WO1998021691A1

WO1998021691A1 - Procede et dispositif d'identification d'objets mobiles

Info

Publication number: WO1998021691A1
Application number: PCT/JP1997/004123
Authority: WO
Inventors: Tomoaki Ishifuji; Toshikazu Nishino; Takeshi Saitoh; Masaaki Shida
Original assignee: Hitachi, Ltd.
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1998-05-22
Also published as: DE69719722D1; US6010075A; EP0862133A4; EP0862133A1; EP0862133B1; JP3822643B2; DE69719722T2

Description

明細書移動体識別方法および装置技術分野

本発明は、質問器と複数の応答器との間で信号を授受することによって応答器の識別を行う識別方法及び装置に関する。とくに、応答器は荷物のような移動体に貼付され、質問器は複数の応答器からの応答信号の輻輳を制御して識別する移動体識別方法及び装置に関する。

背景技術

従来、荷物の収集 ·配送を行う物流管理システムにおいて多くの作業を人手に頼ってきた。人手による作業を軽減するためのシステムとしてバーコ一ドを利用したシステムがある。し力、し、バーコ一ドでは扱える情報量が少なく複雑な自動化ができない、またバーコ一ドを読み取るためには、読み取り装置をバーコ一ドに極度に接近させなければならないため人手による作業が依然として発生している。

そのため多くの情報が記録可能で、離れた位置から非接触で読み取ることが可能な荷札 I D力一ドを用いた物流管理システムが提案されている（特開平 8— 2 6 8 5 1 3号）。

このような物流管理システムでは非接触で正確に I Dカードから情報を読み出すことが重要である。

電磁波を用いた移動体識別装置の従来技術として米国特許第 4 9 8 3 9 7 6号がある。この従来技術においては、質問器に設けた 1つのアンテナから電波を放射し、 5 0 c m〜 l m程度の距離に存在する応答器と信号を授受する。

この場合、質問器と応答器との距離が長くなれば長くなるほど通信の信頼性が低下する。また、応答器が貼付された荷物がベルトコンベアで移動している場合、ァンテナの指向性により放射される電磁波を応答器に確実に照射することが難しく、通信の信頼性を低下させる原因となる。

さらに、質問器のカバーエリアに複数の応答器が存在する場合には複数の応答器からの応答信号を識別する必要がある。特許公報第 2 5 3 4 2 9 5号には、質問器からの問い合わせ信号に対して応答器が識別コ一ドを送信し、質問器は識別コードの識別の成否に応じて良否判定信号に応答器に固有の I D番号を付加して返信し、良信号を受けた質問器は一定期間質問器からの問い合わせ信号に応答しないようにして順次複数の応答器を識別する技術が記載されている。しかしながら、この従来技術においては応答器からの識別コードが同時に送信され、互いに混信しあって質問器が正常に識別できないという問題（輻輳）が考慮されていない。

複数の応答器からの応答信号の混信を防止するための従来技術として特開平 9 - 4 4 6 1 4号がある。この従来技術においては、質問器はランダムに 1 ビットの信号（「0」または「 1」）を送信する。応答器は自己に固有の I Dコードの第 1 ビッ卜と送信されたランダムビッ卜とを比較する。次のランダムビッ卜が送信されたときに、一致していれば応答器は第 2ビッ卜と、一致していなければ再度第 1 ビッ卜と比較する。この動作を順次繰り返し I Dコ一ドの最終ビッ卜が合致したときに応答器は応答信号を質問器に送信するようにして応答信号の輻輳を制御する。しかし、この方法では同じランダムビットに対して応答信号が送信される可能性があり、完全に応答信号の輻輳をなくすことができない。とくに、応答器の個数が多くなるほど応答信号が同時に送信される確率も増すために識別の信頼性が低下することになる。

発明の開示

カバ一エリア内にある複数の非接触 I Cカードを識別するため、非接触 I C力一ド識別装置と非接触 I Cカードは次のように動作する。識別装置からの質問信号を受け、 I Cカードは識別符号の所定数のビッ卜を送信する。識別装置は送信された所定数のビットを受信し、 I Cカードに返送する。返送されたビッ卜と自己が送信したビッ卜が等しい I Cカードは既送信のビッ卜に続く所定数のビットを送信し、同様の処理を繰り返す。等しくない I Cカードは次の質問信号を受けるまで識別処理には参加しない。この処理を繰り返すことにより、最終的には 1 つの I C力一ドのみが自己の識別符号の全体を識別装置に認識させることができる。この認識処理を未処理の I C力一ドがなくなるまで繰り返すことにより、複数の I cカードの識別処理が完了する。

また、通信の信頼性を増すために、本発明の移動体識別装置は切り換え可能な複数のアンテナあるいは指向性を切り換え可能なアンテナを備える。

図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の移動体識別装置を物流管理システムへ応用した一実施例を示す図である。

