CN112106071A - 射频识别通信单元及其控制方法与程序 - Google Patents

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Abstract

本发明兼顾数据传输的高速化与使PLC的控制周期成为固定，包括：上位通信控制部(11)，与上位的控制器(50)之间以规定的通信周期进行通信；以及RF通信控制部(20)，与RF标签(30)之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，RF通信控制部(20)在由上位通信控制部(11)进行通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签(30)的无线通信。

Description

射频识别通信单元及其控制方法与程序
技术领域
本发明涉及一种射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)通信单元、RFID通信单元的控制方法以及程序。
背景技术
以往，为了在制造现场或物流现场进行固体管理，已知有一种RFID通信单元，其从安装于个体的RF标签(tag)读写数据，并与可编程控制器(可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，以下简称作“PLC”)等工业用控制装置之间进行数据交换。近年来，进行个体管理的信息增加，由RFID通信单元处理的数据正大容量化。
RFID通信单元中，与RF标签之间通过无线通信来进行数据的读出及写入，但即使数据大容量化，一般也是与RF标签之间统一传输这些数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“日本专利特开2009-205369号公报(2009年9月10日公开)”
发明内容
发明所要解决的问题
此外，在PLC中，为了实现高速且高精度的控制，必须将PLC的控制周期设为固定且短周期。但是，若在RFID通信单元之间交换的数据的容量大，则必须牺牲传输速度而抑制数据交换的容量，以使PLC的控制周期成为短周期，或者，必须扩大数据交换的容量，牺牲PLC的控制周期，以实现高速化。
另一方面，迫切期望一种技术，即使在PLC与RFID通信单元之间交换大容量的数据时，也能够兼顾数据传输的高速化与使PLC的控制周期成为固定。
本发明的一实施例的目的在于实现一种能够兼顾数据传输的高速化与使PLC的控制周期成为一定的技术。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明的一实施例的RFID通信单元在结构上包括：上位通信控制部，以规定的通信周期来与上位的控制器之间进行通信；以及RF通信控制部，与RF标签之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，所述RF通信控制部在由所述上位通信控制部进行通信的所述通信周期的期间内并行地执行与所述RF标签的无线通信。
而且，为了解决所述问题，本发明的一实施例的RFID通信单元的控制方法包括下述步骤：与上位的控制器之间以规定的通信周期进行通信；以及与RF标签之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，在与所述控制器之间进行通信的所述通信周期的期间内，并行地执行与所述RF标签的无线通信。
而且，为了解决所述问题，本发明的一实施例的程序是使RFID通信单元运行的程序，其用于使计算机作为所述上位通信控制部及所述RF通信控制部发挥功能。
发明的效果
根据本发明的一实施例，能够兼顾数据传输的高速化与使PLC的控制周期成为固定。
附图说明
图1是表示实施方式1的RFID通信单元的主要部分结构的框图。
图2是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，且是表示从RF标签读出数据的流动的图。
图3是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示以往的RFID通信单元中的总处理时间，(b)表示实施方式1的RFID通信单元中的总处理时间。
图4是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，且表示对RF标签写入数据的流动的图。
图5是表示实施方式2的RFID通信单元的主要部分结构的框图。
图6是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示分割方式的情况下的总处理时间，(b)表示统一方式的情况下的总处理时间。
图7是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示分割方式的情况下的总处理时间，(b)表示统一方式的情况下的总处理时间。
图8是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示分割方式的情况下的总处理时间，(b)表示统一方式的情况下的总处理时间。
图9是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示分割方式的情况下的总处理时间，(b)表示统一方式的情况下的总处理时间。
图10是表示实施方式3的RFID通信单元的主要部分结构的框图。
图11是表示PLC、RFID通信单元与RF标签之间的数据流动的图，(a)表示统一方式的情况下的总处理时间，(b)表示进行了重试效率处理的情况下的总处理时间。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的一方面的实施方式(以下也称作“本实施方式”)。
§1适用例
首先，使用图1来说明适用本发明的场景的一例。图1表示了本实施方式的RFID通信单元10的主要部分结构的一例。
