣ（無線タグ１４ｃ）共に認識できていたものが、時点ｔ２においてはＴａｇＣを認識することができなくなっている。これは、図６に示すように、前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４ｃとの間の電波伝達経路に移動体９４が位置することで電波の伝達が阻害されたためであり、このように、複数の無線タグ１４との間で情報の通信を行い、それら無線タグ１４の認識の可否を比較することによっても、前記室９０内における移動体９４の移動を好適に検出することができる。
【００３８】
図８は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。この図８に示す無線タグ通信システム１０は、複数（図８では２つ）の無線タグ通信装置１２ａ、１２ｂ（それぞれの構成は前述した無線タグ通信装置１２と等価であり、以下、特に区別しない場合には単に無線タグ通信装置１２と称する）と、複数の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとを、備え、それら複数の無線タグ１４との間の通信を利用してセキュリティシステムを実現するものである。斯かる構成では、上記複数の無線タグ通信装置１２により前記室９０内における通信状態の変化を検出する。ここで、好適には、上記複数の無線タグ通信装置１２は、通信のバッティングを防止するために、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行う。すなわち、先ず、上記無線タグ通信装置１２ａにより前記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行い、斯かる通信が完了した後、上記無線タグ通信装置１２ｂによりそれら無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行う。また、図９に示すように、複数の無線タグ通信装置１２ａ、１２ｂと、単数の無線タグ１４とを備えて構成された無線タグ通信システム１０においても、同様にそれら複数の無線タグ通信装置１２により交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うのが好ましい。このように、複数の無線タグ通信装置１２により通信を行うことで、対象となる領域すなわち前記室９０内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができ、更に好適にその室９０内における移動体９４の移動を検出することができる。
【００３９】
図１０は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。この図１０に示す無線タグ通信システム１０では、前記室９０の出入口９６付近に複数（図１０では２つ）の無線タグ１４ａ、１４ｂが設けられており、前記無線タグ通信装置１２は、それら複数の無線タグ１４との間で通信を行い、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内への移動体９４の侵入を検出する。すなわち、前記室９０内へ移動体９４が侵入する場合、その移動体９４が出入口９６を通過することでその出入口９６付近の通信環境が変化し、前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４ａ、１４ｂとの間の通信状態に変化が生じる。前記無線タグ通信装置１２は、斯かる通信状態の変化を前記通信状態変化検出部６６により検出することで、前記室９０の出入口９６近傍における移動体９４の移動すなわちその室９０への移動体９４の侵入を検出することができる。
【００４０】
図１１は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００４１】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、時刻ｔNが初期値であるｔ1とされる。次に、Ｓ２において、前記無線タグ１４との間の通信の指向性方向を示す指向性角度ＡYが初期値であるＡ1とされる。次に、Ｓ３において、前記無線タグ１４との間で通信が行われ、その無線タグ１４に記憶された情報が読み出される。次に、前記受信信号強度検出部６４の動作に対応するＳ４において、複数の無線タグ１４（タグＧ1〜ＧX）からの返信信号に対応する受信信号の信号強度が検出され、指向性角度ＡYと関連づけられて前記記憶部７０に記憶される。次に、Ｓ５において、前記指向性角度ＡYがＡY+1とされる。次に、Ｓ６において、その時点における指向性角度ＡYが所定値Ａmaxであるか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合には、Ｓ３以下の処理が再び実行されるが、Ｓ６の判断が肯定される場合には、Ｓ７において、時刻ｔNがｔN+1とされる。次に、Ｓ８において、その時点における時刻ｔNが所定値ｔcheであるか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、Ｓ９において、時刻ｔNまでの全受信強度分布Ｓが前記記憶部７０から読み出される。なお、この受信強度分布Ｓは時刻ｔN、指向性角度ＡY、及びタグＧXの関数である。次に、Ｓ１０において、２つの異なる時刻ｔNにおける受信強度分布Ｓ1（ＧX,ＡY）及びＳ2（ＧX,ＡY）が選択される。次に、Ｓ１１において、Ｓ１０にて選択された２つの受信強度分布Ｓ1及びＳ2が等しいか否かが判断される。このＳ１０の判断が肯定される場合には、Ｓ１２において、前記室９０内における異常なしと判定された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１１の判断が否定される場合には、Ｓ１３において、前記室９０内における移動体９４の移動やその室９０への移動体９４の侵入が検知される。次に、Ｓ１４において、警報やカメラ記録等の動作が開始された後、本ルーチンが終了させられる。以上の処理において、Ｓ２及びＳ５が前記指向性制御部５４の動作に、Ｓ９乃至Ｓ１１が通信状態変化検出部６６の動作に、Ｓ１２及びＳ１３が前記不審移動体検出部６８の動作にそれぞれ対応する。
【００４２】
なお、上述した図１１に示す制御において、Ｓ１０での受信強度分布Ｓ1（ＧX,ＡY）及びＳ2（ＧX,ＡY）の選択の態様としては、例えば、その時刻ｔNにおける受信信号強度を直前の時刻ｔN-1における受信強度分布と比較するための選択態様、すなわちＳ1としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN-1）を、Ｓ2としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN）を選択する態様が考えられる。また、ある一定時間内における受信強度分布の平均と比較するための選択態様、すなわちＳ1としてＳ（ＧX,ＡY,ｔM）乃至Ｓ（ＧX,ＡY,ｔN-1）の平均値を、Ｓ2としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN）を選択する態様が考えられる。ここで、ｔMはｔ1からｔN-2の中の任意の時刻である。
【００４３】
図１２は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図１２に示す制御において、前述した図１１に示す制御と同一のステップについては共通の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳ１の処理に続いて、Ｓ１５において、アンテナ出力すなわち前記アレイアンテナ２４から送信される送信信号の強度ＰZが初期値であるＰ1とされた後、Ｓ２以下の処理が実行される。また、前述したＳ６の判断が肯定される場合には、Ｓ１６において、前記送信信号の強度ＰZがＰZ+1とされる。次に、Ｓ１７において、その時点における送信信号の強度ＰZが所定値Ｐmaxであるか否かが判断される。このＳ１７の判断が否定される場合には、前述したＳ２以下の処理が実行されるが、Ｓ１７の判断が肯定される場合には、前述したＳ７以下の処理が実行される。なお、この図１２の制御における受信強度分布Ｓは、送信信号の強度ＰZ、時刻ｔN、指向性角度ＡY、及びタグＧXの関数である。また、以上の処理において、Ｓ１５及びＳ１６が前記搬送波強度制御部５０の動作に対応する。
【００４４】
図１３は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図１３に示す制御において、前述した図１１及び図１２に示す制御と同一のステップについては共通の符号を付してその説明を省略する。この制御では、上述したＳ１５の処理に続いて、Ｓ１８において、リーダＲiすなわち複数の無線タグ通信装置１２のうち符号Ｒiで識別される所定の無線タグ通信装置１２における前記無線タグ１４との間の通信の指向性角度ＡYが初期値であるＡ1とされる。次に、Ｓ１９において、リーダＲ1〜Ｒiすなわち複数の無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信が行われ、その無線タグ１４に記憶された情報が読み出される。ここで、好適には、通信のバッティングが発生しないようにリーダＲ1〜Ｒiが順次対象となる無線タグ１４との間で通信を行う。次に、前記受信信号強度検出部６４の動作に対応するＳ２０において、リーダＲ1〜Ｒiそれぞれにおいて複数の無線タグ１４（タグＧ1〜ＧX）からの返信信号に対応する受信信号の信号強度が検出され、指向性角度ＡYと関連づけられて前記記憶部７０に記憶された後、前述したＳ５以下の処理が実行される。また、前述したＳ９の処理に続いて、Ｓ２１において、リーダＲiに関して２つの異なる時刻ｔNにおける受信強度分布Ｓ1i（ＧX,ＡYi,ＰZ）及びＳ2i（ＧX,ＡYi,ＰZ）が選択された後、前述したＳ１１以下の処理が実行される。
