专利名称：用于在可无线存取的数据存储器和工业自动化部件之间进行数据交换的方法和读/写设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对在装置中的能够无线存取的至少一个数据存储器编址的方法，所述装置具有工业自动化部件和用于所述至少一个数据存储器的读/写设备，其中，在所述数据存储器和所述读/写设备之间的基于无线电的数据交换中借助于所述数据存储器的第一识别码进行所述数据存储器的编址。此外，本发明涉及一种用于在工业自动化部件和能够无线存取的数据存储器之间的数据交换的读/写设备，其中，所述读/写设备设置为用于对在借助于第一识别码进行的基于无线电的数据交换中的所述数据存储器编址，其中所述第一识别码被固定地分配给所述数据存储器。
背景技术：
作为移动式数据存储器，特别是在工业自动化技术中设立RFID(Radi0 FrequencyIdentification,射频识别)系统和RFID应答器，所述RFID系统和RFID应答器不仅用于识别所有类型的商品，而且还作为分散式数据存储器。这意味着，从RFID应答器中，即移动式数据存储器中，不仅能够读出唯一的识别码，而且还能够将有效数据写到移动式数据存储器上并且能够再次从所述移动式数据存储器中读出。为此，应答器具有数据存储器、所谓的“用户存储器”，所述用户存储器能够在许多情况下具有直至32kB的大小。借助用于RFID应用的UHF (Ultra High Frequency,特高频)频率的释放建立了EPCglobal标准。为了识别在物流中的货物和类似的应用，该标准设置唯一的编号作为识别特征，即所谓的EPC-1D，其中，所述EPC-1D能够具有在16Bit (位)和496Bit (位)之间的不同的长度。在标准扩展EPCglobal Class I Gen2中，所述应答器还具有使用“用户存储器”的可能性。只要想要从在读/写设备的无线电范围中可用的多个应答器中读出所属的“用户存储器”，那么就必须由例如工业自动化部件(SPS-可编程逻辑控制器)的控制设备将期望的应答器的EPC-1D传输给读/写设备。其中，然后，所述EPC-1D还用于对在空中接口上的所期望的应答器编址。然而，在读/写设备与已知的工业自动化部件、即可编程逻辑控制器的组合中，得出下述问题移动式存储器(应答器)的识别码，即EPC-1D的全部长度必须由自动化程序处理。这意味着，根据EPC-1D的构造必须处理具有16Bit至496Bit的长度的二进制编码的数值。然而，在可编程逻辑控制器中通常情况下所使用的标准数据类型具有通常为32Bit(数据类型DWORD)的最大“宽度”。长于32Bit的识别码必须作为数组或者以自定义的数据类型存储，这一方面意味着对于存储空间的提高的要求，并且另一方面在执行自动化程序时损失“性能”。此外，在编程时操作这样的数据结构比例如将识别码存储在标准数据类型的变量中更加耗费。作为所述问题的补救措施，已知的是，仅实际的EPC-1D的一部分用于编址，例如，最后的(最低值的)64Bit。然后，因此在读/写设备和自动化部件之间的通信中使用的所述“分段的”EPC-1D又在读/写设备方面用于通过空中接口与RFID应答器，即数据存储器通信，以便又补充之前分段的部分。这意味着，一方面显著限制可实际使用的地址空间，并且另一方面，EPC-1D的“分段的部分”对于所使用的所有应答器必须相同，这能够确保仅在逻辑上封闭的应用。在所谓的“开放的”应用中，即想要借助其他公司等的这样的数据存储器(应答器)更换货物的这样的应用中，在将地址空间限制到例如最低值64Bit时经常不能够确保唯一的编址。
发明内容
因此，本发明的目的是，在具有工业自动化部件的应用中简化移动式数据存储器的识别码的使用。所述目的的根据本发明的解决方案的核心思想是，为了识别移动式无线数据存储器，导入缩短的识别码，即所谓的虚拟EPC-1D，其中，所述缩短的识别码由读/写设备自动地分配。为此，应在读/写设备中引入表格等，在所述表格中，所检测的数据存储器的每个实际读取的EPC-1D动态地分配有第二虚拟识别码。所述缩短的识别码例如能够由32Bit的值(数据类型DWORD)组成。因此，在工业自动化部件的应用程序(SPS程序)中能够明显更快地并且更加简单地处理所述第二识别码，但是仍然提供了足够大的数字空间，以便能够区分足够大量的数据存储器(RFID应答器)。所述目的的解决方案特别是提供了一种方法。在此，提出一种用于对在具有用于至少一个数据存储器的读/写设备和工业自动化部件的装置中的至少一个可无线存取的数据存储器编址的方法，其中，在数据存储器和读/写设备之间的基于无线电的数据交换中借助于数据存储器的第一识别码进行数据存储器的编址。