JP2006121156A

JP2006121156A - Radio communications system

Info

Publication number: JP2006121156A
Application number: JP2004303997A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamazaki; 茂山▲崎▼; Takashi Matsuyama; 崇松山; Atsuo Chiga; 敦夫千賀
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-05-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communications system capable of starting communicating with a transponder that exists in the communication area of an interrogator, surely and in a short time. <P>SOLUTION: The interrogator 1 is provided with two transmission antennas 11, 12, whose directivity can be variably controlled. First and second interrogation waves, having a different frequency, are transmitted from the two transmission antennas 11, 12 of the interrogator 1, while variably controlling the directivity. Only the transponder 2 existing at a point where the first interrogation wave overlaps on the second interrogation wave receives both the first and second interrogation waves and returns a response signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、質問器と応答器間で無線通信する無線通信システムに関し、特に、質問器が所望の応答器と確実に通信できるようにする無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system that performs wireless communication between an interrogator and a responder, and more particularly, to a wireless communication system that enables an interrogator to reliably communicate with a desired responder.

従来、質問器から質問波を放射し、この質問波の通信エリア内に存在する応答器が質問波を受信して応答波を質問器に返信する、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システム等で代表される質問器−応答器による無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平８−２４８１２７号公報特開平１０−２２４２５９号公報特開２００４−８８７５５号公報 Conventionally, a question wave is radiated from an interrogator, and a responder that exists in the communication area of this interrogation wave receives the interrogation wave and returns a response wave to the interrogator. For example, it is represented by an RFID (Radio Frequency Identification) system. There is known a wireless communication system using an interrogator-responder (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
JP-A-8-248127 JP-A-10-224259 JP 2004-88755 A

ところで、従来のこの種の無線通信システムでは、質問器から予め定めた通信エリアに質問波を放射し、通信エリア内に応答器が存在すると、応答器は質問波を受信して電力供給を受け、十分な電力が得られると動作を開始して応答波を返信する。このため、例えば応答器が質問器の通信エリアを高速で通過するようなシステムの場合、十分な電力が得られる通信可能領域の滞在時間が限られるので、通信時間を確保するための対策として、無線出力を増大して質問波の送信エリアを広げることが考えられる。しかし、電波法により無線出力は制限されている。また、仮に質問波の送信エリアを広げた場合、所望の応答器以外の応答器が反応する虞れがあり、単に送信エリアを広げることは好ましくない。 By the way, in this type of conventional wireless communication system, when an interrogator emits an interrogation wave to a predetermined communication area and a responder exists in the communication area, the responder receives the interrogation wave and receives power supply. When sufficient power is obtained, the operation is started and a response wave is returned. For this reason, for example, in the case of a system in which the responder passes through the communication area of the interrogator at high speed, the stay time in the communicable area where sufficient power can be obtained is limited, so as a measure to ensure communication time, It is conceivable to increase the radio output to widen the transmission area of the interrogation wave. However, wireless output is restricted by the Radio Law. Further, if the transmission area of the interrogation wave is expanded, there is a possibility that a response device other than the desired response device may react, and it is not preferable to simply expand the transmission area.

また、質問波の通信エリアに複数の応答器が存在すると、通信エリア内の複数の応答器が質問波を受信して応答波を返信するが、応答波を返信した複数の応答器に中に、応答波がマスクされて質問器側で認識できない応答器が存在すると、質問器側で認識してないにも拘わらず応答器側では通信が完了したと判断し、システム上、不具合が発生する。 In addition, if there are multiple responders in the interrogation wave communication area, the multiple responders in the communication area receive the interrogation wave and send back the response wave. If the response wave is masked and there is a responder that cannot be recognized by the interrogator, the responder determines that the communication has been completed even though it is not recognized by the interrogator, causing a problem on the system. .

更に、例えばＲＦＩＤシステム等において、一定時間内に複数の応答器と通信を行う必要性がある場合、例えば、従来では各応答器と通信する場合、応答器に付されたＩＤ番号の上位のビットから１ビットづつ各応答器の応答波だけが受信されるまでＩＤ番号を絞って行くような通信プロトコルにより対応している。例えば、図１１に示すように質問器１００の通信エリア（図の斜線部分）内に、例えばＩＤ番号がそれぞれ「００１１」、「００１０」、「１１００」、「１１１１」の４つの応答器１０１が存在している場合、ＩＤ番号「００１０」の応答器を読み出す場合は図１２のフローチャートのようになり、ＩＤ番号「１１１１」の応答器を読み出す場合は図１３のフローチャートのようになる。図中、各応答器と通信を開始されるまでの経路を実線で示してある。図１２、１３から分かるように、ＩＤ番号「００１０」と「１１１１」の各応答器では、通信が開始されるまでの時間が異なる。このように、従来の無線通信システムでは、通信エリア内の複数の応答器と一定時間内に通信を行う必要性があるシステムの場合、各応答器と通信できるまでに時間がかかると共に、応答器によって通信開始までの時間が不規則であった。 Furthermore, when there is a need to communicate with a plurality of responders within a certain time, for example, in an RFID system, for example, when communicating with each responder conventionally, the upper bits of the ID number attached to the responder The communication protocol is such that the ID number is narrowed down until only the response wave of each responder is received bit by bit. For example, as shown in FIG. 11, four responders 101 with ID numbers “0011”, “0010”, “1100”, and “1111”, for example, are included in the communication area of the interrogator 100 (the hatched portion in the figure). In the case where it exists, when the responder with the ID number “0010” is read, the flowchart of FIG. 12 is read, and when the responder with the ID number “1111” is read, the flowchart of FIG. In the figure, the path to start communication with each responder is indicated by a solid line. As can be seen from FIGS. 12 and 13, the response times of the responders with ID numbers “0010” and “1111” are different. Thus, in a conventional wireless communication system, in the case of a system that needs to communicate with a plurality of responders in a communication area within a certain time, it takes time to communicate with each responder, and the responder Due to this, the time until the start of communication was irregular.

本発明は上記問題点に着目してなされたもので、質問器が所望の応答器と確実に、また、短時間で通信が開始できる無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object thereof is to provide a wireless communication system in which an interrogator can start communication with a desired responder reliably and in a short time.

このため、請求項１の発明では、質問器から質問波を送信し、該質問波を受信した応答器が応答波を返信することにより、質問器と応答器間で情報を交信する無線通信システムであって、前記質問器が、周波数の互いに異なる第１及び第２質問波を送信する２つの送信アンテナと、該２つの送信アンテナの少なくとも一方の指向性を可変制御する指向性制御部とを備え、前記第１及び第２質問波が重なった位置に存在する応答器とだけ交信する構成とした。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, a radio communication system in which an interrogator and a responder communicate information by transmitting an interrogation wave from the interrogator and the responder receiving the interrogation wave returns a response wave. The interrogator includes two transmission antennas that transmit first and second interrogation waves having different frequencies, and a directivity control unit that variably controls the directivity of at least one of the two transmission antennas. Provided, and the first and second interrogation waves are configured to communicate only with a responder existing at a position where they overlap.