【００４５】
このように、本実施例によれば、前記無線タグ１４との間の通信の指向性を制御する指向性制御部５４（Ｓ２及びＳ５）と、その指向性制御部５４により定められる各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部６６（Ｓ９乃至Ｓ１１）とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による前記無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、所定の領域すなわち前記室９０内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００４６】
また、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４により受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部６４（Ｓ４及びＳ２０）を備え、前記通信状態変化検出部６６は、その受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４７】
また、前記通信状態変化検出部６６は、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、受信信号の信号強度の平均値との比較により、受信信号強度の検出ばらつきや前記室９０内の定常的な環境変化による受信信号強度のゆらぎを吸収でき、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４８】
また、前記通信状態変化検出部６６は、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度と、その受信信号強度検出部６４により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、前回の受信信号の信号強度との比較により実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４９】
また、前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部５０（Ｓ１５及びＳ１６）を備え、前記通信状態変化検出部６６は、その搬送波強度制御部５０により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することにより対象となる領域内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができる。
【００５０】
また、前記無線タグ通信装置１２は、複数の前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部６６は、それら複数の無線タグ１４からの返信信号に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、通信を行う無線タグ１４の数を増やすことで検出の対象となる領域を拡大することができる。
【００５１】
また、送信アンテナ及び受信アンテナとして機能する複数のアンテナ素子２２を有するアレイアンテナ２４を備え、前記指向性制御部５４は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものであるため、実用的な態様で前記無線タグ１４との間の通信の指向性を制御することができ、各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて対象となる領域内における通信状態の変化を好適に検出することができる。
【００５２】
また、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内への移動体９４の侵入を検出するものであるため、対象となる領域内への不審者等の移動物の侵入を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００５３】
また、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内における移動体９４の移動を検出するものであるため、対象となる領域内における不審者等の移動物の移動を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００５４】
また、前記無線タグ通信装置１２を用いて所定の領域すなわち前記室９０内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うことによりその室９０内における通信状態の変化を検出する無線タグ通信システム１０により、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による前記無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記室９０内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信システム１０を提供することができる。
【００５５】
また、複数の前記無線タグ通信装置１２を備え、それら複数の無線タグ通信装置１２により前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、複数の無線タグ通信装置１２を用いて前記室９０内における移動体９４の移動を更に好適に検出することができる。
【００５６】
また、前記複数の無線タグ通信装置１２は、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであるため、前記複数の無線タグ通信装置１２による所定の無線タグ１４との通信のバッティングを好適に防止することができる。
【００５７】
また、前記室９０内には、複数の前記無線タグ１４が位置固定に設けられたものであるため、前記室９０に対する相対位置が固定された複数の無線タグ１４に対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様でその室９０内における通信状態の変化を検出することができる。
【００５８】
また、前記複数の無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものであるため、その無線タグ通信装置１２に対する相対方向が固定された複数の無線タグ１４に対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様で前記室９０内における通信状態の変化を検出することができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００６０】
例えば、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記指向性制御部５４により前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性を制御するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものであればよく、必ずしもその両方を制御し得るものでなくともよい。
【００６１】
また、前述の実施例において、前記搬送波強度制御部５０、指向性制御部５４、受信信号強度検出部６４、及び通信状態変化検出部６６等の制御機能は、何れも前記ＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、それら制御機能のうち一部乃至は全部が個別の制御装置として備えられたものであってもよい。また、それら制御機能による制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。
【００６２】
また、前述の実施例において、前記室９０内に備えられた複数の無線タグ通信装置１２は、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであったが、各無線タグ通信装置１２における通信指向性を適宜制御する等して通信のバッティングを防止できるのであれば、必ずしも交互に通信を行うものでなくともよく、それら複数の無線タグ通信装置１２が同期して送信信号を送信するものであっても構わない。
【００６３】
また、前述の実施例では特に言及していないが、前記不審移動体検出部６８により不審な移動体９４が検出された場合に、前記室９０内の映像を撮像して表示させる構成や警報を鳴らす構成、或いは所定の回線を介して警備会社への通報を行う構成等が設けられてもよいことは言うまでもない。
【００６４】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本第２発明の一実施例である無線タグ通信システムについて説明する図である。
【図２】本第１発明の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。
【図３】図１の無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。
【図４】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムを説明する図である。
【図５】図４の無線タグ通信システムに備えられた無線タグ通信装置において通信指向性を変化させていった場合の各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布を示すグラフである。
【図６】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの他の一例を説明する図である。
