JPWO2005125032A1 - 無線タグ通信システムの質問器 - Google Patents

無線タグ通信システムの質問器 Download PDF

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Abstract

【課題】広い領域に無線タグ回路素子が分散している場合も、効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行う。【解決手段】質問器100は、質問対象の無線タグ回路素子ToのIC回路部150と非接触で情報通信を行うアンテナ1A,1B,1C,1D,1Eと、制御回路4と、指向性切替制御部211を備えた高周波回路2とを有する。制御回路4及び指向性切替制御部211は、少なくとも情報通信の通信距離に応じて、通信距離が短い場合にはアンテナ1A〜1Eによる指向性を広く、通信距離が長い場合にはアンテナ1A〜1Eによる指向性を狭くするように制御を行う。

Description

本発明は、外部と情報の無線通信が可能な無線タグに対し情報の読み取り又は書き込みを行う無線タグ通信システムの質問器に関する。
応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ/ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。
例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えており、無線タグが汚れている場合や見えない位置にある場合であっても、リーダ/ライタ側よりIC回路部に対してアクセス(情報の読み取り/書き込み)が可能であり、商品管理や検査工程、さらには物や人の動きの探索・探知等の様々な分野において実用が期待されている。
従来、上記のようにして無線タグ回路素子のIC回路部の無線タグ情報にアクセスを行う場合において、装置側アンテナに近い無線タグ回路素子ほど小さい出力でアクセス可能であることを利用し、ある出力値の信号を送信してこれに応答するタグ群を認識し、その後それらを休眠させてやや大きい出力値の信号を送信しこれに応答するタグ群を上記休眠化したタグ群より遠方のタグ群として認識し、これを繰り返して全タグの分散位置を複数の領域に分けて認識するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−344562号公報(段落番号0019〜0032、図3及び図4)
上記従来技術では、送信信号出力値を漸次大きくしつつ、その出力値に対応する略円環状の領域内で応答したタグ群を順次認識し、これを繰り返して全タグの分散位置を複数の略円環状領域に分けて認識する。このとき、装置側アンテナの指向性については特に変化させておらず、比較的近い無線タグ回路素子に信号送受を行う場合も比較的遠い無線タグ回路素子に信号送受を行う場合も、いずれも広い指向性をもって信号送受を行っている。
上記のように略円環状の領域内に位置するタグ群を一体として認識するため、それらに対し個別にアクセスするには、各タグの識別情報の一部を順次指定して別途探索を行わなければならず、タグの数が多いほど急激に識別時間が増加することとなる。この結果、広い領域に無線タグ回路素子が分散している場合、各無線タグ回路素子にアクセスするのに多大な時間を要し、効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができなかった。
本発明の目的は、広い領域に無線タグ回路素子が分散している場合も、効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる無線タグ通信システムの質問器を提供することにある。
上記目的を達成するために、第1の発明は、質問対象の無線タグ回路素子のIC回路部と非接触で情報通信を行う複数のアンテナ素子と、少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて、前記複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段とを有することを特徴とする。
指向性制御手段が、情報通信距離に応じてアンテナ指向性を制御することにより、通信距離が短い場合と長い場合とで指向性の広狭を使い分け、最適なアンテナ指向性を実現することが可能となる。この結果、通信距離が短い場合も長い場合も同等のアンテナ指向性としている従来構造に比べて、広い領域に無線タグ回路素子が分散している場合でも効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
第2の発明は、上記第1発明において、前記指向性制御手段は、前記通信距離が短い場合には前記複数のアンテナ素子による前記指向性を広く、前記通信距離が長い場合には前記複数のアンテナ素子による指向性を狭くすることを特徴とする。
通信距離が短い場合は指向性を広くしても通信範囲自体は小さいので通信範囲内に存在する無線タグ数は限定され、効率的に情報送受を行い、通信距離が長い場合には指向性を狭くして通信範囲を限定することでエラーのない確実な情報送受を行うようにすることで、効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
第3の発明は、上記第1又は第2発明のいずれか1つにおいて、前記指向性制御手段は、前記複数のアンテナ素子による指向性を一つの方向のみ強くなるように保持しつつ、その強くした方向を順次変化させる方向切替手段を備えることを特徴とする。
方向切替手段で複数のアンテナ素子によって合成される指向性を一つの方向のみ強くなるようにしつつ順次方向を変化させ、各方向時における各アンテナ素子の信号強度と位相差に応じ所定の演算処理を行う(いわゆるフェイズドアレイアンテナ制御あるいはビームフォーミング制御による手法)ことで、無線タグ回路素子の存在方向及びその位置を容易に推定することが可能となる。
第4の発明は、上記第3発明において、前記方向切替手段は、前記通信距離が短い場合には前記順次変化させる指向性の前記方向の切り替え間隔を大きくし、前記通信距離が長い場合には前記順次変化させる指向性の前記方向の切り替え間隔を小さくすることを特徴とする。
通信距離が短い場合指向性を広くして指向性方向(指向角)を大きな間隔で切り替えても通信範囲が限定されるので、通信範囲内に存在する無線タグ回路素子数も限定され効率的な情報送受を行い、通信距離が長い場合には指向性を狭くして指向性方向(指向角)を小さな間隔で順次切り替え、限定された通信範囲を順次切替えることによりエラーのない確実な情報送受を行うようにすることで、さらに効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
第5の発明は、上記第1又は第2発明のいずれか1つにおいて、前記指向性制御手段は、前記複数のアンテナ素子による指向性を前記無線タグ回路素子に対する受信感度が最適となるよう変化させることを特徴とする。
方向切替手段で複数のアンテナ素子によって合成される指向性を、無線タグ回路素子に対する受信感度が最適となるように変化させ、各アンテナの信号強度及び位相差に応じ所定の演算処理を行う(いわゆるアダプティブ制御による手法)ことで、無線タグ回路素子を高感度で検出すると同時にその存在方向及びその位置を推定することが可能となる。
第6の発明は、上記第1乃至第5発明のいずれか1つにおいて、前記指向性制御手段は、少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて、前記複数のアンテナ素子のうち使用するアンテナ素子の数を増減させるアンテナ増減手段を備えることを特徴とする。
アンテナ増減手段が情報通信距離に応じて使用アンテナ素子の数を増減させることにより、通信距離が短い場合と長い場合とで使用するアンテナ素子数を変えることによって指向性の広狭を使い分け、最適なアンテナ指向性を実現することができる。
第7の発明は、上記第6の発明において、前記アンテナ増減手段は、前記情報通信の通信距離が長い場合に、前記複数のアンテナ素子のうち使用するアンテナ素子の数を増加させることを特徴とする。
使用するアンテナ素子数が多い場合には、指向性をより狭くすることが可能になるため、通信距離の長い通信を安定して行うことができる。
第8の発明は、上記第1又は第2発明において、前記指向性制御手段は、前記無線タグ回路素子が通信範囲に存在する数を検出する無線タグ数検出手段を有し、該無線タグ数検出手段によって検出された無線タグ数に応じて、前記複数のアンテナ素子による指向性を制御することを特徴とする。
指向性制御手段が、無線タグ数検出手段によって通信距離のみならず通信範囲に存在する無線タグ回路素子の数にも応じてアンテナ指向性を制御することにより、無線タグ回路素子の数が少ない場合と多い場合とで指向性の広狭を使い分け、最適なアンテナ指向性を実現することが可能となる。この結果、さらに効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
第9の発明は、上記第1乃至第8発明のいずれか1つにおいて、少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて通信電力を増減させる電力制御手段を有することを特徴とする。
電力制御手段が、情報通信距離に応じて通信電力を増減することにより、通信距離が短い場合と長い場合とで通信電力の大小、言い換えれば通信電波が届く距離を使い分けることができるので、アンテナ指向性と併せて最適な通信環境を実現することが可能となる。
第10の発明は、上記第9発明において、前記通信電力及び前記指向性により決定される通信領域内に存在する又は存在すると予想される前記無線タグ回路素子の数に応じ、当該通信領域を複数個に分割して小領域を設定する分割領域設定手段を有し、その小領域ごとに、対応する前記無線タグ回路素子と前記通信を行うことを特徴とする。
分割領域設定手段は、通信電力と指向性によって決定される通信領域における無線タグ回路素子数の大小に応じて通信領域を小領域に分割設定する。これにより、当該通信領域の広さに比べて無線タグ回路素子数が多い場合にはその通信領域内の無線タグ回路素子と一度に情報の送受を行わず、その通信領域を小領域に分割し各小領域ごとに無線タグ回路素子と情報送受を行うことが可能となる。このようにすることで、エラー発生の少ない確実な無線タグ情報の送受が可能となる。
