JP5061365B2

JP5061365B2 - 非接触通信媒体読み取り装置、および非接触通信媒体読み取り方法

Info

Publication number: JP5061365B2
Application number: JP2007255311A
Authority: JP
Inventors: 三恵野田
Original assignee: NEC System Technologies Ltd
Current assignee: NEC System Technologies Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP2009086984A

Description

本発明は、非接触通信媒体読み取り装置、および非接触通信媒体読み取り方法に関する。より詳しくは、変復調方式や符号化方式、周波数が異なる非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグの読み取りが行える読み取り装置、およびＲＦＩＤタグなどの読み取り方法に関する。

近年、非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグの利用が普及しつつある。ＲＦＩＤタグは、バーコードを代替するものとして、特に物流の分野において期待を集めており、近い将来において広く普及することが予想されている。

現在、電池を内蔵しないタイプのＲＦＩＤタグに用いる周波数帯域として、１３．５６ＭＨｚ帯、８６０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯、２．４５ＧＨｚ帯が決められている。それぞれの周波数帯域で、変復調方式、符号化方式が異なる非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグが製造されている。これらの国際規格として、ＩＳＯ１４４４３、ＩＳＯ１５６９３、ＩＳＯ１８０００−４、ＩＳＯ１８０００−６等が制定されている。

これら複数の規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグと通信を行う読み取り装置として、例えば「非接触型ＩＣカード用リーダライタ」（特許文献３参照）や、「ＲＦＩＤ通信システムおよび無線通信装置」（特許文献４参照）がある。

複数の異なる方式のＩＣカード等を読み取るリーダライタの技術が、特許文献２および５に記載されている。特許文献２の技術は、複数の変復調方式に対応し、異なる方式のポーリング信号を順次送信して、応答した方式で読み取る。特許文献５の技術は、ＩＣカードから送信されるプロトコルタイプを有する情報に基づき、および／または、当該ＩＣカード用リーダライタに接続されるホストコンピュータからの切り換え命令に基づき、ＩＣカードに対応するプロトコルに切り換える。

その他、カードを複数枚重ねた時でも所定の通信距離を得るための非接触通信媒体の技術が特許文献１に記載されている。また、特許文献６には、送信パワーレベルを最大化することなく、多数タグ読み取り能力を強化し、受動タグ読み取り範囲を増加するＲＦＩＤリーダー電力供給方法が記載されている。
国際公開第０１／５９９５１号パンフレット特開２００２−３４２７２４号公報特開２００３−２２４２１号公報特開２００６−１５７５９３号公報特開平０４−４２３８３号公報特表２００５−５３５９６８号公報

複数の規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグと通信を行う読み取り装置は、異なるプロトコルを同時に読み書きしようとすると電波が干渉するため、各規格の信号を順番に送信し、応答のあった信号が通信を行おうとする非接触ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグの規格であると判断している。しかし、いつ、どの規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグがかざされるかわからない場合には、該当する規格を実行するまでに時間がかかるという問題があった。

また、特に、特許文献４に記載の規格毎の処理を実行するソフトウェアを入れ替える事により、複数の規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグと通信を行うようなソフトウェア型非接触通信媒体読み取り装置の場合、各規格のソフトウェア（以下、プロトコルプログラムと呼ぶ）を格納するメモリには制限があり、多数のプロトコルプログラムを格納しておくことが難しいものがある。上記のような通信プロトコルを順番に実行する方法では、ＲＦＩＤタグから応答が返ってくるまでプロトコルプログラムをダウンロードして入れ替えて実行するという処理を行う必要があるため、ＲＦＩＤタグと通信を行うまでに非常に時間がかかるという問題があった。

そこで本発明は、複数の規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグと通信を行う際、すばやく通信が開始できる非接触通信媒体読み取り装置を提供することを目的とする。
また、ソフトウェア型非接触通信媒体読み取り装置で、多数のプロトコルプログラムを格納しておくことが難しい場合でも、複数の規格の非接触型ＩＣカードおよびＲＦＩＤタグとすばやく通信を開始できる非接触通信媒体読み取り装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る非接触通信媒体読み取り装置は、
複数の周波数帯の電波を放射および捕捉するアンテナと、
非接触通信媒体の複数の周波数帯の搬送波を前記アンテナを介して送出する搬送波送出手段と、
前記非接触通信媒体の通信規格の信号の送信の前に、前記搬送波送出手段で搬送波を送出したときに、前記アンテナで捕捉した電波の強度またはパターンを検知する検知手段と、
前記検知手段で検知した電波の強度またはパターンに基づいて、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する判定手段と、
前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して前記アンテナを介して送信し、また、前記アンテナを介して受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する送受信手段と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記判定手段は、前記検知手段で検知した電波の強度またはパターンを所定のしきい値またはパターンと比較して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する。

または、前記判定手段は、前記搬送波送出手段で送出した複数の搬送波に対応して、前記検知手段で検知した複数の電波の強度またはパターンを相互に比較することによって、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定してもよい。