本实施方式的RFID通信单元10例如图1所示，被用作作为上位控制器的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)50的输入设备。RFID通信单元10与PLC50之间，通过上位通信控制部11的控制，以规定的通信周期进行通信。而且，RFID通信单元10根据来自PLC50的指令，基于RF通信控制部20的控制，与RF标签30之间通过无线通信进行数据的读出及数据的写入的至少任一种。而且，RFID通信单元10从RF标签30接收响应数据，并将所接收的响应数据传输至PLC50。
RF标签30例如是在生产现场，为了提高溯源性(traceability)而安装于零件或制品等物品。
RFID通信单元10以与PLC50的控制周期相应的规定的通信周期进行通信，并且以在一次通信周期内可通信的数据交换尺寸来分割数据，利用多次通信来传输数据。而且，RFID通信单元10在进行与PLC50的通信的通信期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信。
RFID通信单元10首先接收来自PLC50的指令。继而，RFID通信单元10与RF标签之间进行读出及写入的至少任一种。此时，RFID通信单元10以在与PLC50之间的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸，对与RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据进行分割，并利用多次通信来传输至RF标签30。并且，RFID通信单元10将与RF标签30之间的传输结果传输至PLC50。RFID通信单元10在与RF标签30之间的每一次无线通信时，与RF标签30之间的无线通信并行地，将与RF标签30之间的传输结果传输至PLC50。
由此，RFID通信单元10缩短接收来自PLC50的指令，与RF标签之间进行读出及写入的至少任一种，并将与RF标签之间的传输结果传输至PLC50的总处理时间，并且通过与PLC之间以规定的通信周期进行通信，从而将PLC50的控制周期保持为确定。
§2结构例
以下，基于图1至图4来详细说明本发明的实施方式的RFID通信单元10的结构。
〔实施方式1〕
以下，详细说明本发明的实施方式1。
如上所述，RFID通信单元10包括上位通信控制部11、RF通信控制部20及天线25。
上位通信控制部11与PLC50之间执行经由总线或网络的有线通信。上位通信控制部11与PLC50之间，能够以每一字节(byte)为数微秒～数毫秒的高速来进行数据交换。
天线25实现与RF标签30之间的无线通信。天线25基于RF通信控制部20的控制，发送出包含命令信号的电磁波，并且受理来自RF标签30的针对命令的响应信号。
RF通信控制部20经由天线25而与RF标签之间进行数据的读出及写入的至少任一种。另外，RF通信控制部20也可为具备统括地控制RFID通信单元10的各部的功能的运算装置。RF通信控制部20例如也可通过一个以上的处理器(例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)等)执行存储在一个以上的存储器(例如RAM或ROM等)中的程序，从而控制RFID通信单元10的各部。
RF通信控制部20包含命令解译部21与通讯执行部22。
命令解译部21通过上位通信控制部11的功能，来执行从PLC50接收的指令的解译。从PLC50接收的指令有对与RF标签30之间的数据写入进行指定的写命令、与对与RF标签30之间的数据读出进行指定的读命令。写命令及读命令中，包含跟PLC50与RFID通信单元10之间的数据传输周期、PLC50与RFID通信单元10之间的通信周期及数据交换尺寸相关的数据。
命令解译部21将从PLC50接收的写命令中所含的数据转换为可写入RF标签30的数据。命令解译部21例如将从PLC50接收的写命令中所含的八进制码、十六进制码、六十四进制码等的数据转换为美国信息交换标准代码(American Standard Code for InformationInterchange)的数据。
而且，作为针对从PLC50接收的读命令的响应，命令解译部21将与RF标签30之间读出的数据转换为可传输至PLC50的数据。命令解译部21例如将与RF标签30之间读出的数字序列数据转换为八进制码、十六进制码、六十四进制码等的数据。
通讯执行部22经由天线25来执行命令信号对RF标签30的送出与响应信号的接收。而且，通讯执行部22也可采用能够执行从RF标签30接收的响应信号的解码处理的结构。另外，经由天线25的、与RF标签30之间的无线通信是每一字节为数毫秒～数十毫秒的速度的通信。
〔关于RFID通信单元对数据的收发〕
(数据的读出)
图2是示意性地表示RFID通信单元10根据从PLC50接收的读命令，与RF标签30之间进行数据的读出，并传输至PLC50时的数据流动的图。如图2所示，RFID通信单元10在收到从PLC50传输的指令即读命令时，开始从RF标签30的数据读出。PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸是在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸，是固定的。RFID通信单元10的RF通信控制部20以跟与PLC50的数据交换尺寸相同的尺寸，对从RF标签30读出的数据进行分割，利用多次通信进行传输。
RFID通信单元10的RF通信控制部20对从RF标签30以一次通信读出的数据进行解码处理及转换处理，根据与PLC50之间的通信周期(IO周期)，将数据传输至PLC50。而且，跟将与RF标签30之间的传输结果传输至PLC50并行地，RFID通信单元10的RF通信控制部20进行与RF标签30的无线通信，进行下个分割数据的读出。
