專利名稱：讀/寫器與rfid系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對可移動無線標(biāo)簽的讀/寫處理。
背景技術(shù)：
近年來，一種稱為RFID(射頻識別)的技術(shù)引起了社會的廣泛關(guān)注，并且RFID系統(tǒng)的應(yīng)用也正在普及。例如，可以將RFID標(biāo)簽附著在商品上，通過從這些標(biāo)簽讀取信息或者向這些標(biāo)簽寫入信息，可以對商品進(jìn)行管理。
RFID在很多領(lǐng)域中得到了使用，例如制造業(yè)、物流配送、娛樂業(yè)、租賃業(yè)。此外，對于RFID系統(tǒng)在移動對象上的使用也具有很大的需求。例如，將RFID系統(tǒng)應(yīng)用于制造工廠以及物流部門，來管理在帶式傳送器上傳送的產(chǎn)品或生產(chǎn)材料；或者將其應(yīng)用于機場中來管理行李。此外，RFID系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于管理諸如行人的緩慢移動對象以及諸如自行車、汽車、火車的快速移動對象。
然而，與附著于靜止對象的標(biāo)簽相比，對附著于移動對象的標(biāo)簽進(jìn)行的讀寫是非常困難的。
對于靜止標(biāo)簽，可以用每秒幾條信息乃至100條信息的速度來讀取標(biāo)簽內(nèi)的信息。但對移動標(biāo)簽，當(dāng)經(jīng)過了預(yù)定時間之后，標(biāo)簽會從可讀取區(qū)域中消失(即移動到不可讀位置)。換句話說，標(biāo)簽的移動速度越高，讀取時間就越短，而對標(biāo)簽的讀/寫處理也就越是困難。
圖27是常規(guī)RFID系統(tǒng)的示意圖。在這個系統(tǒng)中，利用傳送帶97沿箭頭所示方向以速度S來傳送待監(jiān)測的移動對象90。標(biāo)簽95附著于移動對象90。將諸如移動對象90的物品名稱、序列號等信息寫入標(biāo)簽95中。讀/寫器93從標(biāo)簽95讀取信息或者將信息寫入標(biāo)簽95，以監(jiān)測移動對象90。準(zhǔn)確地說，讀/寫器93借助于天線94從移動標(biāo)簽95接收信息，或者將信息發(fā)送給移動標(biāo)簽95。
讀/寫器93必須在處于可通信范圍(L)期間進(jìn)行從標(biāo)簽95讀取信息或者對其寫入信息的操作，所述可通信范圍即為讀/寫器93的天線94能夠從標(biāo)簽95接收或者向其發(fā)送無線電波的區(qū)域。
例如，如果標(biāo)簽95以3m/s的速度移動并且通信范圍是1米，那么讀/寫器93必須在大約333毫秒以內(nèi)執(zhí)行從標(biāo)簽95讀取信息或者對其寫入信息的操作。
如果帶式傳送器97的速度被加倍到6m/s，那么為了提高生產(chǎn)線的工作效率，讀/寫器93從標(biāo)簽95讀取信息或者對其寫入信息的時間(下文中將其稱為“可通信期間”)將會縮短成大約167毫秒。如果要從標(biāo)簽95讀取或者對其寫入更多的信息，則需要更長的可通信期間。而為了延長可通信期間，則必須降低標(biāo)簽的傳送速度。然而，傳送速度越低也意味著生產(chǎn)線效率越低。
可以如下表示可通信期間可通信期間＝L(米)/S(米/秒) (1)換句話說，標(biāo)簽讀取時間與標(biāo)簽與讀取設(shè)備之間的距離(即讀取設(shè)備的天線范圍)成正比；并且與標(biāo)簽的速度(即標(biāo)簽通過讀取設(shè)備天線范圍的速度)成反比。
一種增大可通信期間的方法是使用范圍更長的天線。然而，對來自天線的波束輸出而言，由于其電磁場場強通常反比于其與標(biāo)簽之間距離的平方，因此延長標(biāo)簽與天線之間的距離將對在與天線相垂直的方向上的通信距離產(chǎn)生不利的影響。
另一種方法是使用在水平方向上具有更寬的天線指向性(例如60度角)的天線。然而，在這種方法中同樣存在很多缺陷，例如垂直方向上的通信距離下降，此外，由于天線變大，因此讀取設(shè)備也會變得更加昂貴。這些缺陷在只具有小型天線和極小電力輸出的標(biāo)簽上將會構(gòu)成問題。
如果在可通信范圍中存在一個以上的標(biāo)簽，則通信將變得困難。其中一種在可通信范圍中識別標(biāo)簽的方法是為各個標(biāo)簽指定一個唯一地址。一種用于識別各個標(biāo)簽的方法是沖突判優(yōu)(collision arbitration)方法。通過使用這種防沖突方法，雖然可以識別可讀取區(qū)域內(nèi)的所有標(biāo)簽，但卻不能指定各個標(biāo)簽的位置。換言之，不能確定在已識別的標(biāo)簽中哪些標(biāo)簽處于帶式傳送器的上游而哪些標(biāo)簽處于下游。
此外，在使用防沖突方法從可讀取范圍內(nèi)識別出多個標(biāo)簽時，會存在所識別的標(biāo)簽的順序與標(biāo)簽的實際順序不相一致的情況。因此，當(dāng)識別出存在多個移動標(biāo)簽之后，在以隨機順序?qū)Ω鱾€標(biāo)簽進(jìn)行讀取(或?qū)懭?的時候，這些標(biāo)簽會在被讀取(或?qū)懭?的同時移出通信范圍。由于存在這個問題，因此現(xiàn)在正在開發(fā)一種能夠有效讀取多個標(biāo)簽內(nèi)的信息并且結(jié)構(gòu)簡單的RFID系統(tǒng)。
在日本特開2002-37425號公報中公開了一種送貨系統(tǒng)，其使用記錄在該RFID中的信息來管理在貨物上設(shè)置RFID，貨物在搬運箱中的存儲、搬運箱的搬運以及貨物的遞傳。在這些搬運箱中具有天線，并且在利用隔板圍繞貨物的空間中存儲和運輸這些搬運箱，此外這些搬運箱還處于各房間的分區(qū)中。另外，設(shè)置在各個房間的分區(qū)中的天線是多個小型天線，將這些天線以直列式或并列式連接，以使無線電場強度均衡。
此外，在日本特開2000-252855號公報中公開了一種應(yīng)答器(transponder)訪問方法，所述方法使用具有預(yù)定頻率(處于中頻段或中頻段以下)的電磁波作為從應(yīng)答器讀取器到多個應(yīng)答器的詢問信號，所述多個應(yīng)答器針對所接收的電磁波發(fā)送響應(yīng)信號。將所述多個應(yīng)答器分別接收詢問信號的時間之間的間隔隨機地設(shè)定在預(yù)定的分發(fā)時間之內(nèi)。在應(yīng)答器讀取器傳送過一次詢問信號之后，使用了至少上述分發(fā)時間與發(fā)送響應(yīng)信號所需時間的總和來保持可接受狀況并接收響應(yīng)信號。此外，將應(yīng)答器讀取器排列在互不相同的位置上并且具有兩個或更多個發(fā)送/接收天線，并且對發(fā)送/接收天線的順序進(jìn)行了切換，從而進(jìn)行對詢問信號的發(fā)送以及對響應(yīng)信號的接收。
上述第一種常規(guī)技術(shù)具有處于各個房間的分區(qū)中的多個天線，將各天線以直列式或并列式連接，以使無線電場強度均衡。然而，在這些標(biāo)簽與天線之間的可允許通信范圍卻無法擴大。由于存在這一限制，因此同樣無法延長這些標(biāo)簽與天線之間的可允許通信時間，從而存在無法高速移動標(biāo)簽的問題。另外，由于無法識別移動標(biāo)簽的順序，因此會存在如下的問題，即為了使讀取設(shè)備和標(biāo)簽?zāi)軌蜻M(jìn)行通信，必須將標(biāo)簽的速度設(shè)定得較低。
另一方面，上述第二種常規(guī)技術(shù)由于切換兩個或更多處于不同位置的發(fā)送/接收天線的順序而導(dǎo)致降低了來自多個應(yīng)答器的響應(yīng)信號相交疊的可能性。但卻無法擴大標(biāo)簽與天線之間的通信范圍。這是因為不能延長標(biāo)簽與天線之間的可允許通信時間的限制，由此導(dǎo)致無法高速移動標(biāo)簽的問題。此外，在與多個標(biāo)簽進(jìn)行通信時，不能識別出移動標(biāo)簽的順序。由此存在的問題是根據(jù)讀取設(shè)備與標(biāo)簽之間的可允許通信時間必須將標(biāo)簽的速度設(shè)定得較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是至少解決常規(guī)技術(shù)中的上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于移動無線標(biāo)簽的讀/寫器包括多個天線，所述多個天線從無線標(biāo)簽接收讀取信號，并且向無線標(biāo)簽發(fā)送寫入信號，其中各個天線具有一通信范圍，并且所述多個天線被定位為如下形式，沿著無線標(biāo)簽移動的路線，所述多個天線中的任何一個的通信范圍與相鄰天線的通信范圍相交疊；以及，信號處理單元，其將寫入信號分成多個分立的寫入信號，各個分立的寫入信號與各個所述天線相對應(yīng)，并且將通過所述多個天線接收的讀取信號組合成一組合讀取信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于移動無線標(biāo)簽的讀/寫器包括天線，其從無線標(biāo)簽接收讀取信號，并且向無線標(biāo)簽發(fā)送寫入信號，其中所述天線具有一通信范圍；以及，控制單元，其以使無線標(biāo)簽處于所述通信范圍內(nèi)的方式來控制天線的指向。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用于多個移動無線標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)包括第一讀/寫器，其包括順序信息生成單元，該順序信息生成單元從各個無線標(biāo)簽接收識別信息，并且根據(jù)該識別信息來生成表示無線標(biāo)簽移動順序的順序信息；以及，第二讀/寫器，其包括通信單元，該通信單元根據(jù)所述順序信息從無線標(biāo)簽讀取信息，并且將信息寫入無線標(biāo)簽。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，用于多個移動無線標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)包括多個讀/寫器，所述多個讀/寫器從多個無線標(biāo)簽接收無線標(biāo)簽識別信息，并且根據(jù)該識別信息來向無線標(biāo)簽寫入信息并且從無線標(biāo)簽中讀取信息，所述多個讀/寫器被定位為其間具有一間距，其中根據(jù)無線標(biāo)簽的移動速度、相鄰無線標(biāo)簽之間的距離以及各個讀/寫器的通信范圍來計算所述間距。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點在以下本發(fā)明的詳細(xì)說明中得到具體闡述，通過結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀，將使這些目的、特征和優(yōu)點變得明確。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的RFID系統(tǒng)的說明圖；圖2是根據(jù)第一實施例的RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是根據(jù)第一實施例的讀/寫器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是由各個天線執(zhí)行的發(fā)送和接收的說明圖；圖5是根據(jù)第一實施例的天線的示例圖；圖6是在根據(jù)第一實施例的RFID系統(tǒng)中的用于標(biāo)簽識別的處理的流程圖；圖7是表示標(biāo)簽識別命令的格式的示例圖；圖8是表示地址響應(yīng)的格式的示例圖；圖9是表示根據(jù)第一實施例在RFID系統(tǒng)的標(biāo)簽上執(zhí)行的寫入處理的步驟的流程圖；圖10是表示寫入命令的格式的示例圖；圖11是表示針對寫入命令的響應(yīng)的格式的示例圖；圖12是通過各個天線發(fā)送和接收的通信數(shù)據(jù)的示例圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖14是根據(jù)第二實施例的讀/寫器的結(jié)構(gòu)框圖；圖15是根據(jù)第二實施例在RFID系統(tǒng)中進(jìn)行的標(biāo)簽識別處理的流程圖；
