RFIDによる検索機能の最善策

2020/2/21

updated 2023/06/20

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RFID技術による高精度なアイテム位置特定

RFIDを活用したガイガーカウント（検索機能）は、製造現場や倉庫でのアイテム追跡に不可欠なツールです。本記事では、RFIDの専門家が、ガイガーカウントの最適な実装方法とその技術的根拠を解説します。

多くのモバイルRFIDリーダーには、タグ検索機能が搭載されています。簡単に言うと、個々のタグの位置を特定するソフトウェアを意味し、「ガイガーカウント」という名前は、RFIDリーダーが検索されたタグに近づくと表示されるカチカチという音に由来します。RFIDリーダーが検索されたタグに近づくと、カチカチという音が速くなります。ガイガーカウントの目的は、ハンドヘルドデバイスの助けを借りて、密集した環境で特定のタグを見つけることです。これを行うには、すべての関連アイテムにアイテムレベルでタグを付ける必要があります。ガイガーカウントは、たとえば、店舗で特定サイズの特定のシャツを検索したり、倉庫で不足している段ボール箱を検索したりするために使用されます。

RFIDガイガーカウントのイメージ

ガイガーカウント（検索機能）は製造現場や倉庫で広く利用されています。

ガイガーカウント（検索機能）の基本原理

ガイガーカウント（検索機能）は、タグの「RSSI値」を利用して、タグがリーダーからどれくらい離れているかを判断し、これをユーザーに表示します。ただし、他のRF環境と同様にトランシーバーがRFエネルギーをより多く放射するほど、タグから受信する信号強度は高くなります。したがって、RSSI値に加えて、優れたガイガーカウントアプリケーションには計算に出力パワーを追加する必要があります。次に、出力パワーとRSSI値を組み合わせて、精度を高める方法を紹介します。最後に、ガイガーカウント用のアプリケーションの構築方法について説明します。

リーダーが「最高」のRSSI値を受信したときに、電波出力を下げて、同じ信号強度を受信しているかどうかを確認するために、電波出力を考慮する必要があります。その場合、電波出力が設定可能な最低値になるか、RSSI値が減少し始めるまで電力を下げ続けます。RSSI値が十分に低くなった場合、アプリケーションは電波出力を増やす必要があります。低出力でも信号強度が上昇する場合は、タグが実際にリーダーに近いと仮定するのが妥当です。

ほとんどのデバイスにはアンテナモードが1つしかないため、上記の方法はガイガーカウントを実行する最も一般的な方法です。デバイスに近接および円偏波アンテナモードを含む複数のアンテナモードがある場合、追加のアンテナはより高い精度でタグの近接を判断できます。このような端末を使用する場合、アプリケーションは出力を監視でき、出力が十分に低くRSSIが特定のレベルのままの場合、リーダーは読み取り範囲の短いアンテナに切り替えることができます。

ガイガーカウント（検索機能）アプリケーションの開発

ガイガーカウントアプリケーションの開発には以下の手順が含まれます。

1）見つけたいEPCコードを使用して、選択したパラメーターでインベントリを実行します。すべてのクエリに応答するタグが必要なので、セッション0を使用します。

選択パラメータを含むインベントリにより、指定されたバンクおよびビットアドレスのメモリに特定のビットパターンのみを持つタグにタグの数を制限できます。
セッション値が調整可能であっても、ガイガーカウント（検索機能）を実行する際の唯一のオプションはセッション0です。

a）上記の手順の後にタグが表示された場合、タグからRSSIを取得して「バッファリング」します。つまり、たとえば最後に受信した5つのRSSI値の平均値を計算します。

b）タグが表示されない場合、スケールされたRSSI値0をバッファリングして、タグが表示されなかったことを示します。

c）受信したRSSIに基づいて平均値を計算します。

平均RSSI値が「最大」RSSI範囲（たとえば70～100％）にある場合は、出力電力を1dBm下げます。
平均RSSI値が「低」RSSI範囲（たとえば0～40％）にある場合は、出力電力を1dBm上げます。

2) 「ガイガーカウント」スレッドが上記を実行中、UIスレッドにはたとえば、100ミリ秒ごとにカチカチ音を立て、ガイガービープ音とその他のUI関連タスクを更新するタイマーが必要です。

a）タイマーに加えて、ビープ音も別のスレッドで表示され、「ビープ音」スレッドに必要な音を生成するように伝えるイベントをタイマティックにリセットさせます。

このようなイベントを受信すると、「ビープ音」スレッドは、ビープ音の間隔と頻度を操作するために、受信したRSSIの平均値を使用する必要があります。
また多かれ少なかれ好みの問題ですが、それぞれの可能な値がどの種類のビープ音を生成すべきかです。例えば。タグが表示されると1568Hzの周波数のビープ音が、表示されないと1046Hzのビープ音が生成されます。各ビープ音の長さと間隔は、受信した平均RSSI値によって定義できます。つまり、100％=間隔なしの100ミリ秒のビープ音、100％未満の場合は（250-平均rssi値）ms間隔の50ミリ秒のビープ音です。

これにより、ユーザーはモバイルRFIDリーダーを使用して、密集した環境で特定のタグを迅速かつ正確に見つけることができます。

ガイガーカウント（検索機能）用の最適なRFIDリーダーの選び方

市場で入手可能な多くのモバイルRFIDリーダーは、タグ検索ソフトウェアを実装することができます。高精度の位置特定を実現するためには、リーダーのアンテナビームをできるだけ狭くすることが重要です。多くのリーダーは無指向性アンテナビームを備えているため、アプリケーションソフトウェアでアンテナビームを制御する必要があります。