这样，RF通信控制部20在由上位通信控制部11进行与PLC50之间的通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信。由此，与将从RF标签30统一读出的大容量的数据分割为在与PLC50之间的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸而传输至PLC50的情况相比，能够缩短总处理时间TAT。
此处，所谓总处理时间TAT，是指包含下述部分的时间，即：来自PLC50的指令即读命令的传输所需的指令传输时间、在RFID通信单元10及RF标签30之间传输应与RF标签30之间进行读出的数据时所需的总RF通信时间T3、以及将RFID通信单元10及RF标签30之间的传输结果传输至PLC50时所需的响应传输时间T2。
这样，在与PLC50的通信周期的期间内，并行地进行与RF标签30的无线通信，由此，能够使总处理时间TAT短于T2+T3。因而，能够缩短数据传输时间，从而能够实现高速的数据传输。
而且，跟将与RF标签30之间的传输结果传输至PLC50并行地，进行与RF标签30的无线通信，进行下个分割数据的读出，因此，能够缩短从自PLC50收到指令直至开始将传输结果传输至PLC50为止的时间T1，从而能够加快PLC50对于控制对象的响应(response)。
图3的(a)、(b)是表示PLC50与RFID通信单元10之间的通信周期为1ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为128字节、总数据读出尺寸为8K字节时的总处理时间TAT的图。图3的(a)表示了使用以往的RFID通信单元将所读出的数据逐次分割为128字节而传输至PLC50时的示例。图3的(b)表示了使用本实施方式的RFID通信单元10，并行地进行从RF标签30的读出与向PLC50的数据传输时的示例。
图3的(a)所示的示例中，RFID通信单元10每次从RF标签30汇总读出2K字节的数据，将所读出的2K字节的数据逐次分割为128字节而传输至PLC50。RFID通信单元10从RF标签30读出2K字节的数据需要1074ms。将从PLC50对RFID通信单元10的指令传输时间、从RFID通信单元10向PLC50的数据传输时间、及从RF标签30的数据读出时间加起来的总处理时间TAT为4317ms。
另外，以往的传输方式中，在从RFID通信单元10向PLC传输响应结果时，PLC的通信周期会从1ms暂时延长至4.3ms，由此PLC的控制周期发生紊乱。
另一方面，图3的(b)所示的示例中，RFID通信单元10将从RF标签30以一次通信传输的数据逐次分割为128字节而读出8K字节的数据需要3294ms。并且，将从PLC50对RFID通信单元10的指令传输时间、从RFID通信单元10向PLC50的数据传输时间、及从RF标签30的数据读出时间加起来的总处理时间TAT为3297ms。
即，图3的(b)所示的示例中，在由上位通信控制部11进行与PLC50的通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信，使从RF标签30的数据读出与对PLC50的数据传输并行地，通过分割传输方式来进行传输。这样，本实施方式的传输方式中，在从RFID通信单元10向PLC50传输响应结果时，PLC50的通信周期不会延长，PLC50的控制周期也不会紊乱。
图3的(a)所示的以往的传输方式的示例中，将从RF标签30统一读出的大容量的数据分割为在与PLC50之间的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸，并通过统一传输方式而传输至PLC50。与以往的传输方式相比，本实施方式的传输方式能够实现1020ms的高速化。这样，根据本实施方式的传输方式，在进行从RF标签30的数据读出、与由上位通信控制部11所进行的与PLC50的通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信，由此，能够兼顾数据传输的高速化与使PLC的控制周期成为固定。
(数据的写入)
图4是示意性地表示RFID通信单元10根据从PLC50接收的指令即写命令，将从PLC30接收的数据写入至RF标签30时的数据流动的图。如图4所示，RFID通信单元10在从PLC50收到写命令时，开始对RF标签30的数据写入。PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸是在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸，且是固定的。RFID通信单元10的RF通信控制部20将与跟PLC50的数据交换尺寸为相同尺寸的数据，以一次通信传输至RF标签30并予以写入。这样，RFID通信单元10的RF通信控制部20将与跟PLC50之间的数据交换尺寸为相同尺寸的数据，以一次通信传输并写入至RF标签30。
RFID通信单元10的RF通信控制部20在由上位通信控制部11进行通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信，由此，与对RF标签30的数据写入并行地，接收从PLC50传输的下个数据。
这样，RFID通信单元10并行地进行与PLC50之间的数据传输、和与RF标签30之间的数据写入。由此，与将从PLC50传输的写入用的数据统一写入至RF标签30的情况相比，能够缩短从自PLC50收到指令直至开始对RF标签30的数据写入为止时间T1。
由此，能够使总处理时间TAT比将总RF通信时间T3和响应传输时间T2加起来的时间短，所述总RF通信时间T3是在RFID通信单元10及RF标签30之间传输应与RF标签30之间进行写入的数据时所需的时间，所述响应传输时间T2是将RFID通信单元10及RF标签30之间的传输结果传输至PLC50时所需的时间。因而，能够缩短总处理时间TAT，从而能够实现高速的数据传输。
