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JP2006106897A - リーダライタおよびｒｆｉｄシステム - Google Patents

リーダライタおよびｒｆｉｄシステム Download PDF

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Abstract

【課題】移動するタグ内の情報を効率よく読み取り／書き込みすることが可能なリーダライタおよびＲＦＩＤシステムを得ること。
【解決手段】タグ１に情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタ１０において、各アンテナの通信範囲２１Ｘ，２１Ｙがタグ１の所定の移動経路５１に沿って連続するよう配置される複数のアンテナ２Ｘ，２Ｙと、タグ１へ送信する信号を複数のアンテナ２Ｘ，２Ｙに分配するとともに、複数のアンテナ２Ｘ，２Ｙがタグ１から受信した信号を合成する信号処理部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、移動する無線タグの読み取り／書き込み処理に関するものである。
近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）はユビキタス社会で最も注目されているインターフェースの一つであり、ＲＦＩＤシステムの利用も拡がりを見せている。ＲＦＩＤは、物品等へタグを貼り付けるとともに、このタグ内の情報を読み取り／書き込みすることによって物品等の管理を行うことなどに適用されている。
ＲＦＩＤの利用分野としては、製造分野、物流／流通分野、アミューズメント分野、レンタル・リース分野など広範囲となっている。そして、当然ながらＲＦＩＤシステムは、移動対象物に対しての適用要求も多い。ＲＦＩＤシステムは、例えば物流／製造工場ではベルトコンベアに乗った製品や製造部材の管理に適用され、飛行場では航空手荷物等の管理に適用されている。また、ＲＦＩＤシステムは、一般社会においても低速移動の歩行者、高速移動する自転車、自動車、列車などに幅広く適用されている。
ＲＦＩＤシステムにおいて、タグを読み取り／書き込みする場合、停止状態にある対象物に貼り付けられたタグと比べて移動対象物に貼り付けられたタグの読み取り／書き込みは、移動対象物の移動速度の制限を受ける。
停止状態のタグに対しては、１秒間に例えば数個から１００個程度のタグ内の情報を読み取ることが可能であるが、移動状態のタグは所定の時間が経過するとタグの読み取り可能空間から消えてしまう（読み取りできない位置に移動する）。すなわち、タグの移動速度が高速になるほど、タグの読み取り処理等を行える時間が減少する。
図２７は、従来のＲＦＩＤシステムを説明するための図である。移動対象（監視対象品）９０にはタグ９５が貼り付けられており、移動対象９０はベルトコンベア９７の移動速度Ｓ（ｍ／ｓ）で矢印の方向に移動している。タグ９５には移動対象９０の品名、製造番号等の情報が書き込まれている。そして、タグ９５が貼り付けられた移動対象９０は、リーダライタ９３によって監視されている。すなわち、リーダライタ９３は、アンテナ９４を介して移動するタグ９５内の情報（例えば品図番）を読み取るとともに、タグ９５内に新たな情報（例えば製造年月日）を書き込んでいる。
ここで、リーダライタ９３がタグ９５に対して読み取り／書込みできる許容処理時間は、タグ９５がリーダライタ９３のアンテナ９４から電波を受けることができ、かつタグ９５がリーダライタ９３のアンテナ９４に情報を返却（返信）できる時間（通信可能範囲）に限られる。
例えば、タグ９５が３ｍ／ｓの速さで移動し、更にアンテナ９４とタグ９５の通信可能範囲（Ｌ）が１ｍの場合、１／３秒間（≒３３３ｍｓ）がタグ９５と通信可能な時間となる。このことは、通信可能な時間内にタグ９５に書き込まれている情報を読み取り、更にこの情報に対応して新たに生じた書込みデータ（例えば製造年月日、賞味期限等）の書込み処理を完了する必要があることを意味している。
ここで製造ラインの処理効率を上げるためにベルトコンベア９７の速度を３ｍ／ｓの２倍である６ｍ／ｓにすると、タグ９５との通信許容時間は１／６秒間（≒１６７ｍｓ）に短縮され、読み取り／書込み時間が減少する。ＲＷ（アンテナ９４）の条件を変えずにタグ９５に対して書き込む情報（データ量）を増加させるためには、ベルトコンベア９７の速度を落とさなければならないが、これは製造ラインの能力を低下させることになる。
移動状態のタグを読み取り処理等する場合の処理可能（許容）時間は例えば式（１）によって表される。
処理時間＝（通信可能範囲Ｌ（ｍ））／（移動速度Ｓ（ｍ/ｓｅｃ））・・・（１）
すなわち、タグの読み取り処理時間は、タグと読み取り装置の通信距離（読み取り装置のアンテナと通信できる範囲の長さ）に比例し、タグの移動速度（読み取り装置のアンテナと通信できる範囲内を通過する速度）に反比例する。
タグの移動速度の高速化に対応するため、読み取り装置からタグへのビームの送出範囲を広げることによって、対象物（タグ）との通信距離を大きくすることやアンテナの指向角度を広げる方法がある。しかし、一般的にビームの電界／磁界強度は距離の２乗に反比例することからタグとアンテナの距離を離すことは垂直方向の通信距離に影響してくる。また、アンテナの指向性（例えば６０度) を水平方向に広げることによって通信可能範囲（Ｌ）を広げることも可能であるが、これは垂直方向の通信距離が犠牲になってしまう傾向にあること、またアンテナの大型化に伴い読み取り装置が高価になる等の欠点がある。このことは、小さなアンテナと微小電力しかないタグ側としても問題となる。
また、一つの読み取りエリアに複数の移動タグが存在する場合、移動タグとの通信は移動タグが１つの場合と比べて困難となる。タグ内の情報を読み取るため、例えば読み取り装置がタグに電波を送出し、読み取り装置がタグからの応答を受信することによってタグの存在を確認する方法がある。このようなタグの識別を行なうため、各タグにはユニークアドレスが割り付けられている。各タグを認識するための認識方式の１つとしてコリジョンアービトレーション方式がある。アンチコリジョン方式は読み取り可能エリア内にある全てのタグを認識することはできるが、各タグの位置を特定することはできない。すなわち、タグ１がベルトコンベア上を流れてくる場合、どのタグがベルトコンベアの上流側に位置し、どのタグがベルトコンベアの下流側に位置するかを特定することができない（移動タグが流れてくる順番が分からない）。
また、アンチコリジョンアルゴリズムによって１回の読み取り範囲の中から複数のタグを認識する場合、その認識の順番とタグの移動順序が必ずしも一致しない場合がある。このため、移動する複数のタグの存在を認識した後、各タグに対して読み取り（書込み）処理をランダムな順番で行うと、タグの読み取り（又は書込み）処理中にタグが通信範囲外へ移動してしまうことがある。そこで、簡易な構成でタグ内の情報を効率よく読み取ることが可能なＲＦＩＤシステムの開発が進められている。
特許文献１に記載の物品配達システムは、ＲＦＩＤを物品に設け、物品をキャリアケースに収納して運搬し、ＲＦＩＤに記憶した情報により物品の受け渡しを管理する物品配達システムにおいて、物品を仕切り部材で囲まれた部屋に一つづつ収納して運搬するキャリアケースと、各部屋の仕切り部材にアンテナを設けている。また、各部屋の仕切り部材に設けるアンテナは複数の小さいアンテナからなり、各アンテナを直列あるいは並列に接続して用いている。これにより、電波強度を均一にしている。
また、特許文献２に記載のトランスポンダのアクセス方法は、中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダに対して、トランスポンダリーダーから質問信号を送信して前記複数のトランスポンダからの応答信号を受信するトランスポンダのアクセス方法であって、前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間を所定の分散時間内でランダムに設定し、前記トランスポンダリーダーは、質問信号を１回送信した後、少なくとも前記分散時間と１回の応答信号送信に要する時間とを加算した時間の間は受信状態を維持して応答信号を受信している。また、前記トランスポンダリーダーに互いに異なる位置に配置された２つ以上の送受信用アンテナを設け、該送受信アンテナを順番に切り替えて前記質問信号の送信及び応答信号の受信を行っている。
特開２００２−３７４２５号公報 特開２０００−２５２８５５号公報
上記前者の従来技術では、各部屋の仕切り部材に複数のアンテナを設け、各アンテナを直列あるいは並列に接続することによって電波強度を均一にすることはできるが、タグとアンテナの間の通信範囲を広げることはできない。このため、タグとアンテナの間の通信可能時間を長くすることはできず、タグを高速で移動させることができないといった問題があった。また、複数の移動タグと通信を行う際、移動してくるタグの順番を認識することができないため、読み取り装置とタグの通信可能時間に対してタグの移動速度を遅く設定しておかなければならないといった問題があった。
また、上記後者の従来技術では、異なる位置に配置された２つ以上の送受信用アンテナを順番に切り替えることによって、複数のトランスポンダからの応答信号が重なる確率を低減することはできるが、タグとアンテナの間の通信範囲を広げることはできない。このため、タグとアンテナの間の通信可能時間を大きくすることはできず、タグを高速で移動させることができないといった問題があった。また、複数の移動タグと通信を行う際、移動してくるタグの順番を認識することができないため、読み取り装置とタグの通信可能時間に対してタグの移動速度を遅く設定しておかなければならないといった問題があった。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、移動するタグ内の情報を効率よく読み取り／書き込みすることが可能なリーダライタおよびＲＦＩＤシステムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るリーダライタは、無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタにおいて、各アンテナの通信範囲が前記無線タグの所定の移動経路に沿って連続するよう配置される複数のアンテナと、前記無線タグへ送信する信号を前記複数のアンテナに分配するとともに、前記複数のアンテナが前記無線タグから受信した信号を合成する信号処理部と、を備えることを特徴とする。
また、次の発明に係るリーダライタは、アンテナを介して無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタにおいて、前記アンテナの通信範囲が前記無線タグの移動位置に追従するよう前記アンテナの向く方向を制御する方向制御部を備えることを特徴とする。
また、次の発明に係るＲＦＩＤシステムは、無線タグから該無線タグの識別情報を受信し、前記識別情報に基づいて前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうＲＦＩＤシステムにおいて、前記無線タグから前記識別情報を受信するとともに、前記識別情報に基づいて前記無線タグの移動の順番に関する順序情報を生成する順序情報生成部を備える第１のリーダライタと、前記順序情報生成部からの順序情報に基づいて、前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なう通信部を備える第２のリーダライタと、を備えることを特徴とする。
また、次の発明に係るＲＦＩＤシステムは、前記順序情報生成部は、前記第１のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲内から通信範囲外に、あるいは通信範囲外から通信範囲内に移動していく無線タグの順番に基づいて前記順序情報を生成することを特徴とする。