圖16是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的讀/寫器的結(jié)構(gòu)圖；圖17是對標(biāo)簽移動的順序進(jìn)行識別的讀/寫器的框圖；圖18是對標(biāo)簽執(zhí)行讀/寫的讀/寫器的結(jié)構(gòu)框圖；圖19是根據(jù)第三實施例用于識別標(biāo)簽移動順序的程序的流程圖；圖20是表示根據(jù)第三實施例的標(biāo)簽管理信息的改變的說明圖；圖21是表示根據(jù)第三實施例對標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫的程序的流程圖；圖22是改變了波束寬度的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖24是根據(jù)第四實施例用于識別移動標(biāo)簽的順序的程序的流程圖；圖25是根據(jù)第五實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖26是用于說明由各個讀/寫器處理的標(biāo)簽的表；以及圖27是常規(guī)RFID系統(tǒng)的說明圖。
具體實施例方式
以下參照附圖來說明本發(fā)明的示例性實施例。應(yīng)該注意本發(fā)明并不局限于這些實施例。
圖1是用于說明根據(jù)本發(fā)明的RFID系統(tǒng)的概念的示意圖。RFID系統(tǒng)包括無線標(biāo)簽1、多個天線(盡管在該圖中僅示出了兩個天線2X和2Y)、讀/寫器10以及諸如個人計算機(PC)5的數(shù)據(jù)處理單元。
標(biāo)簽1附著于移動對象50。移動對象50是在傳送帶上傳送的物體。因此，移動對象50可以是在生產(chǎn)線上制造的物品，或者是借助傳送帶分發(fā)的物品。此外，移動對象還可以是機場中的空運行李。
讀/寫器10通過天線2X和2Y從標(biāo)簽1讀取信息或者將信息寫入標(biāo)簽1。將天線2X和2Y設(shè)置在沿移動對象50的移動路線51的預(yù)定位置上。將天線2X和2Y分別設(shè)置在不同的位置上，并且使二者可以在一預(yù)定區(qū)域(通信范圍21X，21Y)內(nèi)與標(biāo)簽1進(jìn)行通信。此外，天線2X的通信范圍21X與天線2Y的通信范圍21Y是部分交疊的，使得天線2X和2Y可以同時與同一個標(biāo)簽1進(jìn)行通信。換句話說，標(biāo)簽1可以在天線2X的通信范圍21X和2Y的通信范圍21Y內(nèi)分別與讀/寫器10進(jìn)行通信。
天線2X和2Y發(fā)送地址請求信號。移動對象50沿箭頭方向從右向左移動。當(dāng)標(biāo)簽1進(jìn)入天線2X的通信范圍21X時，響應(yīng)于來自天線2X的地址請求信號，標(biāo)簽1將其地址發(fā)送給天線2X。由于標(biāo)簽1處于天線2X的通信范圍21X內(nèi)，因此僅由天線2X從標(biāo)簽1接收地址。
當(dāng)移動對象50在天線2X和2Y的通信范圍21X和21Y中移動時，標(biāo)簽1從天線2X和2Y接收地址請求，并且將其地址發(fā)送給這兩個天線2X和2Y。當(dāng)移動對象50只在天線2Y的通信范圍21Y內(nèi)移動時，則標(biāo)簽1從天線2Y接收地址請求，并且將其地址發(fā)送給天線2Y。換句話說，根據(jù)標(biāo)簽1的位置，標(biāo)簽1可以僅從天線2X或2Y接收地址請求信號，也可以同時從天線2X和2Y接收地址請求信號。
當(dāng)標(biāo)簽1從天線2X或2Y接收到地址請求時，標(biāo)簽1發(fā)送針對該地址請求的響應(yīng)(響應(yīng)信息的發(fā)送)。標(biāo)簽1將響應(yīng)信息(地址響應(yīng)和寫入響應(yīng)，稍后將說明)發(fā)送給2X和/或2Y。
當(dāng)標(biāo)簽1處在天線2X的通信范圍21X內(nèi)的某一位置時，如果標(biāo)簽1可以將所有的響應(yīng)信息發(fā)送給天線2X，則天線2X可以從標(biāo)簽1接收所有的響應(yīng)信息。此外，當(dāng)標(biāo)簽1處在天線2Y的通信范圍21Y內(nèi)的某一位置時，如果標(biāo)簽1可以將所有的響應(yīng)信息發(fā)送給天線2Y，則天線2Y可以從標(biāo)簽1接收所有的響應(yīng)信息。
在天線2X從標(biāo)簽1接收響應(yīng)信息的時候，如果標(biāo)簽1移出天線2X的通信范圍21X并且進(jìn)入天線2Y的通信范圍21Y，那么天線2Y會接收到來自標(biāo)簽1的地址響應(yīng)。換句話說，根據(jù)標(biāo)簽1的位置，天線2X和2Y都可以接收響應(yīng)信息。例如，如果響應(yīng)信息具有12個字節(jié)，那么天線2X從標(biāo)簽1接收到具有6個字節(jié)的數(shù)據(jù)，而天線2Y接收到另外的6個字節(jié)的數(shù)據(jù)。
此后，讀/寫器10通過天線2X和2Y接收響應(yīng)信息，并且將接收到的響應(yīng)信號發(fā)送給PC 5。在必要時，PC 5會對響應(yīng)信息等信息進(jìn)行控制。此外，讀/寫器10通過天線2X和2Y對標(biāo)簽1執(zhí)行預(yù)定的寫入和/或讀取操作。并且這個預(yù)定的讀/寫操作也是由與用于地址請求和響應(yīng)信息的同一程序執(zhí)行的。
以下將對根據(jù)第一實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖2是表示根據(jù)第一實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖示。RFID系統(tǒng)包括PC 5、讀/寫器10、天線2X、2Y和天線2Z以及附著于移動對象50的標(biāo)簽1。
PC5經(jīng)由LAN(局域網(wǎng))或類似網(wǎng)絡(luò)與讀/寫器10相連，讀/寫器10對發(fā)送給標(biāo)簽1的信息以及從標(biāo)簽1接收的信息進(jìn)行控制。移動對象50是由RFID系統(tǒng)監(jiān)測的產(chǎn)品或類似物品，并且移動對象50沿著移動路線51移動其位置。標(biāo)簽1附著于移動對象50并且存儲有關(guān)于物體50的信息。由讀/寫器10對標(biāo)簽1進(jìn)行讀取或?qū)懭?，以獲取各種類型的信息。標(biāo)簽1從讀/寫器10所發(fā)送的接收無線電波中產(chǎn)生電功率，并且將預(yù)定的響應(yīng)信息回送給讀/寫器10(無源標(biāo)簽)。
天線2X到2Z將來自讀/寫器10的信息發(fā)送給標(biāo)簽1，并且將來自標(biāo)簽1的信息接收到讀/寫器10。天線2X在通信范圍21X內(nèi)發(fā)送來自標(biāo)簽1的信息并且接收送至標(biāo)簽1的信息，天線2Y在通信范圍21Y內(nèi)發(fā)送來自標(biāo)簽1的信息并且接收送至標(biāo)簽1的信息，而天線2Z在通信范圍21Z內(nèi)發(fā)送來自標(biāo)簽1的信息并且接收送至標(biāo)簽1的信息。通信范圍21X至21Z共同構(gòu)成了可通信區(qū)域20，在該通信區(qū)域20內(nèi)，讀/寫器10可以將信息發(fā)送給標(biāo)簽1并且從標(biāo)簽1接收信息。
讀/寫器10使用RFID系統(tǒng)將不同的信息寫入標(biāo)簽1，并且通過RFID系統(tǒng)從標(biāo)簽1中讀取不同的信息。讀/寫器10在通信區(qū)域20內(nèi)向標(biāo)簽1發(fā)送信息并且從標(biāo)簽1接收信息。
在這里，雖然對讀/寫器10以及天線2X至2Z是分立單元的情況進(jìn)行了說明，但是將天線2X至2Z裝配到讀/寫器10中也是可以接受的。同樣，雖然將讀/寫器10以及PC 5表示成分立單元，但是將讀/寫器10裝配到PC5中也是可以接受的。
圖3是根據(jù)第一實施例的讀/寫器的框圖。讀/寫器10包括微處理器(MPU)11、發(fā)送單元12、接收單元13、信號分割/組合單元(信號處理單元)14、天線2X至2Z以及控制單元19。
MPU 11是非常小型的計算設(shè)備，用于對通過天線2X至2Z從標(biāo)簽1中讀取的信息和寫入標(biāo)簽1的信息進(jìn)行控制，并且根據(jù)來自PC 5的命令信息將預(yù)定命令信息發(fā)送給控制單元19。
發(fā)送單元12根據(jù)來自控制單元19的命令信息，通過RFID發(fā)送待寫入標(biāo)簽1的預(yù)定信息(命令)(通信數(shù)據(jù))。接收單元13通過RFID從標(biāo)簽1接收預(yù)定信息。
信號分割/組合單元14對從發(fā)送單元12發(fā)送到各個天線2X至2Z的預(yù)定信息(信號)進(jìn)行分割。此外，信號分割/組合單元14還對通過天線2X至2Z接收的預(yù)定信息進(jìn)行組合(以便形成混合信號)，并且將其發(fā)送到接收單元13。天線2X至2Z分別將信息發(fā)送給標(biāo)簽1并且從標(biāo)簽1接收信息?？刂茊卧?9根據(jù)來自MPU 11的命令信息來控制發(fā)送單元12、接收單元13、信號分割/組合單元14以及天線2X至2Z。
圖4是說明各個天線2X至2Z所執(zhí)行的發(fā)送和接收處理的說明圖。在讀/寫器10的MPU 11中對從PC 5發(fā)布(發(fā)送)到控制單元19的命令進(jìn)行分析，其后，將該命令作為RF(射頻)信號從發(fā)送單元12輸出。
通過信號分割/組合單元14將這個RF信號分割并且發(fā)送到各個天線2X至2Z，并且從這些天線2X至2Z中的每一個分別發(fā)送相同的RF信號。這些天線2X至2Z被定位為使得這些波束相對應(yīng)于標(biāo)簽1的移動方向以連續(xù)的方式相交疊而在波束間不存在間隙。通過這種方式，在移動對象50移動時，在這三個天線2X至2Z的波束(信號)的范圍以內(nèi)(即通信范圍21X至21Z以內(nèi))移動的標(biāo)簽1可以在不出現(xiàn)任何中斷或間隙的情況下接收同一RF信號。此外，這三個天線2X至2Z可以從正在通信范圍21X至21Z內(nèi)移動的標(biāo)簽1不間斷地接收相同的RF信號。
圖5是對根據(jù)第一實施例的天線所執(zhí)行的發(fā)送和接收進(jìn)行說明的示意圖。出于說明目的，使用了四個天線2W至2Z。信號分割/組合單元14具有低通濾波器(LPF)140以及三個混合分割/組合單元(在下文中將其稱為“混合器(hybrid)”)H1至H3。
LPF 140與發(fā)送單元12、接收單元13以及混合器H1相連。此外，混合器H1還與其他混合器H2和H3相連，混合器H2還與兩個天線2W和2X相連，而混合器H3與兩個天線2Y以及2Z相連。
從發(fā)送單元12發(fā)送(輸入)的RF信號經(jīng)由LPF 140發(fā)送到混合器H1?；旌掀鱄1將接收到的RF信號分成兩個相同的RF信號，并且分別將其中一個信號發(fā)送到混合器H2和H3。此外，混合器H2還將接收到的RF信號分成兩個相同的RF信號，并且將分割的信號發(fā)送到天線2W和2X。同樣，混合器H3將接收到的RF信號分成兩個RF信號，并且分別將其中一個信號發(fā)送到天線2Y和2Z。
由天線2W和2X接收的信號是由混合器H2所執(zhí)行的OR操作來進(jìn)行處理的，并且將其作為一個RF信號發(fā)送到混合器H1，而由天線2Y和2Z接收的信號則是由混合器H3所執(zhí)行的OR操作來進(jìn)行處理的，并且將其作為一個RF信號發(fā)送到混合器H1。
由混合器H2和H3接收的信號是由混合器H1所執(zhí)行的OR操作來進(jìn)行處理的，并且將其作為一個RF信號發(fā)送到LPF 140；LPF 140轉(zhuǎn)而將這個RF信號發(fā)送到接收單元13。借助于這個操作，只要標(biāo)簽1處于四個天線波束的范圍以內(nèi)(通信范圍以內(nèi))，則讀/寫器10可以接收來自移動標(biāo)簽1的響應(yīng)信號。
