JP4820139B2 - 自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器 - Google Patents

Description

本発明は、無線タグやバーコード、２次元コードなどの認識対象物に非接触でアクセスして情報の読み取り及び／又は書き込みが可能な自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器に関する。

無線タグやバーコード、２次元コード等に記録された情報を非接触で読み取り、認識可能な自動認識機器は、ＦＡ（Factory Automation）や物流などの分野で製品識別や管理等に利用されている。このような自動認識機器としては、無線タグを読み取るＲＦ−ＩＤリーダ／ライタ、バーコードを読み取るバーコードリーダ、２次元コードを読み取る２次元コードリーダなどがある。これら自動認識機器を、例えばＦＡ分野で使用する場合は、手持ち式のハンディタイプよりも、固定式の自動認識機器を使用することが多い。自動認識機器は、パレットに付された無線タグやバーコード、２次元コードなどの認識対象物を、検出媒体を介して読み取る。検出媒体は、自動認識機器がバーコードリーダや２次元コードリーダである場合は、光である。またリーダ／ライタである場合は電波を検出媒体として、無線タグのメモリに記録された情報を読み取る（例えば特許文献１参照）。

また自動認識機器は、上位の制御機器５に接続されて制御される。上位の制御機器５と自動認識機器は、ＲＳ−２３２Ｃ信号を介して通信を行い、またＩ／Ｏ信号で信号をやりとりする。さらに、自動認識機器の駆動電力は、上位の制御機器５から供給される。このような自動認識機器と上位の制御機器とは、従来より機器同士を直接接続してスタンドアロン方式で使用されていた。

一方で近年、工場内でのセンサやアクチュエータ、制御機器間等の通信には、フィールドバスが導入され、各機器をネットワーク接続すると共に、各信号をデジタル化、多重化、配線を共通化して、小配線化、低コスト化が図られている。同様に、バーコード、二次元コード、ＲＦ−ＩＤ等の自動認識機器についても、通信機能を備えるなどインテリジェント化されると共に、フィールドバスを導入してデジタル通信可能なネットワークへと進化している。例えば、複数の自動認識機器と、これらを制御する上位の制御機器を同じフィールドバス上に接続して、上位の制御機器から各自動制御機器を一斉に制御したり、他のセンサ類とフィールドバス上で共存させることができる。図１に、フィールドバスＦＢ上に複数の自動認識機器６と、上位の制御機器であるＰＬＣ７を接続した自動認識システムの一例を示す。この図に示すように、フィールドバスＦＢ上にスマートスレーブと呼ばれる高機能な自動認識機器６を複数台接続し、同一フィールドバスＦＢ上に接続されたＰＬＣ７などのコントローラ部でこれらを制御する。またコントローラ部はさらに上位のコントロールバスＣＢに接続されて、コントロールバスＣＢ上のサーバ８で制御される。一方、コントローラはフィールドバスＦＢ以外に、センサーバスＳＢに接続し、これに接続された複数のＩ／Ｏ機器からも入出力信号を受信できる。
（フィールドバス）

フィールドバスは、上述のように工場などで稼動している測定器、操作器等の現場機器とコントローラ間の信号のやり取りを、デジタル通信を用いて行う規格である。工場内ではさまざまな機器が稼動しているため、多くの機器を接続可能なオープンなフィールドバス規格が望まれる。このようなフィールドバスの規格としては、PROFIBUS（プロフィバス）、DeviceNet、INTERRBUS、ＣＣ−Ｌｉｎｋ（登録商標）などが知られている。これらのフィールドバスは、異なるメーカが自由に機器を開発し、これらを混在して使用できるように、オープンな仕様となっており、規格を司る機関により、仕様が管理、公開されている。また、規格を司る機関により、同じフィールドバス上に接続される異なる機器間の相互接続性のテストが行われ、相互接続性が認証される。
（プロファイル）

加えて、オープンなフィールドバスでは、多くの異なる機器を組み合わせたシステムを簡単に構築できることが求められる。このため、同種のカテゴリの機器については、デバイスプロファイルが規定されており、同種カテゴリ内の機器であれば、完全に置き換えが可能となっている。プロファイルとは、上位の制御機器から各機器にアクセスする際のインタフェースとして、機器間の通信仕様であり、テキストファイルであることが多く、機器毎に用意される。このファイルを設定ソフトに読み込むことで、機器間の通信を容易に確立できる。図２に、一のフィールドバスＦＢ上に同一の製造者（Ａ社製）の機器６Ａを複数接続した状態を示す。この状態から、一の機器を同種カテゴリの他社製（Ｂ社製）の機器６Ｂに交換することができる。
（自動認識機器のプロファイル）