また、次の発明に係るＲＦＩＤシステムは、前記第１のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲を、前記第２のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲よりも狭く設定することを特徴とする。
また、次の発明に係るＲＦＩＤシステムは、前記第２のリーダライタは複数からなり、前記第１のリーダライタが備える前記順序情報生成部は、複数からなる前記第２のリーダライタ毎に前記第２のリーダライタに対応した前記順序情報を生成することを特徴とする。
また、次の発明に係るＲＦＩＤシステムは、無線タグから該無線タグの識別情報を受信し、前記識別情報に基づいて前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタを複数有するＲＦＩＤシステムにおいて、前記各リーダライタが複数の前記無線タグに対し分散して情報の書き込みおよび読み出しを行なえるよう、前記各リーダライタを前記無線タグの移動速度、前記無線タグ間の距離および前記各リーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲に応じた間隔で配置することを特徴とする。
本発明によれば、複数のアンテナの通信範囲が無線タグの所定の移動経路に沿って連続するよう配置されるので、無線タグとアンテナ間において通信可能なエリアが広がり、無線タグへの情報の書き込みおよび読み出し処理を効率良く行うことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、アンテナの通信範囲が無線タグの移動位置に追従するようアンテナの向く方向を制御するので、簡易な構成で無線タグとアンテナ間において通信可能なエリアが広がり、無線タグへの情報の書き込みおよび読み出し処理を効率良く行うことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、ＲＦＩＤシステムが無線タグの移動の順番に関する順序情報を生成する第１のリーダライタを備えているので、第２のリーダライタは無線タグから順序情報を取得することなく第１のリーダライタからの順序情報に基づいて無線タグへの書き込みおよび読み込み処理をすることができ、効率良く無線タグへ書き込みおよび読み込み処理を行なうことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、第１のリーダライタが無線タグと通信を行う通信範囲内から通信範囲外に、あるいは通信範囲外から通信範囲内に移動していく無線タグの順番に基づいて順序情報を生成するので、無線タグの移動の順番に関する情報を正確に取得することが可能となり、効率良く無線タグへ書き込みおよび読み込み処理を行なうことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、第１のリーダライタの通信範囲を、第２のリーダライタの通信範囲よりも狭く設定するので、第１のリーダライタは複数の余計なタグの識別情報を認識する必要がなくなるとともに、第２のリーダライタは無線タグへの情報の書き込みおよび読み出し処理の処理余裕度が増加し、効率良く安定して無線タグへ書き込みおよび読み込み処理を行なうことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、第２のリーダライタ毎に第２のリーダライタに対応した順序情報を生成するので、複数の無線タグへの書き込みおよび読み出し処理を複数の第２のリーダライタで分散して行うことが可能となり、無線タグに対する書き込みおよび読み出し処理の負荷分散を行なうことが可能になるという効果を奏する。
また、次の発明によれば、各リーダライタを、無線タグの移動速度、無線タグ間の距離および各リーダライタの通信範囲に応じた間隔で配置するので、複数の無線タグへの書き込みおよび読み出し処理を複数の第２のリーダライタで分散して行うことが可能となり、無線タグに対する書き込みおよび読み出し処理の負荷分散を行なうことが可能になるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、この発明に係るリーダライタおよびＲＦＩＤシステムの好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本実施例１に係るＲＦＩＤシステムの概念について説明する。図１は、実施例１に係るＲＦＩＤシステムの概念を説明するための説明図である。ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムは、種々の情報を読み取り／書き込み可能なタグ（無線タグ）１、タグ１と情報の送受信を行う複数のアンテナ２Ｘ，２Ｙ、アンテナ２Ｘ，２Ｙと接続されたリーダライタ１０、リーダライタ１０と接続されたパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ（Personal Computer）５という）等の情報処理装置からなる。
ＲＦＩＤシステムにおいては、リーダライタ１０がアンテナ２Ｘ，２Ｙを介してタグ内の情報を読み取り／書き込みすることによって物品（移動対象５０）等の管理を行う。ＲＦＩＤシステムは、例えば物流／製造工場でのベルトコンベアに乗った製品や製造部材の管理、飛行場における航空手荷物等の管理等を行なう。製造ライン内の製品（移動対象５０）等に貼り付けられたタグ１は所定の経路に従ってベルトコンベア上などを移動する。
アンテナ２Ｘ，２Ｙは、移動するタグ１と情報の送受信が行えるよう、タグ１の移動経路５１に従った所定の位置に配置されている。アンテナ２Ｘ，２Ｙは、それぞれ異なる位置に配置されており、タグ１の移動経路５１の所定の範囲内（通信範囲２１Ｘ，２１Ｙ）においてタグ１と通信可能である。また、アンテナ２Ｘ，２Ｙは、移動中のタグ１と連続的に通信可能なようアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘとアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙはそれぞれ部分的に重なっている。すなわち、タグ１はアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘおよびアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙにおいてリーダライタ１０と通信を行う。
タグ１が貼り付けられた移動対象５０は図面内を右側から左側に移動している。アンテナ２Ｘは、タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘ内に入るとタグ１からタグ１のアドレスを取得するため、タグ１にアドレス要求を行なう（アドレス要求情報の送信）。
タグ１に対するアドレス要求はアンテナ２Ｘとアンテナ２Ｙが同時に行なっている。ここでは、タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲内２１Ｘに位置するため、タグ１はアンテナ２Ｘからアドレス要求を受信し始める。このとき、タグ１（移動対象５０）は図面内を右側から左側に移動している。
タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘ内に位置している時に、アンテナ２Ｘから全てのアドレス要求を受信できる場合、タグ１はアンテナ２Ｘから全てのアドレス要求を受信できる。一方、アンテナ２Ｘからタグ１にアドレス要求を送信している際に、タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘからアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙに移動すると、タグ１はアンテナ２Ｙからアドレス要求を受信する。すなわち、タグ１は自らの位置に応じてアンテナ２Ｘおよびアンテナ２Ｙの両方からアドレス要求を受信することが可能である。例えばアンテナ２Ｘ，２Ｙからのアドレス要求が１６バイトである場合、タグ１はアンテナ２Ｘから８バイト分のアドレス要求を受信し、アンテナ２Ｙから８バイト分のアドレス要求を受信することが可能である。
タグ１は、アンテナ２Ｘやアンテナ２Ｙからアドレス要求情報を受信すると、アドレス要求に対する応答を行なう（応答情報の送信）。タグ１は、アンテナ２Ｘやアンテナ２Ｙに対して応答情報（後述の「アドレス応答」、「書き込み応答」）を送信する。
タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘ内に位置している時に、タグ１がアンテナ２Ｘに全ての応答情報を送信できる場合、アンテナ２Ｘはタグ１から全ての応答情報を受信できる。また、タグ１がアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙ内に位置している時に、タグ１がアンテナ２Ｙに全ての応答情報を送信できる場合、アンテナ２Ｙはタグ１から全ての応答情報を受信できる。
アンテナ２Ｘがタグ１から応答情報を受信している際に、タグ１がアンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘからアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙに移動すると、アンテナ２Ｙがタグ１からアドレス要求を受信する。すなわち、アンテナ２Ｘおよびアンテナ２Ｙは、タグ１の位置に応じて、それぞれからから応答情報を受信することが可能である。例えばタグ１からの応答情報が１２バイトである場合、アンテナ２Ｘがタグ１から６バイト分の応答情報を受信し、アンテナ２Ｙかタグ１から６バイト分の応答情報を受信することが可能である。
この後、リーダライタ１０は、アンテナ２Ｘ，２Ｙを介して応答情報等を受信し、受信した応答情報等をＰＣ５に送信する。ＰＣ５は必要に応じて応答情報等の管理を行う。また、リーダライタ１０はアンテナ２Ｘ，２Ｙを介してタグ１に所定の情報を書き込み／読み出し処理を行なう。このタグ１に対する所定の情報を書き込み／読み出し処理もアドレス要求、応答情報と同様の処理によって行なう。
次に、本実施例１に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成について説明する。図２は、実施例１に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。ＲＦＩＤシステムは、ＰＣ５、リーダライタ１０、アンテナ２Ｘ〜２Ｚ、移動対象５０、タグ１からなる。
ＰＣ５は、リーダライタ１０とＬＡＮ（Local Area Network）等によって接続され、リーダライタ１０がタグ１との間で送受信する情報の管理等を行う。移動対象５０は、ＲＦＩＤシステムによって管理の行われる製品等であり、移動経路５１上を移動する。タグ１は、移動対象５０に貼り付け等されて移動対象５０に関する情報を記憶する。タグ１は、リーダライタ１０によって種々の情報が読み取り／書き込みされる。タグ１は、リーダライタ１０から送られる受信電波によって電力を作り出し、リーダライタ１０へ所定の応答情報を送信する（パッシブタグ）。
アンテナ２Ｘ〜２Ｚは、リーダライタ１０からタグ１への情報を送信し、タグ１からリーダライタ１０への情報を受信する。アンテナ２Ｘは、通信範囲２１Ｘ内でタグ１と情報の送受信を行い、アンテナ２Ｙは、通信範囲２１Ｙ内でタグ１と情報の送受信を行い、アンテナ２Ｚは、通信範囲２１Ｚ内でタグ１と情報の送受信を行う。通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚが、タグ１とリーダライタ１０が情報の送受信を行うことが可能なエリアである通信可能エリア２０となる。
リーダライタ１０は、ＲＦＩＤによってタグ１に種々の情報を書き込むとともに、ＲＦＩＤによってタグ１から種々の情報を読み出す。リーダライタ１０は、通信可能エリア２０内のタグ１と情報の送受信を行う。