〔实施方式2〕
以下说明本发明的实施方式2。另外，为了便于说明，对于与在所述实施方式1中说明的构件具有相同功能的构件，标注相同的符号，并不再重复其说明。
图5是表示实施方式2的RFID通信单元210的主要部分结构的框图。如本图所示，除了实施方式1的RFID通信单元10的结构以外，RF通信控制部220还包含通讯方式决定部223。
〔关于读出方式的决定〕
通讯方式决定部223选择分割传输方式及统一传输方法中的任一种，所述分割传输方法是将应与RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据，以在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输的方式，所述统一传输方式是将应与RF标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据统一利用一次通信予以传输的方式。
而且，通讯方式决定部223关于应与RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据的传输，算出分割传输方式及统一传输方式各自的总处理时间TAT，选择所述总处理时TAT短的传输方式。
图6的(a)及(b)是表示PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为2ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节、总的数据读出尺寸为256字节时的总处理时间TAT的图。图6的(a)是表示以分割传输方式读出数据时的数据流动的图。图6的(b)是表示以统一传输方式读出数据时的数据流动的图。
如图6的(a)所示，RFID通信单元210将与RF标签30之间读出的数据分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，并利用多次通信进行传输。RFID通信单元210利用一次通信从RF标签30读出8字节的数据所需的通信时间为8ms。RFID通信单元210进行32次与RF标签30的通信，读出8×32次＝256字节的数据。RFID通信单元210从RF标签30读出256字节的数据所需的总通讯时间为8ms×32次＝256ms。
RFID通信单元210与将从RF标签30读出的8字节的数据传输至PLC50并行地，执行下个8字节的数据从RF标签30的读出。
如图6的(a)所示，通过分割传输方式，从RF标签30读出数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝256ms加上指令传输时间2ms和响应传输时间2ms所得的260ms。
另一方面，如图6的(b)所示，统一传输方式中，RFID通信单元210从PLC50接收读命令，从RF标签30统一读出256字节的数据。RFID通信单元210能够从RF标签30以83ms统一读出256字节的数据。继而，RFID通信单元210将从RF标签30读出的256字节的数据逐次分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，分为32次传输至PLC50。由于PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为2ms，因此从RFID通信单元210向PLC50传输数据所需的时间为2ms×32次即64ms。
因而，通过统一传输方式，从RF标签30读出数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝83ms、指令传输时间2ms、及将从RF标签30读出的数据从RFID通信单元210传输至PLC50的时间64ms加起来的149ms。
这样，在PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为2ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节的情况下，比起以分割传输方式来进行数据读出，以统一传输方式进行数据读出的总处理时间TAT变短。
这样，RF通信控制部220通过通讯方式决定部223的功能，算出来自PLC50的指令传输所需的指令传输时间、与RF标签30之间传输应与RF标签30之间进行读出的数据时所需的总RF通信时间、将与RF标签30之间的传输结果传输至PLC50时所需的响应传输时间。并且，通讯方式决定部223基于指令传输时间、总RF通信时间及响应传输时间，算出分割传输方式及统一传输方式各自的总处理时间TAT。RF通信控制部220基于通过通讯方式决定部223的功能而算出的分割传输方式及统一传输方式各自的总处理时间TAT，选择总处理时间短的传输方式来执行与RF标签之间的读出。
图7的(a)及(b)是表示PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为10ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节、总的数据读出尺寸为256字节时的总处理时间TAT的图。图7的(a)是表示以分割传输方式读出数据时的数据流动的图。图7的(b)是表示以统一传输方式读出数据时的数据流动的图。
如图7(a)所示，RFID通信单元210将与RF标签30之间读出的数据分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，并利用多次通信进行传输。RFID通信单元210利用一次通信从RF标签30读出8字节的数据所需的通信时间为8ms。RFID通信单元210进行32次与RF标签30的通信，读出8×32次＝256字节的数据。RFID通信单元210从RF标签30读出256字节的数据所需的总通讯时间为8ms×32次＝256ms。
