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図面 (15)

課題

識別スロット数が多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、通信時間を短くして効率のよい通信を行う。

解決手段

IC回路部150及びアンテナ151を備えた複数の無線タグTと情報送受信を行う質問器100であって、IC回路部150の無線タグ情報を取得するための応答要求コマンドを生成するAM変調部24と、応答要求コマンドを無線タグTに送信可能でかつ応答要求コマンドに応じて複数の無線タグTから送信された応答信号を、複数の識別スロット区分して受信可能な高周波送受信部34A〜34D及びアンテナ素子1A〜1Dと、無線タグTと情報の送受信を行う通信条件を設定するステップS5の制御手順と、識別スロット数Mを通信条件に基づいて制御するスロット数制御部47とを有する。

概要

背景

小型の無線タグに対し、リーダライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。

例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。質問器としてのリーダ/ライタの送信アンテナより応答器としての無線タグに対し送信波の送信を行うと、無線タグ回路素子はその送信波の電波のもつエネルギを利用して返答の送信を行う。このような通信を行う質問器において、複数の無線タグ回路素子に対し円滑に通信を行うための従来技術として、例えば特許文献1記載のものがある。

この従来技術では、通信範囲にある複数の無線タグ回路素子に応答を促す際、複数個に分割された受信用時間区分識別スロット)を予め用意しておき、複数の無線タグ回路素子それぞれからの応答信号を、所定の関連づけに応じて(例えばタグ識別情報に対応した)該当する識別スロットへと時間的に分離しつつ収納し検出することで、各無線タグ回路素子からの応答信号の衝突発生を抑制又は防止するようになっている。

特開2004−248310号公報

概要

識別スロット数が多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、通信時間を短くして効率のよい通信を行う。IC回路部150及びアンテナ151を備えた複数の無線タグTと情報送受信を行う質問器100であって、IC回路部150の無線タグ情報を取得するための応答要求コマンドを生成するAM変調部24と、応答要求コマンドを無線タグTに送信可能でかつ応答要求コマンドに応じて複数の無線タグTから送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な高周波送受信部34A〜34D及びアンテナ素子1A〜1Dと、無線タグTと情報の送受信を行う通信条件を設定するステップS5の制御手順と、識別スロット数Mを通信条件に基づいて制御するスロット数制御部47とを有する。

目的

本発明の目的は、無駄な通信時間の発生を防止し、効率のよい通信を行える
質問器を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

情報を記憶するIC回路部及びこのIC回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子情報送受信を行う無線タグ通信システム質問器であって、前記IC回路部の前記無線タグ情報不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロット区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項2

請求項1記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナ指向性に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項3

請求項2記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角の幅に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項4

請求項3記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角が大きくなるほど、前記識別スロットの数を多く設定することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項5

請求項2記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナのメインローブの方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項6

請求項5記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記送信手段又は前記受信手段により過去に通信した無線タグ回路素子の数と対応する前記メインローブ方向との相関格納保持する記憶手段を有し、前記スロット制御手段は、前記記憶手段に格納された前記相関に基づき、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項7

請求項5又は6記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記メインローブの方向に応じた識別スロット数可変制御の態様を、操作者手動設定可能に構成されていることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項8

請求項2乃至7のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナは、複数のアンテナ素子を備えたアレイアンテナであることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項9

請求項8記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの前記アンテナ素子のうち通信時において使用する前記アンテナ素子の数に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項10

請求項1乃至9のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された前記送信手段の通信出力に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項11

請求項1乃至10のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの偏波方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項12

請求項1乃至11のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの種類に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

請求項13

請求項12記載の無線タグ通信システムの質問器において、前記送信アンテナ又は前記受信アンテナの種類を検出するアンテナ検出手段を有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記アンテナ検出手段の検出結果に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。

技術分野

0001

本発明は、外部と情報の無線通信が可能な無線タグに対し情報の読み取り又は書き込みを行う無線タグ通信システム質問器に関する。

背景技術

0002

小型の無線タグに対し、リーダライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。

0003

例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。質問器としてのリーダ/ライタの送信アンテナより応答器としての無線タグに対し送信波の送信を行うと、無線タグ回路素子はその送信波の電波のもつエネルギを利用して返答の送信を行う。このような通信を行う質問器において、複数の無線タグ回路素子に対し円滑に通信を行うための従来技術として、例えば特許文献1記載のものがある。

0004

この従来技術では、通信範囲にある複数の無線タグ回路素子に応答を促す際、複数個に分割された受信用時間区分識別スロット)を予め用意しておき、複数の無線タグ回路素子それぞれからの応答信号を、所定の関連づけに応じて(例えばタグ識別情報に対応した)該当する識別スロットへと時間的に分離しつつ収納し検出することで、各無線タグ回路素子からの応答信号の衝突発生を抑制又は防止するようになっている。

0005

特開2004−248310号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上記従来技術においては、予め用意する識別スロットの数が常に一定であるため、通信対象となる無線タグ回路素子の数が多い場合には同一識別スロットで応答する無線回路素子が複数となる場合があるので衝突が発生する恐れがある一方、通信対象となる無線タグ回路素子の数が少ない場合には使用されない空きスロット数が多くなり、無駄に通信時間が長くなる。この結果、効率のよい通信を行うことができなかった。

0007

本発明の目的は、無駄な通信時間の発生を防止し、効率のよい通信を行える
質問器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、第1の発明は、情報を記憶するIC回路部及びこのIC回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、前記IC回路部の前記無線タグ情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有することを特徴とする。

0009

本願第1発明においては、指令生成手段で生成された探索指令が送信手段より複数の無線タグ回路素子に送信され、これに対応した複数の無線タグ回路素子からの応答信号が受信手段で受信される。このとき、複数の識別スロットが備えられ、受信手段は複数の無線タグ回路素子からの応答信号を(例えば時間差をもって)複数の識別スロットに区分して受信する。そして本願第1発明においては、この識別スロットの数が、スロット制御手段によって通信条件に応じて可変に制御される。これにより、例えば通信範囲が大きく対象とする無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、通信範囲が小さく対象とする無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることが可能となる。したがって、本来必要な数以上に識別スロット数が多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、なるべく通信時間を短くして効率のよい通信を行うことができる。