ところで、自動認識機器をフィールドバスに接続する際、上位の制御機器から制御するデータおよび読み出すデータは、自動認識機器の種類により異なるため、機器固有のプロファイルが規定されている。例えば図３に示すように、自動認識機器としてバーコードリーダ、二次元コードリーダ、ＲＦ−ＩＤリーダ／ライタを対比すると、データの操作方法がリードのみか、リード／ライトが可能かどうかは、自動認識機器によって異なる。同様にデータ量や制御信号も異なる。これら異なる自動認識機器を同一のフィールドバスに接続するため、各自動認識機器の仕様を記録したプロファイルを、上位の制御機器で読み込む。すなわち、各自動認識機器は、それぞれ専用のプロファイルを有している。プロファイルはフィールドバスの規格毎にファイル名が異なり、例えばPROFIBUS（RS485）ではGSDファイル、DeviceNetではＥＤＳファイル、ＣＣ−Ｌｉｎｋ（登録商標）ではＣＳＰファイル等がプロファイルとして、機器製造者から用意される。
特許２９９３００８号公報

このように、自動認識機器の機種毎に、各々固有のプロファイルが提供されているが、実際の使用においては、アプリケーションに応じて使用するデータ量が異なるため、効率的な運用が図れないという問題があった。例えば、図４に示すようにデータ量が少ないプロファイルを持つ自動認識機器Ａを使用する場合、この自動認識機器で少量のデータを使用するアプリケーションであれば、データ転送量も少なくなり、１回の動作指示で通信が完了するため、フィールドバス全体の使用効率がよい。いいかえると、このプロファイルで最適な利用が実現される。

しかしながら、この自動認識機器Ａを多量のデータを使用するアプリケーションに利用する場合は、データ転送量が多くなるため、１回の動作指示ではプロファイルに規定されたデータ量が足りず、複数回の動作指示を繰り返す必要がある。このため、ユーザは動作指示を複数回設定する必要が生じ、また通信を含め処理の効率も悪くなる。

一方、図５に示すようにデータ量が多いプロファイルを持つ自動認識機器Ｂを、少量のデータを使用するアプリケーションに使用する場合は、少量のデータをプロファイルに規定された多い転送量で通信するため、１回の動作指示で通信は完了するが、不要なデータが多くなり、非効率となる。逆に、自動認識機器Ｂを多量のデータを使用するアプリケーションに利用する場合は、転送量が多くなり、１回の動作で通信が完了する上、不要データも少ないので、好適である。

このように、自動認識機器のプロファイルに応じて、上位の制御機器はデータ量を規定するため、実際のアプリケーションで必要とされるデータ量によっては、無駄が生じたり、逆に動作指示が複数回必要になることがあるなど、効率が悪くなるという問題があった。

一般にプロファイルは、そのプロファイルが対象とする自動認識機器の製造者が提供しており、ユーザが独自に作成したり変更することができない。また、一の自動認識機器に対して、通常は一のプロファイルしか提供されていない。このため、従来は自動認識機器を異なる目的や状況に応じて、最適な設定にすることができないという問題があった。特に自動認識機器の内でも、ＲＦ−ＩＤ等の無線タグは最大データ量が大きいため、使用するデータ量がアプリケーションにより大きく異なることがあり、このようなフィールドバスの使用効率の問題が発生しやすい。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものである。本発明の第一の目的は、自動認識機器の設定に応じて適切なプロファイルを提供可能な自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の自動認識システムは、認識対象物に記録された情報を認識可能な自動認識システムであって、認識対象物の情報に非接触でアクセスするためのヘッド部と、ヘッド部と電気的に接続され、これを制御するコントローラ部とを備え、コントローラ部はさらに、ヘッド部の機器設定情報を取得し、この機器設定情報に基づいて、該ヘッド部とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成するプロファイル生成手段を備える。これにより、使用するヘッド部の機器固有のプロファイルを、実際のアプリケーションに応じて適切に設定できるので、使用状態に適した最適なデータ通信が実現される。

また、本発明の第２の自動認識システムは、機器設定情報が、ヘッド部とコントローラ部との通信に必要なデータ量を少なくとも含む。これにより、自動認識システムが使用されるアプリケーションに応じた最適なデータ量でヘッド部とコントローラ部との通信が効率よく行われる。

さらに、本発明の第３の自動認識システムは、機器設定情報が、さらに通信方式に関する情報を含む。これにより、ヘッド部とコントローラ部との通信のボーレートやアドレスなどを最適に設定できる。

さらにまた、本発明の第４の自動認識システムは、認識対象物が無線タグであり、ヘッド部が、無線タグのメモリに記録された情報の読み取り／書き込みが可能なリーダ／ライタである。特に無線タグは記録できるデータ量が多いので、プロファイルでデータ量を多く設定可能であるため、使用条件によっては効率が悪くなることが生じる。このため、アプリケーションに応じて最適なデータ量に調整可能であることの意義は大きい。

さらにまた、本発明の第５の自動認識機器の制御装置は、前記ヘッド部が、フィールドバスに接続可能なスマートスレーブ機能を備えている。これにより、フィールドバスに接続されたヘッド部とコントローラ部とのネットワーク通信を、最適化されたデバイスプロファイルに基づいて行うことができ、高速で安定したフィールドバスの特性を生かした効率のよい運用が図られる。