第 2図は、本発明の移動体識別装置と I C力一ドの構成を示す図である。

第 3 A— 3 D図は、 I Cカードの構成及びそのアンテナの指向性パターンを示す図である。

第 4 A— 4 D図は、 I Cカードの構成及びそのアンテナの指向性パターンを示す図である。

第 5図は、複数のアンテナの配置方法を示す図である。

第 6図は、複数のアンテナの配置方法を示す図である。

第 7図は、アンテナとして集合アンテナを使用する例を示す図である。

第 8図は、 I Cカード認識処理におけるコントローラの輻輳制御を示すフローナヤ一卜でめる。

第 9図は、 I C力一ド認識処理における I C力一ドの輻輳制御を示すフローチャ一トである。

第 1 0 A， 1 0 B図はそれぞれ、 I C力一ドに付与される識別符号を示す図である。

第 1 1図は、 I Cカード認識処理におけるコントロ一ラの輻輳制御を示すフ口 —ナヤ一トである。

第 1 2 A， 1 2 B図はそれぞれ、コントローラと I Cカードの通信に用いられるフレーム構造である。

第 1 3図は、コントローラのコマンドの一覧である。

第 1 4図は、 I C力一ドの識別処理の状態遷移図である。

第 1 5図は、 I C力一ドの不揮発性メモリの読み出し処理の状態遷移図である。第 1 6図は、 I C力一ドの不揮発性メモリの書き込み処理の状態遷移図である。第 1 7図は、本発明の移動体識別装置を物流管理システムへ応用した一実施例を示す図である。

第 1 8図は、 I Cカードに搭載される不揮発性メモリのメモリ空間を示す図である。

第 1 9図は、 I Cカードの再利用処理のフローチャートを示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明による移動体識別装置を物流管理システムに適用した実施例について説明する。物流管理システムの実施例を第 1図に示す。本物流管理システムは、ベノレトコンベア 1 0 1、アンテナ 1 0 2 a〜d、コントローラ 1 0 3、 R S 2 3 2 Cケーブル 1 0 5によりコントローラ 1 0 3と接続された制御端末 1 0 4を有する。第 1図に示した例では 4基のアンテナを備えているが、その数は 4に限られるわけではない。荷物 1 0 6の表面には非接触 I Cカード 1 0 7が貼付されている。 I Cカード 1 0 7には、不揮発性メモリが組み込まれており、荷物の識別符号、送り主、送り先、内容、重量などの荷物の属性が記憶されている。

荷物 1 0 6はベルトコンベア 1 0 1により、アンテナ 1 0 2 a〜dの照射範囲 (カバ一エリア）まで運ばれる。図に示すように荷物 1 0 6は積み重なったまま運ばれてきてもよく、また貼付された I Cカード 1 0 7の向きも任意である。コントロ一ラ 1 0 3は、制御端末 1 0 4からの命令にしたがって、アンテナ 1 0 2 を介して I Cカード 1 0 7と情報をやりとりする。制御端末 1 0 4からの主要な命令として、読み出し命令 /書き込み命令 Z識別命令の 3つがある。

読み出し命令を受けた場合には、コントローラ 1 0 3は I Cカード 1 0 7の不揮発性メモリに書き込まれている荷物の属性を読み取り、接続ケーブル 1 0 5を介して属性情報を制御端末 1 0 4に伝達する。制御端末 1 0 4は識別した荷物の属性情報を集計管理し、その後の作業（検品 ·仕分け作業等）に活用する。書き込み命令を受けた場合には、コントローラ 1 0 3は荷物の配送経路指定情報、荷物通過日時等の新たな情報を I Cカード 1 0 7の不揮発性メモリに書き込む。識別命令を受けた場合には、コントローラ 1 0 3はカバ一エリア内に存在する複数の I Cカード 1 0 7からの応答の輻輳を制御することにより、各 I C力一ドを識別する。

第 2図により、コントローラ 1 0 3及び非接触 I Cカード 1 0 7の構成を説明する。

I Cカード 1 0 7は、ァンテナ 2 0 1、整流 Z変調/復調回路 2 0 2と制御回路 2 0 3及び E E P R OM 2 0 4から構成される。 E E P R OMの他にも、 F R AM (誘電体メモリ）のような不揮発性メモリが使用できる。整流回路 2 0 2はアンテナ 2 0 1に照射される電波から電源電力を生成するとともにクロックを生成する。整流回路 2 0 2により生成された電源電力 Zクロックは制御回路 2 0 3 とメモリ 2 0 4に分配され、コントロ一ラ 1 0 3との通信やメモリ 2 0 4の読み出し Z書き込み処理を行うために使用される。また、コントローラ 1 0 3から送られる送信信号は、 I Cカード 1 0 7のアンテナ 2 0 1で受信され、復調回路 2 0 2によって復調される。制御回路 2 0 3は受信された送信信号の命令に従ってメモリ 2 0 4の読み出し Z書き込み処理を実行する。 I Cカード 1 0 7からの送信デ一夕は、メモリ 2 0 4より読み出され、変調回路 2 0 2により変調され、ァンテナ 2 0 1より放射される。

コントローラ 1 0 3は、制御端末との接続ケーブル 1 0 5のィンタフヱ一スを制御するコントロ一ラ上位ィンタフヱ一ス 2 0 5、制御回路 2 0 6、 R Fュニット 2 0 7から構成される。 R Fュニット 2 0 7は変復調回路 2 0 8、 R F送受信回路 2 0 9を含む。変復調回路 2 0 8はデジタル信号とアナログ信号との変換を行う。 R F送受信回路 2 0 9は変復調回路から出力されたベースバンドのアナ口グ信号を搬送周波数帯域の送信信号に変換するとともにその増幅を行い、ァンテナで受信された搬送周波数帯域の受信信号をベースバンドのアナログ信号に変換するとともにその増幅を行う。