接下來將對RFID系統(tǒng)執(zhí)行的處理進(jìn)行說明。在這里，作為由RFID系統(tǒng)執(zhí)行的處理的一個示例，首先對以下情況進(jìn)行說明執(zhí)行相對于移動標(biāo)簽1的標(biāo)簽識別處理(獲取標(biāo)簽1的地址)，隨后執(zhí)行針對標(biāo)簽1的寫入(標(biāo)簽寫入處理)。圖6是在根據(jù)第一實施例的RFID系統(tǒng)中的用于識別各個標(biāo)簽的處理過程的流程圖。
首先，PC 5向讀/寫器10發(fā)布“標(biāo)簽識別請求”，作為用于識別標(biāo)簽1的命令信息(步驟S100)。讀/寫器10的MPU 11則對來自PC 5的“標(biāo)簽識別請求”的內(nèi)容進(jìn)行分析(步驟S110)，并且轉(zhuǎn)而向控制單元19發(fā)布“標(biāo)簽識別請求”命令(步驟S120)。
控制單元19命令發(fā)送單元12通過無線電廣播(the air)發(fā)送作為“標(biāo)簽識別命令”的一連串位列，以此作為用于獲取標(biāo)簽1的地址的命令。通過信號分割/組合單元14以及天線2X至2Z將“標(biāo)簽識別命令”發(fā)送到通信范圍21X至21Z(可允許通信區(qū)域20)(步驟S130)。當(dāng)標(biāo)簽1接收到來自讀/寫器10的“標(biāo)簽識別命令”時，它發(fā)送“地址響應(yīng)”作為響應(yīng)信號。
圖7示出了“標(biāo)簽識別命令”的格式的一個示例；圖8示出了“地址響應(yīng)”的格式實例的一個示例。如圖7所述，標(biāo)簽識別命令由多個字段構(gòu)成，其中包括“前同步碼(preamble)”、“定界符”、“命令”、“地址”、“掩碼”、“數(shù)據(jù)”以及“CRC”(循環(huán)冗余校驗)字段。
“前同步碼”是用于在標(biāo)簽1側(cè)執(zhí)行同步的字段，它表示預(yù)定的固定模式。“定界符”是用于決定標(biāo)簽1與讀/寫器10之間的傳輸模式(通信速度等等)的參數(shù)。
“命令”是表示對標(biāo)簽1的識別處理(地址獲取)的命令碼；而“地址”則是指示用于標(biāo)簽1的群識別的比較信息的頭地址(head adress)的字段?；凇暗刂贰弊侄涡畔?8字節(jié))與“數(shù)據(jù)”字段信息(8字節(jié))之間的比較結(jié)果，可以選擇是否允許標(biāo)簽1進(jìn)行響應(yīng)。
“掩碼”是在執(zhí)行標(biāo)簽1的群識別時進(jìn)行比較的掩碼。例如，如果掩碼字段的值是“0”，那么需要對所有標(biāo)簽進(jìn)行群識別?！皵?shù)據(jù)”是在執(zhí)行標(biāo)簽1的群識別時指示比較信息的字段。基于“數(shù)據(jù)字段”的8字節(jié)信息與上述“地址”字段的8字節(jié)信息之間的比較結(jié)果，可以選擇是否讓標(biāo)簽1做出響應(yīng)?！癈RC”字段則是用于傳輸數(shù)據(jù)(標(biāo)簽識別命令)的校驗碼。
對各個字段的大小進(jìn)行調(diào)整，使得“前同步碼”為10比特位，“定界符”為1字節(jié)，“命令”為1字節(jié)，“地址”為1字節(jié)，“掩碼”為1字節(jié)，“數(shù)據(jù)”為8字節(jié)并且“CRC”為2字節(jié)。相應(yīng)地，例如，“標(biāo)簽識別命令”的總體大小約為16字節(jié)。
如圖8所述，“地址響應(yīng)”由多個字段組成，其中包括“前同步碼”字段、“ID”和“CRC”字段。在這里，“前同步碼”是用于在讀/寫器10上執(zhí)行同步的預(yù)定固定模式?！癐D”是用于指示標(biāo)簽1的8字節(jié)固定地址信息的字段。此外，“CRC”是用于校驗響應(yīng)數(shù)據(jù)(地址響應(yīng))的校驗碼。
對各個字段的大小進(jìn)行調(diào)整，使得“前同步碼”為10比特位，“ID”為8字節(jié)，“CRC”為2字節(jié)。相應(yīng)地，“地址響應(yīng)”的總體大小約例如為12字節(jié)?？梢杂美?0千比特/秒的速度來發(fā)送和/或接收“標(biāo)簽識別命令”和“地址響應(yīng)”。MPU 11檢查是否接收到了來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”(是否存在來自標(biāo)簽1的響應(yīng))(步驟S140)。在從讀/寫器10發(fā)送了“標(biāo)簽識別命令”之后，如果標(biāo)簽1已發(fā)送了“地址響應(yīng)”(步驟S140是)，則讀/寫器10通過其接收單元13來接收這個“地址響應(yīng)”(步驟S150)。其中，接收單元13通過天線2X至2Z以及信號分割/組合單元14來接收“地址響應(yīng)”。換句話說，根據(jù)第一實施例，標(biāo)簽1從天線2X至2Z接收“標(biāo)簽識別命令”，并且向同一天線2X至2Z發(fā)送“地址響應(yīng)”。
在讀/寫器10的控制單元19發(fā)送了“標(biāo)簽識別命令”之后，當(dāng)其在預(yù)定時段以內(nèi)接收到來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”時，控制單元19向MPU 11通報現(xiàn)已完成了標(biāo)簽的地址識別(步驟S160)。另一方面，在讀/寫器10的控制單元19發(fā)送了“標(biāo)簽識別命令”之后，如果它沒有在預(yù)定時段以內(nèi)接收到來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”(步驟S140否)，則控制單元19向MPU 11通報沒有檢測到標(biāo)簽1的地址標(biāo)識(步驟S160)。
如果發(fā)現(xiàn)“CRC”異?；蝾愃片F(xiàn)象，亦或是沒有檢測到“地址響應(yīng)”，則MPU 11向控制單元19發(fā)送請求，由此它會再次發(fā)送(重試)關(guān)于“標(biāo)簽識別命令”的發(fā)送請求。
標(biāo)簽1(可訪問對象)是連續(xù)移動的由于具有這種移動，因此應(yīng)該根據(jù)標(biāo)簽1的可允許通信范圍、標(biāo)簽1的速度以及向標(biāo)簽1發(fā)送和/或從其接收的最大數(shù)據(jù)量，在讀/寫器10上預(yù)先設(shè)定是否允許/拒絕由讀/寫器10執(zhí)行的重試發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的選擇或重試發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的可允許次數(shù)。
讀/寫器10的MPU 11檢查發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的重試次數(shù)是否超出預(yù)定次數(shù)，例如10次(步驟S170)。其中，如果MPU 11確定還沒有超出發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的重試次數(shù)(步驟S170否)，則檢查發(fā)送單元12是否接收到“地址響應(yīng)”(步驟S180)。
在這個階段，如果接收單元13接收到來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”，則MPU 11檢查由此接收的“地址響應(yīng)”的相關(guān)性(步驟S190，S200)。例如，來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”的相關(guān)性是通過檢查是否存在CRC錯誤、編碼錯誤、前同步碼錯誤等等而執(zhí)行的。
當(dāng)MPU 11確定“地址響應(yīng)”的內(nèi)容是相關(guān)的(無異常)時(步驟S200是)，MPU 11將接收單元13接收的“地址響應(yīng)”發(fā)送到PC5。另一方面，在沒有檢測到“地址響應(yīng)”時(步驟S180否)，或者在“地址響應(yīng)”的內(nèi)容中檢測到諸如CRC錯誤的異常的時候(步驟S200否)，則MPU 11向控制單元19發(fā)送請求，以便重新發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”(步驟S120)。
當(dāng)控制單元19接收到來自MPU 11的重試發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的請求時，控制單元19會通過重復(fù)步驟S130至S160來執(zhí)行“標(biāo)簽識別命令”的發(fā)送以及“地址響應(yīng)”的接收。
讀/寫器10通過自身的MPU 11來檢查發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的重試次數(shù)是否超出預(yù)先設(shè)定的次數(shù)(步驟S170)。其中，如果重試發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”的重復(fù)次數(shù)超出了預(yù)定的可允許次數(shù)，則MPU 11判定標(biāo)簽1移出了可通信區(qū)域20(出現(xiàn)讀取跳躍)，并且向PC 5通報出現(xiàn)超時(步驟S210)。
PC 5從讀/寫器10接收“地址響應(yīng)”并對“地址響應(yīng)”的內(nèi)容進(jìn)行檢查(步驟S220)。如果PC 5在預(yù)定時間以內(nèi)正確地接收到來自標(biāo)簽1的“地址響應(yīng)”(步驟S230到S250)，則讀/寫器10使用所獲取的標(biāo)簽1的地址來對標(biāo)簽1執(zhí)行信息寫入操作。另一方面，如果在步驟S210中觀察到出現(xiàn)了諸如超時現(xiàn)象的異常狀況，則讀/寫器10判定出現(xiàn)了“處理錯誤”并且不執(zhí)行寫入操作。
圖9是根據(jù)第一實施例通過使用RFID系統(tǒng)對標(biāo)簽進(jìn)行寫入的處理過程的流程圖。采用與標(biāo)簽識別過程相同的方式來執(zhí)行由RFID系統(tǒng)執(zhí)行的標(biāo)簽寫入過程。也就是說，PC 5向讀/寫器10發(fā)布指定標(biāo)簽1的地址的“標(biāo)簽寫入請求”，以作為對標(biāo)簽1執(zhí)行寫入的指令(步驟S300)。
在分析了來自PC 5的“標(biāo)簽寫入請求”的內(nèi)容之后，讀/寫器10的MPU 11向控制單元19發(fā)布將信息寫入標(biāo)簽1的“標(biāo)簽寫入請求”命令(步驟S310)。
控制單元19命令發(fā)送單元12通過無線電廣播發(fā)送作為“寫入命令”的一連串位列，以此作為將信息寫入標(biāo)簽1的命令。通過信號分割/組合單元14以及天線2X至2Z將“標(biāo)簽寫入命令”發(fā)送到通信范圍21X至21Z(可允許通信區(qū)域20)(步驟S330)。
當(dāng)標(biāo)簽1接收到來自讀/寫器10的天線2X至2Z的“寫入命令”時，標(biāo)簽1寫入與“寫入命令”相對應(yīng)的信息，隨后標(biāo)簽1向天線2X至2Z發(fā)送表明完成寫入操作的“寫入響應(yīng)”。
圖10示出了“寫入命令”的格式的一個示例；圖11示出了“寫入響應(yīng)”的格式的一個示例。如圖10所示，“寫入命令”由多個字段構(gòu)成，例如“前同步碼”、“定界符”、“命令”、“ID”、“地址”、“數(shù)據(jù)”以及“CRC”(循環(huán)冗余校驗)字段。
其中，“命令”是表示對標(biāo)簽1的信息寫入處理的命令碼，“地址”是在向標(biāo)簽1中寫入數(shù)據(jù)時指示頭地址的字段。在這里，“數(shù)據(jù)”是寫入到標(biāo)簽1中的寫入數(shù)據(jù)(固定為4個字節(jié))，而“CRC”則是針對于傳輸數(shù)據(jù)(寫入命令)的校驗碼。
對字段的大小進(jìn)行調(diào)整，使得“前同步碼”為10比特位，“定界符”為1字節(jié)，“命令”為1字節(jié)，“地址”為1字節(jié)，“數(shù)據(jù)”為4字節(jié)，以及“CRC”為2字節(jié)。因此，“寫入命令”的總體大小例如約為19字節(jié)。