RFID通信单元210与将从RF标签30读出的8字节的数据传输至PLC50并行地，执行下个8字节的数据从RF标签30的读出。
如图6的(a)所示，通过分割传输方式，从RF标签30读出数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝256ms加上指令传输时间10ms与响应传输时间10ms所得的276ms。
另一方面，如图7的(b)所示，统一传输方式中，RFID通信单元210从PLC50接收读命令，从RF标签30统一读出256字节的数据。RFID通信单元210能够从RF标签30以83ms统一读出256字节的数据。继而，RFID通信单元210将从RF标签30读出的256字节的数据逐次分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，分为32次传输至PLC50。PLC50与RFID通信单元210之间的传输周期为一次10ms，因此从RFID通信单元210向PLC50传输数据所需的时间为10ms×32次即320ms。
因而，通过统一传输方式，读出数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝83ms加上指令传输时间10ms和响应传输时间320ms所得的413ms。
这样，在PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为10ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节的情况下，比起以统一方式进行数据读出，以顺次方式进行数据读出的总处理时间TAT变短。
这样，在根据从PLC50传输的指令而从RF标签30读出数据并传输至PLC50的情况下，是通过分割传输方式来读出数据的总处理时间TAT变短，还是通过统一传输方式来读出数据的总处理时间TAT变短，取决于PLC50与RFID通信单元210之间的数据交换尺寸和通信周期。因而，RFID通信单元210的RF通信控制部220通过通讯方式决定部223的功能，以总处理时间TAT变得最短的方式来决定将数据读出方式设为分割传输方式还是设为统一传输方式。由此，能够缩短总处理时间TAT，从而能够实现高速的数据传输。
另外，PLC50与RFID通信单元210之间的数据交换尺寸和通信周期能够由用户利用对PLC50的操作来设定。在PLC50与RFID通信单元210的通信初始处理中，与数据交换尺寸和通信周期相关的信息被发送给RFID通信单元210，PLC50与RFID通信单元210之间的周期性的通信开始。RFID通信单元210的RF通信控制部220通过通讯方式决定部223的功能，将从PLC50收到的与数据交换尺寸和通信周期相关的信息作为参数，来决定是将传输方式设为顺次传输方式还是设为统一传输方式。
〔关于写入方式的决定〕
图8的(a)及(b)是表示PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为2ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节、总的数据写入尺寸为16字节时的总处理时间TAT的图。图8的(a)是表示以分割传输方式进行数据写入时的数据流动的图。图8的(b)是表示以统一传输方式进行数据写入时的数据流动的图。
如图8的(a)所示，RFID通信单元210将与RF标签30之间写入的数据分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，并利用多次通信进行传输。RFID通信单元210与RF标签30之间利用一次通信写入8字节的数据所需的通信时间为8ms。RFID通信单元210进行2次与RF标签30的通信，写入8×2次＝16字节的数据。RFID通信单元210与RF标签30之间写入16字节的数据所需的总通讯时间为8ms×2次＝16ms。
与跟RF标签30之间将8字节的数据写入至RF标签30并行地，RFID通信单元210从PLC50接收下个8字节的数据。
如图8的(a)所示，通过分割传输方式，与RF标签30之间写入数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝16ms加上指令传输时间2ms和响应传输时间2ms所得的20ms。
另一方面，如图8的(b)所示，在统一传输方式中，RFID通信单元210从PLC50接收写命令，将16字节的数据统一写入至RF标签30。RFID通信单元210能够以11ms将16字节的数据统一写入至RF标签30。
RFID通信单元210在结束了所有写入尺寸量的数据向RF标签30的写入时，将通知写入结束的响应传输至PLC50。
因而，通过统一传输方式，写入数据的总处理时间TAT是将总RF通信时间T3＝11ms加上指令传输时间4ms和响应传输时间2ms所得的17ms。
这样，在PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为2ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节的情况下，比起以分割传输方式来进行数据写入，以统一传输方式来进行数据写入的总处理时间TAT变短。
图9的(a)及(b)是表示PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期为10ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节、总的数据写入尺寸为16字节时的总处理时间TAT的图。图9的(a)是表示以分割传输方式进行数据写入时的数据流动的图。图9的(b)是表示以统一传输方式进行数据写入时的数据流动的图。
