近接通信(RFIDのような)を用いたロボット制御

質問

リアルタイムではないDCC?制御の、

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%82%B3%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%83%89%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%AB

RFID版のようなもとか、極めてせまいホットスポットでしか情報のやりとりができないラジコン
のようなものをやってみたいなと思い、以下質問します。

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アクティブRFIDといわれるものの中に、どちらも制御回路を持つ２つ以上の装置の間で近接通信可能なものというのはありますか？あるとしたら、どこが作ってますか？
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詳しく言うと以下の機能を持ったロボットを作ってみたいなというのが、問題です。

（１）レール上自走
（２）レール上で走行以外の何か別の機能（音を鳴らしたり、逆に何かを記録したり）
（３）走行や、（２）の機能のシーケンスを記憶し、制御する手段
（４）特定の場所で、定期的に（RFIDのような）近接通信手段を通じてロボット外に設置された制御システムと通信して、（３）の手段のプログラムを書き換える手段
（５）レール上に、ICタグがあった場合には、それを読んで、何らかの判断をする手段（例えば、ここでは、プログラムの内容によらず止まりなさいとかいった標識のような指示）

こういったロボットを作ろうとした場合、ロボット側には

＊制御回路（ロボットと一緒に動く）
＊近接通信手段（ロボットと一緒に動く）

が必要で、ロボット外（ロボットといっしょに動かない）にも、ロボット内にも
制御回路とつながった近接通信手段が必要ということになります。

鉄道模型に限ればDCC制御のような手段もあるわけで、他にも似たような方法はあるのでしょうが、あえて近接通信ということで質問します。

ご参考：
http://okwave.jp/qa/q5312564.html

回答No.4

equinox2 · ベストアンサー

FA用のでしたら、このあたりからマッチするのをさがしてみてはいかがでしょうか。
http://www.indexpro.co.jp/search/search-ctg.asp?dcode=310310

もう10年以上前ですが、某自動車会社の機械加工、塗装、車体組み立てライン用に
台車のIDを持たせる方式を検討していました。
＃あくまで外部から制御が主でしたが・・

機械加工ならバルーフとか、NEDAP（まだあるかな？）とか、
塗装ならブースにそのまま入って200度くらいまで耐えられるKENWOODとか、
車体組み立てなら情報量が多かったオムロンとか・・

IDを固定箇所に置いて、メールボックスみたいに使う場合、固定機と
移動機（ロボット）のアンテナの干渉を防ぐため、固定機側は
通信しないときに退避（か遮蔽）する機構をつけるのが簡単かな。
＃制御部の電源を切るとかの荒業もありか・・

お礼

回答いただき、返事が遅くなり申し訳ありません、あれから、いくつか調べてみました。

まず、前例についていくつか調べたところ、似たようなものは見つかりませんでした。出てきたものは
http://www.youtube.com/watch?v=AHh-t8Ok5XY
のように、少なくとも片方はICタグのような情報を処理する機能を持っていないものばかりで、
（この場合は、タグは単なる標識）コントローラ側も、ロボット側も、両方が
情報処理能力を持っているものというのは、意外なことにだれも考えていないのかもしれません。

以下、自分なりに思いついた簡単なアイデアを。

（１）ICタグ、RFID、ICカードを中継用途につかう
ICタグとリーダーライターとの間で通信できるものは腐るほどあるようですが
リーダーライターとリーダーライターとの間での双方向の近接通信が出来るものは、
RFIDやICタグ、ICカード関係ではなさそうなので、例えば、下図（走行路の垂直断面（法線が進行方向））のように

＊走行路の下に地上側のリーダーライターを置き、走行路上にICタグを起き、これらは走行路上に固定されている。
＊ロボットにも、ロボットと一体的に動くリーダーライターがある。
＊ロボット駅に来たら、まず。ロボット側のリーダーライターが走行路上に固定されたICタグに向けて自分のIDを送信する
＊その後、地上側のリーダーライターがICタグを読む
＊次に地上側のリーダーライターが、指令を電文化して、ICタグに送信
＊その後、ロボット側のリーダーライターがICタグから前記の電文を読む。