然后，读/写设备将第二识别码分配给数据存储器的第一识别码，在所述读/写设备与所述自动化部件进行涉及所述数据存储器的数据交换时，所述第二识别码分别用于识别所述数据存储器。由此，一方面能够节省在读/写设备和自动化部件之间的接口上的传输带宽，并且另一方面，与“未缩短的”第一识别码相比，自动化部件能够明显更好地处理第二识别码。此外，该目的的解决方案提供一种读/写设备。在此，提出一种用于在移动式无线数据存储器和工业自动化部件之间进行数据交换的读/写设备，其中，读/写设备设置成用于在借助于第一识别码进行的基于无线电的数据交换中对数据存储器编址，其中所述第一识别码被固定地分配给数据存储器。在此，读/写设备设置成用于至少在第一次检测数据存储器时生成第二识别码，并且将第二识别码分配给第一识别码，并且读/写设备设置成将第二识别码用于与自动化部件进行涉及数据存储器的数据交换。通过这样的读/写设备能够实现参考根据本发明的方法所说明的优点。本文说明了根据本发明的方法的有利的扩展方案。在此讨论的特征和优点也有意义地适用于根据本发明的读/写设备。反之，根据本发明的读/写设备的在本发明中说明的扩展方案和其优点也有意义地适用于根据本发明的方法。尤其当第二识别码具有与“原始的”、第一识别码相比更小的位宽时，关于通过工业自动化部件处理第二识别码的优点才起作用。然而，还可能的是，尽管第二识别码具有未改变的或者甚至更大的“位宽”，但是不同地被编码。这例如能够在下述情况下是有意义的其中移动式数据存储器的实际的识别码应该对自动化程序隐瞒，或者在第二识别码内应该对附加的说明加密，例如关于与相应的数据存储器或者应答器进行基于无线电的数据交换的接收场强。在第一识别码和第二识别码之间的分配有利地借助于数据库或者表格存储在读/写设备中。这特别是当应用不仅要通知关于数据存储器的存在，而且所述应用还要将关于之前检测的数据存储器的读任务或写任务传输给读/写设备时，才是重要的。因此，需要存储在表格中的分配，以便稍后能够对之前读出的或者检测的数据存储器再次编址。特别是在多个无线数据存储器中，第二识别码的分配应通过所述读/写设备分别在第一次检测相应的数据存储器时实施。这意味着，在重复检测相同的数据存储器时不分配另一识别码。因此，对于每个已检测的数据存储器，在第一识别码和第二识别码之间存在仅一个唯一的分配。首先当在一段时间内不再能够检测相关的数据存储器时，所述分配才将被再次删除或者取消。这意味着，预先给定最大的持续时间，并且为每个已检测的数据存储器测量从最后的检测起所经过的持续时间，其中，在经过最大的持续时间后，删除在表格中的或者数据库中的相应的项。如果想要在经过所述持续时间前重新检测数据存储器，那么重置持续时间，这意味着重新开始启动持续时间。第二识别码以在其(第一次)检测的序列中上升的编号有利地分配给数据存储器。只要识别码随着每个新检测到的数据存储器而增加“1”，那么用于第二识别码的可用地址空间就能够尽可能地被充分利用。在此，在一个有利的扩展方案中，不总是在“O”或“ I ”时开始第二识别码的分配，而是以有利地基于伪随机数获取的初始值来开始。这例如能够在下述情况下是有利的其中读/写设备暂时失效或者被重置(“reset”)。在这样的情况下，在读/写设备的接收范围内可用的数据存储器重新被编目，但是其中，存在很大的可能性是，重新被分派的第二识别码不表示与之前重置或者“reset”读写设备的情况相同的数据存储器。因此，在自动化部件的后续的请求中，导致对错误的数据存储器进行编址。反之，在使用伪随机数作为“初始值”的情况下，在重新开始或者“重置”读写设备时，存在很大的可能性是，产生在至此的运行中还完全未使用的第二识别码。因此，能够避免错误编址。已知的应用是，其中在数据存储器的第一识别码中加密重要的说明(“有效数据”)。只要自动化部件需要所述有效数据，就能够通过自动化部件在说明第二识别码的情况下将任务发送给读/写设备，其中所述任务一方面包括相关的数据存储器的第二识别码，并且另一方面有利地指定感兴趣的区域(位序列等)。然后，通过读/写设备将第一识别码的相应的部段连同相关的数据存储器的第二识别码的说明一起返回给自动化部件。在另一有利的实施形式中，在读/写设备中已经能够存在关于相应的位序列的信息，以至于自动化部件不再需要在请求消息中指定位序列。这例如能够意味着，第一识别码，或其他预先限定的位序列的第一个32Bit或64Bit基本上借助于请求消息传输。
下面，借助于附图阐明根据本发明的方法的有利的扩展方案。所述附图同时用于阐明根据本发明的读/写设备的实施例。在此示出图1示出由四个数据存储器、一个读/写设备和一个自动化部件组成的装置的示意图；和图2以“状态机”的示例示出检测、分配和拒绝分配的流程。
