質問器
【課題】複数の無線タグの中から所定の処理を行う無線タグを正確に特定する質問器を提供する。
【解決手段】無線タグと無線通信する質問器であって、無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器。ここで、前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とから構成することができる。また、前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とアンテナ識別子とから構成することもできる。
【解決手段】無線タグと無線通信する質問器であって、無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器。ここで、前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とから構成することができる。また、前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とアンテナ識別子とから構成することもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信により、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグや応答器と呼ばれる無線タグに対してタグ識別情報の問合せを行い、タグ識別情報を応答した無線タグに対して所定の処理を行う質問器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナを備え、電波を利用して交信領域内に存在する無線タグと無線通信を行うことにより、前記無線タグに実装されたメモリからデータを読み出し、或いは上記メモリにデータを書き込む質問器が開発され、実用化されている。各無線タグのメモリには、固有のＩＤ（タグ識別情報）が記憶されている。このため、質問器を介して無線タグのＩＤを読取ることにより、無線タグを個々に特定することができる。
【０００３】
この種の質問器を用いて無線タグにデータを書き込む場合、最初に、質問器は、無線タグを特定せずに問合せ電波を送信する。この問合せ電波を受信した無線タグは、応答電波を送信する。応答電波は、無線タグのメモリに記憶されているＩＤで変調されている。質問器は、無線タグからの応答電波を受信すると、この応答電波を復調して無線タグＩＤを検出する。その後、このＩＤを有する無線タグと１対１の無線通信を行って、データ書込みコマンドを送信する。これにより、この無線タグのメモリに所望のデータが書き込まれる。
【０００４】
質問器が無線通信を利用して無線タグにデータを書き込むためには、ある程度の送信電力を必要とする。このため、質問器の交信可能領域は広く設定されている。その結果、質問器のアンテナの近くに位置する無線タグにデータを書き込む際に、この無線タグとは異なる無線タグが最初に応答する可能性がある。
【０００５】
処理対象の無線タグと処理対象外の無線タグとを選別するために、無線タグから応答されるタグ識別情報を受信するときに受信感度を検出し、受信感度が閾値以上か否かを判断し、閾値以上であると判断された無線タグを処理対象の無線タグとして、その無線タグとのみ所定の処理を行う質問器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無線タグのＩＣチップや無線タグのアンテナを製造する会社は複数有り、各社の無線タグはＩＣチップの起動電力や応答電力が異なる。さらに、同じ会社のＩＣチップであっても、古いモデルと改良されたモデルとでは、起動電力や応答電力が異なる。そのため、複数種類の無線タグが存在する状況下で、質問器のアンテナから遠い無線タグであっても、タグ識別情報を受信するときの受信感度が閾値以上となって、所定の処理を実行してしまうことがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて創作されたものであり、その目的とするところは、処理対象の無線タグと対象外の無線タグとをより精度よく選別できる質問器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、無線タグと無線通信する質問器であって、無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器である。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように本発明によれば、処理対象の無線タグと対象外の無線タグとをより精度よく選別できる質問器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における質問器と無線タグを説明するための概略ブロック図である。
【図２Ａ】本実施の形態における無線タグの概観図である。
【図２Ｂ】図２Ａとは異なる無線タグの概観図である。
【図３】本実施の形態における無線タグに記憶される情報の模式図である。
【図４】本実施の形態における質問器に記憶された識別子、送信電力及び最小強度レベルを対応付けたデータテーブルである。
【図５】本実施の形態における質問器の動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に質問器と無線タグを説明するための概略ブロック図を示す。なお、図１で示す矢印は信号の流れる方向を示している。質問器１は、制御部１１、変調器１２、高周波可変増幅器１３、サーキュレータ１４、アンテナ１５、復調器１６、ＬＰＦ１７、可変増幅器１８を備えている。