さらにまた、本発明の第６の自動認識機器の制御装置は、認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器を接続して、これを制御可能な制御装置であって、自動認識機器の機器設定情報を取得し、この機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成するプロファイル生成手段を備える。これにより、使用する自動認識機器の機器固有のプロファイルを、実際のアプリケーションに応じて適切に設定できるので、使用状態に適した最適なデータ通信が実現される。

さらにまた、本発明の第７の自動認識機器の設定方法は、認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器の設定方法であって、自動認識機器の機器設定情報を取得する工程と、取得した機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成する工程とを含む。これにより、使用する自動認識機器の機器固有のプロファイルを、実際のアプリケーションに応じて適切に設定できるので、使用状態に適した最適なデータ通信が実現される。

さらにまた、本発明の第８の自動認識機器設定プログラムは、認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器の設定プログラムであって、自動認識機器の機器設定情報を取得する機能と、取得した機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成する機能とをコンピュータに実現させる。これにより、使用する自動認識機器の機器固有のプロファイルを、実際のアプリケーションに応じて適切に設定できるので、使用状態に適した最適なデータ通信が実現される。

さらにまた、本発明の第９のコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ブルーレイディスク、ＨＤ ＤＶＤ等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。

以上のように、本発明の自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器によれば、使用するヘッド部や自動認識機器に固有のプロファイルを、実際のアプリケーションに応じて適切に設定できるので、使用状態に適した最適なデータ通信が実現される。特に、従来は一の自動認識機器に対して単一のプロファイルのみしか提供されていなかったため、実際のアプリケーションに最適なプロファイルを利用することができなかった。これに対して本発明は、アプリケーションに応じて柔軟にプロファイルを設定可能であるため、効率のよい運用が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を例示するものであって、本発明は自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本明細書において自動認識システム、自動認識機器、その制御装置とこれに接続される操作、制御、入出力、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘ、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４２３、ＲＳ−４８５、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ、ＯＦＤＭ方式等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに自動認識システムのデータ保存や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。
（無線タグリーダ／ライタ）

以下、本発明の実施の形態として、無線タグあるいはＩＣタグに非接触でアクセスして情報の読み取り及び／又は書き込みが可能な無線タグリーダ／ライタについて説明する。なお無線タグリーダ／ライタは、質問器、インテロゲータ、コントローラなどとも呼ばれる。

無線タグは、近年バーコードに代わる製品識別及び管理に関する技術として利用されつつある。無線タグは、ＩＣタグ、ＩＤタグ、ＲＦタグ、電子タグ、トランスポンダ、データキャリア等とも呼ばれ、非接触式でＲＦ（Radio Frequency）信号を受信して半導体メモリ等の電子回路に記録されたデータを読み出したり、あるいはデータを書き込み可能なＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術を用いたタグである。最近では、非接触による電力搬送技術の開発により、電源を持たずに半永久的に使用可能な無線タグも出現している。このような無線タグに対するデータの読み書きには、無線タグリーダ／ライタが用いられる。

無線タグリーダ／ライタは、非接触通信により無線タグと交信して読み取り／書き込みを行うヘッド部と、ヘッド部を制御するコントローラ部とを有する。無線タグリーダ／ライタは、搬送波をベースバンド信号としてデジタル信号により変調して送出し、無線タグからの応答信号を受信する送信機器である。搬送波のベースバンド信号に基づく変調には、搬送波の振幅を変化させるＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：位相シフトキーイング）変調や、周波数を変化させるＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調、位相を変化させるＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調がある。

図６に、本発明の実施の形態１に係る無線タグリーダ／ライタ１００を含むＲＦ−ＩＤシステム１０の構成を示す斜視図を、図７に無線タグの平面図を、図８に無線タグリーダ／ライタ１００の構成を示すブロック図を、それぞれ示す。図６のＲＦ−ＩＤシステム１０は、ＡＳＫ変調されたＲＦ信号を利用して無線タグにデータを書き込んだり、無線タグ内のデータを読み出すことによって、搬送ライン上で搬送されるパレットＷを管理するシステムである。このＲＦ−ＩＤシステム１０は、無線タグ１、リーダ／ライタ２、シリアルバスケーブル３、制御装置４を備える。
（無線タグ１）

無線タグ１は、リーダ／ライタ２からのＲＦ信号を受信し、動作に必要な電力を生成すると共に、受信データをメモリに書き込んだり、受信データに基づいてメモリからデータを読み出す動作を行っている。このメモリ内には、無線タグ１を識別するための識別情報として、製造時に割り当てられるＵＩＤ（Unique ID）が格納されている。具体的には、メーカーコードや製品コード、シリアルナンバーなどがＵＩＤとして格納される。したがって、無線タグ１からＵＩＤを読み取ることによって、無線タグ１が取り付けられているパレットＷを識別することができる。また無線タグは、様々な種類のものが存在し、主に製造者によって利用可能なコマンドなどが異なる。無線タグの種別としてはＩ・ＣＯＤＥ ＳＬＩ、ＭＢ８９Ｒ１１６、ＭＢ８９Ｒ１１８、Ｔａｇ−ｉｔＨＦＩ、ｍｙ−ｄ等がある。
（リーダ／ライタ２）

