CN105812069B - 避开噪声干扰的无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用多频带避开噪声干扰的无线通信方法。具体讲，就是涉及一种无人移送装置与制造设备在通信过程中，利用能够通过可用频带或者通信方式不同的2个以上通信模块避免各种噪声对通信产生干扰从而构建正常无线通信链路的多频带来避开噪声干扰的无线通信方法。

Description

避开噪声干扰的无线通信系统

技术领域

本发明涉及一种利用多频带避开噪声干扰的无线通信方法。具体讲，就是涉及一种无人移送装置与制造设备在通信时，利用能够通过可用频带或者通信方式不同的2个以上通信模块避免各种噪声对通信产生干扰从而构建正常无线通信链路的多频带来避开噪声干扰的无线通信方法。

背景技术

一般来说，在半导体元件或液晶显示装置等的制造工序中，使用自动物料搬运系统(Automated Material Handling System：AMHS)将制造物品移送至各制造工序的制造装置后，使相关物品按照各制造装置的工序完成制造。这种自动搬运系统为了将收纳有半导体基板或液晶基板的载体移送至设置于制造工序生产线上的各种制造设备，然后将相关制造设备中完成相应工序后的物品重新收纳，随后将其移送至下一道工序的制造装置而利用无人移送装置。

这种无人移送装置根据移动方式的不同，包括：依靠车轮自动行走的AGV(自动导向车)；沿着设置在地面上的导轨行走的RGV(导轨导向车)；沿着设置在天花板上的导轨行走的OHT(架空葫芦运输)。这些无人移送装置使用各自本身的车轮或者沿着设置在地面上的导轨或设置在天花板上的导轨向相关制造设备移动后，再使用机械臂或电动葫芦(hoist)及抓手将载体向相关制造设备搬运/运送。

上述载体的搬运/运送，在控制整条制造工序生产线的主控制器的控制下，由分别搭载于无人移送装置和设置在制造工序生产线上各种制造设备上的主机实施。在对载体进行搬出/搬入时，需要使无人移送装置与制造设备联动运转，因此在无人移送装置与制造设备两侧分别设置有利用IR(红外线)的光学通信方式的传输装置来传输相互间所需的数据，从而可以顺利对载体进行搬出/搬入。

图1a是在现有IR光通信方式的自动物料搬运系统用通信系统中实现无人移送装置与制造设备间通信的概略图。以这种方式进行通信时的缺点在于，必须尽可能地将无人移送装置与制造设备之间的通信单元设置在较近的距离。因此，为了实现与在天花板上运转的无人移送装置的通信单元的IR光通信，就只能将制造设备的通信单元也同样设置在天花板上。

由于设置方面的上述制约条件，需要从通常达到数千台的制造设备到5m以上的天花板设置很长的设备用通信单元的电缆，这不仅会影响工厂内部的美观与管理，而且还会因为在没有生成固有ID的情况下进行通信，从而在相邻通信装置间产生光学噪声引起的通信干扰。除了通信装置之外，荧光灯、光传感器、激光传感器、遥控器、手持终端等多种装置都可能产生光学噪声，进而引发的错误运转也就可想而知。

由于这种IR光通信方式存在上述缺点，将通信模块更换为RF(无线电频率)方式的情况下，由于是通过ID传输数据，从而可以避免发生干扰的问题。同时，即使不将设备用通信单元设置在天花板，也可以实现无人移送装置与制造设备间的通信。分别采用IR方式与RF方式时，设置无人移送装置与制造设备间通信单元的构造差异可通过图1b容易看出。

另外，尽管具有上述优点，如图2所示，即使将IR光通信方式的通信模块更换为RF通信方式的通信模块，也仍然会产生诸多问题。这是因为工序生产线的RF通信中主要使用的频带是ISM频段(工业科学医疗频段)。ISM频段对于工业、科学、医疗用设备来说是一种无需另行获得政府的使用许可也能够使用的频带，现在我国针对2.4GHz、5.7GHz频段设定了通用ISM频段。

由于ISM频段是一种用户无需另行从政府获得频率使用许可也可以免费使用的频带，因此使用邻近无线局域网、无线个域网(ZigBee)、蓝牙的装置等多种装置就会产生频率干扰。同时，在半导体设备中，存在其设备内部使用的部件会辐射电磁波的情况，这种频带由于每个制造企业都不相同，基于这种关系，为了消除通信干扰而对主通信频带进行的设定就必定非常困难。

在先技术文献

专利文献

(专利文献0001)韩国注册专利第0292029号(2001.03.19注册)