具体实施例方式在图1中示意地示出根据本发明的方法的工作模式。根据EPCglobal标准编址的RFID应答器作为数据存储器T1、T2、T3、T4示出，所述数据存储器位于读/写设备SLG的无线电区域内。通过例如Profinet等的(未示出的)数据连接，读/写设备与自动化部件SPS连接。数据存储器Τ1、Τ2、Τ3、Τ4通过第一识别码EPC-1Dl、……、EPC_ID4编址，其中识别码EPC-1Dl具有240Bit的“长度”，并且识别码EPC-1D2具有96Bit的长度。在读/写设备SLG中，在易失性数据存储器(RAM-随机存取存储器)中为表格T预留存储空间，在所述表格中在第一列EPC-1D中的识别码EPC-1Dl、……、EPC-1D4以其第一次检测的序列列出。现在，读/写设备SLG (“RFID阅读器”)在数据存储器Tl.........T4的每个第
一次检测时将在表格T的“虚拟ID”列中的“虚拟的”第二识别码V-1D A、……、V-1D D分配给所述数据存储器。所述第二识别码分别由32Bit统一地组成，即为数据类型DWORD。为了分配第二识别码，读/写设备具有计数器，所述计数器在读/写设备启动或者复位时有利地预设有随机数，即随机的初始值。所述初始值同时是用于第一应答器的第二识别码(虚拟ID )，所述第一应答器由读/写设备SLG检测。对于下一已检测的数据存储器(RFID应答器)，所述初始值如计数器一样增长，有利地增长数值I。所述增长的数值用作为用于第二个已检测的数据存储器、在此即为数据存储器T2的第二识别码，等等。只要读/写设备(SLG)设置成使得将所有新检测的数据存储器报告给自动化部件SPS,读/写设备SLG在相应的检测后就不再传输第一识别码，即EPC-1D，而是仅仅传输第二识别码。反之，只要自动化部件SPS希望执行对数据存储器的存取(写或者读)，所述自动化部件就不将(其未知的)“全球有效的”第一识别码传输给读/写设备SLG，而是传输自动化部件SPS已知的第二识别码，S卩“虚拟ID”。然后所述第二识别码由用于通过空中接口通信的读/写设备转换成使用在数据存储器中的第一识别码(EPC-1D)，并且反之亦然。下面，借助于图2阐明将第二识别码分配给第一识别码的有效期限。在此，示意地示出数据存储器Tl、T2、T3。分配给数据存储器Tl、T2、T3的状态TE、TG、TV、TU在读/写设备方面根据所谓的“状态机”的类型来进行管理。这意味着，确定状态的可能的次序，并且由于事件而从一个状态变换成另一个状态。在图2中以Bedl、……、Bed4 (“条件1、……、条件4”)标识出所述事件。在第一次检测所述数据存储器时，为数据存储器Tl、T2、T3在表格T中添加新的行，这以相应的数据存储器Tl、T2、T3的第一识别码(EPC-1D)还没有列在表格T中为前提。将状态TE (标签“已检测”)分配给新检测的数据存储器!1、12、13;所述状态也称作“glimpsed”。以最小时间间隔在读/写设备SLG的无线电区域中检测数据存储器T1、T2、T3是作为用于下一状态变换的事件Bedl的前提条件；在一个有利的扩展方案中，在自动化部件SPS的自动化程序中能够设计所 述最小时间间隔，并且通过接口借助于自动化部件SPS传输给读/写设备SLG，并且如此进行配置。在出现条件Bedl之后，新生成的第二识别码被分配到相应的表项中。因此，达到状态TG (标签“有效”)；所述状态也称作“observed”。只要在最大持续时间内没有连续地识别或者检测数据存储器Tl、T2、T3，就满足条件Bed2，由此相应的第二识别码标识为无效的，其中在一个有利的扩展方案中所述最大持续时间同样能够通过自动化部件SPS规划或者设置。因此，出现也称作“lost”的状态TV (标签“丢失”)。在此，相应的数据存储器Tl、T2、T3的第一识别码还没有最终被删除，这意味着，在“找回”后能够再次设置状态TG。然而，只要在下一时间间隔内不能够读取或者找到数据存储器T1、T2、T3 (条件Bed3)，就删除第二识别码，由此达到也称作“unknown”的状态TU (标签“未知”)。替代删除所述数据存储器T1、T2、T3的第二识别码，还能够以不同的方式相应地标记所述表项。如果从第一次检测(状态TE)开始没有达到检测的最小持续时间(条件Bed4)，那么就从状态TE直接变换成状态TU。因此，第二识别码，即所谓“虚拟ID”，只要在所分配的数据存储器Tl、T2、T3或者“应答器”位于读/写设备(阅读器)的无线电场中时就有效。因为由于所基于的UHF无线电系统的特性，尤其是由于反射和抵消能够获得无线电洞，能够发生不在每次“扫描”读/写设备SLG时检测数据存储器。为了在这样的情况下不将新的第二识别码分配给相应的数据存储器Tl、T2、T3，使用在读/写设备SLG中已说明的“状态机”。通过所述“状态机”限定“扫描”的确定的数量或者确定的时段，对于所述数量或时段能够允许，数据存储器没有位于无线电场内或者不能够在那里被找到。