JPH04232488A - 無線識別及び追跡の方法及び装置 - Google Patents
無線識別及び追跡の方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物理対象を追跡し識別
するための装置及び方法に関し、特に、一体型無線周波
数受信機を備えた製品タグを用いた無線周波数識別及び
追跡システムに関する。
するための装置及び方法に関し、特に、一体型無線周波
数受信機を備えた製品タグを用いた無線周波数識別及び
追跡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】各種環境内の物理対象の識
別及び追跡を目的とした多くのシステムが知られている
。例えば、（１）光学式バーコードリーダが製品移動を
追跡するためにスーパーマーケットなどで通常用いられ
る。（２）光学式文字認識システムがいくつかの目的の
ためにいくつかのデパートで用いられる。（３）磁気帯
リーダが自動対話型マシン内で銀行カードを識別するた
めに通常用いられる。（４）高度セキュリティシステム
では人間を識別するために肉声識別を用いている。（５
）無線周波数識別（ＲＦ／ＩＤ）は自動認識及び追跡に
関して別のアプローチを提供する。
別及び追跡を目的とした多くのシステムが知られている
。例えば、（１）光学式バーコードリーダが製品移動を
追跡するためにスーパーマーケットなどで通常用いられ
る。（２）光学式文字認識システムがいくつかの目的の
ためにいくつかのデパートで用いられる。（３）磁気帯
リーダが自動対話型マシン内で銀行カードを識別するた
めに通常用いられる。（４）高度セキュリティシステム
では人間を識別するために肉声識別を用いている。（５
）無線周波数識別（ＲＦ／ＩＤ）は自動認識及び追跡に
関して別のアプローチを提供する。
【０００３】歴史的には、ＲＦ／ＩＤは２つの無線通信
技術の１つのとして用いられてきた。システムの１つの
タイプは受動ＲＦ反射器であり、他のタイプは磁気カプ
ラを用いるものである。
技術の１つのとして用いられてきた。システムの１つの
タイプは受動ＲＦ反射器であり、他のタイプは磁気カプ
ラを用いるものである。
【０００４】受動システムにおいては、ＲＦ反射「タグ
」が識別又は追跡されるタグ製品に固定されている。 製品がＲＦ源の十分な範囲内に位置決めされると、タグ
が照射ＲＦエネルギーにより励起される。照射されたタ
グはＲＦの一部を受信機に戻し、処理中にＲＦのいくつ
かのアスペクトが修正される。製品は、入射ＲＦエネル
ギーが反射時に修正を受ける、その仕方により識別され
る。
」が識別又は追跡されるタグ製品に固定されている。 製品がＲＦ源の十分な範囲内に位置決めされると、タグ
が照射ＲＦエネルギーにより励起される。照射されたタ
グはＲＦの一部を受信機に戻し、処理中にＲＦのいくつ
かのアスペクトが修正される。製品は、入射ＲＦエネル
ギーが反射時に修正を受ける、その仕方により識別され
る。
【０００５】従来技術の受動反射器にはいくつかの固有
の限界がある。結果として得られるＳ／Ｎ比は、照射Ｒ
Ｆ源、反射器の配置及び変調及び反射プロセスの効率に
依存している。従って、識別信号は、照射信号よりも概
ね弱く（例えば、１００ｄＢ弱く）なるのが通常である
。そのため、限定された範囲で作業を行うプロセスにお
いては、非常に強い照射信号が必要である。従って、受
動反射器システムは、合理的な範囲を達成するために、
全方向照射よりも指向性照射を必要とする。全方向照射
は一般的に、照射源に対するタグの位置を事前に知る必
要がないので、好ましい。
の限界がある。結果として得られるＳ／Ｎ比は、照射Ｒ
Ｆ源、反射器の配置及び変調及び反射プロセスの効率に
依存している。従って、識別信号は、照射信号よりも概
ね弱く（例えば、１００ｄＢ弱く）なるのが通常である
。そのため、限定された範囲で作業を行うプロセスにお
いては、非常に強い照射信号が必要である。従って、受
動反射器システムは、合理的な範囲を達成するために、
全方向照射よりも指向性照射を必要とする。全方向照射
は一般的に、照射源に対するタグの位置を事前に知る必
要がないので、好ましい。
【０００６】さらに、受動反射器の通信プロセスは基本
的には一方通行である。照射の目的はタグに対して情報
を伝達することではなく、エネルギーを活性するソース
を提供することである。好適な識別が行われたかを確認
するための、製品タグと中央システムとの間の「ハンド
シェーク方式」の方法は存在しない。
的には一方通行である。照射の目的はタグに対して情報
を伝達することではなく、エネルギーを活性するソース
を提供することである。好適な識別が行われたかを確認
するための、製品タグと中央システムとの間の「ハンド
シェーク方式」の方法は存在しない。
【０００７】従来技術の受動反射器タグの第３の不利益
は、動的にデータを格納する性能を有しないことである
。かかるシステムの質問機は、タグによる最近の再伝送
に関するタグに動的にデータを書き込むための手段を備
えていない。結果的に、タグは添付項目に関する単なる
静的な識別子となる。かかるタグは、タグの動的環境に
好適なように特性を変更する能力を欠いている。
は、動的にデータを格納する性能を有しないことである
。かかるシステムの質問機は、タグによる最近の再伝送
に関するタグに動的にデータを書き込むための手段を備
えていない。結果的に、タグは添付項目に関する単なる
静的な識別子となる。かかるタグは、タグの動的環境に
好適なように特性を変更する能力を欠いている。
【０００８】磁気カップリングを用いたシステムにおい