发明内容

技术问题

本发明就是为解决上述问题而研发的。本发明的目的在于，提供一种利用多频带避开噪声干扰的无线通信方法，在无人移送装置与制造设备的通信过程中，能够通过可用频带或者通信方式不同的2个以上通信模块避免各种噪声对通信产生干扰从而构建正常无线通信链路。

本发明的另一个目的在于，提供一种利用多频带避开噪声干扰的无线通信方法，其可以引导通信单元的控制模块检测出当前周边的噪声频带，并对该带宽的位置、宽度、强度、持续性等进行分析，然后根据当前的情况选择最有效的方法，避开由噪声引起的通信干扰。

技术方案

为了实现上述目的，依据本发明的一个侧面，本发明提供的利用多频带避开噪声干扰的无线通信方法，即对于带有可用频带或通信方式不同的2个以上通信模块的无人移送装置用通信单元与设备用通信单元在有噪声干扰的环境下进行无线通信的方法来说，包括：在所述无人移送装置用通信单元中，控制模块试图通过RF通信模块进行通信的步骤；所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤；所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤；以及所述无人移送装置用通信单元与所述设备用通信单元进行正常通信的步骤。

在这里，如果所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤中，当所述检测出的噪声频带中包含试图进行通信的可用频带时，则在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中也可以将装置变更为其它可用频带的RF通信模块进行通信。

另外，如果所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤中，所述检测出的噪声频带将所述2个以上可用频带全部包含在内，则在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中也可以将装置变更为其它方式的通信模块进行通信。所述其它方式的通信模块也可以是IR光通信方式的模块。

另外，如果所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤中，检测出所述检测出的噪声频带比一定标准更窄，则在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中，也可以在试图进行通信的可用频带内变更为没有干扰的频率进行通信。

同时，如果所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤中，所述检测出的噪声频带比一定标准更窄，则在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中，也可以在试图进行通信的可用频带内同时利用2个以上频率进行通信。

另外，如果所述控制模块检测出有噪声干扰频带的步骤中，检测出所述噪声干扰不连续，则在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中，可以在一定时间内多次重试通信信号的发送。在这种情况下，针对所述通信信号如果来自所述设备用通信单元的应答信号已到达则停止重试，如果没有应答则可以间隔一定的时间反复重试。

同时，在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤之前，先进行检测噪声信号强度的步骤，然后在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤中，也可以将通信信号的输出强度与所述检测出的噪声信号强度相比放大进行通信。优选的是，在这种情况下，当将通信信号的输出强度放大进行通信时，数据包中包含所述输出强度信息，从而当所述设备用通信单元应答时，使其以同样的输出强度应答。

但是，所述无人移送装置用通信单元中控制模块试图通过RF通信模块进行通信的步骤也可以在所述控制模块根据所述检测结果避开噪声干扰的步骤之后进行。

有益效果

依据本发明，无人移送装置与制造设备在通信过程中能够通过可用频带或者通信方式不同的2个以上通信模块，避免各种噪声对通信产生干扰从而构建正常的无线通信链路。因此，能够确保良好的无线通信性能。

另外，可以引导通信单元的控制模块检测出当前周边的噪声频带并对该频段的位置、宽度、强度、持续性等进行分析后，根据当前的情况选择最有效的方法避免噪声引起的通信干扰。因此，即使在多种噪声环境下也能够保持正常通信，从而可以减少因发生通信错误而导致的错误处理费用与时间浪费。

附图说明

图1是显示分别采用现有IR方式与RF方式时设置无人移送装置与制造设备间通信单元构造差异的示意图。

图2是现有自动物料搬运系统用RF通信系统中无线通信单元的概略图。

图3是依据本发明一个实施例的自动物料搬运系统用无线通信系统中无线通信单元的概略图。

图4是利用依据本发明一个实施例的多频带避开噪声干扰的无线通信方法的流程图。

图5是在依据本发明一个实施例试图进行通信的可用频带内变更为没有干扰的频率进行通信的操作概略图。

图6是依据本发明一个实施例在一定时间内多次重试通信信号的发送时分别在有应答信号和没有应答信号的情况下对信号输出进行测定的范围波(scope wave)。

附图标记说明

10：通信单元

100：通信模块

110：第1RF通信模块

120：第2RF通信模块

130：IR光通信模块

200：控制模块

300：输出模块

400：输入模块

500：电平转换模块

600：信号强度测定模块

具体实施方式

下面，将参照附图对本发明进行更加详细的说明。需要注意，附图中相同的构成要素无论在什么地方都尽可能地用同一附图标记标示。另外，此前本说明书及权利要求书中使用的术语或者单词的含义并不仅限于其常用意义或者字典释义，应当立足于发明人为了通过最佳的方法对其自己的发明进行说明可以对术语的概念进行适当定义的原则按照符合本发明技术思想的涵义与概念进行解释。因此，本说明书中记载的实施例与附图中所示构成只不过是本发明最优选的一个实施例，它并不完全代表本发明的技术思想。所以，对本申请而言，应当理解可能会存在能够替代本发明实施例及构成的多种等同物与变形例。