なお、ここではリーダライタ１０とアンテナ２Ｘ〜２Ｚが異なる構成である場合について説明したが、リーダライタ１０がアンテナ２Ｘ〜２Ｚを備える構成としてもよい。また、リーダライタ１０とＰＣ５を異なる構成としたが、リーダライタ１０がＰＣ５の機能を備える構成としてもよい。
図３は、実施例１に係るリーダライタの構成を示すブロック図である。リーダライタ１０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）１１、送信部１２、受信部１３、信号分配合成部（信号処理部）１４、アンテナ２Ｘ〜２Ｚ、制御部１９からなる。
ＭＰＵ１１は、アンテナ２Ｘ〜２Ｚを介してタグ１に書き込み／読み出しする情報（データ）を管理する超小型演算装置である。ＭＰＵ１１は、ＰＣ５からの指示情報などに基づいて、所定の指示情報を制御部１９に送信する。
送信部１２は、制御部１９からの指示情報に基づいてタグ１に書き込ませる所定の情報（コマンド）（通信データ）をＲＦＩＤによって送信する。受信部１３は、ＲＦＩＤによってタグ１から所定の情報（応答）を受信する。
信号分配合成部１４は、送信部１２から送信される所定の情報（信号）をアンテナ２Ｘ〜２Ｚに分配する。信号分配合成部１４は、アンテナ２Ｘ〜２Ｚが受信する所定の情報を混成（ハイブリッド）して受信部１３に送信する。アンテナ２Ｘ〜２Ｚは、それぞれタグ１と情報の送受信を行なう。制御部１９は、ＭＰＵ１１からの指示情報に基づいて送信部１２、受信部１３、信号分配合成部１４、アンテナ２Ｘ〜２Ｚを制御する。
図４は、各アンテナのデータの送受信を説明するための説明図である。ＰＣ５から発行（送信）される制御部１９に対するコマンドは、リーダライタ１０のＭＰＵ１１内で解読（解析）されたあと、送信部１２からＲＦ（Radio Frequency）信号として出力される。
このＲＦ信号は、信号分配合成部１４によって各アンテナ（アンテナ２Ｘ〜２Ｚ）に分配される。各アンテナ２Ｘ〜２Ｚからは、同時に同じＲＦ信号が出力される。各アンテナ２Ｘ〜２Ｚからのビームがタグ１の移動方向（経路）に対して連続的かつ隙間なく重なるようにアンテナ２Ｘ〜２Ｚが配置されている。これにより、３つのアンテナ２Ｘ〜２Ｚのビーム（信号）範囲内（通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚ）を移動するタグ１は同一のＲＦ信号（一連の信号）を途中で途絶えることなく継続して受信できる。また、３つのアンテナ２Ｘ〜２Ｚは、通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚを移動するタグ１から同一のＲＦ信号（応答）を途中で途絶えることなく継続して受信できる。
ここで、アンテナの構成について説明する。図５は、実施例１に係るアンテナの構成の一例を示す図である。ここでは、アンテナがアンテナ２Ｗ〜２Ｚの４つからなる場合について説明する。信号分配合成部１４は、ＲＦ信号の高域濾波器（低域通過）として機能するＬＰＦ（Low Pass Filter）１４０、複数のハイブリッドＨ１〜Ｈ３を備えている。
ＬＰＦ１４０は、送信部１２、受信部１３、ハイブリッドＨ１と接続されている。また、ハイブリッドＨ１はＬＰＦ１４０、ハイブリッドＨ２，Ｈ３と接続されている。さらに、ハイブリッドＨ２はアンテナ２Ｗ，２Ｘと接続され、ハイブリッドＨ２はアンテナ２Ｙ，２Ｚと接続されている。
送信部１２から送信（入力）されるＲＦ信号は、ＬＰＦ１４０を介してハイブリッドＨ１に送信される。ハイブリッドＨ１は、このＲＦ信号を２つの同じＲＦ信号に分配し、分配したそれぞれのＲＦ信号をハイブリッドＨ２，Ｈ３に送信する。ハイブリッドＨ２は、このＲＦ信号をさらに２つの同じＲＦ信号に分配し、分配したそれぞれのＲＦ信号をアンテナ２Ｗ，２Ｘに送信する。また、ハイブリッドＨ３は、ハイブリッドＨ１からのＲＦ信号をさらに２つの同じＲＦ信号に分配し、分配したそれぞれのＲＦ信号をアンテナ２Ｙ，２Ｚに送信する。
アンテナ２Ｗ，２Ｘがタグ１から受信したＲＦ信号はハイブリッドＨ２によって論理オアされ、１つのＲＦ信号としてハイブリッドＨ１に送信される。また、アンテナ２Ｙ，２Ｚがタグ１から受信したＲＦ信号はハイブリッドＨ３によって論理オアされ、１つのＲＦ信号としてハイブリッドＨ１に送信される。
ハイブリッドＨ２，Ｈ３が受信したＲＦ信号はハイブリッドＨ１によって論理オアされ、１つのＲＦ信号としてＬＰＦ１４０に送信される。そして、ＬＰＦ１４０は、このＲＦ信号を受信部１３に送信する。これにより、タグ１が４つのアンテナビームの範囲内（通信範囲内）にある限り、リーダライタ１０は移動するタグ１からの応答信号等を受信することができる。
次に、ＲＦＩＤシステムの処理手順について説明する。ここでは、ＲＦＩＤシステムの処理手順の一例として、移動するタグ１に対して最初にタグ認識処理（タグ１のアドレス取得）を行い、次にタグ１にデータ書込み処理（タグ書き込み処理）を行う場合について説明する。図６は、実施例１に係るＲＦＩＤシステムのタグ認識処理の手順を示すフローチャートである。
ＰＣ５（上位ＰＣ）は、リーダライタ１０に対し、タグ１を認識するための指示情報として「タグ認識依頼」を発行する（ステップＳ１００）。リーダライタ１０のＭＰＵ１１は、ＰＣ５からの「タグ認識依頼」の内容を解析した後（ステップＳ１１０）、制御部１９に対して「タグ認識依頼」のコマンドを発行する（ステップＳ１２０）。
制御部１９は、タグ１のアドレスを取得するためのコマンドとして「タグ認識コマンド」を一連のビット列としてエアー上に送出（送信）するよう送信部１２を制御する。送信部１２からの「タグ認識コマンド」は、信号分配合成部１４、アンテナ２Ｘ〜２Ｚを介して通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚ（通信可能エリア２０）に送出される（ステップＳ１３０）。タグ１は、リーダライタ１０から「タグ認識コマンド」を受信すると「タグ認識コマンド」に対する応答として「アドレス応答」を送信する。
図７はタグ認識コマンドのフォーマットの一例を示す図であり、図８は、アドレス応答のフォーマットの一例を示す図である。図７に示すように「タグ認識コマンド」は、プリアンブル、デリミタ、コマンド、アドレス、マスク、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）からなる。
プリアンブルは、受信側（タグ１）で同期化を行なうためのフィールドであり、予め定められた固定パターンが示される。デリミタは、タグ１とリーダライタ１０の間の伝送モード（通信速度等）を決めるパラメータである。
コマンドは、タグ１の認識処理（アドレスの取得）を表すコマンドコードである。アドレスは、タグ１をグループ識別する際の比較情報の先頭アドレスを示す。このアドレス領域の情報（８バイト）とデータの情報（８バイト）との比較結果によってタグ１に応答をさせるか否かの選択をすることができる。
マスクは、タグ１をグループ識別する際の比較のマスクを示す。マスクが「０」の場合、全てのタグが認識処理の対象となる。データは、タグ１をグループ識別する際の比較情報を示す。このデータ領域の情報（８バイト）と前述のアドレス領域の情報（８バイト）との比較結果によりタグ１に応答をさせるか否かの選択をすることができる。ＣＲＣは、送信データ（タグ認識コマンド）に対するチェックコードである。
プリアンブルは例えば１０ビットであり、デリミタは例えば１バイトであり、コマンドは例えば１バイトであり、アドレスは例えば１バイトであり、マスクは例えば１バイトであり、データは例えば８バイトであり、ＣＲＣは例えば２バイトである。すなわち、「タグ認識コマンド」は例えば約１６バイトの大きさを有している。
図８に示すように「アドレス応答」は、プリアンブル、ＩＤ、ＣＲＣからなる。ここでのプリアンブルは、リーダライタ１０側で同期をとるために予め定められた固定パターンである。ＩＤは、タグ１のアドレス情報（８バイト固定）である。ここでのＣＲＣは、返信データ（アドレス応答）に対するチェックコードである。
プリアンブルは例えば約１０ビットであり、ＩＤは例えば８バイトであり、ＣＲＣは例えば２バイトである。すなわち、「アドレス応答」は例えば、約１２バイトの大きさを有している。「タグ認識コマンド」や「アドレス応答」は、例えば１０Ｋｂｐｓ（Bit Per Second）の伝送速度で送受信される。
ＭＰＵ１１は、タグ１から「アドレス応答」を受信したか否か（タグ１から応答があったか否か）を確認する（ステップＳ１４０）。リーダライタ１０は、「タグ認識コマンド」を送信した後、タグ１が「アドレス応答」を送信してれば（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、この「アドレス応答」を受信部１３によって受信する（ステップＳ１５０）。ここでの受信部１３は、アンテナ２Ｘ〜２Ｚ、信号分配合成部１４を介して「タグ認識コマンド」を受信する。すなわち、実施例１においてはタグ１はアンテナ２Ｘ〜２Ｚから「タグ認識コマンド」を受信し、タグ１はアンテナ２Ｘ〜２Ｚに「アドレス応答」を送信する。
リーダライタ１０の制御部１９は、「タグ認識コマンド」を送信して所定の時間が経過するまでに、タグ１から「アドレス応答」を受信すると、ＭＰＵ１１に対して、タグ１のアドレス認識の処理が完了したことを報告（通知）する（ステップＳ１６０）。一方、リーダライタ１０の制御部１９は、「タグ認識コマンド」を送信して所定の時間が経過するまでに、タグ１から「アドレス応答」を受信しないと（ステップＳ１４０、Ｎｏ）、ＭＰＵ１１に対して、タグ１が検出できなかったことを報告する（ステップＳ１６０）。
タグ１からの「アドレス応答」の内容にＣＲＣエラー等の異常が検出された場合やタグ１からの「アドレス応答」が検出できなかった場合、ＭＰＵ１１は制御部１９に再度「タグ認識コマンド」を送出するよう「タグ認識コマンド」の送出処理を依頼（リトライ）する。
アクセス対象であるタグ１は移動している。このため、リーダライタ１０が行なう「タグ認識コマンド」の送出処理のリトライの可否やリトライの許容回数は、タグ１との通信可能範囲、タグ１の移動速度、タグ１との間で送受信する最大データ量等に基づいて、リーダライタ１０に予め設定しておく。
リーダライタ１０のＭＰＵ１１は、「タグ認識コマンド」の送出処理のリトライが予め設定しておいた回数（例えば１０回）を超えたか否かを確認する（ステップＳ１７０）。ＭＰＵ１１は、「タグ認識コマンド」の送出処理のリトライが予め設定しておいた回数を超えていないと判断した場合（ステップＳ１７０、Ｎｏ）、送信部１２がタグ１から「アドレス応答」を受信したか否かを確認する（ステップＳ１８０）。
送信部１２がタグ１から「アドレス応答」を受信している場合、ＭＰＵ１１はこの「アドレス応答」の内容の妥当性を確認する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。ここでの、タグ１からの「アドレス応答」の内容の妥当性は、例えばＣＲＣエラー、符号化エラー、プリアンブルエラー等の有無を確認することによって行なう。
ＭＰＵ１１は、「アドレス応答」の内容が妥当である（異常なし）と判断すると（ステップＳ２００、Ｙｅｓ）、受信部１３が受信した「アドレス応答」をＰＣ５に送信する。タグ１からの「アドレス応答」が検出できなかった場合や（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、タグ１からの「アドレス応答」の内容にＣＲＣエラー等の異常が検出された場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、ＭＰＵ１１は制御部１９に再度「タグ認識コマンド」を送出するよう「タグ認識コマンド」の送出処理を依頼する（ステップＳ１２０）。
制御部１９は、ＭＰＵ１１から「タグ認識コマンド」のリトライを依頼されると、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理によって「タグ認識コマンド」の送出処理と「アドレス応答」の受信処理を行なう。