かかる構成では、質問器は、２つの送信アンテナから周波数の互いに異なる第１質問波と第２質問波を、指向性制御部により少なくとも一方の送信アンテナの指向性を可変制御して送信する。第１及び第２質問波が重なった位置に存在する応答器だけから応答波を受信し、その応答器と交信するようになる。 In such a configuration, the interrogator transmits the first interrogation wave and the second interrogation wave having different frequencies from the two transmission antennas by variably controlling the directivity of at least one of the transmission antennas by the directivity control unit. A response wave is received only from the responder that exists at the position where the first and second interrogation waves overlap, and communication is made with the responder.

請求項２のように、前記応答器は、前記質問器の送信する前記第１及び第２質問波を共に受信したときに前記応答波の返信モードとなる構成とした。
かかる構成では、応答器は、質問器の送信する第１及び第２質問波を共に受信したときに応答するようになる。 According to a second aspect of the present invention, the responder is configured to be in the response wave return mode when both the first and second interrogation waves transmitted by the interrogator are received.
In such a configuration, the responder responds when both the first and second interrogation waves transmitted by the interrogator are received.

請求項３のように、前記２つの送信アンテナが、前記指向性制御部により指向性を可変可能な構成とするとよい。
請求項４のように、前記第１質問波を送信する送信アンテナの指向性を固定して送信する一方、前記第１質問波より送信エリアの狭い第２質問波をその送信アンテナの指向性を可変制御して第１質問波の送信エリアを含んで走査可能とする構成とするとよい。 According to a third aspect of the present invention, it is preferable that the two transmission antennas have a configuration in which directivity can be varied by the directivity control unit.
As in claim 4, the directivity of the transmitting antenna that transmits the first interrogating wave is fixed and transmitted, while the second interrogating wave that has a smaller transmission area than the first interrogating wave is transmitted with the directivity of the transmitting antenna. It may be configured to be variably controlled so that scanning is possible including the transmission area of the first interrogation wave.

請求項５のように、前記質問器は、受信電波の強度を計測する電波強度計測手段と、該電波強度計測手段の計測値が所定値以上のときに前記受信電波が前記応答器の電波と判断し前記各送信アンテナの指向性情報に基づいて応答器の位置を推定する位置推定手段とを備える構成とするとよい。
かかる構成では、質問器は、電波強度計測手段により受信電波の強度を計測し、計測値が所定値以上のときは応答器からの電波と判断して位置推定手段により応答器の位置を推定する。 According to a fifth aspect of the present invention, the interrogator includes a radio wave intensity measuring unit that measures the intensity of the received radio wave, and the radio wave received from the responder when the measured value of the radio wave intensity measuring unit is equal to or greater than a predetermined value. It is preferable to include a position estimation unit that determines and estimates the position of the responder based on the directivity information of each transmission antenna.
In such a configuration, the interrogator measures the intensity of the received radio wave by the radio field intensity measuring means, and if the measured value is equal to or greater than a predetermined value, the interrogator determines that the radio wave is from the responder and estimates the position of the responder by the position estimating means .

請求項６のように、指向性が可変可能な前記各送信アンテナの指向性を順次可変設定して当該送信アンテナからの質問波を走査し、前記電波強度計測手段の計測値が所定値以上になったときに応答器ありと判断する構成とするとよい。
請求項７のように、前記質問器に接続する管理装置から与えられた特定の応答器の位置情報に基づいて前記指向性制御部により前記各送信アンテナの指向性を制御する構成とするとよい。
請求項８のように、前記応答器は、前記第１及び第２質問波を用いて内蔵されるＣＰＵの動作クロックが生成される構成とするとよい。 As in claim 6, the directivity of each of the transmission antennas whose directivity can be varied is sequentially variably set, the interrogation wave from the transmission antenna is scanned, and the measurement value of the radio wave intensity measuring means is equal to or greater than a predetermined value. It may be configured to determine that there is a responder when it becomes.
The directivity of each transmitting antenna may be controlled by the directivity control unit based on position information of a specific responder given from a management device connected to the interrogator.
According to another aspect of the present invention, the responder may be configured to generate an operation clock of a built-in CPU using the first and second interrogation waves.

請求項９のように、前記固定された第１質問波の送信エリアに進入したときに応答器が停止モードから待機モードに移行し、該待機モードにおいて応答器が前記２質問波を受信すると当該応答器が通信モードになる構成とするとよい。
かかる構成では、応答器が第１質問波の送信エリアに進入すると停止モードから待機モードに移行し、待機モードにおいて第２質問波を受信したときに応答器は通信モードに移行する。これにより、第１質問波の送信エリアを広く設定して通信時間を確保し、また、他の応答器と混信も防止できるようになる。 As in claim 9, when the transponder enters the standby mode from the stop mode when entering the fixed transmission area of the first interrogation wave, the transponder receives the interrogation wave in the standby mode. The transponder may be configured to enter a communication mode.
In such a configuration, when the responder enters the transmission area of the first interrogation wave, the transponder shifts from the stop mode to the standby mode, and when the second interrogation wave is received in the standby mode, the transponder shifts to the communication mode. As a result, the transmission area of the first interrogation wave is set wide to secure the communication time, and interference with other responders can be prevented.

以上説明したように本発明の無線通信システムによれば、２つの質問波の少なくとも１つの質問波の指向性を可変制御し、２つの質問波が重なる位置に存在する応答器だけと交信する構成としたので、質問器の通信エリア内に多数の応答器が存在する場合でも、各応答器と確実に通信することができ、従来のような応答器が応答したにも拘わらず質問器が認識しないという問題は解消できる。また、質問波の走査速度を高速とすることで、多数の応答器と短時間で通信することが可能であり、質問器−応答器間の通信の高速化が可能である。更には、質問波の送信方向を任意の方向に可変できるので、マルチパスフェージングに起因する通信不能の問題が解消でき、応答器の存在場所に関係なく確実に応答器と通信できる。 As described above, according to the wireless communication system of the present invention, the directivity of at least one interrogation wave of two interrogation waves is variably controlled, and communication is performed only with a responder that exists at a position where the two interrogation waves overlap. Therefore, even if there are many responders in the communication area of the interrogator, it is possible to communicate with each responder reliably, and the interrogator recognizes it even though the conventional responder responds. The problem of not doing can be solved. In addition, by increasing the scanning speed of the interrogation wave, it is possible to communicate with a large number of responders in a short time, and communication between the interrogator and the responder can be speeded up. Furthermore, since the transmission direction of the interrogation wave can be changed to an arbitrary direction, the problem of inability to communicate due to multipath fading can be solved, and communication with the responder can be reliably performed regardless of the location of the responder.