如图9的(a)所示，RFID通信单元210将与RF标签30之间写入的数据分割为在上位通信控制部11的一次通信周期内可通信的数据交换尺寸即8字节，并利用多次通信进行传输。RFID通信单元210与RF标签30之间利用一次通信写入8字节的数据所需的通信时间为8ms。RFID通信单元210进行2次与RF标签30的通信，写入8×2次＝16字节的数据。RFID通信单元210与RF标签30之间写入16字节的数据所需的总通讯时间为8ms×2次＝16ms。
与跟RF标签30之间将8字节的数据写入至RF标签30并行地，RFID通信单元210从PLC50接收下个8字节的数据。
如图8的(a)所示，通过分割传输方式，与RF标签30之间写入数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝16ms加上指令传输时间10ms和响应传输时间10ms所得的36ms。
另一方面，如图9的(b)所示，统一传输方式中，RFID通信单元210从PLC50接收写命令，将16字节的数据统一写入至RF标签30。RFID通信单元210能够以11ms将16字节的数据统一写入至RF标签30。
RFID通信单元210在结束了所有写入尺寸量的数据向RF标签30的写入时，将通知写入结束的响应传输至PLC50。
因而，通过统一传输方式，写入数据的总处理时间TAT为将总RF通信时间T3＝11ms加上指令传输时间20ms和响应传输时间10ms所得的41ms。
这样，在PLC50与RFID通信单元210之间的通信周期10ms、PLC50与RFID通信单元10之间的数据交换尺寸为8字节的情况下，比起以统一传输方式来进行数据写入，以分割传输方式进行数据写入的总处理时间TAT变短。
这样，在根据来自PLC50的写命令而对RF标签30进行数据写入的情况下，是通过分割传输方式来进行数据写入的总处理时间TAT变短，还是通过统一传输方式来进行数据写入的总处理时间TAT变短，取决于PLC50与RFID通信单元210之间的数据交换尺寸和通信周期。
因而，RFID通信单元210的RF通信控制部220通过通讯方式决定部223的功能，以总处理时间TAT变得最短的方式来决定是将数据的写入方式设为分割传输方式还是设为统一传输方式。由此，能够缩短总处理时间TAT，从而能够实现高速的数据传输。
〔实施方式3〕
以下对本发明的实施方式3进行说明。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式1中说明的构件具有相同功能的构件，标注相同的符号并不再重复其说明。
图10是表示实施方式3的RFID通信单元310的主要部分结构的框图。如图10所示，RFID通信单元310除了实施方式1的RFID通信单元10的结构以外，RF通信控制部320还包含通讯判定部323。
RFID通信单元310与RF标签30经由无线通信而彼此通讯。无线通信有时会因周围环境的噪声等的影响而导致通信中断。此种情况下，RFID通信单元310与RF标签30之间的通讯失败，发生数据收发的重试。
如图11的(a)所示，在RFID通信单元310从RF标签30统一读出多个数据的统一传输方式中，读出256字节的数据要耗费83ms。在从RF标签30对RFID通信单元310发送数据时，当RFID通信单元310与RF标签30之间的通信中断而数据传输失败时，发生数据读出的重试，再次进行256字节的数据的读出。当RFID通信单元310与RF标签30之间的通信中断两次，而数据传输失败了两次时，进行三次256字节的数据的读出，耗费83×3＝249ms。RFID通信单元310与PLC50之间以规定的通信周期进行通信，将从RF标签30通过统一传输方式而读出的数据分割传输至PLC50。这样，在通过统一传输方式来从RF标签30读取数据的情况下，当RFID通信单元310与RF标签30之间的通讯失败时，因数据读出的重试造成的回退时间大，因此数据读取的总处理时间TAT变长。
而且，与通过统一传输方式从RF标签30读取数据的情况同样地，在通过统一传输方式来对RF标签30写入数据的情况下，当RFID通信单元310与RF标签30之间的通信中断而数据传输失败时，也会发生数据写入的重试，从而导致数据写入的总处理时间TAT变长。
为了使RFID通信单元310与RF标签30之间的通信失败时的影响最小化，通讯判定部323执行以下说明的重试效率处理。
通讯判定部323在与RF标签30之间读写数据时，在RFID通信单元310与RF标签30之间的通信中断而传输失败的情况下，每当传输失败时，减少统一传输量的数据尺寸。例如，如图11的(b)所示，在从RF标签30统一读出256字节的数据时，当RFID通信单元310与RF标签30之间的通信中断而数据传输失败时，通讯判定部323在重试时将从RF标签30读出的数据尺寸设为一半即128字节。并且，进行从RF标签30读出128字节的数据的重试。在重试时，若RFID通信单元310与RF标签30之间的通信再次中断而数据传输失败，则通讯判定部323在接下来的重试时，将从RF标签30读出的数据尺寸进一步设为一半即64字节。
这样，通讯判定部323在通过统一传输方式而与RF标签30之间进行数据的读出及数据的写入的至少任一种时，在与RF标签30的无线通信失败的情况下，减小与RF标签30之间利用一次通信进行传输的数据的数据尺寸。由此，实现与RF标签30之间的通信中断而传输失败时的、数据传输的重试的效率化。
进而，通讯判定部323一旦使与RF标签30之间利用一次通信进行传输的数据的数据尺寸小至与PLC50之间以一次通信周期进行交换的数据交换尺寸为止，则将传输方式由统一传输方式切换为分割传输方式，在由上位通信控制部11进行通信的通信周期的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信。根据这些结构，能够高效地传输数据。