リーダライタ１０は、ＭＰＵ１１によって「タグ認識コマンド」の送出処理のリトライが予め設定しておいた回数を超えたか否かを確認する（ステップＳ１７０）。「タグ認識コマンド」の送出処理のリトライ回数が、予め設定しておいた回数（許容回数）を超えた場合、ＭＰＵ１１はタグ１が通信可能エリア２０から外れた（読み飛ばし発生）と判断し、タイムアウトとしてＰＣ５に通知する（ステップＳ２１０）。
ＰＣ５は、リーダライタ１０から「アドレス応答」を受信し、「アドレス応答」の内容を確認する（ステップＳ２２０）。ＰＣ５は、タグ１から「アドレス応答」を所定の時間内に正常に取得できた場合（ステップＳ２３０〜Ｓ２５０）、リーダライタ１０は取得できたタグ１のアドレスを使ってタグ１への情報の書込み処理を行なう。一方、ステップＳ２１０におけるタイムアウト等の異常が発生した場合は、リーダライタ１０は処理エラーと判断してタグ１への情報の書き込み処理を行なわない。
図９は、実施例１に係るＲＦＩＤシステムのタグ書き込み処理の手順を示すフローチャートである。ＲＦＩＤシステムによるタグ書き込み処理の処理手順は、タグ認識処理の処理手順と同様の処理手順によって行なう。すなわち、ＰＣ５はリーダライタ１０に対し、タグ１に情報を書き込むための指示情報としてタグ１のアドレスを指定した「タグＷｒｉｔｅ依頼」を発行する（ステップＳ３００）。
リーダライタ１０のＭＰＵ１１は、ＰＣ５からの「タグＷｒｉｔｅ依頼」の内容を解析した後（ステップＳ３１０）、制御部１９に対してタグ１に情報を書き込むための「Ｗｒｉｔｅ依頼」のコマンドを発行する（ステップＳ３２０）。
制御部１９は、タグ１に情報を書き込むためのコマンドとして「Ｗｒｉｔｅコマンド」を、一連のビット列としてエアー上に送出するよう送信部１２を制御する。送信部１２からの「Ｗｒｉｔｅ依頼コマンド」は、信号分配合成部１４、アンテナ２Ｘ〜２Ｚを介して通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚ（通信可能エリア２０）に送出される（ステップＳ３３０）。
タグ１は、リーダライタ１０のアンテナ２Ｘ〜２Ｚから「Ｗｒｉｔｅコマンド」を受信すると、「Ｗｒｉｔｅコマンド」に応じた情報を書き込む。そして、タグ１は書き込み処理が終了したことを示す「書き込み応答」をアンテナ２Ｘ〜２Ｚに送信する。
図１０はＷｒｉｔｅコマンドのフォーマットの一例を示す図であり、図１１は書き込み応答のフォーマットの一例を示す図である。図１０に示すように「Ｗｒｉｔｅコマンド」は、プリアンブル、デリミタ、コマンド、ＩＤ、アドレス、データ、ＣＲＣからなる。 ここでのコマンドは、タグ１に対する情報の書き込み処理を表すコマンドコードである。ここでのアドレスは、タグ１内にデータを書き込む際の先頭アドレスを示す。ここでのデータは、タグ１に書き込む書込みデータ（４バイト固定）である。ここでのＣＲＣは、送信データ（Ｗｒｉｔｅコマンド）に対するチェックコードである。
プリアンブルは例えば１０ビットであり、デリミタは例えば１バイトであり、コマンドは例えば１バイトであり、ＩＤは例えば８バイトであり、アドレスは例えば１バイトであり、データは例えば４バイトであり、ＣＲＣは例えば２バイトである。すなわち、「Ｗｒｉｔｅコマンド」は例えば、約１９バイトの大きさを有している。
ここでのプリアンブルは、リーダライタ１０側で同期をとるために予め定められた固定パターンである。応答は、書込み処理に対する結果を表す。ここでのＣＲＣは、返信データ（書き込み応答）に対するチェックコードである。
プリアンブルは例えば１０ビットであり、応答は例えば１バイトであり、ＣＲＣは例えば２バイトである。すなわち、「書き込み応答」は例えば、約５バイトの大きさを有している。「Ｗｒｉｔｅコマンド」や「書き込み応答」は、例えば１０Ｋｂｐｓの伝送速度で送受信される。
ＭＰＵ１１は、タグ１から「書き込み応答」を受信したか否かを確認する（ステップＳ３４０）。リーダライタ１０は、「Ｗｒｉｔｅ依頼コマンド」を送信した後、タグ１が「書き込み応答」を送信してれば（ステップＳ３４０、Ｙｅｓ）、受信部１３によって「書き込み応答」を受信する（ステップＳ３５０）。ここでの受信部１３は、アンテナ２Ｘ〜２Ｚ、信号分配合成部１４を介して「書き込み応答」を受信する。すなわち、実施例１においてはタグ１はアンテナ２Ｘ〜２Ｚから「Ｗｒｉｔｅ依頼」を受信し、タグ１はアンテナ２Ｘ〜２Ｚに「書き込み応答」を送信する。
リーダライタ１０の制御部１９は、「タグ認識コマンド」を送信して所定の時間が経過するまでにタグ１から「アドレス応答」を受信すると、ＭＰＵ１１に対して、タグ１のアドレス認識の処理が完了したことを報告する（ステップＳ３６０）。一方、リーダライタ１０の制御部１９は、「Ｗｒｉｔｅ依頼コマンド」を送信して所定の時間が経過するまでに、タグ１から「書き込み応答」を受信しないと（ステップＳ３４０、Ｎｏ）、ＭＰＵ１１に対して、タグ１への書き込みができなかったことを報告する（ステップＳ３６０）。この後、図５に示したタグ認識処理と同様の処理手順によってタグ１への書き込み処理のリトライ等を行なうためその説明は省略する。
ここで、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０，Ｓ３３０〜Ｓ３５０の処理である、アンテナ２Ｘ〜２Ｚとタグ１の間で送受信される通信データ（「タグ認識コマンド」、「アドレス応答」、「Ｗｒｉｔｅコマンド」、「書き込み応答」）と時間の関係について説明する。
図１２は、各アンテナが送受信する通信データを説明するための説明図である。図１２において、横軸は時間を示しており、通信データとしてリーダライタ１０から送出されるコマンド（「タグ認識コマンド」、「Ｗｒｉｔｅコマンド」）とタグ１から送出される応答情報（「アドレス応答」、「書き込み応答」）を時系列に示している。ここでは、時間の経過が横軸を左側から右側へ流れる場合を示している。
また、図１１の下部には通信データの送受信の際の経過時間に対する各アンテナ２Ｘ〜２Ｚの受信状態を示している。すなわち、アンテナ２Ｘは通信範囲２１Ｘでタグ１と有効データの送受信を行い、アンテナ２Ｙは通信範囲２１Ｙでタグ１と有効データの送受信を行い、アンテナ２Ｚは通信範囲２１Ｚでタグ１と有効データの送受信を行う。また、タグ１はアンテナ２Ｘからアンテナ２Ｙを介してアンテナ２Ｚの方向へ移動している。
リーダライタ１０からのコマンドおよびタグ１からの応答情報は図５，８のフローチャートで説明したように、最初にリーダライタ１０からタグ１へ「タグ認識コマンド」が送信され、続いてタグ１からリーダライタ１０へ「アドレス応答」が送信される。次にリーダライタ１０からタグ１へ「Ｗｒｉｔｅコマンド」が送信され、続いてこれに対するタグ１からの「書き込み応答」がリーダライタ１０に送信される。
タグ１は、通信範囲２１Ｘにおいてはアンテナ２Ｘと通信を行い、通信範囲２１Ｙにおいてはアンテナ２Ｙと通信を行い、通信範囲２１Ｚにおいてはアンテナ２Ｚと通信を行う。アンテナ２Ｘの通信範囲２１Ｘとアンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙは部分的に重なっているとともに、アンテナ２Ｙの通信範囲２１Ｙとアンテナ２Ｚの通信範囲２１Ｚは部分的に重なっている。すなわち、アンテナ２Ｘ〜２Ｚは、アンテナ２Ｘ〜２Ｚの通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚが移動経路５１に沿って連続するよう配置されている。したがって、タグ１は、通信範囲２１Ｘと通信範囲２１Ｙの重なっているエリアにおいてはアンテナ２Ｘとアンテナ２Ｙの両方のアンテナと通信を行う。また、通信範囲２１Ｙと通信範囲２１Ｚの重なっているエリアにおいてはアンテナ２Ｙとアンテナ２Ｚの両方のアンテナと通信を行う。
これにより、タグ１は通信可能エリア２０においてデータ通信路が途切れることなくリーダライタ１０と通信を行っている。換言すると、リーダライタ１０とタグ１との間の通信は、１つのコマンドパケットの送受信（コマンドシーケンス）が複数のアンテナの通信範囲に跨っている場合であっても、各アンテナ２Ｘ〜２Ｚの移り変わりやコマンド／データパケットおよびシーケンスの区切りとは関係なく行われる。
例えばタグ１（移動対象５０）を移動させるベルトコンベアの移動速度が３ｍ／ｓであり、１つのアンテナの通信可能範囲Ｌが１ｍである場合、タグ１とリーダライタ１０の１つのアンテナ間の通信可能時間は１／３秒間（約３３３ｍｓ）となる。
リーダライタ１０とタグ１の間のコマンド／レスポンスのデータ伝送速度を１０Ｋｂｐｓ（＝１バイト時間０．８ｍｓ）とした場合に必要な各処理時間は例えば以下のようになる。
・（１）ＭＰＵ１１内における認識コマンドの作成時間＝約０．５ｍｓ（図示せず）
・（２）送信部１２からタグ１への「タグ認識コマンド」の転送時間（約１６バイト）＝約１３ｍｓ
・（３）タグ１内の処理時間＝約０．５ｍｓ（図示せず）
・（４）タグ１からリーダライタ１０への「アドレス応答」の転送時間（約１２バイト）＝約１０ｍｓ
・（５）ＭＰＵ１１内の処理時間＝約０．５ｍｓ（図示せず）
・（６）ＭＰＵ１１からタグ１への「Ｗｒｉｔｅコマンド」の転送時間（約１９バイト）＝約１６ｍｓ
・（７）タグ１内の処理時間＝約０．５ｍｓ（図示せず）
・（８）タグ１からリーダライタ１０への「書き込み応答」の転送時間（約５バイト）＝約４ｍｓ
これら（１）〜（８）の一連の処理時間を合計すると約４５ｍｓであり、アンテナ１つ分の通信可能範囲で得られる通信時間３３３ｍｓで充分な時間となっている。また通信中のノイズによるデータ破壊によるリトライ処理時間や通信データ量の増加に対しても余裕のある時間となっている。
このようなＲＦＩＤシステムにおいて、作業効率を上げるためにベルトコンベアの速度を３ｍ／ｓの１０倍の速度である３０ｍ／ｓに上げた場合について説明する。この場合、タグ１とリーダライタ１０が通信可能な時間は３３３ｍｓの１／１０倍である３３．３ｍｓとなる。したがって、タグ１とリーダライタ１０の１つのアンテナが通信可能な時間は、先述した（１）〜（８）の一連の処理時間（４５ｍｓ）より短くなる。
このような場合であっても、ＲＦＩＤシステムが連続的に３つのアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置していれば、リーダライタ１０は１つのアンテナの場合に比べて約３倍（３３．３ｍｓ×３＝約１００ｍｓ）の通信可能時間を得ることが可能となる。
この通信可能時間（約１００ｍｓ）は、（１）〜（８）の一連の処理時間（約４５ｍｓ）に対しては充分な時間であり、異常時のリトライやタグ１との通信データ量の増加に対しても対応可能な時間となる。
例えば、リーダライタ１０からの「タグ認識コマンド」は、最初アンテナ２Ｘによって受信され始める。例えば、アンテナ２Ｘは「タグ認識コマンド」のプリアンブルからコマンドまでを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｘから通信範囲２１Ｘと通信範囲２１Ｙの重複エリアに移動すると、「タグ認識コマンド」はアンテナ２Ｘとアンテナ２Ｙによって受信される。例えば、アンテナ２Ｘ，２Ｙによって「タグ認識コマンド」のアドレスを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｘと通信範囲２１Ｙの重複エリアから通信範囲２１Ｙに移動すると、「タグ認識コマンド」はアンテナ２Ｙによって受信される。例えば、アンテナ２Ｙによって「タグ認識コマンド」のマスクからＣＲＣまでを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｙに位置する際に「アドレス応答」を送信すると、アンテナ２Ｙがこの「アドレス応答」を受信する。例えば、アンテナ２Ｙによって「アドレス応答」のプリアンブルからＣＲＣまでの全てを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｙに位置する際にリーダライタ１０から「Ｗｒｉｔｅコマンド」が送信されると、「Ｗｒｉｔｅコマンド」はアンテナ２Ｙによって受信され始める。例えば、アンテナ２Ｙによって「Ｗｒｉｔｅコマンド」のプリアンブルからアドレスまでを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｙから通信範囲２１Ｙと通信範囲２１Ｚの重複エリアに移動すると、「Ｗｒｉｔｅコマンド」はアンテナ２Ｙとアンテナ２Ｚによって受信される。例えば、アンテナ２Ｙ，２Ｚによって「Ｗｒｉｔｅコマンド」のデータを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｙと通信範囲２１Ｚの重複エリアから通信範囲２１Ｚに移動すると、「Ｗｒｉｔｅコマンド」はアンテナ２Ｚによって受信される。例えば、アンテナ２Ｚによって「Ｗｒｉｔｅコマンド」のＣＲＣを受信する。