【００１３】
制御部１１は、図示しないＣＰＵや記憶部を備えており、記憶部に記憶されたプログラムに従って、質問器１の制御を行う。制御部１１は、送信処理及び受信処理の制御を行い、さらに、図示しないパソコン等の上位機器との通信を行うことができる。
【００１４】
変調器１２は、制御部１１から出力された送信情報を変調して搬送波と合成して高周波信号を生成し、これを出力する。変調器１２は、送信情報が無い場合には搬送波のみを出力することもある。
【００１５】
高周波可変増幅器１３は、入力された高周波を増幅して出力する。制御部１１は、制御線１９を介して増幅率を制御する。増幅率を変えることにより、出力する送信電力を変えることができる。
【００１６】
サーキュレータ１４は、高周波可変増幅器１３からの信号をアンテナ１５へ伝達し、アンテナ１５が受信した信号を復調器１６へ伝達する。
【００１７】
アンテナ１５は、サーキュレータ１４からの高周波信号を電波として空間に放射し、空間からの電波を高周波信号としてサーキュレータ１４へ出力する。アンテナ１５は、電波を特定の方向へ強く放射する特性を備えており、平面パッチアンテナを使用することができる。
【００１８】
復調器１６は、入力された高周波信号を復調して、これを受信データ信号に変換して出力する。ＬＰＦ（Low Pass Filter）１７は、復調器１６から出力された受信データ信号に含まれる高周波成分を除去して、受信データ信号のみを出力する。
【００１９】
可変増幅器１８は、入力された受信データ信号を増幅して出力する。制御部１１は、制御線２０を介して増幅率を制御する。受信データ信号の強度レベルが小さいときは増幅率を大きくし、受信データ信号の強度レベルが大きいときは増幅率を小さくする。設定した増幅率から受信データ信号の強度レベルを知ることができる。背景技術に記載した特許文献１では、増幅率を自動的に制御する機能を有する部分をＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路として記載している。
【００２０】
無線タグ２ａ、２ｂ、２ｃは、アンテナとICチップとで構成されている。ICチップは、電源生成部、復調部、変調部、記憶部およびこれらを制御する制御部を備えた電子回路部品である。記憶部には、無線タグ毎に異なる識別情報が記憶されており、この識別情報によって無線タグを特定することができる。
【００２１】
無線タグ２ａは、質問器１のアンテナ１５から近接する領域に位置するため、無線タグ２ｂと２ｃよりも電力の大きな電波を受信する。無線タグ２ａ、２ｂ、２ｃが互いに識別情報のみ異なり、ハードウェア等が同じ特性を持つ場合には、質問器１の送信電力を小さく設定して、無線タグ２ａだけを動作させ、無線タグ２ｂと２ｃを起動させないことにより、所望の無線タグ２ａを選択することができる。
【００２２】
図２に無線タグの概略図を示す。なお、以下の説明において、無線タグ２ａ〜２ｃを特に区別する必要がない場合には、これらをまとめて無線タグ２と表記するものとする。図２Ａに図示するように、無線タグ２は、ＩＣチップ３０とアンテナ３１とから構成されている。質問器１から送信された電波は、アンテナ３１を介してＩＣチップ３０に伝達され、ＩＣチップ３０が受信した電波に含まれている信号に対応する処理を行う。アンテナ３１は、直線偏波に対応する特性を有している。なお、図２Ａに図示する無線タグ２を、図２Ｂに図示する構成に変更することもできる。すなわち、図２Ｂの無線タグ２は、ＩＣチップ３２とアンテナ３３とから構成されており、図２Ａの無線タグ２と同様な動作をする。アンテナ３３は、円偏波に対応する特性を有している。
【００２３】
ＩＣチップ３０と３２として同じ特性のＩＣチップを用いた場合でも、アンテナ形状が異なることにより通信可能な距離が異なる。
【００２４】
図３に無線タグ２に記憶されている情報を示した模式図を示す。この模式図は、ＥＰＣｇｌｏｂａｌで規格化されたＣｌａｓｓ−１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−２（以下、EPC Gen-2と記載する）と呼ばれる無線タグのメモリフォーマットである。
【００２５】
ＲＥＳＥＲＶＥＤ４０には、質問器との通信プロトコルで使用する情報が記憶されている。ＥＰＣ（Electronic Product Code）４１には、無線タグ２ａ〜２ｃ毎に異なる識別情報が記憶されている。
【００２６】
ＴＩＤ４２には、ＩＣチップの種類を特定できる識別子を記憶している。ＴＩＤ４２は、クラス識別子４４、タグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６を含む。クラス識別子４４は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５９６３で定義されており、無線タグが使用するプロトコルに対応するデータが記憶されている。EPC Gen-2のクラス識別子は、“11100010”が割当てられている。
【００２７】
タグデザイナー識別子４５は、登録認定機関によって管理されており、ＩＣチップの製造者等が取得する。製造者が異なると、タグデザイナー識別子が異なる。
【００２８】
モデル識別子４６には、ＩＣチップの製造者等が定義するＩＣチップのモデル番号が含まれている。ＩＣチップのモデルが異なると、モデル識別子が異なるようになっている。