在這里，“前同步碼”是用于在讀寫器10中執(zhí)行同步的預(yù)定固定模式?！绊憫?yīng)”則表示寫入操作的結(jié)果。在這里，“CRC”是用于響應(yīng)數(shù)據(jù)(寫入響應(yīng))的校驗碼。
例如，如果“前同步碼”是10比特位，則“響應(yīng)”是1字節(jié)，“CRC”是2字節(jié)。也就是說，“寫入響應(yīng)”約為5字節(jié)。例如，以10千比特/秒的速度來發(fā)送和/或接收“寫入命令”和“寫入響應(yīng)”。
MPU11檢查是否接收到來自標(biāo)簽1的“寫入響應(yīng)”(步驟S340)。在從讀/寫器10發(fā)送了“寫入命令”之后，如果標(biāo)簽1發(fā)送“寫入響應(yīng)”(步驟S340是)，則讀/寫器10使用其接收單元13來接收這個“寫入響應(yīng)”(步驟S350)。在這里，接收單元13通過天線2X至2Z以及信號分割/組合單元14來接收“寫入響應(yīng)”。換句話說，根據(jù)第一實施例，標(biāo)簽1從天線2X至2Z接收“寫入命令”，并且向相同天線2X至2Z發(fā)送“寫入響應(yīng)”。
在讀/寫器10的控制單元19發(fā)送了“寫入命令”之后，當(dāng)其在預(yù)定時段以內(nèi)接收到來自標(biāo)簽1的“寫入響應(yīng)”時，控制單元19向MPU 11通報現(xiàn)已完成了對標(biāo)簽1的寫入操作(步驟S360)。另一方面，在發(fā)送了“寫入命令”之后，如果讀/寫器10的控制單元19沒有在預(yù)定時間以內(nèi)接收到來自標(biāo)簽1的“寫入響應(yīng)”(步驟S340否)，則它向MPU 11通報未完成對標(biāo)簽1的寫入操作(步驟S360)。由于隨后根據(jù)與執(zhí)行圖5所示的標(biāo)簽識別的過程相類似的過程來執(zhí)行重試對標(biāo)簽1的寫入操作，因此在這里省去與之相關(guān)的描述。
在這里將對通信數(shù)據(jù)(“標(biāo)簽識別命令”，“地址響應(yīng)”，“寫入命令”以及“寫入響應(yīng))”與在天線2X至2Z與標(biāo)簽1之間進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收所耗費的時間之間的關(guān)系進(jìn)行說明；該說明與步驟S130到S150中執(zhí)行的過程以及在步驟S330到S350中執(zhí)行的過程相對應(yīng)。圖12是由各個天線發(fā)送和接收的通信數(shù)據(jù)的說明圖。在圖12中，橫軸表示從讀/寫器10發(fā)送諸如命令的通信數(shù)據(jù)(“標(biāo)簽識別命令”和“寫入命令”)的時間，并且在時間線上顯示了從標(biāo)簽1發(fā)送的命令(“地址響應(yīng)”和“寫入響應(yīng)”)。應(yīng)該注意在該圖中時間是從左向右前進(jìn)的。
在圖12的下方，根據(jù)時間推移示出了在各個天線2X至2Z上進(jìn)行的傳送/接收的變化。換句話說，天線2X在通信范圍21X內(nèi)進(jìn)行向標(biāo)簽1發(fā)送有效數(shù)據(jù)并且從其接收有效數(shù)據(jù)，天線2Y則在通信范圍21Y內(nèi)進(jìn)行向標(biāo)簽1發(fā)送有效數(shù)據(jù)并且從其接收有效數(shù)據(jù)，而天線2Z則在通信范圍21Z中進(jìn)行向標(biāo)簽1發(fā)送有效數(shù)據(jù)并且從其接收有效數(shù)據(jù)。標(biāo)簽1通過天線2X和2Y的范圍向天線2Z的范圍移動。
在圖6和圖9的流程圖中對來自讀/寫器10的命令流程以及來自標(biāo)簽1的響應(yīng)信息進(jìn)行了說明。首先，從讀/寫器10向標(biāo)簽1發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”，然后，從標(biāo)簽1向讀/寫器10發(fā)送“地址響應(yīng)”。從讀/寫器10向標(biāo)簽1發(fā)送“寫入命令”，而從標(biāo)簽1向讀/寫器10發(fā)送“寫入響應(yīng)”。
標(biāo)簽1連續(xù)地在通信范圍21X中與天線2X進(jìn)行通信，在通信范圍21Y中與天線2Y進(jìn)行通信，并且在通信范圍21Z中與天線2Z進(jìn)行通信。天線2X和通信范圍21X以及天線2Y的21Y是部分交疊的，并且天線2Y的通信范圍21Y與天線2Z的通信范圍21Z也是部分交疊的。換言之，將天線2X至2Z設(shè)置成這樣一種方式各天線的通信范圍21X至21Z沿著標(biāo)簽1的路線51上是連續(xù)的。因此，標(biāo)簽1在21X與21Y相交疊的通信范圍內(nèi)與天線2X和2Y都進(jìn)行通信，而在21Y與21Z相交疊的通信范圍內(nèi)則與天線2Y和2Z都進(jìn)行通信。
借助于這種結(jié)構(gòu)，標(biāo)簽1在可允許通信區(qū)域20內(nèi)與讀/寫器10不間斷地進(jìn)行通信。換言之，即使跨越了多個天線通信范圍來發(fā)送和/或接收一個命令分組(命令序列)，也還會在標(biāo)簽1與讀/寫器10之間連續(xù)地進(jìn)行通信，而與在2X至2Z相互之間從一個到另一個的天線轉(zhuǎn)換以及命令/數(shù)據(jù)分組和序列的定界符無關(guān)。
例如，如果傳送標(biāo)簽1(移動對象50)的帶式傳送器的移動速度是3米/秒，并且這些天線中的一個天線的可允許通信范圍L是1米，那么在天線與標(biāo)簽1之間進(jìn)行通信的可允許時間將是1/3秒(大約333毫秒)。
如果將標(biāo)簽1與讀/寫器10之間的命令或響應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸速度設(shè)定為10千比特/秒(大約1字節(jié)/0.8毫秒)，那么處理各個后續(xù)操作所需要的時間將會如下所示。
(1)在MPU 11中構(gòu)造識別命令所需要的時間大約是0.5毫秒(未示出)。
(2)從發(fā)送單元12向標(biāo)簽1發(fā)送“標(biāo)簽識別命令”(大約16字節(jié))所需要的時間約為13毫秒。
(3)在標(biāo)簽1中執(zhí)行處理所需要的時間約為0.5毫秒(未示出)。
(4)從標(biāo)簽1向讀/寫器10發(fā)送“地址命令”(大約12字節(jié))所需要的時間約為10毫秒。
(5)在MPU 11中執(zhí)行處理所需要的時間約為0.5毫秒(未示出)。
(6)從MPU 11向標(biāo)簽1發(fā)送“寫入命令”(大約19字節(jié))所需要的時間約為16毫秒。
(7)在標(biāo)簽1中執(zhí)行一個處理所需要的時間約為0.5毫秒(未示出)。
(8)從標(biāo)簽1向讀/寫器10發(fā)送“寫入響應(yīng)”(大約5字節(jié))所需要的時間約為4毫秒。
完成所有上述處理所需的時間約為45毫秒，由此在一個天線的可通信范圍內(nèi)可獲得的333毫秒的通信時間是足夠的，此外還可以應(yīng)對通信過程中因為噪聲造成的數(shù)據(jù)破壞而引發(fā)的執(zhí)行重試操作所需時間的增加，并且可以應(yīng)對通信數(shù)據(jù)量的增加。
現(xiàn)在將對把帶式傳送器的速度提升至30米/秒而在RFID系統(tǒng)中實現(xiàn)更好的操作性的情況進(jìn)行說明。在這種情況下，標(biāo)簽1與讀/寫器10之間的可允許通信時間為33.3毫秒，這個時間是333毫秒的1/10。因此，標(biāo)簽1與讀/寫器10之間的可允許通信時間要短于完成一系列處理(1)到(8)所需經(jīng)歷的時間(45毫秒)。
然而，即使在這種情況下，如果RFID系統(tǒng)包括3個位置連續(xù)的天線2X至2Z，那么讀/寫器10將會得到約為100毫秒(＝33.3毫秒×3)的可允許通信時間，這個時間是只布置一個天線的情況的三倍。
與執(zhí)行一系列處理(1)到(8)所需要的時間(45毫秒)相比，這個100毫秒的可允許通信時段是非常充足的，并且該時間足以應(yīng)對出現(xiàn)異常狀態(tài)或是通信數(shù)據(jù)量增大時執(zhí)行一次重試或多次重試的情況。
例如，當(dāng)天線2X開始從讀/寫器10接收“標(biāo)簽識別命令”時。在這種情況下，例如，天線2X從“標(biāo)簽識別命令”接收“前同步碼”。
當(dāng)標(biāo)簽1從通信范圍21X移至通信范圍21X與通信范圍21Y之間的區(qū)域時，由天線2X和2Y二者接收“標(biāo)簽識別命令”。天線2X和2Y從“標(biāo)簽識別命令”中接收“地址”。
當(dāng)標(biāo)簽1從通信范圍21X與通信范圍21Y之間的區(qū)域移至通信范圍21Y時，由天線2Y接收“標(biāo)簽識別命令”。天線2Y從“標(biāo)簽識別命令”中接收“掩碼”到“CRC”字段。
當(dāng)標(biāo)簽1在處于通信范圍21Y期間發(fā)送“地址響應(yīng)”時，天線2Y接收這個“地址響應(yīng)”。在這種情況下，例如，天線2Y將從“地址響應(yīng)”中接收“前同步碼”到“CRC”字段。
當(dāng)在標(biāo)簽1處于通信范圍21Y期間從讀/寫器10發(fā)送“寫入命令”時，通過天線2Y開始接收“寫入命令”。在這種情況下，例如，天線2Y將從“寫入命令”中接收“前同步碼”至“地址”字段。
當(dāng)標(biāo)簽1從通信范圍21Y移至通信范圍21Y與通信范圍21Z之間的區(qū)域時，將由天線2Y和2Z二者來接收“寫入命令”。例如由這兩個天線2Y和2Z來接收“寫入命令”的“數(shù)據(jù)”。
當(dāng)標(biāo)簽1從通信范圍21Y與通信范圍21Z之間的區(qū)域移至通信范圍21Z時，由天線2Z來接收“寫入命令”。在這種情況下，例如，天線2Z從“寫入命令”中接收“CRC”字段。
當(dāng)在標(biāo)簽1處于通信范圍21Z期間從標(biāo)簽1發(fā)送“寫入響應(yīng)”時，“寫入響應(yīng)”會由天線2Z接收。在這種情況下，例如，天線2Z將從“寫入響應(yīng)”中接收從“前同步碼”到“CRC”的所有字段。
通過這種方式，由于讀/寫器10具有多個天線2X至2Z，因此讀/寫器10可以擴展其與標(biāo)簽1進(jìn)行通信的范圍，并且，即使標(biāo)簽1在天線2X至2Z之間的區(qū)域中移動(通信范圍21X到21Z)時，也可以確保通信的連續(xù)性，而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信路線的任何中斷。
應(yīng)該注意的是，第一實施例具有讀/寫器10以及三個天線2X至2Z，但是讀/寫器10也可以具有兩個天線、或是四個乃至更多的天線。
在第一實施例中，標(biāo)簽1是以線性方式在帶式傳送器上移動的，但是標(biāo)簽1的移動并不局限于線性路線。也就是說，如果標(biāo)簽1的路線51包括一條曲線，那么天線2X至2Z同樣是根據(jù)標(biāo)簽1的路線51定位的。在這種情況下，將天線2X至2Z定位為這樣一種方式通信范圍21X至21Z在包含該曲線的路線51上是相交疊的。
此外，雖然對標(biāo)簽1在傳送器平面上的移動進(jìn)行了說明，但是標(biāo)簽1的移動并不局限于平面上的移動。也就是說，即使標(biāo)簽1的路線51包括一條三維路線，天線2Z至2Z也仍是根據(jù)標(biāo)簽1的路線51定位的。在這種情況下，將天線2X至2Z定位為這樣一種方式通信范圍21X至21Z在三維路線上是相交疊的。
如上所述，根據(jù)第一實施例，可允許通信區(qū)域20是通過提供多個天線2X至2Z來擴大的，并且可以確保在可允許通信區(qū)域20內(nèi)的通信路線的連續(xù)性。因此，可以延長在標(biāo)簽1與讀/寫器10之間執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的時間，從而可以在快速移動的標(biāo)簽1與這些天線之間執(zhí)行通信，并且可以確保在標(biāo)簽1與讀/寫器10之間對大量數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收。