图3是依据本发明一个实施例的自动物料搬运系统用无线通信系统中无线通信单元10的概略图，图4是利用依据本发明一个实施例的多频带避开噪声干扰的无线通信方法的流程图。

参照图3及图4可知，带有可用频带或通信方式不同的2个以上通信模块的无人移送装置V用通信单元与设备E用通信单元在具有噪声干扰的环境下进行无线通信的方法，其包括：在无人移送装置V用通信单元10中，控制模块200试图通过RF通信模块100进行通信的步骤S1；控制模块200检测出具有噪声干扰频带的步骤S2；控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3；以及无人移送装置V用通信单元10与设备E用通信单元10进行正常通信的步骤S4。

在无人移送装置V用通信单元10中控制模块200通过RF通信模块110、120试图进行通信的步骤S1中，无人移送装置V用通信单元10的控制模块200通过RF通信模块110、120生成数据包并向设备E用通信单元10发送。

无人移送装置V用通信单元10的第1RF通信模块110包括：与所述控制模块200交换信号的输入输出电路；RF调制解调电路及RF天线等。第1RF通信模块110的作用在于将控制模块200生成的指令数据包传输至制造设备(E一侧，同时接收来自控制模块200的设备E的识别信息，并设定针对设备E的ID及信道信息，对通信芯片进行初始化处理。当第1RF通信模块110的通信芯片上被写上ID及信道信息后，就转为可以开始进行通信的状态，从而可以向制造设备E一侧传输数据。

另外，设备E用通信单元10的无线通信模块100的结构与所述第1RF通信模块110相同，并由此可以进行RF通信。其作用在于：接收来自无人移送装置V用通信单元10的无线通信模块100传输的指令数据后，发送与之对应的应答信号，从而构建无人移送装置V用通信单元10与设备E用通信单元10间的通信链路。设备E用通信单元10的控制模块200对由无人移送装置V用通信单元10传输的通信信号中的数据包进行分析并提取出识别信息，只有在提取出的识别信息与相应设备E的识别信息一致的情况下才可生成应答信号并发送应答信号。

另外，依据本发明一个实施例的自动物料搬运系统用无线通信系统中，无人移送装置V用通信单元10与设备E用通信单元10应当分别具备可用频带或通信方式不同的2个以上通信模块100。

即，除了第1RF通信模块110之外，还应当具备设定为其它可用频带的第2RF通信模块120。在这种情况下，可以根据ISM频段(工业科学医疗频段)按照第1RF通信模块110设定为第1频带即2.4GHz，第2RF通信模块120设定为第2频带即5.7GHz分别对可用频带进行设定。

或者，应当附加具备通过种类不同的通信方式进行无线通信的无线通信模块100。在这里，不同方式的通信模块100最优选为IR光通信方式的模块130。此时，也可以同时具备第1RF通信模块110、第2RF通信模块120及IR光通信方式的模块130。当然，必须采用相同的构成以确保分别设置在无人移送装置V用通信单元10与设备E用通信单元10上的无线通信模块100彼此对应。

另外，无人移送装置V用通信单元10与设备E用通信单元10可以包括能够分别与外部装置进行信号传输的输出模块300与输入模块400以及能够进行串联的电平转换模块500。

在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中，无人移送装置V用通信单元10的控制模块200检测出当前周边的噪声频带并对该频段的位置、宽度、强度、持续性等进行分析。在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，为确保能够根据分析的当前情况选择最有效的方法避免噪声引起的通信干扰而进行引导。在无人移送装置V用通信单元与设备E用通信单元进行正常通信的步骤S4中，成功避开噪声干扰进行无线通信。

<第1实施例>

在本发明的第1实施例中，如果在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中检测出的噪声频带中包含试图进行通信的可用频带时，则在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，可以将装置变更为其它可用频带的RF通信模块100进行通信。