而且，通讯判定部323也可具备下述功能，即，对周围环境对RFID通信单元310与RF标签30之间的通信的噪声等级进行测定。并且，通讯判定部323在噪声等级高的情况下，也可进行预先减小与RF标签30之间读写的数据尺寸的处理。
〔借助软件的实现例〕
RFID通信单元10的控制块(尤其是上位通信控制部11及RF通信控制部20)既可通过形成于集成电路(IC芯片)等上的逻辑电路(硬件)来实现，也可通过软件来实现。
在后者的情况下，RFID通信单元10具备执行实现各功能的软件即程序的命令的计算机。所述计算机例如包括一个以上的处理器(processor)，并且包括存储有所述程序的、计算机可读取的记录介质。并且，在所述计算机中，通过所述处理器从所述记录介质读取并执行所述程序，从而达成本发明的目的。作为所述处理器，例如可使用中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)。作为所述记录介质，可使用“并非临时的有形介质”，例如除了只读存储器(Read Only Memory，ROM)等以外，还可使用带(tape)、盘(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。而且，还可更包括展开所述程序的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)等。而且，所述程序也可经由可传输此程序的任意传输介质(通信网络或广播波等)而提供给所述计算机。另外，本发明的一实施例也能以通过电子传输来将所述程序具现化的、被嵌入载波中的数据信号的实施例来实现。
〔总结〕
为了解决所述问题，本发明的一实施例的RFID通信单元10在结构上包括：上位通信控制部11，以规定的通信周期来与上位的控制器(PLC50)之间进行通信；以及RF通信控制部20，与RF标签30之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，所述RF通信控制部20在由所述上位通信控制部11进行通信的所述通信周期的期间内并行地执行与所述RF标签30的无线通信。
根据所述结构，能够在进行与上位的控制器的通信的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信。由此，能够缩短从RF标签的数据读出及对RF标签30的数据写入所需的总处理时间。进而，由于与控制器之间以规定的通信周期进行通信，因此能够将控制器的控制周期保持为固定。
而且，本发明的一实施例的RFID通信单元10也可为，所述RF通信控制部20将应与所述RF标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据，以在所述上位通信控制部11的一次所述通信周期内能够通信的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输。
根据所述结构，将应与RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据以与控制器之间的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输。因而，在一次通信周期内，能够使与控制器之间进行通信的数据尺寸和与RF标签30之间进行通信的数据尺寸一致。即，在一次通信周期的期间内，能够高效地执行与控制器的通信和与RF标签30的无线通信的并行处理。
而且，本发明的一实施例的RFID通信单元10也可为，所述RF通信控制部20选择分割传输方式及统一传输方式中的任一种，所述分割传输方式是将应与所述RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据，以在所述上位通信控制部11的一次所述通信周期内能够通信的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输，所述统一传输方式是将应与所述RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据统一利用一次通信进行传输。
根据所述结构，能够根据控制器的控制周期或数据传输尺寸来选择是将传输方式设为分割传输方式还是设为统一传输方式。因而，能够通过适合于实现高速且高精度的控制的方式来传输数据。
而且，本发明的一实施例的RFID通信单元10也可为，所述RF通信控制部20关于应与所述RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据的传输，算出所述分割传输方式及所述统一传输方式各自的总处理时间，选择所述总处理时间短的传输方式。
根据所述结构，能够以总处理时间变短的方式来选择是将数据的传输方式设为分割传输方式还是设为统一传输方式。因而，能够通过适合于实现高速且高精度的控制的方式来传输数据。
而且，本发明的一实施例的RFID通信单元10也可为，所述RF通信控制部20对于所述分割传输方式的所述总处理时间，算出来自所述控制器的指令的传输所需的指令传输时间、与所述RF标签30之间传输应与所述RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种的数据时所需的总RF通信时间、及将与所述RF标签30之间的传输结果传输至所述控制器时所需的响应传输时间，由此来算出所述分割传输方式及所述统一传输方式各自的所述总处理时间。
根据所述结构，算出指令传输时间、总RF通信时间及响应传输时间，从而算出分割传输方式及统一传输方式各自的总处理时间，因此能够以总处理时间变短的方式来适当选择数据的传输方式。因而，能够通过适合于实现高速且高精度的控制的方式来传输数据。