第11の発明は、上記第9又は第10発明において、前記無線タグ回路素子の前記IC回路部の無線タグ情報にアクセスするためのアクセス情報を生成するアクセス情報生成手段と、このアクセス情報生成手段で生成した前記アクセス情報を、前記複数のアンテナ素子を介し非接触で前記無線タグ回路素子に送信し、アクセスを行う情報送信手段と、前記指向性制御手段による前記指向性の制御及び前記電力制御手段による前記通信電力の制御のうち、少なくとも前記指向性の制御に応じて、前記アクセス情報生成手段で指向性の制御後最初に生成するアクセス情報の種類を切替制御するアクセス情報切替手段とを有することを特徴とする。
アクセス情報切替手段が、指向性制御手段の指向性制御に応じて最初に生成するアクセス情報種類を切替制御することにより、指向性が狭い場合と広い場合とでアクセス情報の種類を使い分け、最適なアクセス情報の態様を実現することが可能となる。この結果、さらに効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
第12の発明は、上記第11発明において、前記アクセス情報切替手段は、前記指向性制御手段による前記指向性の制御に応じて前記アクセス情報生成手段が、前記IC回路部の前記無線タグ情報を無条件で取得するための無条件情報取得指令、前記IC回路部の前記無線タグ情報を所定の条件下で取得するための条件付き情報取得指令、及び前記IC回路部の前記無線タグ情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令のうちいずれかを生成するように切替制御することを特徴とする。
それら無条件情報取得指令、条件付き情報取得指令、探索指令を、指向性制御手段が制御するアンテナ指向性に応じて使い分けることで、指向性が狭い場合と広い場合とでそれぞれ最も適した情報送受態様を実現することが可能となる。
第13の発明は、上記第12発明において、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令又は条件付き情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
広い指向性及び大きな通信電力で決定される大きな範囲において、探索指令又は条件付き情報取得指令を用いることで多数の無線タグ回路素子と情報送受を行うことが可能となる。
第14の発明は、上記第12発明において、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を広くした後、最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
広い指向性かつ小さな通信電力で決定される質問器近傍の小さな範囲において、1つのみ存在する確率が高い無線タグ回路素子と、無条件情報取得指令によって効率的に情報送受を行うことができる。
第15の発明は、上記第12発明において、前記無線タグ回路素子が多数存在すると予想されるときは、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を狭くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
狭い指向性かつ小さな通信電力で決定される質問器近傍のごく限られた範囲において、密集した無線タグ回路素子と、探索指令と条件付き情報取得指令によって効率的な情報送受を行うことができる。
第16の発明は、上記第12発明において、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くした後、最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
狭い指向性かつ大きな通信電力で決定される幅の狭い範囲において、1つのみ存在する確率が高い無線タグ回路素子と、無条件情報取得指令によって効率的に情報送受を行うことができる。
第17の発明は、上記第13発明において、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信した後、前記無線タグ回路素子が多数存在すると予想されるときは、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を狭くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信し、さらにその後、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くして最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
最初に通信電力を大きくかつ指向性を広くして探索指令を生成して無線タグ回路素子に送信し、応答した無線タグ回路素子の数が多かった場合には、通信電力を小さくかつ指向性を狭くして小さい通信範囲に分割して最初に探索指令を生成して情報送受を行う。こうして、質問器近傍の無線タグ回路素子について情報送受が終了したら、送信電力を大きくかつ指向性を狭くして最初に無条件情報取得指令を生成し、残りの質問器より遠い範囲の無線タグ回路素子について効率的に情報の送受を行うことで、全範囲の無線タグ回路素子と効率よく無線タグ情報の送受を行うことができる。
第18の発明は、上記第13発明において、前記指向性制御手段、前記電力制御手段、前記アクセス情報切替手段は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信した後、前記無線タグ回路素子が少数存在すると予想されるときは、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を広くして前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信し、さらにその後、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くして前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする。
最初に通信電力を大きくかつ指向性を広くして探索指令を生成して無線タグ回路素子に送信し、応答した無線タグ回路素子の数が少なかった場合には、通信電力を小さくかつ指向性を広くして無条件情報取得指令を生成して効率的に広い通信範囲で情報送受を行う。こうして、質問器近傍の無線タグ回路素子について情報送受が終了したら、送信電力を大きくかつ指向性を狭くして無条件情報取得指令を生成し、残りの質問器より遠い範囲の無線タグ回路素子について効率的に情報の送受を行うことで、全範囲の無線タグ回路素子と効率よく無線タグ情報の送受を行うことができる。
本発明によれば、通信距離が短い場合と長い場合とで指向性の広狭を使い分け、最適なアンテナ指向性を実現するので、広い領域に無線タグ回路素子が分散している場合も、効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
本発明の第1の実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。 図1に示した無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。 図1に示した質問器に備えられた高周波回路の機能的構成を表す機能ブロック図である。 質問器によるアンテナの指向性制御挙動を概念的に表す説明図である。 質問器のアンテナおける指向性切替制御を実行するために、図1に示した制御回路が行う制御手順を表すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による質問器によるアンテナの指向性制御挙動を概念的に表す説明図である。 本発明の第2の実施形態による質問器によるアンテナの指向性制御挙動を概念的に表す説明図である。 質問器による領域小分け(分割)による探索挙動を概念的に表す説明図である。 アンテナにおける指向性切替制御を実行するために制御回路が行う制御手順を表すフローチャートである。 受信時のみアダプティブアレイ制御を行う変形例における探索挙動を表す図である。 図10に示した変形例において制御回路の実行するアダプティブアレイ制御に係る制御手順を表すフローチャートである。 小領域に小分け分割して探索命令を送信する代わりに受信信号をアダプティブアレイ処理する変形例の探索挙動を表す図である。 2つの無線タグが同一方向にあって上記受信時のアダプティブアレイ処理で指向性により区別できない場合の例を表す図である。
符号の説明
1A〜E アンテナ(アンテナ素子)
2 高周波回路
3 信号処理回路(アクセス情報生成手段)
4 制御回路(アンテナ増減手段、指向性制御手段;電力制御手段;
分割領域設定手段;アクセス情報切替手段)
100 質問器
150 IC回路部
200 質問器
211 指向性切替制御部(方向切替手段、指向性制御手段)
212 送信部(情報送信手段)
To 無線タグ回路素子
以下、本発明の第1の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。
図1において、この無線タグ通信システムSは、本実施形態による質問器100と、これに対応する応答器としての複数の無線タグTとから構成される。
無線タグTは、アンテナ151とIC回路部150とを備えた無線タグ回路素子Toを有している。
質問器100は、無線タグ回路素子Toの上記アンテナ151との間で無線通信により信号の授受を行うこの例では5つのアンテナ(アンテナ素子)1A〜1Eと、上記アンテナ1A〜1Eを介し上記無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスする(読み取り又は書き込みを行う)ための高周波回路2と、無線タグ回路素子Toから読み出された信号を処理するための信号処理回路3と、制御回路4とを有する。
アンテナ1A〜1Eは所定の間隔を持って配置されており、後述の指向性制御によりアンテナ全体としての指向性は電子的に制御されるように構成されている。
制御回路4は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、中央演算処理装置であるCPU、ROM、及びRAM等から構成され、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。