在前面的S1步骤中，在无人移送装置V用通信单元10的控制模块200试图通过第1RF通信模块110利用第1频带进行通信的情况下，如果分析出控制模块200检测出的噪声频带中包含第1频带，则判断为很难利用相应可用频带进行正常通信。

由于当前第1频带内存在使用同一频率的机器或者工序生产线上的特定设备E运转时产生的RF噪声，因此无人移送装置V用通信单元10的控制模块200可以将通信装置变更为可用频带设定为第2频带的第2RF通信模块120。

然后，可以通过如上变更的第2RF通信模块120利用没有噪声干扰的频带进行通信，因此无人移送装置V用通信单元与设备E用通信单元可以进行正常通信。

<第2实施例>

在本发明的第2实施例中，如果在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中检测出的噪声频带将2个以上可用频带全部包含在内时，则在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤中，可以将装置变更为其它方式的通信模块100进行通信。

在前面的S1步骤中，无人移送装置V用通信单元10的控制模块200试图通过第1RF通信模块110利用第1频带进行通信的情况下，如果分析出控制模块200检测出的噪声频带内包含了第1频带与第2频带全部，则判断为很难利用RF通信模块110、120的可用频带进行正常通信。

由于当前除第1频带外第2频带内也存在使用同一频率的机器或者工序生产线上的特定设备E运转时放射的RF噪声广泛存在，因此无人移送装置V用通信单元10的控制模块200可以将通信装置变更为非RF方式的其它方式的通信模块。

通过如上变更后方式的无线通信模块，可以以完全不受由频率导致的噪声干扰影响的方式试图进行通信，因此就可以使无人移送装置V用通信单元与设备E用通信单元进行正常通信。在这种情况下，其它方式的通信模块虽然可以采用多种通信方式，但是如前面实施例所述，IR光通信方式的模块130是最有效率的。

<第3实施例>

图5是在依据本发明一个实施例试图进行通信的可用频带内，变更为没有干扰的频率并进行通信的操作概略图。

参照图5可知，在本发明第3实施例中，如果在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中，检测到检测出的噪声频带比一定标准更窄，则在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，可以在试图进行通信的可用频带内变更为没有干扰的频率进行通信。

在前面的S1步骤中，在无人移送装置V用通信单元10的控制模块200试图通过第1RF通信模块110利用第1频带进行通信的情况下，如果分析出控制模块200检测出的噪声频带有一部分包含在第1频带内或者与之重叠，则判断为在相应可用频带内很难利用相应噪声频率进行正常通信。

但是，由于噪声频带较窄，因此作为解决方法没有必要变换可用频带或者通信方式。同时，如图5所示，无需变更通信模块100，在第1频带内将信道变更为没有噪声干扰的频率即可。在相应可用频带内将频率升高或降低一定宽度，就可以避开噪声干扰。

另外，如果在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中检测到检测出的噪声频带比一定标准更窄时，则在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，也可以在试图进行通信的可用频带内同时利用2个以上频率进行通信。

并非将信道仅使用一个频率，而是可以从一开始就在第1频带内将多个频率同时用作信道尝试进行通信。通过这种方式即使将任何一个频率设定为信道都可以进行通信。另外，控制模块200生成通信信号时，通过在数据包内同时包含避开信道信息，从而如果在进行正常通信的过程中发生通信中断，则判断为有噪声混入，并可以通过避开信道尝试进行通信。

<第4实施例>

图6是依据本发明一个实施例在一定时间内多次重试通信信号的发送时分别在有应答信号和没有应答信号的情况下对信号输出进行测定的范围波(scope wave)

参照图6可知，在本发明的第4实施例中，在控制模块200检测出具有噪声干扰的频带的步骤S2中，如果检测出噪声干扰不连续，则在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，在一定时间内多次重试通信信号的发送。

在前面的S1步骤中，在无人移送装置V用通信单元10的控制模块200试图通过第1RF通信模块110利用第1频带进行通信的情况下，如果分析出控制模块200检测出的噪声不连续且是不连续地产生，在相应可用频带内通过仅1次的通信尝试判断为很难进行正常通信。

由于噪声频率是不连续地产生，因此作为解决方法没有必要变换可用频带或者通信方式。同时，无需变更通信模块100，通过在一定时间内多次重试同一通信信号的发送从而可以提高通信的成功率。

另外，如果针对通信信号来自设备E用通信单元的应答信号已到达，则停止重试，如果没有应答，则可以间隔一定的时间反复重试。图6中上部曲线图显示的是针对通信信号来自设备E用通信单元的应答信号已到达的情况，下部曲线图显示的是在没有应答的情况下间隔一定的时间反复重试时，测定无人移送装置V用通信单元10的发送信号输出的范围波。