0010

第2発明は、上記第1発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナ指向性に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0011

これにより、例えば通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなるような指向性となる場合には識別スロット数を多くする一方、通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなるような指向性となる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0012

第3発明は、上記第2発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角の幅に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0013

これにより、例えば半値角幅が大きく通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、半値角幅が小さく通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0014

第4発明は、上記第3発明において、前記スロット制御手段は、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角が大きくなるほど、前記識別スロットの数を多く設定することを特徴とする。

0015

半値角幅が大きい場合通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなることから、識別スロット数を多くすることによって、数多い無線タグ回路素子からの応答信号を衝突を防止しつつ確実にもれなく受信することができる。

0016

第5発明は、上記第2発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナのメインローブの方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0017

これにより、例えばメインローブが通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる方向に向く場合には識別スロット数を多くする一方、メインローブが通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる方向に向く場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0018

第6発明は、上記第5発明において、前記送信手段又は前記受信手段により過去に通信した無線タグ回路素子の数と対応する前記メインローブ方向との相関格納保持する記憶手段を有し、前記スロット制御手段は、前記記憶手段に格納された前記相関に基づき、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0019

過去の通信実績である無線タグ回路素子の数をメインローブ方向との相関の形で記憶手段に格納保持し、スロット制御手段がこの過去実績に基づき識別スロット数を可変制御することにより、識別スロット数の最適化をより確実にまた迅速に行うことができる。

0020

第7発明は、上記第5又は第6発明において、前記スロット制御手段は、前記メインローブの方向に応じた識別スロット数の可変制御の態様を、操作者手動設定可能に構成されていることを特徴とする。

0021

メインローブ方向に応じた識別スロット数の増減制御を操作者が適宜に手動設定可能とすることで、利便性をさらに向上することができる。

0022

第8発明は、上記第2乃至第7発明のいずれかにおいて、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナは、複数のアンテナ素子を備えたアレイアンテナであることを特徴とする。

0023

これにより、例えば通信時に使用するアンテナ素子数増減することで、より容易にアンテナの半値角幅を変化させて指向性や通信範囲を変化させることが可能となる。

0024

第9発明は、上記第8発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの前記アンテナ素子のうち通信時において使用する前記アンテナ素子の数に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0025

これにより、例えば使用するアンテナ素子数が少なく半値角幅が広くなって通信可能範囲が比較的大きくなり通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、使用するアンテナ素子数が多く半値角幅が狭くなって通信可能範囲が比較的小さくなり通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0026

第10発明は、上記第1乃至第9発明のいずれかにおいて、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された前記送信手段の通信出力に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0027

これにより、例えば通信出力が大きく通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、通信出力が小さく通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0028

第11発明は、上記第1乃至第10発明のいずれかにおいて、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの偏波方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0029

これにより、例えば送信又は受信アンテナの偏波方向が無線タグ回路素子のタグ側アンテナの偏波方向に近く応答する無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、送信又は受信アンテナの偏波方向が無線タグ回路素子のタグ側アンテナの偏波方向と大きく異なり応答する無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0030

第12発明は、上記第1乃至第11発明のいずれかにおいて、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの種類に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0031

これにより、例えば送信又は受信アンテナの種類が利得が大きく、比較的高性能又は通信範囲が広い等により応答する無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、送信又は受信アンテナの種類が比較的低性能又は通信範囲が狭い等により応答する無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0032

第13発明は、上記第12発明において、前記送信アンテナ又は前記受信アンテナの種類を検出するアンテナ検出手段を有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記アンテナ検出手段の検出結果に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

0033

アンテナ検出手段で送信又は受信アンテナの種類を検出し、その検出結果に基づき、例えば送信又は受信アンテナの種類が比較的高性能・広い通信範囲となるものであるか、比較的低性能・狭い通信範囲となるものであるかに応じて識別スロット数を自動的に増減制御することが可能となる。

発明の効果

0034

本発明によれば、無駄な通信時間の発生を防止して、効率のよい通信を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0035

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

0036

図1は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。

0037

図1において、この無線タグ通信システムSは、本実施形態による質問器100と、これに対応する応答器としての複数の無線タグTとから構成される。

0038

無線タグTは、アンテナ151とIC回路部150とを備えた無線タグ回路素子Toを有している。

0039

質問器100は、この例では後述する4つのアンテナ素子1A〜1D(送信手段、受信手段、送信アンテナ、受信アンテナ)で構成するアンテナユニット(アレイアンテナ)1と、このアンテナユニット1を介して無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスする(この例では読み取りを行う)ための高周波回路2と、無線タグ回路素子Toから読み出された信号を処理するための信号処理回路3と、上記アンテナ1と高周波回路2を介して無線タグ回路素子Toから読み取った情報等を表示する表示部4と、読み取った情報等を格納保持するデータベース(記憶手段;図中ではDBと省略)5と、操作者が各種の設定又は指令を入力操作可能な適宜のボタンキー等を備えた操作部7と、上記信号処理回路3を介し無線タグ回路素子Toから読み出された信号を処理するとともに表示部4及びデータベース5を介し質問器100全体を制御するための中央制御部6とを有する。

0040

アンテナユニット1は、無線タグ回路素子Toの上記アンテナ151との間で無線通信により搬送波を含む信号(質問波)の送信と無線タグTがその信号に対する応答信号(応答波)の受信を兼用して行う複数(この例では4つ)のアンテナ素子(送信アンテナ手段、受信アンテナ手段)1A,1B,1C,1Dを備えている。

0041

全てのアンテナ素子(図1中では斜視で表している)1A〜1Dはそれぞれ例えば略直線状のダイポールアンテナで構成されており、この例では全て略平行に配置されて略同じ所定の間隔で並設されている。これら4つのアンテナ素子1A〜1Dが設置されてアレイ型のアンテナユニット1を構成する。そして送信時には、後述する送信出力制御により4つ全てのアンテナ素子で送信する場合と内側の2つのアンテナ素子だけで送信する場合とに送信態様切り替えることができ、また送信と受信のそれぞれの場合で後述する指向性制御によりアンテナユニット1全体としての指向性方向(メインローブの方向)が電子的に制御されるように構成されている。