図2は、上記無線タグTに備えられた無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。
図2において、無線タグ回路素子Toは、上記質問器100側の上記アンテナ1A〜1EとUHF帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行う上記アンテナ151(タグ側アンテナ;アンテナ素子)と、このアンテナ151に接続された上記IC回路部150とを有している。
IC回路部150は、アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積しIC回路部150の駆動電源とするための電源部153と、上記アンテナ151により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部157に供給するクロック抽出部154と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部155と、上記アンテナ151に接続された変復調部156と、上記整流部152、クロック抽出部154、及び変復調部156等を介して上記無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。
変復調部156は、アンテナ151により受信された上記質問器100のアンテナ1A〜1Eからの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部157からの返信信号に基づき、アンテナ1A〜1Eより受信された搬送波を変調反射する。
制御部157は、上記変復調部156により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部155において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部156により返信する制御等の基本的な制御を実行する。
図3は、上記質問器100に備えられた高周波回路2の機能的構成を表す機能ブロック図である。
図3において、高周波回路2は、送受信機能を両方備えた上記アンテナ1A〜1Eに接続された指向性切替制御部211と、指向性切替制御部211を介しアンテナ1A〜1Eより無線タグ回路素子Toに対して信号を送信する送信部212と、アンテナ1A〜1Eにより受信された無線タグ回路素子Toからの反射波を入力する受信部213とから構成される。
指向性制御部211は、アンテナ1A〜1E(一部図示省略、以下同様)に係わる送信位相制御ユニット201A〜201Eと、アンテナ1A〜1Eにそれぞれ係わる受信位相制御ユニット202A〜202Eと、受信位相制御ユニット202A〜Eからの出力を加算する合波器203と、送信位相制御ユニット201A〜201E又は受信位相制御ユニット202A〜202Eとアンテナ1Aとを一方向的に接続する、すなわち送信位相制御ユニット201A〜201Eからの信号をアンテナ1A〜1Eに伝送すると同時に、アンテナ1A〜1Eで受信した信号を受信位相制御ユニット202A〜202Eにそれぞれ伝送する(例えばサーキュレーダ等からなる、以下同様)送受分離器204A〜204Eとを有する。
送信位相制御ユニット201A〜201Eは、制御回路4からの送信位相制御信号を入力しこれに応じてアンテナ1A〜1Eにおける送信電波信号の位相を可変にそれぞれ設定する移相器205A〜205Eと、制御回路4からの送信移相制御信号に含まれる振幅制御信号を入力しこれに応じて移相器205A〜205Eから入力した信号を増幅し上記送受分離器204A〜204Eにそれぞれ出力する送信側可変ゲインアンプ206A〜206Eとを備えている。
受信位相制御ユニット202A〜202Eは、制御回路4からの受信位相制御信号を入力しこれに応じてアンテナ1A〜1Eにおける受信電波信号の位相を可変に設定する移相器207A〜207Eと、制御回路4からの受信位相制御信号に含まれる振幅制御信号を入力しこれに応じて移相器207A〜207Eから入力した信号を増幅し上記合波器203に出力する受信側可変ゲインアンプ208A〜208Eとを備えている。なお、送信側可変ゲインアンプ206A〜206E及び受信側可変ゲインアンプ208A〜208Eの代わりに可変減衰器を用いても良い。
送信部212は、無線タグ回路素子ToのIC回路部150の無線タグ情報にアクセスする(読み取り/書き込みを行う)ための搬送波を発生させる水晶発振回路あるいはPLL制御された発振回路215と、上記制御回路4から供給される信号に基づいて上記発生させられた搬送波を変調(この例では制御回路4からの「TX_ASK」信号に基づく振幅変調)する送信側乗算回路216(但し振幅変調の場合は増幅率可変アンプ等を用いてもよい)とを備えている。この搬送波は、望ましくは900MHz近傍あるいは2.45GHz近傍とされ、上記送信側乗算回路216により変調された変調波は上記送信位相制御ユニット201A〜201Eへ供給され、さらに送受分離器204A〜204E及びアンテナ1A〜1Eを介し無線タグ回路素子ToのIC回路部150に供給される。
受信部213は、アンテナ1A〜1Eで受信され上記受信位相制御ユニット202A〜202Eを経て合波器203で合波された無線タグ回路素子Toからの反射波と上記送信部212で発生させられた搬送波とを掛け合わせる受信側第1乗算回路218と、その受信側乗算回路218の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第1バンドパスフィルタ219と、この第1バンドパスフィルタ219の出力を増幅して第1リミッタ220に供給する受信側第1アンプ221と、上記アンテナ1A〜1Eで受信され上記受信位相制御ユニット202A〜202Eを経て合波器203で合波された無線タグ回路素子Toからの反射波と上記送信部212で発生された後に位相が90°遅延された搬送波とを掛け合わせる受信側第2乗算回路222と、その受信側第2乗算回路222の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第2バンドパスフィルタ223と、この第2バンドパスフィルタ223の出力を入力するとともに増幅して第2リミッタ224に供給する受信側第2アンプ225とを備えている。そして、上記第1リミッタ220から出力される信号「RXS−I」及び第2リミッタ224から出力される信号「RXS−Q」は、上記信号処理回路3に入力されて処理される。
また、受信側第1アンプ221及び受信側第2アンプ225の出力は、RSSI(Received Signal Strength Indicator)回路226にも入力され、それらの信号の強度を示す信号「RSSI」が信号処理回路3に入力されるようになっている。このようにして、本実施形態の質問器100では、I−Q直交復調によって無線タグ回路素子Toからの反射波の復調が行われる。
信号処理回路3は、上述した高周波回路受信部213からの受信信号等を入力した後所定の演算処理を行い、これに応じて変調制御信号を上記送信部212の送信側乗算回路216へ出力する。また制御回路4は、上記信号処理回路3の演算処理結果に応じ上記送信位相制御ユニット201A〜201E及び受信位相制御ユニット202A〜202Eへの位相制御信号等を出力する。なお、この制御回路4は、例えば入出力インターフェイス(図示せず)を介し例えば通信回線に接続され、この通信回線に接続された図示しないルートサーバ、他の端末、汎用コンピュータ、及び情報サーバ等との間で情報のやりとりが可能なように構成してもよい。
本実施形態は、複数のアンテナ1A〜1Eによる指向性を一つの方向のみ強くなるよう保持しつつその方向が順次変化するように制御するいわゆるフェイズドアレイ制御あるいはビームフォーミング制御による指向性制御を行うもので、信号受信時には、1つの信号がアンテナ1A〜1Eに対し角度を持って斜めから伝搬した場合にそれらアンテナ1A〜1Eでその行路長の差だけ受信電波の位相に差が出ることを利用し、この位相差がなくなるように受信位相制御信号により移相器を制御することにより、指向性の方向を無線タグTの方向に向けることができる(また信号送信時にも上記同様の原理で行路長の差だけ送信信号に位相差が発生するよう送信位相制御信号により位相器を制御することにより無線タグTの存在位置に応じた指向性により信号送信を行う)。特に、本実施形態の質問器100では、多数の無線タグTが広範囲に分散配置されているときに、質問器100から各無線タグTまでの距離(=通信距離)に応じて、アンテナ1A〜1Eによる指向性を制御することで、すべての無線タグTの無線タグ回路素子Toに対し効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことを最大の特徴としている。
図4は、上記質問器100によるアンテナ1A〜1Eの指向性制御動作を概念的に表す説明図である。
図4において、質問器100の制御回路4の制御信号により、高周波回路2の指向性切替制御部211はアンテナ1A〜1Eによる指向性(指向性の幅、鋭さ)及びその方向を送信・受信ともに複数切り替え可能であり、特にこの例では、通信距離が短い場合にはアンテナ1A〜1Eによる指向性を広く(ビーム幅を広く)、通信距離が長い場合にはアンテナ1A〜1Eによる指向性を狭く(ビーム幅を狭く)している。
すなわち、まず最初にアンテナ1A〜1Eによる指向性を等方性として(最も広くして)アンテナ1A〜1Eより比較的近い距離の探索領域Aの探索を行う(図4(a))。
次に、探索領域Aより遠い距離の探索領域Bを、やや指向性を狭くして探索を行う。この場合、指向性を少し持たせ1回の探索領域が狭くなったことに対応して、指向性の方向を複数回(この例では2回)切り替え、2つの探索領域B−1,B−2と切り替えて探索を行う(図4(b))。
その後、さらに遠い距離の探索領域Cを、さらに指向性を狭くして探索を行う。この場合、さらに指向性が狭くなって1回の探索領域が狭くなったことに対応して、指向性の方向をさらに多くの回数(この例では7回)切り替え、7つの探索領域C−1,C−2,C−3,C−4,C−5,C−6,C−7に切り替えて探索を行う(図4(c))。
図5は、上記した質問器100のアンテナ1A〜1Eにおける指向性切替制御(タグ探索制御)を実行するために、制御回路4が行う制御手順を表すフローチャートである。
図5において、例えば図示しない操作部よりタグ探索開始の旨の適宜の指示入力があると、このフローが開始される。