此外，根據(jù)第一實施例，可以在不改變傳輸能力的情況下通過設(shè)置多個天線2X至2Z來擴展標(biāo)簽1中所包含信息的讀取空間。這樣，還可以提升移動對象50的速度(并且由此提升帶式傳送器的速度)而不改變讀/寫器10與標(biāo)簽1之間的通信狀況，例如通信速度、通信協(xié)議等等，從而可以有效進(jìn)行由讀/寫器10執(zhí)行的標(biāo)簽識別以及對標(biāo)簽1的讀/寫。
接下來參考圖13至15來描述本發(fā)明的第二實施例。
在這個第二實施例中，通過使讀/寫器10的天線轉(zhuǎn)動或者以相似方式對其進(jìn)行驅(qū)動來進(jìn)行擴展天線的通信范圍。以如下方式使天線轉(zhuǎn)動天線的通信范圍跟隨移動對象50的移動。
圖13是對根據(jù)第二實施例的RFID系統(tǒng)的概念進(jìn)行說明的示意圖；圖14是根據(jù)第二實施例的讀/寫器的框圖。在圖13和14的組成部件中，那些與圖2和圖3所示的第一實施例的RFID系統(tǒng)和讀/寫器10的組成部件具有相同功能的部件分配了相同的標(biāo)號，以免重復(fù)進(jìn)行相同的說明。
RFID系統(tǒng)包括PC 5、讀/寫器30、天線2R以及附著于移動對象50的標(biāo)簽1。天線2R在通信范圍P1至Pn內(nèi)向標(biāo)簽1發(fā)送信息或從標(biāo)簽1接收信息(n是自然數(shù))。在這里，通信范圍P1至Pn形成了可以在標(biāo)簽1與讀/寫器30之間進(jìn)行信息的發(fā)送/接收的可允許通信區(qū)域20。
如圖14所示，讀/寫器30包括MPU30、發(fā)送單元12、接收單元13、轉(zhuǎn)動控制單元(指向控制單元)31以及天線2R。天線2R可以轉(zhuǎn)動并且可以向標(biāo)簽1發(fā)送信息或從標(biāo)簽1接收信息。
轉(zhuǎn)動控制單元31通過控制天線2R所面對的方向而將天線2R的通信范圍方向(位置)改變?yōu)橥ㄐ欧秶鶳1至Pn中的一個。也就是說，在與標(biāo)簽1進(jìn)行通信時，轉(zhuǎn)動控制單元31對天線2R所指向的方向進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)動控制單元31將天線2R的指向控制為面對通信范圍P1至Pn中的一個方向，由此使天線2R的通信范圍跟隨標(biāo)簽1的移動。轉(zhuǎn)動控制單元31通過使天線2R的指向按如下方式變化來控制天線2R的指向在與標(biāo)簽1的移動方向相平行的直線上例如沿圓形或橢圓形的弧形路線移動。轉(zhuǎn)動控制單元31將天線2R的指向控制為使得波束角(其中包含了由通信范圍P1至Pn所構(gòu)成的通信區(qū)域20)覆蓋180度。
圖15是在根據(jù)第二實施例的RFID系統(tǒng)中進(jìn)行的標(biāo)簽識別的處理過程的流程圖。移動對象50在帶式傳送器上沿路線51移動(步驟S500)。
將天線2R預(yù)先設(shè)定為使波束方向(向著通信范圍的中心的方向)面對與標(biāo)簽1的路線51平行的方向。也就是說，將天線2R的初始位置設(shè)定為面對標(biāo)簽1進(jìn)入的方向(右起0度)。
當(dāng)讀/寫器10通過天線2R開始與標(biāo)簽1進(jìn)行通信(從標(biāo)簽1接收響應(yīng)信息)時，轉(zhuǎn)動控制單元31使天線2R轉(zhuǎn)動，以跟隨標(biāo)簽1的移動。使轉(zhuǎn)動控制單元31以與帶式傳送器的速度相對應(yīng)的速度來轉(zhuǎn)動。這樣一來，轉(zhuǎn)動控制單元31使天線2R轉(zhuǎn)動來追蹤標(biāo)簽1(步驟S510)。
發(fā)送單元12通過天線2R將諸如“標(biāo)簽識別命令”和“寫入命令”的命令發(fā)送到標(biāo)簽1(步驟S520)。同樣，接收單元13通過天線2R從標(biāo)簽1接收諸如“地址響應(yīng)”和“寫入響應(yīng)”的命令(步驟S530)。
轉(zhuǎn)動控制單元31使天線2R從其波束與標(biāo)簽1的路線51相平行的位置開始反時針轉(zhuǎn)動(右起0度)。其后，當(dāng)轉(zhuǎn)動控制單元31將天線2R轉(zhuǎn)動至接近其波束與標(biāo)簽1的路線51的方向相平行的位置時(右起180度)，則完成了為了跟隨標(biāo)簽1而對天線2R進(jìn)行的控制操作。此外，可以進(jìn)行調(diào)整，使得在轉(zhuǎn)動控制單元31接收“地址響應(yīng)”和/或“寫入響應(yīng)”時，完成為了跟隨標(biāo)簽1而對天線2R進(jìn)行的控制操作。
如果轉(zhuǎn)動控制單元31將天線2R的指向控制為使之面對標(biāo)簽1，則它還對下一個天線2R的指向進(jìn)行控制，使之面對標(biāo)簽1。在轉(zhuǎn)動控制單元31通過控制天線2R的指向而使天線2R面對標(biāo)簽1之后，轉(zhuǎn)動控制單元31然后控制天線2R使之面對預(yù)期標(biāo)簽1會從此處到來的初始位置(右起0度)。也就是說，在轉(zhuǎn)動控制單元31首先從標(biāo)簽1接收到信息之后，當(dāng)天線2R到達(dá)其無法接收標(biāo)簽1的信息的位置時，所述轉(zhuǎn)動控制單元31將控制天線2R，使之面向相反一側(cè)(右起0度)。通過這種方式，通過控制天線2R使之面對與路線51平行的方向(右起0度或180度)，可以擴大其與標(biāo)簽1進(jìn)行通信的范圍。
轉(zhuǎn)動控制單元并不局限于對天線2R進(jìn)行控制，以使所述天線從“右起0度”轉(zhuǎn)動到“右起180度”。轉(zhuǎn)動控制單元31還可以控制天線2R，以使天線2R的通信范圍可以面對通信范圍P1至Pn中的一個?？梢越邮艿氖菍D(zhuǎn)動控制單元31進(jìn)行設(shè)定，以使轉(zhuǎn)動控制單元31在完成了對天線2R的指向的控制之后控制天線2R的初始位置，使之面對下一個標(biāo)簽1的位置。
雖然在第二實施例中說明的是標(biāo)簽1在帶式傳送器上線性移動的情況，但是標(biāo)簽1的移動并不局限于線性移動。也就是說，可以設(shè)置為當(dāng)標(biāo)簽1的路線51包括曲線時，使天線2R的指向根據(jù)標(biāo)簽1的路線51而改變。在這種情況下，轉(zhuǎn)動控制單元31將以如下方式來控制天線2R的指向天線2R的通信范圍21R在包含該曲線的路線51上是相交疊的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第二實施例，通過控制天線2R的指向，可以用一種相對簡單的結(jié)構(gòu)來展寬用于讀取標(biāo)簽1中包含的信息的區(qū)域，而不會改變讀/寫器10與標(biāo)簽1之間的通信狀況，例如通信速度、通信協(xié)議等等。這樣則可以用較高的速度來移動移動對象50。
接下來將參考圖16至21來描述本發(fā)明的第三實施例。
根據(jù)第三實施例的RFID系統(tǒng)包括用于識別標(biāo)簽順序的第一讀/寫器41，以及用于執(zhí)行讀/寫操作的第二讀/寫器42A。
圖16示出的是根據(jù)第三實施例的RFID系統(tǒng)。圖17是識別標(biāo)簽1的順序的讀/寫器41的框圖。圖18是執(zhí)行從標(biāo)簽1讀取/向標(biāo)簽寫入的操作的讀/寫器42A的框圖。在圖16至18的組成部件中，對那些與圖2和3所示第一實施例中的RFID系統(tǒng)以及讀/寫器10的部件具有相同功能的部件分配了相同的標(biāo)號，以免重復(fù)進(jìn)行相同說明。
如圖16所示，RFID系統(tǒng)包括PC5、讀/寫器41以及讀/寫器42A(在下文中可以將多個讀/寫器設(shè)備稱為“讀/寫器”)、兩個天線2P和2A、多個移動對象50以及附著于各個移動對象50的標(biāo)簽1。讀/寫器41位于移動對象50的移動方向的上游，讀/寫器42A則位于下游。當(dāng)移動對象50在帶式傳送器上移動時，讀/寫器41與標(biāo)簽1進(jìn)行通信，并且生成關(guān)于標(biāo)簽1的順序的信息(稍后將對標(biāo)簽監(jiān)測信息90加以說明)(即移出通信范圍或是從通信范圍之外移入通信范圍的標(biāo)簽1的順序)。
與讀/寫器41相比，讀/寫器42A位于移動對象50的移動方向的下游。當(dāng)移動對象50在帶式傳送器上移動時，讀/寫器42A進(jìn)行通信，并且根據(jù)包含在由讀/寫器41生成的標(biāo)簽管理信息90中的順序管理表92A(稍后將說明)來執(zhí)行從各個標(biāo)簽中讀取/向各個標(biāo)簽寫入。
天線2P與讀/寫器41相連，并且在通信范圍21P內(nèi)與標(biāo)簽1進(jìn)行通信。而天線2A與讀/寫器42A相連，并且在通信范圍21A內(nèi)與標(biāo)簽1進(jìn)行通信。PC5經(jīng)由LAN 49與讀/寫器41和42A相連，并且對讀/寫器41和42A所獲取的信息進(jìn)行控制。
如圖17所述，讀/寫器41包括MPU 11、發(fā)送單元12、接收單元13、順序管理單元(順序信息生成單元)45以及天線2P。順序管理單元45根據(jù)接收單元13從標(biāo)簽1接收的“地址響應(yīng)”來生成與標(biāo)簽1的順序相關(guān)的信息。讀/寫器41的順序管理單元45則使用一種防沖突算法來連續(xù)地讀取(識別)逐個時刻依次流動的多個標(biāo)簽(地址)(同時讀取多個標(biāo)簽)，并且通過那些進(jìn)入天線2P的通信范圍21P的(新增加的)標(biāo)簽與那些離開通信范圍21P(從通信范圍21P消失)的標(biāo)簽之間的關(guān)系來檢測標(biāo)簽順序，并且生成關(guān)于標(biāo)簽1的順序的監(jiān)測列表(標(biāo)簽管理信息90)。
順序管理單元45生成標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91(稍后將說明)，該表示出各個標(biāo)簽1的出現(xiàn)順序(各個標(biāo)簽1進(jìn)入通信范圍21P的順序)與這些標(biāo)簽的各個標(biāo)簽地址之間的關(guān)系；此外順序管理單元45還生成順序管理表92A，該表示出各個標(biāo)簽1的消失順序(各個標(biāo)簽1離開通信范圍21P的順序)并以此作為移動順序。將標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91和順序管理表92A都作為標(biāo)簽管理信息90。
如圖18所示，讀/寫器42A包括MPU 11、發(fā)送單元12、接收單元13、通信監(jiān)測單元(通信單元)47以及天線2A。通信監(jiān)測單元47根據(jù)由讀/寫器41的順序管理單元45所生成的標(biāo)簽管理信息90來執(zhí)行對標(biāo)簽1的讀/寫操作。
接下來將對根據(jù)第三實施例而對RFID系統(tǒng)所進(jìn)行處理的過程進(jìn)行說明。圖19是表示用于識別第三實施例的標(biāo)簽移動順序的過程的流程圖。讀/寫器41的順序管理單元45對通過單輪沖突判優(yōu)(在預(yù)定時刻)即可識別的標(biāo)簽1的所有地址進(jìn)行檢測，由此構(gòu)成用于表示標(biāo)簽1的移動順序的標(biāo)簽監(jiān)測信息90(標(biāo)簽移動順序)(步驟S600，S610)。也就是說，讀/寫器41在一循環(huán)中執(zhí)行防沖突操作，在所述循環(huán)中，在預(yù)定的狀況下覆蓋了單輪沖突判優(yōu)周期，而順序管理單元45在各個循環(huán)中更新標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91以及順序管理表92A。
這里，將對沖突判優(yōu)周期與標(biāo)簽1的移動時間之間的關(guān)系加以說明。首先，在這里將單輪沖突判優(yōu)所需要的時間設(shè)定成沖突判優(yōu)周期(T)(秒)，而將標(biāo)簽1的移動速度設(shè)定為(S)(米/秒)，此外還將標(biāo)簽1與讀/寫器41之間的可允許通信范圍設(shè)定成可允許通信范圍L(米)。