　　　■■■←リーダーライター（ロボット側　走行路上を自由に動く）
--------------
　|　　　　　　　　　|←車輪
＝＝＝~~~~~~＝＝＝←走行路
　　　■■■←リーダーライター（地上側,走行路に固定）

~~~~~~はICタグ、RFID、ICカード（走行路に固定）

（２）NFCチップといわれるカテゴリーの中には、（１）のような面倒なことをせず、直接近接双方向通信できるものがあるようです。これらが、入手できれば上のような面倒なことはしなくてもよいのかもしれませんが．．．。
http://www.toppan-tl.co.jp/sp/nfc.html
http://juggly.cn/archives/13867.html

回答No.3

noname#214300

数十バイトのデータを送れるアクティブタグは、あるにはあります。
ただ、普段そういう使い方をしないため、どうしてもカスタム対応になってしまい、値段も数百万円くらいになってしまいます。
そもそも汎用品でもタグは一個3000円くらい、受信機に至っては10～20万円します。

とりあえず、以下の製品あたりを使われてみてはいかがでしょうか。
http://focus.tij.co.jp/jp/mcu/docs/mcusplash.tsp?contentId=51311
用途としてはカッチリはまると思います。

お礼

値段そのものについては１０万ぐらいならまあ、試作レベルでは問題ないです。

問題は、ロボット側の制御回路が、近接通信経由で送られてきた情報を少なくとも
読めるかという点ですが…。

回答No.2

equinox2

元FA屋で、かなり前ですが、生産ラインの台車へのID適用を検討していました。

書き換えできるRFIDは検索すれば見つかると思いますが、ロボットや自走台車などの
振る舞いの情報を伝達するのであれば、IDを固定された（必要であれば複数の）場所に
設置し、ロボットや自走台車にもRFIDのリーダ／ライタをつけたほうがよいのでは
ないでしょうか。
＃当然、IDが置かれた場所を通過するのが必須になりますが・・

お礼

こんなところでファクトリーオートメーション屋さんとお会いできるとは、光栄です。

RFIDのリーダ／ライタとRFIDのリーダ／ライタを近接させた状態で通信させることができ、
制御回路や、通信電文をうまく作れば、以下の機能が実現させられる可能性があるということでしょうか？

＊自走路上の適当な場所（駅）には、コントローラーと優先接続された近接通信手段（RFIDのリーダ／ライタ）を固定しておき、
＊ロボット側にもロボットの駆動制御回路やロボットの機能制御回路（機能はたとえば音を鳴らしたり、
何かを測定したりするなど様々）と有線接続されロボットと一緒に動くRFIDのリーダ／ライタが具備されていて
＊ロボットは必ず駅の上では停止して、
＊駅に到着するたびに、ロボットは、ロボットの機能制御回路のエラー等の有無と自分のIDを数十～
数百バイトのパケットに変換して、ロボットの近接通信手段と駅の近接通信手段間の近接通信を介して送信して
＊駅に到着するたびに、ロボットはロボットの近接通信手段と駅の近接通信手段の間の近接通信を通じて次の目的地や速度の駆動パタンや、ロボットの機能に対する命令を受け取る

制御回路と有線接続されたRFIDのリーダ／ライタと制御回路と有線接続されたRFIDのリーダ／ライタを近接させた状態で通信させることができるか？ということがまず、原理実証のポイントになると思いますが、

コントーロラ⇔有線接続（双方向有線通信）⇔駅側の近接通信手段⇔近接通信（双方向）⇔駅側の近接通信手段（ロボット側の）⇔有線接続（双方向有線通信）⇔ロボット側の制御回路

といった通信が可能なRFIDのリーダ／ライタがあれば、教えていただきたく存じます。

但し双方向”有線通信”は、シリアル通信行き方向とシリアル通信帰り方向を組み合わせたものでよい。

回答No.1

noname#214300

RFIDというのは、あくまでタグのID情報を電波で飛ばす物なので、近接無線通信として使うにはあまり使い勝手の良い物ではありません。
ご質問の意図とは離れますが、簡単にRFIDの説明をします。

まず、RFIDタグにはユニークなIDが書き込まれています。
これを管理すべき対象物などに貼り付け、その対象物の個体管理を行うのによく使われます。
バーコードと似た様な物ですが、RFIDはバーコードのようにタグが見えていなくても、電波が届けば自分のIDを伝えることが出来ます。
アクティブ型のRFIDはタグに電池が積んであり、ID情報を電波に乗せて発信します。
ＰＣ等に接続された受信機でこのID情報を受け取り、タグの存在を感知し、対象物の有無を識別するわけです。
電池を使わないRFIDはパッシブ型と言われますが、これはSuicaの様に通信距離がセンチメートル単位しかありません。アクティブは電池で電波を発信するため、数十メートルの単位で受信が可能です。

ご質問では相互通信が必要な様ですが、一般的なアクティブ型のRFIDはタグは電波を発信するだけ、受信機は電波を受けるだけです。
一部相互通信出来るものもありますが、受信機側からタグ側に動作指示のコマンドを送り、タグはそれに従ってセンサ入力等の情報を送信する程度の物になります。プログラムの転送など、大容量のデータ通信には全く使えません。

お礼

そうなんですよね。タグとしての用途については腐るほど情報が出てくるのですが…。

＞一部相互通信出来るものもありますが、受信機側からタグ側に動作指示のコマンドを送り、タグはそれ＞に従ってセンサ入力等の情報を送信する程度の物になります。

実際に欲しいものに近いかもしれません。探した限り、具体的な仕様とかが書かれたものがなく、
センサーがないものも見たことがありませんが…。もう少し情報をいただけないでしょうか？

要は送受信できる信号は数十バイト程度で十分かもしれません。もちろん多ければ多いに越したことはありませんが、要は通信電文を数十文字の数字やアルファベットに変換して送って、
ロボット側で復号して読み取って使えばよいわけでしょうから…。

混信の問題とか、妨害電波とかを考えると、電波の距離は短いほうがよいのですが、
通信距離が多少長いものでも構いません。

補足

コントローラは、IDXXのロボットが、近接通信手段上にきたら、
「目的地はXXで、速度XXで次の目的地に向かいなさい」と指示するように
プログラムされていて、この指示を、数十桁の信号に置きかる機能を持つ。

ロボットは、逆に、近接通信手段に、「前の目的地を出た時間」とか、
「何らかのエラーがあったか否か」とか「自分のID」とかを数十桁程度の信号に置き換えて
コントローラに送信する手段と、コントローラ側の情報を読み取って復号化する機能を
持っているといった感じの用途で使えそうなものを探しています。