ては、無線タグは、磁界を通る運動により励起されて、
励起されたタグは、磁気的に接続されたエネルギーを質
問機装置に戻す。誘導コイルにより生じた変更磁界は、
このシステムの必須の励起磁界を発生させるために用い
られる。この通信は典型的には超長波（ＶＬＦ）で伝送
される。
ては、無線タグは、磁界を通る運動により励起されて、
励起されたタグは、磁気的に接続されたエネルギーを質
問機装置に戻す。誘導コイルにより生じた変更磁界は、
このシステムの必須の励起磁界を発生させるために用い
られる。この通信は典型的には超長波（ＶＬＦ）で伝送
される。
【０００９】磁気的にカプリングされた無線タグは必然
的に狭い範囲の通信に限定される。これはＶＬＦ周波数
での（タグの寸法に必然的に伴う）小さなループアンテ
ナのカプリングの非能率に依存する。
的に狭い範囲の通信に限定される。これはＶＬＦ周波数
での（タグの寸法に必然的に伴う）小さなループアンテ
ナのカプリングの非能率に依存する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】従来技術ＲＦ／ＩＤの限
界を克服するために、本発明の方法及び装置は、タグの
終端及びシステムの質問の終端の両方において、無線周
波数の受信及び送信の能力を含んでいる。本発明におい
ては、活性光学式、赤外線式、紫外線式、磁気式及び音
響式媒体を介した通信を採用可能である。本発明の方法
及び装置は、タグを付けられた項目からの収集情報の受
信を確認するためにハンドシェーク方式を用いる。本発
明によれば、空間的、偏波、時間及び周波数ダイバーシ
チ方法が無線タグ環境におけるマルチパス又は複数装置
インタフェースの限界を克服するために用いることが可
能である。本発明の方法及び装置は、前記タグの位置決
めを助けるために、意識的セル通信範囲制限を用いる。 本発明によれば、ＭＥＳＦＥＴ前置回路が超再生受信機
に接続される。この電子回路構成により、超再生受信機
に通常関連する干渉を概ね減じ、密接に関連した無線タ
グの密集環境内で廉価な超再生受信機技術を用いること
が可能になる。本発明によれば、意識的放射のいくつか
の特性（例えば、移送、到着時間、到着角度）を、セル
内の質問機に関連するタグの位置を決定するために用い
ることができる。本発明の方法及び装置は、個々のタグ
からの信号が質問の終端において時間一致するように状
況を取り扱うことにより通信の強さを増加させることが
可能である。
界を克服するために、本発明の方法及び装置は、タグの
終端及びシステムの質問の終端の両方において、無線周
波数の受信及び送信の能力を含んでいる。本発明におい
ては、活性光学式、赤外線式、紫外線式、磁気式及び音
響式媒体を介した通信を採用可能である。本発明の方法
及び装置は、タグを付けられた項目からの収集情報の受
信を確認するためにハンドシェーク方式を用いる。本発
明によれば、空間的、偏波、時間及び周波数ダイバーシ
チ方法が無線タグ環境におけるマルチパス又は複数装置
インタフェースの限界を克服するために用いることが可
能である。本発明の方法及び装置は、前記タグの位置決
めを助けるために、意識的セル通信範囲制限を用いる。 本発明によれば、ＭＥＳＦＥＴ前置回路が超再生受信機
に接続される。この電子回路構成により、超再生受信機
に通常関連する干渉を概ね減じ、密接に関連した無線タ
グの密集環境内で廉価な超再生受信機技術を用いること
が可能になる。本発明によれば、意識的放射のいくつか
の特性（例えば、移送、到着時間、到着角度）を、セル
内の質問機に関連するタグの位置を決定するために用い
ることができる。本発明の方法及び装置は、個々のタグ
からの信号が質問の終端において時間一致するように状
況を取り扱うことにより通信の強さを増加させることが
可能である。
【００１１】
【実施例】図１には、本発明に基づく装置のブロック図
が示されている。２つの主なサブシステムは、タグ送受
信機サブシステム８、１２０、１３０、１４０及び質問
機サブシステム７の装置からなる。タグ送受信機サブシ
ステム８は、質問機７からの信号１０を捕捉して復調す
るための受信機１と、質問機７に戻される信号９９を復
調し放射するための送信機３からなる。さらに、このタ
グは、受信信号からのデータを処理して、通信を確認す
るための一括収集プロトコルを提供し、送信機３を制御
するためのマイクロコンピュータ２と；電源６と；光学
式表示装置５と；微電力ウェークアップ回路４からなる
。ウェークアップ回路４は、所定のウェークアップ信号
を受け取るまで、非常に低い電力状態にタグを保持する
。表示装置５は、識別又は追跡処理についての状況情報
を提供するため、又はＲＦタグ１を見ている構成員に他
の情報を表示するために用いられる。
が示されている。２つの主なサブシステムは、タグ送受
信機サブシステム８、１２０、１３０、１４０及び質問
機サブシステム７の装置からなる。タグ送受信機サブシ
ステム８は、質問機７からの信号１０を捕捉して復調す
るための受信機１と、質問機７に戻される信号９９を復
調し放射するための送信機３からなる。さらに、このタ
グは、受信信号からのデータを処理して、通信を確認す
るための一括収集プロトコルを提供し、送信機３を制御
するためのマイクロコンピュータ２と；電源６と；光学
式表示装置５と；微電力ウェークアップ回路４からなる
。ウェークアップ回路４は、所定のウェークアップ信号
を受け取るまで、非常に低い電力状態にタグを保持する
。表示装置５は、識別又は追跡処理についての状況情報
を提供するため、又はＲＦタグ１を見ている構成員に他