0042

中央制御部6は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、中央演算処理装置であるCPU、ROM、及びRAM等から構成され、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ようになっている。

0043

図2は、質問器100の詳細構成を表す機能ブロック図である。この図2に示すように、信号処理回路3は、無線タグTへの送信信号に対応するコマンドビット列を生成するコマンドビット列生成部20と、そのコマンドビット列生成部20から出力されたディジタル信号パルス幅変調等の所定の公知の手法により符号化する符号化部22と、この符号化部22により符号化された信号をAM方式で変調して送信メモリ部26に供給(記憶)するAM変調部(指令生成手段)24と、その送信メモリ部26に記憶された送信信号を随時読み出して所定の送信PAAウェイト掛算する送信PAA(Phased Array Antenna)処理部としての送信ウェイト掛算部28とを有している。

0044

高周波回路2は、所定の局発信号を出力する局部発振器32と、中央制御部6からの制御により外側の2つのアンテナ素子の送信用増幅率と内側の2つのアンテナ素子の送信増幅率をそれぞれ設定する送信出力制御部35と、局部発振器32から出力される局発信号に応じて上記送信ウェイト掛算部28から出力される送信信号をアップコンバートして送信出力制御部35から設定された送信増幅率で増幅し、上記4つのアンテナ素子1A〜1Dから上記質問波として送信すると共に、4つのアンテナ素子1A〜1Dによりそれぞれ受信される受信信号を所定の増幅率で増幅し上記局部発振器32から出力される局発信号に応じてダウンコンバートして受信メモリ部36に供給(記憶)する4つの高周波送受信部(送信手段、受信手段)34A,34B,34C,34Dとを有している。

0045

また、一方、信号処理回路3は、上記受信メモリ部36と、この受信メモリ部36に記憶された受信信号を随時読み出して所定の受信PAAウェイトを掛算する受信PAA処理部としての受信ウェイト掛算部38と、その受信ウェイト掛算部38から出力される受信信号をAM方式で復調してAM復調波を検出するAM復調部40と、送信ウェイト掛算部28において掛算される送信PAAウェイト、受信ウェイト掛算部38において掛算される受信PAAウェイトを個別に制御(算出)するPAAウェイト制御部46も有している。

0046

さらに、信号処理回路3は、上記AM復調部40により復調されたAM復調波を所定の公知の手法により復号する復号部42と、その復号部42により復号された復号信号解釈して上記無線タグTの変調に関する情報信号を読み出す返答ビット列解釈部44と、中央制御部6が設定した識別スロット数を無線タグTへの送信信号に反映させるよう上記コマンドビット列生成部20を制御すると共に、同じ識別スロット数を無線タグTからの受信信号に反映させるよう上記返答ビット列解釈部44を制御するスロット数制御部(スロット制御手段;詳しくは後述する)47も有している。なお、設定した識別スロット数を指定する応答要求コマンド(探索指令)を中央制御部6で生成し、上記コマンドビット列生成部20と返答ビット列解釈部44のそれぞれに対応することで、中央制御部6がスロット数制御部47の機能を兼ねるようにしてもよい。

0047

図3は、送信ウェイト掛算部28の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図3に示すように、送信ウェイト掛算部28は、送信メモリ部26から読み出される送信信号に上記PAAウェイト制御部46から供給される送信PAAウェイトをそれぞれ掛算して各高周波送信部34A,34B,34Cに供給する複数(図3では4つ)の掛算器48a,48b,48c,48dを備えている。ここで、上記掛算器48aが高周波送受信部34Aに、上記掛算器48bが高周波送受信部34Bに、上記掛算器48cが高周波送受信部34Cに、上記掛算器48dが高周波送受信部34Dに、それぞれ対応しており、各掛算器48a,48b,48c,48dからの出力が対応する高周波送信部34A,34B,34C,34Dに供給されるようになっている。

0048

図4は、高周波送受信部34A,34B,34C,34Dの詳細機能を表す機能ブロック図である。この図4に示すように、高周波送受信部34A,34B,34C,34Dは、送信ウェイト掛算部28から供給される送信信号をアナログ信号に変換する送信信号D/A変換器50と、その送信信号D/A変換器50によりアナログ変換された送信信号の周波数を上記局部発振器32から出力される局発信号の周波数だけ高くするアップコンバータ52と、そのアップコンバータ52によりアップコンバートされた送信信号を上記送信出力制御部35から設定される増幅率で増幅する送信信号増幅器54と、その送信信号増幅器54から出力される送信信号を対応するアンテナ素子1A〜1Dに供給すると共に、そのアンテナ素子1A〜1Dから供給される受信信号を受信信号増幅器58に供給する方向性結合器56と、その方向性結合器56から供給される受信信号を所定の増幅率で増幅する受信信号増幅器58と、その受信信号増幅器58から出力される受信信号の周波数を局部発振器32から出力される局発信号の周波数だけ低くするダウンコンバータ60と、そのダウンコンバータ60によりダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記受信メモリ部36に供給する受信信号A/D変換器62とを有している。

0049

図5は、受信ウェイト掛算部38の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図5に示すように、受信ウェイト掛算部38は、受信メモリ部36から読み出される受信信号それぞれにPAAウェイト制御部46から供給される所定の受信PAAウェイトを掛算する複数(図5では4つ)の掛算器64a、64b、64c,64dと、それら掛算器64a〜64dから出力される信号を合成してAM復調部40に供給する合成器66とを有している。ここで、上記掛算器64aが高周波送受信部35Aに、掛算器64bが高周波送受信部35Bに、掛算器64cが高周波送受信部35Cに、掛算器64dが高周波送受信部35Dに、それぞれ対応している。

0050

以上の構成の質問器100においては、中央制御部6が設定した送信PAAウェイトを順次変化させながらPAAウェイト制御部46に出力することによって送受信時における最大指向性方向(以下、メインローブ方向という)を順次対応する角度に変化させ、4つのアンテナ素子1A〜1Dによるメインローブ方向を、上記送信PAAウェイト又は上記受信PAAウェイトに対応する一つの方向のみ強くなるように保持しつつその方向を順次変化させる、いわゆるフェイズドアレイ制御を行うことができる。

