CN104732256A - 无线射频识别读写器以及诊断处理程序 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够输出RFID读写器与RF标签之间的互相通信所相关的正确的诊断信息的RFID读写器以及诊断处理程序。RFID读写器(200)具有:通信单元,其与RF标签(300)互相通信;互相通信诊断单元,其用于在互相通信成功的情况下诊断该互相通信;互相通信诊断单元具有:特性取得单元,其根据与RF标签之间的互相通信信号,取得互相通信信号所相关的特性;判断单元,其根据所取得的特性值,基于预定的基准来判断互相通信的富余度;输出控制单元,其根据判断的结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
Description
技术领域
本发明涉及无线射频识别(以下称为“RFID”:Radio FrequencyIdentification)读写器以及诊断处理程序,特别涉及具有与RF(RadioFrequency:无线射频)标签之间的无线通信所相关的诊断功能的RFID读写器以及诊断处理程序。
背景技术
在现有的具有RFID读写器以及RFID标签的通信系统中,提出了通信所相关的各种诊断功能。例如,在专利文献1中公开了这样的技术:在读写器上设置“开关”,从而能够与读写器内置的检查用RF标签芯片进行通信。该读写器在与标签互相通信之前,与检查用标签芯片互相通信,从而能够诊断读写器主体有无异常。
另外,在专利文献2中,RF标签芯片具有如下功能:测定从读写器发送来的电波强度,将其测定值返回至读写器。由此,能够知晓读写器自身发送出的电力有多大程度到达了RF标签。
另外,在专利文献3中,CPU诊断RF标签读写器装置是否有异常,或针对RF标签的无线通信状态是否有异常。另外,在专利文献4中,测定内置在读写器天线中或设置在天线外部的“基准标签”的动作电力。测定时,使读写器发送电力按级别改变,存储来自基准标签的存在正常应答的读写器最小输出电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2010-79616号公报
专利文献2:JP特开2006-148670号公报
专利文献3:JP特开2005-322029号公报
专利文献4:JP特开2011-138373号公报
在专利文献1所公开的结构中,诊断读写器主体有无异常而通知用户,从而在与RF标签之间的互相通信失败时,能够区分是“读写器主体异常还是与RF标签之间的互相通信异常”,但是,在与RF标签之间的互相通信异常的情况下,很难判明其原因。
另外,在专利文献2所公开的结构中,在RF标签芯片上需要搭载上述的特殊功能,因此会提高RF标签芯片制造原价(成本)。另外,作为用于判断RFID互相通信是否成功的参数,除了需要知晓来自读写器的发送电力有多大程度到达RF标签之外,还需要分别知晓从RF标签返回至读写器的返回电力量以及周边噪声量。然而,在专利文献1的结构中,由于参数少,无法正确判断RFID互相通信是否成功。
另外,在专利文献3所示的结构中,也无法正确判断RFID互相通信是否成功。即,通过诊断读写器主体有无异常来通知用户,虽然在与RF标签之间的互相通信失败时,能够区分是“读写器主体异常还是与RF标签之间的互相通信异常”,但是,在与RF标签之间的互相通信异常的情况下,很难判明其原因。
专利文献4的结构中,虽然能够诊断读写器装置的异常状态,但无法得知与RF标签之间的互相通信时的异常状态、异常内容、异常原因,很难知晓使用RFID的现场所发生的互相通信异常的原因,因而难以应对。
因此,本发明的目的在于,提供一种RFID读写器以及诊断处理程序,能够输出RFID读写器与RF标签之间的互相通信所相关的正确的诊断信息。
发明内容
本发明的一个方面的RFID读写器具有:通信单元,其与RF标签互相通信;互相通信诊断单元,其用于在互相通信成功的情况下诊断该互相通信。互相通信诊断单元具有:特性取得单元,其根据与RF标签之间的互相通信信号,取得互相通信信号所相关的特性;判断单元,其根据所取得的特性值,基于预定的基准来判断互相通信的富余度;输出控制单元,其根据判断的结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
优选地,判断单元包括比较单元,该比较单元将所取得的特性值与预定的阈值进行比较;输出控制单元,根据比较结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
优选地,特性包括在RFID读写器的周边产生的噪声量;特性取得单元包括:噪声取得单元,其取得在RFID读写器的周边产生的噪声量;接收电力测定单元,其根据接收信号来取得接收电力。
优选地,特性包括接收信号的S/N比;特性取得单元包括S/N比取得单元,该S/N比取得单元根据接收信号的电力与噪声量来计算S/N比。
优选地,特性包括接收电力,特性取得单元包括接收电力取得单元,该接收电力取得单元从接收信号中取得接收电力。
优选地,特性表示特定情况下的应答信号的接收,特定情况是指,应答信号呈现预定的水平的发送电力的情况;预定的基准表示是否成功接收;判断单元,基于是否成功接收呈现预定的水平的发送电力时的应答信号,来判断互相通信的富余度。