の情報を表示するために用いられる。
【００１２】図２に示されるように、複数の質問機が配
置されて、セル受信環境を作成するためにネットワーク
を構成している。各セル１５、１２、１３、１４に配置
された質問機１０、１０１、１０２、１０３は、従来の
設計のネットワーク１１０（有線、光ファイバ、無線リ
ンクなど）を介してコンピュータ１１と、さらにその質
問機の通信せる内に配置された全ての無線タグと通信を
行う。セル１２、１３、１４、１５は、それぞれ質問機
１０１、１０２、１０３、１０を中心とする半径内に対
応している。施設の周りに戦略的に配置されたこれらの
質問機通信のアレイは、施設内に配置された全てのタグ
との通信するために必要な通信構造を提供する。各タグ
から識別信号を受信すると、対応する質問機が識別コー
ドを監視コンピュータに通信し、それによりタグを識別
するだけでなく、タグの大体の位置を識別する。位置情
報ではなく、識別情報だけを必要とする場合には、本発
明によれば、コンピュータ１１又はネットワーク１１０
なしに単一のセルシステムを用いることが可能である。
置されて、セル受信環境を作成するためにネットワーク
を構成している。各セル１５、１２、１３、１４に配置
された質問機１０、１０１、１０２、１０３は、従来の
設計のネットワーク１１０（有線、光ファイバ、無線リ
ンクなど）を介してコンピュータ１１と、さらにその質
問機の通信せる内に配置された全ての無線タグと通信を
行う。セル１２、１３、１４、１５は、それぞれ質問機
１０１、１０２、１０３、１０を中心とする半径内に対
応している。施設の周りに戦略的に配置されたこれらの
質問機通信のアレイは、施設内に配置された全てのタグ
との通信するために必要な通信構造を提供する。各タグ
から識別信号を受信すると、対応する質問機が識別コー
ドを監視コンピュータに通信し、それによりタグを識別
するだけでなく、タグの大体の位置を識別する。位置情
報ではなく、識別情報だけを必要とする場合には、本発
明によれば、コンピュータ１１又はネットワーク１１０
なしに単一のセルシステムを用いることが可能である。
【００１３】図１及び図３に関して、本発明によれば、
いかなる種類の受信機及び送信機（例えば、赤外線式、
音響式、無線周波数式、光学式、磁気式など）でも使用
可能である。好適な実施例では、ＶＨＦのＲＦが使用さ
れる。受信機モジュール１は、ＭＥＳＦＥＴ前置回路２
１に連結された従来の超再生受信機２２からなり、従来
のオン／オフキー付きＡＭ送信機３が用いられる。また
、処理速度がデータを処理し、必要な一括収集プロトコ
ルを実行するに十分であれば、いかなる種類のマクロコ
ンピュータ２を使用することも可能である。好適な実施
例では、８ビットマクロコンピュータが採用される。
いかなる種類の受信機及び送信機（例えば、赤外線式、
音響式、無線周波数式、光学式、磁気式など）でも使用
可能である。好適な実施例では、ＶＨＦのＲＦが使用さ
れる。受信機モジュール１は、ＭＥＳＦＥＴ前置回路２
１に連結された従来の超再生受信機２２からなり、従来
のオン／オフキー付きＡＭ送信機３が用いられる。また
、処理速度がデータを処理し、必要な一括収集プロトコ
ルを実行するに十分であれば、いかなる種類のマクロコ
ンピュータ２を使用することも可能である。好適な実施
例では、８ビットマクロコンピュータが採用される。
【００１４】好適な実施例では、タグ受信機１は修正超
再生受信機である。修正が図３に示されており、標準仕
様の超再生受信機２２の前にＦＥＴ前置回路（電界効果
トランジスタ）が加えられている。ＦＥＴ前置回路を使
用せずに、超再生受信機は直接接続されたアンテナを介
して環境に無線信号（ノイズ）を戻し、他の近接された
タグの受信能力とインタフェースする。ＦＥＴ回路は極
めて高い逆信号絶縁性能を有しており、ＦＥＴ前置回路
を用いることで、ＲＦの漏れを減少させて、受信機から
のエネルギーを抑えて、同時に受信機の感度を増加させ
る。結果として、本発明に基づくこの設計により、無線
タグ通信の要求ネットワーク環境内で、超再生回路のよ
うな、廉価な受信機設計を用いることが可能になる。
再生受信機である。修正が図３に示されており、標準仕
様の超再生受信機２２の前にＦＥＴ前置回路（電界効果
トランジスタ）が加えられている。ＦＥＴ前置回路を使
用せずに、超再生受信機は直接接続されたアンテナを介
して環境に無線信号（ノイズ）を戻し、他の近接された
タグの受信能力とインタフェースする。ＦＥＴ回路は極
めて高い逆信号絶縁性能を有しており、ＦＥＴ前置回路
を用いることで、ＲＦの漏れを減少させて、受信機から
のエネルギーを抑えて、同時に受信機の感度を増加させ
る。結果として、本発明に基づくこの設計により、無線
タグ通信の要求ネットワーク環境内で、超再生回路のよ
うな、廉価な受信機設計を用いることが可能になる。
【００１５】図１及び図４に関して、通常は小型のバッ
テリーである電源６の稼働寿命を増加させるために、タ
グサブシステム８内の受信機モジュール１は通常は、短
い時間間隔を除いて全て静止低電力状態に保持される。 タグサブシステム８内の受信機モジュール１が活動状態
にある短い時間間隔の間、ウェークアップモジュール４
からの励起電力により、質問機７から到着するウェーク
アップ信号の検出が可能になる。かかる信号が検出され
ない場合には、タグ受信機サブシステム８は、低電力状
態に戻ることにより、スリープ／ウェークアップ周期を
継続する。しかし、質問機７からのＲＦエネルギーが検
出された場合には、タグサブシステム８は全電力モード
に変更されて、通信機７との通信に備える。