【図７】図６の無線タグ通信システムに備えられた無線タグ通信装置による複数の無線タグの認識結果を例示する表である。
【図８】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図９】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図１０】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図１１】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の一例の要部を説明するフローチャートである。
【図１２】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の他の一例の要部を説明するフローチャートである。
【図１３】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１０：無線タグ通信システム
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
２２：アンテナ素子
２４：アレイアンテナ（送信アンテナ、受信アンテナ）
５０：搬送波強度制御部
５４：指向性制御部
６４：受信信号強度検出部
６６：通信状態変化検出部
９０：室（領域）
９４：移動体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグとの間で無線による情報の通信を行う無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムに関し、特に、斯かる無線タグとの間の通信を利用したセキュリティシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の情報が記憶された小型の無線タグ（応答器）から所定の無線タグ通信装置（質問器）により非接触にて情報の読み出しを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。このＲＦＩＤシステムは、無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であっても無線タグ通信装置との通信によりその無線タグに記憶された情報を読み出すことが可能であることから、商品管理や検査工程等の様々な分野において実用が期待されている。
【０００３】
斯かる無線タグ通信装置を用いた無線タグ通信システムの一形態として、上記無線タグとの間の通信を利用したセキュリティシステムが提案されている。例えば、特許文献１に記載された探知システムがそれである。この技術によれば、電波放射領域に出入りする認可者の任意箇所に取り付けられ、マイクロ波センサから放射される電波を検出して認可者認識用信号を送信する認識用機器を備え、上記マイクロ波センサで認識用機器からの信号を検出するものであることから、簡便な機器によって認可された人物と不審者とを弁別し、不審者が警戒スポットに侵入したことを迅速に探知できるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３７６３４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述したように、無線タグ通信を利用した従来のセキュリティシステムは、認可者が携帯する認識用タグとの間で通信を行うことによりその認識者を探知するものであり、無線タグを携帯していないことが前提とされる不審者を好適に探知し得るものではなかった。また、所定の領域内における人や物の移動を検知するシステムとしては、電磁波を用いたレーダ装置や赤外線センサ等があるが、レーダ装置は比較的高価であることに加え建造物近辺又は内部において利用する場合は隣接する建造物や建造物壁面からの反射波を受信してしまうため検出対象物との識別が困難になるという不具合があった。また、赤外線センサは比較的安価であるが、構成上所定の狭小な検知範囲しか検知できず、空間的な広がりを有する領域における検知には適用が困難である。このため、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する技術の開発が求められていた。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置及び無線タグ通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、無線タグに向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、その送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号を受信アンテナにより受信することでその無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、その指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部とを、備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、上記第１発明の無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことによりその領域内おける通信状態の変化を検出することを特徴とする無線タグ通信システムである。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本第１発明によれば、前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、その指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体の移動による前記無線タグとの間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記領域内における移動体の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置を提供することができる。
【００１０】
ここで、前記第１発明は、好適には、前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部を備え、前記通信状態変化検出部は、その受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１１】
また、好適には、前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、受信信号の信号強度の平均値との比較により、受信信号強度の検出ばらつきや前記領域内の定常的な環境変化によるフェージング等の受信信号強度のゆらぎを吸収でき、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１２】
また、好適には、前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度と、その受信信号強度検出部により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、前回の受信信号の信号強度との比較により実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００１３】
また、好適には、前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部を備え、前記通信状態変化検出部は、その搬送波強度制御部により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグから返信される返信信号を比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することにより対象となる領域内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができる。
【００１４】
また、好適には、前記無線タグ通信装置は、複数の前記無線タグとの間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部は、それら複数の無線タグからの返信信号に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、通信を行う無線タグの数を増やすことで検出の対象となる領域を拡大することができる。
【００１５】
また、好適には、前記送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナであり、前記指向性制御部は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものである。このようにすれば、実用的な態様で前記無線タグとの間の通信の指向性を制御することができ、各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて対象となる領域内における通信状態の変化を好適に検出することができる。
【００１６】
また、好適には、前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内への移動体の侵入を検出するものである。このようにすれば、対象となる領域内への不審者等の移動物の侵入を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００１７】
また、好適には、前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内における移動体の移動を検出するものである。このようにすれば、対象となる領域内における不審者等の移動物の移動を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００１８】
