JP5080937B2 - リーダライタ及びゲートシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線タグ等の移動情報通信体とデータ通信を行うリーダライタ（移動体識別装置）及び当該リーダライタを備えるゲートシステムに関する。

無線タグとデータ通信を行うリーダライタ及びそれを備えた無線タグシステムは、様々な分野で且つ様々な形態で利用されている。特に、物流管理や製品の製造工程などでは、ベルトコンベア上を移送される物品・製品に無線タグを貼付し、ベルトコンベアに取り付けられたアンテナ又はベルトコンベアに設けられたゲートに取り付けられたアンテナにより、無線タグにデータを書き込んだり、無線タグからデータを読み出したりすることで、物品・製品の管理を行っている（例えば、特許文献１の図２参照）。

この種のシステムでは、ベルトコンベア上を移送されてきた物品・製品がアンテナ近傍まで到達したことを検知するために、アンテナ近傍に配置された光センサとそれを制御するコントローラ（特許文献１のＰＣ）などが更に必要とされている。

特開２００６−２９７１７２号公報

本発明は、特許文献１のシステムに必要とされていた光センサ等のセンサとそのコントローラを別途設けることなく、移送経路上を搬送されてきた物品・製品がアンテナ近傍まで到達したことを検知することのできるシステム及びそれに適したリーダライタを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１のリーダライタとして、移動情報通信体とデータ通信を行うリーダライタであって、第１アンテナに接続される第１アンテナポートと、第２アンテナに接続される第２アンテナポートと、該第２アンテナポートに接続された検波回路と、前記検波回路に接続された制御回路であって前記第２アンテナポートに接続される前記第２アンテナを前記第１アンテナから出力される電力レベルをモニタするために使用する制御回路を備えた、リーダライタが得られる。

また、本発明によれば、第２のリーダライタとして、第１のリーダライタにおいて：前記第１アンテナポートに接続されると共に前記制御回路に接続された予備的検波回路と、前記制御回路に接続された送受信部と、前記検波回路及び前記予備的検波回路と前記送受信部の間に設けられたスイッチ回路とを更に備え；前記制御回路は、前記スイッチ回路を切り替えることにより、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナを前記第２アンテナ又は前記第１アンテナから出力される電力レベルをモニタするために使用する；リーダライタが得られる。

また、本発明によれば、第３のリーダライタとして、第２のリーダライタにおいて、前記スイッチ回路はトランスファスイッチを備えている、リーダライタが得られる。

更に、本発明によれば、第４のリーダライタとして、第２のリーダライタにおいて、前記スイッチ回路は単純な選択スイッチを備えている、リーダライタが得られる。

また、本発明によれば、第１のゲートシステムとして、第１乃至第４のリーダライタのいずれかと、前記第１アンテナと、前記第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナが取り付けられたゲートとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、物品がゲートに到達したか否かを判別する、ゲートシステムが得られる。

また、本発明によれば、第２のゲートシステムとして、第１のゲートシステムにおいて、前記制御回路は、物品が前記ゲートに到達したと判断した場合に、移動情報通信体とのデータ通信を行うため、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナから出力される電力レベルを上げるように制御する、ゲートシステムが得られる。

更に、本発明によれば、第３のゲートシステムとして、第１乃至第４のリーダライタのいずれかと、前記第１アンテナと、物品の移送経路を前記第１アンテナと挟むようにして設けられる前記第２アンテナとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、前記第１アンテナと前記第２アンテナの間に到達したか否かを判別する、ゲートシステムが得られる。

また、本発明によれば、第５のリーダライタとして、第２のリーダライタにおいて：１以上の付加的アンテナにそれぞれ接続される１以上の付加的アンテナポートと、該付加的アンテナポートの夫々に接続された１以上の付加的検波回路であって前記制御回路に接続された付加的検波回路を更に備えており；前記スイッチ回路は、前記付加的検波回路にも接続されており；前記制御回路は、前記スイッチ回路を切り替えることにより、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナのいずれか一つを出力アンテナとして選択する一方、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナの少なくとも他のいずれか一つを前記出力アンテナから出力される電力レベルをモニタするために使用する；リーダライタが得られる。