タグ１が通信範囲２１Ｚに位置する際に「書き込み応答」を送信すると、アンテナ２Ｚがこの「書き込み応答」を受信する。例えば、アンテナ２Ｚによって「書き込み応答」のプリアンブルからＣＲＣまでの全てを受信する。
このように、リーダライタ１０が複数のアンテナ２Ｘ〜２Ｚを備えることによって、リーダライタ１０はタグ１との通信エリアを拡張することができるとともに、タグ１がアンテナ２Ｘ〜２Ｚ（通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚ）間を移動した場合にデータ通信路を遮断することなく通信の連続性を保証することができる。
なお、本実施例１においては、リーダライタ１０が３つのアンテナ２Ｘ〜２Ｚを備える構成としたが、リーダライタ１０は２つのアンテナまたは４つ以上のアンテナを備える構成としてもよい。
なお、本実施例１においては、タグ１がベルトコンベア上を直線的に移動する場合について説明したが、タグ１は直線的に移動する場合に限られない。すなわち、タグ１の移動経路５１が曲線を含む場合、タグ１の移動経路５１に応じてアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置する。この場合、アンテナ２Ｘ〜２Ｚはアンテナ２Ｘ〜２Ｚの各通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚが曲線を含む移動経路５１と重なるようアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置する。
また、本実施例１においては、タグ１がベルトコンベア上の平面内を移動する場合について説明したが、タグ１は平面内を移動する場合に限られない。すなわち、タグ１の移動経路５１が３次元方向の移動経路を含む場合であっても、タグ１の移動経路５１に応じてアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置する。この場合も、アンテナ２Ｘ〜２Ｚはアンテナ２Ｘ〜２Ｚの各通信範囲２１Ｘ〜２１Ｚが３次元方向の移動経路５１と重なるようアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置する。
このように、複数のアンテナ２Ｘ〜２Ｚによって通信可能エリア２０を拡張できるとともに、通信可能エリア２０における通信線路の連続性を得ることが可能となる。したがって、タグ１とリーダライタ１０間においてデータ通信を行なうことが可能な時間を延ばすことが可能となり、高速移動するタグ１と通信を行なうことやタグ１とリーダライタ１０間で多くの通信データ量を送受信することが可能となる。
このように実施例１によれば、複数のアンテナ２Ｘ〜２Ｚを配置することによって、タグ１の送信能力を変えることなくタグ１が有する情報の読み取り空間を広げることが可能となる。したがって、リーダライタ１０とタグ１の間の通信速度やプロトコル等の通信条件を変えることなく、タグ１の移動（ベルトコンベアの速度）の高速化が可能であり、リーダライタ１０によるタグ１のタグ認識処理、タグ１への情報の書き込み／読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
次に、図１３〜１５を用いてこの発明の実施例２について説明する。実施例２ではリーダライタのアンテナを回転等させることによって、アンテナの通信範囲を拡大する。アンテナの回転等は、アンテナの通信範囲がタグ１の移動に追従するよう行なう。
図１３は実施例２に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図であり、図１４は実施例２に係るリーダライタの構成を示すブロック図である。図１３および図１４の各構成要素のうち図２および図３に示す実施例１のＲＦＩＤシステムやリーダライタ１０と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
ＲＦＩＤシステムは、ＰＣ５、リーダライタ３０、アンテナ２Ｒ、移動対象５０、タグ１からなる。アンテナ２Ｒは、通信範囲Ｐ１〜Ｐｎ（ｎは自然数）内でタグ１と情報の送受信を行う。ここでは、通信範囲Ｐ１〜Ｐｎが、タグ１とリーダライタ３０が情報の送受信を行うことが可能なエリアである通信可能エリア２０となる。
図１４に示すようにリーダライタ３０は、ＭＰＵ１１、送信部１２、受信部１３、回転制御部（方向制御部）３１、アンテナ２Ｒからなる。アンテナ２Ｒは回転可能なアンテナであり、タグ１と情報の送受信を行う。
回転制御部３１は、アンテナ２Ｒの配置される方向を制御することによって、アンテナ２Ｒの通信範囲の方向（位置）を通信範囲Ｐ１〜Ｐｎのいずれかに変化させる。すなわち、回転制御部３１はアンテナ２Ｒが行う通信の指向方向を制御する。回転制御部３１は、アンテナ２Ｒの通信範囲がタグ１の移動に追従するようアンテナ２Ｒの方向を、通信範囲Ｐ１〜Ｐｎのいずれかの方向に制御する。回転制御部３１は、アンテナ２Ｒの配置される方向を、例えば円形や楕円形の円弧上、タグ１の移動方向と平行な直線上に変化させることによってアンテナ２Ｒの方向を制御する。回転制御部３１は、例えばアンテナ２Ｒのビーム角度（通信範囲Ｐ１〜Ｐｎによる通信可能エリア２０）が１８０度をカバーするようアンテナ２Ｒの方向を制御する。
次に、本実施例２に係るＲＦＩＤシステムの処理手順について説明する。図１５は、実施例２に係るＲＦＩＤシステムのタグ認識処理の手順を示すフローチャートである。タグ１が貼り付けられた移動対象５０は、ベルトコンベア上の移動経路５１に従って移動する（ステップＳ５００）。
アンテナ２Ｒは、ビーム方向（通信範囲の中心方向）がタグ１の移動経路５１と平行な方向に予め向けられている。すなわち、アンテナ２Ｒの初期位置はタグ１が移動してくる方向（右側０度）を向いている。
リーダライタ１０がアンテナ２Ｒを介してタグ１との通信を開始（タグ１からの応答情報を受信）すると、回転制御部３１はアンテナ２Ｒをタグ１の移動に追従して回転等させる。ここでは、回転制御部３１は予めベルトコンベアの速度に基づいてアンテナ２Ｒを回転させる速度を算出しておく。そして、回転制御部３１は予め算出しておいた速度に応じてアンテナ２Ｒを回転させる（ステップＳ５１０）。
回転制御部３１がアンテナ２Ｒの方向を制御するとともに、送信部１２はアンテナ２Ｒを介してタグ１に「タグ認識コマンド」や「Ｗｒｉｔｅコマンド」等のコマンドを送信する（ステップＳ５２０）。さらに、回転制御部３１がアンテナ２Ｒの方向を制御するとともに、受信部１３はアンテナ２Ｒを介してタグ１から「アドレス応答」や「書き込み応答」等の応答を受信する（ステップＳ５３０）。
回転制御部３１は、アンテナ２Ｒを例えばビーム方向がタグ１の移動経路と平行な方向（右側０度）から時計と逆回りの方向へ回転させる。そして、回転制御部３１はアンテナ２Ｒを例えばビーム方向がタグ１の移動経路と平行な方向（右側１８０度）まで回転させるとアンテナ２Ｒによるタグ１の追従制御を終了する。また、回転制御部３１はタグ１からアドレス応答や書き込み応答を受信した際にアンテナ２Ｒによるタグ１の追従制御を終了してもよい。
回転制御部３１は、１つのタグ１に対してアンテナ２Ｒの向く方向を制御すると次のタグ１に対してアンテナ２Ｒの向く方向を制御する。回転制御部３１は、１つのタグ１に対してアンテナ２Ｒの向く方向を制御した後、アンテナ２Ｒが初期位置（右側０度）に向くようアンテナ２Ｒを制御する。すなわち、回転制御部３１は最初にタグ１の情報を受信した後、タグ１の情報が受信できなくなった時点で再び逆側（右側０度）に向くようアンテナ２Ｒを制御する。このように、アンテナ２Ｒを例えば移動経路５１と平行な方向（右側０度または右側１８０度）を向くよう制御することによってタグ１との通信可能エリアを広くすることができる。
回転制御部３１は、アンテナ２Ｒを右側０度から１８０度回転させる場合に限られず、例えば図１３に示すようにアンテナ２Ｒの通信範囲が通信範囲Ｐ１，Ｐ２〜通信範囲Ｐｎの方向に向くよう制御してもよい。
また、１つのタグ１に対してアンテナ２Ｒの向く方向の制御を行なった後、次のタグ１に対してアンテナ２Ｒの向く方向の制御として、次のタグ１の位置する方向に向くようアンテナ２Ｒの初期位置を制御してもよい。
なお、本実施例２においては、タグ１がベルトコンベア上を直線的に移動する場合について説明したが、タグ１は直線的に移動する場合に限られない。すなわち、タグ１の移動経路５１が曲線を含む場合は、タグ１の移動経路５１に応じてアンテナ２Ｒの方向を変化させる。この場合、回転制御部３１はアンテナ２Ｒの通信範囲２１Ｒが曲線を含む移動経路５１に重なるようアンテナ２Ｒの方向を制御する。
また、本実施例２においては、タグ１がベルトコンベア上の平面内を移動する場合について説明したが、タグ１は平面内を移動する場合に限られない。すなわち、タグ１の移動経路５１が３次元方向の移動経路を含む場合であっても、タグ１の移動経路５１に応じてアンテナ２Ｒの方向を変化させる。この場合も、回転制御部３１はアンテナ２Ｒの通信範囲２１Ｒが３次元方向の移動経路５１と重なるようアンテナ２Ｒの方向を制御する。
このように実施例２によれば、リーダライタ１０とタグ１の間の通信速度やプロトコル等の通信条件を変えることなく、アンテナ２Ｒの向く方向を制御することによって簡易な構成でタグ１が有する情報の読み取り空間を広げることが可能となる。したがって、タグ１の移動の高速化が可能となり、リーダライタ１０によるタグ１のタグ認識処理、タグ１への情報の書き込み／読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
次に、図１６〜２１を用いてこの発明の実施例３について説明する。実施例３ではＲＦＩＤシステムがタグの移動順序を認識するリーダライタ（第１のリーダライタ）４１とタグに書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタ（第２のリーダライタ）４２Ａを備える。
図１６は実施例３に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図であり、図１７はタグ移動順序の認識処理を行なうリーダライタの構成を示すブロック図であり、図１８はタグへの書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタの構成を示すブロック図である。図１６、図１７および図１８の各構成要素のうち図２および図３に示す実施例１のＲＦＩＤシステムやリーダライタ１０と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
図１６に示すようにＲＦＩＤシステムは、ＰＣ５、リーダライタ４１，４２Ａ、アンテナ２Ｐ，２Ａ、複数の移動対象５０、各移動対象５０に貼り付けられたタグ１からなる。リーダライタ４１は、移動対象５０（タグ１）の移動経路５１において、リーダライタ４２Ａよりタグ１の流れの上流側（図面の右側）に配置される。リーダライタ４１は、ベルトコンベア上を流れてくる複数のタグ１と通信を行い、各タグ１が流れてくる順番（タグ１と通信を行う通信範囲内から通信範囲外に、またはタグ１と通信を行う通信範囲外から通信範囲内に移動していくタグ１の順番）に関する情報（後述するタグ管理情報９０）を生成する。