优选地,预定的水平的发送电力,表示能够判断为RFID读写器能够稳定进行互相通信的微弱发送电力。
优选地,预定的水平的发送电力,包含将电力区间分为多个子区间时各子区间所相当的水平,电力区间是指,从能够判断为RFID读写器能够稳定进行互相通信的微弱发送电力到最大电力为止的区间。
优选地,使输出部输出的信息,包括基于特性的通知和用于提高互相通信的富余度的应对事项。
优选地,RFID读写器还具有使互相通信诊断单元的诊断功能有效或无效的单元。
本发明的其它方面的诊断处理程序,通过计算机对与RF标签之间的互相通信进行诊断处理,该诊断处理程序使计算机实现如下单元的功能,这些单元是:特性取得单元,其在相互通信成功的情况下,取得互相通信信号所相关的特性;判断单元,其根据所取得的特性值,基于预定的基准来判断互相通信的富余度;输出控制单元,其根据判断的结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
通过本发明,RFID读写器对与RFID标签的互相通信及进行诊断,根据诊断内容来输出互相通信富余度的信息,并输出互相通信所相关的正确的诊断信息。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的系统的结构图。
图2是本发明的实施方式的上位设备100的概略结构图。
图3是本发明的实施方式涉及的RFID读写器200的结构图。
图4是本发明的实施方式涉及的RF标签300的结构图。
图5是本发明的实施方式涉及的RFID读写器200的功能结构图。
图6是本发明的实施方式涉及的互相通信诊断处理的流程图。
图7是用于说明本发明的实施方式涉及的通常互相通信处理(步骤T1)的图。
图8是本发明的实施方式涉及的噪声诊断处理的流程图。
图9是用于说明本发明的实施方式涉及的噪声诊断处理的图表。
图10是本发明的实施方式涉及的S/N比(Signal-to-Noise ratio:信噪比)诊断处理的流程图。
图11是用于说明本发明的实施方式涉及的S/N比诊断处理的图表。
图12是本发明的实施方式涉及的接收电力诊断处理的流程图。
图13是用于说明本发明的实施方式涉及的接收电力诊断处理的图表。
图14是本发明的实施方式涉及的发送电力诊断处理的流程图。
图15是示意表示本发明的实施方式涉及的发送电力与互相通信距离的关系的图。
图16是本发明的实施方式涉及的发送电力诊断处理的另一流程图。
图17是表示本发明的实施方式涉及的为了按级别切换发送电力而参照的表TB的图。
图18是用于说明本发明的表MT的图。
附图标记的说明
100 上位设备,
200RFID 读写器,
300RF 标签,
20、280 显示部,
210 发送电路,
211、310 天线线圈,
240、331 控制部,
242 互相通信诊断部,
243 特性取得部,
244 噪声取得部,
245S/N 比取得部,
246 接收电力取得部,
247 比较部,
248 输出控制部。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的实施方式。此外,对于图中的同一或相当部分标注统一的附图标记而不重复说明。
<实施方式>
(系统结构)
图1是本发明的实施方式涉及的系统的结构图。系统包括与计算机相当的PLC(Programmable logic controller:可编程逻辑控制器)等的上位设备100、RFID读写器200以及具有存储器的RF标签300。上位设备100通过LAN(Local Area Network:局域网)等的通信介质(有线或无线)来与RFID读写器200通信,RF标签300通过无线(方式)来与RFID读写器200通信。
在本实施方式中,RFID读写器200的通信包括与RF标签300的互相通信。在互相通信中,为了对RF标签300的存储器读写信息,在两者间收发查询(query)等的指令以及应答(数据)。
图1的系统例如在货物管理现场、工厂的组装线等中。RF标签300安装于在线上搬运的物品上,具有写入了各种信息的存储介质。RFID读写器200通过与RF标签300之间的无线通信,以非接触的方式对存储介质读写信息,将与RF标签300之间的通信所相关的信息发送至上位设备100。上位设备100对从RFID读写器200接收到的信息进行处理。用户能够从RFID读写器200或上位设备100等确认RF标签300的读写结果。
图1的系统的RF标签300与RFID读写器200,通常会被导入设有各种设备的环境中,因此有可能因两者的无线通信而导致在相互通信领域混入各种噪声,产生互相通信错误。因此,在图1的系统中,提供了对互相通信状态进行诊断的互相通信诊断功能。
(上位设备100的结构)
图2是本发明的实施方式的上位设备100的概略结构图。参照图2,上位设备100包括:作为计算处理部的CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)110、作为存储部的存储器112以及硬盘114、进行计时并将计时数据输出至CPU110的计时器113、输入接口118、显示控制器120、通信接口124、数据读写器126。这些各部以经由总线128而能够相互进行数据通信的方式连接。