また、前記第２発明によれば、前記第１発明の無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことによりその領域内における通信状態の変化を検出することを特徴とするものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体の移動による前記無線タグとの間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記領域内における移動体の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信システムを提供することができる。
【００１９】
ここで、前記第２発明は、好適には、複数の前記無線タグ通信装置を備え、それら複数の無線タグ通信装置により前記領域内における通信状態の変化を検出するものである。このようにすれば、複数の無線タグ通信装置を用いて前記領域内における移動体の移動を更に好適に検出することができる。
【００２０】
また、好適には、前記複数の無線タグ通信装置は、それぞれ交互に前記無線タグとの間で情報の通信を行うものである。このようにすれば、前記複数の無線タグ通信装置による所定の無線タグとの通信のバッティングを好適に防止することができる。
【００２１】
また、好適には、前記領域内には、複数の前記無線タグが位置固定に設けられたものである。このようにすれば、前記領域に対する相対位置が固定された複数の無線タグに対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様でその領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００２２】
また、好適には、前記複数の無線タグは、前記無線タグ通信装置に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものである。このようにすれば、前記無線タグ通信装置に対する相対方向が固定された複数の無線タグに対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様で前記領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００２３】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００２４】
図１は、本第２発明の一実施例である無線タグ通信システム１０について説明する図である。この無線タグ通信システム１０は、本第１発明の一実施例である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ通信装置１２と、その無線タグ通信装置１２の通信対象である単数乃至は複数（図１では単数）の無線タグ１４とから構成される所謂ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムであり、上記無線タグ通信装置１２はそのＲＦＩＤシステムの質問器として、上記無線タグ１４は応答器としてそれぞれ機能する。すなわち、上記無線タグ通信装置１２から質問波Ｆｃ（送信信号）が上記無線タグ１４に向けて送信されると、その質問波Ｆｃを受信した上記無線タグ１４において所定のコマンド（送信データ）によりその質問波Ｆｃが変調され、応答波Ｆｒ（返信信号）として上記無線タグ通信装置１２に向けて返信されることで、その無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間で情報の通信が行われる。この無線タグ通信システム１０は、後述するように、上記無線タグ通信装置１２により所定の領域内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うことでその領域内おける通信状態の変化を検出し、その変化に応じて斯かる領域内における移動体の移動を検出するセキュリティシステムを構成する。
【００２５】
図２は、上記無線タグ通信装置１２の構成を説明する図である。この図２に示すように、本実施例の無線タグ通信装置１２は、送信データをディジタル信号として出力したり、上記無線タグ１４からの返信信号を復調する等のディジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６と、上記送信信号の搬送波の発振出力を行う搬送波発振部１８と、その搬送波発振部１８から出力される搬送波に上記ＤＳＰ１６から供給される送信データを乗せて出力する送信掛算部２０と、その送信掛算部２０から出力される信号を質問波Ｆｃとして送信すると共に、その送信信号に応じて上記無線タグ１４から返信される応答波Ｆｒを受信するために上記無線タグ通信装置１２の装置本体に位置固定に設けられた複数（図２では３つ）のアンテナ素子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ（以下、特に区別しない場合には単にアンテナ素子２２と称する）を有する送受信共用のアレイアンテナ２４と、上記各アンテナ素子２２に対応して上記送信掛算部２０から出力される送信信号の位相を制御して出力すると共に、各アンテナ素子２２により受信された受信信号の位相を制御して出力するＰＡＡ（Phased Array Antenna）処理部２６と、そのＰＡＡ処理部２６から出力される位相制御された送信信号を各アンテナ素子２２へ供給すると共に、各アンテナ素子２２により受信された受信信号をそのＰＡＡ処理部２６へ供給する複数（図２では３つ）の送受信分離部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部２８と称する）と、所定の局所信号を発振する局部発振器３０と、上記ＰＡＡ処理部２６から出力される位相制御された各アンテナ素子２２に対応する受信信号に上記局部発振器３０から出力される局所信号を掛け合わせて上記ＤＳＰ１６へ供給する複数（図２では３つ）の受信掛算部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信掛算部３２と称する）とを、備えて構成されている。なお、上記搬送波発振部１８から出力される搬送波の強度は、上記ＤＳＰ１６から供給される制御指令により制御され得るように構成されている。また、上記送受信分離部２８としては、よく知られたサーキュレータ等が好適に用いられる。
【００２６】
上記ＰＡＡ処理部２６は、各アンテナ素子２２に対応して上記送信掛算部２０から出力される送信信号の位相を制御する複数（図２では３つ）の送信移相部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信移相部３４と称する）と、各送信移相部３４から出力される送信信号を増幅して対応する送受信分離部２８へ供給する複数（図２では３つ）の送信増幅部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ（以下、特に区別しない場合には単に送信増幅部３６と称する）と、各アンテナ素子２２により受信され送受信分離部３６を介して供給される受信信号の位相を制御する複数（図２では３つ）の受信移相部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信移相部３８と称する）と、各受信移相部３８から出力される受信信号を増幅して対応する受信掛算部３２へ供給する複数（図２では３つ）の受信増幅部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ（以下、特に区別しない場合には単に受信増幅部４０と称する）とを、備えて構成されている。また、各送信移相部３４及び受信移相部３８における移相量は、後述する指向性制御部５４から供給される制御指令により制御され得るように構成されている。
【００２７】
前記ＤＳＰ１６は、中央演算処理装置であるＣＰＵ、読出専用メモリであるＲＯＭ、及び随時書込読出メモリであるＲＡＭ等を備え、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータであり、前記無線タグ１４との間の通信に関する種々の制御に加え、後述するように、本実施例の無線タグ通信システム１０によりセキュリティシステムを実現するための制御を行う。斯かる制御を行うために、搬送波強度制御部５０、送信データ生成部５２、指向性制御部５４、受信信号合成部６０、受信信号復調部６２、受信信号強度検出部６４、通信状態変化検出部６６、及び不審移動体検出部６８を機能的に備えている。また、情報を記憶し得るＲＡＭやハードディスク等の記憶部７０を備えている。
【００２８】
上記搬送波強度制御部５０は、前記搬送波発振部１８により発生させられる搬送波の強度を制御する。また、上記送信データ生成部５２は、前記無線タグ１４への送信データを生成して前記送信掛算部２０へ供給する。この送信データとは、例えば所定のコマンドビット列等であり、前記送信掛算部２０は、この送信データ生成部５２から供給される送信データを前記搬送波発振部１８から供給される搬送波に乗せて出力させる。そのようにして出力された信号は、前記ＰＡＡ処理部２６及び送受信分離部２８等を介して前記アレイアンテナ２４から送信信号として送信される。
【００２９】