また、第１質問波の指向性を固定して送信し第１質問波より送信エリアの狭い第２質問波の指向性を可変して第１質問波の送信エリアを走査する構成とし、応答器が、第１質問波の送信エリアに進入したときに停止モードから待機モードに移行し、第２質問波を受信すると通信モードになる構成すれば、質問器の通信エリアを応答器が高速で通過するようなシステムにおいて、第１質問波の送信エリアを広く設定することで、応答器に立上り速度の早い高価なＣＰＵ等を使用することなく、十分な通信時間の確保が可能となる。 Further, the directivity of the first interrogation wave is transmitted while the directivity of the first interrogation wave is fixed, the directivity of the second interrogation wave having a narrower transmission area than the first interrogation wave is varied, and the transmission area of the first interrogation wave is scanned. However, when entering the transmission area of the first interrogation wave, the mode is changed from the stop mode to the standby mode, and when the second interrogation wave is received, the communication mode is set. In such a system, by setting a wide transmission area for the first interrogation wave, it is possible to ensure a sufficient communication time without using an expensive CPU or the like with a fast rise speed as a responder.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る無線通信システムの第１実施形態を示すシステム概略図である。
図１において、本実施形態の無線通信システムは、質問器１と、例えばタグ等の応答器２と、前記質問器１に接続されて情報を交信する管理装置３とを備えて構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system schematic diagram showing a first embodiment of a wireless communication system according to the present invention.
In FIG. 1, the wireless communication system of the present embodiment includes an interrogator 1, a responder 2 such as a tag, and a management device 3 that is connected to the interrogator 1 and communicates information.

前記質問器１は、周波数が互いに異なる２つの質問波を送信アンテナ１１，１２の指向性を可変制御して送信すると共に応答器２からの応答波を受信して応答器２とデータを交信するものであり、図２に構成を示す。
図２において、質問器１は、質問波を送信するための２つの送信アンテナ１１，１２と、応答波を受信するための受信アンテナ１３と、互いに周波数の異なる質問波を送信アンテナ１１，１２にそれぞれ出力する各送信部１４，１５と、受信アンテナ１３から応答波を受信する受信部１６と、送信アンテナ１１，１２の指向性を制御する指向性制御部１７と、応答波が受信されたときに応答器２の位置を推定する位置情報検出部１８と、質問器１の各部の動作を制御すると共に、管理装置３との間で情報を交信する制御部１９とを備える。 The interrogator 1 transmits two interrogation waves having different frequencies by variably controlling the directivity of the transmission antennas 11 and 12, and receives a response wave from the responder 2 to communicate data with the responder 2. FIG. 2 shows the configuration.
In FIG. 2, the interrogator 1 includes two transmission antennas 11 and 12 for transmitting interrogation waves, a reception antenna 13 for receiving response waves, and interrogation waves having different frequencies from each other. When each of the transmission units 14 and 15 to output, the reception unit 16 that receives the response wave from the reception antenna 13, the directivity control unit 17 that controls the directivity of the transmission antennas 11 and 12, and when the response wave is received The position information detection unit 18 that estimates the position of the responder 2 and the control unit 19 that controls the operation of each unit of the interrogator 1 and communicates information with the management device 3.

前記送信アンテナ１１，１２は、複数のアンテナ素子がアレイ状に配置されて指向性が可変可能で質問波の送信方向が変えられる従来公知のアダプティブアレイアンテナで構成される。送信部１４は、例えば周波数ｆ１の搬送波を送信データで変調した質問波を第１質問波として送信アンテナ１１に出力する。送信部１５は、周波数ｆ２の無変調の搬送波を第２質問波として送信アンテナ１２に出力する。尚、本実施形態では、送信アンテナ１１，１２から送信する送信電波は、従来の送信アンテナに比べて指向性の高い送信エリアの狭いものとする。 The transmission antennas 11 and 12 are configured by a conventionally known adaptive array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged in an array so that the directivity can be changed and the transmission direction of the interrogation wave can be changed. The transmission unit 14 outputs, for example, an interrogation wave obtained by modulating a carrier wave having a frequency f1 with transmission data to the transmission antenna 11 as a first interrogation wave. The transmission unit 15 outputs an unmodulated carrier wave having a frequency f2 to the transmission antenna 12 as a second interrogation wave. In this embodiment, it is assumed that the transmission radio waves transmitted from the transmission antennas 11 and 12 have a narrow transmission area with high directivity compared to conventional transmission antennas.

前記指向性制御部１７は、制御部１９の指向性制御指令に基づいて送信部１４，１５をそれぞれ制御して送信アンテナ１１，１２の指向性、言い換えれば、質問波の放射方向を可変制御する。位置情報検出部１８は、受信部１６の受信状態に基づいて受信アンテナ１３を介して受信された電波の強度を計測する受信強度計測機能と、受信強度の計測値が所定値以上のときに送信アンテナ１１，１２の質問波放射方向情報と送信アンテナ１１，１２間の距離情報を用いて応答器２までの距離と応答器２の位置（例えば緯度経度等）を推定する距離計測機能及び位置推定機能とを備え、推定した応答器位置情報を制御部１９に送る。従って、位置情報検出部１８は、受信強度計測手段及び位置推定手段の機能を備えている。 The directivity control unit 17 controls the transmission units 14 and 15 based on the directivity control command of the control unit 19 to variably control the directivity of the transmission antennas 11 and 12, in other words, the radiation direction of the interrogation wave. . The position information detection unit 18 transmits a reception intensity measurement function for measuring the intensity of the radio wave received via the reception antenna 13 based on the reception state of the reception unit 16 and when the measurement value of the reception intensity is a predetermined value or more. Distance measurement function and position estimation for estimating the distance to the responder 2 and the position of the responder 2 (for example, latitude and longitude) using the interrogation wave radiation direction information of the antennas 11 and 12 and the distance information between the transmitting antennas 11 and 12 And the estimated responder position information is sent to the control unit 19. Therefore, the position information detection unit 18 has functions of reception intensity measurement means and position estimation means.

前記応答器２は、質問器１から送信される互いに異なる周波数ｆ１、ｆ２の第１及び第２質問波を共に受信したときに応答波の返信モードとなるもので、図３に構成を示す。
図３において、応答器２は、質問波を受信する受信アンテナ２１と、質問波を受信すると共に受信した質問波を応答データで変調した応答波を返信する送受信アンテナ２２と、受信アンテナ２１の受信した第１質問波と第２質問波を例えばミキサによるミキシング処理等によりデータを抽出するデータ抽出部２３と、受信アンテナ２１の受信した質問波から電力を抽出供給する電力供給部２４と、電力供給部２４からの電力供給により動作しデータ抽出部２３で抽出されたデータに対応する応答データを出力するＣＰＵ２５と、送受信アンテナ２２が受信した第２質問波を前記ＣＰＵ２５の出力する応答データで変調した応答波を送受信アンテナ２２に出力する変調部２６とを備える。尚、応答器２のＣＰＵ２５等を動作させるためのクロックは、従来と同様にして質問波の搬送波成分や変調波成分を用いて生成すればよい。 The responder 2 becomes a response wave return mode when both the first and second interrogation waves having different frequencies f1 and f2 transmitted from the interrogator 1 are received, and the configuration is shown in FIG.
In FIG. 3, the responder 2 includes a reception antenna 21 that receives the interrogation wave, a transmission / reception antenna 22 that receives the interrogation wave and returns a response wave obtained by modulating the received interrogation wave with response data, and reception of the reception antenna 21. A data extraction unit 23 that extracts data from the first interrogation wave and the second interrogation wave by, for example, mixing processing using a mixer, a power supply unit 24 that extracts and supplies power from the interrogation wave received by the receiving antenna 21, and a power supply The CPU 25 operates by supplying power from the unit 24 and outputs response data corresponding to the data extracted by the data extraction unit 23, and the second interrogation wave received by the transmission / reception antenna 22 is modulated by the response data output by the CPU 25. And a modulation unit 26 that outputs a response wave to the transmission / reception antenna 22. Note that the clock for operating the CPU 25 of the responder 2 may be generated using the carrier wave component and the modulated wave component of the interrogation wave as in the conventional case.