まず、ステップS10において、アンテナの本数Nの初期値をN=1、その最大本数Nmax=5、本数増大間隔△N=2に設定し、さらに、探索時においてN本のアンテナ1A〜1Eの指向性(この例では送信・受信両方)を一つの方向のみ強くなるよう保持しつつその方向を変化させる(=フェイズドアレイ制御)ときにおける、ある基準位置(例えば、質問器100からみて一方側の真横方向を−90°、正面方向を0°、他方側の真横方向を+90°とし、他方側に向かって角度増大方向とする。以下同様)からの指向性の角度(以下適宜、指向角という)θの初期値としてθ=θN、指向角θを順次変化させるときの最終値としての最大角度(角度増大終点)θend=90°に設定する。なお、上記指向角初期値θNと、その角度増大間隔△θN(後述)の値は、図5中右下に示すテーブルの形で、例えば予め制御回路4のRAM内に固定的に(あるいは書き換え可能に)記憶されている。
次に、ステップS20に移り、上記指向角θの値(最初は初期値θN=θ=0°)に応じアンテナ1A〜1E(但し最初はN=1より例えばアンテナ1Cのみ、後述のN=3の場合はアンテナ1A,1C,1Eのみ、N=5の場合にアンテナ1A〜1Eのすべてを用いる。以下対応関係同様)に係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号を送信位相制御ユニット201A〜201E(又は受信位相制御ユニット202A,202B,202C)に出力した後、無線タグTに対する無条件タグ情報取得命令である「Scroll All ID」信号を出力し、(返答があれば)その返答を受信する。なお、送信位相制御ユニット201A〜201Eや受信位相制御ユニット202A〜202Cに出力する位相情報などは指向角θや指向性に対応してあらかじめ制御回路4に記憶されている。
詳細には、制御回路4が信号処理回路3へ制御信号を出力し「TX_ASK」信号を生成して送信側乗算回路216に出力し、送信側乗算回路216で対応する上記振幅変調が行われアクセス情報としての「Scroll All ID」信号となる。一方制御回路4は「TX_PWR」信号を生成して上記送信位相制御ユニット201A〜201Eに出力し、送信側アンプ206A〜206Eでその「TX_PWR」信号に基づく増幅率(ゲイン)で信号増幅が行われ(前述のように使用しないアンテナがある場合にはその増幅率を適宜0にすればよい)、さらに、増幅率が0でない送信位相制御ユニットには、位相制御信号により位相が決定され、最終的にアンテナ1A〜1Eを介し送信され、探知対象である無線タグTの無線タグ回路素子Toからの返信を促す。なお、この信号生成時の手順はすべてのコマンドに共通するので、以下説明を省略する。また、「TX_PWR」信号は、図では便宜的に1本の信号線で示してあるが、複数の信号線から成り、送信位相制御回路の増幅率及び位相を制御する。
そして、上記「Scroll All ID」信号に反応した無線タグTがあればその無線タグ回路素子Toから送信された返答信号(=リプライ信号;少なくとも識別情報を含む無線タグ情報)をアンテナ1A〜1Eより受信し受信位相制御ユニット202A〜202Eで位相制御された後、合波器203及び高周波回路受信部213を介し信号処理回路3で取り込む。
その後、ステップS30で、上記のようなタグ探知処理によって応答した無線タグTがあったかどうか(無線タグTが探知されたかどうか)を判定する。応答した無線タグTが1つであり、情報取得に成功したら、ステップS35の判定が満たされてステップS37に移り、そのタグにスリープ命令を送信し、スリープさせる。これにより、次に説明するような探索命令と条件付情報取得命令を繰り返し送信して無線タグを特定する複雑なステップを経ることなく、無線タグTの情報を取得でき、効率的な情報取得を行うことができる。一方、応答した無線タグTが2つ以上あった場合衝突により情報取得に失敗するので(呼びかけに対する有効な返答信号が受信されたが情報取得には失敗した場合)はステップS35の判定が満たされず、ステップS40に移る。
ステップS40では、上記指向角θの条件の下、無線タグTに対する探索命令である「Ping(Ping-ID)」信号、条件付き情報取得命令である「Scroll ID」信号を出力してその返答を受信することで、上記ステップS20のタグ探知処理によって応答したすべての無線タグTを認識する(無線タグ情報の送受を行う)とともに、識別が完了した(無線タグ情報の送受信が完了した)無線タグTに対してスリープ(休眠化)命令である「Sleep」信号を出力し順次休眠化させる。
詳細には、「Ping」信号でID(タグ識別情報)の一部を指定し、該当する無線タグTからの応答を時間的に分離しつつ検出する。このようにして時間的に分離されつつ階層的に検出された無線タグTについて、さらに「Scroll-ID」信号を用いてIDのすべてを個別に取得し、取得が完了したらその後スリープコマンドで休眠化させる(その後応答しないようにする)。以上の手順を指定IDを変化させながら繰り返すことにより、ステップS20で応答を検出できた全ての無線タグTそれぞれについてそのIDを個別に完全に検出する。
上記ステップS37やステップS40が終了したら、ステップS20に戻り、上記と同様、無線タグTに対する無条件タグ情報取得命令である「Scroll All ID」信号を出力するが、上記ステップS37やステップS40においてこのときの指向性で応答可能な無線タグTの無線タグ情報の送受は終了しすべて休眠化されているから、返答はなくなる。この結果、ステップS30の判定が満たされなくなって、ステップS50に移る。
ステップS50では、上記指向角θに対し上記△θN(この時点では△θ1=100°)を加える。
その後、ステップS60に移り、θが、上記θend(=90°)より大きくなったかどうかを判定する。この時点では当初のθ(=θ1=0°)に△θN(=△θ1=100°)を加えることでθ=100°となり、θendより大きくなるため、ステップS60の判定が満たされ、ステップS70に移る。
ステップS70では、アンテナ本数N=Nmax(この例では5)になったかどうかを判定する。最初は前述したようにN=1であるからこの判定が満たされず、ステップS80に移る。ステップS80では、上記アンテナ本数Nに対し前述の△N(この例では2)を加える(したがって最初はNは1本から3本に増える)。これによってθ=θN=−45°,△θN=90°(図5中右下のテーブル参照)となる。その後、ステップS20に戻って同様の手順を繰り返す。
すなわち、指向角θ=−45°としてステップS20〜ステップS40において前述したように「Scroll All ID」信号等を送信しこれに応答したタグを休眠化した後、ステップS50にてθに△θN(=90°)を加え、θを−45°から45°に増加させる。このθの値はθendより小さいから、ステップS60の判定が満たされずステップS20に戻り、指向角θ=45°で同様の探索を繰り返す。これによりθ=−45°の次はθ=45°で探索を行う(図4の領域B−1→領域B−2)こととなる。
すなわち指向角θ=45°としてステップS20〜ステップS40において前述したように「Scroll All ID」信号等を送信しこれに応答したタグを休眠化した後、ステップS50にてθにさらに△θN(=90°)を加え、θを45°から135°に増加させる。このθの値はθendより大きくなるから、ステップS60の判定が満たされず、ステップS70を経てステップS80でNに△Nを加え(すなわちN=5とし)、再びステップS20へ戻る。
そしてさらにステップS20〜ステップS60において送信した「Scroll All ID」信号等へ応答したタグを休眠化しつつθをθN(=−75°)から△θN(=25°)刻みで増加させ(前述の図4(c)における領域C−1→領域C−2→…→領域C−7)、θが−75°→−50°→…→75°→100°となってθendより大きくなったらステップS60からステップS70へ移り、この時点でN=5であるからステップS70の判定が満たされ、このフローを終了する。
以上において、アンテナ1A,1B,1C,1D,1Eは、各請求項記載の、アンテナ素子を構成する。
また、高周波回路2の指向性切替制御部211と、制御回路4が、少なくとも情報通信の通信距離に応じて、複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段を構成し、そのうち指向性切替制御部211は、複数のアンテナ素子による指向性を一つの方向のみ強くなるように保持しつつ、その方向を順次変化させる方向切替手段を構成する。また、制御回路4の行う図5のフローのステップS80の手順が、少なくとも情報通信の通信距離に応じて、複数のアンテナ素子のうち使用するアンテナ素子の数を増減させるアンテナ増減手段を構成する。
以上のように構成した本実施形態の質問器100においては、アンテナ1A〜Eからの通信距離が比較的短い場合(例えば図4の領域B−1,B−2)は(この例では)アンテナの本数を少なくすることによって指向性を広くし、さらに指向角θを大きな間隔で切り替えても(領域B−1→B−2)一度に多数の無線タグ回路素子Toと情報送受を行う必要がある確率は小さく、無条件タグ情報取得命令を送信することにより情報取得に成功できるため、効率的な情報取得が可能となる。また、通信距離が比較的長い場合(例えば図4(c)の領域C−1〜C−7)には(この例では)アンテナの本数を多くすることによって指向性を狭くし、さらに指向角θを小さな間隔で順次切り替える(領域C−1→領域C−2→領域C−3→領域C−4→領域C−5→領域C−6→領域C−7)ことで通信範囲が限定されるので、無条件タグ情報取得命令を送信することにより情報取得に成功できる確率が高く、効率的な情報取得が可能となる。
このように、通信距離が短い場合と長い場合とで指向性の広狭を使い分け最適なアンテナ指向性を実現するので、通信距離が短い場合も長い場合も同等のアンテナ指向性としている従来構造に比べ、広い領域に無線タグ回路素子Toが分散している場合(但し、無線タグTの数が非常に多いというわけではない場合)でも効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる。
また、一般に、無線タグTとの通信距離を伸ばすにはアンテナの指向性を強く(=狭く)すればよいが、無線タグTが近距離にある近距離通信時にアンテナの指向性を強くする(=狭くする)と、各タグTの位置の違いによる受信感度・送信感度の違いが大きくなり過ぎて効率よく無線タグの検出を行うのが難しくなる。本実施形態においては、遠距離通信において指向性を狭くする一方で、近距離通信では指向性を広いままとすることにより上記の弊害を回避し、距離に応じた最適なアンテナ指向性を実現できるものである。