リーダライタ４２Ａは、移動対象５０（タグ１）の移動経路５１において、リーダライタ４１よりタグ１の流れの下流側（図面の左側）に配置される。リーダライタ４２Ａは、ベルトコンベア上を流れてくる複数のタグ１と通信を行い、リーダライタ４１が生成したタグ管理情報９０内の後述する順序管理テーブル９２Ａに従って各タグ１に読み取り／書き込み処理を行なう。
アンテナ２Ｐは、リーダライタ４１に接続され、通信範囲２１Ｐでタグ１と通信を行う。アンテナ２Ａは、リーダライタ４２Ａに接続され、通信範囲２１Ａでタグ１と通信を行う。ＰＣ５は、リーダライタ４１，４２ＡとＬＡＮ４９によって接続され、リーダライタ４１，４２Ａが取得したタグ１の情報を管理する。
図１７に示すようにリーダライタ４１は、ＭＰＵ１１、送信部１２、受信部１３、順番管理部（順序情報生成部）４５、アンテナ２Ｐからなる。順番管理部４５は、受信部１３がタグ１から受信する「アドレス応答」に基づいてタグ１が流れてくる順番に関する情報（順序情報）を生成する。リーダライタ４１の順番管理部４５は、アンチコリジョンアルゴリズム（認識）（複数のタグ１の同時読み取り）によって刻々と（順番に）流れる複数のタグ１（アドレス）を連続的に読み取り、アンテナ２Ｐの通信範囲２１Ｐに入ってくる（新たに追加された）タグ１と、アンテナ２の通信範囲２１Ｐから外れていく（消えていく）タグ１の関係からタグ１の流れる順番を検出し、タグ１の流れ順を示すタグ１の管理表（タグ管理情報９０）を生成する。
順番管理部４５は、タグ管理情報９０として、タグ１が出現した（タグ１が通信範囲２１Ｐ内に移動してきた）順番と各タグ１のタグアドレスの対応関係を示す後述の出現タグ管理テーブル９１と、タグ１が消えた（タグ１が通信範囲２１Ｐ外に移動した）順番をタグ１の移動順序として示す後述の順序管理テーブル９２Ａを生成する。
図１８に示すようにリーダライタ４２Ａは、ＭＰＵ１１、送信部１２、受信部１３、通信管理部（通信部）４７、アンテナ２Ａからなる。通信管理部４７は、リーダライタ４１の順番管理部４５が生成したタグ管理情報９０に従ってタグ１への読み込み／書き込み処理を行なう。
次に、実施例３に係るＲＦＩＤシステムの処理手順について説明する。図１９は、実施例３に係るタグ移動順序の認識処理の手順を示すフローチャートである。リーダライタ４１の順番管理部４５は、タグ１の移動順序（タグ移動順序）を示すタグ管理情報９０を作成するため、１ラウンドのコリジョンアービトレーション（所定の時点）によって認識できるタグ１の全てのアドレスを検出する（ステップＳ６００，Ｓ６１０）。すなわち、リーダライタ４１では１ラウンドのコリジョンアービトレーション期間が所定の条件に収まるサイクルでアンチコリジョンを行い、順番管理部４５は１サイクル毎に出現タグ管理テーブル９１と順序管理テーブル９２Ａの更新処理を行う。
ここで、コリジョンアービトレーション期間とタグ１の移動時間の関係について説明する。コリジョンアービトレーションの１ラウンドに要する時間をコリジョンアービトレーション期間（Ｔ）（ｓｅｃ）とし、タグ１の移動する速度を移動速度（Ｓ）（ｍ／sec）とし、タグ１とリーダライタ４１が通信可能な範囲を通信可能範囲Ｌ（ｍ）とする。
１ラウンドのコリジョンアービトレーション期間（Ｔ）中に新たに通信範囲２１Ｐ内に入ってきたタグ１の次のラウンドでの読み取りが保証されるための条件は、１ラウンド時間のタグ１の移動距離（ＴＳ）が、通信可能範囲（Ｌ）の１／２を超えないことである。この条件は、式（２）によって示される。
ＴＳ≦Ｌ／２・・・（２）
ここで、コリジョンアービトレーション期間（Ｔ）は、処理するタグ数をＮ、タグ処理速度をＭとして、式（３）によって表される。
Ｔ＝Ｎ／Ｍ・・・（３）
したがって、移動速度（Ｓ）は式（４）によって示される。
Ｓ≦Ｌ／２Ｔ＝ＭＬ／２Ｎ・・・（４）
例えば、１ラウンドでリーダライタ４１が処理可能なタグ数Ｎは、通信可能範囲（Ｌ）を１ｍ、タグ１間の距離（間隔）を０．１５ｍとするとＮ＝Ｌ／（タグ１間の距離）＝１／０．１５＝６．７となる。
順番管理部４５による出現タグ管理テーブル９１の更新処理は、前回（（ｍ−１）回目（ｍは自然数））のサイクルの読み取り結果と、今回（ｍ回目）の読み取り結果を比較することによって行なう（ステップＳ６２０）。
順番管理部４５は、前回のサイクルの読み取り結果に対して今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれているか否かを判断する（ステップＳ６３０）。今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれていた場合（ステップＳ６３０、Ｙｅｓ）、順番管理部４５はこのタグ１のタグアドレスを出現タグ管理テーブル９１の最後に追加する（ステップＳ６４０）。一方、今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれていない場合（ステップＳ６３０、Ｎｏ）、順番管理部４５は出現タグ管理テーブル９１にタグアドレスの追加を行なわない。
また、順番管理部４５は前回のサイクルの読み取り結果に対して今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれているか否かを判断する（ステップＳ６５０）。今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれている場合は（ステップＳ６５０、Ｙｅｓ）、順番管理部４５はこのタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ａの最後に追加する（ステップＳ６６０）。一方、今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれていない場合は（ステップＳ６５０、Ｎｏ）、順序管理テーブル９２Ａにタグアドレスの追加を行なわない。
このように、順番管理部４５は通信範囲２１Ｐから消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ａの最後に追加するので、タグ１の移動順序に関する情報を正確に取得することが可能となり、リーダライタ４２Ａはタグ１への読み込み／書き込み処理の処理洩れを減少させることができる。
図２０は、実施例３に係るタグ管理情報の変化を説明するための説明図である。タグ管理情報９０は、出現タグ管理テーブル９１、順序管理テーブル９２Ａからなる。ここでは、出現タグ管理テーブル９１や順序管理テーブル９２Ａの構造を例えばＦＩＦＯ（Fast In Fast Out）方式（先に入った情報が先に消去される方式）で管理し、情報（タグアドレス）の追加処理や削除処理が必要な場合にはこれまでに記憶していた情報をシフトさせることによって記憶する情報の順番を更新する。
出現タグ管理テーブル９１は、タグ１が通信範囲２１Ｐに出現した順番で各タグ１のタグアドレス（８Ｂｙｔｅ）を記憶する。ここでは、変化前の出現タグ管理テーブル９１としてタグ１（Ｅ）、タグ１（Ｆ）、タグ１（Ｇ）、タグ１（Ｈ）の順番で各タグ１のタグアドレスを記憶している場合を示している。
順序管理テーブル９２Ａは、タグ１が通信範囲２１Ｐから通信範囲２１Ｐから消えた順番で各タグ１のタグアドレス（８Ｂｙｔｅ）を記憶する。ここでは、変化前の順序管理テーブル９２Ａとしてタグ１（Ａ）、タグ１（Ｂ）、タグ１（Ｃ）、タグ１（Ｄ）の順番で各タグ１のタグアドレスを記憶している場合を示している。
順番管理部４５が、タグ管理情報９０として変化前の出現タグ管理テーブル９１、変化前の順序管理テーブル９２Ａを記憶している状態で、通信範囲２１Ｐからタグ１（Ｅ）が消えて新たにタグ１（Ｉ）が出現すると、変化後の出現タグ管理テーブル９１は、タグ１（Ｆ）、タグ１（Ｇ）、タグ１（Ｈ）、タグ１（Ｉ）の順番で各タグ１のタグアドレスを記憶する。また、変化後の順序管理テーブル９２Ａは、通信範囲２１Ｐから消えたタグ１（Ｅ）のタグアドレスを新たに記憶するとともに最初に記憶していた（最も古い）タグ１（Ａ）のタグアドレスを削除する。このとき、変化後の順序管理テーブル９２Ａは、各タグ１が通信範囲２１Ｐから消えた順番としてタグ１（Ｂ）、タグ１（Ｃ）、タグ１（Ｄ）、タグ１（Ｅ）の順番で各タグ１のタグアドレスを記憶する。
順番管理部４５は、タグ１の順序に関する情報（順序管理テーブル９２Ａの更新通知）として順序管理テーブル９２Ａまたは順序管理テーブル９２Ａに新たに追加されたタグアドレスをリーダライタ４２Ａに送信する（ステップＳ６７０）。
なお、出現タグ管理テーブル９１や順序管理テーブル９２ＡのＦＩＦＯの深さを通常３段で良いのに対し４段としている理由は、処理の都合上、或いはアンチコリジョンタイミングによっては４つのタグ１を認識できる場合があるからである。
なお、順序管理テーブル９２Ａの最下流のタグアドレスの消去は、新たな情報の追加による押し出しによって消去しても良いし、リーダライタ４２Ａ側の処理の完了を受信した後に消去しても良い。
また、本実施例３ではタグ管理情報９０が出現タグ管理テーブル９１と、順序管理テーブル９２Ａの２つからなるが、ベルトコンベアの起動時点でタグ１の存在が全くない状態から始めるのであれば、出現タグ管理テーブル９１が、順序管理テーブル９２Ａの機能を兼ねても良い。
また、出現タグ管理テーブル９１からタグアドレスを消去する際にはノイズによる一時的な読み取りの失敗を考慮して、タグ１を２回以上読み込むこととしてもよい。また、タグ管理情報９０は、リーダライタ４１の順番管理部４５が記憶する場合に限られず、ＰＣ５が記憶することとしてもよい。また、順番管理部４５が出現タグ管理テーブル９１と順序管理テーブル９２Ａのいずれか一方を記憶し、他方をＰＣ５が記憶することとしてもよい。
図２１は、実施例３に係るタグへの書き込み／読み出し処理の手順を示すフローチャートである。リーダライタ４２Ａの処理を開始し、リーダライタ４２Ａの通信管理部４７は、リーダライタ４１から順序管理テーブル９２Ａの更新通知を受信したか否かを確認する（ステップＳ７００，Ｓ７１０）。
通信管理部４７は、リーダライタ４１から順序管理テーブル９２Ａの更新通知を受信すると予め記憶していた順序管理テーブル９２Ａを更新する（ステップＳ７２０）。通信管理部４７は、順序管理テーブル９２Ａに記憶しているタグ１であって読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１があるか否かを判断する（ステップＳ７３０）。リーダライタ４２Ａは、読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１がある場合、順序管理テーブル９２Ａ内の読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１において最下位（最下流）のタグ１のアドレスを指定する（ステップＳ７４０）。リーダライタ４２Ａは、例えば実施例１の図６で説明した手順によって、指定したタグアドレスの読み込み／書き込み処理を行なう（ステップＳ７５０）。
通信管理部４７は、読み込み／書き込み処理を行なったタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ａから削除する（ステップＳ７６０）。通信管理部４７は、読み込み／書き込み処理を行なったタグ１のタグアドレスを必要に応じて順番管理部４５に通知する（ステップＳ７７０）。
通信管理部４７は、順序管理テーブル９２Ａに記憶しているタグ１であって読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１があるか否かを判断する（ステップＳ７８０）。順序管理テーブル９２Ａに記憶しているタグ１であって読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１がある場合（ステップＳ７８０、Ｎｏ）、読み込み／書き込み処理の完了していないタグ１がなくなるまでステップＳ７４０〜Ｓ７８０の処理を繰り返す。これにより、リーダライタ４１は通信範囲２１Ａから消えていくタグ１の順番でタグ１に読み込み／書き込み処理を行うことが可能となる。
なお、実施例３のＲＦＩＤシステムにおいては、ベルトコンベアの上流に位置するアンテナ２Ｐのビームを絞り、ベルトコンベアの下流に位置するアンテナ２Ａのビームを広げることによって効率良くタグ１への読み込み／書き込み処理を行うことが可能となる。