また、本発明によれば、第４のゲートシステムとして、第５のリーダライタと、前記第１アンテナと、前記第２アンテナと、前記付加的アンテナと、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナが取り付けられたゲートとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、物品がゲートに到達したか否かを判別する、ゲートシステムが得られる。

更に、本発明によれば、第５のゲートシステムとして、第４のゲートシステムにおいて、前記制御回路は、物品が前記ゲートに到達したと判断した場合に、移動情報通信体とのデータ通信を行うため、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ又は前記付加的アンテナから出力される電力レベルを上げるように制御する、ゲートシステムが得られる。

一つのアンテナから出力された電力のレベルを他のアンテナでモニタしている状態において移送経路上を搬送されてきた物品がアンテナ近傍に到達すると、モニタされている電力レベルに変化が生じることとなる。本発明によるリーダライタは、この電力レベル変化をもって物品の到達を検知することとしていることから、特許文献１のように光センサ等のセンサ及びそれを制御するコントローラを不要とすることができる。

以下、本発明の実施の形態によるリーダライタ及びそれを備えたゲートシステムについて図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態によるゲートシステムは、図１に示されるように、リーダライタ１００と、リーダライタ１００に接続された２つのアンテナ２０１及び２０２と、ベルトコンベア３００を跨ぐようにして接地されたゲート４００とを備えている。ゲート４００には、無線タグ５００の貼付された物品６００の移送経路（即ち、本実施の形態においてはベルトコンベア３００）を挟んでアンテナ２０１及び２０２が対向するように取り付けられている。

図２に示されるように、本実施の形態によるリーダライタ１００は、アンテナ２０１に接続されるアンテナポート１１１、アンテナ２０２に接続されるアンテナポート１１２、アンテナポート１１１に接続された検波回路１２１、アンテナポート１１２に接続された検波回路１２２、トランスファスイッチ１３０、トランスファスイッチ１３０に接続されたサーキュレータ１４０、サーキュレータ１４０に接続された送信回路１５０及び受信回路１６０、送信回路１５０及び受信回路１６０に接続されたシンセサイザ１７０、並びに、制御回路１８０を備えている。制御回路１８０は、検波回路１２１，１２２、送信回路１５０、受信回路１６０、並びにシンセサイザ１７０に接続されると共に、トランスファスイッチ１３０を制御するものである。送信回路１５０は、制御回路１８０から送信データを受けて、シンセサイザ１７０によって生成されたキャリア周波数を用いて送信信号を生成し、サーキュレータ１４０を介してトランスファスイッチ１３０に出力するものであり、受信回路１６０は、サーキュレータ１４０を介して受信信号を受けて、シンセサイザ１７０によって生成されたキャリア周波数を用いて受信信号を復調し、受信データとして制御回路１８０に出力するものである。即ち、本実施の形態におけるサーキュレータ１４０、送信回路１５０、受信回路１６０及びシンセサイザ１７０は、トランスファスイッチ１３０と制御回路１８０との間に接続された送受信部として機能する。

本実施の形態におけるトランスファスイッチ１３０は、検波回路１２１及び検波回路１２２のいずれか一方をサーキュレータに接続すると共に抵抗を介して他方の検波回路１２１，１２２をグランドに接続するものである。

本実施の形態における検波回路１２１，１２２は、抵抗を介してグランドに接続された場合にのみ機能するように構成されている。即ち、トランスファスイッチ１３０を介してサーキュレータ１４０に接続された場合、アンテナ２０１又は２０２を介して受信した受信信号は受信回路１６０に伝達され、送信回路１５０から出力された送信信号はアンテナ２０１又は２０２から送信されることとなっている。