アンテナ 1 0 2としては、例えばパッチアレイアンテナを使用することができるが、その他にスロットアレイアンテナ、フエ一ズドアレイアンテナを使用することもできる。アンテナ 1 0 2はカードを動作させるのに十分な利得を得ることができるようにその指向性 Z利得を設計する必要があり、アレイアンテナはこの目的に好適なものである。

図には示していないが、 1つのコントローラに対して複数のアンテナを接続する場合には、 R F送受信回路 2 0 9との接続を複数のアンテナ間で切り換えてもよく、またアンテナごとに R Fュニット 2 0 7を設け、制御回路 2 0 6と R Fュニット 2 0 7との接続を切り換えてもよい。

第 3 A— 3 D図、第 4 A— 4 D図を用いて I Cカード 1 0 7のアンテナの指向性について説明する。

第 3 A図は I Cカードのアンテナをパッチアンテナで構成した例である。 I C 力一ド基板 3 0 1上にパッチアンテナ 3 0 2と I Cチップ 3 0 3が実装されている。 I Cチップ 3 0 3には、整流 Z変調 Z復調回路 2 0 2、制御回路 2 0 3、 E E P R OM 2 0 4が納められている。 I Cチップ 3 0 3はマイクロストリップ線路 3 0 6、スルーホール 3 0 4を介して I C力一ド基板 3 0 1裏面のアース面に、マイクロストリップ線路 3 0 5を介してパッチアンテナ 3 0 2に接続されている。第 3 B— 3 D図にパッチアンテナの指向性パターン 3 0 7を示す。第 3 B図は側面図、第 3 C図は正面図、第 3 D図は上面図である。このようにパッチアンテナ 3 0 2の指向性パターン 3 0 7は、アンテナ面と垂直な方向に最も強い感度をもつ一方、アンテナ面と水平な方向やアンテナ面の裏側には感度をもたない。第 4 A図は I C力一ドのアンテナをダイポールアンテナで構成した例である。 I C力一ド基板 4 0 1上にダイポールアンテナ 4 0 2と I Cチップ 4 0 3が実装されている。 I Cチップ 4 0 3には、整流/変調/復調回路 2 0 2、制御回路 2 0 3、 E E P R OM 2 0 4が納められている。 I Cチップ 4 0 3はマイクロストリップ線路 4 0 4 . 4 0 5を介してダイポールアンテナ 4 0 2 a、 4 0 2 bに接続されている。

第 4 B— 4 D図にダイポールアンテナの指向性パターン 4 0 6を示す。第 4 B 図は側面図、第 4 C図は正面図、第 4 D図は上面図である。このようにダイポールアンテナ 4 0 2の指向性パターン 4 0 6は、アンテナと垂直な方向に最も強い感度をもつ一方、アンテナと平行な方向には感度をもたない。

このように I C力一ドのアンテナは指向性を有しており、コントローラのアンテナの指向性との関係によってはそのカバ一エリア内にあってもその存在を認識できないという事態が生じうる。

第 5図により、複数のアンテナの配置方法について説明する。アンテナ面 5 0 1、 5 0 2、 5 0 3、 5 0 4は、四面体 5 0 5の頂点に配置され、各々四面体 5 0 5の中心方向を向いている。このようにアンテナ面を頂点とする四面体をなすようにアンテナを配置することにより、四面体の内側に存在する I Cカードに対して、全てのアンテナの放射方向が I Cカード面に対して平行となることが防止できる。言い換えれば、少なくとも 1つのアンテナの放射方向は I Cカード面に対して 9 0度未満の角度をなすことが保証される。とりわけ、アンテナ面を頂点とする四面体が正四面体となるようにすれば、 I Cカード面に対するアンテナの放射方向の角度の最悪値を最も小さくすることができる。

一方、アンテナが 3基であれば、 3つのアンテナ面で形成される面と I C力一ド面とが平行になるように I C力一ドが存在した場合には、 I Cカードアンテナの指向性パターンの問題によりその I C力一ドの認識を行うことはできない。しかしながら、 I Cカードがアンテナのカバーエリアに入ってくるときのアンテナ面の向きに制約が存在する場合には、かかる問題を避けることができる。

第 6図はアンテナが 3基の場合の実施例である。アンテナ面 6 0 1〜6 0 3は同じ平面内で互いに 1 2 0度づっ回転した位置に設けられる。また 3つのアンテナ面がなす平面は、ベルトコンベア 1 0 1と一定の角度をなして横切るように設定する。この場合、 I Cカード 1 0 7が直方体形状の荷物 6 0 7のどの面に付されていても、アンテナ面がなす平面と I Cカード面とが平行になることはない。よって、 I Cカードはその最も g巨離の近いアンテナ（図ではアンテナ 6 0 3 ) と安定した通信を行うことができる。

さらに、別のアンテナの構成例を第 7図に示す。移動中の荷物について識別するには、コントローラのアンテナからの電磁波は広い指向性をもっていることが望ましい。その一方で、 I Cカードはアンテナより放射される電磁波から必要な電力を取り出して動作するから、コントローラのアンテナは利得が大きいことが望ましい。し力、し、アンテナの指向性の広さと利得はトレードオフの関係にある。第 7図は集合アンテナを用いたアンテナの構成例である。アンテナ 7 0 1〜7 0 3はそれぞれ電波の放射方向が所定の角度づっずれるようにして配置されている。アンテナ 7 0 1 - 7 0 3を順次切り換えて正しく通信できたアンテナで通信する。同様のことがフヱ一ズドアレイアンテナを用いて、電波の放射方向を所定の角度づっずれるように電気的に切り換えることにより実現することができる。また、アンテナ支持軸とアンテナ面とが所定の角度をなすようにとりつけたアンテナを、ァンテナ支持軸を機械的に回転させることにより同様のことが実現できる。