以下、無線タグリーダ／ライタ１００の一形態として、複数種類の無線タグの読み取り、書き込みに対応したリーダ／ライタ２について説明する。リーダ／ライタ２は、ＡＳＫ変調信号を送信し、無線タグ１からの応答信号を受信する動作を行っている。このリーダ／ライタ２は、ＩＳＯ１５６９３の規格に基づく無線タグリーダ／ライタであり、いわゆる近傍型（ＶＩＣＣ：Vicinity）の読取装置となっている。具体的には、無線タグとの距離が数ｃｍ〜数十ｃｍ（例えば７０ｃｍ）の範囲で非接触の交信に適している。リーダ／ライタ２は、シリアルバスケーブル３を介して制御装置４に接続される。このリーダ／ライタ２はヘッド部とも呼ばれる。一方、制御装置４はコントローラ部とも呼ばれ、コンピュータやＰＬＣなどで構成される。なおヘッド部とコントローラ部とを個別の部材で構成する他、一体に構成することもできる。
（制御装置４）

制御装置４は、リーダ／ライタ２に無線タグ１との交信開始を指示し、リーダ／ライタ２が無線タグ１から読み取ったデータを収集、蓄積し、あるいは表示する動作を行っている。制御装置４は搬送ライン上のパレットＷがリーダ／ライタ２の通信エリア内に位置するタイミングで交信開始を指示する。このような制御装置４としては、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プログラマブル・ロジック・コントローラ）や、汎用のパーソナルコンピュータ等の情報処理端末が用いられる。

具体的には、交信開始を指示するトリガ信号として、リード／ライトコマンドが制御装置４からリーダ／ライタ２に出力される。するとリーダ／ライタ２では、このリード／ライトコマンドに基づいて無線タグ１に対する応答要求の送信が開始される。この応答要求は、ＡＳＫ変調されたＲＦ信号として送出され、無線タグ１からの応答信号が受信されるまで繰り返し送信される。
（無線タグ１の構成）

図６に示すカード状の無線タグ１の詳細を、図７の平面図に示す。この無線タグ１は、薄い矩形状の基板１１と、基板１１の各辺に沿って螺旋状に配線されたアンテナコイル１２と、アンテナコイル１２に接続され、アンテナコイル１２の内側に配置された半導体チップ１３からなる。

基板１１は、例えば厚みが０．２ｍｍの樹脂シートからなり、この樹脂シート状に印刷又はエッチングによりアンテナコイル１２が形成される。半導体チップ１３は、アンテナコイル１２とで共振回路を形成するコンデンサや、受信回路を復調する復調回路、受信データを処理する処理回路、ＵＩＤや受信データを記憶する半導体メモリからなる。応答信号は、リーダ／ライタ２からの応答要求に基づいて生成される。具体的には、受信データに基づいて半導体メモリからデータを読み出し、ＲＦ信号を負荷変調することによって生成される副搬送波を符号化することによって生成される。

次に、図６のリーダ／ライタ２の構成を示すブロック図を、図８に示す。このリーダ／ライタ２は、発振回路２１、増幅回路２２、変調回路２３、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２４、ＬＣ共振回路２５、減衰器２６、復調回路２７、２値化回路２８、制御回路２９、外部インターフェース３０及び符号化回路３１を備える。

発振回路２１は、水晶発振子を用いてＲＦ信号を生成するＲＦ信号の発生回路である。例えば、１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号が生成され、搬送波として出力される。この搬送波は、増幅回路２２によって電力増幅され、変調回路２３へ出力される。

変調回路２３は、電力増幅後の搬送波を符号化回路３１からのベースバンド信号に基づいてＡＳＫ変調し、ＡＳＫ変調信号を生成する処理を行う。この変調回路２３は、種類の異なる無線タグであっても交信できるように、変調度１００％のＡＳＫ変調と変調度１０％のＡＳＫ変調とが切り替え可能となっている。さらに、変調度１０％のＡＳＫ変調では、変調度１０％の通信方式を指定する低変調度用の無線タグに対する通信性能を向上させるために、１０％〜３０％までの範囲でＡＳＫ変調信号の変調度が切り替え可能となっている。

符号化回路３１は、制御回路２９から入力されるデータをパルス位置によって符号化し、ベースバンド信号を生成する処理を行っている。

ＡＳＫ変調信号は、ＬＰＦ２４によって高調波成分が除去され、ＬＣ共振回路２５へ出力される。ＬＣ共振回路２５は、アンテナコイル１２及びコンデンサからなる共振回路である。変調回路２３からのＡＳＫ変換信号は、ＬＣ共振回路２５を介して無線タグ１に送出される。また無線タグ１からの応答信号は、ＬＣ共振回路２５によって受信される。このようにＬＣ共振回路２５は、通信部７０を構成する。受信信号は、減衰器２６によって後段の復調回路２７で制御可能なレベルまで減衰される。