例えば、電波がアンテナ２０１から送信されると、アンテナ２０１とアンテナ２０２との間に物品がなければ、アンテナ２０１から送信された信号はアンテナ２０１とアンテナ２０２との間の距離に応じた減衰はするものの、そのレベルでアンテナ２０２により受信されることとなる。この場合の受信電力レベルを以下「通常電力レベル」という。一方、アンテナ２０１とアンテナ２０２との間に物品あった場合、アンテナ２０１から送信された電波は、物品によって遮られてアンテナ２０２に到達しなかったり、物品で反射したりすることで必要以上に減衰した状態でアンテナ２０２に到達することとなる。即ち、アンテナ２０２で受信された電力レベルは通常電力レベルより小さいこととなる。従って、制御回路１８０は、アンテナ２０２で受信した電波の電力レベルをモニタして通常電力レベルとの比較をすることにより、アンテナ２０１とアンテナ２０２との間に物品が存在するか否かを知ることができる。

通常電力レベルは、例えば、本実施の形態によるリーダライタを設置後に物品の無い状態において、アンテナ２０１から送信された電波をアンテナ２０２において受信して、その受信電波を検波回路１２２によって検波することで取得し、それを制御回路内のメモリに保存しておくことで、前述したような受信電力レベルとの比較に用いることとすればよい。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明によるリーダライタを備えるゲートシステムの運用時の検波レベルの変動の大きさによって、アンテナ２０１とアンテナ２０２との間に物品があるか否かを判断することとしてもよい。

アンテナ２０１とアンテナ２０２との間に物品がある、即ち、移送経路（ベルトコンベア３００）上において物品がアンテナ近傍まで到達されてきていると判断した場合、制御回路１８０は、まず、アンテナ２０１を介して物品６００に貼付された無線タグ５００とのデータ通信を試みる。ここで、物品６００のアンテナ２０１側の側面に無線タグ５００が貼付されていた場合には、制御回路１８０と無線タグ５００との間でデータ通信を行うことができる。一方、物品６００のアンテナ２０２側の側面に無線タグ５００が貼付されていた場合には、アンテナ２０１を介して無線タグ５００と通信しようとしても制御回路１８０は無線タグ５００からの応答を得ることができない。その場合、制御回路１８０は、トランスファスイッチ１３０を切り替えて、アンテナ２０２を介して無線タグ５００とデータ通信をすることを試み、これによって無線タグ５００からの応答を得る。このように、本実施の形態においては、トランスファスイッチ１３０によりアンテナ２０１，２０２を切り替える構成としていることから、物品６００の無線タグ５００の貼り付けられる面が異なる場合にも対応することができる。

なお、上述した実施の形態によるゲートシステムにおいては、ベルトコンベア３００を跨ぐようにしてゲート４００が設置されており、そのゲート４００にアンテナ２０１，２０２を取り付けることとしていたが、例えば、特許文献１の図２のように、ベルトコンベア３００などの移送経路に対してアンテナ２０１，２０２を直接取り付けるか又は他の手段を用いて取り付けるなどして、アンテナ２０１，２０２にてゲートを構成することとしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態によるゲートシステムは、図３に示されるようなリーダライタ１００ａを備えている点を除き、上述した第１の実施の形態によるゲートシステムと同じ構成を備えている。また、図２と図３の比較から理解されるように、本実施の形態によるリーダライタ１００ａは、上述した第１の実施の形態によるリーダライタ１００（図２）におけるトランスファスイッチ１３０を別のスイッチ回路にて置き換えたものである。従って、図２及び図３において同一の構成要素については同一の参照符号を付すこととし、それらについての説明は省略することとする。

本実施の形態によるリーダライタ１００ａのスイッチ回路は、単純な選択スイッチであるＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）スイッチ１３３，１３５，１３７を使用したものである。詳しくは、ＳＰＤＴスイッチ１３３は、サーキュレータ１４０をＳＰＤＴスイッチ１３５に接続するかＳＰＤＴスイッチ１３７に接続するか、切り替えるものである。ＳＰＤＴスイッチ１３５は、検波回路１２１をＳＰＤＴスイッチ１３３に接続するか抵抗を介してグランドに接続するか、切り替えるものである。同様に、ＳＰＤＴスイッチ１３７は、検波回路１２２をＳＰＤＴスイッチ１３３に接続するか抵抗を介してグランドに接続するか、切り替えるものである。これらＳＰＤＴスイッチ１３３，１３５，１３７の制御は、制御回路１８０により行われる。本実施の形態による制御回路１８０もまた、ＳＰＤＴスイッチ１３３，１３５，１３７を適宜切り替えることにより、アンテナ２０１，２０２のいずれか一方から送信した電波を他方のアンテナ２０１，２０２にて受信し、その受信電力レベルをモニタすることで、光センサ等を用いることなく、移送経路上を搬送されてきた物品のアンテナ近傍への到達を検知し、その後、アンテナ２０１，２０２のいずれかを用いて無線タグとデータ通信を行うことができる。