0051

また、中央制御部6の設定により送信出力制御部35は、送信時において4つ全ての高周波送受信部34A〜34Dの送信信号増幅器54に対し同じ増幅率を出力して4つ全てのアンテナ素子1A〜1Dで送信を行わせる4素子送信モードと、送信時において内側の2つの高周波送受信部34B,34Cの送信信号増幅器54にだけ同じ増幅率を出力して(外側の2つの高周波送受信部34A,34Dには増幅率を0とする)対応する内側2つのアンテナ素子1B,1Cだけで送信を行わせる2素子送信モードとに切り替えることができる。

0052

ここで、上述したフェイズドアレイ制御のように指向性を持たせた場合(=指向性制御時)の電波通信の一般的な特性として、使用するアンテナ素子が少ないほど有効指向性幅を示す半値角(アンテナユニット1全体の中央位置を中心とした周方向で上記メインローブ方向を中心とした通信可能角度幅)が広くなり、逆に使用するアンテナ素子が多いほど半値角が狭くなる性質がある。このため、上記構成のアンテナユニット1では2素子送信モードに切り替えることにより比較的広い半値角の幅で送信することができ、また4素子送信モードに切り替えることにより比較的狭い半値角の幅で送信することができる。

0053

また、同様にフェイズドアレイ制御においては、送信時に通信電力(通信出力)を大きく設定して電波信号を大きく増幅するほど、アンテナユニット1からの有効通信距離が長くなり、一方、通信電力を小さく設定して電波信号を小さく増幅するほど、アンテナユニット1からの有効通信距離が短くなる。

0054

そして、上記質問器100は上記メインローブ方向と上記半値角と上記通信電力などの通信条件によりアンテナ指向性で形成される探索対象領域を決定し、この探索対象領域に存在する複数の無線タグTに対してそれぞれの識別情報(無線タグ情報;以下、タグIDという)を応答信号として発信させるよう要求する応答要求コマンド(探索指令)を送信する。なおこの応答要求コマンドは、応答すると予想される無線タグTの数が不確定な条件下において探索を行うための探索指令である。この応答要求コマンドには、この例で0から15までのいずれかの値で指定するスロット数指定値Qが含まれており、質問器100のアンテナユニットから応答要求コマンドが送信されると各無線タグTは0から2Q−1(=2のQ乗−1)までのスロットカウント値Sを乱数により生成保持する。

0055

また質問器100は該コマンドを送信後、所定の識別スロットで無線タグTからの応答を待ち受ける。無線タグTでスロットカウント値Sとして値0を生成したものはこのスロットで応答する。

0056

その後、さらに質問器100はスロットカウント減算コマンドを送信し、直後に設けられた所定の識別スロット時間枠で無線タグTの応答を待つのである。、スロットカウント減算コマンドを受信した各無線タグTは自身のスロットカウント値Sを減算し保持し、該スロットカウント値Sが値0になった時点の識別スロットタグIDを含む応答信号を送信するのである。

0057

このように各無線タグTが異なる識別スロットでにより応答信号を返信することで、質問器100は混信を受けることなく一つ一つ一つの無線タグTのタグIDを明確に受信することができる(詳細は後述する)。

0058

図6は、上記無線タグTに備えられた無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。

0059

図6において、無線タグ回路素子Toは、上記質問器100側の上記アンテナ素子1A〜1Dと短波帯(例えば13.56MHz)、UHF帯マイクロ波帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行う上記アンテナ(タグ側アンテナ)151と、このアンテナ151に接続された上記IC回路部150とを有している。

0060

IC回路部150は、アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積駆動電源とするための電源部153と、上記アンテナ151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157に供給するクロック抽出部154と、無線タグTのタグIDなどの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155と、上記アンテナ151に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部156と、上記質問器100からの上記コマンドの受信時に当該無線タグTが応答信号(リプライ信号)をどの識別スロットに出力するかを決定するための乱数を発生させる乱数発生器158(詳細は後述)と、上記整流部152、クロック抽出部154、変復調部156、及び乱数発生器158等を介して上記無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。

0061

変復調部156は、アンテナ151により受信された上記質問器100のアンテナ素子1A〜1Dからの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部157からの返信信号に基づき、アンテナ素子1A〜1Dより受信された搬送波を反射変調する。

0062

乱数発生器158は、上記質問器100からの上記応答要求コマンドに指定されているスロット数指定値Qに対し、0から2Q−1までの乱数を発生させる。

0063

制御部157は、質問器100と通信を行うことにより上記メモリ部155に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ151により受信された質問波を上記変復調部156において上記メモリ部155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としこれを上記乱数発生器158により発生させた乱数に対応する識別スロットで上記アンテナ151から応答波を反射返信する制御等の、基本的な制御を実行する。

0064

クロック抽出部154は受信した信号からクロック成分を抽出して制御部157にクロックを抽出するものであり、受信した信号のクロック成分の速度に対応したクロックを制御部157に供給する。

0065

以上において、本実施形態の最も大きな特徴は、質問器100が複数の無線タグTを探索する際に、そのときの通信条件を変化させることで探索対象となる無線タグTの数が変動する場合、その通信条件の変化に応じて識別スロット数Mを過不足ないよう可変的に設定することにある。以下、その詳細を順次説明する。

0066

まず、本実施形態の例では、変化させる通信条件として2素子送信モードと4素子送信モードの切り替えにより半値角の幅を変化させる場合について説明する。

0067

図7は、2素子送信モードと4素子送信モードのそれぞれの場合の探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。この図7において、上述したようにアンテナ素子1A〜1Dを多く使用した場合(4素子送信モード)には半値角は狭くなり、すなわちメインローブ方向を中心とした探索対象領域の幅が比較的狭く形成される。また通信電力を同じとしたままでアンテナ素子1B〜1Cを少なく使用した場合(2素子送信モード)には半値角は広くなり、すなわちメインローブ方向を中心とした探索対象領域の幅が比較的広く形成される。