次に、本実施形態の無線通信システムの動作を図４及び図５に示すフローチャートを参照して説明する。
図４は、管理装置３が特定した所望の応答器を指定して通信する場合の例である。
ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）では、管理装置３が所望の応答器２のＩＤを指定して質問器１の制御部１９に伝送する。
ステップ２では、制御部１９は、送信アンテナ１２の指向性、即ち、第２質問波の送信方向θ２を初期値に設定するよう指向性制御部１７に指令する。これにより、指向性制御部１７は、送信アンテナ１２の質問波送信方向が初期値θ２（０）となるよう送信部１５を制御する。 Next, the operation of the wireless communication system of this embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
FIG. 4 shows an example in which communication is performed by designating a desired responder identified by the management apparatus 3.
In step 1 (indicated by S1 in the figure, the same shall apply hereinafter), the management device 3 designates the ID of the desired responder 2 and transmits it to the controller 19 of the interrogator 1.
In step 2, the control unit 19 instructs the directivity control unit 17 to set the directivity of the transmission antenna 12, that is, the transmission direction θ2 of the second interrogation wave to an initial value. Thereby, the directivity control unit 17 controls the transmission unit 15 so that the interrogation wave transmission direction of the transmission antenna 12 becomes the initial value θ2 (0).

ステップ３では、ステップ２と同様にして、指向性制御部１７により送信アンテナ１１の質問波送信方向が初期値θ１（０）となるよう送信部１４を制御する。
ステップ４では、位置情報検出部１８が受信部１６の出力状態に基づいて受信電波の強度を計測し所定値以上か否かを判定し、所定値以上で判定がＹＥＳであれば受信電波は応答器２からの応答波と判断してステップ５に進み、所定値未満で判定がＮＯであればステップ５を飛び越して後述するステップ８に進む。 In step 3, as in step 2, the directivity control unit 17 controls the transmission unit 14 so that the interrogation wave transmission direction of the transmission antenna 11 becomes the initial value θ1 (0).
In step 4, the position information detection unit 18 measures the intensity of the received radio wave based on the output state of the reception unit 16 to determine whether or not the value is equal to or greater than a predetermined value. If it is determined that the response wave from the device 2 is a response wave, the process proceeds to step 5. If the determination is NO and the determination is NO, step 5 is skipped and the process proceeds to step 8 described later.

ステップ５では、受信した応答波から得られたＩＤ情報が管理装置３で指定されたＩＤと一致するか否かを判定し、一致すれば所望の応答器２であると判断してステップ６に進み、不一致であればステップ８に進む。
ステップ６では、位置情報検出部１８がその時の第１及び第２質問波の各送信方向情報と予め記憶された送信アンテナ１１，１２間の距離データに基づいて質問器１から応答器２までの距離計測と応答器の位置を推定し所望の応答器２の位置検出動作を実行する。
ステップ７では、応答器２と通信を開始する。 In step 5, it is determined whether or not the ID information obtained from the received response wave matches the ID specified by the management apparatus 3. If not, go to step 8.
In step 6, the position information detection unit 18 transmits information from the interrogator 1 to the responder 2 based on the transmission direction information of the first and second interrogation waves at that time and the distance data between the transmission antennas 11 and 12 stored in advance. The distance measurement and the position of the responder are estimated, and the desired position detection operation of the responder 2 is executed.
In step 7, communication with the responder 2 is started.

一方、ステップ４、５の各判定がＮＯとなりステップ８に進んだ場合、ステップ８で送信アンテナ１１の送信方向θ１が予め定めた最大値ＭＡＸか否かを判定し、ＭＡＸでなければステップ９に進み、送信アンテナ１１の送信方向θ１をΔθ１増加し、ステップ４に戻り受信強度の計測を実行する。また、ステップ８の判定がＹＥＳとなった場合は、ステップ１０に進み、送信アンテナ１２の送信方向θ２が予め定めた最大値ＭＡＸか否かを判定し、ＭＡＸでなければステップ１１に進み、送信アンテナ１２の送信方向θ２をΔθ２増加し、ステップ３に戻り、送信アンテナ１１の送信方向θ１を初期値θ１（０）に戻した後、送信アンテナ１１の送信方向θ１を初期値θ１（０）〜ＭＡＸまで再度可変する。ステップ１０の判定がＹＥＳのときはステップ１２で、所望の応答器は存在しないと判断する。 On the other hand, if each determination in steps 4 and 5 is NO and the process proceeds to step 8, it is determined in step 8 whether or not the transmission direction θ1 of the transmission antenna 11 is a predetermined maximum value MAX. Then, the transmission direction θ1 of the transmission antenna 11 is increased by Δθ1, and the process returns to step 4 to measure the reception intensity. If the determination in step 8 is YES, the process proceeds to step 10, where it is determined whether or not the transmission direction θ2 of the transmission antenna 12 is a predetermined maximum value MAX. The transmission direction θ2 of the antenna 12 is increased by Δθ2, and the process returns to step 3 to return the transmission direction θ1 of the transmission antenna 11 to the initial value θ1 (0), and then the transmission direction θ1 of the transmission antenna 11 is changed from the initial value θ1 (0) to Variable again to MAX. When the determination in step 10 is YES, it is determined in step 12 that there is no desired responder.