前記指向性制御部５４は、前記ＰＡＡ処理部２６を介して前記アレイアンテナ２４による前記無線タグ１４との間の通信指向性を制御する。斯かる制御を行うために、送信指向性制御部５６及び受信指向性制御部５８を備えている。この送信指向性制御部５６は、前記ＰＡＡ処理部２６における各送信移相部３４における移相量を制御することで、送信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４の送信指向性を制御する。また、上記受信指向性制御部５８は、前記ＰＡＡ処理部２６における各受信移相部３８における移相量を制御することで、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４の受信指向性を制御する。斯かる制御が行われることで、指向性方向に対応するメインローブ方向にビームが向けられる。なお、前記指向性制御部５４は、好適には、各指向性方向におけるビームにおけるビーム幅の広狭を種々に制御し得るものであり、通信態様に応じてそのビーム幅を種々に変化させる。
【００３０】
前記受信信号合成部６０は、前記複数のアンテナ素子２２によりそれぞれ受信された受信信号を合成（加算）する。また、前記受信信号復調部６２は、その受信信号合成部６０により合成された受信信号を復調する。好適には、ＡＭ方式により受信信号をＡＭ復調した後、その復調信号をＦＭ復号することで前記無線タグ１４による変調に関する情報信号を読み出す。
【００３１】
前記受信信号強度検出部６４は、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４により受信された受信信号の信号強度すなわち前記受信信号合成部６０により合成された受信信号の信号強度を検出する。好適には、前記指向性制御部５４により定められる各指向性に対応して斯かる受信信号の信号強度を検出し、その指向性及び信号強度を相互に関連づけて前記記憶部７０に記憶する。
【００３２】
前記通信状態変化検出部６６は、前記指向性制御部５４により定められる各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する。また、前記不審移動体検出部６８は、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて所定の領域内における不審移動体を検出する。これら通信状態変化検出部６６及び不審移動体検出部６８による制御の詳細については、図４乃至図７等を用いて後述する。
【００３３】
図３は、前記無線タグ１４に備えられた無線タグ回路素子７２の構成を説明する図である。この図３に示すように、上記無線タグ回路素子７２は、前記無線タグ通信装置１２との間で信号の送受信を行うためのアンテナ部７４と、そのアンテナ部７４により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部７６とを、備えて構成されている。そのＩＣ回路部７６は、上記アンテナ部７４により受信された前記無線タグ通信装置１２からの質問波Ｆｃを整流する整流部７８と、その整流部７８により整流された質問波Ｆｃのエネルギを蓄積するための電源部８０と、上記アンテナ部７４により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部８８に供給するクロック抽出部８２と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部８４と、上記アンテナ部７４に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８６と、上記整流部７８、クロック抽出部８２、及び変復調部８６等を介して上記無線タグ回路素子７２の作動を制御するための制御部８８とを、機能的に含んでいる。この制御部８８は、前記無線タグ通信装置１２と通信を行うことにより上記メモリ部８４に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７４により受信された質問波Ｆｃを上記変復調部８６において上記メモリ部８４に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波Ｆｒとして上記アンテナ部７４から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。
【００３４】
図４は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムを説明する図であり、図５は、図４の無線タグ通信装置１２において通信指向性を変化させていった場合の各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布を示すグラフである。図４に示すように、前記無線タグ通信システム１０は、所定の領域例えば室９０内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、その無線タグ通信装置１０に備えられた無線タグ通信装置１２及び無線タグ１４は、好適には、上記室９０に対して位地固定に設けられている。このように構成された無線タグ通信システム１０において、前記指向性制御部５４により前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間の通信の指向性方向を変化させていった場合、各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布は、例えば図５に実線で示すようなものになる。この信号強度分布に関して、角度０°付近におけるピークは、反射によらず前記無線タグ１４に到達する送信信号すなわち直接波による通信に対応するものであり、角度±７０°付近におけるピークは、上記室９０の壁部９２において反射された反射波（図４を参照）による通信に対応するものである。
【００３５】
ここで、図４に示すように、上記室９０内に電波を反射し得る移動体９４ａ、９４ｂ（以下、特に区別しない場合には単に移動体９４と称する）が存在する場合を考えると、その移動体９４ａの反射により前記無線タグ通信装置１２から無線タグ１４への新たな電波伝達経路（マルチパス）が形成され、受信信号の信号強度分布に、図５に一点鎖線で示すような新たなピークが出現する。また、上記移動体９４ｂにより前記室９０の一方の壁部９２での反射による電波の伝達が遮られ、図５に破線で示すように、その電波伝達経路に対応するピークが消失する。このように、上記室９０内において移動体９４の移動があった場合、その室９０内における前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４との間の通信状態に変化が生じ、その変化は例えば上述のように受信信号の信号強度分布に反映される。前記通信状態変化検出部６６は、好適には、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度、更に好適には、その信号強度の平均値に基づいて所定の領域すなわち上記室９０内における通信状態の変化を検出する。すなわち、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度分布と、その受信信号強度検出部６４により前回検出されて前記記憶部７０に記憶された受信信号の信号強度分布とを、比較することにより上記室９０内における通信状態の変化を検出する。そして、前記不審移動体検出部６８は、その通信状態変化検出部６６により検出された通信状態の変化に基づいて上記室９０内における移動体９４の移動を検出する。そのようにして、本実施例の無線タグ通信システム１０により上記室９０内における簡便なセキュリティシステムを実現することができる。
【００３６】
また、前記通信状態変化検出部６４は、好適には、前記搬送波強度制御部５０により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出する。前記送信信号の伝達可能距離は基本的には搬送波の強度によって決まることから、その搬送波の強度を変化させることで伝達可能距離の異なる複数種類の送信信号を送信することができる。そのように強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することで、対象となる領域すなわち前記室９０内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができ、更に好適にその室９０内における移動体９４の移動を検出することができる。
【００３７】
図６は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの他の一例を説明する図である。この図６に示す無線タグ通信システム１０は、前記無線タグ通信装置１２に対してそれぞれ異なる方向（無線タグ通信装置１２から見てそれぞれ異なる角度方向）に配置された複数（図６では３つ）の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ（それぞれの構成は前述した無線タグ１４と等価であり、以下、特に区別しない場合には単に無線タグ１４と称する）を備え、それら複数の無線タグ１４との間の通信を利用してセキュリティシステムを実現するものである。斯かる構成において、前記通信状態変化検出部６６は、それら複数の無線タグ１４からの返信信号に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出する。例えば、それら複数の無線タグ１４を認識（識別）するための通信を行い、認識の可否に基づいて通信状態の変化を検出する。図７は、図６の無線タグ通信システム１０による複数の無線タグ１４の認識結果を例示する表である。この図７に示す例では、時点ｔ１においてＴａｇＡ（無線タグ１４ａ）、ＴａｇＢ（無線タグ１４ｂ）、ＴａｇＣ（無線タグ１４ｃ）共に認識できていたものが、時点ｔ２においてはＴａｇＣを認識することができなくなっている。これは、図６に示すように、前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４ｃとの間の電波伝達経路に移動体９４が位置することで電波の伝達が阻害されたためであり、このように、複数の無線タグ１４との間で情報の通信を行い、それら無線タグ１４の認識の可否を比較することによっても、前記室９０内における移動体９４の移動を好適に検出することができる。