而且，本发明的一实施例的RFID通信单元10也可为，所述RF通信控制部20在通过所述统一传输方式而与所述RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种时，若与所述RF标签30的无线通信失败，则减小与所述RF标签30之间利用一次通信进行传输的数据的数据尺寸，一旦利用一次通信进行传输的数据尺寸小至所述数据交换尺寸为止，则通过所述分割传输方式，在由所述上位通信控制部11进行通信的所述通信周期的期间内并行地执行与所述RF标签30的无线通信。
根据所述结构，在通过统一传输方式而与RF标签30之间进行读出及写入的至少任一种时，若RFID通信单元10与RF标签30之间的通信中断而数据传输失败，则在重试时减小与RF标签30之间读写的数据尺寸，从而能够实现重试的效率化。而且，当利用一次通信进行传输的数据尺寸小至RFID通信单元10与控制器之间的数据交换尺寸为止时，切换为分割传输方式而进行与控制器的通信和与RF标签30的无线通信的并行处理，因此能够高效地传输数据。
而且，为了解决所述问题，本发明的一实施例的RFID通信单元10的控制方法包括下述步骤：与上位的控制器之间以规定的通信周期进行通信；以及与RF标签30之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，在与所述控制器之间进行通信的所述通信周期的期间内，并行地执行与所述RF标签30的无线通信。
根据所述方法，能够在进行与上位控制器的通信的期间内，并行地执行与RF标签30的无线通信。由此，能够缩短从RF标签30的数据读出及对RF标签30的数据写入所需的总处理时间。进而，由于与控制器之间以规定的通信周期进行通信，因此能够将控制器的控制周期保持为固定。
而且，为了解决所述问题，本发明的一实施例的程序是使RFID通信单元10运行的程序，其用于使计算机作为所述上位通信控制部11及所述RF通信控制部20发挥功能。
根据所述结构，能够缩短从RF标签30的数据读出及对RF标签30的数据写入所需的总处理时间。进而，由于与控制器之间以规定的通信周期进行通信，因此能够将控制器的控制周期保持为固定。
本发明并不限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的实施方式中分别揭示的技术部件适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
符号的说明
10、210、310：RFID通信单元
11：上位通信控制部
20、220、320：RF通信控制部
50：PLC(控制器)
30：RF标签
223：传输方式决定部

Claims (8)

1.一种射频识别通信单元，其特征在于包括：
上位通信控制部，以规定的通信周期来与上位的控制器之间进行通信；以及
射频通信控制部，与射频标签之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，
所述射频通信控制部在由所述上位通信控制部进行通信的所述通信周期的期间内并行地执行与所述射频标签的无线通信。
2.根据权利要求1所述的射频识别通信单元，其特征在于，
所述射频通信控制部将应与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据，以在所述上位通信控制部的一次所述通信周期内能够通信的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输。
3.根据权利要求2所述的射频识别通信单元，其特征在于，
所述射频通信控制部选择分割传输方式及统一传输方式中的任一种，
所述分割传输方式是将应与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据，以在所述上位通信控制部的一次所述通信周期内能够通信的数据交换尺寸予以分割，并利用多次通信进行传输，
所述统一传输方式是将应与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据统一利用一次通信进行传输。
4.根据权利要求3所述的射频识别通信单元，其特征在于，
所述射频通信控制部关于应与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据的传输，算出所述分割传输方式及所述统一传输方式各自的总处理时间，选择所述总处理时间短的传输方式。
5.根据权利要求4所述的射频识别通信单元，其特征在于，
所述射频通信控制部对于所述分割传输方式的所述总处理时间，算出来自所述控制器的指令的传输所需的指令传输时间、
与所述射频标签之间传输应与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种的数据时所需的总射频通信时间、及
将与所述射频标签之间的传输结果传输至所述控制器时所需的响应传输时间，
由此来算出所述分割传输方式及所述统一传输方式各自的所述总处理时间。
6.根据权利要求3所述的射频识别通信单元，其特征在于，
所述射频通信控制部在通过所述统一传输方式而与所述射频标签之间进行读出及写入的至少任一种时，若与所述射频标签的无线通信失败，则减小与所述射频标签之间利用一次通信进行传输的数据的数据尺寸，一旦利用一次通信进行传输的数据尺寸小至所述数据交换尺寸为止，则通过所述分割传输方式，在由所述上位通信控制部进行通信的所述通信周期的期间内并行地执行与所述射频标签的无线通信。
7.一种射频识别通信单元的控制方法，其特征在于包括下述步骤：
与上位的控制器之间以规定的通信周期进行通信；以及
与射频标签之间通过无线通信来进行数据的读出及写入的至少任一种，
在与所述控制器之间进行通信的所述通信周期的期间内，并行地执行与所述射频标签的无线通信。
8.一种程序，使权利要求1至6中任一项所述的射频识别通信单元运行，其中，所述程序用于使计算机作为所述上位通信控制部及所述射频通信控制部发挥功能。
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