好ましくは、前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを記憶する記憶手段を備え、
前記送受信手段は、前記記憶手段が記憶している前記通信プロトコルプログラムの中から、前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムを選択して実行し、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して前記アンテナを介して送信し、また、前記アンテナを介して受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する。

さらに、前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを格納するサーバから、前記通信プロトコルプログラムを取得する通信手段と、
前記記憶手段に、前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムが記憶されていない場合に、前記サーバから前記通信手段を介して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムをダウンロードして、前記記憶手段に記憶するダウンロード手段と、
を備えてもよい。

本発明の第２の観点に係る非接触通信媒体読み取り方法は、
非接触通信媒体の通信規格の信号の送信の前に、前記非接触通信媒体の周波数帯の搬送波を送出する搬送波送出工程と、
前記搬送波送出工程で搬送波を送出したときに、捕捉した電波の強度またはパターンを検知する検知工程と、
前記検知工程で検知した電波の強度またはパターンに基づいて、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して送信し、また、受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する送受信工程と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記判定工程は、前記検知工程で検知した電波の強度またはパターンを所定のしきい値またはパターンと比較して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する。

または、前記判定工程は、前記搬送波送出工程で送出した複数の搬送波に対応して、前記検知工程で検知した複数の電波の強度またはパターンを相互に比較することによって、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する。

さらに、当該非接触通信媒体読み取り装置に、前記判定工程で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムが記憶されていない場合に、前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを格納するサーバから、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムを取得する、ダウンロード工程を備えてもよい。

本発明によれば、複数の規格の非接触通信媒体を対象とする非接触通信媒体読み取り装置において、各規格の通信手順を順番に実行して、非接触通信媒体が応答する規格を見つける方法より早く、非接触通信媒体との通信を開始することが可能である。

非接触通信媒体には、非接触型ＩＣカードまたはＲＦＩＤ（Radio Frequency
Identification）タグがある。実施の形態では、ＲＦＩＤタグで代表して説明する。本発明は、非接触型ＩＣカードにも適用することができる。なお、ＲＦＩＤ読み取り装置を例として本発明の実施の形態を説明するが、本発明は非接触通信媒体のリーダライタ装置にも適用できる。

ＲＦＩＤタグは、その属する規格で用いる周波数帯域のアンテナを内蔵していて、特定の周波数帯域の電波または電磁波に対し共振して、その外の周波数帯域の電波を受けたときより強い反射波を返す。本発明ではこの共振現象を利用し、ＲＦＩＤ読み取り装置が、ＲＦＩＤタグの周波数帯域の搬送波を送信したときにＲＦＩＤタグが返す反射波を受信し、その反射波の強さをみることでＲＦＩＤタグの周波数帯域を判定する。すなわち、反射波によってどの周波数帯域の搬送波に対して共振したかがわかり、ＲＦＩＤタグの周波数帯域が推定できる。

反射波の強度によってＲＦＩＤタグの周波数帯域を判定するには、反射波の強度を所定のしきい値と比較して、それより大きい場合にその周波数帯域であると判断できる。あるいは、ＲＦＩＤタグの周波数帯域の搬送波を送信し、複数の搬送波に対してＲＦＩＤタグが返す反射波の相対強度およびパターンもしくはタイミング等により、どの周波数帯域のＲＦＩＤタグ、または、どの規格のＲＦＩＤタグ、あるいは、どの種類のＲＦＩＤタグがかざされた可能性があるかを判定する。

これにより、判定した周波数帯域、もしくは判定した規格に対応する規格の通信手順のみを実行して、近接する（読み取り可能な距離にある）ＲＦＩＤタグを読み取ることができる。関連する技術では、各規格の通信手順を順番に実行してＲＦＩＤタグが応答する規格を見つける方法が行われているのに対して、本発明ではそれより早く、ＲＦＩＤタグとの通信を開始できる。

また、プログラムを実行することによってＲＦＩＤタグとの通信を行うソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置の場合、判定手段が判定した周波数帯域、もしくは規格に該当するプロトコルプログラムを、ＲＦＩＤ読み取り装置にダウンロードして実行することによって、複数のＲＦＩＤタグの種類に対応できる。ＲＦＩＤ読み取り装置のメモリに制限があって、同時に記憶できる通信プロトコルプログラムの数に限りがあっても、判定した周波数帯域、もしくは規格に該当するプロトコルプログラムのみを、ＲＦＩＤ読み取り装置にダウンロードすればよいので、複数の規格のＲＦＩＤタグを対象としながらも、各規格の通信手順を順番に実行するより早くＲＦＩＤタグとの通信を開始できる。