CPU110通过执行存储在硬盘114中的程序(代码)来实施各种计算。作为存储器112,典型的是DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)等的易失性的存储装置,除了存储从硬盘114读取的程序、数据,还存储从RFID读写器200接收的数据以及工件数据等。
输入接口118发挥如下的中介作用:用于在CPU110与键盘104、鼠标(未图示)103、触摸板(未图示)等的输入装置之间进行数据传送。即,输入接口118接收由用户操作输入装置而发送来的操作命令。
显示控制器120与作为显示装置的典型例的显示器102相连接,通过显示CPU110中的处理结果等来向用户进行通知。
通信接口124发挥如下的中介作用:用于经由LAN来进行CPU110与RFID读写器200之间的数据传送。数据读写器126发挥如下的中介作用:用于CPU110与作为记录介质的存储卡106之间的数据传送。
另外,在上位设备100上,根据需要也可以连接打印机等的其它输出装置。
(RFID读写器200与RF标签300的结构)
图3是本发明的实施方式涉及的RFID读写器200的结构图。图4是本发明的实施方式涉及的RF标签300的结构图。参照图3和图4,说明RFID读写器200及其互相通信对象的RF标签300的结构。在该实施方式中,图4的RF标签300没有内置电源,而是通过来自RFID读写器200的发送波所产生的感应电动势来进行动作,即,是所谓的被动型(passive type)设备,具有标签IC电路330以及通信部,该标签IC电路330包括控制部331以及半导体存储器332。通信部包括天线线圈310以及共振频率调整电路320(电容器等)。此外,控制部331除了包括计算机以外,还包括用于对与RFID读写器200之间的通信信号进行调制或解调的调制解调电路等。此外,所应用的RF标签300并不限于被动型,也可以是内置电源的类型。
参照图3,RFID读写器200具有:通信部,其用于进行包括与RF标签互相通信在内的通信;接收电压/噪声水平测定电路230;控制部240,其包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)241;上位接口260,其作为用于与上位设备100进行通信的通信模块;存储部270,其是ROM(ReadOnly Memory:只读存储器)以及RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等的易失性或非易失性的存储介质;显示部280,其包括数值显示器和/或多个显示灯(LED:Light Emitting Diode:发光二极管)等;通信接口290,其用于与外部网络进行通信;接口291。
通信部包括天线线圈211、发送电路210、接收电路220以及振荡电路250。
接口291发挥如下中介作用:用于CPU241与作为记录介质的存储卡292之间的数据传送。即,就存储卡292而言,以存储有要在RFID读写器200中执行的程序等的状态下流通,接口291从存储卡292中读取程序。另外,接口291响应于CPU241的内部命令,将与上位设备100或RF标签300之间的通信所相关的处理结果等写入存储卡292。此外,存储卡292包括CF(Compact Flash:标准闪存卡)、SD(Secure Digital:安全数码卡)等的通用的半导体存储设备、软盘(Flexible Disk)等的磁存储介质、CD-ROM(CompactDisk Read Only Memory:只读光盘存储器)等的光学存储介质等。
控制部240具有相当于计算机的功能。具体而言,的CPU241基于存储在存储部270等的存储器中的程序,执行与上位设备100之间的通信处理、与RF标签300之间的互相通信处理、包括后述的相互通信诊断处理在内的各种数据处理。另外,该控制部240,关于与RF标签300之间的互相通信处理而基于来自振荡电路250的脉冲信号,来输出成为载波(carrier)的源的脉冲信号。另外,在与RF标签300之间的互相通信时,输出表示指令的脉冲信号(下面,将该输出信号称为“指令信号”)。
存储部270存储用于各种数据处理的程序以及数据。在该数据中,包括在实施互相通信诊断处理时由CPU241参照(检索)的表TB以及为了报告(输出)诊断结果而参照(检索)的表MT。
发送电路210具有:驱动电路218、调制电路217、具有可变放大率的放大电路216、Z变换电路212和214、LPF(低通滤波器)电路213、用于变更上述放大率的放大率调整电路215。
接收电路220具有:BPF(带通滤波器)电路221、检波电路222、放大电路223以及解调电路224。
接收电压/噪声水平测定电路230,为了将接收电路220的接收信号的水平作为数字数据来获取,而具有峰值保持电路(peak-holding circuit)231以及A/D(Analog/Digital:模拟/数字变换)电路232。
(互相通信动作)
在图3与图4所示的RFID读写器200与300的互相通信动作中,不论在RF标签300从RFID读写器200读出信息的情况下,还是在写入信息的情况下,都将从上位设备100接收的指令发送至RF标签300,如果从RF标签300接收到针对该指令的应答(response),则将接收到的应答内容发送至上位设备100。另外,在互相通信时,由于RF标签300没有内部电源,因此,通过来自天线线圈211的发送波使RF标签300侧的天线线圈310产生感应电动势,从而驱动RF标签300内的控制电路。