對在下一輪的一個單輪判優(yōu)周期(T)期間新進(jìn)入通信范圍21P的標(biāo)簽1來說，確保了對其進(jìn)行讀取的條件，并且所述條件為標(biāo)簽1在一個單輪時間中的移動距離(TS)不超過可通信范圍(L)的1/2。由如下公式(2)來表示這一條件。
TS≤L/2 (2)其中，假設(shè)所要處理的標(biāo)簽數(shù)目為N，并且標(biāo)簽處理速度為M，那么沖突判優(yōu)周期(T)將如下所示。
T＝N/M (3)因此，在這里可以使用以下的公式(4)來計算速度(S)。
S≤L/2T＝ML/2N (4)例如，讀/寫器41在一個單輪周期中可以處理的標(biāo)簽數(shù)目N是通過如下公式得到的；
N＝L/(相鄰標(biāo)簽之間的距離)＝1/0.15＝6.7，其中可允許通信范圍(L)是1米，而相鄰標(biāo)簽1之間的距離則是0.15米。
由順序管理單元45對標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91進(jìn)行的更新過程是通過將先前第(m-1)個循環(huán)(m是自然數(shù))的讀取結(jié)果與當(dāng)前第m個循環(huán)的讀取結(jié)果進(jìn)行比較來進(jìn)行的(步驟S620)。
順序管理單元45判斷與先前循環(huán)的讀取結(jié)果相比，在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中是否包含有新標(biāo)簽1(步驟S630)。如果在當(dāng)前讀取結(jié)果中包含有新標(biāo)簽1(步驟S630是)，那么順序管理單元45將這個標(biāo)簽1的地址添加到標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91的尾部(步驟S640)。另一方面，如果當(dāng)前讀取結(jié)果中不包含新標(biāo)簽1(步驟S630否)，那么順序管理單元45不向標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91中添加任何標(biāo)簽地址。
此外，順序管理單元45判斷與先前循環(huán)的讀取結(jié)果相比，在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中是否存在從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1(步驟S650)。如果當(dāng)前讀取結(jié)果所包含的當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中存在從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1(步驟S650是)，則順序管理單元45將這個標(biāo)簽1的地址添加到順序管理表92A的尾部(步驟S660)。另一方面，如果在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中沒有從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1(步驟S650否)，則順序管理單元45不向標(biāo)簽出現(xiàn)管理表92A中添加任何標(biāo)簽地址。
這樣一來，由于順序管理單元45將從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址添加到順序管理表92A的尾部，因此可以獲取與標(biāo)簽1的移動順序有關(guān)的正確信息，從而讀/寫器42A可以減少那些在對標(biāo)簽1的讀/寫操作處理中出現(xiàn)的意外遺漏。
圖20是對根據(jù)第三實施例的標(biāo)簽管理信息的改變進(jìn)行說明的圖示。標(biāo)簽管理表90由標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91與順序管理表92A組成。在這里，例如，標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91與順序管理表92A的結(jié)構(gòu)全都受控于FIFO(先進(jìn)先出)方法(最先刪除最早存儲的信息)，并且通過在需要添加和/或刪除信息(標(biāo)簽地址)的時候移動先前存儲信息來更新信息存儲順序。標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91以各個標(biāo)簽1在通信范圍21P中的出現(xiàn)順序來存儲各個標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址(8字節(jié))。在這里，按照標(biāo)簽1(E)、標(biāo)簽1(F)、標(biāo)簽1(G)以及標(biāo)簽1(H)的順序來存儲各個標(biāo)簽的標(biāo)簽地址。
順序管理表92A按照各個標(biāo)簽從通信范圍21P中消失的順序來存儲各個標(biāo)簽的標(biāo)簽地址(8字節(jié))。在這里，將按照標(biāo)簽1(A)、標(biāo)簽1(B)、標(biāo)簽1(C)和標(biāo)簽1(D)的順序來存儲每一個標(biāo)簽的標(biāo)簽地址的情況作為在順序改變之前的順序管理表92A示出。
如果在順序管理單元45將標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91(順序變更之前)和順序管理表92A(順序變更之前)作為標(biāo)簽管理信息90進(jìn)行了存儲時，標(biāo)簽1(E)從通信范圍21P中消失并且出現(xiàn)新標(biāo)簽1(I)，那么標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91將在順序變更之后按照標(biāo)簽1(F)、標(biāo)簽1(G)、標(biāo)簽1(H)以及標(biāo)簽1(I)的順序來存儲各個標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址。順序管理表92A將在順序變更之后重新存儲消失標(biāo)簽1(E)的標(biāo)簽地址，同時還刪除先前存儲的(最早的)標(biāo)簽1(A)的標(biāo)簽地址。這時，順序管理表92A在順序變更之后按照標(biāo)簽1(B)、標(biāo)簽1(C)、標(biāo)簽1(D)以及標(biāo)簽1(E)順序的來存儲各個標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址，作為標(biāo)簽從通信范圍21P中消失的順序。
順序管理單元45將順序管理表92A或是新添加到順序管理表92A的標(biāo)簽地址作為(順序管理表92A的)更新信息發(fā)送到讀/寫器42A(步驟S670)。
應(yīng)該注意的是，將標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91和/或順序管理表92A的FIFO深度顯示為4層而不是通常的三層，這是因為存在這樣一種情況為了便于處理或者根據(jù)防沖突處理的定時，可以對四個標(biāo)簽進(jìn)行識別。
此外還應(yīng)該注意的是，對刪除順序管理表92A的最低的流中的標(biāo)簽地址的處理而言，該處理可以通過添加新信息和推出該標(biāo)簽地址來進(jìn)行，或者可以通過在讀/寫器42A處接收到完成處理的通知來進(jìn)行。
此外還應(yīng)該注意是，雖然在第三實施例中，標(biāo)簽管理信息90是由標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91與順序管理表92A這兩個表構(gòu)成的，但在不存在標(biāo)簽的情況下，例如在初始激活帶式傳送器的時候，則標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91也可以執(zhí)行順序管理表92A的功能。
此外，當(dāng)從標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91中刪除標(biāo)簽地址時，可以設(shè)置為考慮到由于噪聲導(dǎo)致的臨時讀取失敗，可以對標(biāo)簽1進(jìn)行再次或者更多次讀取。此外，標(biāo)簽管理信息90并不局限于由讀/寫器41的順序管理單元45來執(zhí)行存儲的情況，而是可以設(shè)置為使得可以由PC 5代替地進(jìn)行存儲。更進(jìn)一步，還可以設(shè)置為使得順序管理單元45可以存儲標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91或順序管理表92A，而PC 5則存儲其他的管理表。
圖21是示出了根據(jù)第三實施例對標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫的過程的流程圖。讀/寫器42A開始進(jìn)行處理，而讀/寫器42A的通信管理單元47則檢查它是否從讀/寫器41接收到順序管理表92A的更新信息(步驟S700，S710)。
當(dāng)通信管理單元47從讀/寫器41接收到關(guān)于順序管理表92A的更新信息時，它會對先前存儲的順序管理表92A進(jìn)行更新(步驟S720)。通信管理單元47判斷是否存在已存儲在順序管理表92A中并且尚未完成讀/寫處理的標(biāo)簽1(步驟S730)。如果存在這種尚未完成讀/寫處理的標(biāo)簽1，則讀/寫器42A在尚未完成讀/寫操作的多個標(biāo)簽1中的最低的流中指定該標(biāo)簽1的地址(步驟S740)。讀/寫器42A根據(jù)圖6所示的關(guān)于第一實施例的過程來執(zhí)行對所指定的標(biāo)簽地址的讀/寫處理(步驟S750)。
通信管理單元47從順序管理表92A中刪除已經(jīng)執(zhí)行過讀/寫處理的標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址(步驟S760)。如果必要的話，通信管理單元47將讀/寫器42A已經(jīng)執(zhí)行過讀/寫處理的標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址通報給順序管理單元45(步驟S770)。
通信管理單元47判斷是否存在已存儲在順序管理表92A中并且未完成讀/寫處理的標(biāo)簽1(步驟S780)。如果存在這種存儲在順序管理表92A中并且尚未完成讀/寫處理的標(biāo)簽(步驟S780否)，則重復(fù)執(zhí)行從步驟S740到S780的程序。通過進(jìn)行這個重復(fù)操作，讀/寫器41可以按照標(biāo)簽從通信范圍21A中消失的順序來執(zhí)行對這些標(biāo)簽的讀/寫處理。
應(yīng)該注意的是，在根據(jù)第三實施例的RFID系統(tǒng)中，可以通過窄化設(shè)置在帶式傳送器上游的天線2P的波束以及展寬設(shè)置在下游的天線2A的波束，來有效地執(zhí)行對標(biāo)簽1的讀/寫處理。
圖22是改變了波束寬度的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。由于如果位于帶式傳送器上游的天線2P僅能對流經(jīng)的所有標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址進(jìn)行讀取既已足夠，因此，從防沖突處理的角度來看，單次可處理標(biāo)簽的數(shù)目越少則越為有益。相應(yīng)地，在單輪沖突判優(yōu)時間之內(nèi)，如果可允許通信范圍(L)雙倍或多倍于標(biāo)簽移動距離(TS)的長度則已經(jīng)足夠。
如果展寬天線2P的波束，則有必要從受控于防沖突處理的眾多標(biāo)簽1中識別出所有的標(biāo)簽1，并且需要檢測新進(jìn)入通信范圍(L)以及從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1。因此如上所述，這時不但需要將單輪沖突判優(yōu)時間中的標(biāo)簽移動距離(TS)調(diào)整為不超過可允許通信范圍(L)的一半，而且還應(yīng)該窄化天線2P的波束寬度，以使單次可處理標(biāo)簽的數(shù)目變得更少。而天線2P的波束則可以基于標(biāo)簽1的速度或是相鄰標(biāo)簽之間的距離來進(jìn)行設(shè)定。