また、本発明では、ＲＦＩＤタグの規格を判定するときに、ＲＦＩＤタグの周波数帯域の搬送波を、所定の範囲（例えば電波法で許可されている各周波数帯域の範囲等）でスイープ、あるいはホッピング等で変化させながら送出し、搬送波に対してＲＦＩＤタグが返す反射波の変化により、どの規格のＲＦＩＤタグ、あるいは、どの種類のＲＦＩＤタグがかざされた可能性があるかを判定することを特徴とする。
これにより、判定したＲＦＩＤタグの規格に対応するプロトコルプログラムを実行することができるため、さらに早くＲＦＩＤタグとの通信を開始できる。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明によるＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すＲＦＩＤ読み取り装置１は、アンテナ部１３と、送受信部１２と、制御部１１とから構成される。アンテナ部１３は、パッチアンテナやループアンテナ等で実現され、ＲＦＩＤタグの各周波数帯域の電波および電磁波を送受信する。

送受信部１２は、送信信号を生成して符号化し、変調、増幅等を行ってアンテナ部１３から送信する。また、アンテナ部１３から受信する受信信号を増幅して復調し、符号化した情報の復号等の処理を行う。送受信部１２は、ＡＤ／ＤＡ変換回路や増幅回路、フィルタ回路、変調・復調回路、符号化・復号回路等を備える。制御部１１は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）等を備え、送受信部１２を制御する。

送受信部１２は、検知信号送受信部１２１と、ＲＦＩＤタグ２の各規格に適合する通信を行う規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎを備える。検知信号送受信部１２１は、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波をアンテナ部１３を介して送出する。そして、送出した搬送波に対してＲＦＩＤタグ２が返す電波を、アンテナ部１３を介して捕捉して、その強度を数値化（例えば電流値等に変換）して制御部１１へ送る。

規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎはそれぞれ、ＲＦＩＤタグ２の各規格ａ〜ｎに沿った変復調、符号化・復号処理、通信プロトコルを実行し、ＲＦＩＤタグ２との通信処理を行う。規格送受信部１２２ａは、規格ａ用の送受信を行う。規格送受信部１２２ｎは、規格ｎ用の送受信を行う。

制御部１１は、判定部１１１およびＲＦＩＤタグ通信部１１２を備える。判定部１１１は、検知信号送受信部１２１へＲＦＩＤタグ２の各周波数帯域の搬送波を送信するよう指令を送り、また、検知信号送受信部１２１からＲＦＩＤタグ２が返す電波を数値化した値を受け、予め設定しておいた判定パラメタを用いて、どの周波数帯域のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるか、もしくは、どの規格のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるかを判定する。

ＲＦＩＤタグ通信部１１２は、判定部１１１で判定したＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の規格（ａ〜ｎの１つ）に適合する規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎを選択し、選択した規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎを動作させる。

アンテナ部１３は、ＲＦＩＤタグ２へ電波を送信する送信アンテナと、ＲＦＩＤタグ２からの電波を受信する受信アンテナを別に備えていてもよい。また、複数の周波数帯域で送信および受信可能な周波数共用アンテナを用いても、周波数帯域毎のアンテナを複数備えていてもよい。

送受信部１２の検知信号送受信部１２１、規格ａ用の規格送受信部１２２ａ〜規格ｎ用の規格送受信部１２２ｎは、１つの回路に組み込まれていても、別の回路になっていてもよい。

判定部１１１の判定パラメタは、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の所定の周波数の搬送波に対するＲＦＩＤタグ２の反射波の強度を数値化した値と比較する、閾値とすることができる。または、時間に対する強度のパターンとすることもできる。あるいは、例えば、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の所定の範囲（例えば、電波法で決められた範囲）内で、周波数をスイープまたはホッピング等により変化させた搬送波に対して、ＲＦＩＤタグ２が返す反射波の変化パターンやピーク値の周波数等を設定することができる。本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２の反射波を電流値に変換した値に対する閾値を設定し、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯を判定する場合について説明する。

なお、電波法で決められた周波数帯域の範囲とは、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−４（２．４５ＧＨｚ）の特定小電力無線局（ＦＨＳＳ）では２４００〜２４８３．５ＭＨｚであり、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−６（ＵＨＦ帯）の特定小電力無線局の場合では９５２〜９５５ＭＨzである。

次に、本実施の形態１のＲＦＩＤ読み取り装置１の動作について図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態１に係るＲＦＩＤ読み取り装置１により、ＲＦＩＤタグ２のユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ＲＦＩＤ読み取り装置１の判定部１１１が処理を開始し、検知信号送受信部１２１に対し、周波数帯域Ｎ（ＮはＲＦＩＤタグ２の周波数帯域のいずれかで、例えば、１３．５６ＭＨz、ＵＨＦ帯、２．４５ＧＨz等である）の搬送波を送信する指令を送る（ステップＳ１１）。指令を受けた検知信号送受信部１２１は、アンテナ部１３を介して周波数帯域Ｎの搬送波を送信する（ステップＳ１１）。

送出する搬送波は、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域Ｎの所定の範囲（例えば電波法で決められた範囲）内で、周波数をスイープまたはホッピング等により変化させてもよい。本実施の形態では、周波数帯域Ｎの所定の周波数の搬送波を送信する場合について説明する。