第 8図及び第 9図を用いて、本発明の移動体識別装置における輻輳制御について説明する。第 8図は、コントローラ 1 0 3の制御回路 2 0 6の輻輳制御を示すフローチャート、第 9図は I Cカード 1 0 7の制御回路 2 0 3の輻輳制御を示すフローチヤ一トである。

コントローラは、 1基のアンテナを選択する（ 8 0 0 ) 。選択されたアンテナは、カバ—エリア内の I Cカードに向けて質問信号を送信する（8 0 1 ) 。コントローラの質問信号を受けた I Cカードは、 I Cカード固有の識別符号を 1 ビットだけコントローラに向けて送信する。

コントローラは I Cカードからの送信信号の検出を行う（ 8 0 2 ) 。 I C力一ドからの送信信号を検出できなかった場合、別のアンテナに切り換えて（8 0 0 ) 、同じ動作を繰り返す。いずれのアンテナによっても送信信号が検出されない場合には、全ての I Cカードの識別を完了したとみなし識別終了とする（8 1 1 ) o

コントローラが〗 Cカードからの送信信号を検出した場合、識別符号の 1 ビットを受信し（ 8 0 3 ) 、受信したビットを I Cカードに向けて返信する（8 0 4 ) 。 I Cカードでは、返信されたビットを受信して、第 9図のフローチャートに従って、識別符号の次の 1 ビットをコントローラに向けて送信する。コント口 —ラは受信ビット数をカウントすることによって（識別符号長はシステムで一定の値に定められている）、受信したビッ卜が識別符号の最後のビットであるかどうか検査する（ 8 0 5 ) 。

受信したビッ卜が識別符号の最後のビッ卜でなし、場合、コントローラは、 I C 力一ドからの次のビッ卜の送信があるかどうか検査する（ 8 0 9 ) 。送信信号が検出されれば、 I C力一ドから送信された次の識別符号の 1 ビットを受信する ( 8 0 3 ) 。一方、次のビッ卜の送信を検出できなかった場合には識別失敗として、再度質問信号を送信する（8 0 1 ) 。

受信した識別符号が最後のビッ卜であった場合には、全受信ビットに対して C R C検査を行い（ 8 0 6 ) 、エラ一があった場合には再度質問信号を送信する ( 8 0 1 ) 。一方、エラーがなかった場合には正しく識別符号が受信されたと判断し、識別完了信号を I Cカードに返信することにより、正しく受信できたことを I Cカードに通知する（ 8 0 7 ) 。識別された I Cカードの識別符号は接続ケ —ブルから制御端末へ出力され（ 8 0 8 ) 、再び、質問信号の送信から繰り返す ( 8 0 1 ) o

I Cカードの制御回路はコントローラからの質問信号を待ち受ける（9 0 1 ) c コントローラからの質問信号を検出すると、 I Cカードは識別符号を 1 ビットだけ送信する（ 9 0 2 ) 。 I Cカードはコントローラが返信する識別符号の 1 ビッ卜があるかどうか検査し（ 9 0 3 ) 、なければ質問信号の待ち受けに戻る（9 0 1 ) o

識別符号の 1 ビットを受信すると、既に送信した識別符号の 1 ビッ卜と比較する（9 0 4 ) 。受信ビッ卜と送信ビッ卜とがー致しなかった場合は識別に失敗したとして質問信号の待ち受けに戻る（9 0 1 ) 。受信ビッ卜と送信ビッ卜とがー致した場合は、そのビッ卜が最後のビッ卜であるかどうか検査する（9 0 5 ) 。最後のビットでな、場合は、次のビットを送信する（ 9 0 2 ) 。最後のビットであればコントローラからの識別完了信号の送信を待つ（ 9 0 6 ) 。識別完了信号を検出できなければ質問信号の待ち受けに戻る（9 0 1 ) 。識別完了信号を検出した場合には識別に成功したとして識別動作を終了する（ 9 0 7 ) 。

第 1 0 A、 1 0 B図は、 I Cカードに付与される識別符号の構成例を示す図である。識別符号は、 I Cカードごとにユニークである必要がある。第 1 O A図に示した識別符号 1 0 0 1はシリアル番号部 1 0 0 2と C R C 1 0 0 3で構成される。第 1 0 B図に示した識別符号 1 0 0 4は別の構成例であり、グループ識別子 1 0 0 5、シリアル番号 1 0 0 6と C R C 1 0 0 7で構成される。グループ識別子 1 0 0 5は、 I Cカードが特定のグループに属することを示すコ一ドである。例えば、物流会社、サービスの種類によって異なるコードを付すことができる。このときシリアル番号 1 0 0 6は、特定のグループ内でユニークに与える。

このようなグループ識別子付きの識別符号を用レ、た場合、特定のグループに属する I C力一ドだけを識別の対象とする識別処理が可能になる。この識別処理について、コントローラ 1 0 3の制御回路 2 0 6の輻輳制御を示すフローチヤ一卜を第 1 1図に示す。第 8図のフローチャートと同じ制御動作については同じ符号を付して示している。新たにステップ 8 1 2と 8 1 3の処理を付加する。