さらに、本実施形態では、近距離通信時に使用するアンテナ1A〜1Eの数を比較的少なくしている。この結果、放射される電波のビーム幅が広くなり(図4(a)及び図4(b)参照)、無線タグTの位置変化に対する追従性を向上できるという効果もある。また逆に遠距離通信時には使用するアンテナ1A〜1Eの数を比較的多くしているので、ビーム幅を絞り(図4(c)参照)、遠くまで強い電波を届かせることができる効果がある。
本発明の第2の実施形態を図6〜図13により説明する。本実施形態は、第1の実施形態のようなフェイズドアレイ制御によるタグ探索を行う際、一度に応答したタグが多い場合に、その領域をさらに小さく分割して探索を行うと同時に送信電力の制御も実施する実施形態である。第1の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図6及び図7は、質問器100と同等の構成を備える本実施形態による質問器200によるアンテナ1A〜1Eの指向性制御動作を概念的に表す説明図であり、上記第1の実施形態の図4に相当する図である。
まず図6において、上記質問器100と同様、質問器200の制御回路4の制御信号により、高周波回路2の指向性切替制御部211はアンテナ1A〜1Eによる指向性(指向性の幅、鋭さ)及びその方向を送信・受信ともに複数切り替え可能であり、最初にアンテナ1A〜1Eによる指向性を等方性として(最も広くして)、さらに送信電力を最小として、アンテナ1A〜1Eより比較的近い距離の探索領域Dの探索を行う(図6(a))。
次に、探索領域Dより遠い距離の探索領域Eをやや指向性を狭くすると同時に送信電力を増加して探索を行い、特に指向性の方向を複数回(この例では2回)切り替えて2つの探索領域E−1,E−2に分けて探索を行う(図6(b))。
その後図7に移り、同様の手法で、さらに遠い距離の探索領域F、探索領域G、探索領域Hを、順次指向性をさらに狭くしつつ、かつ送信電力をさらに増加しつつ探索を行う。この場合、上記同様、指向性の方向を切り換える回数を順次多くし、探索領域Fについては3つの探索領域F−1,F−2,F−3に切り替えて探索を行い、探索領域Gについては4つの探索領域G−1,G−2,G−3,G−4に切り替えて探索を行い、探索領域Hについては5つの探索領域H−1,H−2,H−3,H−4,H−5に切り替えて探索を行う。
図8は、本実施形態の最も大きな特徴である、前述した領域分割による探索動作を概念的に表す説明図である。
この例では、一例としてアンテナ1A〜1Eより比較的近い距離の探索領域Dの探索時における上記小分け探索動作を表している。すなわち、図6(a)で説明した探索領域Dに対する探索によって一度に多くの無線タグTが検知された(あるいは一度に多くの無線タグTがあると推定された)場合には(図8(a))、指向性を極めて狭くしてその探索領域D内をさらに細かく複数(この例では7個)の小領域d−1〜d−7に分けるように指向性の方向を順次切り替えてそれら小領域d−1〜d−7の探索を順次行う(図8(b))。ここで、例えば、探索命令である「Ping」信号でID(タグ識別情報)の一部を指定し、該当する無線タグTからの応答を時間的に分離しつつ検出するときに、多くの衝突が発生し、応答信号が発せられているが情報取得に失敗することが多い場合、多くの無線タグTが通信範囲内に存在すると推定できる。
図9は、上記したアンテナ1A〜1Eにおける指向性切替制御(タグ探索制御)を実行するために、本実施形態の質問器200の制御回路4が行う制御手順を表すフローチャートである。
図9において、例えば図示しない操作部よりタグ探索開始の旨の適宜の指示入力があると、このフローが開始される。
まず、ステップS110において、アンテナの本数nの初期値をn=1、その最大本数nmax=5、上記小分け分割を行うか行わないかの境界本数no=4に設定し、さらに、探索時においてn本のアンテナ1A〜1Eの指向性(この例では送信・受信両方)を一つの方向のみ強くなるよう保持しつつその方向を変化させる(=フェイズドアレイ制御あるいはビームフォーミング制御)ときにおける、ある基準位置(例えば、質問器100からみて一方側の真横方向を−90°、正面方向を0°、他方側の真横方向を+90°とし、他方側に向かって角度増大方向とする。以下同様)からの指向角θの最大角度θend=90°に設定する。
その後、ステップS120に移り、送信電力の出力値(パワー)P=Pn(例えばP1<P2<P3<P4<P5のようにアンテナ本数nに対応して増大する;最初のP1は最低送信電力)、指向性範囲(指向角θを中心としたプラスマイナス角度範囲)D=Dn(最初はD1=90°で実質無指向性となる)に設定し、さらに上記指向角θの初期値としてθ=θnに設定する。
なお、上記指向性範囲Dn、指向角初期値θn、指向角角度増大間隔△θn(後述)の値は、後述するdn,△θxnとともに、図9中右下に示すテーブルの形で、例えば予め制御回路4のRAM内に固定的に(あるいは書き換え可能に)記憶されている。
次に、ステップS130に移り、上記指向角θの値(最初は初期値θn=θ1=0°)に応じDn(n=1)=D1=90°となるようアンテナ1A〜1Eに係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号及び振幅制御信号(送信位相制御ユニットの増幅率を制御)を送信位相制御ユニット201A〜201E(又は受信位相制御ユニット202A,202B,202C)に出力した後、無線タグTに対する無条件タグ情報取得命令である「Scroll All ID」信号を出力し、(返答があれば)その返答を受信する。なお、信号生成時の手順の詳細内容は上記第1の実施形態において図5のフローのステップS20と同様であるので説明を省略する。またこの信号生成時の詳細手順は上記第1実施形態と同様すべてのコマンドに共通する。そして、上記「Scroll All ID」信号に反応した無線タグTがあればその無線タグ回路素子Toから送信された返答信号(=リプライ信号;少なくとも識別情報を含む無線タグ情報)をアンテナ1A〜1Eより受信し受信位相制御ユニット202A〜202Eで位相制御された後、合波器203及び高周波回路受信部213を介し信号処理回路3で取り込む。
その後、ステップS140で、上記のようなタグ探知処理によって応答した無線タグTがあったかどうか(無線タグTが探知されたかどうか)を判定する。応答した無線タグTが少なくとも1つあった場合(呼びかけに対する返答信号が受信された場合)は判定が満たされてステップS150に移り、さらにその返答信号から当該無線タグTの無線タグ回路素子Toの無線タグ情報の取得に成功したかどうか(言い換えれば、返答タグ数が1つであり、無条件タグ情報取得命令による一斉返答信号受信のみで情報取得できたかどうか)が判定される。
無線タグ情報が正常に取得されればステップS150の判定が満たされてステップS160に移り、情報取得により識別が完了した(無線タグ情報の送受信が完了した)無線タグTに対しスリープ(休眠化)命令である「Sleep」信号を出力し休眠化させ、ステップS130に戻って同様の手順を繰り返す。
ステップS150において無線タグ情報が正常に取得されていなければ判定が満たされず、ステップS170に移る。
ステップS170では、上記指向角θの条件の下、無線タグTに対する探索命令である「Ping(Ping-ID)」信号を出力し、順次階層的に返信されてくるその返答信号を受信する。詳細には、「Ping」信号でID(タグ識別情報)の一部を指定し、該当する無線タグTからの応答を時間的に分離しつつ検出する。
その後ステップS180に移り、上記ステップS170において上記のようにして時間的に分離されつつ階層的に検出された無線タグTについて、その数が非常に多数であるかどうか(言い換えれば、後述する小分け分割領域に分けて探索し直さなければ情報取得が困難な程度に、無線タグTか多数密集して存在しているかどうか;前述の図8(a)参照)を判定する。これは、検出時のエラーの発生程度(頻度)から判定できる。エラーが無しあるいは少なければ、無線タグTは少ない(密集していない)、エラーが多ければ、無線タグTが多い(密集している)と判定する。それほどまでは密集していない場合(ステップS170である程度多数の無線タグTの存在が検出されたが、小分け分割領域で再探索するほどではない場合)はこの判定が満たされず、ステップS190に移る。
ステップS190では、上記図5のステップS40と同様、上記指向角θの条件の下、無線タグTに対する探索命令である「Ping(Ping-ID)」信号、条件付き情報取得命令である「Scroll All ID」信号を出力してその返答を受信することで、上記ステップS170のタグ探知処理によって応答したすべての無線タグTを認識する(無線タグ情報の送受を行う)とともに、識別が完了した(無線タグ情報の送受信が完了した)無線タグTに対してスリープ(休眠化)命令である「Sleep」信号を出力し順次休眠化させる。
詳細には、上述したように「Ping」信号で時間的に分離されつつ階層的に検出された無線タグTについて、さらに「Scroll-ID」信号を用いてIDのすべてを個別に取得し、取得が完了したらその後スリープコマンドで休眠化させる(その後応答しないようにする)。以上の手順を指定IDを変化させながら繰り返すことにより、ステップS170で応答を検出できた全ての無線タグTそれぞれについてそのIDを個別に完全に検出する。このステップS190が終了したら、ステップS250に移る(詳細内容は後述)。
一方、上記ステップS180において、前述のステップS170で検出された無線タグTの数が非常に多数であった場合、ステップS180の判定が満たされてステップS200に移る。ステップS200では、この時点でのアンテナ本数nが、上記小分け分割を行うか行わないかの境界本数no(=4)より小さいかどうかを判定する。
nが4以上であれば判定が満たされず、前述のステップS190に移り、以降前述と同様の手順を行う。これは、図7の領域G−1〜G−4、領域H−1〜H−5に一例を示すように指向性によって領域自体の幅が比較的狭くなっているため小分け分割を行う意義が薄い(もともと指向性が狭いので、これ以上狭くしても意味がない)からである。nが3以下であれば判定が満たされ、ステップS210に移る。