在互相通信中,RFID读写器200的控制部240,基于振荡电路250的输出信号来振荡出13.56MHz的载波信号,同时适当地输出规定比特数的指令信号。载波信号被驱动电路218变换为载波之后,被放大电路216放大,进而经由Z变换电路214、212的电阻的匹配处理以及LPF电路213的滤波处理,然后被供给至天线线圈211,被从天线线圈211作为电磁波发送出去。另外,调制电路217基于指令信号来对载波进行振幅调制,由此,使得指令信号叠加在载波上。此外,互相通信频率不限于13.56MHz。
如果通过上述动作而从天线线圈211发送出载波,则通过该载波使互相通信领域内的RF标签300产生感应电动势,使得RF标签300侧的控制部331被起动。在该状态下,如果从天线线圈211发送出叠加了指令信号的载波,则RF标签300的控制部331解读指令信号所表示的指令,执行所指示的处理,然后,生成表示应答数据的应答(应答信号),将该应答返回至RFID读写器200。
RFID读写器200的接收电路220从RF标签300接收返回的信息。通过BPF电路221从接收信号中除去噪声之后,通过检波电路222提取应答信号,被提取的应答信号被放大电路223放大之后,被解调电路224变换为数字数据而输出至控制部240。CPU241根据来自解调电路224的数字数据来解读RF标签300的应答内容,输出包含该解读数据的互相通信结果数据。例如,将其发送至上位设备100或存储至存储部270,或在显示部280进行显示,或点亮LED等。
另外,从放大电路223输出的接收信号,被输出至接收电压/噪声水平测定电路230。在接收电压/噪声水平测定电路230中,通过峰值保持电路231对接收到的应答信号进行检波处理。具体而言,峰值保持电路231生成表示作为应答信号的各振幅峰值的电压水平变化的信号(包络线信号)。A/D电路232对来自峰值保持电路231的包络线信号进行数字变换,将数据输出至控制部240。
在本实施方式中,使用了在RF标签300中没有内置电源的被动标签,因此,RFID读写器200与RF标签300之间的通信方式是半二重方式,天线被兼用于发送和接收,分离发送信号和接收信号。
(功能结构)
图5是本发明的实施方式涉及的RFID读写器200的功能结构图。参照图5,RFID读写器200具有互相通信诊断部242,该互相通信诊断部242用于,在通信部执行的与RF标签300之间的互相通信成功的情况下,对该互相通信进行诊断。互相通信诊断部242具有:特性取得部243,其用于取得与RF标签300之间的互相通信所相关的特性;比较部247,其将所取得的特性所示的值与用于保障稳定的互相通信动作的阈值进行比较;输出控制部248,其根据比较结果,使输出部输出表示超过(或低于)该阈值何种程度的互相通信富余度。互相通信富余度表示是否能够进行稳定的互相通信动作所相关的信息。
特性取得部243包括:噪声取得部244,其仅发送出载波从而获取RFID读写器200周边的噪声量;S/N比取得部245,其根据接收信号的电力(功率)与噪声量来计算出S/N比;接收电力取得部246,其根据接收电压/噪声水平测定电路230的输出(信息)来取得接收电力。
图5所示的各部是通过CPU241执行的程序或由程序和电路组合实现的。
(互相通信诊断处理)
说明互相通信诊断部242所实施的互相通信诊断处理。在本实施方式中,以互相通信所相关的特性值即噪声量、S/N比、接收电力以及发送电力为基础,具有以下的诊断功能。这些特性值虽然是影响到互相通信性能的参数,但用于诊断的特性值的种类不限于这些。
<噪声诊断>
判断相对于预定的阈值而存在何种程度的噪声量,该噪声量是指,RFID读写器200、RF标签300以及RF标签300周边所产生的噪声(开关电源、马达、变换器、其它RFID读写器所振荡出的电波等)量。
<S/N比诊断>
判断相对于预定的阈值,存在何种程度的与由RF标签300向RFID读写器200返回的电波(电力)量对应的噪声量。
<接收电力诊断>
以预定的阈值为基础,判断由RF标签300向RFID读写器200返回的电波(电力)有多大程度到达RFID读写器200。
<发送电力诊断>
判断从RFID读写器200发送的电波(电力)有多大程度到达RF标签300。
(概略处理流程)
图6是本发明的实施方式涉及的互相通信诊断处理的流程图。在此,假定RF标签300与RFID读写器200处于能够进行通常的互相通信的距离。参照图6,首先,实施通常互相通信处理,在该通常互相通信处理中,RFID读写器200对RF标签300发送指令,从RF标签300接收应答信号(步骤T1)。
RFID读写器200的控制部240(更确定来说,是CPU241)基于接收到的应答信号来判断通常互相通信处理的互相通信是否失败(步骤T3)。例如,根据CRC(Cyclic Redundancy Check:循环冗余检查)的值来检测数据的不完整性(数据错误)检测,该CRC的值是指,将应答信号进行A/D变换而得的数据中所含的错误检测符号。