ＴＩＤ４２は、読み出し専門の記録媒体（Read Only Memory）に記憶されており、製造時に書き込まれた情報を書き換えることはできない。
【００２９】
これに対して、ＵＳＥＲ４３は、無線タグ２を使用する人が記憶情報を書き換えることができるようになっている。ＵＳＥＲ４３は、アンテナ識別子４８とその他の情報４９で構成される。アンテナ識別子４８には、アンテナ形状に対応した情報を格納している。アンテナ識別子４８に情報を書き込んだ後、このメモリ領域を書込み禁止にすることができる。
【００３０】
質問器１は、無線タグのタグデザイナー識別子４５とモデル識別子４６とを読取ることで、無線タグのＩＣチップの種類を特定することができる。また、アンテナ識別子４８からアンテナの種類を特定することができる。これらのタグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６及びアンテナ識別子４８が特許請求の範囲に記載の「識別子」の具体例に相当する。
【００３１】
次に、質問器１の送信電力についての詳述をする。質問器１のアンテナ１５の利得が３ｄＢｉであり、アンテナ１５から１０ｃｍまでの範囲にある無線タグ２と通信をする場合を一例として説明する。無線通信を行う無線タグ２として、図２Ａの形状を用い、アンテナ３１の利得を２ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたときに、質問器１の送信電力を１０ｄＢｍに設定すると、質問器１と無線タグ２の最大通信距離は１０ｃｍ程度になる。従って、質問器１のアンテナ１５から１０ｃｍ以内の範囲に通信をしたい無線タグ２を１つだけ配置すればよい。したがって、アンテナ３１の利得を２ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたＩＣチップを使用している場合には、質問器１のアンテナ１５から１０ｃｍを越える位置に置かれた無線タグ２は起動しない。これにより、誤って質問器１と通信を行うことを防止できる。
【００３２】
ＩＣチップ３０及びアンテナ１５が同じ種類の無線タグ２だけを使用する場合には、質問器１の送信電力を小さくすることで、通信を行いたい無線タグ２を特定することができる。しかし、無線タグ２を取り付ける物品によるアンテナ形状の制限により、アンテナ利得が異なる無線タグ２を使用することがある。また、ＩＣチップ３０の改良により、最小起動電力が小さくなる傾向があり、無線タグの概観は同じであっても、通信可能距離が異なる無線タグ２を使用することもある。
【００３３】
このとき、質問器１は、無線タグ２から受信する受信データ信号の強度レベルによって、通信を行いたい無線タグ２であるかを判断する。無線タグ２はバックスキャッタ変調と呼ばれる方式で、質問器１からの電波を反射しながら情報を送信する。無線タグ２における反射損を９ｄＢとし、質問器１と無線タグ２の距離を１０ｃｍとすると、質問器１が受信するデータ信号の強度レベルは−３９ｄＢｍになる。質問器１と無線タグ２の距離が１０ｃｍより短ければ、受信データ信号の強度レベルは−３９ｄＢｍより大きくなる。
【００３４】
従って、質問器１は、受信データ信号の強度レベルが−３９ｄＢｍより小さい場合には、通信を行いたい無線タグ２ではないと判別することができる。すなわち、受信データ信号の最小強度レベルが通信を行いたい無線タグ２であるかを決定する閾値となる。
【００３５】
無線タグ２として、図２Ｂの形状を用い、アンテナ３３の利得を０ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたときに、質問器１の送信電力を１２ｄＢｍに設定すると、質問器１と無線タグ２との最大通信距離を１０ｃｍ程度にすることができる。無線タグ２の反射損が８ｄＢのとき、質問器１が受信する受信データ信号の最小強度レベルは−４３ｄＢｍになる。
【００３６】
説明のため、３種類のＩＣチップα、β、γを使用し、３種類のアンテナａ、ｂ、ｃを使用するときの質問器の送信電力と受信データ信号の最小強度レベルとの関係を図４に模式的に示す。
【００３７】
ＩＣチップの最小起動電力は、αが−１０ｄＢｍ、βが−１５ｄＢｍ、γが−２０ｄＢｍである。反射損は、αが９ｄＢ、βが８ｄＢ、γが７ｄＢである。アンテナ利得は、ａが２ｄＢｉ、ｂが０ｄＢｉ、ｃが−３ｄＢｉである。
【００３８】
無線タグ２のＩＣチップとアンテナの組合せにより、質問器１の送信電力と受信データ信号の最小強度レベルを決定することができ、通信している無線タグが通信を行いたい無線タグであるか否かを判断できる。
【００３９】
所定の処理として、質問器１のアンテナ１５の近傍に配置された無線タグ２ａにのみ書込みを行う手順について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
Ａｃｔ１０１において、質問器１は、無線タグ２に問合せ送信をするときの送信電力を設定する。ここで設定する送信電力は１５ｄＢｍ以上に設定する。Ａｃｔ１０２において、識別子を問合せるコマンドを送信する。ＥＰＣ Ｇｅｎ２のプロトコルに従うと、質問器１はＱｕｅｒｙを送信後、無線タグ２からＲＮ１６を受信して、ＡＣＫを送信後、無線タグからＥＰＣを受信し、その無線タグに対してＴＩＤ４２とＵＳＥＲ４３を問合せるＲｅａｄコマンドを送信する。
【００４１】