ステップS210では、前述した小分け分割領域による再探索制御(指向性切換制御)を行う際の、アンテナ1A〜1Eの指向角θxを中心とした指向性範囲(前述のDに相当)Dx=dnに設定する。また、この時点でのθの値を用いて、上記再探索時の指向角θxの初期値を、指向性の中心θから指向性範囲の分を差し引きさらに上記指向性範囲dnを加えたθx=θ−D+dnに設定するとともに、同様の考え方で、上記再探索時の指向角θxの最大角度θxendを、指向性の中心θに指向性範囲の分を加え上記指向性範囲dnを減じたθxend=θ+D−dnに設定する。
なお、上記小分け分割領域による再探索時の指向性範囲dnの値は、指向角角度増大間隔△θxn(後述)とともに、上記Dn、θn、△θnとともに、図9中右下に示すテーブルの形で、例えば予め制御回路4のRAM内に固定的に(あるいは書き換え可能に)記憶されている。
その後、ステップS220に移り、前述のステップS190と同様にして、上記再探索時の指向角θxの条件の下、無線タグTに対する探索命令である「Ping(Ping-ID)」信号、条件付き情報取得命令である「Scroll ID」信号を出力してその返答を受信することで、上記ステップS170のタグ探知処理によって応答したすべての無線タグTを認識する(無線タグ情報の送受を行う)とともに、識別が完了した(無線タグ情報の送受信が完了した)無線タグTに対してスリープ(休眠化)命令である「Sleep」信号を出力し順次休眠化させる。
そして、ステップS230に移り、上記指向角θxに対し上記△θxn(この時点では△θx1=26°)を加える。その後、ステップS240に移り、θxが、上記θxendより大きくなったかどうかを判定する。
最初はθxの値はθxendより小さいから、ステップS240の判定が満たされずステップS220に戻り、指向角θxに26°ずつ加えながら指向角θxがθxendより大きくなるまで同様の手順を繰り返す。これにより、例えばn=1の場合には、図8(b)に示した領域d−1→領域d−2→領域d−3→領域d−4→領域d−5→領域d−6→領域d−7のように、指向角θxを順次26°ずつずらして切り替えながら探索を行い応答したタグを順次休眠化していく。そして、領域d−7における探索が終了し、ステップS230で△θxn(=26°)を加えるとステップS240においてθx>θxendより大きくなり、ステップS240の判定が満たされず、ステップS250へ移る。
以上説明したステップS130〜ステップS240により、図6(a)、図6(b)、図7に示した領域(大領域)E−1又はE−2、F−1〜F−3の1つについて、必要に応じて適宜小領域(例えば上記d−1〜d−7)に小分けしての再探索を行いながら、その1つの領域に存在するすべての無線タグTの探索及び認識(=無線タグ情報の取得)が完了する。
その後、ステップS250に移り、上記1つの領域(大領域)に対応する指向角θに対し上記△θn(この時点ではまだn=1であるから△θ1=100°)を加える。
その後、ステップS260に移り、θが、上記θend(=90°)より大きくなったかどうかを判定する。この時点では当初のθ(=θ1=0°)に△θN(=△θ1=100°)を加えることでθ=100°となり、θendより大きくなるため、ステップS260の判定が満たされ、ステップS270に移る。
ステップS270では、n=nmax(=5)になったかどうかを判定する。最初は前述したようにn=1であるからこの判定が満たされず、ステップS280に移る。ステップS280では、上記nに対し1を加える。これによってθ=θn=−45°,△θn=90°,Dn=45°(図9中右下のテーブル参照)となり、またP=Pn(=P2>P1)となる。その後、ステップS120に戻って同様の手順を繰り返す。
すなわち、指向角θ=−45°としてステップS130〜ステップS240において前述したように「Scroll All ID」信号を送信して無線タグ情報を取得した後当該タグを休眠化するか、適宜領域を小分け分割しその小分け領域内で指向角θxを増大させつつ(但しdn=15°、△θxn=30°)「Ping(Ping-ID)」信号、「Scroll ID」信号、「Sleep」信号を用いて再探索をして無線タグ情報を取得して当該タグを休眠化させた後、ステップS250にてθに△θn(=90°)を加え、θを−45°から45°に増加させる。このθの値はθendより小さいから、ステップS260の判定が満たされずステップS130に戻り、指向角θ=45°で同様の探索を繰り返す。これによりθ=−45°の次はθ=45°で探索を行う(図6(b)及び図7の領域E−1→領域E−2)こととなる。
すなわち指向角θ=45°として上記同様ステップS130〜ステップS240において「Scroll All ID」信号又はさらに「Ping(Ping-ID)」信号、「Scroll ID」信号、「Sleep」信号を用いて無線タグ情報を取得し当該タグを休眠化した後、ステップS250にてθにさらに△θn(=90°)を加え、θを45°から135°に増加させる。このθの値はθendより大きくなるから、ステップS260の判定が満たされず、ステップS270を経てステップS280でnに1を加え(すなわちn=3とし)、再びステップS120へ戻る。
以降、同様に、nの値を増やしながらn=5になるまで同様の手順を繰り返す。但し前述したようにn=4となったら少なくともステップS200の判定が満たされなくなるためステップS210〜ステップS240は実行されなくなり、小分け領域による再探索は行われない(領域G−1〜G−4及び領域H−1〜H−5は小分けはしない)。
n=5となったらステップS270の判定が満たされ、図9のフローを終了する。
以上において、質問器200における高周波回路2の指向性切替制御部211と、制御回路4が、各請求項記載の、少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて、複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段を構成する。
また、制御回路4が実行する図9に示すフローにおいて指向性と関連してnに応じてP=Pnと設定を行うステップS120が、少なくとも情報通信の通信距離に応じて通信電力を増減させる電力制御手段を構成する。さらにこのフローのステップS210〜ステップS240が、通信電力及び指向性により決定される通信領域内に存在する又は存在すると予想される無線タグ回路素子の数に応じ、当該通信領域を複数個に分割して小領域を設定する分割領域設定手段を構成する。
本実施形態においても、上記第1の実施形態と同様、通信距離が短い場合と長い場合とで指向性の広狭を使い分けて最適なアンテナ指向性を実現し、広い領域に無線タグ回路素子Toが分散している場合でも効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができるという効果を得る。特に、nが大きくなるにつれて指向性が狭くなるため、最初に「Scroll All ID」信号(無条件タグ情報取得命令)を送信するだけでも情報取得に成功する確率が増加し、結果として効率的に短時間で全無線タグTを検出できる。さらにこのとき電力出力値Pnを徐々に増加させることによりより遠距離の無線タグTも検出が容易となり、その際、それより近距離の情報取得済みの無線タグTは全てスリープ状態にあるので、不要な応答信号の衝突によるエラー発生を防止できる。
さらにこれに加え、本実施形態では、通信時の電力出力値Pと指向角θ及び指向性範囲Dによって決定される通信領域D,E,Fにおける無線タグTの数の大小に応じて通信領域を小領域(領域d−1〜d−7等)に分割設定し、各小領域ごとに無線タグ回路素子Toと情報送受を行う。このようにすることで、さらにエラー発生の少ない効率的な無線タグ情報の送受が可能となる。すなわち、一般に、広い範囲に対し一度に無線タグTの検出を行おうとすると、タグが多数ある場合(特に無線タグ回路素子ToのID指定部分が多数ビットで一致してしまう場合)には、その区別回数が膨大となり、多大な処理時間を有する。本実施形態においては、前述のように、1つの指向角θを備えた大領域D,Eにおいてさらに検出範囲を小領域d−1〜d−7等に分離し検出を行うことにより、上記区別の回数が激減するので、短時間で検出が可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
(1)指向性制御における他のバリエーション
上記実施形態においては、送信時も受信時も、アンテナ1A〜1Eによって合成される指向性を一つの方向のみ強くなるよう保持しつつ順次方向を変化させ、各方向時におけるアンテナ1A〜1Eの信号強度と位相差に応じ所定の演算処理を行って無線タグTの位置を特定するいわゆるフェイズドアレイアンテナ制御を行ったが、これに限られない。すなわち、送信のみ、又は受信のみについて指向性フェイズドアレイ制御を行うようにしてもよい。受信のみのフェイズドアレイ制御とする場合の例としては、送信時においては送信位相制御ユニット201A,201B,201D,201Eの可変ゲインアンプ206A,206B,206D,206Eのゲインを0としてアンテナ1A,1B,1D,1Eは送信に係わらないようにしアンテナ1Cのみで送信を行うようにすればよい。受信のみフェイズドアレイ制御とする場合も同様である。
また、フェイズドアレイ制御にも限られず、他の指向性制御の態様でもよい。すなわち、制御回路4及び指向性切替制御部21によって、アンテナ1A〜1Eにより合成される指向性を無線タグ回路素子Toに対する受信感度が最適となるよう変化させ、各アンテナの信号強度及び位相差に応じ所定の演算処理を行う(いわゆるアダプティブ制御による手法)てもよい。
図10(a)〜(c)は、そのような場合の一例として、受信時のみアダプティブアレイ制御を行う(併用する)場合を示している。図10(a)は、前述の上記第1の実施形態の質問器100で実行する領域B−1におけるタグ探索において、その領域B−1の範囲内に複数(この例では2つ)の無線タグT−1,T−2があった場合を表している。図10(b)及び図10(c)はこの場合に受信時にアダプティブアレイ処理を行った場合の指向性態様を表しており、図10(b)は図示左側の無線タグT−1に対し最適な指向性が得られるように受信指向性を変化させた場合、図10(c)は図示右側の無線タグT−2に対し最適な指向性が得られるように受信指向性を変化させた場合をそれぞれ表している。