このようにして、送信アンテナ１２の各送信方向θ２（０）〜ＭＡＸについて送信アンテナ１１の送信方向θ１を順次可変させ、２つの質問波を走査して２つの質問波が重なる位置に応答器２が存在すれば、応答器２は２つの質問波を共に受信アンテナ２１で受信し、電力供給部２４からＣＰＵ２５に電力供給されてＣＰＵ２５が動作すると共に、データ抽出部２３でデータが抽出されてＣＰＵ２５に伝送される。ＣＰＵ２５は受信データに対応する応答データを変調部２６に伝送し、変調部２６で送受信アンテナ２２により受信した無変調の第２質問波を応答データで変調し、応答波として送受信アンテナ２２を介して返信する。質問器１は、受信した応答波のＩＤ情報が管理装置３で指定された所望の応答器２のＩＤと一致すれば通信を開始する。 In this way, the transmission direction θ1 of the transmission antenna 11 is sequentially varied for each of the transmission directions θ2 (0) to MAX of the transmission antenna 12, the two interrogation waves are scanned, and the responder 2 is positioned at the position where the two interrogation waves overlap. Is present, the responder 2 receives both of the two interrogation waves with the receiving antenna 21, and is supplied with power from the power supply unit 24 to the CPU 25 to operate the CPU 25, and the data extraction unit 23 extracts data and the CPU 25 Is transmitted. The CPU 25 transmits response data corresponding to the received data to the modulation unit 26, modulates the unmodulated second interrogation wave received by the transmission / reception antenna 22 by the modulation unit 26 with the response data, and transmits the response wave via the transmission / reception antenna 22. Send back. The interrogator 1 starts communication if the ID information of the received response wave matches the ID of the desired responder 2 specified by the management device 3.

図５は、管理装置３が所望の応答器の位置を指定して通信する場合の例である。
ステップ２１では、管理装置３が所望の応答器２の位置を指定して質問器１の制御部１９に伝送する。
ステップ２２では、制御部１９は入力した位置情報に基づいて、指定された地点で２つの質問波が重なるよう各送信アンテナ１１，１２の送信方向を計算し、得られた送信アンテナ１１の送信方向θ１の設定値θ１（ｍ）を指向性制御部１７に指令し、指向性制御部１７が送信アンテナ１１の指向性が設定値θ１（ｍ）となるよう送信部１４を制御する。
ステップ２３では、ステップ２２と同様にして、指向性制御部１７により送信アンテナ１２の送信方向θ２が設定値θ２（ｎ）となるよう送信部１５を制御する。 FIG. 5 shows an example in which the management apparatus 3 communicates by designating a desired responder position.
In step 21, the management device 3 designates a desired position of the responder 2 and transmits it to the control unit 19 of the interrogator 1.
In step 22, the control unit 19 calculates the transmission direction of each of the transmission antennas 11 and 12 based on the input position information so that the two interrogation waves overlap at the designated point, and the transmission direction of the obtained transmission antenna 11 is obtained. A set value θ1 (m) of θ1 is commanded to the directivity control unit 17, and the directivity control unit 17 controls the transmission unit 14 so that the directivity of the transmission antenna 11 becomes the set value θ1 (m).
In step 23, as in step 22, the directivity control unit 17 controls the transmission unit 15 so that the transmission direction θ2 of the transmission antenna 12 becomes the set value θ2 (n).

ステップ２４では、位置情報検出部１８が受信部１６の受信状態に基づいて受信電波の強度を計測し計測値が所定値以上か否かを判定する。所定値以上で判定がＹＥＳであれば、指定した位置に応答器が存在すると判断し、ステップ２５に進み、その応答器２と通信を開始する。一方、受信強度が所定値未満で判定がＮＯであれば、指定した位置には応答器が存在しないと判断する。応答器が存在しない場合、管理装置３から別の位置情報を指定するか、或いは、別の位置情報を指定せず動作を終了する。 In step 24, the position information detection unit 18 measures the intensity of the received radio wave based on the reception state of the reception unit 16, and determines whether or not the measurement value is equal to or greater than a predetermined value. If the determination is YES at a predetermined value or more, it is determined that a responder exists at the designated position, and the process proceeds to step 25 to start communication with the responder 2. On the other hand, if the reception intensity is less than the predetermined value and the determination is NO, it is determined that there is no responder at the designated position. When there is no responder, another position information is designated from the management apparatus 3, or the operation is terminated without designating another position information.

以上のように本実施形態の無線通信システムは、２つの質問波が重なる位置に存在する応答器２だけと交信するので、質問器１の通信エリア内に多数の応答器が存在する場合でも、各応答器２と確実に通信することができる。従って、従来のような応答器２が応答したにも拘わらず質問器１が認識しないという問題は解消できる。また、質問波の走査速度はアダプティブアレイアンテナにより極めて高速でできるので、通信エリア内に存在する多数の応答器と短時間で通信することが可能であり、質問器−応答器間の通信の高速化が可能である。 As described above, since the wireless communication system of the present embodiment communicates only with the responder 2 that exists at the position where the two interrogation waves overlap, even when there are a large number of responders in the communication area of the interrogator 1, Communication with each responder 2 can be ensured. Therefore, the problem that the interrogator 1 does not recognize despite the response of the responder 2 as in the prior art can be solved. In addition, since the scanning speed of the interrogation wave can be made extremely high by the adaptive array antenna, it is possible to communicate with a large number of responders existing in the communication area in a short time, and the communication between the interrogator and the responder is fast. Is possible.

また、従来の無線通信システムでは、応答器２の存在場所によってはマルチパスフェージングなどによって応答器２との通信が不能となる場合もあるが、本実施形態の無線通信システムでは第１及び第２質問波の送信方向をそれぞれ任意の方向に可変できるので、マルチパスフェージングに起因する通信不能の問題も解消でき、また、質問波が受信できない場所（ヌル点）を無くすことができるので、応答器の存在場所に関係なく確実に応答器２と通信できるようになる。 Further, in the conventional wireless communication system, depending on the location of the responder 2, communication with the responder 2 may be disabled due to multipath fading or the like. Since the transmission direction of the interrogation wave can be varied in any direction, the problem of inability to communicate due to multipath fading can be solved, and the place (null point) where the interrogation wave cannot be received can be eliminated. It becomes possible to reliably communicate with the responder 2 regardless of the location of the.

ここで、本実施形態の無線通信システムの応答器位置推定動作について図６及び図７を参照して説明する。
図６は、応答器２が質問器１と同一平面にあるものとした２次元の場合の説明図である。 Here, the responder position estimation operation of the wireless communication system of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a two-dimensional case in which the responder 2 is on the same plane as the interrogator 1.

図６において、既知情報として、送信アンテナ１１，１２間の距離をＤ、送信アンテナ１１の質問波の送信方向をθ１、送信アンテナ１２の質問波の送信方向をθ２とする。
質問器１から応答器２までの距離をＬとし、各送信アンテナ１１，１２から見た応答器２のオフセット量をＹ１，Ｙ２とすると、
Ｙ１＝Ｌｔａｎθ１
Ｙ２＝Ｌｔａｎθ２
Ｄ＝Ｙ１＋Ｙ２
となる。
上記の３つの式から、Ｙ１，Ｙ２，Ｌが求まる。即ち、
Ｙ１＝Ｄｔａｎθ１／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）
Ｙ２＝Ｄｔａｎθ２／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）
Ｌ＝Ｄ／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）
となる。 In FIG. 6, as known information, the distance between the transmission antennas 11 and 12 is D, the transmission direction of the interrogation wave of the transmission antenna 11 is θ1, and the transmission direction of the interrogation wave of the transmission antenna 12 is θ2.
When the distance from the interrogator 1 to the responder 2 is L, and the offset amount of the responder 2 viewed from the transmitting antennas 11 and 12 is Y1 and Y2,
Y1 = Ltanθ1
Y2 = Ltanθ2
D = Y1 + Y2
It becomes.
From the above three equations, Y1, Y2, and L can be obtained. That is,
Y1 = Dtan θ1 / (tan θ1 + tan θ2)
Y2 = Dtan θ2 / (tan θ1 + tan θ2)
L = D / (tan θ1 + tan θ2)
It becomes.