コントローラは I Cカードの識別符号の 1 ビットを受信すると（8 0 3 ) 、受信したビッ卜が、グループ識別子を構成しているビットであるかどうかを検査する（8 1 2 ) 。この検査は、受信ビッ卜が識別符号の何ビット目であるか確認することにより容易に行える。それにより、受信したビッ卜がグループ識別子に相当するビッ卜である場合には、受信ビッ卜に関係なくグループ識別子の対応するビッ卜を返信する。

受信したビッ卜がグループ識別子を構成するビットでない場合には、受信したビットそのものを I。カードに向けて返信し（ 8 0 4 ) 、以後は第 8図のフローチャートと同様の処理を行う。

なお、このときの I Cカード 1 0 7の制御回路 2 0 3の輻輳制御を示すフ口― チヤ一トは第 9図に示したものと同じでよい。

コントローラと I C力一ド間で 1 ビットごとの信号の送受信を行うことが本発明の 1つの特徴である。そこで、第 1 2図〜第 1 6図を用いて、コントローラと I Cカード間の通信という観点から、本発明の移動体識別装置の動作を説明する。第 1 2 A, 1 2 B図にコントロ一ラと I C力一ドとの間の通信に用いるフレーム構造を示す。図 1 2 Aに示した下りフレーム 1 2 0 0はコントロ一ラから I C 力一ドへの通信（下り通信）に、図 1 2 Bに示した上りフレーム 1 2 0 5は I C カードからコントローラへの通信（上り通信）に用いられる。下りフレーム 1 2 0 0は 4つのフィ一ルドからなる。第 1フィールド 1 2 0 1は 1 ビッ卜の領域であり、常に 0である。第 2フィールド 1 2 0 2は 4ビッ卜の領域であり、 I C力 ―ドに送信するコマンドまたはデータを表す。第 3フィールド 1 2 0 3は 1 ビッ卜の領域であり、常に 0である。第 4フィールド 1 2 0 4は 5ビットの領域であり、「 0 1 1 1 1」又は「 1 1 1 1 1」のいずれかのパターンをとる同期ビットである。前者は送信信号がコマンドであることを、後者は送信信号がデータであることを示す。同期ビッ卜のパターンは第 3フィールド 1 2 0 4以外の部分に現れることはない。フィールド 1 2 0 4の同期ビッ卜には、「0 1 1 1 1」又は「 1 1 1 1 1」に限らず、フィールド 1 2 0 4以外の部分に現れることのない任意のパタンを用いることができる。

上りフレーム 1 205では、フィールド 1 20 6の値のみが意味をもつ。フィ —ルド 1 2 0 6は第 7ビットから開始される 4ビッ卜の領域である。この領域全体で識別符号の 1ビッ卜の値を表すようにマンチエスタ符号によって符号化される。例えば、「00 1 1」を識別符号の「 0」、「 1 1 00」を識別符号の「 1」と定義する。コントローラと I Cカードとは I C力一ドの整流回路において生成されるクロックにより、コントロ一ラからの下りフレームの送信と I C力一ドからの上りフレームの送信とは同期して行われる。

第 1 3図にコントローラの命令（コマンド）の一覧表 1 300を示す。コマンドコ一ド 1 3 0 1を 2進表記した 4ビット列が下りフレームの第 1フィールド 1 20 1により送信される。例えば、コマンド 7は質問命令であり、この信号によつて I Cカードの識別が開始される。同様に、コマンド 8はデータ読み出し命令、コマンド 9はデータ書き込み命令である。

(1) I C力一ドの識別（輻輳制御）

第 1 4図は、 I Cカードの識別処理の状態遷移図である。 I Cカードがコントローラのアンテナの照射領域に入ることにより、電力が供給され、 I C力一ドの制御回路にパワーオンリセッ卜がかかる。この状態を状態 SR 0とする（1 40 0 ) 。状態 S R 0で、コマンド 8 ( I D/ァドレス指定読み出し）を受信した場合は状態 S I R0 (第 1 5図）へ遷移する。また、コマンド 9 (I D/アドレス指定書き込み）を受信した場合は状態 S I W0 (第 1 6図）へ遷移する。なお、状態 SR0でコマンド 7、 8、 9以外のコマンドを受信した場合は状態 SR 0に留まる。

状態 SR 0でコマンド 7 (質問）を受信すると、識別符号の先頭 1ビッ卜の値を送信する。この状態が状態 SR 1 (1 40 1) である。 1ビッ卜の値の送信は、上りフレーム 1 20 5のフィールド 1 20 6が用いられる。

状態 SRk (k= l〜n) は、識別符号が kビットだけ読み出された状態である。コントローラはその受信した値をコマンド 2 (0返信）、コマンド 3 (1返信）によって通知する。第 9図のフローチャートに示したように、状態 SRkにおいて送信した 1ビッ卜の値とコントローラからのコマンドが対応していれば、状態 S R kから状態 S R k + 1に遷移する。対応しな、場合には状態 S R 0 ( 1

400 ) に遷移する。

全ビッ卜の送信が終了する（状態 SRn ( 1 40 3 ) ) と、コントローラは C RCの検査を行う。エラ一が検出されないときは、コマンド 5 (データ OK) を、エラ一が検出されたときはコマンド 6 (データ NG) を送信する。コマンド 6を受信した I Cカードは、識別失敗として状態 SR 0 ( 1 400 ) に遷移する。コマンド 5を受信した I Cカードは、識別完了として状態 SRH ( 1 404 ) に遷移し、コマンド 1 (初期化）を受信するまでは SRH (1 404 ) に留まる。したがって、それ以後は識別処理に参加することはない。