Ａｃｔ１０３において、識別子の応答の有無を判断し、応答が有った場合にはＡｃｔ１０５に進む。応答が無かった場合には、この処理を終了するかを判断し、終了しない場合にはＡｃｔ１０２に戻る。この処理を終了する場合にはこのフローを終了する。Ａｃｔ１０４における終了条件は、問い合わせ送信を所定回数または所定時間行って、応答する無線タグ２が無い場合である。
【００４２】
Ａｃｔ１０５において識別子を受信すると、Ａｃｔ１０６にて受信した識別子に応じて質問器１の高周波可変増幅器１３の増幅率を制御することにより送信電力を設定する。設定する送信電力の値は、設定値テーブル５０に従う。本実施形態では、送信電力が１５ｄＢｍ以下に設定されている。
【００４３】
Ａｃｔ１０７にて、読み込みコマンド（通信コマンド）を送信する。ここで、読み込みコマンドを送信する理由は、識別子が同じであって、質問器１からの距離が異なる複数の無線タグ２を互いに区別するためである。したがって、読み込みコマンドは、書き込みを行う無線タグ２を特定できるコマンドであればよく、例えば、無線タグ２に記憶されたＥＰＣ４１を読み込むようなコマンドを用いることができる。ＥＰＣ Ｇｅｎ２プロトコルでは、Ｒｅａｄコマンド等の無線タグ２の記憶情報を変更しないコマンドを送信する。
【００４４】
Ａｃｔ１０８にて応答の有無を判断し、応答が有った場合にはＡｃｔ１１０に進む。応答が無かった場合には、Ａｃｔ１０９に進む。Ａｃｔ１０９において、読み込みコマンドの送信を所定回数行ったかを判断し、所定回数に達していない場合にはＡＣＴ１０７に戻り、読み込みコマンドを再送する。所定回数に達した場合には、ＡＣＴ１０１の処理に戻る。ＡＣＴ１０９にて所定回数以上になっても応答しない無線タグ２は、質問器１の通信可能範囲外にあるため、書込み処理をしたい無線タグ２ではないとみなす。
【００４５】
ＡＣＴ１０８にて応答が有った場合には、ＡＣＴ１１０にて応答データを受信しながら、受信データ信号の強度レベルを観測し、ＡＣＴ１１１にて設定値テーブル５０に従い受信データ信号の強度レベルが最小強度レベルであるかを判断する。受信した応答が最小強度レベル以上である場合にはＡＣＴ１１２に進む。受信した応答が最小強度レベルより小さい場合にはＡＣＴ１０１に戻る。
【００４６】
ＡＣＴ１１２にて無線タグ２へ書込みコマンドと書込みデータを送信して、書込みを行う。ＥＰＣ Ｇｅｎ２プロトコルでは、ＷｒｉｔｅコマンドやＢｌｏｃｋＷｒｉｔｅコマンドを送信する。書込みが完了するとこのフローは終了する。
【００４７】
なお、無線タグへの書込み処理をするときの動作について説明したが、無線タグの記憶領域を書込み不可にする操作や、無線タグとの通信を許可するパスワードの設定等の無線タグに記憶されている情報を変更する場合も同様の処理をする。
【００４８】
また、本実施の形態では、受信データ信号の強度をｄＢｍ単位の数値を用いて説明したが、ｄＢｍ単位の数値の代わりに、従来の技術で記載した特許文献１に示すようなＡＧＣ回路で設定された値を用いてもよい。
【００４９】
（変形例）
無線タグの種類に応じて設定された送信電力を無線タグに予め記憶させ、この記憶された送信電力に基づき、その後の処理を行ってもよい。ここで、その後の処理とは、図５のフローチャートにおけるＡｃｔ１０６以降の処理のことである。つまり、送信電力と無線タグの種類とを対応付けた情報を各無線タグの記憶部に記憶させてもよい。
【００５０】
上述の実施形態では、タグを識別する識別子として、タグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６及びアンテナ識別子４８を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、タグを識別する識別子を、タグデザイナー識別子４５及びモデル識別子４６のみから構成することもできる。つまり、ＩＣチップの種類のみを識別情報として用いることができる。例えば、同一店舗内では、無線タグのアンテナの種類が全て共通している場合があるため、ＩＣチップの種類、送信電力及び最小強度レベルを対応付けて記憶させておくことにより、所望の送信電力に設定することができる。
【００５１】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１ 質問器 ２ 無線タグ １１ 制御部 １２ 変調器 １３ 高周波可変増幅器
１４ サーキュレータ １５ アンテナ １６ 復調器 １７ ＬＰＦ
１８ 可変増幅器 ３０ ３２ ＩＣチップ ３１ ３３ アンテナ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開２００９−１４０２５４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信により、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグや応答器と呼ばれる無線タグに対してタグ識別情報の問合せを行い、タグ識別情報を応答した無線タグに対して所定の処理を行う質問器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナを備え、電波を利用して交信領域内に存在する無線タグと無線通信を行うことにより、前記無線タグに実装されたメモリからデータを読み出し、或いは上記メモリにデータを書き込む質問器が開発され、実用化されている。各無線タグのメモリには、固有のＩＤ（タグ識別情報）が記憶されている。このため、質問器を介して無線タグのＩＤを読取ることにより、無線タグを個々に特定することができる。
【０００３】