また、受信時にはアダプティブ制御を用い、送信時にはフェイズドアレイあるいはビームフォーミング制御としてもよい。あるいは、遠距離通信のときのみ送受信双方に同じ重み付けをしたフェイズドアレイアンテナあるいはビームフォーミングアンテナとして動作させ、遠距離の無線タグとの通信品質を上げることも考えられる。また、中距離通信(1 波長程度)においては,送信側,あるいは受信側のみのフェイズドアレイアンテナあるいはビームフォーミングアンテナとして動作させても良い。
図11は、制御回路4の実行する制御手順のうち上記した受信時のアダプティブアレイ制御に係る制御手順を表すフローチャートである。
図11において、まずステップS310において移相器207A〜207Eの位相と可変ゲインアンプ208A〜208Eのゲイン(信号の振幅)を所定の初期値に設定する。
その後、ステップS320で、送信位相制御ユニット201A〜201Eよりアンテナ1A〜1Eを介し対象とする無線タグTの無線タグ回路素子Toを指定したScrollID信号を出力させ、対応する無線タグ回路素子Toから送信された返答信号をアンテナ1A〜1Eより受信位相制御ユニット202A〜202Eで受信し、合波器203及び高周波回路受信部213を介し取り込む。
この場合、前述のフェイズドアレイ制御のようにアンテナ1A〜1Eによる指向性を単一方向に保持しつつその指向角θを徐々に変化させるのではなく、各アンテナ1A〜1Eによる指向性を受信感度が最適となるように変化させる。そのために、制御回路4から各アンテナ1A〜1Eに係る受信位相制御ユニット202A〜202Eへの位相制御信号において各アンテナ1A〜1Eごとに所定の重み付けを行い、この重み付けを変動させながら送信・受信を繰り返し収束演算を行うものである。したがって、上記ステップS330が終了した後、ステップS340で、リミッタ220,224からの受信信号RXS−I,RXS−Qの値に応じ、アンテナ1A〜1Eに係る重み付けを決定し、その後ステップS350でこれに対応する位相及び振幅(ゲイン)を設定しこれに応じた位相制御信号を受信位相制御ユニット202A〜202Eに出力する。
このときの重みの値は制御回路4内のRAM等の適宜の記憶手段に記憶されながらそれまでに記憶されたものとその大きさが比較されており、後述するようにステップS360の判定が満たされずステップS320に戻って同様の演算を繰り返していくときにそれまでの記憶値に比べ変化が所定値以下とみなされると演算が収束したと判定される。前述のようにこの変形例ではアンテナ1A〜1Eで生成される指向性がその受信信号強度が最大値すなわち最適感度となるように模索する。また妨害信号が検出された場合はこの妨害信号が小さくなるようにさらに指向性が最適化される。重みの値がほぼ一定となり演算が収束した場合はステップS360の判定が満たされるが、それでない場合は判定が満たされず、ステップS320に戻って同様の演算手順が繰り返される。
このようしてステップS320→ステップS330→ステップS340→ステップS350→ステップS360を繰り返してアンテナ1A〜1Eそれぞれについてその受信感度が最適となる指向性が見つかったら演算が終了してステップS360の判定が満たされ、ステップS370に移る。このとき、無線タグTと同じ方向に妨害信号源がある場合など、タグ方向とアンテナの指向性にずれが生じる場合がある。また、複数の方向に極大を示す指向性となることもある。このため、タグの方向は、推定値あるいは確率値となる。
ステップS370では、上記収束結果に基づき無線タグTの存在する方向を推定し、ステップS380で、上記収束したときの信号強度に基づき、無線タグTの存在する座標位置を推定する。
以上のようにして、アンテナ1A〜1Eにより合成される指向性を無線タグ回路素子Toに対する受信感度が最適となるよう変化させる、アダプティブアレイ制御が実行され、対象とする無線タグTを高感度で検出すると同時にその存在方向及びその位置を推定することが可能となる。
また、上記第2実施形態の部分的変形例として、図12(a)に示すように、ある探索領域(大領域)内に無線タグTが多数あった場合に、ステップS210で小領域に小分けしてステップS220で「Ping」信号を送信しステップS230で小刻みに指向性を切り替える代わりに、それら無線タグTからの受信信号をアダプティブアレイ処理してどの方向から応答があったかを検知し、その方向にのみアンテナ送信時の指向性を向けるようにしても良い(図12(b)参照)。
なお、例えば図13に示すように、2つの無線タグTが同一方向にあるときは、上記したような受信時のアダプティブアレイ処理によっても指向性により区別できないため、通常の逐次検出方法(=図5におけるステップS40のような「Ping」信号、「Scroll ID」信号、「Sleep」信号を繰り返して順次検出する手法)を用いる。
また、アンテナとして送受信機能を備えたアンテナ1A,1B,1C,1D,1Eを用いるのにも限られず、これらのうち少なくとも1つについて、送信専用のアンテナや受信専用のアンテナに置き換えてもよい。
(2)コマンド選択
アンテナ1A〜1Eの指向性と電力値の組み合わせてタグ探索時のコマンド信号の種類を選択することも考えられる。すなわち、指向性の制御及び通信電力の制御のうち少なくとも指向性の制御に応じ、アクセス情報としての上記各種コマンド信号(「Scroll ALL ID」信号等の無条件情報取得指令、「Ping」信号等の探索指令、「Scroll ID」信号等の条件付き情報取得指令)の種類を切替制御するようにしてもよい。類型としては、以下のようなものが考えられる。
(A)各信号(指令)単独における指向性・電力との関係
(a)通信電力を大きく指向性を広くして探索指令を送信
この場合、広い指向性及び大きな通信電力で決定される大きな範囲において、探索指令によって多数の無線タグ回路素子と情報送受を行うことが可能となる。
(b)通信電力を小さく指向性を広くして無条件情報取得指令を送信
この場合、広い指向性かつ小さな通信電力で決定される質問器100,200近傍の小さな範囲において、限定された少数の無線タグTと探索命令を用いずに無条件情報取得指令によって情報送受に成功する確率が高くなる。
(c)通信電力を小さく指向性を狭くして探索指令を送信
この場合、狭い指向性かつ小さな通信電力で決定される質問器100,200近傍のごく限られた範囲において、密集した無線タグTと探索指令によってエラー発生のない確実な情報送受を行うことができる。
(d)通信電力を大きくかつ指向性を狭くして無条件情報取得指令を生成
この場合、狭い指向性かつ大きな通信電力で決定される幅の狭い範囲において、限定された少数の無線タグTと情報取得指令によって確実に情報送受を行うことができる。
(B)各信号を用いての一連の探索手順における指向性・電力との関係
(a)通信電力を大きく指向性を広くして探索指令を送信
→通信電力を小さく指向性を狭くして探索指令を送信
→通信電力を大きく指向性を狭くして無条件情報取得指令
を送信
すなわち、最初に通信電力を大きくかつ指向性を広くして探索指令を生成して無線タグTに送信し、応答した無線タグTの数が多かった場合には(=無線タグ数検出手段に相当)、通信電力を小さくかつ指向性を狭くして小さい通信範囲に小分けして探索指令を生成して情報送受を行う。こうして、質問器100,200近傍の無線タグTについて情報送受が終了したら、送信電力を大きくかつ指向性を狭くして情報取得指令を生成し、残りの質問器100,200より遠い範囲の無線タグTについて確実に情報の送受を行うことで、全範囲の無線タグTと効率よく無線タグ情報の送受を行うことができる。
(b)通信電力を大きく指向性を広くして探索指令を送信
→通信電力を小さく指向性を広くして無条件情報取得指令
を送信
→通信電力を大きく指向性を狭くして無条件情報取得指令
を送信
すなわち、最初に通信電力を大きくかつ指向性を広くして探索指令を生成して無線タグTに送信し、応答した無線タグTの数が少なかった場合には(=無線タグ数検出手段に相当)、通信電力を小さくかつ指向性を広くして情報取得指令を生成して限られた通信範囲で最初から探索指令は出さずに情報送受を試みる。こうして、質問器100,200近傍の無線タグTについて情報送受が終了したら、送信電力を大きくかつ指向性を狭くして情報取得指令を生成し、残りの質問器100,200より遠い範囲の無線タグTについて効率的に情報の送受を行うことで、全範囲の無線タグTと効率よく無線タグ情報の送受を行うことができる。
(C)その他
その他、上記において近距離で指向性を広くしたときは、最初から無条件情報取得コマンドを送信すると衝突によるエラーが発生確率が高いため、最初から探索コマンドとしても良い。そして、ある程度指向性が狭くなった段階で、最初から無条件情報取得コマンドを送信するようにしてもよい。
なお、上記において、信号処理回路3が、無線タグ回路素子のIC回路部の無線タグ情報にアクセスするためのアクセス情報を生成するアクセス情報生成手段を構成し、高周波回路2の送信部212が、アクセス情報生成手段で生成したアクセス情報を、複数のアンテナ素子を介し非接触で無線タグ回路素子に送信し、アクセスを行う情報送信手段を構成し、制御回路4が、指向性制御手段による指向性の制御及び電力制御手段による通信電力の制御のうち、少なくとも指向性の制御に応じて、アクセス情報生成手段で生成するアクセス情報の種類を切替制御するアクセス情報切替手段を構成する。
上記に列挙して説明したように、各種信号、例えば無条件情報取得指令、条件付き情報取得指令、探索指令を、アンテナ1A〜1Eの指向性や電力出力値に応じて使い分けることで、指向性が狭い場合と広い場合とでそれぞれ最も適した情報送受態様を実現することが可能となる。この結果、さらに効率よく短い時間で無線タグ情報の送受を行うことができる効果がある。
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
なお、以上で用いた「Scroll All ID」、「Scroll ID」、「Erase」、「Verify」、「Program」、「Ping」、「Sleep」等の信号及びコマンドは、EPC globalが策定した仕様に準拠しているものとする。EPC globalは、流通コードの国際機関である国際EAN協会と、米国の流通コード機関であるUniformed Code Council(UCC)が共同で設立した非営利法人である。なお、他の規格に準拠した信号でも、同様の機能を果たすものであればよい。

Claims (18)

  1. 質問対象の無線タグ回路素子(To)のIC回路部(150)と非接触で情報通信を行う複数のアンテナ素子(1A〜E)と、