そして、例えば質問器１の送信アンテナ１１の位置を基準（例えば位置座標の原点）として、前述のＹ１，Ｙ２，Ｌの値を補正処理することにより、質問器１から応答器２までの距離と、質問器１に対する応答器２の位置を推定でき、応答器２の位置情報を得ることができる。 Then, for example, by using the position of the transmission antenna 11 of the interrogator 1 as a reference (for example, the origin of the position coordinates), the above-described values of Y1, Y2, and L are corrected to obtain the distance from the interrogator 1 to the responder 2. The position of the responder 2 with respect to the interrogator 1 can be estimated, and the position information of the responder 2 can be obtained.

図７は、垂直方向も含めた３次元で応答器の位置情報を推定する場合の説明図である。
図７において、既知情報として、上述した既知情報に加えて各送信アンテナ１１，１２の垂直方向の送信方向角度をそれぞれφ１，φ２とする。
この場合、図６から得られた位置情報を例えば送信アンテナ１１を原点として補正処理した応答器の平面内位置を（ｘ１、ｙ１）とすると、この平面内位置から応答器までの垂直方向の距離を計算すればよい。この垂直方向の距離をｚ１とすると、
ｚ１＝（ｘ１²＋ｙ１²）^1/2・ｔａｎφ１
として求めることができ、これにより、質問器１に対する応答器２の位置情報を得ることができる。質問器と応答器間の距離Ｌ′は、
Ｌ＝（ｘ１²＋ｙ１²＋ｚ²）^1/2
となる。 FIG. 7 is an explanatory diagram for estimating the position information of the responder in three dimensions including the vertical direction.
In FIG. 7, as the known information, in addition to the above-described known information, the vertical transmission direction angles of the transmission antennas 11 and 12 are φ1 and φ2, respectively.
In this case, assuming that the position in the plane of the transponder obtained by correcting the position information obtained from FIG. 6 with the transmitting antenna 11 as the origin is (x1, y1), the distance in the vertical direction from the position in the plane to the transponder Should be calculated. If this vertical distance is z1,
z1 = (x1 ² + y1 ² ) ^1/2 · tan φ1
As a result, the position information of the responder 2 with respect to the interrogator 1 can be obtained. The distance L ′ between the interrogator and the responder is
L = (x1 ² + y1 ² + z ² ) ^1/2
It becomes.

このように、本実施形態の無線通信システムでは、送信アンテナ１１，１２の指向性情報、言い換えれば、質問波の送信方向情報に基づいて応答器の位置情報を知ることができる。 As described above, in the wireless communication system of the present embodiment, the position information of the responder can be known based on the directivity information of the transmission antennas 11 and 12, in other words, the transmission direction information of the interrogation wave.

次に、図８に本発明の無線通信システムに適用する応答器の別の構成例を示す。
図８の応答器２′は、第１質問波と第２質問波を共に受信したときにＣＰＵの動作クロックを生成する構成であり、図３に示す応答器２と同様の受信アンテナ２１、送受信アンテナ２２、データ抽出部２３、電力供給部２４、ＣＰＵ２５及び変調部２６を備えると共に、受信アンテナ２１で受信された第１質問波と第２質問波を例えばミキサによりミキシング処理してＣＰＵ２５の動作クロックを生成するクロック生成部２７を備える。 Next, FIG. 8 shows another configuration example of the responder applied to the wireless communication system of the present invention.
The responder 2 'in FIG. 8 is configured to generate a CPU operating clock when both the first interrogation wave and the second interrogation wave are received. The reception antenna 21, transmission and reception similar to the responder 2 shown in FIG. The antenna 22, the data extraction unit 23, the power supply unit 24, the CPU 25, and the modulation unit 26, and the first interrogation wave and the second interrogation wave received by the reception antenna 21 are mixed by, for example, a mixer and the operation clock of the CPU 25 The clock generation unit 27 is provided.

かかる応答器２′は、第１質問波と第２質問波が共に受信できたときに、クロック生成部２７でクロックが生成され、ＣＰＵ２５が起動し、抽出されたデータに対応する応答データを変調部２６に出力して応答波を返信する。 In the responder 2 ', when both the first interrogation wave and the second interrogation wave are received, a clock is generated by the clock generator 27, the CPU 25 is activated, and the response data corresponding to the extracted data is modulated. The response wave is returned to the unit 26.

従来、質問波搬送波成分を用いてクロック生成する構成では、クロック周波数が高くなり過ぎるために別途ＣＰＵ用の低速用クロック発生回路を応答器に内蔵する必要があり、また、変調波成分を用いる場合には変調波成分を得るために別途ローカル発振器が必要であった。図８の構成では、例えば第１質問波と第２質問波の周波数の差分が、ＣＰＵ用として適切なクロック周波数となるよう、第１質問波と第２質問波の各周波数を適切に設定するようにすれば、前記低速用クロック発生回路やローカル発振器を応答器に内蔵する必要がない。従って、応答器のコスト、重量、大きさ、厚み等を低減できる。 Conventionally, in the configuration in which the clock is generated using the interrogation wave carrier component, the clock frequency becomes too high, so that it is necessary to separately incorporate a low-speed clock generation circuit for the CPU into the responder, and when the modulation wave component is used Requires a separate local oscillator to obtain the modulated wave component. In the configuration of FIG. 8, for example, each frequency of the first interrogation wave and the second interrogation wave is appropriately set so that the difference between the frequencies of the first interrogation wave and the second interrogation wave becomes an appropriate clock frequency for the CPU. By doing so, it is not necessary to incorporate the low-speed clock generation circuit or the local oscillator in the responder. Therefore, the cost, weight, size, thickness, etc. of the responder can be reduced.