復調回路２７は減衰後の受信信号を搬送波及び副搬送波に基づいて復調し、復調信号を生成する。２値化回路２８は、復調回路２７からの復調信号を閾値処理によって２値化するコンパレータであり、複合された受信データが生成される。

制御回路２９は、外部インターフェース３０を介して制御装置４から入力されるトリガ信号に基づいて無線タグ１に対する交信を開始し、また復調信号に基づいて変調度を切り替える制御を行う。具体的には、制御装置４からのリード／ライトコマンドに基づいて無線タグ１に対する応答要求を生成し、符号化回路３１へ出力すると共に、復調信号に基づいて無線タグ１からの応答信号の受信を判別し、ＡＳＫ変調信号の変調度を切り替える動作が行われる。

ここでは、制御装置４から入力される制御信号に基づいて、無線タグ１との交信に関するパラメータを自動設定する動作が行われるものとする。具体的には、制御装置４からの自動判別コマンドに基づいてパラメータテーブルを読み出し、読み出したパラメータテーブルに基づいて受付コマンドを生成し、無線タグ１に対して送信する。この受付コマンドによる無線タグ１からの応答に基づいて交信パラメータが設定される。
（パラメータテーブル）

パラメータテーブルは、通信規格や通信方式に関する交信パラメータ（データ）からなり、交信対象とする無線タグ１の種類に応じて複数のテーブルがＥＥＰＲＯＭなどのメモリ内に格納されている。交信パラメータとしては、ＡＳＫ変調における変調度や、ＲＦ信号の送出時の電波強度、無線タグ１から読み出すタグのブロックサイズ（アクセスサイズ）、受信データの最大サイズ、返信タイミングなどがある。ここでは、交信パラメータの組み合わせ、すなわち通信方式が変調度１００％及び１０％のいずれであるかや、電波強度の強弱、読み出しサイズの指定（８バイト、４バイトのいずれか）に応じて８種類のテーブルがパラメータテーブルとして格納されているものとする。

このようなパラメータテーブルの一つが読み出され、読み出されたパラメータテーブルに基づいて、交信パラメータを定めて受付コマンドが送出される。受付コマンドは、Inventoryコマンドとも呼ばれ、その返信データは無線タグ１のメーカコードや製品コードを指定するデータとなる。この受付コマンドは、無線タグ１からの応答がなければ、パラメータテーブルを変更して再送出される。受付コマンドに対する無線タグ１からの応答があれば、受信データに基づいて無線タグ１の種類が判別され、交信パラメータが登録設定される。つまり、交信対象とする無線タグ１に対して受付コマンドを送出させることにより、適切な交信パラメータを自動的に設定することができる。
（自動認識システム）

本実施の形態に係る自動認識システムにおいては、リーダ／ライタの固有のデバイスプロファイルを変更可能な機能を備えることにより、アプリケーションに合った効率的な運用が可能となる。特に、リーダ／ライタがフィールドバスに接続可能なスマートスレーブ機能を備えている場合において、フィールドバスに接続されたリーダ／ライタに、コントローラ部あるいは上位の制御機器がネットワーク接続する際の通信に適したデバイスプロファイルを作成し、これに基づいて通信を確立することで、効率のよい運用が図られる。以下、この自動認識システムの構成を図９のブロック図に基づいて説明する。この図に示す自動認識システムは、ヘッド部として自動認識機器であるリーダ／ライタ２と、リーダ／ライタ２に接続されてこれを制御するコントローラ部として制御装置と、制御装置の上位に接続されてこれを制御する制御機器を有する。リーダ／ライタ２と制御装置とは、一体に構成して自動認識機器とすることもできる。一体型の自動認識機器は、上位の制御機器に直接接続して制御される。また上位の制御機器は、ＰＬＣやコンピュータなどで構成される。上位の制御機器には、複数台の制御装置を接続し、これらを制御させてもよい。また上位の制御機器と制御装置とを統合し、統合されたコントローラ部にリーダ／ライタ２を複数台接続することもできる。
（制御装置４のブロック図）

図９に示す制御装置４は、電源回路８０と、接続部８２と、制御回路２９と、記憶部６０と、ユーザインターフェース回路８４を備える。電源回路８０は、無線タグリーダ／ライタ２に電力を供給する。接続部８２は、制御装置４とリーダ／ライタ２と接続するための部材である。例えば制御装置４とリーダ／ライタ２とを電気ケーブルを介して接続し、これらを間をデータ通信やＩ／Ｏ接続によって電気信号のやりとりを可能とする。制御回路２９は、制御装置４が接続された上位の制御機器５からの制御信号に基づいて、各種動作指示をリーダ／ライタ２に送信して制御する。以上の制御装置４は、無線タグリーダ／ライタ２に電源回路８０から電力を供給すると共に、上位の制御機器５で制御されて各種動作指示をリーダ／ライタ２に送信する。