此外，由于預(yù)先將標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址信息(標(biāo)簽地址)通報給了位于帶式傳送器下游的天線2A，因此讀/寫器42A可以利用標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址來直接指定標(biāo)簽1，從而訪問標(biāo)簽1。借助于這種直接訪問，讀/寫器42A不需要進(jìn)行沖突判優(yōu)，由此讀/寫器42A可以致力于對各個標(biāo)簽1進(jìn)行讀/寫處理。相應(yīng)地，通過展寬天線2A的波束，天線2A可以擴展其與標(biāo)簽1的可允許通信距離(標(biāo)簽1與天線2A之間的可允許通信范圍的長度)，并且處理對標(biāo)簽1的讀/寫操作所需要的時間也會延長。由于通信距離被擴展，因此可以暫時增大由讀/寫器42A執(zhí)行讀/寫處理所需要的時間。
應(yīng)該注意的是，雖然讀/寫器41與讀/寫器42A是獨立構(gòu)成和定位的，但是也可以將這些讀/寫器組合成一個設(shè)備。在這種情況下，可以僅由一個讀/寫器來執(zhí)行天線2A與2P之間的通信控制。
此外，雖然讀/寫器41將順序管理表92A發(fā)送給讀/寫器42A，但是也可以設(shè)置為使得讀/寫器41可以將順序管理表92A通過PC 5發(fā)送給讀/寫器42A。
如上所述，由于位于下游的讀/寫器42A根據(jù)上游的讀/寫器41發(fā)送來的順序管理表92A來執(zhí)行讀/寫處理，因此讀/寫器42A不需要防沖突處理。由于具有這一優(yōu)點，因此讀/寫器42A可以用由此不再必要的防沖突處理的時間來執(zhí)行標(biāo)簽1的讀/寫處理。
如上所述，在第三實施例中，由于可以由讀/寫器41預(yù)先獲取與標(biāo)簽1的順序(標(biāo)簽1進(jìn)入通信范圍21P的順序)有關(guān)的信息，因此讀/寫器42A可以按照標(biāo)簽1從通信范圍21P中消失的順序來執(zhí)行對標(biāo)簽1的讀/寫處理。因此，讀/寫器42A可以減少對標(biāo)簽1的讀/寫處理的意外遺漏，從而有效執(zhí)行對標(biāo)簽1的讀/寫處理。
此外，通過窄化讀/寫器42A的天線2P的波束，可以不需要對多個冗余標(biāo)簽進(jìn)行識別，由此實現(xiàn)了有效的標(biāo)簽識別。此外，通過展寬執(zhí)行讀/寫操作的讀/寫器42A的天線2A的波束，可以得到更多時間，以供讀/寫器42A執(zhí)行讀/寫處理。
接下來將參考圖23和24來說明本發(fā)明的第四實施例。
根據(jù)第四實施例的RFID系統(tǒng)包括多個讀/寫器。
圖23是根據(jù)第四實施例的RFID系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖23的組成部件中，對與圖16所示的第三實施例的RFID系統(tǒng)的部件具有相同功能的部件分配了相同的標(biāo)號，以免重復(fù)進(jìn)行相同的說明。
如圖23所示，RFID系統(tǒng)包括PC 5；多個讀/寫器41、42B、42C；多個天線2P、2B、2C；多個移動對象50以及附著于各個移動對象50的標(biāo)簽1。
與移動對象(標(biāo)簽)50的路線51中的其他讀/寫器42B和42C相比，讀/寫器41位于標(biāo)簽1的流動的上游(圖的右邊)。
順序管理單元45生成發(fā)送到讀/寫器42B的順序管理表92B，以及發(fā)送到讀/寫器42C的順序管理表92C。標(biāo)簽管理信息90由標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91以及順序管理表92B和92C構(gòu)成。
讀/寫器42B、42C與讀/寫器42A具有相同的結(jié)構(gòu)，各讀/寫器根據(jù)由讀/寫器41生成的標(biāo)簽管理信息90中的順序管理表92B和92C來執(zhí)行對每一個標(biāo)簽1的讀/寫處理。以與順序管理表92A、順序管理表92C的結(jié)構(gòu)相同的方式來構(gòu)造順序管理表92B和92C，其中順序管理表92B表示將由讀/寫器42B處理的各個標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址；而順序管理表92C表示將由讀/寫器42C處理的各個標(biāo)簽1的標(biāo)簽地址。天線2B與讀/寫器42B相連并且與通信范圍21B中的標(biāo)簽1進(jìn)行通信；而天線2C與讀/寫器42C相連并且與通信范圍21C中的標(biāo)簽1進(jìn)行通信。
圖24是示出在第四實施例中對標(biāo)簽移動順序進(jìn)行識別的過程的流程圖。讀/寫器41的順序管理單元45對可以通過單輪沖突判優(yōu)識別的所有標(biāo)簽1的地址進(jìn)行檢測，以便創(chuàng)建表示標(biāo)簽1的移動順序的標(biāo)簽管理信息90(步驟S800，S810)。
通過將先前循環(huán)中的讀取結(jié)果(即先前的標(biāo)簽出現(xiàn)管理表)與當(dāng)前循環(huán)中的讀取結(jié)果(即最新的標(biāo)簽出現(xiàn)管理表)進(jìn)行比較來進(jìn)行由順序管理單元45執(zhí)行的對標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91的更新處理(步驟S820)。順序管理單元45根據(jù)先前循環(huán)的讀取結(jié)果，判斷在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中是否包含有新標(biāo)簽1(步驟S830)。
如果在當(dāng)前讀取結(jié)果中包含有新標(biāo)簽1(步驟S830是)，則順序管理單元45將這個標(biāo)簽1的地址添加到標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91的尾部(步驟S840)。另一方面，如果當(dāng)前讀取結(jié)果中不包含新標(biāo)簽1(步驟S830否)，則順序管理單元45不向標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91添加任何標(biāo)簽地址。
此外，順序管理單元45還判斷與先前循環(huán)的讀取結(jié)果相比，在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中是否存在從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1(步驟S850)。如果相對于先前循環(huán)的讀取結(jié)果而言，在當(dāng)前循環(huán)的讀取結(jié)果中存在從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1(步驟S850是)，則順序管理單元45檢查標(biāo)記為“1”還是“0”，這確定了消失的標(biāo)簽1是存儲在順序管理表92B還是順序管理表92C中(步驟S860)。
在這種情況下，如果標(biāo)記顯示“1”，則從通信范圍21P消失的標(biāo)簽1的地址存儲在順序管理表92B中。如果標(biāo)記為“0”，則從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1的地址存儲在順序管理表92C中。
當(dāng)標(biāo)記的值為“1”時(步驟S860是)，順序管理單元45將那些從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1的地址添加到順序管理表92B的尾部(步驟S870)。
順序管理單元45將順序管理表92B或是新近添加到順序管理表92B中的標(biāo)簽地址發(fā)送給讀/寫器42B，作為與標(biāo)簽1的順序有關(guān)的信息(順序管理表92B的更新信息)(步驟S880)。
另一方面，當(dāng)標(biāo)記的值為“0”時(步驟S860否)，順序管理單元45將那些從通信范圍21P中消失的標(biāo)簽1的地址添加到順序管理表92C的尾部(步驟S890)。
順序管理單元45將順序管理表92C或是新添加到順序管理表92C中的標(biāo)簽地址發(fā)送給讀/寫器42C，作為與標(biāo)簽1的順序有關(guān)的信息(順序管理表92C的更新信息)(步驟S900)。
在向順序管理表92B和92C通報了所述更新之后，該標(biāo)記將被反轉(zhuǎn)(步驟S910)。就標(biāo)記反轉(zhuǎn)而言，它意味著標(biāo)記“1”變成“0”并且標(biāo)記“0”變?yōu)椤?”。
當(dāng)在標(biāo)簽出現(xiàn)管理表91中按照標(biāo)簽1(A)、標(biāo)簽1(B)、標(biāo)簽1(C)、標(biāo)簽1(D)、標(biāo)簽1(E)以及標(biāo)簽1(F)的順序存儲標(biāo)簽地址時，在順序管理表92B中，按照標(biāo)簽1(A)，標(biāo)簽1(C)和標(biāo)簽1(E)的順序來登記這些標(biāo)簽地址；而在順序管理表92C中，按照標(biāo)簽1(B)，標(biāo)簽1(D)和標(biāo)簽1(F)的順序來登記這些標(biāo)簽地址。由于這種排列，以交替方式對位于下游的兩個讀/寫器42B和42C授予有關(guān)標(biāo)簽1的處理權(quán)(執(zhí)行讀取和寫入的權(quán)利)。
在步驟S850，當(dāng)最新讀取結(jié)果指示沒有標(biāo)簽1從通信范圍21P中消失時，不向順序管理表92B和92C中添加標(biāo)簽地址。由于讀/寫器42B和42C按照與圖21所述的第三實施例相同的過程來執(zhí)行對標(biāo)簽1的讀/寫處理，因此為了避免重復(fù)，在這里略去與之相關(guān)的詳細(xì)說明。
應(yīng)該注意的是，雖然在第四實施例中具有對標(biāo)簽1執(zhí)行讀/寫處理的兩個讀/寫器(讀/寫器42B和42C)，但是也可以存在對標(biāo)簽1執(zhí)行讀/寫處理的三個或是更多個讀/寫器。即使在存在三個或更多個讀/寫器時，讀/寫器41也會為執(zhí)行讀/寫處理的各個讀/寫器創(chuàng)建順序管理表。
如上所述，由于RFID系統(tǒng)具有多個讀/寫器42B和42C，因此可以在這些讀/寫器42B和42C之間分配多個對標(biāo)簽1的讀/寫處理。
因此，由于可以在讀/寫器42B與42C之間分配對標(biāo)簽1的多個讀/寫處理，因此可以分散對標(biāo)簽1的各個讀/寫處理負(fù)擔(dān)。從而將RFID系統(tǒng)中的標(biāo)簽1的速度設(shè)定得更高。
接下來參考圖25和26來描述本發(fā)明的第五實施例。
根據(jù)第五實施例的RFID系統(tǒng)包括多個讀/寫器，并且將這些讀/寫器設(shè)置為其間具有一預(yù)定間隔。此外，各讀/寫器對相對應(yīng)的標(biāo)簽1執(zhí)行標(biāo)簽識別處理以及讀/寫操作。RFID系統(tǒng)使連續(xù)流動中的標(biāo)簽1與多個讀/寫器之間的訪問同步，以便形成多個時隙，由此使得這些讀/寫器(天線)可以交替地進(jìn)行處理，從而分散其上的負(fù)擔(dān)。
圖25是根據(jù)第五實施例的RFID系統(tǒng)的示意圖。在圖25的組成部件中，與圖16中所示的第三實施例的RFID系統(tǒng)具有相同功能的部件具有相同標(biāo)號，以免重復(fù)進(jìn)行相同說明。
如圖25所示，RFID系統(tǒng)包括PC5、讀/寫器42D和42E、天線2D和2E以及附著于各個移動對象50的標(biāo)簽1。與讀/寫器42E的位置相比，讀/寫器42D位于更上游處。
根據(jù)移動對象50的移動速度以及相鄰移動對象50之間的距離，以預(yù)定間距布置讀/寫器42D和42E。讀/寫器42D和42E對在帶式傳送器上相隔預(yù)定距離并且按順序流動的標(biāo)簽1交替地進(jìn)行處理(執(zhí)行標(biāo)簽識別，讀/寫操作)。