    少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による指向性を制御する指向性制御手段(4,211)と
    を有することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  2. 請求項1記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4,211)は、前記通信距離が短い場合には前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による前記指向性を広く、前記通信距離が長い場合には前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による指向性を狭くなるように制御することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  3. 請求項1又は2のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4,211)は、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による指向性を一つの方向のみ強くなるように保持しつつ、その強くした方向を順次変化させる方向切替手段(211)を備えることを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  4. 請求項3記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記方向切替手段(211)は、前記通信距離が短い場合には前記順次変化させる指向性の前記方向の切り替え間隔を大きくし、前記通信距離が長い場合には前記順次変化させる指向性の前記方向の切り替え間隔を小さくすることを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  5. 請求項1又は2記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(211)は、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による指向性を前記無線タグ回路素子(To)に対する受信感度が最適となるよう変化させることを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4,211)は、少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)のうち使用するアンテナ素子の数を増減させるアンテナ増減手段(S80)を備えることを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  7. 請求項6に記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記アンテナ増減手段(S80)は,前記情報通信の通信距離が長い場合に前記複数のアンテナ素子(1A〜E)のうち使用するアンテナ素子の数を増やすことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(100;200)。
  8. 請求項1又は2記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4,211)は、前記無線タグ回路素子(To)が通信範囲に存在する数を検出する無線タグ数検出手段(S180〜S240)を有し、該無線タグ数検出手段(S180〜S240)によって検出された無線タグ(T)数に応じて、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)による指向性を制御することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  9. 請求項1乃至8のいずれか1項記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    少なくとも前記情報通信の通信距離に応じて通信電力を増減させる電力制御手段(S120)を有することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  10. 請求項9記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記通信電力及び前記指向性により決定される通信領域内に存在する又は存在すると予想される前記無線タグ回路素子(To)の数に応じ、当該通信領域を複数個に分割して小領域を設定する分割領域設定手段(S210〜S240)を有し、
    その小領域ごとに、対応する前記無線タグ回路素子(To)と前記通信を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  11. 請求項9又は10記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記無線タグ回路素子(To)の前記IC回路部(150)の無線タグ情報にアクセスするためのアクセス情報を生成するアクセス情報生成手段(3)と、
    このアクセス情報生成手段(3)で生成した前記アクセス情報を、前記複数のアンテナ素子(1A〜E)を介し非接触で前記無線タグ回路素子(To)に送信し、アクセスを行う情報送信手段(212)と、
    前記指向性制御手段(4,211)による前記指向性の制御及び前記電力制御手段(S120)による前記通信電力の制御のうち、少なくとも前記指向性の制御に応じて、前記アクセス情報生成手段(3)で指向性の制御後最初に生成するアクセス情報の種類を切替制御するアクセス情報切替手段(4)とを有することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  12. 請求項11記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記アクセス情報切替手段(4)は、前記指向性制御手段(4,211)による前記指向性の制御に応じて前記アクセス情報生成手段(3)が、前記IC回路部(150)の前記無線タグ情報を無条件で取得するための無条件情報取得指令、前記IC回路部(150)の前記無線タグ情報を所定の条件下で取得するための条件付き情報取得指令、及び前記IC回路部(150)の前記無線タグ情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令のうちいずれかを生成するように切替制御することを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  13. 請求項12記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令又は条件付き情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  14. 請求項12記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を広くした後、最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  15. 請求項12記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記無線タグ回路素子(To)が多数存在すると予想されるときは、前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を狭くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  16. 請求項12記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くした後、最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  17. 請求項13記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、
    前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信した後、
    前記無線タグ回路素子(To)が多数存在すると予想されるときは、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を狭くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信し、
    さらにその後、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くして最初に前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、
    互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
  18. 請求項13記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記指向性制御手段(4)、前記電力制御手段(S120)、前記アクセス情報切替手段(4)は、
    前記通信電力を大きくかつ前記指向性を広くして前記探索指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信した後、
    前記無線タグ回路素子(To)が少数存在すると予想されるときは、前記通信電力を小さくかつ前記指向性を広くして前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信し、
    さらにその後、前記通信電力を大きくかつ前記指向性を狭くして前記無条件情報取得指令を生成し、前記無線タグ回路素子(To)に送信するように、互いに連携して制御を行うことを特徴とする無線タグ通信システム(S)の質問器(200)。
JP2006514726A 2004-06-15 2005-06-13 無線タグ通信システムの質問器 Active JP4239033B2 (ja)

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