只有在那时，数据存储器才被视作丢失或者未知；也就是说，在稍后重新检测数据存储器T1、T2、T3时分配新的(不同的)第二识别码。由于不使用完整的全球“EPC-1D”来编址，因此在与自动化部件进行通信和在自动化部件中进行数据处理方面获得性能优点。作为示例，要考虑两个数据存储器T3、T4，所述数据存储器分别具有带有各240BU的数据字段长度的第一识别码。只要自动化部件SPS从数据存储器T3、T4的“用户存储器”(未示出)中分别读出16Bit，例如用于控制机器，就依照根据现有技术的实施，仅为编址而将2X240BU作为EPC-1D从读/写设备SLG传输到自动化部件SPS，然后为了对数据存储器T3、T4进行编址再次将2X240BU从自动化部件SPS传输到读/写设备SLG，并且然后根据读取命令从用户存储器中传输2 X 16Bit，所述2X16Bit与EPC-1D的2X240BU耦合(以便能够将来自“用户存储器”中的相应的项分配给相应的数据存储器T3、T4)，由此，必须传输总共1472BU加上根据协议的“开销”(Overheads).由于根据本发明的实施方式，代替240Bit长的EPC-1D，总是使用具有各32Bit的第二识别码(“虚拟ID”)，以至于待传输的数据量仅为224BU(加上分别需要的、根据协议的开销)。此外，在自动化部件SPS中能够更加简单地处理所谓“句柄”(handles)，即用于数据存储器Tl、T2、T3、T4的地址对象。此外，通过使用所说明的“状态机”避免由于“无线电洞”和类似的干扰引起的第二识别码的不期望的重新形成。
权利要求
1.用于对在装置中的能够无线存取的至少一个数据存储器(Tl，……，T4)编址的方法，所述装置具有工业自动化部件(SPS)和用于所述至少一个数据存储器(Tl，……，Τ4)的读/写设备(SLG)， 其中，在所述数据存储器(Tl，……，Τ4)和所述读/写设备(SLG)之间的基于无线电的数据交换中借助于所述数据存储器(Tl，......，Τ4)的第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)进行所述数据存储器(Tl，……，Τ4)的编址， 其特征在于，所述读/写设备(SLG)将第二识别码(V-1D Α，……，V-1D D)分配给所述数据存储器(Tl，……，T4)的所述第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)，并且 在所述读/写设备(SLG)与所述自动化部件(SPS)进行涉及所述数据存储器(Tl，……，Τ4)的数据交换时，所述第二识别码(V-1DA，……，V-1D D)分别用于识别所述数据存储器(Tl，......，T4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用二进制编码的数值作为所述第二识别码(V-1DA，……，V-1D D)，所述二进制编码的数值与所述第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)的二进制编码的数值相比具有更少数量的位。
3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述第一识别码和所述第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)之间的分配借助于数据库或者表格(T)存储在所述读/写设备(SLG)中。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在多个无线数据存储器(Tl，……，T4)的情况下，在第一次检测所述数据存储器(Tl，……，T4)时分别通过所述读/写设备(SLG)实施所述第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)的分配。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以上升的序列分配所述第二识别码(V-1DA，……，V-1D D)，其中伪随机值用作初始值，并且至少在每次重新启动所述读/写设备(SLG)时重新产生所述伪随机值。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第二识别码(V-1DA，……，V-1D D)的有效性和所述第二识别码至所述第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)的分配被限制于预先确定的持续时间，其中在经过所述持续时间后，将所述第二识别码(V-1DA，……,V-1D D)分配给所述第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)变得无效或者被删除。