0068

これにより、例えば図示するようにメインローブ方向に略直交する方向に沿って無線タグTが(又は無線タグTが貼付された物品が)並べられている場合には、半値角の幅を広くすることにより探索対象となる無線タグTの数(探索対象領域内に取り込んで質問波を受信させることのできる無線タグTの数)が増加することが容易に予想できる。

0069

そしてこのように通信条件の違いによる探索対象となる無線タグTの数の増減に応じて、識別スロット数M(=2のQ乗−1)も適切に変化させる必要がある。つまり、探索対象の無線タグTの数に対して識別スロット数Mが少なすぎる場合には、複数の無線タグTが同一の識別スロットを選択(上述したようにこの例では乱数により選択)して応答信号を混信(衝突)させる恐れが高くなり、通信の安定性を低下させてしまう。また、逆に識別スロット数Mが多すぎる場合には、無線タグTからの応答の無い空のスロットの割合が増えるのですべての無線タグTを処理する時間が無意味に長くなってしまい通信の効率を低下させてしまう。これに対して本実施形態では、通信条件の一つである半値角の変化に応じて識別スロット数Mを適切に変化させるよう設定するものである。

0070

図8は、上記構成の質問器100の中央制御部6によって実行される制御手順を表すフローチャートである。なお、このフローチャートの例では、探索対象領域内に存在する未知数個(実際にはN個存在)の無線タグTを探索対象として、それらのタグIDを取得し表示する制御手順を表している。また、半値角以外の通信条件であるメインローブ方向及び通信電力は変動させずに一定に固定するものとする。

0071

この図8において、操作部7または特に図示しないPCなどの上位の制御手段により、無線タグTの探索の開始が指令されるとこのフローが開始される。

0072

まずステップS5において、操作部7を介した操作者からの入力設定(又はデータベース5からの指定設定)により半値角の幅が設定され、それに対応して送信出力制御部35に対し2素子送信モードか4素子送信モードのいずれかに切り替えるよう制御信号を出力する。また同時に、メインローブ方向、通信電力などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信PAAウェイト及び受信PAAウェイトが算出され、PAAウェイト制御部46を介し送信ウェイト掛算部28及び受信ウェイト掛算部38に出力される。

0073

そして次にステップS10へ移り、上記ステップS5で送信出力制御部35が2素子送信モードに切り替えられているか否かを判定する。2素子送信モードに切り替えられている場合、判定が満たされ、すなわち半値角の幅が広く設定されているとみなされてステップS15へ移り、比較的多めの無線タグTを探索できるよう識別スロット数Mを多めに(あらかじめ定められた数に、例えば値254に)設定してステップS25へ移る。また一方、上記ステップS5で送信出力制御部35が4素子送信モードに切り替えられている場合、判定が満たされず、すなわち半値角の幅が狭く設定されているとみなされてステップS20へ移り、比較的少なめの無線タグTを探索するよう識別スロット数Mを少なめに(あらかじめ定められた数に、たとえば値15に)設定してステップS25へ移る。

0074

ステップS25では、上記設定された識別スロット数Mに対応するスロット数指定値Q(本実施形態ではスロット数254の場合は値8を、スロット数15の場合は4を)を含んで各無線タグTに応答要求コマンド信号として送信する。

0075

次にステップS30へ移り、無線タグTからの応答信号を1スロット分の時間(所定の識別スロットの時間枠)だけ受信する。スロットカウントSが値0になった無線タグTがなく、応答信号が受信されない場合でも1スロット分の時間は受信状態を維持する。これらステップS25とステップS30の手順で、識別スロット1つ分の送受信制御が行われることになる。

0076

次にステップS35へ移り、通信の最初に応答要求コマンドで通知したスロット数指定値Qに対応した回数(2のQ乗−1回)の識別スロットの受信を行ったかにより全ての識別スロットに対して受信制御を行ったか否かを判定する。まだ全ての識別スロットに対して受信制御を行っていない場合、判定が満たされず、すなわちまだ受信制御を行っていない識別スロットが残っているとみなされてステップS40に移る。

0077

ステップS40では、スロットカウント減算コマンドを送信する。このスロットカウント減算コマンドは、各無線タグTが応答信号を送信する識別スロットのタイミングを計るためのスロットカウント値S(後述の図9参照)の値を1だけ減算させるよう指令するコマンドである。ステップS40が完了したら、ステップS30に戻り、同様の識別スロット1つ分の受信制御を繰り返す。

0078

一方、前述のステップS35において、全ての識別スロットに対して受信制御が行われていた場合には判定が満たされ、ステップS45へ移る。ステップS45では、受信した全ての応答信号が正常であるか否か、すなわち1つの識別スロットで同時に複数の無線タグTが応答信号が衝突・混信していないか、又は各応答信号の受信に失敗していないか否かを公知の手法で判定する。受信した応答信号のうち一つでも正常と認められないものがある場合、判定が満たされず、ステップS25へ戻りあらためて応答要求コマンドを送信し無線タグTの探索をやり直す。ここで好適にはスロット数指定値Qを大きくしてやり直す(ステップS46)。衝突が発生したということは予想よりも多くの数の無線タグTが通信範囲に存在していたとみなされるからである。一方、受信した応答信号が全て正常であると認められた場合、判定が満たされ、次のステップS50へ移る。

0079

ステップS50では、正常に受信した全ての応答信号からタグIDを取得し、それらをデータベース5に登録するとともに表示部4に一覧表示してこのフローを終了する。

0080

図9は、図6に示した無線タグ回路素子Toが備える制御部125によって実行される制御手順を表すフローチャートである。この図9において、無線タグTが初期化コマンド(詳細な説明を省略する)を受信してその初期信号により無線電力が与えられるとともに制御部157が初期化されと無線タグ回路素子Toが起動し、このフローが開始される。

0081

まず、ステップS105で無線タグ回路素子Toが起動した直後に応答要求コマンドの命令内容を解釈するよう受信制御する。このとき、応答要求コマンドに含まれるスロット数指定値Qをメモリ部155に記憶する。