(2) データの読み出し処理

第 1 5図は、 I C力一ドの不揮発性メモリの読み出し処理の状態遷移図である c 状態 SR 0 ( 1 4 0 0 ) でコマンド 8 ( I D/アドレス指定読み出し）を受信することにより、状態 S I R 0 ( 1 500 ) に遷移する。コントロ一ラは、データの読み出し処理の対象である I C力一ドの識別符号のバイト数、識別符号、読み出しアドレス、 CRCを送信する。これらは、 4ビットづっ下りフレーム 1 20 0により送信する。送信されるこれらデータの並び、それぞれのビット数はシステムで予め決めておく。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態 S I R 1 (1 5 0 1) である。

状態 S I R 1 (1 50 1) では、受信したデータに対して CRC検査を行い、エラ一があれば状態 SR 0 (1 4 00 ) へ、エラーがなければ状態 S I R2 (1

502 ) へ遷移する。コントローラはコマンド 1 0 ( 1ビットデータ返送命令）を送信する。状態 S I R 2にある I C力一ドは、コマンド 1 0を受信するごとに指定されたァドレスから 1ビットずつデータを返送する。コマンド 1 0以外の命令を受信した場合には状態 SR 0 ( 1 40 0 ) に遷移する。

(3) データの書き込み処理

第 1 6図は、 I C力一ドの不揮発性メモリへの書き込み処理の状態遷移図である。状態 SR 0 (1 400 ) でコマンド 9 (I DZアドレス指定書き込み）を受信することにより、状態 S I W0 ( 1 600 ) に遷移する。コントローラは、デ —夕の書き込み処理の対象である I C力一ドの識別符号のバイト数、識別符号、書き込みアドレス、 CRCを送信する。システムで定められたデータが全て受信完了した状態が状態 S I Wl (1 6 00 ) である。

状態 S I W1 (1 60 1) では、受信したデータに対して CRC検査を行い、エラ一があれば状態 SR 0 (1 4 00 ) へ、エラ一がなければ状態 S I W2 (1 602 ) へ遷移する。コントローラはコマンド 1 2 (書き込みイネ一ブル）を送信する。状態 S IW2にある I Cカードは、コマンド 1 2 (書き込みイネ一ブル）を受信すると不揮発性メモリを書き込み可能状態にする。この状態が状態 S IW 3 (1 6 03 ) である。状態 S IW3では、書き込みデータ 2バイトを受信すると不揮発性メモリへの書き込み処理を開始する。メモリへの書き込み処理を行つている状態が状態 S I W4 ( 1 6 04 ) である。状態 S IW4では、コマンド 1 1 (書き込みステータス返信命令）を受信するごとにメモリ書き込み中であることを示すため、「0」を返信する。状態 S IW4で、指定されたアドレスに 2バィトデータの書き込みが完了すると、状態 S I W5 ( 1 605 ) に遷移する。状態 S IW5において、コマンド 1 1 (書き込みステータス返信命令）を受信した場合には、書き込み完了であることを示すため、「1」を返信する。「1」を返信した I Cカードは再び状態 S I W3 ( 1 603 ) に遷移して次の書き込みデータを待ち受け、同様の処理を繰り返す。状態 S IW5において、コマンド 1 1 (書き込みステータス返信命令）以外の命令を受信すると、全てのデータの書き込みが終了したものとして状態 S I W 6 ( 1 60 6 ) に遷移する。状態 S I W6 ( 1 606 ) に遷移した I Cカードは不揮発性メモリを書き込み不能状態にすることにより状態 SR 0 (1 400 ) に遷移する。

本発明による移動体識別装置を物流管理システムに適用した実施例において、識別の信頼性を向上させるための構成を第 1 7図を用いて説明する。第 1図と同じ符号を付したものは同じ構成要素を示している。とくに、ベルトコンベア 1 0 1の上流の一地点において、荷物を透過しない赤外線等の電磁波 1 09を放射する電磁波放射装置 1 08と、電磁波 1 0 9をセンスするセンサ 1 1 0を設ける。この一地点は、荷物が積載されることなく 1つづつ運ばれてくる地点を選択する。荷物センサ 1 1 1は、センサ 1 1 0がオフすることで荷物 1 06が通過中であることを認識する。荷物センサ 1 23で認識した荷物の通過情報は接続ケーブル 1 1 2を介して制御端末 1 0 4に通知する。

制御端末 1 0 4は、荷物センサ 1 1 2により認識した荷物の個数をカウントしておく。下流に設けられた移動体識別装置で認識した I C力一ドの枚数と荷物のカウント数を照合することによって、移動体識別装置における識別漏れのチエツクを行うことが可能になる。なお、移動体識別装置で識別処理を行う場合には第 1図に示したように、荷物が積載された状態であつても問題ないことはこれまでの説明により明らかである。

また、ベルトコンベアの複数の地点において、移動体識別装置で識別処理を行い、複数地点での認識結果を照合することにより、システムの全体での識別処理の信頼性を向上させることができる。この場合の移動体識別装置を設置する地点は、荷物の積み直しの行われる地点、複数のベルトコンベアが合流した地点等の後に設けることが望ましい。相互に積載状態の異なる荷物群について識別処理を行うことで信頼性を向上できるためである。