ＲＦＩＤタグ２は、受けた搬送波の周波数に応じて、ＲＦＩＤタグ２の回路によって決まる強さで、搬送波に対する反射波を返す（ステップＲ１）。

ＲＦＩＤ読み取り装置１の検知信号送受信部１２１は、ＲＦＩＤタグ２からの反射波を受信して数値化（例えば電流値等に変換）し、判定部１１１に渡す（ステップＳ１２）。

判定部１１１は、反射波を数値化した値が、設定している閾値に達しない場合は（ステップＳ１３；ＮＯ）、周波数帯域を変えて（ステップＳ１４）、ステップＳ１１〜Ｓ１２の処理を繰り返し行う。周波数帯域を実行する順序は、周波数が低い順番でも、高い順番でも、前回ＲＦＩＤタグ２が反応した順番でも、過去にＲＦＩＤタグ２が反応した回数が多い順番でも、ランダムでもよい。

受信した電波の強度（例えば電流値）が、判定部１１１で設定している閾値に達した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ＲＦＩＤタグ２は、送信した搬送波の周波数帯域Ｎの規格であると判定する（ステップＳ１５）。

本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を１つずつ送信しているが、複数の周波数帯域の搬送波を同時に送信して、受信した電波の周波数帯域ごとの強度（周波数成分）によってＲＦＩＤタグ２の規格を判定してもよい。

ＲＦＩＤタグ通信部１１２は、判定部１１１が判定した周波数帯域の規格ｋを選択し（ステップＳ２０）、規格ｋ用の規格送受信部１２２ｋへ、ＲＦＩＤタグ２と通信するためのプロトコルに則った信号を送る。ここで、規格送受信部１２２ｋは図１の規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎのいずれかである。規格送受信部１２２ｋは、アンテナ部１３を介して信号を送信する（ステップＳ２４）。

ＲＦＩＤタグ２は、プロトコルに則った規定の信号に対して（ステップＲ２；ＹＥＳ）、ＵＩＤ情報を含んだ信号を返す（ステップＲ３）。規定の信号でなければ（ステップＲ２；ＮＯ）、ＵＩＤを送信しない。

ＲＦＩＤ読み取り装置１の規格ｋ用の規格送受信部１２２ｋは、ＲＦＩＤタグ２から返ってくる信号を受信し、規格ｋのプロトコルに則って、復調および符号の復号を行い、ＵＩＤを取得する（ステップＳ２５）。ＵＩＤが取得できた場合は（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

返ってくる信号がない、もしくは信号に含まれるＵＩＤが正しくない場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ１５で判定した周波数帯に、まだ実行していない規格が存在する場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、その規格を規格ｋとして（ステップＳ２８）、ステップＳ２４〜Ｓ２６の処理を実行する。

ステップＳ１５で判定した周波数帯域の全ての規格を実行して、ＵＩＤが取得できない場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、予め指定した回数までステップＳ２０〜Ｓ２７を繰り返す。繰り返し回数が予め指定した回数に達してもＵＩＤを取得できない場合（ステップＳ２９；ＹＥＳ）、一連の処理を終了し、改めてＲＦＩＤ読み取り処理を行う。

以上のように、本実施の形態によれば、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を送出し、搬送波に対してＲＦＩＤタグ２が返す反射波の強さにより、どの周波数帯域、もしくは、どの規格のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるかを判定することが可能となり、判定した周波数帯域に対応する規格の通信手順のみを実行することができる。その結果、複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象とするＲＦＩＤ読み取り装置において、各規格の通信手順を順番に実行し、ＲＦＩＤタグ２が反応する規格を見つける方法より早く、ＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。したがって、ＲＦＩＤタグ２の読み取りを速く行うことができる。

（実施の形態２）
次に、ＲＦＩＤ読み取り装置１の判定部が、送出する搬送波の周波数ごとのＲＦＩＤタグ２からの反射波の強さで、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくは、ＲＦＩＤタグ２の規格の判定を行うのではなく、複数の周波数帯域に対するＲＦＩＤタグ２からの反射波の強さの形（パターン）で、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくはＲＦＩＤタグ２の規格、あるいは、ＲＦＩＤの種類を判定する場合のＲＦＩＤ読み取り装置の一例を説明する。

本実施の形態２に係るＲＦＩＤ読み取り装置１の構成は、実施の形態１と同様であるが、判定部１１１が複数の周波数帯域に対してＲＦＩＤタグ２が返す電波を電流値に変換した値を受け、予め設定しておいた判定パラメタを用いて、どの周波数帯域のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるか、もしくは、どの規格のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるか、あるいは、どの種類のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるかを判定する点が異なる。

判定パラメタには、各周波数帯域の搬送波に対する反射波の大きさの相対値や、各周波数帯域の所定の範囲（例えば、電波法で決められた範囲）内で、周波数をスイープまたはホッピング等により変化させた搬送波に対して、ＲＦＩＤタグ２が返す反射波の変化パターンやピーク値の周波数等を設定してもよい。