テリーである電源６の稼働寿命を増加させるために、タ
グサブシステム８内の受信機モジュール１は通常は、短
い時間間隔を除いて全て静止低電力状態に保持される。 タグサブシステム８内の受信機モジュール１が活動状態
にある短い時間間隔の間、ウェークアップモジュール４
からの励起電力により、質問機７から到着するウェーク
アップ信号の検出が可能になる。かかる信号が検出され
ない場合には、タグ受信機サブシステム８は、低電力状
態に戻ることにより、スリープ／ウェークアップ周期を
継続する。しかし、質問機７からのＲＦエネルギーが検
出された場合には、タグサブシステム８は全電力モード
に変更されて、通信機７との通信に備える。
【００１６】図１及び図４に関して、好適な実施例にお
いては、微電力ウェークアップ回路４は、受信機にエネ
ルギーをストローブするために極めて低いドレーンの非
安定発信器を用いる。ウェークアップ回路４の設計は、
極低電力モードで用いられるプログラマブルＯＰアンプ
３０に基づいている。好適な実施例においては、５０メ
ガオームの電流セット抵抗器３１が用いられる。高速ス
イッチングダイオード３２、３３が、偽非平行モードで
構成されて、高速の非対称（低いデューティサイクル）
のウェークアップ波形を提供する。抵抗器３７及び３８
は、システムの電圧レベルの１．５倍のレベルにＯＰア
ンプ３０をバイアスするために用いられる。抵抗器３４
及びコンデンサ３５が選択されて、短時間（好適な実施
例では、約１ミリ秒）の間活性状態にあり、長時間（好
適な実施例では、約１秒）の間非活性状態にある発信器
を提供する。発信器の信号は、受信機回路の残りの部分
に正確に電力を供給可能な、一対の高い電流源論理ゲー
ト３６、３７にストローブする。
いては、微電力ウェークアップ回路４は、受信機にエネ
ルギーをストローブするために極めて低いドレーンの非
安定発信器を用いる。ウェークアップ回路４の設計は、
極低電力モードで用いられるプログラマブルＯＰアンプ
３０に基づいている。好適な実施例においては、５０メ
ガオームの電流セット抵抗器３１が用いられる。高速ス
イッチングダイオード３２、３３が、偽非平行モードで
構成されて、高速の非対称（低いデューティサイクル）
のウェークアップ波形を提供する。抵抗器３７及び３８
は、システムの電圧レベルの１．５倍のレベルにＯＰア
ンプ３０をバイアスするために用いられる。抵抗器３４
及びコンデンサ３５が選択されて、短時間（好適な実施
例では、約１ミリ秒）の間活性状態にあり、長時間（好
適な実施例では、約１秒）の間非活性状態にある発信器
を提供する。発信器の信号は、受信機回路の残りの部分
に正確に電力を供給可能な、一対の高い電流源論理ゲー
ト３６、３７にストローブする。
【００１７】図４の結果として得られる電力ストローブ
回路は、受信機回路に電力を供給するために必要な電流
（１０ミリアンペア）を供給する能力を有するが、自身
は、受信機が非活動状態である平均９９ミリ秒の間、わ
ずか２マイクロアンペアを消費するのみである。
回路は、受信機回路に電力を供給するために必要な電流
（１０ミリアンペア）を供給する能力を有するが、自身
は、受信機が非活動状態である平均９９ミリ秒の間、わ
ずか２マイクロアンペアを消費するのみである。
【００１８】図５に示すように、質問機装置は、受信機
５０、マイクロコンピュータ５１、送信機５２、メモリ
５３、及び必要に応じて表示装置５４、キーパッド５５
、モデム５６及びケーブルインタフェース５７から構成
される。これらの構成部品の全ては、受信機５０を除い
て、従来の設計のものである。受信機５０は、従来のス
ーパーヘテロダイン設計とすることも可能であり、また
、図３に示すような、ＦＥＴ修正超再生受信機とするこ
とも可能である。
５０、マイクロコンピュータ５１、送信機５２、メモリ
５３、及び必要に応じて表示装置５４、キーパッド５５
、モデム５６及びケーブルインタフェース５７から構成
される。これらの構成部品の全ては、受信機５０を除い
て、従来の設計のものである。受信機５０は、従来のス
ーパーヘテロダイン設計とすることも可能であり、また
、図３に示すような、ＦＥＴ修正超再生受信機とするこ
とも可能である。
【００１９】本発明によれば、信号マルチパス及び他の
インタフェースに対して通信の耐性を改良するために各
種技術を用いることが可能である。例示の技術には、ア
ンテナダイバーシチ、周波数ダイバーシチ、偏波ダイバ
ーシチ及び時間ダイバーシチが含まれる。好適な実施例
では、偏波ダイバーシチと空間ダイバーシチの両方を採
用したアンテナ５９、６０、６１の組合わせが、受信機
５０に対する前置モジュール５８において用いられる。
インタフェースに対して通信の耐性を改良するために各
種技術を用いることが可能である。例示の技術には、ア
ンテナダイバーシチ、周波数ダイバーシチ、偏波ダイバ
ーシチ及び時間ダイバーシチが含まれる。好適な実施例
では、偏波ダイバーシチと空間ダイバーシチの両方を採
用したアンテナ５９、６０、６１の組合わせが、受信機
５０に対する前置モジュール５８において用いられる。
【００２０】質問機装置で用いることが可能な信号強化
の第２のモードは、パラメータ強化である。例えば、効
果的な送信電力は中継器を使用することで強化され、中
継器からタグへの方向及び範囲を決定するために他の装
置を用いることも可能である。中継器強化を実行するた
めに、ある継電器装置を用いて、特定タグとの特別な関
係を有する遠隔の質問機にタグ信号を再放送する。この
ようなシステムは、タグとそれらに関連する質問機との
間の効果的な範囲を増加させる。範囲及び方向発見の強