図２２は、ビーム幅を変更したＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。ベルトコンベアの上流に位置するアンテナ２Ｐは、順番に流れてくるタグ１のタグアドレスのみを洩れなく読み取ればよいため、アンチコリジョン処理の面からも一度に処理できるタグ１の数は少ない方が良い。したがって、通信可能範囲（Ｌ）としてはコリジョンアービトレーションの１ラウンド時間のタグ移動距離（ＴＳ）の２倍以上あれば良い。
アンテナ２Ｐのビームを広くすると、多数のタグ１からアンチコリジョン制御で全タグ１を認識し、通信範囲２１Ｐに新たに出現するタグ１、通信範囲２１Ｐから消えていくタグ１を検出する必要がある。したがって、先述したように１ラウンド時間のタグ移動距離（ＴＳ）が、通信可能範囲（Ｌ）の１／２を超えないことを満たしたうえで、一度に処理できるタグ１の数が少なくなるようアンテナ２Ｐのビーム幅を狭くする。アンテナ２Ｐのビームは、タグ１の移動速度やタグ１間の距離等に応じて設定する。
また、リーダライタ４２Ａは、ベルトコンベアの下流に位置するアンテナ２Ａはタグ１のアドレス情報（タグアドレス）が事前に分かっているため、タグアドレスによってタグ１を直接指定してタグ１にアクセスすることができる。このため、リーダライタ４２Ａは、コリジョンアービトレーションが不要であり、各タグ１のリードライト処理に専念できる。したがって、アンテナ２Ａのビーム幅を広くすることによってタグ１との通信距離（アンテナ２Ａと通信できる範囲の長さ）を大きくし、タグ１への書き込み／読み出し処理の処理可能（許容）時間を大きくする。これにより、リーダライタ４２Ａが行なうタグ１への書き込み／読み出し処理に一時的な余裕度が増す。
なお、本実施例３においては、リーダライタ４１とリーダライタ４２Ａを別々の構成として配置しているが、リーダライタ４１，４２Ａを１つの装置で構成してもよい。この場合、１つのリーダライタによってアンテナ２Ｐ，２Ａの通信制御を行なう。
また、本実施例３においてはリーダライタ４１がリーダライタ４２Ａへ順序管理テーブル９２Ａを送信することとしたが、リーダライタ４１からＰＣ５を介してリーダライタ４２Ａへ順序管理テーブル９２Ａを送信することとしてもよい
このように、下流側のリーダライタ４２Ａがリーダライタ４１から送られる順序管理テーブル９２Ａに基づいてタグ１への読み込み／書き込み処理を行なうため、リーダライタ４２Ａではアンチコリジョン処理が不要となる。このため、リーダライタ４２Ａはアンチコリジョン処理に要する時間をタグ１に対する書込み／読み込み処理に充当することが可能となる。
このように実施例３によれば、リーダライタ４１によってタグ１の流れる順序（通信範囲２１Ｐに入ってくるタグ１の順番等）に関する情報を事前に得ることができるため、リーダライタ４２Ａは通信範囲２１Ａから消えていくタグ１の順番でタグ１への読み込み／書き込み処理をすることができる。したがって、リーダライタ４２Ａはタグ１への読み込み／書き込み処理の処理洩れを減少させることができ、効率良くタグ１への読み込み／書き込み処理を行なうことが可能となる。
また、タグ認識を行なうリーダライタ４１のアンテナ２Ｐのビーム幅を絞ることによって、複数の余計なタグを認識する必要がなく、効率良いタグ認識が可能となる。また、書き込み／読み取り処理を行なうリーダライタ４２Ａのアンテナ２Ａのビーム幅を広げることによって、リーダライタ４２Ａによる書き込み／読み取り処理の処理余裕度が増加する。
次に、図２３および図２４を用いてこの発明の実施例４について説明する。実施例４では実施例３のＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦＩＤシステムがタグ１への読み込み／書き込み処理をするリーダライタを複数備える。
図２３は、実施例４に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。図２３の各構成要素のうち図１６に示す実施例３のＲＦＩＤシステムと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
図２３に示すようにＲＦＩＤシステムは、ＰＣ５、リーダライタ４１，４２Ｂ，４２Ｃ、アンテナ２Ｐ，２Ｂ，２Ｃ、複数の移動対象５０、各移動対象５０に貼り付けられたタグ１からなる。
リーダライタ４１は、移動対象５０（タグ１）の移動経路５１において、リーダライタ４２Ｂ，４２Ｃより上流側（図面の右側）に配置される。本実施例３においては、リーダライタ４１の順番管理部４５はリーダライタ４２Ｂに送信するための順序管理テーブル９２Ｂとリーダライタ４２Ｃに送信するための順序管理テーブル９２Ｃを生成する。すなわち、本実施例３においてはタグ管理情報９０は、出現タグ管理テーブル９１、順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃからなる。
リーダライタ４２Ｂ，４２Ｃは、リーダライタ４２Ａと同様の構成を有しており、それぞれリーダライタ４１が生成したタグ管理情報９０の順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃに従って各タグ１の読み取り／書き込み処理を行なう。順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃは、順序管理テーブル９２Ａと同様の構成を有しており、順序管理テーブル９２Ｂにはリーダライタ４２Ｂが処理するタグ１のタグアドレスが示され、順序管理テーブル９２Ｃにはリーダライタ４２Ｃが処理するタグ１のタグアドレスが示される。アンテナ２Ｂは、リーダライタ４２Ｂに接続され、通信範囲２１Ｂでタグ１と通信を行う。アンテナ２Ｃは、リーダライタ４２Ｃに接続され、通信範囲２１Ｃでタグ１と通信を行う。
次に、実施例４に係るＲＦＩＤシステムの処理手順について説明する。図２４は、実施例４に係るタグ移動順序の認識処理の手順を示すフローチャートである。リーダライタ４１の順番管理部４５は、タグ１の移動順序を示すタグ管理情報９０を作成するため、１ラウンドのコリジョンアービトレーションによって認識できるタグ１の全てのアドレスを検出する（ステップＳ８００，Ｓ８１０）。
順番管理部４５による出現タグ管理テーブル９１の更新処理は、前回のサイクルの読み取り結果と、今回の読み取り結果を比較することによって行なう（ステップＳ８２０）。順番管理部４５は、前回のサイクルの読み取り結果に対して今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれているか否かを判断する（ステップＳ８３０）。
今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれていた場合（ステップＳ８３０、Ｙｅｓ）、順番管理部４５はこのタグ１のタグアドレスを出現タグ管理テーブル９１の最後に追加する（ステップＳ８４０）。一方、今回の読み取り結果に新規なタグ１が含まれていない場合（ステップＳ８３０、Ｎｏ）、順番管理部４５は出現タグ管理テーブル９１にタグアドレスの追加を行なわない。
また、順番管理部４５は前回のサイクルの読み取り結果に対して今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれているか否かを判断する（ステップＳ８５０）。今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれている場合は（ステップＳ８５０、Ｙｅｓ）、順番管理部４５は消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃの何れに記憶させるかを判断するためのフラグが「１」であるか否かを確認する（ステップＳ８６０）。
ここでのフラグは、通信範囲２１Ｐから消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ｂに記憶させる場合に「１」を示し、消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ｃに記憶させる場合に「０」を示す。
フラグが「１」である場合（ステップＳ８６０、Ｙｅｓ）、順番管理部４５は通信範囲２１Ｐから消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ｂの最後に追加する（ステップＳ８７０）。
順番管理部４５は、タグ１の順序に関する情報（順序管理テーブル９２Ｂの更新通知）として順序管理テーブル９２Ｂまたは順序管理テーブル９２Ｂに新たに追加されたタグアドレスをリーダライタ４２Ｂに送信する（ステップＳ８８０）。
一方、フラグが「０」である場合（ステップＳ８６０、Ｎｏ）、順番管理部４５は通信範囲２１Ｐから消えたタグ１のタグアドレスを順序管理テーブル９２Ｃの最後に追加する（ステップＳ８９０）。
順番管理部４５は、タグ１の順序に関する情報（順序管理テーブル９２Ｃの更新通知）として順序管理テーブル９２Ｃまたは順序管理テーブル９２Ｃに新たに追加されたタグアドレスをリーダライタ４２Ｃに送信する（ステップＳ９００）。
順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃの更新通知の後、フラグを反転させる（ステップＳ９１０）。ここでのフラグの反転は、フラグが「１」であった場合はフラグを「０」にし、フラグが「０」であった場合はフラグを「１」にする。
これにより、出現タグ管理テーブル９１にタグ１（Ａ）、タグ１（Ｂ）、タグ１（Ｃ）、タグ１（Ｄ）、タグ１（Ｅ）、タグ１（Ｆ）の順番で各タグ１のタグアドレスが記憶されている場合、順序管理テーブル９２Ｂには例えばタグ１（Ａ）、タグ１（Ｃ）、タグ１（Ｅ）の順番で各タグ１のタグアドレスが登録（記憶）され、順序管理テーブル９２Ｂにはタグ１（Ｂ）、タグ１（Ｄ）、タグ１（Ｆ）の順番で各タグ１のタグアドレスが登録される。これにより、タグ１の処理権（書き込み／読み出し処理）は下流に配置されている２つのリーダライタ４２Ｂ，４２Ｃに対して交互に与えられることになる。
ステップＳ８５０において、今回の読み取り結果で通信範囲２１Ｐから消えたタグ１が含まれていない場合は、順序管理テーブル９２Ｂ，９２Ｃにタグアドレスの追加を行なわない。リーダライタ４２Ｂ，４２Ｃは、実施例３の図２１で説明したリーダライタ４２Ａと同様の処理手順によってタグ１への書き込み／読み出し処理を行なうため、その説明は省略する。
なお、本実施例４においては、タグ１への書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタ（下流側）をリーダライタ４２Ｂ，４２Ｃの２つとしたが、タグ１への書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタは３つ以上であってもよい。タグ１への書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタが３つ以上である場合も、リーダライタ４１は書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタ毎に順序管理テーブルを作成する。
このように、ＲＦＩＤシステムが複数のリーダライタ４２Ｂ，４２Ｃを備えているため、複数のタグ１の書き込み／読み出し処理を複数のリーダライタ４２Ｂ，４２Ｃで分散することが可能となる。
このように実施例４によれば、複数のタグ１の書き込み／読み出し処理を複数のリーダライタ４２Ｂ，４２Ｃで分散して処理することが可能となり、タグ１に対する書き込み／読み出し処理の負荷分散を行なうことが可能となる。したがって、ＲＦＩＤシステムにおいてタグ１の移動を高速化することが可能となる。
次に、図２５〜図２６を用いてこの発明の実施例５について説明する。実施例５ではＲＦＩＤシステムが複数のリーダライタを備えるとともに、各リーダライタを所定の間隔で配置させる。そして、各リーダライタがそれぞれ所定のタグ１に対してタグ認識処理や読み込み／書き込み処理をする。ＲＦＩＤシステムは、刻々と流れてくるタグ１の流れと複数のリーダライタのアクセス処理を同期化してタイムスロット化することによって複数のリーダライタ（アンテナ）で交互に処理を担い、リーダライタの負荷を分散する。