また、個々の荷物の識別漏れの確率を小さくするため、一つの荷物に相異なる面に複数の I Cカードを貼付することも考えられる。

第 1 8図は、 I Cカードに搭載される不揮発性メモリのメモリ空間の構成例である。 I Cカードはメモリに記憶された内容を更新すれば再利用可能であり、本構成は I C力一ドの再利用に好適なものである。

不揮発性メモリのメモリ空間 1 8 0 0は、識別符号 1 8 0 1とデータ 1 8 0 2、及び再利用カウンタ 1 8 0 3を含む。識別符号 1 8 0 1は、第 1 0図に示したものである。データ 1 8 0 2は、アプリケーションによって任意に読み書き可能な領域である。実施例として示した物流管理システムでは、送り主の住所、氏名、電話番号、送り先の住所、氏名、電話番号、重量、内容等が記録される。再利用カウンタ 1 8 0 3は、 I Cカードの寿命管理に用いられる。これは、一般に不揮発性メモリには書き込み回数に制限があり、無制限に I Cカードを再利用することはできない。したがって、再利用カウンタ 1 8 0 3で再利用の回数を管理し、寿命が近い I C力一ドは廃棄する。

第 1 9図は、再利用カウンタ 1 8 0 3を利用した I C力一ドの再利用処理のフローチャ一卜である。 I C力一ドを発行するシステムは、発行しょうとする I。カードの再利用カウンタを読み出し（1 9 0 1 ) 、その値が許容回数以上であるかどうかをチェックする（1 9 0 2 ) 。再利用カウンタ値が許容回数以上であれば、そのカードは寿命が近いと判断し廃棄する（ 1 9 0 6 ) 。一方、再利用カウンタ値が許容回数未満であれば再利用可能と判断し、不揮発性メモリのメモリ空間における識別符号 1 8 0 1とデータ 1 8 0 2とを初期化する（ 1 9 0 3 ) 。その後、新たな識別符号と初期データを書き込み（ 1 9 0 4 ) 、再利用カウンタ値を 1増加させる（1 9 0 5 ) 。再利用にあたって識別符号を変更する必要がない場合は、ステップ 1 9 0 3、 1 9 0 4の処理は省略する。

本発明はその要旨を変更しない範囲において変更して適用することが可能なものである。たとえば、 I Cカードは電源及び発振器をもつものであってもよい。この場合コン卜ローラとクロックを正確に同期させるために P L L (Phase Lock Loop) 回路を使用する。

また、 1 ビットごとに送受信するのに代えて、複数ビッ卜の組み合わせ（例えば「0 0」「0 1」「 1 0」「 1 1」）に対して同様の処理を行うことができる。産業上の利用可能性

本発明によれば、コントローラは I Cカードが 1 ビットごとに送信した識別符号を I C力一ドに返送する。 I C力一ドは返送された 1 ビッ卜と自分の送信した 1 ビットを比較して、両者が等しければ更に次の 1 ビットを送信し、異なっていれば送信を停止することによって、識別すべき I C力一ドの個数が多くなつて同時に識別符号を送信する I Cカードの数が増加した場合でも識別効率の低下を小さく保つことができる。

Claims

請求の範囲

1. 非接触 I C力一ドの識別符号を識別する非接触 I Cカード識別装置における非接触 I Cカードの識別方法であつて、

複数の非接触 I C力一ドのいずれかから送信された識別符号の所定数のビットを受信する第一のステップと、

上記受信したビットを上記複数の非接触 I C力一ドに返信する第二のステップと、

上記返信されたビッ卜と上記送信したビッ卜の一致する非接触 I C力一ドから送信された識別符号の既送信のビッ卜に続く所定数のビットを受信する第三のステツプと、

上記続くビッ卜が識別符号の最終ビッ卜を含んでいなければ、上記続くビットについて上記第二及び第三のステップを繰り返し、上記続くビッ卜が識別符号の最終ビットを含んで、れば識別完了したことを示す識別完了信号を送信する第四のステップとを有することを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

2. 請求項 1記載の非接触 I C力—ドの識別方法において、

上記所定数は 1であることを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

3. 請求項 1記載の非接触 I C力一ドの識別方法において、

上記識別符号は誤り訂正符号を含み、

上記第四のステップにおいて、上記続くビッ卜が識別符号の最終ビットを含んでいれば、誤りなく識別符号が受信された場合に上記識別完了信号を送信することを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

4. 請求項 1記載の非接触 I Cカードの識別方法において、

上記非接触 I C力一ド識別装置は切り換え可能な複数のアンテナを有し、上記第一のステップにおいて、上記複数のアンテナのいずれかにより上記所定数のビットを受信することを試行し、受信されない場合には上記複数のアンテナの別のいずれかに切り換えて試行することを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

5. 非接触 I Cカードの識別符号を識別する非接触 I C力一ド識別装置における非接触 I Cカードの識別方法であって、

上記識別符号は非接触 I C力一ドが所定のグループに属することを示すグループ識別子を含んでおり、

複数の非接触 I Cカードのいずれかから送信された識別符号の所定数のビットを受信する第一のステップと、

上記受信したビッ卜が上記グループ識別子を構成するビッ卜であれば上記受信したビッ卜に相当する識別対象とするグループ識別子のビットを、上記受信したビッ卜が上記グループ識別子を構成するビッ卜でなければ上記受信したビットを上記複数の非接触 I Cカードに返信する第二のステップと、