0082

次にステップS110へ移り、上記ステップS105でメモリ部155に記憶されたスロット数指定値Qに基づいて0から2Q−1までの乱数を乱数発生器158により発生させ、その値をカウント値とする。このカウント値は0から識別スロット数Mまで間の値となり、これによって当該無線タグTが応答信号を送信する識別スロットが決定される。

0083

次にステップS115へ移り、カウント値が0であるか否かを判定する。カウント値が0でない場合、判定が満たされず、すなわちまだ応答信号を送信すべき識別スロットに達していないとみなされて次のステップS120へ移る。

0084

ステップS120では、カウント減算コマンドを受信したか否かを判定し、受信するまでその時点の識別スロットの間受信制御を繰り返す。カウント減算コマンドを受信した場合、判定が満たされて、次のステップS125へ移り、カウント値を1減算してステップS115へ戻り同様の手順を繰り返す。

0085

また一方、上記ステップS115においてカウント値が0となっている場合、判定が満たされ、すなわち当該無線タグTが応答信号を送信すべき識別スロットに達したとみなされて次のステップS130へ移り、当該無線タグTのタグIDを含む応答信号を所定のタイミングで返信してこのフローを終了する。

0086

図10は、上記図8の制御手順を行う質問器100と上記図9の制御手順を行うN個の無線タグTの間で送受される信号のタイムチャートを表す図である。この図10において、図中左側から右側に向かって時系列変化するものとし、質問器100が応答要求コマンドまたはカウント減算コマンドを送信してから無線タグTの応答信号の受信が1組になって各識別スロットが形成されている。

0087

まず最初に、この例では、質問器100から応答要求コマンドが送信された直後に乱数によってスロットカウント値が0に生成された無線タグT1が識別スロット1で応答信号を送信する。そして質問器100がその応答信号を受信した後に、カウント減算コマンドを送信することで各無線タグTがそれを受信してそれぞれのスロットカウント値を1減算する。その時点でカウント値が0となった無線タグT0が次の識別スロット2で応答信号を送信する。図示の例のようにスロットカウント値が0になった無線タグが無い場合は当該識別スロットでの返信はない。質問器100が識別スロット終了後に、またカウント減算コマンドを送信し、無線タグT1の応答スロットを経て識別スロットが終了する。

0088

以上の手順を繰り返すことにより、N個全ての無線タグTの応答信号をM個の識別スロットで受信することができる。ここで、質問器100側で用意する識別スロットの数Mが探索対象の無線タグTの個数Nより大きく設定されていれば、各無線タグTのカウント値が乱数により発生されているために、それぞれの無線タグTが応答信号を送信する識別スロットがM個分の識別スロットに渡って均等かつ一意的に分布することが期待できる。このようにしてN個全ての無線タグTの応答信号を通信条件に基いてスロット数を設定することにより通信時間を無駄に長くすることなく受信することができる。また本実施形態では、質問器100側で用意する識別スロットの数Mを(前述のようにアンテナ素子数に対応させて)探索対象の無線タグTの個数Nに対し必要以上に大きくせず適度な値に設定することで、探索処理全体の時間を短くすることができ、効率のよい通信を行うことができる。なお混信が生じた場合は、スロット数を増加させて探索処理を最初からやり直すようにすればよい(図8のステップS45、ステップS46参照)。

0089

以上において、上記図8のステップS5が、無線タグ回路素子Toと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

0090

以上のように構成した本実施形態においては、識別スロット数Mが、スロット数制御部47によって通信条件(この例ではアンテナ素子1A〜D)に応じて可変に制御され、アンテナ素子数が少なく通信範囲が大きいときにはその範囲内に存在する無線タグTの数が多くなることに対応し識別スロット数Mを多くする一方、アンテナ素子数が多く通信範囲が小さいときにはその範囲内に存在する無線タグTの数が少なくなることに対応し識別スロット数Mを少なくする。したがって、本来必要な数以上に識別スロット数Mが多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、なるべく通信時間を短くして効率のよい通信を行うことができる。

0091

なお、本実施形態では応答要求コマンドの送信時に各アンテナ素子1A〜1Dが送信アンテナとして機能する際の指向性に応じて(=送信時に使用するアンテナ素子数に応じて)識別スロット数Mを制御しているが、本発明はこれに限らず、各無線タグTからの応答信号の受信時で各アンテナ素子1A〜1Dが受信アンテナとして機能する際の指向性に応じて(=受信数に使用するアンテナ素子数に応じて)識別スロット数Mを制御してもよい。

0092

また、この実施形態では特に、アンテナユニット1が複数のアンテナ素子1A〜1Dを備えたアレイアンテナであることにより、例えば通信時に使用するアンテナ素子数を増減することで、より容易に半値角幅を変化させてアンテナ1A〜1Dの指向性や通信範囲を変化させることが可能となる。

0093

なお、本発明は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。

0094

(1)通信電力に応じて識別スロット数を設定する場合
上記実施形態では、通信条件の一つである半値角の幅を可変に設定し、その半値角の幅に応じて識別スロット数Mを可変に設定していたが、本発明はこれに限らず、例えば他の通信条件の一つである通信電力に応じて識別スロット数Mを可変に設定してもよい。

0095

本変形例は上記実施形態とハードウェア構成が同じであり、通信条件の一つである通信電力の設定によりアンテナ1A〜1Dの指向性を変化させる制御手順のみが異なるだけである。以下その相違する制御手順のみを説明し、同等の構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する(以下の各変形例についても同様)。

0096

図11は、本変形例において通信電力を大きく設定した場合と小さく設定した場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図であり、上記実施形態における図7に対応する図である。この図11において、前述したように通信電力を大きく設定して電波信号を大きく増幅するほど、アンテナユニット1からの有効通信距離が長くなり、すなわち探索対象領域が比較的広く形成される。一方、通信電力を小さく設定して電波信号を小さく増幅するほど、アンテナユニット1からの有効通信距離が短くなり、すなわち探索対象領域が比較的狭く形成される。