【００３８】
図８は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。この図８に示す無線タグ通信システム１０は、複数（図８では２つ）の無線タグ通信装置１２ａ、１２ｂ（それぞれの構成は前述した無線タグ通信装置１２と等価であり、以下、特に区別しない場合には単に無線タグ通信装置１２と称する）と、複数の無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとを、備え、それら複数の無線タグ１４との間の通信を利用してセキュリティシステムを実現するものである。斯かる構成では、上記複数の無線タグ通信装置１２により前記室９０内における通信状態の変化を検出する。ここで、好適には、上記複数の無線タグ通信装置１２は、通信のバッティングを防止するために、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行う。すなわち、先ず、上記無線タグ通信装置１２ａにより前記無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行い、斯かる通信が完了した後、上記無線タグ通信装置１２ｂによりそれら無線タグ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行う。また、図９に示すように、複数の無線タグ通信装置１２ａ、１２ｂと、単数の無線タグ１４とを備えて構成された無線タグ通信システム１０においても、同様にそれら複数の無線タグ通信装置１２により交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うのが好ましい。このように、複数の無線タグ通信装置１２により通信を行うことで、対象となる領域すなわち前記室９０内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができ、更に好適にその室９０内における移動体９４の移動を検出することができる。
【００３９】
図１０は、本実施例の無線タグ通信システム１０を利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。この図１０に示す無線タグ通信システム１０では、前記室９０の出入口９６付近に複数（図１０では２つ）の無線タグ１４ａ、１４ｂが設けられており、前記無線タグ通信装置１２は、それら複数の無線タグ１４との間で通信を行い、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内への移動体９４の侵入を検出する。すなわち、前記室９０内へ移動体９４が侵入する場合、その移動体９４が出入口９６を通過することでその出入口９６付近の通信環境が変化し、前記無線タグ通信装置１２と無線タグ１４ａ、１４ｂとの間の通信状態に変化が生じる。前記無線タグ通信装置１２は、斯かる通信状態の変化を前記通信状態変化検出部６６により検出することで、前記室９０の出入口９６近傍における移動体９４の移動すなわちその室９０への移動体９４の侵入を検出することができる。
【００４０】
図１１は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。
【００４１】
先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、時刻ｔNが初期値であるｔ1とされる。次に、Ｓ２において、前記無線タグ１４との間の通信の指向性方向を示す指向性角度ＡYが初期値であるＡ1とされる。次に、Ｓ３において、前記無線タグ１４との間で通信が行われ、その無線タグ１４に記憶された情報が読み出される。次に、前記受信信号強度検出部６４の動作に対応するＳ４において、複数の無線タグ１４（タグＧ1〜ＧX）からの返信信号に対応する受信信号の信号強度が検出され、指向性角度ＡYと関連づけられて前記記憶部７０に記憶される。次に、Ｓ５において、前記指向性角度ＡYがＡY+1とされる。次に、Ｓ６において、その時点における指向性角度ＡYが所定値Ａmaxであるか否かが判断される。このＳ６の判断が否定される場合には、Ｓ３以下の処理が再び実行されるが、Ｓ６の判断が肯定される場合には、Ｓ７において、時刻ｔNがｔN+1とされる。次に、Ｓ８において、その時点における時刻ｔNが所定値ｔcheであるか否かが判断される。このＳ８の判断が否定される場合には、Ｓ２以下の処理が再び実行されるが、Ｓ８の判断が肯定される場合には、Ｓ９において、時刻ｔNまでの全受信強度分布Ｓが前記記憶部７０から読み出される。なお、この受信強度分布Ｓは時刻ｔN、指向性角度ＡY、及びタグＧXの関数である。次に、Ｓ１０において、２つの異なる時刻ｔNにおける受信強度分布Ｓ1（ＧX,ＡY）及びＳ2（ＧX,ＡY）が選択される。次に、Ｓ１１において、Ｓ１０にて選択された２つの受信強度分布Ｓ1及びＳ2が等しいか否かが判断される。このＳ１０の判断が肯定される場合には、Ｓ１２において、前記室９０内における異常なしと判定された後、本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１１の判断が否定される場合には、Ｓ１３において、前記室９０内における移動体９４の移動やその室９０への移動体９４の侵入が検知される。次に、Ｓ１４において、警報やカメラ記録等の動作が開始された後、本ルーチンが終了させられる。以上の処理において、Ｓ２及びＳ５が前記指向性制御部５４の動作に、Ｓ９乃至Ｓ１１が通信状態変化検出部６６の動作に、Ｓ１２及びＳ１３が前記不審移動体検出部６８の動作にそれぞれ対応する。
【００４２】
なお、上述した図１１に示す制御において、Ｓ１０での受信強度分布Ｓ1（ＧX,ＡY）及びＳ2（ＧX,ＡY）の選択の態様としては、例えば、その時刻ｔNにおける受信信号強度を直前の時刻ｔN-1における受信強度分布と比較するための選択態様、すなわちＳ1としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN-1）を、Ｓ2としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN）を選択する態様が考えられる。また、ある一定時間内における受信強度分布の平均と比較するための選択態様、すなわちＳ1としてＳ（ＧX,ＡY,ｔM）乃至Ｓ（ＧX,ＡY,ｔN-1）の平均値を、Ｓ2としてＳ（ＧX,ＡY,ｔN）を選択する態様が考えられる。ここで、ｔMはｔ1からｔN-2の中の任意の時刻である。
【００４３】
図１２は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の他の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図１２に示す制御において、前述した図１１に示す制御と同一のステップについては共通の符号を付してその説明を省略する。この制御では、前述したＳ１の処理に続いて、Ｓ１５において、アンテナ出力すなわち前記アレイアンテナ２４から送信される送信信号の強度ＰZが初期値であるＰ1とされた後、Ｓ２以下の処理が実行される。また、前述したＳ６の判断が肯定される場合には、Ｓ１６において、前記送信信号の強度ＰZがＰZ+1とされる。次に、Ｓ１７において、その時点における送信信号の強度ＰZが所定値Ｐmaxであるか否かが判断される。このＳ１７の判断が否定される場合には、前述したＳ２以下の処理が実行されるが、Ｓ１７の判断が肯定される場合には、前述したＳ７以下の処理が実行される。なお、この図１２の制御における受信強度分布Ｓは、送信信号の強度ＰZ、時刻ｔN、指向性角度ＡY、及びタグＧXの関数である。また、以上の処理において、Ｓ１５及びＳ１６が前記搬送波強度制御部５０の動作に対応する。
【００４４】
図１３は、前記無線タグ通信装置１２のＤＳＰ１６による不審移動体検出制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。なお、この図１３に示す制御において、前述した図１１及び図１２に示す制御と同一のステップについては共通の符号を付してその説明を省略する。この制御では、上述したＳ１５の処理に続いて、Ｓ１８において、リーダＲiすなわち複数の無線タグ通信装置１２のうち符号Ｒiで識別される所定の無線タグ通信装置１２における前記無線タグ１４との間の通信の指向性角度ＡYが初期値であるＡ1とされる。次に、Ｓ１９において、リーダＲ1〜Ｒiすなわち複数の無線タグ通信装置１２による前記無線タグ１４との間の通信が行われ、その無線タグ１４に記憶された情報が読み出される。ここで、好適には、通信のバッティングが発生しないようにリーダＲ1〜Ｒiが順次対象となる無線タグ１４との間で通信を行う。次に、前記受信信号強度検出部６４の動作に対応するＳ２０において、リーダＲ1〜Ｒiそれぞれにおいて複数の無線タグ１４（タグＧ1〜ＧX）からの返信信号に対応する受信信号の信号強度が検出され、指向性角度ＡYと関連づけられて前記記憶部７０に記憶された後、前述したＳ５以下の処理が実行される。また、前述したＳ９の処理に続いて、Ｓ２１において、リーダＲiに関して２つの異なる時刻ｔNにおける受信強度分布Ｓ1i（ＧX,ＡYi,ＰZ）及びＳ2i（ＧX,ＡYi,ＰZ）が選択された後、前述したＳ１１以下の処理が実行される。
【００４５】
このように、本実施例によれば、前記無線タグ１４との間の通信の指向性を制御する指向性制御部５４（Ｓ２及びＳ５）と、その指向性制御部５４により定められる各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部６６（Ｓ９乃至Ｓ１１）とを、備えたものであることから、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による前記無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、所定の領域すなわち前記室９０内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信装置１２を提供することができる。