化は、タグと質問機の間の二方向リンクの一方の経路に
音響トランスデューサを用いることにより達成可能であ
る。音響波形は電磁波よりも遥かに遅く伝播するので、
従来のエコー配置技法を用いることで、より正確な短い
配置に関して用いることが可能である。さらに、複数の
音響ビームを用いて、従来の三角技法を用いて方向測定
を行うことが可能である。
の第２のモードは、パラメータ強化である。例えば、効
果的な送信電力は中継器を使用することで強化され、中
継器からタグへの方向及び範囲を決定するために他の装
置を用いることも可能である。中継器強化を実行するた
めに、ある継電器装置を用いて、特定タグとの特別な関
係を有する遠隔の質問機にタグ信号を再放送する。この
ようなシステムは、タグとそれらに関連する質問機との
間の効果的な範囲を増加させる。範囲及び方向発見の強
化は、タグと質問機の間の二方向リンクの一方の経路に
音響トランスデューサを用いることにより達成可能であ
る。音響波形は電磁波よりも遥かに遅く伝播するので、
従来のエコー配置技法を用いることで、より正確な短い
配置に関して用いることが可能である。さらに、複数の
音響ビームを用いて、従来の三角技法を用いて方向測定
を行うことが可能である。
【００２１】図６、図７及び図８を参照するに、本発明
によれば、一括収集プロトコル又は方法を用いて、複数
のサブシステムが質問機サブシステム７からのＲＦエネ
ルギーの存在に同時に応答する状況を処理することが可
能である。
によれば、一括収集プロトコル又は方法を用いて、複数
のサブシステムが質問機サブシステム７からのＲＦエネ
ルギーの存在に同時に応答する状況を処理することが可
能である。
【００２２】本発明による多くの共通適用により、質問
機７の無線範囲内の全てのタグに一定の質問を行う必要
がなくなる。このような適用において、全てのタグは、
前述の通り、通常は低電力スタンバイモードに保持され
る。質問が必要な場合に、質問「ウェークアップ」信号
が、質問機６２により発信される。好適な実施例おいて
は、この信号は６２ＫＨｚに変調されたＶＨＦ無線信号
である。この信号は、好適な実施例においては、微電力
操作周期、すなわち１０００ミリ秒以上の周期で発信す
る必要がある。ウェークアップ信号がタグ１により受信
されると、マイクロコンピュータ２のリセットピンが活
性化される。リセットにより、マイクロコンピュータが
低電力状態からウェークアップされ、ウェークアップル
ーチンを初期化する。ルーチンは「Ｌｉｓｔｅｎ ｆｏ
ｒ Ｈｅｌｌｏ（呼び出しに耳を澄ませ）」７２と呼ば
れる。
機７の無線範囲内の全てのタグに一定の質問を行う必要
がなくなる。このような適用において、全てのタグは、
前述の通り、通常は低電力スタンバイモードに保持され
る。質問が必要な場合に、質問「ウェークアップ」信号
が、質問機６２により発信される。好適な実施例おいて
は、この信号は６２ＫＨｚに変調されたＶＨＦ無線信号
である。この信号は、好適な実施例においては、微電力
操作周期、すなわち１０００ミリ秒以上の周期で発信す
る必要がある。ウェークアップ信号がタグ１により受信
されると、マイクロコンピュータ２のリセットピンが活
性化される。リセットにより、マイクロコンピュータが
低電力状態からウェークアップされ、ウェークアップル
ーチンを初期化する。ルーチンは「Ｌｉｓｔｅｎ ｆｏ
ｒ Ｈｅｌｌｏ（呼び出しに耳を澄ませ）」７２と呼ば
れる。
【００２３】全てのタグが状態７２になるのに十分な遅
延の後に、「Ｈｅｌｌｏ（呼び出し）」指令が質問機に
より送られる。「Ｈｅｌｌｏ」は、応答プロトコルを開
始するべく起こされた全てのタグに命令を送る信号であ
る。図９において、「Ｈｅｌｌｏ」信号の好適な形式及
び他の全てのデータ変更は、２５ｋＨｚを越えないデー
タ情報幅に対応する、８０マイクロ秒パルス及び４０又
は８０マイクロスペースで構成された、パルス幅変調コ
ードである。 しかし、他のデータ変更システムを、本発明に基づいて
使用することも可能である。
延の後に、「Ｈｅｌｌｏ（呼び出し）」指令が質問機に
より送られる。「Ｈｅｌｌｏ」は、応答プロトコルを開
始するべく起こされた全てのタグに命令を送る信号であ
る。図９において、「Ｈｅｌｌｏ」信号の好適な形式及
び他の全てのデータ変更は、２５ｋＨｚを越えないデー
タ情報幅に対応する、８０マイクロ秒パルス及び４０又
は８０マイクロスペースで構成された、パルス幅変調コ
ードである。 しかし、他のデータ変更システムを、本発明に基づいて
使用することも可能である。
【００２４】「Ｈｅｌｌｏ」信号の受信により、図７の
ステップ７３、７４、７５に示すように、送信／認識ル
ープが開始する。最初にステップ７３で、遅れが計算さ
れる。この遅れは、効果的に動作させるための衝突回避
技法に関して、できる限りランダムである必要がある。 好適な実施例においては、タグ識別アドレスによりシー
ドされた線形再帰シーケンス発生器９０が用いられて、
これらの遅れを図１０に示すように発生する。
ステップ７３、７４、７５に示すように、送信／認識ル
ープが開始する。最初にステップ７３で、遅れが計算さ
れる。この遅れは、効果的に動作させるための衝突回避
技法に関して、できる限りランダムである必要がある。 好適な実施例においては、タグ識別アドレスによりシー
ドされた線形再帰シーケンス発生器９０が用いられて、
これらの遅れを図１０に示すように発生する。
【００２５】ステップ７４において、タグは識別アドレ
ス７４を備えた遅延時間で応答し、ステップ７５で、肯
定応答を待機する。この固定された「耳を澄ます周期」