なお、上述した実施の形態において、例えば、ＳＰＤＴスイッチ１３３をＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）スイッチやＳＰ４Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）スイッチのように、３以上の選択ポートを有するスイッチに置き換え、それに応じて、検波回路、アンテナポート及びアンテナを追加することにより、３つ以上のアンテナを有するシステムを構築することとしてもよい。３つ以上のアンテナを有するシステムの場合であっても、動作原理的には上述した第１及び第２の実施の形態の場合と同じであり、いずれか一つのアンテナから出力された電波を他のアンテナにて受信し、その電力レベルをモニタすることで、それらのアンテナ間に物品が到達したか否かを検知することができる。更に、３つ以上のアンテナを有するシステムの場合、物品の到達を検知した後、アンテナを適宜切り替えつつ無線タグと通信を試みることにより、例えば、物品の側面に加えて上面に無線タグが貼付された場合であっても、いずれかのアンテナにより無線タグからの応答を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態によるゲートシステムについて図面を用いて具体的に説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態によるリーダライタ１００，１００ａはいずれもスイッチ回路を備えるものであったが、スイッチ回路を省略し、アンテナ２０１，２０２の役割を固定することとしてもよい。例えば、図４に示されるリーダライタ１００ｂにおいては、アンテナ２０１は、アンテナポート１１１を介してサーキュレータ１４０に接続されており、移送経路上におけるアンテナ近傍への物品の到達を検知するまでは電波出力用として用いられると共に物品の到達を検知した後においては無線タグとのデータ通信に使用される。一方、アンテナ２０２は、アンテナ２０１から出力された電波を受信し、その受信電力レベルをモニタするために使用される。

また、上述した実施の形態においては、移送経路上におけるアンテナ近傍への物品の到達を検知する場合と無線タグとのデータ通信を行う場合とで、アンテナから出力される電波の電力を異ならせることとしてもよい。具体的には、物品の到達検知を目的とする場合は低めの電力をアンテナから出力することとし、無線タグとのデータ通信を目的とする場合は高めの電力をアンテナから出力することとしてもよい。このように構成することにより、物品の到達検知に要する消費電力を低めることができると共に、リーダライタを複数台使用するような場合には互いの干渉を最小限にすることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態によるゲートシステムを示す図である。 図１のゲートシステムに含まれるリーダライタを示す図である。 本発明の第２の実施の形態によるリーダライタを示す図である。 本発明のリーダライタの変形例を示す図である。

符号の説明

１００，１００ａ，１００ｂ リーダライタ
１１１，１１２ アンテナポート
１２１，１２２ 検波回路
１３０ トランスファスイッチ
１３３，１３５，１３７ ＳＰＤＴスイッチ
１４０ サーキュレータ
１５０ 送信回路
１６０ 受信回路
１７０ シンセサイザ
１８０ 制御回路
２０１，２０２ アンテナ
３００ ベルトコンベア
４００ ゲート
５００ 無線タグ
６００ 物品

Claims (11)