図２５は、実施例５に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。図２５の各構成要素のうち図１６に示す実施例３のＲＦＩＤシステムと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
図２５に示すようにＲＦＩＤシステムは、ＰＣ５、リーダライタ４２Ｄ，４２Ｅ、アンテナ２Ｄ，２Ｅ、複数の移動対象５０、各移動対象５０に貼り付けられたタグ１からなる。リーダライタ４２Ｄがリーダライタ４２Ｅよりも上流側に配置されている。
リーダライタ４２Ｄ，４２Ｅは、タグ１の移動速度やタグ１間の間隔（距離）に応じた所定の距離間隔で配置される。リーダライタ４２Ｄ，４２Ｅは、ベルトコンベア上を所定の間隔で順番に流れてくるタグ１をそれぞれ交互（１つおき）に処理（タグ認識、書き込み／読み出し）する。
具体的には、リーダライタ４２Ｄとリーダライタ４２Ｅをベルトコンベアに沿って配置させ、リーダライタ４２Ｄの制御部１９はアンテナ２Ｄには通信範囲２１ＤでタグＡ系のタグ（タグＡ１，Ａ２，Ａ３・・・Ａｘ（ｘは自然数））のみを処理させ、リーダライタ４２Ｅの制御部１９はアンテナ２Ｅには通信範囲２１ＥでタグＢ系のタグ（タグＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・Ｂｘのみを処理させるようにする。
通信範囲２１Ｄには、同時に複数のＡ系のタグ１が移動してこないよう、タグ１の移動速度、タグ１間の距離、通信範囲２１Ｄの範囲（距離）等を設定しておく。また、通信範囲２１Ｅには、同時に複数のＢ系のタグ１が移動してこないよう、タグ１の移動速度、タグ１間の距離、通信範囲２１Ｅの範囲等を設定しておく。
リーダライタ４２Ｄには、所定の時間間隔で通信範囲２１Ｄに侵入してくるタグ１（Ａ系）のみを処理し、所定の時間間隔で通信範囲２１Ｄに侵入してくるタグ１（Ｂ系）を無視するよう設定しておく。ここでの時間間隔は、タグ１の移動速度、タグ１間の距離、通信範囲２１Ｄの範囲に基づいて設定される。
また、リーダライタ４２Ｅには、所定の時間間隔で通信範囲２１Ｅに侵入してくるタグ１（Ｂ系）のみを処理し、所定の時間間隔で通信範囲２１Ｅに侵入してくるタグ１（Ａ系）を無視するよう設定しておく。ここでの時間間隔は、タグ１の移動速度、タグ１間の距離、通信範囲２１Ｅの範囲に基づいて設定される。
図２６は、各リーダライタが処理するタグを説明するための説明図である。図２６に示すように、リーダライタ４２Ｄは時間Ｔ０でタグＡ１を処理した後、タグＢ１を無視して時間Ｔ２でタグＡ２を処理する。リーダライタ４２Ｄは、時間Ｔ１においてタグＡ１の処理を続けていてもよい。また、リーダライタ４２ＤはタグＡ２を処理した後、タグＢ２を無視して時間Ｔ４でタグＡ３を処理する。リーダライタ４２Ｄは、時間Ｔ３においてタグＡ２の処理を続けていてもよい。
リーダライタ４２Ｅは、時間Ｔ０より前の処理において、タグＡ１，Ａ２を無視してタグＢ１，Ｂ２の処理を行う（図示せず）。リーダライタ４２Ｅは時間Ｔ０でタグＢ３を処理した後、タグＡ４を無視して時間Ｔ２でタグＢ４を処理する。リーダライタ４２Ｅは、時間Ｔ１においてタグＢ３の処理を続けていてもよい。また、リーダライタ４２ＥはタグＢ４を処理した後、タグＡ５を無視して時間Ｔ４でタグＢ５を処理する。リーダライタ４２Ｅは、時間Ｔ２においてタグＢ４の処理を続けていてもよい。この後、リーダライタ４２Ｄは、リーダライタ４２Ｅが無視したタグＡ４，Ａ５を処理する。
これにより、各リーダライタ４２Ｄ，４２Ｅが各タグ１の処理に費やすことができる時間は、リーダライタが１つの時に比べて２倍となる。このことは、タグ１に対する処理時間が増えるためタグ１の移動の高速化が可能になることを意味している。
なお、本実施例４ではＲＦＩＤシステムがリーダライタ４２Ｄ，４２Ｅを２つ備える構成としているが、ＲＦＩＤシステムはリーダライタを３つ以上で構成してもよい。これにより、ＲＦＩＤシステムがリーダライタ４２Ｄ，４２Ｅを２つ備える構成の場合よりもリーダライタの処理分散化が可能となり、タグ１の移動（ベルトコンベア）の高速化が可能となる。なお、リーダライタ４２Ｄ，４２Ｅは、タグ１への書き込み／読み出し処理だけを行ってもよいし、タグ１のタグ認識処理とタグ１への書き込み／読み出し処理の両方を行ってもよい。
このように、ＲＦＩＤシステムが複数のリーダライタ４２Ｄ，４２Ｅを備えているため、複数のタグ１の書き込み／読み出し処理を複数のリーダライタ４２Ｄ，４２Ｅで分散することが可能となる。
このように実施例５によれば、複数のタグ１を複数のリーダライタ４２Ｄ，４２Ｅで分散して処理することが可能となり、タグ１に対する処理の負荷分散を行なうことが可能となる。したがって、ＲＦＩＤシステムにおいてタグ１の移動を高速化することが可能となる。
なお、ＲＦＩＤシステムとしては、実施例１から実施例５に示したＲＦＩＤシステムに限られず、実施例１から実施例５に示したＲＦＩＤシステムを２つ以上組み合せた構成のＲＦＩＤシステムによってタグ認識処理やタグへの書き込み／読み出し処理を行なってもよい。
以上のように、本発明にかかるリーダライタおよびＲＦＩＤシステムは、移動する無線タグへの読み取り／書き込み処理に適している。
実施例１に係るＲＦＩＤシステムの概念を説明するための説明図である。 実施例１に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 実施例１に係るリーダライタの構成を示すブロック図である。 各アンテナのデータの送受信を説明するための説明図である。 実施例１に係るアンテナの構成の一例を示す図である。 実施例１に係るＲＦＩＤシステムのタグ認識処理の手順を示すフローチャートである。 タグ認識コマンドのフォーマットの一例を示す図である。 アドレス応答のフォーマットの一例を示す図である。 実施例１に係るＲＦＩＤシステムのタグ書き込み処理の手順を示すフローチャートである。 Ｗｒｉｔｅコマンドのフォーマットの一例を示す図である。 書き込み応答のフォーマットの一例を示す図である。 各アンテナが送受信する通信データを説明するための説明図である。 実施例２に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 実施例２に係るリーダライタの構成を示すブロック図である。 実施例２に係るＲＦＩＤシステムのタグ認識処理の手順を示すフローチャートである。 実施例３に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 タグ移動順序の認識処理を行なうリーダライタの構成を示すブロック図である。 タグへの書き込み／読み出し処理を行なうリーダライタの構成を示すブロック図である。 実施例３に係るタグ移動順序の認識処理の手順を示すフローチャートである。 実施例３に係るタグ管理情報の変化を説明するための説明図である。 実施例３に係るタグへの書き込み／読み出し処理の手順を示すフローチャートである。 ビーム幅を変更したＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 実施例４に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 実施例４に係るタグ移動順序の認識処理の手順を示すフローチャートである。 実施例５に係るＲＦＩＤシステムのシステム構成を示す図である。 各リーダライタが処理するタグを説明するための説明図である。 従来のＲＦＩＤシステムを説明するための説明図である。
符号の説明
１，Ａ１〜Ａｘ，Ｂ１〜Ｂｘ タグ
２Ａ〜２Ｅ，２Ｐ，２Ｒ，２Ｗ〜２Ｚ，９４ アンテナ
５ ＰＣ
１０，３０，４１，４２Ａ〜４２Ｅ，９３ リーダライタ
１１ ＭＰＵ
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 信号分配合成部
１９ 制御部
２０ 通信可能エリア
２１Ａ〜２１Ｅ，２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｘ〜２１Ｚ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ 通信範囲
３１ 回転制御部
４５ 順番管理部
４７ 通信管理部
５０ 移動対象
５１ 移動経路
９０ タグ管理情報
９１ 出現タグ管理テーブル
９２Ａ〜９２Ｃ 順序管理テーブル
１４０ ＬＰＦ
Ｈ１〜Ｈ３ ハイブリッド

Claims (7)

  1. 無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタにおいて、
    各アンテナの通信範囲が前記無線タグの所定の移動経路に沿って連続するよう配置される複数のアンテナと、
    前記無線タグへ送信する信号を前記複数のアンテナに分配するとともに、前記複数のアンテナが前記無線タグから受信した信号を合成する信号処理部と、
    を備えることを特徴とするリーダライタ。
  2. アンテナを介して無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタにおいて、
    前記アンテナの通信範囲が前記無線タグの移動位置に追従するよう前記アンテナの向く方向を制御する方向制御部を備えることを特徴とするリーダライタ。
  3. 無線タグから該無線タグの識別情報を受信し、前記識別情報に基づいて前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記無線タグから前記識別情報を受信するとともに、前記識別情報に基づいて前記無線タグの移動の順番に関する順序情報を生成する順序情報生成部を備える第１のリーダライタと、
    前記順序情報生成部からの順序情報に基づいて、前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なう通信部を備える第２のリーダライタと、
    を備えることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
  4. 前記順序情報生成部は、前記第１のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲内から通信範囲外に、あるいは通信範囲外から通信範囲内に移動していく無線タグの順番に基づいて前記順序情報を生成することを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤシステム。
  5. 前記第１のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲を、前記第２のリーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲よりも狭く設定することを特徴とする請求項３または４に記載のＲＦＩＤシステム。
  6. 前記第２のリーダライタは複数からなり、
    前記第１のリーダライタが備える前記順序情報生成部は、複数からなる前記第２のリーダライタ毎に前記第２のリーダライタに対応した前記順序情報を生成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
  7. 無線タグから該無線タグの識別情報を受信し、前記識別情報に基づいて前記無線タグに情報の書き込みおよび読み出しを行なうリーダライタを複数有するＲＦＩＤシステムにおいて、
    前記各リーダライタが複数の前記無線タグに対し分散して情報の書き込みおよび読み出しを行なえるよう、前記各リーダライタを前記無線タグの移動速度、前記無線タグ間の距離および前記各リーダライタが前記無線タグと通信を行う通信範囲に応じた間隔で配置することを特徴とするＲＦＩＤシステム。
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