次に、本実施の形態の動作について図３を参照して説明する。図３は、実施の形態２によるＲＦＩＤ読み取り装置１によりＲＦＩＤタグ２のユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る動作の一例を示すフローチャートである。なお、図３には、図２と同じ処理には同じ番号を付している。以下、実施の形態１の処理と異なる部分のみ説明する。

まず、ＲＦＩＤ読み取り装置１の判定部１１１が、検知信号送受信部１２１に対し、搬送波を送信する指令を送る（ステップＳ１１）。指令を受けた検知信号送受信部１２１は、アンテナ部１３を介して周波数帯域Ｎ（例えば、１３．５６ＭＨz、ＵＨＦ帯、２．４５ＧＨz等）の搬送波を送信する（ステップＳ１１）。

送出する搬送波は、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域Ｎの所定の範囲（例えば電波法で決められた範囲）内で、周波数をスイープまたはホッピング等により変化させてもよいが、本実施の形態では、周波数帯域Ｎの所定の周波数の搬送波を送信する場合について説明する。

ＲＦＩＤタグ２は、受けた搬送波の周波数に応じて、ＲＦＩＤタグ２の回路によって決まる強さで、搬送波に対する反射波を返す（ステップＲ１）。ＲＦＩＤ読み取り装置１の検知信号送受信部１２１は、ＲＦＩＤタグ２からの反射波を捕捉して数値化（例えば、電流値等）し、判定部１１１に渡す（ステップＳ１２）。

このようなＲＦＩＤタグ２の検出処理を、判定部１１１で設定しているＲＦＩＤタグ２の周波数帯域全てに対して行う。すなわち、設定している残りの周波数帯域がある場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、その残りの周波数帯域の１つを選択して（ステップＳ１７）、ステップＳ１１、ステップＳ１２を繰り返す。

周波数帯域を実行する順序は、周波数が低い順番でも、高い順番でも、前回ＲＦＩＤタグ２が反応した順番でも、過去にＲＦＩＤタグ２が反応した回数が多い順番でも、ランダムでもよい。また、本実施の形態ではＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を一つずつ送信する例を示すが、複数の周波数帯域の搬送波を同時に送信してもよい。

設定しているすべての周波数帯域について、検出処理を終了すると（ステップＳ１６；ＮＯ）、判定部１１１は、設定しているＲＦＩＤタグ２の周波数帯域全てに対する反射波を数値化した値から、予め設定している判定パラメタにより、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくは、ＲＦＩＤタグ２の規格、あるいは、ＲＦＩＤタグ２の種類を判定する（ステップＳ１８）。本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域を判定する場合について説明する。

ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域が判定できない場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、周波数帯域の搬送波の送信（ステップＳ１１）から繰り返す。ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域が判定できた場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、ステップＳ２０以降の処理は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態によれば、ＲＦＩＤタグ２の複数の周波数帯域の搬送波に対するＲＦＩＤタグ２の反射波の強さの形（パターン）から、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくは、ＲＦＩＤタグ２の規格、あるいは、ＲＦＩＤタグ２の種類を判定するため、判定精度が高まる。

ＲＦＩＤ読み取り装置１とＲＦＩＤタグ２の距離と方向がほぼ一定である場合には、実施の形態１のように、周波数ごとの反射波の強さを閾値と比較して判定しても、必要な精度が確保できるであろう。ＲＦＩＤ読み取り装置１とＲＦＩＤタグ２との距離または方向が変化する場合には、周波数ごとの反射波の強さ（の絶対値）では、正確に判定できない可能性がある。

実施の形態２の方法では、いわば、複数の周波数に対する反射波のピーク値で正規化することになるので、ＲＦＩＤ読み取り装置１とＲＦＩＤタグ２との距離または方向が変化しても、判定精度を維持できる。複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象とする読み取り装置において、周波数帯域の判定精度が高まると、対応する規格の通信手順を実行する際の間違いが減少するため、より早くＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。

（実施の形態３）
実施の形態３は、ＲＦＩＤ読み取り装置が規格毎に送受信部を備えるのではなく、送受信部の回路が各規格に共通であって、ソフトウェアの変更により通信機能の変更が可能である、ソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置の場合である。

図４は、実施の形態３に係るＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。図４に示すＲＦＩＤ読み取り装置１は、実施の形態１または２のＲＦＩＤ読み取り装置の構成に加え、記憶部１４を備える。記憶部１４は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成され、判定処理プログラム１４１と、各規格に対応する通信プロトコルプログラム１４２ａ〜１４２ｎを記憶する。

判定処理プログラム１４１は、制御部１１で動作して、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域と各規格の対応と、判定部１１１の判定処理を行う。通信プロトコルプログラム１４２ａ〜１４２ｎは、制御部１１の通信プロトコル実行部１１３で動作して、送受信部１２にＲＦＩＤタグ２の各規格に沿った変復調、符号化・復号処理、通信プロトコルを実行させ、ＲＦＩＤタグ２との通信処理を行う。