0097

これにより、例えば図示するようにメインローブ方向に略沿う方向に無線タグTが(又は無線タグTが貼付された物品が)並べられている場合には、通信電力を大きく設定することにより探索対象となる無線タグTの数が増加することが容易に予想できる。このように本変形例は、通信条件の一つである通信電力の設定に応じて識別スロット数Mを適切に変化させるよう設定するものである。なお、通信電力を変化させても、図示するように半値角幅Xは影響を受けずに変化しないままとなる。

0098

図12は、本変形例において質問器100の中央制御部6によって実行される制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図8に相当する図である。なお、このフローチャートの例では、通信電力以外の通信条件であるメインローブ方向及び半値角幅は変動させずに一定に固定するものとする。この図12のフローは概略的に図8のフローとほぼ同じであり、図8のフローにおけるステップS5及びステップS10の各手順が異なっている。以下その相違する手順のみを説明する。

0099

図12において、まず図8のステップS5に代えて行うステップS5Aでは、操作部7を介した操作者からの入力設定、又はデータベース5からの指定設定により通信電力が設定され、それに対応して送信出力制御部35に対し制御信号を出力する。また同時に、メインローブ方向、半値角幅などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信PAAウェイト及び受信PAAウェイトが算出され、PAAウェイト制御部46に出力される。

0100

そして図8のステップS10に代えて行うステップS10Aでは、上記ステップS5Aで通信電力が通常よりも大きく設定されているか否かを判定する。通信電力が大きく設定されている場合、判定が満たされ、すなわち探索対象領域が比較的広く形成されているとみなされ、ステップS15へ移り、比較的多めの無線タグTを探索できるよう識別スロット数Mを多めに(前述したように例えば値254に)設定してステップS25へ移る。また一方、上記ステップS5Aで通信電力が通常よりも小さく設定されている場合、判定が満たされず、すなわち探索対象領域が比較的狭く形成されているとみなされてステップS20へ移り、比較的少なめの無線タグTを探索するよう識別スロット数Mを少なめに(前述したように例えば値15に)設定してステップS25へ移る。

0101

以上において、上記図12のステップS5Aが、無線タグ回路素子Toと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

0102

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部47が、ステップS5Aで設定された通信電力に応じて識別スロット数Mを可変に制御することにより、上記実施形態と同様に無駄に通信時間が長くなるのを防止できる。

0103

(2)メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する場合
本変形例では、通信条件の一つであるメインローブ方向を順次変化させるフェイズドアレイ制御を行い、そのメインローブ方向に応じて識別スロット数Mを可変に設定する。

0104

本変形例も上記実施形態とハードウェア構成が同じであり、通信条件の一つであるメインローブ方向を順次変化させるフェイズドアレイの制御手順と、データベース5への履歴情報の格納保持を行う制御手順のみが異なるだけである。

0105

図13は、本変形例においてメインローブ方向を順次変化させた場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図であり、上記実施形態における図7に対応する図である。この図13において、図示するように無線タグTを貼付した物品が多数載置されている70に向かうメインローブ方向と、それ以外の方向に向かうメインローブ方向では明らかに探索対象となる無線タグTの数が異なることが容易に予想できる。このように本変形例は、通信条件の一つであるメインローブ方向の変化に応じてあらかじめ探索対象の無線タグTの数の増減が分かっている場合に、それに応じて識別スロット数Mを適切に変化させるよう設定するものである。また、本変形例では、過去の探索処理で通信した無線タグTの数と対応するメインローブ方向との相関をデータベース5に格納保持することにより、識別スロット数Mの最適化をより確実にするものである。

0106

図14は、本変形例において質問器100の中央制御部6によって実行される制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図8に相当する図である。なお、このフローチャートの例では、メインローブ方向以外の通信条件である半値角幅及び通信電力は変動させずに一定に固定するものとする。以下、主に図8と異なる手順について説明する。

0107

図14において、まず図8のステップS5に代えて行うステップS5Bでは、通信電力、半値角幅及びメインローブ方向の初期値などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信PAAウェイト及び受信PAAウェイトが算出され、PAAウェイト制御部46を介し送信ウェイト掛算部28及び受信ウェイト掛算部38に出力される。このとき、探索処理を初めて行う場合(または無線タグTの配置状況が大きく変化した場合)には、操作部7を介した操作者からの入力設定により、探索させる各メインローブ方向においてそれぞれ探索が予想される無線タグTの数を設定し、データベース5に記憶させる。

0108

次にステップS6へ移り、メインローブ方向を新たに設定、又は切り替える。ここで、上記ステップS5Bによりメインローブ方向が初期値のままである場合には切り替える必要はなく、後述するステップS48の判定によりループのために戻ってきた場合に対して次のメインローブ方向に切り替えを行う。

0109

次にステップS8へ移り、現在設定されているメインローブ方向に対応して前回の探索処理に応答信号を送信した無線タグTの数をDBから取得する。これにより、現在のメインローブ方向に沿った探索対象領域において存在が予想される無線タグTのおおよその個数を取得できる。

0110

次に、図8のステップS10に代えて行うステップS10Bでは、上記ステップS8で取得した無線タグTの予想存在個数が通常より多いか、すなわち現在のメインローブ方向が無線タグTの多い方向であるか否かを判定する。予想存在個数が多い場合、判定が満たされ、ステップS15へ移り、比較的多めの無線タグTを探索できるよう識別スロット数Mを多めに(あらかじめ定められた数、前述したように例えば値254に)設定してステップS25へ移る。また一方、予想存在個数が少ない場合、判定が満たされず、ステップS20へ移り、比較的少なめの無線タグTを探索するよう識別スロット数Mを少なめに(あらかじめ定められた数、前述したように例えば値15に)設定してステップS25へ移る。なお、ステップS15及びステップS20は、それぞれ無線タグTの予想存在個数に応じて、連続的に識別スロット数Mを設定してもよい。

0111

ステップS25〜ステップS45及びステップS46の探索処理については、図8と同様の手順である。

0112

そしてステップS45で、全ての応答信号が正常であると判定された場合には、次にステップS47へ移り、現在のメインローブ方向に対応して今回の探索処理で応答した無線タグTの数をデータベース5に記録する。このとき、上記ステップS25〜ステップS45及びステップS46までの探索処理で識別スロット数Mが不足して応答信号の衝突が多く発生していた場合には無線タグTの数を増加修正して記録し、また識別スロット数Mが多すぎて必要以上に通信時間が長く要した場合には無線タグTの数を減少修正して記録するようにしてもよい。