在图6所示的实施例中，无人移送装置V用通信单元10的通信模块100在1ms内发送了4次通信信号，大约经过1.5ms的等待时间后，来自设备E用通信单元的通信模块100的应答信号已到达，就此停止了重试。4次发送中只要设备E用通信单元的通信模块100接收到了一次信号，就会生成应答信号并发送至无人移送装置V用通信单元10。

但是，如果经过1ms并经过大约2ms的等待时间以后仍然没有应答信号，则再次在1ms内发送4次通信信号。然后，在大约25ms内总共尝试进行6次重试并等待应答。如果总共尝试进行6次重试后仍然没有应答，则可以间隔一定的时间反复再次重试。通过图6中下部曲线图，可以很容易看出这种信号输出模式，在获得正常应答之前，在尽量短的周期内进行很多次发送，为了在不连续的噪声环境下最大限度地提高通信信号的发送成功率从而可以采用重试方式。

<第5实施例>

在本发明的第5实施例中，在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3之前，先进行检测噪声信号强度的步骤，然后在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3中，可以将通信信号的输出强度与检测出的噪声信号强度相比放大进行通信。

在前面的S1步骤中，在无人移送装置V用通信单元10的控制模块200试图通过第1RF通信模块110利用第1频带进行通信的情况下，如果分析出控制模块200)检测出的噪声频带有一部分包含在第1频带内或者与之重叠，则在通过信号强度测定模块600对噪声信号的强度进行测定后，作为解决方法无需变换可用频带或者通信方式，而在相应可用频带内将通信信号的输出强度放大并进行通信。

另外，当控制模块200生成通信信号时，由于数据包内同时包含有放大的输出强度信息，由此在设备E用通信单元应答的情况下，也优选按照同样的输出强度放大后予以应答。这样，即使在不变更无线通信模块100的情况下，也可以尝试通过将通信信号的输出强度放大到比周边噪声的信号强度更大并进行通信，从而可以使无人移送装置V用通信单元与设备E用通信单元进行正常通信。

另外，在包含上述全部实施例的本发明中，无人移送装置V用通信单元10中控制模块200试图通过RF通信模块100进行通信的步骤S1，也可以在控制模块200根据检测结果避开噪声干扰的步骤S3之后进行。在尝试正式通信之前，可以先由控制模块200检测出具有噪声干扰的频带，并根据检测结果决定避开方法之后，再尝试进行通信。

虽然在上述说明中对所列举的本发明优选实施例进行了详细阐述，但是在不脱离本发明要点与范围的前提下，完全可以进行多种变更以及修改。因此，所附权利要求书包含属于本发明要点的这种变更以及修改。

Claims (7)

1.一种避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

所述无线通信系统用于制造设备与无人移送装置之间的通信，所述制造设备设置在制造工序生产线上，所述无人移送装置将载体移送至所述各制造设备，

所述无人移送装置与所述制造设备的无线通信单元都包括：

在第1频带内进行通信的第1RF通信模块；

在第2频带内进行通信的第2RF通信模块；

以IR 光通信方式进行通信的IR光通信模块；以及

控制模块，其选择性地驱动能够避开所述无人移送装置与所述制造设备间的无线通信位置上发生的噪声干扰的通信模块，

并通过所述第1RF通信模块、所述第2RF通信模块及所述IR光通信模块中能够避开噪声干扰的任一种所述通信模块进行所述无人移送装置与制造设备间的通信。

2.根据权利要求1所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

在所述第1频带中存在噪声干扰时，所述控制模块驱动所述第2RF通信模块。

3.根据权利要求1所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

在所述第1频带和所述第2频带中都存在噪声干扰时，所述控制模块驱动所述IR光通信模块。

4.根据权利要求1所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

在检测到检测出的存在噪声干扰的频带比一定标准更窄时，所述控制模块在试图进行通信的可用频带内变更为没有干扰的频率进行通信。

5.根据权利要求1所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

在检测到检测出的存在噪声干扰的频带比一定标准更窄时，所述控制模块在试图进行通信的可用频带内同时利用2个以上频率进行通信。

6.根据权利要求1所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

在检测出所述噪声干扰不连续时，所述控制模块在一定时间内多次重试通信信号的发送。

7.根据权利要求6所述的避开噪声干扰的无线通信系统，其特征在于：

针对所述发送的通信信号，如果来自所述制造设备用无线通信单元的应答信号已到达，则停止重试，如果没有应答，则间隔一定的时间反复重试。