送受信部１２は、制御部１１の判定部１１１、または通信プロトコル実行部１１３の指令によって、検知信号送受信部１２１、または、各規格に対応する規格送受信部１２２ａ〜１２２ｎとして動作する。

制御部１１は、ＣＰＵや再構成可能な回路であるＦＰＧＡやＤＳＰ等で実現され、上述のとおり、記憶部１４が記憶している判定処理プログラム１４１や、通信プロトコルプログラム１４２ａ〜１４２ｎを実行し、送受信部１２と信号をやりとりする。

判定部１１１は、記憶部１４が記憶している判定処理プログラム１４１を実行し、送受信部１２へＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を送信するよう指令を送り、また、送受信部１２からＲＦＩＤタグ２が返す電波を数値化した値を受ける。そして、判定処理プログラム１４１に含まれる判定パラメタを用いて、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくはＲＦＩＤタグ２の規格、あるいはＲＦＩＤタグ２の種類を判定する。

通信プロトコル実行部１１３は、記憶部１４が記憶している通信プロトコルプログラム１４２ａ〜１４２ｎの中から、判定部１１１で判定した規格に対応する通信プロトコルプログラムを実行する。通信プロトコル実行部１１３は、通信プロトコルプログラムを実行することによって、規格に合わせた変調、符号化処理、通信プロトコルを行い、送信信号を送受信部１２に渡す。また、送受信部１２から渡された受信信号を、規格に合わせた復調、復号処理、通信プロトコルによりＲＦＩＤタグ２から送られた情報を取得する。

アンテナ部１３は、ＲＦＩＤタグ２へ電波を送信する送信アンテナと、電波を受信する受信アンテナを別に備えていてもよい。また、複数の周波数帯域で送信および受信可能な周波数共用アンテナを用いても、周波数帯域毎のアンテナを複数備えていてもよい。

判定パラメタは、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の所定の周波数の搬送波に対するＲＦＩＤタグ２の反射波の強度を数値化した値と比較する、閾値とすることができる。または、時間に対する強度のパターンとすることもできる。あるいは、各周波数帯域の搬送波に対する反射波の大きさの相対値、またはＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の所定の範囲（例えば、電波法で決められた範囲）内で、周波数をスイープまたはホッピング等により変化させた搬送波に対するＲＦＩＤタグ２が返す反射波の変化パターンやピーク値の周波数等を設定することができる。本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２の反射波を電流値に変換した値に対する閾値を設定し、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯を判定する場合について説明する。

図５は、実施の形態３に係るＲＦＩＤ読み取り装置１により、ＲＦＩＤタグ２のユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５では、図３と同じ処理には同じ番号を付している。

まず、ＲＦＩＤ読み取り装置１の判定部１１１が判定処理プログラム１４１を実行し、搬送波を送信する指令を送受信部１２へ送る（ステップＳ１１）。指令を受けた送受信部１２は、アンテナ部１３を介して周波数帯域Ｎ（例えば、１３．５６ＭＨｚ、ＵＨＦ帯、２．４５ＧＨｚ等）の搬送波を送信する（ステップＳ１１）。

以降、ステップＳ１９までの処理は、実施の形態２と同様である。図５の一点鎖線で囲まれた範囲の動作は、判定処理プログラム１４１による処理である。

ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域が判定できた場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、制御部１１は判定部１１１が判定した周波数帯域の規格ｋを選択する（ステップＳ２０）。通信プロトコル実行部１１３は、規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋを実行する。通信プロトコル実行部１１３は、規格ｋに則った通信プロトコル、符号化処理、変調を行って、送信信号を生成し、送受信部１２へ渡す。送受信部１２は、渡されたプロトコルに則った送信信号を、アンテナ部１３を介して送信する（ステップＳ２４）。

ＲＦＩＤタグ２は、通信プロトコルに則った規定の信号に対して（ステップＲ２；ＹＥＳ）、ＵＩＤ情報を含んだ信号を返す（ステップＲ３）。規定の信号でなければ（ステップＲ２；ＮＯ）、ＵＩＤを送信しない。

ＲＦＩＤ読み取り装置１の送受信部１２は、ＲＦＩＤタグ２から返ってくる信号を受信し、規格ｋのプロトコルに則って、復調および符号の復号を行い、ＵＩＤを取得する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４およびＳ２５の動作は、実施の形態１と同様であるが、通信プロトコルプログラムを実行することによって行われる。

ＵＩＤが取得できた場合は（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。返ってくる信号がない、もしくは信号に含まれるＵＩＤが正しくない場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ１５で判定した周波数帯に、まだ実行していない規格が存在する場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）、その規格を規格ｋとして（ステップＳ２８）、ステップＳ２４〜Ｓ２６の処理を実行する。