如果基于检测结果而判断为“互相通信失败”(步骤T3中“互相通信失败”),则输出“异常结束”(步骤T4)。另一方面,如果基于检查结果而判断为“互相通信成功”(步骤T3中“互相通信成功”),则由以下的互相通信诊断部实施诊断处理。此外,互相通信成功/失败的判断方法不限于使用CRC的方法,也可以基于是否能够接收到应答信号(是否超时)或错误应答来进行判断。
在诊断处理中,首先,控制部240基于在通常互相通信处理中由噪声取得部244取得的噪声量来实施后述的噪声诊断处理(步骤T5)。如果判断为诊断结果是“NG”(步骤T7中“诊断NG”),则输出“正常结束(注意)”,但如果判断为“OK”(步骤T7中“诊断OK”),则根据由S/N比取得部245取得的S/N比来实施后述的S/N比诊断处理(步骤T9)。如果判断为诊断结果是“NG”(步骤T11中“诊断NG”),则输出“正常结束(注意)”,但如果判断为“OK”(步骤T11中“诊断OK”),则根据由接收电力取得部246取得的接收电力来实施后述的接收电力诊断处理(步骤T13)。如果判断为诊断结果是“NG”(步骤T15中“诊断NG”),则输出“正常结束(注意)”,如果判断为“OK”(步骤T15中“诊断OK”),则根据由发送电力取得部取得的发送电力来实施后述的发送电力诊断处理(步骤T17)。如果判断为诊断结果是“NG”(步骤T19中“诊断NG”),则输出“正常结束(注意)”,但如果判断为“OK”(步骤T19中“诊断OK”),输出“正常结束”。
此外,上述诊断结果(正常结束(注意)、正常结束)表示互相通信富余度。在此,正常结束(注意)表示互相通信富余度比正常结束(的状态)低。作为输出(方式),由输出控制部248向上位设备100发送信息,或在存储部270中存储,或使显示部280进行显示(LED点亮)等。在用LED进行显示的情况下,例如,用“红色”点亮/闪烁来表示异常结束,用“黄色”点亮/闪烁来表示正常结束(注意),用“绿色”点亮/闪烁来表示正常结束。因此,用户能够通过上位设备100的显示器102的显示状态、或显示部20的显示状态、或LED点亮状态、或存储部270的数据读取,来确认诊断出的互相通信富余度。
(通常互相通信处理)
图7是用于说明本发明的实施方式涉及的通常互相通信处理(步骤T1)的图。在图7中,纵轴表示以预定的最大电力实施振荡时的发送信号的电波的水平,横轴表示经过时间。参照图7,首先,控制部240控制振荡电路250,在从发送电路210仅发送没有叠加指令等发送数据信号的载波信号时,测定噪声量(步骤S1)。
具体而言,噪声取得部244根据由接收电压/噪声水平测定电路230从接收信号中提取出的信号的水平来测定噪声量(电压)。此时,一直输出载波,在尚未与RF标签300进行互相通信时的接收信号的水平变化,反映出周边的噪声。接收电压/噪声水平测定电路230进行提取接收信号向高跃迁时的水平这样的峰值保持的动作,从而检测反映噪声大小的水平(也将其称为“噪声水平”)。对检测出的噪声水平进行多次采样处理,这些计算出采样值的平均值,将其存储至存储部270。计算出的平均值表示噪声量。
这样,如果在与RF标签300进行互相通信之前测定出噪声量,则控制部240控制发送电路210向RF标签300发送指令信号(步骤S3)。
控制部240从RF标签300接收针对指令信号的应答信号(步骤S5),接收电力取得部246测定接收电力(步骤S7)。具体而言,利用来自接收电压/噪声水平测定电路230的输入信号所示的电压值,来计测接收电力。计算出因RF标签300侧的电阻变化而产生的接收信号的振幅大的部分的峰值电压的平均值,将其存储至存储部270。在此,计算出的电压平均值表示接收电力。如果测定出接收电力,则结束通常互相通信处理。
(噪声诊断处理)
图8是本发明的实施方式涉及的噪声诊断处理的流程图。如果开始噪声诊断处理,则互相通信诊断部242对测定出的噪声量与预定阈值进行比较,判断(测定噪声量≥阈值)条件是否成立(步骤S9)。如果根据条件式而判断为小于阈值(步骤S9中“噪声水平小于阈值”),则输出“诊断OK(噪声正常)”(步骤S11),如果根据条件式而判断为在阈值以上(步骤S9中“噪声水平在阈值以上”),则输出“诊断NG(噪声过多)”(步骤S13)。
图9是用于说明本发明的实施方式涉及的噪声诊断处理的图表。图表是通过实验取得的,纵轴表示接收信号(接收电压:单位V),横轴表示RFID读写器200与RF标签300之间的距离,即互相通信距离。如图示,互相通信距离越大,则来自RF标签300的接收信号所示的接收电压L1越低。在本实施方式中,将在步骤T3中判断为互相通信成功的最大噪声水平值设为V0的情况下,设定与值V0相比而具有预定的富余(margin)的噪声水平阈值TH1。因此,在判断为接收电压落入阈值TH1~最大噪声水平V0的范围时(步骤S9中“噪声水平在阈值以上”),则输出“诊断NG(噪声过多)”,在判断为小于阈值TH1时,输出“诊断OK”。
因此,在输出了“诊断OK”的情况下,输出表示针对周边噪声量而互相通信富余度高的信息。另外,例如,在因处于噪声多的使用环境而导致输出“诊断NG(噪声过多)”的情况下,输出表示虽然互相通信成功但互相通信富余度低的信息。
(S/N比诊断处理)