この種の質問器を用いて無線タグにデータを書き込む場合、最初に、質問器は、無線タグを特定せずに問合せ電波を送信する。この問合せ電波を受信した無線タグは、応答電波を送信する。応答電波は、無線タグのメモリに記憶されているＩＤで変調されている。質問器は、無線タグからの応答電波を受信すると、この応答電波を復調して無線タグＩＤを検出する。その後、このＩＤを有する無線タグと１対１の無線通信を行って、データ書込みコマンドを送信する。これにより、この無線タグのメモリに所望のデータが書き込まれる。
【０００４】
質問器が無線通信を利用して無線タグにデータを書き込むためには、ある程度の送信電力を必要とする。このため、質問器の交信可能領域は広く設定されている。その結果、質問器のアンテナの近くに位置する無線タグにデータを書き込む際に、この無線タグとは異なる無線タグが最初に応答する可能性がある。
【０００５】
処理対象の無線タグと処理対象外の無線タグとを選別するために、無線タグから応答されるタグ識別情報を受信するときに受信感度を検出し、受信感度が閾値以上か否かを判断し、閾値以上であると判断された無線タグを処理対象の無線タグとして、その無線タグとのみ所定の処理を行う質問器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無線タグのＩＣチップや無線タグのアンテナを製造する会社は複数有り、各社の無線タグはＩＣチップの起動電力や応答電力が異なる。さらに、同じ会社のＩＣチップであっても、古いモデルと改良されたモデルとでは、起動電力や応答電力が異なる。そのため、複数種類の無線タグが存在する状況下で、質問器のアンテナから遠い無線タグであっても、タグ識別情報を受信するときの受信感度が閾値以上となって、所定の処理を実行してしまうことがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて創作されたものであり、その目的とするところは、処理対象の無線タグと対象外の無線タグとをより精度よく選別できる質問器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、無線タグと無線通信する質問器であって、無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器である。
【発明の効果】
【０００９】
以上詳述したように本発明によれば、処理対象の無線タグと対象外の無線タグとをより精度よく選別できる質問器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における質問器と無線タグを説明するための概略ブロック図である。
【図２Ａ】本実施の形態における無線タグの概観図である。
【図２Ｂ】図２Ａとは異なる無線タグの概観図である。
【図３】本実施の形態における無線タグに記憶される情報の模式図である。
【図４】本実施の形態における質問器に記憶された識別子、送信電力及び最小強度レベルを対応付けたデータテーブルである。
【図５】本実施の形態における質問器の動作を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に質問器と無線タグを説明するための概略ブロック図を示す。なお、図１で示す矢印は信号の流れる方向を示している。質問器１は、制御部１１、変調器１２、高周波可変増幅器１３、サーキュレータ１４、アンテナ１５、復調器１６、ＬＰＦ１７、可変増幅器１８を備えている。
【００１３】
制御部１１は、図示しないＣＰＵや記憶部を備えており、記憶部に記憶されたプログラムに従って、質問器１の制御を行う。制御部１１は、送信処理及び受信処理の制御を行い、さらに、図示しないパソコン等の上位機器との通信を行うことができる。
【００１４】
変調器１２は、制御部１１から出力された送信情報を変調して搬送波と合成して高周波信号を生成し、これを出力する。変調器１２は、送信情報が無い場合には搬送波のみを出力することもある。
【００１５】
高周波可変増幅器１３は、入力された高周波を増幅して出力する。制御部１１は、制御線１９を介して増幅率を制御する。増幅率を変えることにより、出力する送信電力を変えることができる。
【００１６】
サーキュレータ１４は、高周波可変増幅器１３からの信号をアンテナ１５へ伝達し、アンテナ１５が受信した信号を復調器１６へ伝達する。
【００１７】
アンテナ１５は、サーキュレータ１４からの高周波信号を電波として空間に放射し、空間からの電波を高周波信号としてサーキュレータ１４へ出力する。アンテナ１５は、電波を特定の方向へ強く放射する特性を備えており、平面パッチアンテナを使用することができる。
【００１８】
復調器１６は、入力された高周波信号を復調して、これを受信データ信号に変換して出力する。ＬＰＦ（Low Pass Filter）１７は、復調器１６から出力された受信データ信号に含まれる高周波成分を除去して、受信データ信号のみを出力する。
【００１９】
可変増幅器１８は、入力された受信データ信号を増幅して出力する。制御部１１は、制御線２０を介して増幅率を制御する。受信データ信号の強度レベルが小さいときは増幅率を大きくし、受信データ信号の強度レベルが大きいときは増幅率を小さくする。設定した増幅率から受信データ信号の強度レベルを知ることができる。背景技術に記載した特許文献１では、増幅率を自動的に制御する機能を有する部分をＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路として記載している。