ステップＳ１８で判定した周波数帯域の全ての規格を実行して、ＵＩＤが取得できない場合（ステップＳ２７；ＮＯ）、予め指定した回数までステップＳ２０〜Ｓ２７を繰り返す。繰り返し回数が予め指定した回数に達してもＵＩＤを取得できない場合（ステップＳ２９；ＹＥＳ）、一連の処理を終了し、改めてＲＦＩＤ読み取り処理を行う。

以上説明したとおり、本実施の形態３によれば、複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象とするソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置において、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を送信し、搬送波に対してＲＦＩＤタグ２が返す反射波の強さにより、どの周波数帯域、もしくは、どの規格、あるいはどの種類のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるかを判定することが可能となり、判定した周波数帯域に対応する規格の通信手順のみを実行することができるため、従来の各規格の通信手順を順番に実行し、ＲＦＩＤタグ２が反応する規格を見つける方法より早くＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。

（実施の形態４）
次に、ソフトウェアの変更により通信機能の変更が可能であるソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置において、メモリ容量に制限がある場合の一例を説明する。

図６は、本発明によるＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。図６に示すＲＦＩＤ読み取り装置１は、実施の形態３と同様であるが、ＲＦＩＤ読み取り装置１の記憶部１４の記憶容量は限られている。また、通信部１５を備える。図６には、図４と同等のものに同じ番号を付している。

記憶部１４は、実施の形態３のように、ＲＦＩＤタグ２との通信処理を行う可能性のある全ての規格用の通信プロトコルプログラムを予め記憶しているのではなく、限られた規格ｎ用通信プロトコルプログラム１４２のみ記憶しており、必要があれば別の規格ｎ’用の通信プロトコルプログラム１４２ｎ’に書き換える。図６には規格ｎ用通信プロトコルプログラム１４２は一つしか記載していないが、複数の通信プロトコルプログラムが記憶されている場合もある。

また、制御部１１は、実施の形態３の構成に加えて、ダウンロード処理部１１４を備える。ダウンロード処理部１１４は、通信部１５を介して通信プロトコルプログラム１４２をダウンロードして、記憶部１４に記憶する。

通信部１５は、無線送受信機、無線モデム又は網終端装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成されている。通信部１５は、外部のサーバ等（図示せず）と通信を行い、通信プロトコルプログラム１４２を取得する。

次に、本実施の形態の動作について図７を参照して説明する。図７は、実施の形態４に係るＲＦＩＤ読み取り装置１によりＲＦＩＤタグのユニークＩＤ（ＵＩＤ）を読み取る動作の一例を示すフローチャートである。図７では、ＲＦＩＤタグ２の処理を省略しているが、ＲＦＩＤタグ２の動作は図２、図３、図５と同様である。また、図５の一点鎖線で囲んだ処理Ｓ１と、二点鎖線で囲んだ処理Ｓ２をそれぞれまとめて、ステップＳ１およびステップＳ２で表している。なお、図７には、図５と同じ処理には同じ番号を付している。以下、実施の形態３の処理と異なる部分のみ説明する。

ステップＳ２０で、通信プロトコル実行部１１３が判定部１１１で判定した周波数帯域の規格ｋを決定すると、通信プロトコル実行部１１３は、規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋが記憶部１４に記憶されているかを調べる（ステップＳ２１）。通信プロトコルプログラム１４２ｋが記憶されていれば（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、規格ｋ用通信プロトコルプログラム１４２ｋを実行する（ステップＳ２）。その後は実施の形態３の処理と同様である。

規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋが記憶部１４に記憶されていなければ（ステップＳ２１；ＮＯ）、ダウンロード処理部１１４が、通信部１５を介して通信プロトコルプログラムを格納しているサーバに、規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋを要求する（ステップＳ２２）。サーバは、ダウンロード処理部１１４からの要求を受信し（ステップＴ１）、要求された規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋを送信する（ステップＴ２）。

ダウンロード処理部１１４は、規格ｋ用の通信プロトコルプログラム１４２ｋを、通信部１５を介して受信して記憶部１４に格納する（ステップＳ２３）。通信プロトコル実行部１１３は、規格ｋ用通信プロトコルプログラム１４２ｋを実行する（ステップＳ２）。その後は実施の形態３の処理と同様である。

以上のように、本実施の形態によれば、メモリ容量に制限があるソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置において、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を送信し、搬送波に対してＲＦＩＤタグ２が返す反射波の強さにより、どの周波数帯域、もしくは、どの規格、あるいは、どの種類のＲＦＩＤタグ２がかざされた可能性があるかを判定するので、該当する通信プロトコルプログラムをただちにＲＦＩＤ読み取り装置にダウンロードし、実行することができる。したがって、各規格の通信手順を順番にダウンロードして実行し、ＲＦＩＤタグ２が反応する規格を見つける方法より早く、ＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。その結果、ＲＦＩＤタグ２の読み取りを速く行うことができる。