準(zhǔn)確地說，將讀/寫器42D和42E置于帶式傳送器上，將讀/寫器42D的控制單元19設(shè)置為僅處理位于通信范圍21D內(nèi)的“A系統(tǒng)”標(biāo)簽，例如A1，A2，A3，……，Ax(其中x是自然數(shù))，而將另一個讀/寫器42E設(shè)置為僅處理位于通信范圍21E內(nèi)的“B系統(tǒng)”標(biāo)簽，例如B1，B2，B3，……，Bx。
應(yīng)該以如下方式進(jìn)行設(shè)置將標(biāo)簽1的移動速度、相鄰標(biāo)簽1之間的距離、通信范圍21D的區(qū)域(距離)預(yù)先設(shè)定，以免多個A系統(tǒng)標(biāo)簽1同時進(jìn)入通信范圍21D，而將標(biāo)簽1的移動速度、相鄰標(biāo)簽1之間的距離、通信范圍21E的區(qū)域(距離)預(yù)先設(shè)定，以免多個B系統(tǒng)標(biāo)簽1同時進(jìn)入通信范圍21E。
應(yīng)該將讀/寫器42D設(shè)定成僅對以預(yù)定時間間隔進(jìn)入通信范圍21D的“A系統(tǒng)”標(biāo)簽1進(jìn)行處理，而忽略以預(yù)定時間間隔進(jìn)入通信范圍21D的“B系統(tǒng)”標(biāo)簽1。在這里，基于標(biāo)簽1的移動速度、相鄰標(biāo)簽1之間的距離以及通信范圍21D的區(qū)域(距離)來設(shè)定該時間間隔。
另一方面，應(yīng)該將讀/寫器42E設(shè)定成僅對以預(yù)定時間間隔進(jìn)入通信范圍21E的“B系統(tǒng)”標(biāo)簽1進(jìn)行處理，而忽略以預(yù)定時間間隔進(jìn)入通信范圍21E的“A系統(tǒng)”標(biāo)簽1。在這里，基于標(biāo)簽1的移動速度、相鄰標(biāo)簽1之間的距離以及通信范圍21E的區(qū)域(距離)來設(shè)定該時間間隔。
圖26是用于對各個讀/寫器所處理的標(biāo)簽進(jìn)行說明的圖示。如圖26所示，讀/寫器42D在時刻T0處理標(biāo)簽A1，(在時刻T1)忽略標(biāo)簽B1，而在忽略標(biāo)簽B1之后，在時刻T2處理標(biāo)簽A2。但是，也可以將讀/寫器42D設(shè)置為，在時刻T1還繼續(xù)處理標(biāo)簽A1。此外，當(dāng)在時刻T2處理標(biāo)簽A2之后，讀/寫器42D進(jìn)行處理，(在時刻T3)忽略標(biāo)簽B2，在時刻T4處理標(biāo)簽A3。但是，可以將讀/寫器42D設(shè)置為，在時刻T3還繼續(xù)處理標(biāo)簽A2。另一方面，在時刻T0之前，讀/寫器42E在忽略標(biāo)簽A1和A2之后處理標(biāo)簽B1和B2(未示出)。讀/寫器42E在時刻T0處理標(biāo)簽B3，(在時刻T1)忽略標(biāo)簽A4，但在忽略了標(biāo)簽A4之后，在時刻T2處理標(biāo)簽B4。但是，可以將讀/寫器42E設(shè)置成，在時刻T1還繼續(xù)處理標(biāo)簽B3。此外，讀/寫器42E在處理了標(biāo)簽B4(在時刻T2)之后繼續(xù)進(jìn)行處理，并且(在時刻T3)忽略標(biāo)簽A5，以及在時刻T4處理標(biāo)簽B5。然而，可以將讀/寫器42E設(shè)置成在時刻T2還繼續(xù)處理標(biāo)簽B4。此后，讀/寫器42D可以對讀/寫器42E已忽略的標(biāo)簽A4和A5進(jìn)行處理。
利用這種結(jié)構(gòu)，可以使讀/寫器設(shè)備42D和42E為處理各個標(biāo)簽1所能夠花費的時間是只有一個讀/寫器的情況時的兩倍，這意味著由于增大了處理這些標(biāo)簽的時間，所以可以提高標(biāo)簽1的速度。
應(yīng)該注意的是，雖然第五實施例的RFID系統(tǒng)具有兩個讀/寫器；即讀/寫器42D和42E，但是它也可以具有三個或多于三個的讀/寫器。在這種情況下，與RFID系統(tǒng)具有兩個讀/寫器的情況相比，可以處理更多的標(biāo)簽，從而允許提高帶式傳送器的速度。還應(yīng)該注意的是，讀/寫器42D和42E既可以只執(zhí)行標(biāo)簽1的讀/寫操作，也可以同時執(zhí)行針對標(biāo)簽1的標(biāo)簽識別處理和讀/寫操作。
如上所述，由于RFID系統(tǒng)具有獨立地處理標(biāo)簽的多個讀/寫器，因此可以同時處理更多的標(biāo)簽。
此外，如上所述，可以在讀/寫器42D和42E之間分配對標(biāo)簽1的多個讀/寫操作，由此可以分散對各個標(biāo)簽1的讀/寫操作的負(fù)擔(dān)。因此在RFID系統(tǒng)中，標(biāo)簽1的移動速度可以得到很大提升。
此外還應(yīng)該注意的是，RFID系統(tǒng)并不局限于第一到第五實施例所顯示的結(jié)構(gòu)，而是可以將這些實施例中描述的兩個或更多個RFID系統(tǒng)組合起來，以對標(biāo)簽1的標(biāo)簽識別和讀/寫操作進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，由于多個天線的通信范圍是沿著無線標(biāo)簽的預(yù)定路線連續(xù)布置的，因此擴展了無線標(biāo)簽與天線之間的可通信范圍，并且可以有效地進(jìn)行從標(biāo)簽的讀取和對標(biāo)簽的寫入(在下文中將其稱為對標(biāo)簽的“讀/寫操作”或“讀/寫處理”)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于對天線面對的方向進(jìn)行控制使得天線的通信范圍跟隨無線標(biāo)簽的移動位置，因此可以用一種相對簡單的結(jié)構(gòu)來擴展無線標(biāo)簽與天線之間的可通信范圍，從而可以有效地進(jìn)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于RFID系統(tǒng)具有生成有關(guān)無線標(biāo)簽移動順序的信息的第一讀/寫器，因此第二讀/寫器并不需要直接從標(biāo)簽獲取信息，而是根據(jù)從第一讀/寫器獲取的信息來執(zhí)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作，由此可以有效地進(jìn)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于第一讀/寫器根據(jù)無線標(biāo)簽移出其與第一讀/寫器進(jìn)行通信的通信范圍的順序或者根據(jù)無線標(biāo)簽從外部移入通信范圍的順序來生成順序信息，因此可以正確地獲取有關(guān)無線標(biāo)簽移動順序的信息，從而有效地進(jìn)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于將第一讀/寫器的通信范圍設(shè)定成窄于第二讀/寫器的通信范圍，因此第一讀/寫器不需要掌握關(guān)于多個多余標(biāo)簽的識別信息，同時第二讀/寫器可以以充裕的時間來執(zhí)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作，從而可以有效且穩(wěn)定地執(zhí)行對無線標(biāo)簽的讀/寫操作。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于與多個第二讀/寫器相對應(yīng)的順序信息是針對各個第二讀/寫器生成的，因此可以由多個第二讀/寫器設(shè)備以分布方式來執(zhí)行對多個無線標(biāo)簽的讀/寫操作，從而可以分擔(dān)對多個無線標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫操作的負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，由于在考慮無線標(biāo)簽的移動速度、相鄰無線標(biāo)簽之間的距離以及各個讀/寫器的通信范圍的情況下，將多個讀/寫器中的每一個讀/寫器都與其相鄰的讀/寫器間隔開來，因此可以在多個第二讀/寫器之間以分布方式來對多個無線標(biāo)簽執(zhí)行讀/寫操作，從而可以分擔(dān)對多個無線標(biāo)簽進(jìn)行讀/寫操作的負(fù)載。
盡管出于完整和清楚公開的目的，針對具體的實施例描述了本發(fā)明，但是后附的權(quán)利要求并不由此受到限制，而應(yīng)該將這些權(quán)利要求解釋為包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到并且明顯落入本文所闡述的基本教導(dǎo)的范圍以內(nèi)的所有修改和變化結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于移動無線標(biāo)簽的讀/寫器，包括多個天線，所述多個天線從所述無線標(biāo)簽接收讀取信號并且向所述無線標(biāo)簽發(fā)送寫入信號，各天線具有一通信范圍，并且所述多個天線被定位為如下方式沿所述無線標(biāo)簽移動的路線，所述多個天線中的任何一個的通信范圍與相鄰天線的通信范圍相交疊；以及信號處理單元，其將所述寫入信號分成多個分立的寫入信號，各分立的寫入信號與各個所述天線相對應(yīng)，并且所述信號處理單元將通過所述天線接收的多個讀取信號組合成一組合讀取信號。
2.一種用于移動無線標(biāo)簽的讀/寫器，包括天線，其從所述無線標(biāo)簽接收讀取信號并且向所述無線標(biāo)簽發(fā)送寫入信號，所述天線具有一通信范圍；以及控制單元，其將所述天線的指向控制為，使得所述無線標(biāo)簽處于所述通信范圍之中。
3.一種用于多個移動無線標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)，包括第一讀/寫器，其包括順序信息生成單元，該順序信息生成單元從所述多個無線標(biāo)簽中的每一個接收識別信息，并且根據(jù)所述識別信息來生成表示所述無線標(biāo)簽移動順序的順序信息；以及第二讀/寫器，其包括通信單元，該通信單元根據(jù)所述順序信息來從所述無線標(biāo)簽讀取信息并且向所述無線標(biāo)簽寫入信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID系統(tǒng)，其中所述順序信息生成單元根據(jù)所述無線標(biāo)簽移出所述第一讀/寫器的通信范圍的順序或者所述無線標(biāo)簽進(jìn)入該通信范圍的順序來生成所述順序信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第一讀/寫器的通信范圍比所述第二讀/寫器的通信范圍窄。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID系統(tǒng)，還包括多個第二讀/寫器，并且所述順序信息生成單元生成與各個所述第二讀/寫器相對應(yīng)的順序信息。
7.一種用于多個移動無線標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)，包括多個讀/寫器，所述多個讀/寫器從所述多個無線標(biāo)簽接收無線標(biāo)簽識別信息，并且根據(jù)該識別信息來向所述多個無線標(biāo)簽寫入信息或者從所述多個無線標(biāo)簽讀取信息，所述多個讀/寫器被定位為其間具有一間距，其中所述間距是基于所述多個無線標(biāo)簽的移動速度、相鄰無線標(biāo)簽之間的距離以及各個讀/寫器的通信范圍而計算出的。
全文摘要
讀/寫器與RFID系統(tǒng)。一種讀/寫器包括兩個天線，這些天線從移動中的多個無線標(biāo)簽讀取/向其寫入信息。所述天線被定位成如下方式這些天線的通信范圍在所述多個無線標(biāo)簽移動的路線上是相交疊的。
文檔編號G06K7/00GK1755704SQ20051005114
公開日2006年4月5日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者井比俊明, 橋本繁, 杉村吉康, 小野隆, 宮澤秀夫 申請人:富士通株式會社, 富士通先端科技株式會社