【００２０】
無線タグ２ａ、２ｂ、２ｃは、アンテナとICチップとで構成されている。ICチップは、電源生成部、復調部、変調部、記憶部およびこれらを制御する制御部を備えた電子回路部品である。記憶部には、無線タグ毎に異なる識別情報が記憶されており、この識別情報によって無線タグを特定することができる。
【００２１】
無線タグ２ａは、質問器１のアンテナ１５から近接する領域に位置するため、無線タグ２ｂと２ｃよりも電力の大きな電波を受信する。無線タグ２ａ、２ｂ、２ｃが互いに識別情報のみ異なり、ハードウェア等が同じ特性を持つ場合には、質問器１の送信電力を小さく設定して、無線タグ２ａだけを動作させ、無線タグ２ｂと２ｃを起動させないことにより、所望の無線タグ２ａを選択することができる。
【００２２】
図２に無線タグの概略図を示す。なお、以下の説明において、無線タグ２ａ〜２ｃを特に区別する必要がない場合には、これらをまとめて無線タグ２と表記するものとする。図２Ａに図示するように、無線タグ２は、ＩＣチップ３０とアンテナ３１とから構成されている。質問器１から送信された電波は、アンテナ３１を介してＩＣチップ３０に伝達され、ＩＣチップ３０が受信した電波に含まれている信号に対応する処理を行う。アンテナ３１は、直線偏波に対応する特性を有している。なお、図２Ａに図示する無線タグ２を、図２Ｂに図示する構成に変更することもできる。すなわち、図２Ｂの無線タグ２は、ＩＣチップ３２とアンテナ３３とから構成されており、図２Ａの無線タグ２と同様な動作をする。アンテナ３３は、円偏波に対応する特性を有している。
【００２３】
ＩＣチップ３０と３２として同じ特性のＩＣチップを用いた場合でも、アンテナ形状が異なることにより通信可能な距離が異なる。
【００２４】
図３に無線タグ２に記憶されている情報を示した模式図を示す。この模式図は、ＥＰＣｇｌｏｂａｌで規格化されたＣｌａｓｓ−１ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ−２（以下、EPC Gen-2と記載する）と呼ばれる無線タグのメモリフォーマットである。
【００２５】
ＲＥＳＥＲＶＥＤ４０には、質問器との通信プロトコルで使用する情報が記憶されている。ＥＰＣ（Electronic Product Code）４１には、無線タグ２ａ〜２ｃ毎に異なる識別情報が記憶されている。
【００２６】
ＴＩＤ４２には、ＩＣチップの種類を特定できる識別子を記憶している。ＴＩＤ４２は、クラス識別子４４、タグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６を含む。クラス識別子４４は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５９６３で定義されており、無線タグが使用するプロトコルに対応するデータが記憶されている。EPC Gen-2のクラス識別子は、“11100010”が割当てられている。
【００２７】
タグデザイナー識別子４５は、登録認定機関によって管理されており、ＩＣチップの製造者等が取得する。製造者が異なると、タグデザイナー識別子が異なる。
【００２８】
モデル識別子４６には、ＩＣチップの製造者等が定義するＩＣチップのモデル番号が含まれている。ＩＣチップのモデルが異なると、モデル識別子が異なるようになっている。
ＴＩＤ４２は、読み出し専門の記録媒体（Read Only Memory）に記憶されており、製造時に書き込まれた情報を書き換えることはできない。
【００２９】
これに対して、ＵＳＥＲ４３は、無線タグ２を使用する人が記憶情報を書き換えることができるようになっている。ＵＳＥＲ４３は、アンテナ識別子４８とその他の情報４９で構成される。アンテナ識別子４８には、アンテナ形状に対応した情報を格納している。アンテナ識別子４８に情報を書き込んだ後、このメモリ領域を書込み禁止にすることができる。
【００３０】
質問器１は、無線タグのタグデザイナー識別子４５とモデル識別子４６とを読取ることで、無線タグのＩＣチップの種類を特定することができる。また、アンテナ識別子４８からアンテナの種類を特定することができる。これらのタグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６及びアンテナ識別子４８が特許請求の範囲に記載の「識別子」の具体例に相当する。
【００３１】
次に、質問器１の送信電力についての詳述をする。質問器１のアンテナ１５の利得が３ｄＢｉであり、アンテナ１５から１０ｃｍまでの範囲にある無線タグ２と通信をする場合を一例として説明する。無線通信を行う無線タグ２として、図２Ａの形状を用い、アンテナ３１の利得を２ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたときに、質問器１の送信電力を１０ｄＢｍに設定すると、質問器１と無線タグ２の最大通信距離は１０ｃｍ程度になる。従って、質問器１のアンテナ１５から１０ｃｍ以内の範囲に通信をしたい無線タグ２を１つだけ配置すればよい。したがって、アンテナ３１の利得を２ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたＩＣチップを使用している場合には、質問器１のアンテナ１５から１０ｃｍを越える位置に置かれた無線タグ２は起動しない。これにより、誤って質問器１と通信を行うことを防止できる。
【００３２】