次に、図９及び図１０に本発明の無線通信システムの第２実施形態を示し説明する。
図９は、第２実施形態のシステム概略図を示し、図１０は、本実施形態の質問器１′の構成を示す。
本実施形態の質問器１′は、第１質問波を送信する送信アンテナ１１′が指向性の固定された通常のアンテナで構成され、送信部１４′が無変調波の質問波を出力し、送信部１５′が変調波を出力する構成であることを除いては、図１０に示すように第１実施形態の質問器１（図２に示す）と略同様の構成である。そして、送信アンテナ１１′から図９に斜線で示すような広い送信エリアの無変調の第１質問器を放射する。送信アンテナ１２は、指向性が可変制御されて第１質問波より送信エリアの極めて狭い変調された第２質問波を第１質問波の送信エリアを含んで走査する。 Next, FIGS. 9 and 10 show a second embodiment of the wireless communication system of the present invention and will be described.
FIG. 9 shows a system schematic diagram of the second embodiment, and FIG. 10 shows a configuration of an interrogator 1 ′ of this embodiment.
In the interrogator 1 ′ of this embodiment, a transmission antenna 11 ′ that transmits a first interrogation wave is configured by a normal antenna with fixed directivity, and a transmission unit 14 ′ outputs an unmodulated wave interrogation wave. Except for the configuration in which the transmission unit 15 ′ outputs a modulated wave, the configuration is substantially the same as the interrogator 1 (shown in FIG. 2) of the first embodiment as shown in FIG. Then, a non-modulated first interrogator having a wide transmission area as shown by hatching in FIG. 9 is radiated from the transmission antenna 11 ′. The transmission antenna 12 scans the modulated second interrogation wave, whose directivity is variably controlled and has a transmission area much narrower than that of the first interrogation wave, including the transmission area of the first interrogation wave.

応答器２は、第１質問波の送信エリアに進入すると第１質問波の受信により電力供給部２４で電力が生成され、ＣＰＵ２５が無電力の停止モードから待機モードに移行し、微弱な電波或いは自身のＩＤ情報を返信する。また、第２質問波を受信するとデータ抽出部２３でデータが抽出されＣＰＵ２５から抽出データに対応した応答データを出力する通信モードに移行し、受信データに対応した応答データを含んだ応答波を返信する構成である。 When the transponder 2 enters the transmission area of the first interrogation wave, power is generated by the power supply unit 24 by reception of the first interrogation wave, and the CPU 25 shifts from the no-power stop mode to the standby mode, and weak radio waves or It returns its own ID information. When the second interrogation wave is received, the data extraction unit 23 extracts the data, and the CPU 25 shifts to a communication mode that outputs response data corresponding to the extracted data, and returns a response wave that includes the response data corresponding to the received data. It is the structure to do.

次に、第２実施形態の無線通信システムの動作について図９を参照して説明する。
例えば、応答器２が第１質問波の送信エリアを図９中の矢印方向に高速で通過するようなシステムを考える。応答器２は、第１質問波の送信エリアに進入する前では無電力の停止モードである。この状態で、応答器２が第１質問波の送信エリアに進入すると、第１質問波を受信して待機モードとなり、電力が生成されＣＰＵ２５が動作可能な状態となり、微弱な電波或いは自身のＩＤ情報を返信する。質問器１′は、送信アンテナ１２の指向性を極めて高速で可変制御し、第２質問波を第１質問波の送信エリアを含んで高速走査している。これにより、第１質問波の送信エリア内に進入した応答器２が、高速走査されている第２質問波を受信すると、応答器２は通信モードになり、質問器１′からの質問波に含まれるデータがデータ抽出部２３で抽出されてＣＰＵ２５に入力し、ＣＰＵ２５は入力したデータに対応した応答データを出力して応答波を返信する。第２質問波の走査速度が極めて高速であるため、第１質問波の送信エリア内に応答器２が存在する間は、実質的に連続して応答器２で第２質問波が受信され、質問器１′と応答器２との間の通信は正常に維持されて情報の交信を行うことができる。応答器２が第１質問波の送信エリアを抜ければ応答器２は停止モードとなる。 Next, the operation of the wireless communication system according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
For example, consider a system in which the responder 2 passes through the first interrogation wave transmission area at high speed in the direction of the arrow in FIG. The responder 2 is a non-powered stop mode before entering the transmission area of the first interrogation wave. In this state, when the responder 2 enters the transmission area of the first interrogation wave, the first interrogation wave is received and the standby mode is set, power is generated and the CPU 25 becomes operable, and the weak radio wave or its own ID Reply information. The interrogator 1 'variably controls the directivity of the transmission antenna 12 at an extremely high speed, and scans the second interrogation wave at a high speed including the transmission area of the first interrogation wave. As a result, when the responder 2 that has entered the first interrogation wave transmission area receives the second interrogation wave that has been scanned at a high speed, the responder 2 enters the communication mode, and the interrogator 1 'receives the interrogation wave. The included data is extracted by the data extraction unit 23 and input to the CPU 25. The CPU 25 outputs response data corresponding to the input data and returns a response wave. Since the scanning speed of the second interrogation wave is extremely high, the second interrogation wave is received by the transponder 2 substantially continuously while the responder 2 exists in the transmission area of the first interrogation wave, Communication between the interrogator 1 'and the responder 2 is maintained normally and information can be exchanged. If the responder 2 passes through the first interrogation wave transmission area, the responder 2 enters the stop mode.

かかる第２実施形態によれば、応答器２が高速で質問器の通信エリアを通過するシステムでも、立上り時間の早い高価なＣＰＵを使用したり、ＣＰＵ立上げ用のバッテリを内蔵したりしなくとも、第１質問波の送信エリアを広く設定することにより、情報を正常に交信するための通信時間を十分確保できる。また、第２質問波を受信した応答器２だけが応答波を返信するので、他の応答器との混信も防止できる。 According to the second embodiment, even in a system in which the responder 2 passes through the communication area of the interrogator at high speed, an expensive CPU with a fast rise time is not used, and a battery for starting up the CPU is not incorporated. In both cases, by setting a wide transmission area for the first interrogation wave, a sufficient communication time for normally communicating information can be secured. In addition, since only the responder 2 that has received the second interrogation wave returns a response wave, interference with other responders can be prevented.

尚、上述の第２実施形態において、質問器１′の受信アンテナ１３に、アダプティブアレイアンテナを使用し、例えばＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）法等の従来公知の到来角推定アルゴリズムを用いた到来角推定技術により、第１質問波の送信エリアに進入した応答器２からの電波の到来方向を推定し、推定した電波到来方向に向けて第２質問波を送信するようにすれば、第１質問波の送信エリアに進入した応答器２と直ちに情報を交信でき、より一層十分な通信時間を確保でき、更に質問器と応答器間の通信の高速化を図ることが可能となる。また、この場合、応答器２からの電波の到来方向を推定することで応答器２の位置が把握できるので、応答器２の移動に追従させて送信アンテナ１２の指向性を制御して第２質問波の送信方向を可変制御することが可能であり、所望の応答器２の移動動作をトラッキングすることが可能となる。 In the second embodiment described above, an adaptive array antenna is used as the receiving antenna 13 of the interrogator 1 ', and the arrival angle estimation using a conventionally known arrival angle estimation algorithm such as the MUSIC (Multiple Signal Classification) method is used. If the arrival direction of the radio wave from the responder 2 that has entered the transmission area of the first interrogation wave is estimated and the second interrogation wave is transmitted toward the estimated radio wave arrival direction, the first interrogation wave Information can be immediately communicated with the responder 2 that has entered the transmission area, a further sufficient communication time can be secured, and further, the communication between the interrogator and the responder can be speeded up. Further, in this case, since the position of the responder 2 can be grasped by estimating the arrival direction of the radio wave from the responder 2, the directivity of the transmitting antenna 12 is controlled by following the movement of the responder 2 and the second The transmission direction of the interrogation wave can be variably controlled, and the desired movement operation of the responder 2 can be tracked.