【００４６】
また、受信アンテナとしての前記アレイアンテナ２４により受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部６４（Ｓ４及びＳ２０）を備え、前記通信状態変化検出部６６は、その受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４７】
また、前記通信状態変化検出部６６は、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、受信信号の信号強度の平均値との比較により、受信信号強度の検出ばらつきや前記室９０内の定常的な環境変化による受信信号強度のゆらぎを吸収でき、実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４８】
また、前記通信状態変化検出部６６は、前記受信信号強度検出部６４により検出される受信信号の信号強度と、その受信信号強度検出部６４により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、前回の受信信号の信号強度との比較により実用的な態様で対象となる領域内における通信状態の変化を検出することができる。
【００４９】
また、前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部５０（Ｓ１５及びＳ１６）を備え、前記通信状態変化検出部６６は、その搬送波強度制御部５０により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグ１４から返信される返信信号を比較することにより前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、強度の異なる送信信号に応じた受信信号をそれぞれ比較することにより対象となる領域内における通信状態の変化の検出の分解能を向上させることができる。
【００５０】
また、前記無線タグ通信装置１２は、複数の前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部６６は、それら複数の無線タグ１４からの返信信号に基づいて前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、通信を行う無線タグ１４の数を増やすことで検出の対象となる領域を拡大することができる。
【００５１】
また、送信アンテナ及び受信アンテナとして機能する複数のアンテナ素子２２を有するアレイアンテナ２４を備え、前記指向性制御部５４は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものであるため、実用的な態様で前記無線タグ１４との間の通信の指向性を制御することができ、各指向性における前記無線タグ１４からの返信信号に基づいて対象となる領域内における通信状態の変化を好適に検出することができる。
【００５２】
また、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内への移動体９４の侵入を検出するものであるため、対象となる領域内への不審者等の移動物の侵入を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００５３】
また、前記通信状態変化検出部６６により検出される通信状態の変化に基づいて前記室９０内における移動体９４の移動を検出するものであるため、対象となる領域内における不審者等の移動物の移動を検出するセキュリティシステムを実現することができる。
【００５４】
また、前記無線タグ通信装置１２を用いて所定の領域すなわち前記室９０内に配設された無線タグ１４との間で情報の通信を行うことによりその室９０内における通信状態の変化を検出する無線タグ通信システム１０により、電波遮蔽物或いは電波反射物としての移動体９４の移動による前記無線タグ１４との間の通信の阻害やマルチパスの形成等を観察することで、前記室９０内における移動体９４の移動を簡便に検出することができる。すなわち、簡単な構成により実用的なセキュリティシステムを実現する無線タグ通信システム１０を提供することができる。
【００５５】
また、複数の前記無線タグ通信装置１２を備え、それら複数の無線タグ通信装置１２により前記室９０内における通信状態の変化を検出するものであるため、複数の無線タグ通信装置１２を用いて前記室９０内における移動体９４の移動を更に好適に検出することができる。
【００５６】
また、前記複数の無線タグ通信装置１２は、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであるため、前記複数の無線タグ通信装置１２による所定の無線タグ１４との通信のバッティングを好適に防止することができる。
【００５７】
また、前記室９０内には、複数の前記無線タグ１４が位置固定に設けられたものであるため、前記室９０に対する相対位置が固定された複数の無線タグ１４に対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様でその室９０内における通信状態の変化を検出することができる。
【００５８】
また、前記複数の無線タグ１４は、前記無線タグ通信装置１２に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものであるため、その無線タグ通信装置１２に対する相対方向が固定された複数の無線タグ１４に対応する受信信号をそれぞれ比較することにより実用的な態様で前記室９０内における通信状態の変化を検出することができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。
【００６０】
例えば、前述の実施例において、前記無線タグ通信装置１２は、前記指向性制御部５４により前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性を制御するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものであればよく、必ずしもその両方を制御し得るものでなくともよい。
【００６１】
また、前述の実施例において、前記搬送波強度制御部５０、指向性制御部５４、受信信号強度検出部６４、及び通信状態変化検出部６６等の制御機能は、何れも前記ＤＳＰ１６に機能的に備えられたものであったが、それら制御機能のうち一部乃至は全部が個別の制御装置として備えられたものであってもよい。また、それら制御機能による制御は、ディジタル信号処理であるとアナログ信号処理であるとを問わない。
【００６２】
また、前述の実施例において、前記室９０内に備えられた複数の無線タグ通信装置１２は、それぞれ交互に前記無線タグ１４との間で情報の通信を行うものであったが、各無線タグ通信装置１２における通信指向性を適宜制御する等して通信のバッティングを防止できるのであれば、必ずしも交互に通信を行うものでなくともよく、それら複数の無線タグ通信装置１２が同期して送信信号を送信するものであっても構わない。
【００６３】
また、前述の実施例では特に言及していないが、前記不審移動体検出部６８により不審な移動体９４が検出された場合に、前記室９０内の映像を撮像して表示させる構成や警報を鳴らす構成、或いは所定の回線を介して警備会社への通報を行う構成等が設けられてもよいことは言うまでもない。
【００６４】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本第２発明の一実施例である無線タグ通信システムについて説明する図である。
【図２】本第１発明の一実施例である無線タグ通信装置の構成を説明する図である。
【図３】図１の無線タグに備えられた無線タグ回路素子の構成を説明する図である。
【図４】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムを説明する図である。
【図５】図４の無線タグ通信システムに備えられた無線タグ通信装置において通信指向性を変化させていった場合の各指向性方向に対応する受信信号の信号強度分布を示すグラフである。
【図６】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの他の一例を説明する図である。
【図７】図６の無線タグ通信システムに備えられた無線タグ通信装置による複数の無線タグの認識結果を例示する表である。
【図８】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図９】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図１０】図１の無線タグ通信システムを利用したセキュリティシステムの更に別の一例を説明する図である。
【図１１】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の一例の要部を説明するフローチャートである。
【図１２】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の他の一例の要部を説明するフローチャートである。
【図１３】図２の無線タグ通信装置のＤＳＰによる不審移動体検出制御の更に別の一例の要部を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１０：無線タグ通信システム
１２：無線タグ通信装置
１４：無線タグ
２２：アンテナ素子
２４：アレイアンテナ（送信アンテナ、受信アンテナ）
５０：搬送波強度制御部