さらに制御回路は、リーダ／ライタの機器設定情報を取得し、この機器設定情報に基づいて、デバイスプロファイルを生成するプロファイル生成手段としても機能する。このように、リーダ／ライタ固有のプロファイルを変更できる機能を提供することにより、ユーザのアプリケーションに応じて最適な通信を行える。具体的には、リーダ／ライタの機器設定情報により、通信に必要なデータ量が判明するため、この機器設定情報に基づいて制御回路がプロファイルを生成する。

従来のプロファイルは、リーダ／ライタなどの自動認識機器に対して一のみ、その自動認識機器の製造者から提供されていた。それは、機器設定情報にはデータ量やデータアクセス方式など、複数のパラメータが含まれており、また入力端子、出力端子が増えると、その組み合わせは膨大なものとなる上、ユーザのアプリケーションに応じて要求されるプロファイルも異なるため、プロファイル作成の手間、管理の手間、選択の手間を考えると、これらすべてに対応させることは現実的には極めて困難であったためである。また、ユーザにプロファイルを作成あるいは編集させることもできない。このため従来は、一の汎用的なプロファイルを利用せざるを得ず、自動認識機器とこれを制御するコントローラや上位の制御機器との間で、必ずしも効率的なデータアクセスが実現されていなかった。

これに対して、本実施の形態では、現実にユーザが使用している環境に応じて最適化されたプロファイルをプロファイル生成手段で作成可能としているため、最も効率的なデータアクセスが実現できる。また同一の自動認識機器に対して、複数のプロファイルを作成することもできる。これにより、自動認識機器の使用状況に応じて、デバイスプロファイルを変更して、通信の設定を変更できるようになり、自動認識機器と上位の制御機器との間の通信を異なる状況でも効率よく行える。また必要なプロファイルのみを作成して管理すれば足りるので、ユーザの負担も少ない。

図１０に、同一の自動認識機器Ｃを利用して、異なるアプリケーションに応じて異なる複数のプロファイルを作成する例について説明する。例えば、アプリケーション１として、フラグの書き込みを頻繁に行う用途に対する設定を考える。この場合は、入力、出力ともに少量データで通信時間が短い方が好ましい。このような条件に適した機器設定情報Ａに基づいて、プロファイルＡをプロファイル生成手段である制御回路で生成する。プロファイルＡは、入力データ、出力データ共に少量のデータに設定され、アプリケーション１に適したデータ通信が実現される。

また、アプリケーション２として、無線タグのメモリ全体を読出し、工程全体の結果をロギングする用途に対する設定を考える。この場合は、入力は動作指示のみなので少量データで済み、逆に出力は多量データを１回の動作指示で扱えるよう、多量とする方が好ましい。このような条件に適した機器設定情報Ｂに基づいて、プロファイルＢを制御回路で生成する。プロファイルＢは、入力データは少量、出力データは多量のデータに設定されており、これによりアプリケーション２に適したデータ通信が実現される。

さらにアプリケーション３として、無線タグのメモリ全体に初期化データを書き込みする用途に対する設定を考える。この場合は、入力は動作指示と書き込みデータなので多量データ、出力は結果のみなので少量データとする方が好ましい。このような条件に適した機器設定情報Ｃに基づいて、プロファイルＣを制御回路で生成する。プロファイルＣは、入力データは多量、出力データは少量のデータに設定されており、これによりアプリケーション３に適したデータ通信が実現される。
（記憶部６０）

図９に戻って、制御回路２９は、接続部８２を介してリーダ／ライタ２に所定のコマンドを発行することで、リーダ／ライタ２の設定を取得し、記憶部６０に保存する。記憶部６０は、リーダ／ライタ２の認識に関する設定を記憶する。記憶部６０は、電気的な書き込み消去が可能なメモリやハードディスクなどの二次記憶媒体等が利用できる。好適には、データを保存するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ及び／又はＦＲＡＭ等から構成される。好ましくは記憶部６０は、制御装置４の電源がＯＦＦされても設定データを保持できるよう、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリとする。
（ユーザインターフェース回路８４）