本発明に係る無線通信システムの第１実施形態を示す概略図1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a wireless communication system according to the present invention. 同上実施形態の質問器の構成図Configuration diagram of the interrogator of the above embodiment 応答器の構成図Responder configuration diagram 第１実施形態の動作例を説明するフローチャートThe flowchart explaining the operation example of 1st Embodiment. 第１実施形態の別の動作例を説明するフローチャートThe flowchart explaining another example of operation of a 1st embodiment. 応答器の位置を２次元で推定する場合の説明図Explanatory drawing when estimating the position of the transponder in two dimensions 応答器の位置を３次元で推定する場合の説明図Explanatory diagram when estimating the position of the transponder in three dimensions 応答器の別の構成例を示す構成図Configuration diagram showing another configuration example of transponder 本発明に係る無線通信システムの第２実施形態を示す概略図Schematic which shows 2nd Embodiment of the radio | wireless communications system which concerns on this invention. 同上実施形態の質問器の構成図Configuration diagram of the interrogator of the above embodiment 従来の無線通信システムの動作例の説明図Explanatory diagram of an operation example of a conventional wireless communication system 図１１の無線通信システムでＩＤ番号「００１０」の応答器の読み出し動作を説明するフローチャート11 is a flowchart for explaining the reading operation of the responder with the ID number “0010” in the wireless communication system of FIG. 図１１の無線通信システムでＩＤ番号「１１１１」の応答器の読み出し動作を説明するフローチャート11 is a flowchart for explaining the read operation of the responder with the ID number “1111” in the wireless communication system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１，１′ 質問器
２，２′ 応答器
３管理装置
１１，１１′，１２送信アンテナ
１３受信アンテナ
１７指向性制御部
１８位置情報検出部
１９制御部
２１受信アンテナ
２２送受信アンテナ
２３データ抽出部
２４電力供給部
２５ＣＰＵ
２６変調部
２７クロック生成部 1, 1 'interrogator 2, 2' responder 3 management device 11, 11 ', 12 transmitting antenna 13 receiving antenna 17 directivity control unit 18 position information detecting unit 19 control unit 21 receiving antenna 22 transmitting / receiving antenna 23 data extracting unit 24 Power supply unit 25 CPU
26 Modulator 27 Clock Generator

Claims

質問器から質問波を送信し、該質問波を受信した応答器が応答波を返信することにより、質問器と応答器間で情報を交信する無線通信システムであって、
前記質問器が、周波数の互いに異なる第１及び第２質問波を送信する２つの送信アンテナと、該２つの送信アンテナの少なくとも一方の指向性を可変制御する指向性制御部とを備え、前記第１及び第２質問波が重なった位置に存在する応答器とだけ交信する構成としたことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system for transmitting information between an interrogator and a responder by transmitting an interrogation wave from an interrogator and returning a response wave by a responder receiving the interrogation wave,
The interrogator includes two transmission antennas that transmit first and second interrogation waves having different frequencies, and a directivity control unit that variably controls the directivity of at least one of the two transmission antennas. A wireless communication system characterized in that communication is performed only with a responder existing at a position where the first and second interrogation waves overlap.

前記応答器は、前記質問器の送信する前記第１及び第２質問波を共に受信したときに前記応答波の返信モードとなる構成とした請求項１に記載の無線通信システム。 2. The wireless communication system according to claim 1, wherein the responder is configured to be in a response wave reply mode when receiving both the first and second interrogation waves transmitted by the interrogator.

前記２つの送信アンテナが、前記指向性制御部により指向性を可変可能な構成である請求項１又は２に記載の無線通信システム。 The radio communication system according to claim 1 or 2, wherein the two transmission antennas have a configuration in which directivity can be varied by the directivity control unit.

前記第１質問波を送信する送信アンテナの指向性を固定して送信する一方、前記第１質問波より送信エリアの狭い第２質問波をその送信アンテナの指向性を可変制御して第１質問波の送信エリアを含んで走査可能とする構成とした請求項１又は２に記載の無線通信システム。 The first interrogation wave is transmitted with the directivity of the transmission antenna fixed, while the second interrogation wave having a transmission area narrower than the first interrogation wave is variably controlled to control the directivity of the transmission antenna. The wireless communication system according to claim 1, wherein scanning is possible including a wave transmission area.

前記質問器は、受信電波の強度を計測する電波強度計測手段と、該電波強度計測手段の計測値が所定値以上のときに前記受信電波が前記応答器の電波と判断し前記各送信アンテナの指向性情報に基づいて応答器の位置を推定する位置推定手段とを備える構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信システム。 The interrogator includes a radio wave intensity measuring unit that measures the intensity of the received radio wave, and the received radio wave is determined to be a radio wave of the responder when a measurement value of the radio wave intensity measuring unit is equal to or greater than a predetermined value. The radio | wireless communications system as described in any one of Claims 1-4 comprised with the position estimation means which estimates the position of a responder based on directivity information.

指向性が可変可能な前記送信アンテナの指向性を順次可変設定して当該送信アンテナからの質問波を走査し、前記電波強度計測手段の計測値が所定値以上になったときに応答器ありと判断する構成である請求項５に記載の無線通信システム。 The directivity of the transmitting antenna with variable directivity is sequentially variably set, and the interrogation wave from the transmitting antenna is scanned. When the measured value of the radio wave intensity measuring means exceeds a predetermined value, there is a responder. The wireless communication system according to claim 5, wherein the wireless communication system is configured to determine.

前記質問器に接続する管理装置から与えられた特定の応答器の位置情報に基づいて前記指向性制御部により前記送信アンテナの指向性を制御する構成である請求項１〜６のいずれか１つに記載の無線通信システム。 7. The configuration according to claim 1, wherein the directivity of the transmitting antenna is controlled by the directivity control unit based on position information of a specific responder given from a management device connected to the interrogator. The wireless communication system according to 1.

前記応答器は、前記第１及び第２質問波を用いて内蔵されるＣＰＵの動作クロックが生成される構成である請求項１〜７のいずれか１つに記載の無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein the responder is configured to generate an operation clock of a built-in CPU using the first and second interrogation waves.

前記固定された第１質問波の送信エリアに進入したときに応答器が停止モードから待機モードに移行し、該待機モードにおいて応答器が前記２質問波を受信すると当該応答器が通信モードになる請求項４に記載の無線通信システム。 When the transponder enters the fixed first interrogation wave transmission area, the transponder shifts from the stop mode to the standby mode. When the transponder receives the second interrogation wave in the standby mode, the transponder enters the communication mode. The wireless communication system according to claim 4.