ＩＣチップ３０及びアンテナ１５が同じ種類の無線タグ２だけを使用する場合には、質問器１の送信電力を小さくすることで、通信を行いたい無線タグ２を特定することができる。しかし、無線タグ２を取り付ける物品によるアンテナ形状の制限により、アンテナ利得が異なる無線タグ２を使用することがある。また、ＩＣチップ３０の改良により、最小起動電力が小さくなる傾向があり、無線タグの概観は同じであっても、通信可能距離が異なる無線タグ２を使用することもある。
【００３３】
このとき、質問器１は、無線タグ２から受信する受信データ信号の強度レベルによって、通信を行いたい無線タグ２であるかを判断する。無線タグ２はバックスキャッタ変調と呼ばれる方式で、質問器１からの電波を反射しながら情報を送信する。無線タグ２における反射損を９ｄＢとし、質問器１と無線タグ２の距離を１０ｃｍとすると、質問器１が受信するデータ信号の強度レベルは−３９ｄＢｍになる。質問器１と無線タグ２の距離が１０ｃｍより短ければ、受信データ信号の強度レベルは−３９ｄＢｍより大きくなる。
【００３４】
従って、質問器１は、受信データ信号の強度レベルが−３９ｄＢｍより小さい場合には、通信を行いたい無線タグ２ではないと判別することができる。すなわち、受信データ信号の最小強度レベルが通信を行いたい無線タグ２であるかを決定する閾値となる。
【００３５】
無線タグ２として、図２Ｂの形状を用い、アンテナ３３の利得を０ｄＢｉとし、ＩＣチップ３０の最小起動電力を−１０ｄＢｍとしたときに、質問器１の送信電力を１２ｄＢｍに設定すると、質問器１と無線タグ２との最大通信距離を１０ｃｍ程度にすることができる。無線タグ２の反射損が８ｄＢのとき、質問器１が受信する受信データ信号の最小強度レベルは−４３ｄＢｍになる。
【００３６】
説明のため、３種類のＩＣチップα、β、γを使用し、３種類のアンテナａ、ｂ、ｃを使用するときの質問器の送信電力と受信データ信号の最小強度レベルとの関係を図４に模式的に示す。
【００３７】
ＩＣチップの最小起動電力は、αが−１０ｄＢｍ、βが−１５ｄＢｍ、γが−２０ｄＢｍである。反射損は、αが９ｄＢ、βが８ｄＢ、γが７ｄＢである。アンテナ利得は、ａが２ｄＢｉ、ｂが０ｄＢｉ、ｃが−３ｄＢｉである。
【００３８】
無線タグ２のＩＣチップとアンテナの組合せにより、質問器１の送信電力と受信データ信号の最小強度レベルを決定することができ、通信している無線タグが通信を行いたい無線タグであるか否かを判断できる。
【００３９】
所定の処理として、質問器１のアンテナ１５の近傍に配置された無線タグ２ａにのみ書込みを行う手順について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
Ａｃｔ１０１において、質問器１は、無線タグ２に問合せ送信をするときの送信電力を設定する。ここで設定する送信電力は１５ｄＢｍ以上に設定する。Ａｃｔ１０２において、識別子を問合せるコマンドを送信する。ＥＰＣ Ｇｅｎ２のプロトコルに従うと、質問器１はＱｕｅｒｙを送信後、無線タグ２からＲＮ１６を受信して、ＡＣＫを送信後、無線タグからＥＰＣを受信し、その無線タグに対してＴＩＤ４２とＵＳＥＲ４３を問合せるＲｅａｄコマンドを送信する。
【００４１】
Ａｃｔ１０３において、識別子の応答の有無を判断し、応答が有った場合にはＡｃｔ１０５に進む。応答が無かった場合には、この処理を終了するかを判断し、終了しない場合にはＡｃｔ１０２に戻る。この処理を終了する場合にはこのフローを終了する。Ａｃｔ１０４における終了条件は、問い合わせ送信を所定回数または所定時間行って、応答する無線タグ２が無い場合である。
【００４２】
Ａｃｔ１０５において識別子を受信すると、Ａｃｔ１０６にて受信した識別子に応じて質問器１の高周波可変増幅器１３の増幅率を制御することにより送信電力を設定する。設定する送信電力の値は、設定値テーブル５０に従う。本実施形態では、送信電力が１５ｄＢｍ以下に設定されている。
【００４３】
Ａｃｔ１０７にて、読み込みコマンド（通信コマンド）を送信する。ここで、読み込みコマンドを送信する理由は、識別子が同じであって、質問器１からの距離が異なる複数の無線タグ２を互いに区別するためである。したがって、読み込みコマンドは、書き込みを行う無線タグ２を特定できるコマンドであればよく、例えば、無線タグ２に記憶されたＥＰＣ４１を読み込むようなコマンドを用いることができる。ＥＰＣ Ｇｅｎ２プロトコルでは、Ｒｅａｄコマンド等の無線タグ２の記憶情報を変更しないコマンドを送信する。
【００４４】
Ａｃｔ１０８にて応答の有無を判断し、応答が有った場合にはＡｃｔ１１０に進む。応答が無かった場合には、Ａｃｔ１０９に進む。Ａｃｔ１０９において、読み込みコマンドの送信を所定回数行ったかを判断し、所定回数に達していない場合にはＡＣＴ１０７に戻り、読み込みコマンドを再送する。所定回数に達した場合には、ＡＣＴ１０１の処理に戻る。ＡＣＴ１０９にて所定回数以上になっても応答しない無線タグ２は、質問器１の通信可能範囲外にあるため、書込み処理をしたい無線タグ２ではないとみなす。
【００４５】
ＡＣＴ１０８にて応答が有った場合には、ＡＣＴ１１０にて応答データを受信しながら、受信データ信号の強度レベルを観測し、ＡＣＴ１１１にて設定値テーブル５０に従い受信データ信号の強度レベルが最小強度レベルであるかを判断する。受信した応答が最小強度レベル以上である場合にはＡＣＴ１１２に進む。受信した応答が最小強度レベルより小さい場合にはＡＣＴ１０１に戻る。
【００４６】
ＡＣＴ１１２にて無線タグ２へ書込みコマンドと書込みデータを送信して、書込みを行う。ＥＰＣ Ｇｅｎ２プロトコルでは、ＷｒｉｔｅコマンドやＢｌｏｃｋＷｒｉｔｅコマンドを送信する。書込みが完了するとこのフローは終了する。