1. 物品に付された移動情報通信体とデータ通信を行うリーダライタであって、
   第１アンテナに接続される第１アンテナポートと、
   前記第１アンテナポートに接続された第１検波回路と、
   第２アンテナに接続される第２アンテナポートと、
   前記第２アンテナポートに接続された第２検波回路と、
   前記第１検波回路及び前記第２検波回路に接続されたスイッチ回路と、
   前記スイッチ回路に接続された送受信部と、
   前記第１検波回路及び前記第２検波回路並びに前記送受信部に接続されると共に前記スイッチ回路の切り替え制御を行う制御回路と
   を備えており、
   前記制御回路は、前記スイッチ回路を制御して前記送受信部と前記第１検波回路とを接続した際には前記第１アンテナから出力される電力レベルを前記第２アンテナ及び前記第２検波回路を介してモニタし、前記スイッチ回路を制御して前記送受信部と前記第２検波回路とを接続した際には前記第２アンテナから出力される電力レベルを前記第１アンテナ及び前記第１検波回路を介してモニタする
   リーダライタ。
2. 前記スイッチ回路はトランスファスイッチを備えている、請求項１記載のリーダライタ。
3. 前記スイッチ回路は単純な選択スイッチを備えている、請求項１記載のリーダライタ。
4. １以上の付加的アンテナにそれぞれ接続される１以上の付加的アンテナポートと、該付加的アンテナポートの夫々に接続された１以上の付加的検波回路であって前記制御回路に接続された付加的検波回路を更に備えており、
   前記スイッチ回路は、前記付加的検波回路にも接続されており、
   前記制御回路は、前記スイッチ回路を制御して前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナのいずれか一つを出力アンテナとして選択して前記送受信部に接続する一方、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナの少なくとも他のいずれか一つを介して前記出力アンテナから出力される電力レベルをモニタする
   請求項１記載のリーダライタ。
5. 請求項４記載のリーダライタと、前記第１アンテナと、前記第２アンテナと、前記付加的アンテナと、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記付加的アンテナが取り付けられたゲートとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、物品がゲートに到達したか否かを判別する、ゲートシステム。
6. 前記制御回路は、前記物品が前記ゲートに到達したと判断した場合に、前記物品に付された移動情報通信体とのデータ通信を行うため、前記第１アンテナ、前記第２アンテナ又は前記付加的アンテナから出力される電力レベルを上げるように前記送受信部を制御する、請求項５記載のゲートシステム。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリーダライタと、前記第１アンテナと、前記第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナが取り付けられたゲートとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、物品がゲートに到達したか否かを判別する、ゲートシステム。
8. 前記制御回路は、前記物品が前記ゲートに到達したと判断した場合に、前記物品に付された移動情報通信体とのデータ通信を行うため、前記第１アンテナ又は前記第２アンテナから出力される電力レベルを上げるように前記送受信部を制御する、請求項７記載のゲートシステム。
9. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリーダライタと、前記第１アンテナと、移動情報通信体を付された物品の移送経路を前記第１アンテナと挟むようにして設けられる前記第２アンテナとを備えたゲートシステムであって、前記制御回路は前記モニタされた前記電力レベルに基づき、前記物品が前記第１アンテナと前記第２アンテナの間に到達したか否かを判別する、ゲートシステム。
10. 物品に付された移動情報通信体とデータ通信を行うリーダライタと、第１アンテナと、第２アンテナと、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナが取り付けられたゲートとを備えたゲートシステムであって、
    前記リーダライタは、
    前記第１アンテナに接続される第１アンテナポートと、
    前記第１アンテナポートに接続され、前記第１アンテナポートを介して前記第１アンテナから電力を出力する送受信部と、
    前記第２アンテナに接続される第２アンテナポートと、
    前記第２アンテナポートに接続された検波回路と、
    前記送受信部及び前記検波回路に接続された制御回路であって、前記第１アンテナから出力される電力レベルを前記第２アンテナ及び前記第２アンテナポート並びに前記検波回路を介してモニタする制御回路とを備えており、
    前記制御回路は、前記モニタされた前記電力レベルに基づき、物品がゲートに到達したか否かを判別し、物品が前記ゲートに到達したと判断した場合には、前記物品に付された移動情報通信体とのデータ通信を行うため、前記第１アンテナから出力される電力レベルを上げるように前記送受信部を制御する
    ゲートシステム。
11. 請求項１０記載のゲートシステムであって、
    前記第１アンテナと前記第２アンテナとは、移動情報通信体を付された物品の移送経路を挟むようにして設けられており、
    前記制御回路は、前記物品が前記第１アンテナと前記第２アンテナの間に到達したか否かを判別する、ゲートシステム。

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