图10是本发明的实施方式涉及的S/N比(Signal-to-Noise ratio:信噪比)诊断处理的流程图。在此,“S”表示在步骤S7中测定出的接收信号(接收电压),“N”表示在步骤S1中测定出的周围的噪声量(电压)。
处理一开始,则S/N比取得部245基于测定值来计算S/N比。互相通信诊断部242将计算出的S/N比的值与预定的阈值进行比较,判断(S/N比≥阈值)条件是否成立(步骤S15)。如果判断为条件成立(S15中“S/N比在阈值以上”),则输出“诊断OK(S/N比正常)”(步骤S17)。另一方面,如果判断为该条件不成立(S15中“S/N比小于阈值”),则输出“诊断NG(S/N比不足)”(步骤S19)。
图11是用于说明本发明的实施方式涉及的S/N比诊断处理的图表。图表是通过实验取得的,纵轴表示来自RF标签300的接收信号的电压,横轴表示互相通信距离。示出了来自RF标签300的接收信号所示的接收电压L3的图表和表示变为S/N比不足的噪声水平的变化的图表L4。在图11中,将根据预定噪声量而计算出的领域E2用作步骤S15的阈值,该预定噪声量表示根据最大噪声水平值V0而预先决定的富余的噪声量。因此,在测定出S/N比属于(落入)表示小于领域E2的S/N比的领域E1的情况下,在步骤SS19中输出“诊断OK(S/N比正常)”,在测定为出属于领域E2的S/N比的情况下,输出“诊断NG(S/N比不足)”。
因此,在输出了“诊断OK”的情况下,能够输出表示针对S/N比而互相通信富余度高的信息。另外,例如,在因噪声量多的使用环境而导致输出了“诊断NG(S/N比不足)”的情况下,能够输出表示虽然互相通信成功但互相通信富余度低的信息。
(接收电力诊断处理)
图12是本发明的实施方式涉及的接收电力诊断处理的流程图。接收电力诊断处理一开始,互相通信诊断部242对在步骤S5中接收时取得的接收电力与预定阈值进行比较,判断(接收电力≥阈值)条件是否成立(步骤S21)。在根据条件式而判断为在阈值以上(步骤S21中“接收电力在阈值以上”)时输出“诊断OK(接收电力正常)”(步骤S23),如果根据条件式而判断为小于阈值(步骤S21中“噪声水平小于阈值”),则输出“诊断NG(接收电力不足)”(步骤S25)。
图13是用于说明本发明的实施方式涉及的接收电力诊断处理的图表。纵轴表示来自RF标签300的接收信号的接收电力,横轴表示互相通信距离。另外,示出了通过实验取得的接收电力的图表L5。在设定了用于对接收电力进行判断的预定的阈值TH2的情况下,例如,在因互相通信距离长而接收电力小于阈值TH2的情况下,在步骤S21中判断为“接收电力小于阈值TH2”,控制部240输出“诊断NG(接收电力不足)”,在互相通信距离短而在步骤S21中判断为“接收电力在阈值TH2以上”的情况下,控制部240输出“诊断OK(接收电力正常)”。
因此,在输出了“诊断OK”的情况下,能够输出表示针对接收电力而言互相通信富余度高的信息。另外,在输出了“诊断NG(接收电力不足)”的情况下,能够输出表示虽然互相通信成功但是针对接收电力而言互相通信富余度低的信息。
上述的各诊断处理的阈值是通过实验等取得的值,预先存储在存储部270中。另外,对于该阈值能够变更设定。
另外,在上述诊断处理中,虽然设定了“正常”和“注意”这两个级别(水平)的判断,但也可以设置多个阈值,而实施三个级别以上的判断。
(发送电力诊断处理)
在上述的各诊断处理中,根据互相通信信号,特别是根据从接收信号中取得的特性值(噪声量、S/N比、接收电力),基于预定的基准(上述的各阈值)来判断互相通信的富余度。与此相对,在发送电力诊断处理中,该基准表示用预定的发送电力发送时是否成功接收来自RF标签300的应答信号。
图14是本发明的实施方式涉及的发送电力诊断处理的流程图。在通常互相通信时(步骤S3),发送电力被设定为“最大”,但发送电力诊断处理一开始,则互相通信诊断部242将发送电力变更为所判断出的能够使RFID读写器200稳定进行互相通信的微弱发送电力,即,将发送电力变更为“最小”来发送载波信号(步骤S27)。然后,对RF标签300发送数据来进行互相通信(步骤S29)。控制部240在接收到来自RF标签300的应答信号(包括错误信号)时,判断为在步骤S31中“互相通信成功”,输出“诊断OK(发送电力正常)”(步骤S33)。另一方面,在接收不到应答信号时,判断为在步骤S31中“互相通信失败”,输出“诊断NG(发送电力不足)”(步骤S35)。
图15示意示出了本发明的实施方式涉及的发送电力与互相通信距离的关系。在图15中示出了如下情况:RF标签300位于从RFID读写器200(更确定来说,是天线线圈211)发射电波的方向上。在用于作为微弱发送电力的最小(发送电力)进行互相通信的情况下,如果RF标签300位于领域E3内,则判断为互相通信成功。在用最大发送电力进行互相通信的情况下,虽然判断为与在包括领域E3在内的领域E4内的RF标签300之间互相通信成功,但是,在RF标签300位于作为微弱发送电力的最小~电力最大的领域E5内的情况下,在发送电力诊断处理中判断为“诊断NG(发送电力不足)”。
因此,在输出了“诊断OK”的情况下,能够输出表示针对发送电力而言互相通信富余度高的信息。另外,在输出了“诊断NG(发送电力不足)”的情况下,能够输出表示虽然互相通信成功但是针对发送电力而言互相通信富余度低的信息。
(发送电力诊断处理的变形例)