６４の間、質問機は、この周期の間に聞こえてきた全て
の識別コードを動的データベース６５に配置する。「耳
を澄ます周期」の終わりに（少なくとも１つのＩＤコー
ドが聞こえたものと仮定する）、質問機はタグ６６に戻
される受信ＩＤコードのリストを送信する。タグ信号が
、ステップ６７、６８、６９に老いて受信されなかった
場合には、プロセスが終了する。
ス７４を備えた遅延時間で応答し、ステップ７５で、肯
定応答を待機する。この固定された「耳を澄ます周期」
６４の間、質問機は、この周期の間に聞こえてきた全て
の識別コードを動的データベース６５に配置する。「耳
を澄ます周期」の終わりに（少なくとも１つのＩＤコー
ドが聞こえたものと仮定する）、質問機はタグ６６に戻
される受信ＩＤコードのリストを送信する。タグ信号が
、ステップ６７、６８、６９に老いて受信されなかった
場合には、プロセスが終了する。
【００２６】タグは、ステップ７５において、聞こえて
くる肯定応答を集団で待機している。あるタグの固有Ｉ
Ｄコードが質問機の肯定応答周期６６、７５において適
切に受信された場合には、このタグをステップ７６にお
いてスタンバイモードに戻すことが可能である。肯定応
答が存在しない場合には、異なる遅れ周期で、ステップ
７２、７３、７４において、タグは再びＩＤコードを質
問機に送信することを試みる。
くる肯定応答を集団で待機している。あるタグの固有Ｉ
Ｄコードが質問機の肯定応答周期６６、７５において適
切に受信された場合には、このタグをステップ７６にお
いてスタンバイモードに戻すことが可能である。肯定応
答が存在しない場合には、異なる遅れ周期で、ステップ
７２、７３、７４において、タグは再びＩＤコードを質
問機に送信することを試みる。
【００２７】識別パケットの送信時間は「耳を澄ます周
期」（図７参照）に相対しているので、相互に頂部で衝
突するタグ応答の可能性は小さく、処理が継続する可能
性も低い。各周期の衝突の可能性は、デューティサイク
ル、「耳を澄ます周期」、聞こえてきたタグの数及び各
送信に関する送信遅延のランダム性の程度により決定さ
れる。
期」（図７参照）に相対しているので、相互に頂部で衝
突するタグ応答の可能性は小さく、処理が継続する可能
性も低い。各周期の衝突の可能性は、デューティサイク
ル、「耳を澄ます周期」、聞こえてきたタグの数及び各
送信に関する送信遅延のランダム性の程度により決定さ
れる。
【００２８】好適な実施例では、１００個のタグ単位当
たり１回の衝突の可能性が規定される。
たり１回の衝突の可能性が規定される。
【００２９】典型的には、適切にバランスされた衝突プ
ロトコルで、衝突の反復プロセスはほぼ二乗率で生じる
。
ロトコルで、衝突の反復プロセスはほぼ二乗率で生じる
。
【００３０】このプロセスのタイミングを、図８に図形
的に示した。質問機はウェークアップ状態８１で全ての
タグをウェークアップし、「Ｈｅｌｌｏ」指令を発信し
て「耳を澄ませ周期」８２を開始し、タグ８３の肯定応
答を受け取り、全ての衝突が解決されるまでプロセス８
４、８５、８６を反復する。
的に示した。質問機はウェークアップ状態８１で全ての
タグをウェークアップし、「Ｈｅｌｌｏ」指令を発信し
て「耳を澄ませ周期」８２を開始し、タグ８３の肯定応
答を受け取り、全ての衝突が解決されるまでプロセス８
４、８５、８６を反復する。
【００３１】上述のネットワーク設計は、さらに、以下
のものを用いることにより強化可能である。Ａ）（特殊
「Ｈｅｌｌｏ」コードをアドレスコードに続いて送るこ
とにより）特定タグのみをウェークアップする目標ウェ
ークアップ。Ｂ）（タグが「耳を澄ませ周期」において
そのアドレスにメッセージを付加する）メッセージ付け
。Ｃ）（質問機が特定のタグの肯定応答にメッセージを
付加する）逆メッセージ付け。
のものを用いることにより強化可能である。Ａ）（特殊
「Ｈｅｌｌｏ」コードをアドレスコードに続いて送るこ
とにより）特定タグのみをウェークアップする目標ウェ
ークアップ。Ｂ）（タグが「耳を澄ませ周期」において
そのアドレスにメッセージを付加する）メッセージ付け
。Ｃ）（質問機が特定のタグの肯定応答にメッセージを
付加する）逆メッセージ付け。
【００３２】本発明において、衝突回避方法は、いくつ
かの通信パラメータに基づくランダム付けを採用可能で
ある。好適な実施例においては、応答遅延が用いられる
。しかし、この方法は、同時に、各種の周波数、位相、
振幅、又は空間を藻散る個とが可能である。
かの通信パラメータに基づくランダム付けを採用可能で
ある。好適な実施例においては、応答遅延が用いられる
。しかし、この方法は、同時に、各種の周波数、位相、
振幅、又は空間を藻散る個とが可能である。
【００３３】
【発明の効果】このように、本発明の識別及び追跡シス
テムは、中央質問機と個々の無線送受信機タグの間で二
方向通信を用いて、質問機の受信及び送信範囲内で、タ
グ付けされた項目を識別可能である。
テムは、中央質問機と個々の無線送受信機タグの間で二
方向通信を用いて、質問機の受信及び送信範囲内で、タ
グ付けされた項目を識別可能である。
【図１】本発明の装置の無線タグサブシステムのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明に基づく、セル式タグ追跡システム内の
複数の質問機の使用の様子を示している。
複数の質問機の使用の様子を示している。
【図３】図１に示されたタグ受信機のＭＥＳＦＥＴ前置
回路のブロック図である。
回路のブロック図である。
【図４】図１に示された微電力ウェークアップ回路の概