５４：指向性制御部
６４：受信信号強度検出部
６６：通信状態変化検出部
９０：室（領域）
９４：移動体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグに向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号を受信アンテナにより受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、
前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、
該指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部と
を、備えたものであることを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項２】
前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部を備え、前記通信状態変化検出部は、該受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１の無線タグ通信装置。
【請求項３】
前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項２の無線タグ通信装置。
【請求項４】
前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度と、該受信信号強度検出部により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項２の無線タグ通信装置。
【請求項５】
前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部を備え、前記通信状態変化検出部は、該搬送波強度制御部により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグから返信される返信信号を比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１から４の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項６】
前記無線タグ通信装置は、複数の前記無線タグとの間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部は、それら複数の無線タグからの返信信号に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１から５の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項７】
前記送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナであり、前記指向性制御部は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものである請求項１から６の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項８】
前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内への移動体の侵入を検出するものである請求項１から７の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項９】
前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内における移動体の移動を検出するものである請求項１から７の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかの無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことにより該領域内おける通信状態の変化を検出することを特徴とする無線タグ通信システム。
【請求項１１】
複数の前記無線タグ通信装置を備え、それら複数の無線タグ通信装置により前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１０の無線タグ通信システム。
【請求項１２】
前記複数の無線タグ通信装置は、それぞれ交互に前記無線タグとの間で情報の通信を行うものである請求項１１の無線タグ通信システム。
【請求項１３】
前記領域内には、複数の前記無線タグが位置固定に設けられたものである請求項１０から１２の何れかの無線タグ通信システム。
【請求項１４】
前記複数の無線タグは、前記無線タグ通信装置に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものである請求項１３の無線タグ通信システム。
【請求項１】
無線タグに向けて送信アンテナから送信信号を送信すると共に、該送信信号に応じて前記無線タグから返信される返信信号を受信アンテナにより受信することで該無線タグとの間で情報の通信を行う無線タグ通信装置であって、
前記無線タグとの間の通信の指向性を制御する指向性制御部と、
該指向性制御部により定められる各指向性における前記無線タグからの返信信号に基づいて所定の領域内における通信状態の変化を検出する通信状態変化検出部と
を、備えたものであることを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項２】
前記受信アンテナにより受信された受信信号の信号強度を検出する受信信号強度検出部を備え、前記通信状態変化検出部は、該受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１の無線タグ通信装置。
【請求項３】
前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度の平均値に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項２の無線タグ通信装置。
【請求項４】
前記通信状態変化検出部は、前記受信信号強度検出部により検出される受信信号の信号強度と、該受信信号強度検出部により前回検出された受信信号の信号強度とを、比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項２の無線タグ通信装置。
【請求項５】
前記送信信号の搬送波の強度を制御する搬送波強度制御部を備え、前記通信状態変化検出部は、該搬送波強度制御部により強度が変化させられる各搬送波に応じて前記無線タグから返信される返信信号を比較することにより前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１から４の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項６】
前記無線タグ通信装置は、複数の前記無線タグとの間で情報の通信を行うものであり、前記通信状態変化検出部は、それら複数の無線タグからの返信信号に基づいて前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１から５の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項７】
前記送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナであり、前記指向性制御部は、前記送信信号の送信指向性及び受信信号の受信指向性のうち少なくとも一方を制御するものである請求項１から６の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項８】
前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内への移動体の侵入を検出するものである請求項１から７の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項９】
前記通信状態変化検出部により検出される通信状態の変化に基づいて前記領域内における移動体の移動を検出するものである請求項１から７の何れかの無線タグ通信装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかの無線タグ通信装置を用いて所定の領域内に配設された無線タグとの間で情報の通信を行うことにより該領域内おける通信状態の変化を検出することを特徴とする無線タグ通信システム。
【請求項１１】
複数の前記無線タグ通信装置を備え、それら複数の無線タグ通信装置により前記領域内における通信状態の変化を検出するものである請求項１０の無線タグ通信システム。
【請求項１２】
前記複数の無線タグ通信装置は、それぞれ交互に前記無線タグとの間で情報の通信を行うものである請求項１１の無線タグ通信システム。
【請求項１３】
前記領域内には、複数の前記無線タグが位置固定に設けられたものである請求項１０から１２の何れかの無線タグ通信システム。
【請求項１４】
前記複数の無線タグは、前記無線タグ通信装置に対してそれぞれ異なる方向に設けられたものである請求項１３の無線タグ通信システム。
【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２００８−１６４３７９（Ｐ２００８−１６４３７９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３００９（Ｐ２００６−３５３００９）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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