ユーザインターフェース回路８４は、ユーザが制御装置４の操作を行うためのユーザインターフェースを提供する。ここでユーザインターフェースとしては、制御装置４に設けられた表示部や操作部等で構成され、ユーザインターフェース回路８４はこれらの部材を制御する。表示部は液晶やＬＥＤ等の７セグメント表示器が利用でき、またＣＲＴや液晶、有機ＥＬディスプレイ等を接続したり制御装置に組み込んでもよい。操作部は各種操作ボタンや外付けのキーボード、コンソール、リモコン等が利用できる。ユーザインターフェースを設けた制御装置の一例を図１１に示す。この例では、上方に７セグメント式表示器８６を備え、各種インジケータ８７をその周囲に配置すると共に、中央にシフトキー、エンターキー、アップダウンキーなどの操作ボタン８８を設けている。ユーザは、これら表示部や操作部等のインターフェースを介して、リーダ／ライタ２の各種設定の保存や書き戻しを行う。すなわち、ユーザは表示部を見ながら操作部を操作し、制御装置４から接続部８２を介してリーダ／ライタ２に設定保存の動作指示を送り、リーダ／ライタ２の各種設定を取得して記憶部６０に記憶する。また、設定の転送を行うときは、インターフェースから設定の転送の動作を指示し、記憶部６０に記憶された設定を、接続部８２を介してリーダ／ライタ２に転送する。接続された自動認識機器の設定を極めて容易に行える。特に、自動認識機器の設定を行うプログラムをインストールしたノートパソコンなどの設定機器を、各自動認識機器に一々接続して設定を行うことなく、接続された自動認識機器を接続に対して、予め保存した設定データを転送して設定できる。このため、故障やメンテナンスで新たな自動認識機器に交換したり、自動認識機器を追加した場合でも、これらの設定を従前と同じ設定内容に、容易にかつ速やかに設定できる。
（自動認識機器設定プログラム）

以上は、制御装置４を操作して、設定内容を保存、転送する手順について説明した。また、このような動作指示は制御装置から行う構成に限られず、制御装置の上位に接続した制御機器から行うよう構成することもできる。また、制御装置や上位の制御機器に実装された自動認識機器の設定あるいは操作等を行う自動認識機器設定プログラムを操作して、ユーザはリーダ／ライタの設定を保存、転送することもできる。特に上位の制御機器を複数の制御装置とネットワーク等で接続した構成においては、一台の上位制御機器で、これと通信可能な複数の自動認識機器に対して設定を行うことができる。さらに、この自動認識機器設定プログラムで、自動認識機器を使用するアプリケーションに最適化されたプロファイルを作成できる。以下、図９の構成において、上位の制御機器をコンピュータで構成し、このコンピュータに自動認識機器の設定を行う自動認識機器設定プログラムをインストールし、ユーザはこの自動認識機器設定プログラムのユーザインターフェース画面を介して、自動認識機器の操作、設定を行う態様について説明する。ユーザはこの自動認識機器操作プログラムを操作して、接続先のリーダ／ライタの一を選択し、各リーダ／ライタの設定をコピーしたり、リーダ／ライタで読み取った無線タグのデータを表示部に表示させるたり、あるいはリーダ／ライタの機器設定情報に基づいてプロファイルを作成できる。

自動認識機器のプロファイルを作成するユーザインターフェース画面の一例を、図１２に示す。この図に示すユーザインターフェース画面３００は、現在接続されているリーダ／ライタ２などの自動認識機器を自動認識して、左側のペイン３１０にツリー状に表示すると共に、このペイン３１０から選択した自動認識機器について設定されている機器設定情報を読み取り、設定部３２０に表示させると共に、この設定に基づいてデバイスプロファイルを作成することができる。また設定部３２０に表示される機器設定情報を参照して、この値を変更したデバイスプロファイルを作成することもできる。なお機器設定情報は、自動認識機器にアクセスして取得する他、予め機器設定情報をコントローラ部の記憶部に保存しておき、ここから呼び出す構成としてもよい。

図１２の例では、フィールドバスとしてDeviceNetを利用しており、その通信設定のためのスレーブＩＤ、ボーレート、データの書き込みサイズ、出力データ、読み取りサイズ、入力データなどが設定部３２０に表示される。これらを確認、あるいは修正後、「ＥＤＳファイル出力」ボタン３３０を押下すると、ファイル保存画面が開き、ファイル名を入力してＥＤＳファイルがデバイスプロファイルとして保存される。保存されたＥＤＳファイルは、上位の制御機器で読み込まれて、このファイルで規定された仕様に従って上位の制御機器とリーダ／ライタとの間で通信が行われる。

図１３に、プロファイルの一例を示す。この図に示すように、プロファイルはテキストファイルであり、自動認識機器と、上位の制御機器との間の通信を規定している。またプロファイルは、上述の通りフィールドバスの規格に応じて様々なファイルが規定されており、例えばPROFIBUS（RS485）ではGSDファイル、DeviceNetではＥＤＳファイル、ＣＣ−Ｌｉｎｋ（登録商標）ではＣＳＰファイル等がプロファイルとして利用される。

また同一のリーダ／ライタに対して、複数のＥＤＳファイルを作成し、保存することもできる。これにより、リーダ／ライタの使用状況に応じて、デバイスプロファイルを変更して、通信の設定を変更できる。このように、複数の状況で適切なデバイスプロファイルを選択することもできる。