略図である。
略図である。
【図５】本発明に基づく質問機サブシステムのブロック
図である。
図である。
【図６】図５に示す質問機サブシステムに組み込まれる
一括収集プロトコル（Ｂａｔｃｈ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏ
ｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の流れ図である。
一括収集プロトコル（Ｂａｔｃｈ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏ
ｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の流れ図である。
【図７】図１の無線タグシステムに組み込まれる一括収
集プロトコルの流れ図である。
集プロトコルの流れ図である。
【図８】ランダム遅延プロセスの動作を示すタイミング
図である。
図である。
【図９】本発明に基づく、タグと質問機サブシステムと
の間の通信に関する好適なデータ形式を示している。
の間の通信に関する好適なデータ形式を示している。
【図１０】本発明に基づく、線形再帰シーケンス発生機
のある実施例の機能的ブロック図である。
のある実施例の機能的ブロック図である。
１ 受信機
２ マイクロコンピュータ
３ 送信機
４ 微電力ウェークアアップ回路
５ 表示装置
６ 電源
７ 質問機サブシステム
８ タグ送受信機サブシステム
１０ 信号
Claims (29)
- 【請求項１】項目を識別し追跡するための方法であって
：追跡される各項目に送受信機タグを関連づけるステッ
プと；質問信号を送受信機タグに送信するステップと；
送受信機タグによる通信信号の受信に応答して送受信機
タグからの識別信号を選択的に送信するステップと；識
別信号を受信するステップと；識別信号の受信に応答し
て確認信号を送信するステップと；確認信号の受信に応
答して送受信機タグから別の識別信号を送信するステッ
プと；から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】送受信モードが電磁波によることを特徴と
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】送受信モードが音響波によることを特徴と
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】タグを項目に関連づけるステップが、さら
に、タグを各項目に付加するステップから成ることを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】質問信号が変調ＶＨＦ信号であることを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】ＶＨＦ信号が、約２５ｋＨｚ帯域幅の信号
により変調されることを特徴とする、請求項５に記載の
方法。 - 【請求項７】質問信号が、中央質問送受信機サブシステ
ムにより送信されることを特徴とする、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項８】通信信号の受信範囲内の全てのタグが識別
信号を送信することを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項９】選択的に識別信号を送信するステップが、
さらに、識別信号の送信開始を質問信号の受信後に特定
の時間量だけ遅延させるステップから成ることを特徴と
する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】特定の時間量が偽ランダム法により決定
されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】時間量を決定する偽ランダム法が、各タ
グに関連する固有識別番号により決定されることを特徴
とする、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】識別信号の受信が質問送受信機サブシス
テムにより実行されることを特徴とする、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項１３】確認信号が、質問送受信機サブシステム
により送信されることを特徴とする、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１４】識別信号が、各タグに関連する固有識別
番号に対応することを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項１５】確認信号が、確認信号が附属するタグに
関連する固有識別番号に応答することを特徴とする、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１６】項目を識別し追跡するための装置であっ
て：項目に固定された複数の送受信機タグと；送受信機
タグと通信し、選択されたタグからの識別信号の送信を
起動して識別信号を送るタグを識別する能力を有する質
問送受信機サブシステムと；から成ることを特徴とする
装置。 - 【請求項１７】送受信機タグが、質問送受信機サブシス
テムからのウェークアップ信号により起動されるまで低
電力スタンバイモードに保持されることを特徴とする、
請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】識別信号の起動が、質問送受信機サブシ