参照图16和图17来说明上述的发送电力诊断处理的变形例。在上述的发送电力诊断处理中,对用于振荡的电源电压进行调整来将发送电力分为最小和最大这两个级别进行诊断,但在变形例中,为了能够进行更详细的诊断而分为三个级别以上。
图16是本发明的实施方式涉及的发送电力诊断处理的其它流程图。图17示出了为了按级别切换发送电力而参照的表TB。表TB预先存储在存储部270中,将发送电力分为最小(N)~最大(N+9)的10个级别来登录数据。
参照图16,首先,互相通信诊断部242检索表TB,将发送电力变更为“最小(N)”来开始载波信号的振荡(步骤S37),与RF标签300进行互相通信(步骤S39)。
基于来自RF标签300的应答信号来判断互相通信成功/失败(步骤S41)。如果判断为互相通信“失败”(步骤S41中“互相通信失败”),则转移至步骤S45,如果判断为“成功”(步骤S41中“互相通信成功”),则输出“诊断OK(发送电力正常)”(步骤S43)。
在步骤S45中,互相通信诊断部242读出登录在表TB的下一位的数据“N+1”,切换为由读出的值所示的大小的发送电力来进行振荡(步骤S45)。基于切换后的发送电力,与RF标签300进行数据的互相通信(步骤S47)。根据在基于切换后的发送电力的互相通信中接收的应答信号,来判断互相通信成功/失败(步骤S49)。如果判断为互相通信“失败”(步骤S49中“互相通信失败”),则返回至步骤S45。
在步骤S45中,互相通信诊断部242读出登录在表TB的下一位的数据“N+2”,切换为由读出的值所示的大小的发送电力进行振荡(步骤S45)。在此之后,步骤S47和S49的处理与上述同样被进行执行。这样一来,在判断为“互相通信失败”判断的期间内,切换为从表TB读出的下一位的数据所示的发送电力,即,一边以使发送电力缓缓增大的方式进行切换,一边实施互相通信,从而能够检测出判断为互相通信成功的发送电力。此外,在此,为了简单说明而假设对于表TB中的任意值都能够被判断为互相通信成功。
如果判断为“成功”(步骤S49中“互相通信成功”),则输出“诊断NG(发送电力不足)”,并且,将互相通信成功所需的最小电力(即,刚刚之前从表TB中读出的最小电力)的数据存储在存储部270中(步骤S51)。因此,通过执行步骤S45、S47以及S49的处理,能够检测并存储表示判断为“互相通信成功”的最小的发送电力值的数据。
在图17的表TB中登录了将发送电力分为10个级别的数据,但分级数不限于10个级别。在变形例中,分级数是10个而比较少,因此,控制部240能够以逐次搜索方式来检索表TB,也可以采用二分搜索方式。在分级数多的情况下,通过采用二分搜索方式,与逐次搜索方式相比,能够迅速搜索到判断为“互相通信成功”的最小电力(N的值)。
(输出信息的例示)
图18是说明本发明的实施方式涉及的表MT的图。在表MT中,预先登录有作为上述互相通信诊断处理的结果的通知事项MTA以及与各通知事项对应的消息内容MTB。消息内容MTB包括诊断结果的详细说明和表示应对事项的指导信息,在通过诊断而输出了“注意”的情况下,该应对事项用于提高互相通讯富余度而进行稳定互相通讯动作。作为应对事项,包括互相通讯距离的调整、噪声源的除去等。
图18中,通知事项MTA包括发送电力不足(步骤S35、S51)、接收电力不足(步骤S25)、S/N比不足(步骤S19)、噪声过多(步骤S13)。控制部240的CPU241在这些步骤中,基于所对应的诊断结果来检索表MT,读出与所对应的通知事项MTA相对应登录的消息内容MTB。作为输出方式,可以实施向上位设备100发送,或向存储部270存储,或由显示部280显示等。因此,用户能够根据上位设备100的显示器102的显示,或显示部20的显示,或读取存储部270的数据,来确认表示互相通信诊断结果的消息内容MTB。
作为变形例,也可以在上位设备100的存储器112中存储表MT,CPU110基于从RFID读写器200接收到的诊断结果来检索表MT,将上述的消息显示在显示器102上。
(互相通信诊断功能的有效化/无效化)
上述的诊断处理的各流程图,作为程序而预先存储在存储部270中,CPU241从存储部270中读出该程序来执行,由此实现互相通信诊断处理。在本实施方式中,能够切换该程序执行的许可/禁止。具体而言,RFID读写器200基于从上位设备100接收到的命令,在接收到许可命令时执行该程序(有效化设定),在接收到禁止命令时不执行该程序(无效化设定)。
“互相通信诊断功能”被无效化设定的RFID读写器200,如果从上位设备100接收到与RF标签300进行互相通信的命令,则执行(一般的)RFID无线互相通信处理,将基于应答信号的正常/异常的应答返回至上位设备100。另外,通过动作显示灯(LED)来报告正常/异常。
具体而言,在正常时,将表示互相通信处理正常结束的信息的代码(正常代码)返回至上位设备100。另外,在从上位设备100接收的命令是“读取命令”的情况下,将从RF标签300读取的数据一起返回至上位设备100。使动作显示灯点亮为表示“正常”的颜色(绿色等)。在异常时,判断异常内容,将其异常代码(RF标签300不存在的错误、互相通信错误等)返回至上位设备100。使动作显示灯点亮为表示“异常”的颜色(红色等)。