上記続くビッ卜が識別符号の最終ビットを含んでいなければ、上記続くビットについて上記第二及び第三のステップを繰り返し、上記続くビッ卜が識別符号の最終ビットを含んでいれば識別完了したことを示す識別完了信号を送信する第四のステップとを有することを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

6. 請求項 5記載の非接触 I C力—ドの識別方法において、

上記所定数は 1であることを特徴とする非接触 I C力一ドの識別方法。

7. 請求項 5記載の非接触 I C力—ドの識別方法において、

上記識別符号は誤り訂正符号を含み、

上記第四のステップにおいて、上記続くビッ卜が識別符号の最終ビットを含んでいれば、誤りなく識別符号が受信された場合に上記識別完了信号を送信することを特徴とする非接触 I C力一ドの識別方法。

8. 請求項 5記載の非接触 I。力一ドの識別方法において、

上記非接触 I C力一ド識別装置は切り換え可能な複数のアンテナを有し、上記第一のステップにおいて、上記複数のアンテナのいずれかにより上記所定数のビッ卜を受信することを試行し、受信されない場合には上記複数のアンテナの別のいずれかに切り換えて試行することを特徴とする非接触 I C力一ドの識別方法。

9. 非接触 I Cカード識別装置により非接触 I C力一ドの識別符号の識別を受ける非接触 I C力一ドの識別方法であって、

識別符号の所定数のビットを送信する第一のステップと、

上記非接触 I C力一ドより返信された所定数のビットを受信する第二のステツプと、

上記送信したビットと上記受信したビットとが一致していれば識別符号の既送信のビッ卜に続く所定数のビットを送信する第三のステップとを有することを特徴とする非接触 I Cカードの識別方法。

10. 請求項 9記載の非接触 I C力—ドの識別方法において、

上記第一のステップにおいて、上記所定数のビットは上記非接触 I C力一ド識別装置から送信される質問信号の受信に応じて送信され、

上記第三のステップにおいて、上記送信したビッ卜と上記受信したビットがー致していなければ再度上記質問信号を受信するまで上記非接触 I Cカード識別装置への識別符号の送信は行わないことを特徴とする非接触 I C力一ドの識別方法。

11. 請求項 9記載の非接触 I Cカードの識別方法において、

12. ァンテナと上記ァンテナを介して信号の送受信のための変復調処理を行う変復調回路と不揮発性メモリと上記不揮発性メモリへのデータの読み出しを制御する制御回路とを有する非接触 I Cカードにおいて、

上記不揮発性メモリは、識別符号を格納する第一の領域と、データを格納する第二の領域と、上記識別符号の更新回数を格納する再利用カウンタ領域とを有し、上記第一の領域と上記第二の領域は上記再利用カウンタ領域に格納された更新回数が所定の許容値以下であれば初期化して再書き込み可能にしたことを特徴とする非接触 I。力一ド。

13. 請求項 1 2の非接触 I C力一ドにおいて、

上記識別符号は誤り訂正符号を含むことを特徴とする非接触 I C力一ド。

14. 非接触 I C力一ドの識別符号を所定ビットごと送信する非接触 I Cカード識別装置と非接触 I C力一ドとの通信方法において、

上記非接触 I C力一ド識別装置と非接触 I C力一ドはそれぞれ同期した下りフレームと上りフレームにより通信し、

上記下りフレームは上記非接触 I C力一ドへの所定ビット送信命令を表す第 1 の領域と同期ビットを表す第 2の領域を有し、上記上りフレームは同期する下りフレームにおける上記所定ビット送信命令に応答して上記所定ビッ卜を送信するための第 3の領域を有し、上記非接触 I C力一ドの上記第 3の領域の送信期間は上記非接触 I C力—ド識別装置の上記第 2の領域の送信期間に包含されることを特徴とする通信方法。

15. 請求項 1 4記載の通信方法において、

上記所定ビットは 1ビットであり、上記第 3の領域では上記識別符号の 1ビットをマンチエスタ符号化して表すことを特徴とする通信方法。

16. 移動体に取り付けられた非接触 I Cカードと信号の送受信を行うことにより移動体を識別する移動体識別装置において、

上記信号の送受信を制御する制御回路と、

上記制御回路により切り換えて使用される複数のアンテナと、

上記複数のアンテナのカバ一エリアに上記移動体を搬送する搬送手段とを有し、上記複数のァンテナのァンテナ面が、多面体の頂点をなすように配置されたことを特徴とする移動体識別装置。

17. 請求項 1 6に記載された移動体識別装置において、

上記移動体に複数の I C力一ドが取り付けられていることを特徴とする移動体識別装置。

18. 請求項 1 6に記載された移動体識別装置において、

上記アンテナは、その指向性を切り換え可能なアンテナであることを特徴とする移動体識別装置。

19. 移動体に取り付けられた非接触 I Cカードと信号の送受信を行うことにより移動体を識別する移動体識別装置において、

上記信号の送受信を制御する制御回路と、

上記複数のアンテナのカバーエリアに上記移動体を搬送する搬送手段とを有し、上記複数のァンテナのいずれか 3つのァンテナ面を結んでなる平面が上記搬送手段により搬送される搬送方向と所定の角度をなして交叉するように配置されたことを特徴とする移動体識別装置。