本発明による第１の効果は、複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象とするＲＦＩＤ読み取り装置において、各規格の通信手順を順番に実行してＲＦＩＤタグ２が反応する規格を見つける方法より早く、ＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。その理由は、ＲＦＩＤタグ２の周波数帯域の搬送波を送信し、各搬送波に対してＲＦＩＤタグ２が返す反射波の強さおよびパターンにより、かざされたＲＦＩＤタグ２の周波数帯域、もしくは、ＲＦＩＤタグ２の規格、あるいは、ＲＦＩＤタグ２の種類を判定することが可能となり、判定した周波数帯域、もしくは規格、種類に対応する通信手順のみを実行することができるためである。

本発明による第２の効果は、ソフトウェア型ＲＦＩＤ読み取り装置の場合、ＲＦＩＤ読み取り装置のメモリに制限があっても、複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象としながら、従来方法より早くＲＦＩＤタグ２との通信を開始することが可能である。その理由は、判定した周波数帯域およびＲＦＩＤタグ２の規格に該当するプロトコルプログラムのみを、ＲＦＩＤ読み取り装置にダウンロードし、実行することができるためである。

本発明は、複数の規格のＲＦＩＤタグ２を対象とするサービス、例えば、コンビニエンスストアの電子マネー処理端末や、複数の企業が入居しているビルの入り口のセキュリティシステム、複数種類の商品を扱うＳＣＭシステムや盗難監視システムなどの用途に適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係るＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取る動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取る動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態３に係るＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態３に係るＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取る動作の一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態４に係るＲＦＩＤ読み取り装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態４に係るＲＦＩＤタグのＵＩＤを読み取る動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＲＦＩＤ読み取り装置
２ＲＦＩＤタグ
１１制御部
１２送受信部
１３アンテナ部
１４記憶部
１５通信部
１１１判定部
１１２ＲＦＩＤタグ通信部
１１３通信プロトコル実行部
１２１検知信号送受信部
１２２ａ、１２２ｎ規格送受信部
１４１判定処理プログラム
１４２通信プロトコルプログラム

Claims

複数の周波数帯の電波を放射および捕捉するアンテナと、
非接触通信媒体の複数の周波数帯の搬送波を前記アンテナを介して送出する搬送波送出手段と、
前記非接触通信媒体の通信規格の信号の送信の前に、前記搬送波送出手段で搬送波を送出したときに、前記アンテナで捕捉した電波の強度またはパターンを検知する検知手段と、
前記検知手段で検知した電波の強度またはパターンに基づいて、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する判定手段と、
前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して前記アンテナを介して送信し、また、前記アンテナを介して受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する送受信手段と、
を備えることを特徴とする非接触通信媒体読み取り装置。
前記判定手段は、前記検知手段で検知した電波の強度またはパターンを所定のしきい値またはパターンと比較して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定することを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体読み取り装置。
前記判定手段は、前記搬送波送出手段で送出した複数の搬送波に対応して、前記検知手段で検知した複数の電波の強度またはパターンを相互に比較することによって、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定することを特徴とする請求項１に記載の非接触通信媒体読み取り装置。
前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを記憶する記憶手段を備え、
前記送受信手段は、前記記憶手段が記憶している前記通信プロトコルプログラムの中から、前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムを選択して実行し、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して前記アンテナを介して送信し、また、前記アンテナを介して受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触通信媒体読み取り装置。
前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを格納するサーバから、前記通信プロトコルプログラムを取得する通信手段と、
前記記憶手段に、前記判定手段で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムが記憶されていない場合に、前記サーバから前記通信手段を介して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムをダウンロードして、前記記憶手段に記憶するダウンロード手段と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の非接触通信媒体読み取り装置。
非接触通信媒体の通信規格の信号の送信の前に、前記非接触通信媒体の周波数帯の搬送波を送出する搬送波送出工程と、
前記搬送波送出工程で搬送波を送出したときに、捕捉した電波の強度またはパターンを検知する検知工程と、
前記検知工程で検知した電波の強度またはパターンに基づいて、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定する判定工程と、
前記判定工程で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適合する送信信号を生成して送信し、また、受信した信号を前記送信信号の通信規格に合わせて復号する送受信工程と、
を備えることを特徴とする非接触通信媒体読み取り方法。
前記判定工程は、前記検知工程で検知した電波の強度またはパターンを所定のしきい値またはパターンと比較して、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定することを特徴とする請求項６に記載の非接触通信媒体読み取り方法。
前記判定工程は、前記搬送波送出工程で送出した複数の搬送波に対応して、前記検知工程で検知した複数の電波の強度またはパターンを相互に比較することによって、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類を判定することを特徴とする請求項６に記載の非接触通信媒体読み取り方法。
当該非接触通信媒体読み取り装置に、前記判定工程で判定した前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムが記憶されていない場合に、前記非接触通信媒体と通信を行う通信プロトコルプログラムを格納するサーバから、前記非接触通信媒体の周波数帯域または通信規格もしくは種類に適応する通信プロトコルプログラムを取得する、ダウンロード工程を備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の非接触通信媒体読み取り方法。