ステムからの起動信号の送受信機タグによる受信に応答
することを特徴とする、請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１９】各タグからの識別信号が固有であること
を特徴とする、請求項１６に記載の装置。 - 【請求項２０】各送受信機タグが、標準超再生受信機に
電子的に連結されたＭＥＳＦＥＴ前置回路を備えた受信
サブシステムからなることを特徴とする、請求項１６に
記載の装置。 - 【請求項２１】タグ送受信機がマイクロプロセッサによ
り制御されることを特徴とする、請求項１７に記載の装
置。 - 【請求項２２】電力ストローブ回路が、周期的に信号を
マイクロプロセッサに送り、低電力スタンバイ動作を起
動することを特徴とする、請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】さらに、２又はそれ以上の送受信機タグ
からの同時識別送信に依拠する通信損失を防止するため
のプロトコル信号制御手段を含むことを特徴とする、請
求項２１に記載の装置。 - 【請求項２４】プロトコル手段が、反復して、特定タグ
からの識別情報の受信の肯定応答を受け、全ての応答タ
グが識別されるまで、残りのタグに識別送信を再送信す
ることを要求することを特徴とする、請求項２３に記載
の装置。 - 【請求項２５】プロトコル手段が、さらに、プロトコル
手段が再送信を要求する信号を送った後に特定の時間周
期の間、各タグを保持することにより、識別送信を遅ら
せるための手段を送受信機タグ内に備えていることを特
徴とする、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２６】特定の時間周期が各残りタグに関してこ
となり、偽ランダム法により決定されることを特徴とす
る、請求項２５に記載の装置。 - 【請求項２７】線形再帰シーケンス発生器が各タグに関
して偽ランダム時間周期を提供することを特徴とする、
請求項２６に記載の装置。 - 【請求項２８】各タグに組み込まれた識別コードが、再
帰シーケンス装置により用いられて、偽ランダム時間周
期を発生させることを特徴とする、請求項２７に記載の
装置。 - 【請求項２９】さらに、送受信機タグの位置を決定する
ための手段を備えていることを特徴とする、請求項１６
に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US53854690A | 1990-06-15 | 1990-06-15 | |
| US538546 | 1990-06-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232488A true JPH04232488A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=24147358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3143178A Pending JPH04232488A (ja) | 1990-06-15 | 1991-06-14 | 無線識別及び追跡の方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0467036B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04232488A (ja) |
| AT (1) | ATE134044T1 (ja) |
| DE (1) | DE69116946T2 (ja) |
| DK (1) | DK0467036T3 (ja) |
| ES (1) | ES2082885T3 (ja) |
| GR (1) | GR3019842T3 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05273338A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Sharp Corp | 移動体識別装置 |
| JP2000049656A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-02-18 | Lucent Technol Inc | 無線通信システム |
| JP2000230978A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-08-22 | Supersensor Pty Ltd | 電子式識別システム |
| WO2006109700A1 (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-19 | Nec Corporation | Ｒｆｉｄシステム、リーダ、制御プログラム及び送信方法 |
| JP2007067791A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Fujitsu Ltd | 情報アクセス・システム、およびアクティブ型非接触情報記憶装置用の読取り書込み装置 |
| JP2008272511A (ja) * | 2004-03-05 | 2008-11-13 | Pricer Ab | 電子ラベリング・システムにおけるハンド・ヘルド装置 |
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