【００４７】
なお、無線タグへの書込み処理をするときの動作について説明したが、無線タグの記憶領域を書込み不可にする操作や、無線タグとの通信を許可するパスワードの設定等の無線タグに記憶されている情報を変更する場合も同様の処理をする。
【００４８】
また、本実施の形態では、受信データ信号の強度をｄＢｍ単位の数値を用いて説明したが、ｄＢｍ単位の数値の代わりに、従来の技術で記載した特許文献１に示すようなＡＧＣ回路で設定された値を用いてもよい。
【００４９】
（変形例）
無線タグの種類に応じて設定された送信電力を無線タグに予め記憶させ、この記憶された送信電力に基づき、その後の処理を行ってもよい。ここで、その後の処理とは、図５のフローチャートにおけるＡｃｔ１０６以降の処理のことである。つまり、送信電力と無線タグの種類とを対応付けた情報を各無線タグの記憶部に記憶させてもよい。
【００５０】
上述の実施形態では、タグを識別する識別子として、タグデザイナー識別子４５、モデル識別子４６及びアンテナ識別子４８を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、タグを識別する識別子を、タグデザイナー識別子４５及びモデル識別子４６のみから構成することもできる。つまり、ＩＣチップの種類のみを識別情報として用いることができる。例えば、同一店舗内では、無線タグのアンテナの種類が全て共通している場合があるため、ＩＣチップの種類、送信電力及び最小強度レベルを対応付けて記憶させておくことにより、所望の送信電力に設定することができる。
【００５１】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１ 質問器 ２ 無線タグ １１ 制御部 １２ 変調器 １３ 高周波可変増幅器
１４ サーキュレータ １５ アンテナ １６ 復調器 １７ ＬＰＦ
１８ 可変増幅器 ３０ ３２ ＩＣチップ ３１ ３３ アンテナ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開２００９−１４０２５４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグと無線通信する質問器であって、
無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、
前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器。
【請求項２】
前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とから構成される請求項１に記載の質問器。
【請求項３】
前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とアンテナ識別子とから構成される請求項１に記載の質問器。
【請求項４】
前記通信コマンドは読み込みコマンドであり、この読み込みコマンドによる無線通信により応答をした無線タグに対してのみ所定の処理を行う請求項１に記載の質問器。
【請求項５】
前記読み込みコマンドによる無線通信により、無線タグが応答をした際の受信データ信号の強度レベルを検出し、この強度レベルが識別子に応じた最小強度レベル以上であるときにのみ前記所定の処理を行う請求項４に記載の質問器。
【請求項６】
前記所定の処理は、無線タグに対する書き込み処理である請求項４に記載の質問器。
【請求項７】
記憶媒体を有し、
前記記憶媒体には、前記送信電力及び前記識別子が対応付けて記憶されている請求項１に記載の質問器。
【請求項１】
無線タグと無線通信する質問器であって、
無線タグに記憶されている無線タグの種類を特定する識別子を取得し、
前記取得した識別子に応じた送信電力での通信コマンドによる無線通信を行う質問器。
【請求項２】
前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とから構成される請求項１に記載の質問器。
【請求項３】
前記識別子は、タグデザイナー識別子とモデル識別子とアンテナ識別子とから構成される請求項１に記載の質問器。
【請求項４】
前記通信コマンドは読み込みコマンドであり、この読み込みコマンドによる無線通信により応答をした無線タグに対してのみ所定の処理を行う請求項１に記載の質問器。
【請求項５】
前記読み込みコマンドによる無線通信により、無線タグが応答をした際の受信データ信号の強度レベルを検出し、この強度レベルが識別子に応じた最小強度レベル以上であるときにのみ前記所定の処理を行う請求項４に記載の質問器。
【請求項６】
前記所定の処理は、無線タグに対する書き込み処理である請求項４に記載の質問器。
【請求項７】
記憶媒体を有し、
前記記憶媒体には、前記送信電力及び前記識別子が対応付けて記憶されている請求項１に記載の質問器。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８２３４０（Ｐ２０１１−１８２３４０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７０４６（Ｐ２０１０−４７０４６）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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