0113

次にステップS48へ移り、全てのメインローブ方向に対して探索処理を行ったか否かを判定する。全てのメインローブ方向に対して探索処理が終了していない場合、判定が満たされず、ステップS6に戻り、このステップS6で次のメインローブ方向に切り替えられて探索処理を繰り返す。一方、全てのメインローブ方向に対して探索処理が終了した場合、判定が満たされ、ステップS50へ移り、取得したタグIDを全てデータベース5に登録するとともに表示部4に一覧表示してこのフローを終了する。

0114

以上において、上記図14のステップS5Bが、無線タグ回路素子Toと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

0115

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部47が、メインローブ方向に応じて、識別スロット数Mを可変に制御することにより、上記実施形態と同様に無駄に通信時間が長くなるのを防止できる。

0116

また、この変形例では特に、過去の通信実績である無線タグTの数をメインローブ方向との相関の形でデータベース5に格納保持し、スロット数制御部47がこの過去実績に基づき識別スロット数Mを可変制御することにより、識別スロット数Mの最適化をより確実にまた迅速に行うことができる。

0117

また、この変形例では特に、メインローブ方向に応じた識別スロット数Mの増減制御を操作者が操作部7を介して適宜に手動設定可能とすることで、利便性をさらに向上することができる。

0118

(3)偏波方向に応じて識別スロット数を設定する場合
上記実施形態では、通信条件の一つである半値角の幅を可変に設定し、その半値角の幅に応じて識別スロット数Mを可変に設定していたが、本発明はこれに限らず、例えば他の通信条件の一つとしてアンテナ1A〜1Dの偏波面の方向(偏波方向)に応じて識別スロット数Mを可変に設定してもよい。

0119

例えば、特に図示しないが、通常では書棚に立てかけて保管する包袋ファイルに偏波面が上下方向に配置されるよう無線タグTが貼付されているとして、少数の包袋ファイルが寝かせた状態で保管されているとする。この場合には、ほとんどの無線タグTは偏波面方向が上下方向に向かう配置であるのに対し、偏波面が水平方向に向かう配置の無線タグTが少数しか存在していないことが明らかに分かる。このような場合でも、偏波方向を通信条件として設定し、他の通信条件(半値角幅、通信電力又はメインローブ方向)が変化しなくとも、この偏波方向に応じて識別スロット数Mを可変に設定することは有効である。

0120

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部47が、通信条件の1つである偏波方向に応じて識別スロット数Mを可変に制御することにより、例えば質問器100側のアンテナ素子1A〜1Dの偏波方向が無線タグT側のアンテナ151の偏波方向に近く応答する無線タグTの数が多くなる場合には識別スロット数Mを多くする一方、質問器100側のアンテナ素子1A〜1Dの偏波方向が無線タグT側のアンテナ151の偏波方向と大きく異なり応答する無線タグTの数が少なくなる場合には識別スロット数Mを少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0121

(4)アンテナの種類に応じて識別スロット数を設定する場合
本変形例では、通信条件の一つとして質問器100側のアンテナの種類に応じて識別スロット数Mを可変に設定する。

0122

例えば、特に図示しないが、上記実施形態で使用したダイポールアンテナ以外の種類のアンテナ(例えば八木アンテナやその他各種アンテナ等)をアンテナ素子に使用した場合でも指向性の違いによって探索対象領域が異なり、無線タグTの存在個数に明らかに異なることが分かる場合がある。このような場合でも、アンテナの種類に応じて識別スロット数Mを可変に設定することは有効である。

0123

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部47は、アンテナの種類に応じて、識別スロット数Mを可変に制御することにより、例えば質問器100側のアンテナの種類が利得が大きく、比較的高性能又は通信範囲が広い等により応答する無線タグTの数が多くなる場合には識別スロット数Mを多くする一方、質問器100側のアンテナの種類が比較的低性能又は通信範囲が狭い等により応答する無線タグTの数が少なくなる場合には識別スロット数Mを少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

0124

なお、この変形例において質問器100側のアンテナの種類を検出する検出装置(アンテナ検出手段)を備えることも有効である。すなわち、この検出装置により質問器100側のアンテナの種類を検出し、その検出結果に基づき、例えば質問器100側のアンテナの種類が比較的高性能・広い通信範囲となるものであるか、比較的低性能・狭い通信範囲となるものであるかに応じて識別スロット数Mを自動的に増減制御することが可能となる。

0125

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

0126

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

0127

本発明の一実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
質問器の詳細構成を表す機能ブロック図である。
送信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。
高周波送受信部の詳細機能を表す機能ブロック図である。
受信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。
無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。
2素子送信モードと4素子送信モードのそれぞれの場合の探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。
質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。
図6に示した無線タグ回路素子が備える制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。
図8の制御手順を行う質問器と図9の制御手順を行うN個の無線タグの間で送受される信号のタイムチャートを表す図である。
通信電力に応じて識別スロット数を設定する変形例において、通信電力を大きく設定した場合と小さく設定した場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。
通信電力に応じて識別スロット数を設定する変形例において、質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。
メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する変形例において、メインローブ方向を順次変化させた場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。
メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する変形例において、質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。

符号の説明

0128

1アンテナユニット(アレイアンテナ)
1Aアンテナ素子(送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段)
1B アンテナ素子(送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段)
1C アンテナ素子(送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段)
1D アンテナ素子(送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段)
2高周波回路
3信号処理回路
4 表示部
5データベース
6中央制御部
7 操作部
24 AM変調部(指令生成手段)
47スロット数制御部(スロット制御手段)
34A高周波送受信部(送信手段、受信手段)
34B 高周波送受信部(送信手段、受信手段)
34C 高周波送受信部(送信手段、受信手段)
34D 高周波送受信部(送信手段、受信手段)
100質問器
T無線タグ
To無線タグ回路素子
M 識別スロット数

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