以上、本発明の自動認識機器として無線タグリーダ／ライタに適用する例について説明したが、本発明はこれに限られず、バーコードリーダや２次元コードリーダ等の他の自動認識機器にも適用可能である。例えば図９において、ヘッド部にバーコードリーダや２次元コードリーダ光学式読取装置を利用することも可能である。

本発明の自動認識システム、自動認識機器の制御装置、自動認識機器の設定方法、自動認識機器設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器は、非接触で無線タグに記録された情報を読み取るリーダ／ライタに適用できる。例えばデータキャリアシステム等と呼ばれる個別対象物認識システムとして、無線タグを物品に付与してこの物品の識別を行う。この用途としては、ＦＡ（Factory Automation）分野における工作機の工具や工場における部品、製品の管理、物流システム等に用いられる物品の識別システム、鉄道切符およびスーパーマーケットの価格読み取り等が挙げられる。

フィールドバス上に複数の自動認識機器と、上位の制御機器であるＰＬＣを接続した自動認識システムを示す説明図である。 フィールドバス上に接続された同一製造者の機器を他社の機器に交換可能であることを説明する説明図である。 自動認識機器の特性に応じて各々プロファイルが生成されることを説明する図である。 データ量が少ないプロファイルを持つ自動認識機器Ａを使用してデータ転送を行う例を説明する図である。 データ量が多いプロファイルを持つ自動認識機器Ｂを使用してデータ転送を行う例を説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る無線タグリーダ／ライタを含むＲＦ−ＩＤシステムの構成を示す斜視図である。 無線タグの平面図である。 無線タグリーダ／ライタの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る自動認識システムのブロック図である。 アプリケーションに応じて異なるデバイスプロファイルを生成する様子を説明する図である。 制御装置のユーザインターフェースの一例を示す図である。 自動認識機器のプロファイルを作成するユーザインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。 プロファイルの一例を示す図である。

符号の説明

１００…無線タグリーダ／ライタ
１…無線タグ
２…リーダ／ライタ
３…シリアルバスケーブル
４…制御装置
５…上位の制御機器
６、６Ａ、６Ｂ…自動認識機器
７…ＰＬＣ
８…サーバ
１０…ＲＦ−ＩＤシステム
１１…基板；１２…アンテナコイル；１３…半導体チップ
２１…発振回路；２２…増幅回路；２３…変調回路
２４…ＬＰＦ；２５…ＬＣ共振回路；２６…減衰器
２７…復調回路；２８…２値化回路；２９…制御回路
３０…外部インターフェース；３１…符号化回路
６０…記憶部
８０…電源回路
８２…接続部
８４…ユーザインターフェース回路
８６…７セグメント式表示器
８７…インジケータ
８８…操作ボタン
３００…ユーザインターフェース画面
３１０…ペイン
３２０…設定部
３３０…「ＥＤＳファイル出力」ボタン
Ｗ…パレット
ＦＢ…フィールドバス；ＣＢ…コントロールバス；ＳＢ…センサーバス

Claims (9)

1. 認識対象物に記録された情報を認識可能な自動認識システムであって、
   認識対象物の情報に非接触でアクセスするためのヘッド部と、
   前記ヘッド部と電気的に接続され、これを制御するコントローラ部と、
   を備え、
   前記コントローラ部はさらに、
   前記ヘッド部の機器設定情報を取得し、この機器設定情報に基づいて、該ヘッド部とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成するプロファイル生成手段
   を備えることを特徴とする自動認識システム。
2. 請求項１に記載の自動認識システムであって、
   前記機器設定情報が、ヘッド部とコントローラ部との通信に必要なデータ量を少なくとも含むことを特徴とする自動認識システム。
3. 請求項２に記載の自動認識システムであって、
   前記機器設定情報が、さらに通信方式に関する情報を含むことを特徴とする自動認識システム。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載の自動認識システムであって、
   前記認識対象物が無線タグであり、
   前記ヘッド部が、無線タグのメモリに記録された情報の読み取り／書き込みが可能なリーダ／ライタであることを特徴とする自動認識システム。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の自動認識システムであって、
   前記ヘッド部が、フィールドバスに接続可能なスマートスレーブ機能を備えていることを特徴とする自動認識システム。
6. 認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器を接続して、これを制御可能な制御装置であって、
   前記自動認識機器の機器設定情報を取得し、この機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成するプロファイル生成手段
   を備えることを特徴とする自動認識機器の制御装置。
7. 認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器の設定方法であって、
   前記自動認識機器の機器設定情報を取得する工程と、
   取得した機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成する工程と
   を含むことを特徴とする自動認識機器の設定方法。
8. 認識対象物に記録された情報を非接触式で認識可能な自動認識機器の設定プログラムであって、
   前記自動認識機器の機器設定情報を取得する機能と、
   取得した機器設定情報に基づいて、該自動認識機器とのデータ通信に関するデバイスプロファイルを生成する機能と
   をコンピュータに実現させることを特徴とする自動認識機器設定プログラム。
9. 請求項８に記載されるプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。