“互相通信诊断功能”被有效化设定的RFID读写器200,如果从上位设备100接收到与RF标签300进行互相通信的命令,除了进行(一般的)RFID无线互相通信处理之外,还同时执行上述的“互相通信诊断”处理。并且,将用正常/注意/异常中的某一个来表现其结果的应答返回至上位设备100。另外,使显示部280的动作显示灯(LED)点亮来报告正常/注意/异常。
具体而言,在正常时,将表示互相通信处理正常结束的信息的代码(正常代码)返回至上位设备100。另外,在从上位设备100接收的命令是“读取命令”的情况下,将从RF标签300读取的数据一起返回至上位设备100。使动作显示灯点亮为表示“正常”的颜色(绿色等)。
在注意时,将表示互相通信处理正常结束但是“互相通信富余度”低下的信息的代码(注意代码)返回至上位设备100。另外,在从上位设备100接收的命令是“读取命令”的情况下,将从RF标签300读取的数据一起返回至上位设备100。使动作显示灯点亮为表示“注意”的颜色(黄色等)。
另外,在异常时,将表示异常内容的诊断结果的异常代码(表MT的通知事项MTA、RF标签300不存在的错误、互相通信错误等)所对应的消息内容MTB返回至上位设备100。使动作显示灯点亮为表示“异常”的颜色(红色等)。
(互相通信诊断处理的顺序)
按照图6的流程图,按顺序实施噪声诊断、S/N比诊断、接收电力诊断以及发送电力诊断,但实施顺序不限于此,而是可变的。用户如果操作上位设备100而将顺序设定的命令发送至RFID读写器200,则CPU241基于接收命令来改变各诊断的执行顺序。另外,可以执行图6所示的全部诊断处理,取得其执行结果(各诊断处理的诊断结果)来进行输出。用户能够操作上位设备100来向RFID读写器200发出要执行全部种类的诊断处理的命令,另外,也能够向RFID读写器200发送要执行选择指定的一种以上的诊断处理的命令。CPU241基于从上位设备100接收到的命令,执行全部的诊断处理或选择指定的一种以上的诊断处理。
本次公开的实施方式皆为例示,并非限制。本发明的范围并非由上述说明显示,而是由权利要求书示出,包括与权利要求的范围均等的范围以及范围内的全部变更。
Claims (10)
1.一种RFID读写器,其特征在于,具有:
通信单元,其与RF标签互相通信,
互相通信诊断单元,其用于在互相通信成功的情况下诊断该互相通信;
所述互相通信诊断单元具有:
特性取得单元,其根据与所述RF标签之间的互相通信信号,取得互相通信信号所相关的特性,
判断单元,其根据所取得的特性值,基于预定的基准来判断互相通信的富余度,
输出控制单元,其根据判断的结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
2.如权利要求1所述的RFID读写器,其特征在于,
所述判断单元包括比较单元,该比较单元将所取得的特性值与预定的阈值进行比较;
所述输出控制单元,根据比较结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
3.如权利要求1或2所述的RFID读写器,其特征在于,
所述特性包括在RFID读写器的周边产生的噪声量,
所述特性取得单元包括:
噪声取得单元,其取得在所述RFID读写器的周边产生的噪声量,
接收电力测定单元,其根据接收信号来取得接收电力。
4.如权利要求1~3中任意一项所述的RFID读写器,其特征在于,
所述特性包括接收信号的S/N比,
所述特性取得单元包括S/N比取得单元,该S/N比取得单元根据所述接收信号的电力与噪声量来计算所述S/N比。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的RFID读写器,其特征在于,
所述特性表示特定情况下的应答信号的接收,所述特定情况是指,应答信号呈现出预定的水平的发送电力的情况,
所述预定的基准表示是否成功接收,
所述判断单元,基于是否成功接收呈现预定的水平的发送电力时的应答信号,来判断所述互相通信的富余度。
6.如权利要求5所述的RFID读写器,其特征在于,
所述预定的水平的发送电力,表示能够判断为所述RFID读写器能够稳定进行互相通信的微弱发送电力。
7.如权利要求5所述的RFID读写器,其特征在于,
所述预定的水平的发送电力,包含将电力区间分为多个子区间时各子区间所相当的水平,所述电力区间是指,从能够判断为所述RFID读写器能够稳定进行互相通信的微弱发送电力到最大电力为止的区间。
8.如权利要求1~7中任意一项所述的RFID读写器,其特征在于,
使所述输出部输出的信息,包括基于所述特性的通知和用于提高互相通信的富余度的应对事项。
9.如权利要求1~8中任意一项所述的RFID读写器,其特征在于,
还具有使所述互相通信诊断单元的诊断功能有效或无效的单元。
10.一种诊断处理程序,通过计算机对与RF标签之间的互相通信进行诊断处理,其特征在于,使计算机实现如下单元的功能,这些单元是:
特性取得单元,其在相互通信成功的情况下,取得互相通信信号所相关的特性,
判断单元,其根据所取得的特性值,基于预定的基准来判断互相通信的富余度,
输出控制单元,其根据判断的结果,使输出部输出互相通信的富余度所相关的信息。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150624 |