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在每次重新检测所述数据存储器(Tl，……，T4)时，通过所述读/写设备(SLG)重置所述持续时间。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在通过所述自动化部件(SPS)请求后，通过所述读/写设备(SLG)将在请求时借助于所述第二识别码(V-1D A，……，V-1DD)所识别的数据存储器(Tl，……，T4)的所述第一识别码(EPC-1D1，……,EPC-1D4)的在此所请求的部分传输到所述自动化部件(SPS)。
9.用于在工业自动化部件(SPS)和能够无线存取的数据存储器(Tl，……，Τ4)之间的数据交换的读/写设备(SLG)，其中，所述读/写设备(SLG)设置为用于在基于无线电的数据交换中借助于第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)对所述数据存储器(Tl，……，Τ4)编址，其中所述第一识 别码(EPC-1D1，……,EPC-1D4)被固定地分配给所述数据存储器(Tl，……，Τ4)， 其特征在于，所述读/写设备(SLG)设置成用于至少在第一次检测所述数据存储器(Tl，……，T4)时，生成第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)，并且将第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)分配给所述第一识别码(EPC-1D1，……，EPC-1D4)，并且 所述读/写设备(SLG)设置成 将所述第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)用于与所述自动化部件(SPS)进行涉及所述数据存储器(Tl，……，T4)的数据交换。
10.根据权利要求9所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，所述第二识别码(V-1DA，......，V-1D D)与所述第一识别码(EPC-1D1，......，EPC-1D4)相比具有更少数量的位。
11.根据权利要求9和10之一所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，所述读/写设备(SLG)具有用于存储多个数据存储器(Tl，……，T4)的第一识别码和第二识别码(V-1DA，......，V-1D D)之间的分配的存储机构。
12.根据权利要求9至11之一所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，在使用多个数据存储器(Tl，……，T4)的情况下，所述读/写设备(SLG)设置成用于在每当第一次检测相应的所述数据存储器(Tl，……，T4)时以上升的序列分配所述第二识别码(V-1D Α，……，V-1D D)。
13.根据权利要求12所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，所述读/写设备(SLG)设置成使用伪随机值作为用于所述上升的序列的初始值，其中，所述读/写设备(SLG)设置成用于至少在每次重新启动所述读/写设备(SLG)时重新生成所述伪随机值。
14.根据权利要求9至13之一所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，对于每个已检测的并且设有分配的数据存储器(Tl，……，Τ4)，所述读/写设备(SLG)设置成用于确定自从最后的检测起分别经过的持续时间，其中，所述读/写设备(SLG)设置成，使得在经过预先确定的最大持续时间后，将相应的所述分配评定为是无效的。
15.根据权利要求14所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，所述读/写设备(SLG)设置成，使得在每次重新检测所述数据存储器(Tl，……，Τ4)时重置相应的所述持续时间。
16.根据权利要求9至15之一所述的读/写设备(SLG)，其特征在于，所述读/写设备(SLG)设置成，使得在所述自动化部件(SPS)的包含第二识别码(V-1D Α，……，V_ID D)的请求之后，将借助所述请求的所述第二识别码(V-1D A，……，V-1D D)指定的所述数据存储器(Tl，……，T4)的所述第一识别码(EPC-1D1，……,EPC-1D4)的一部分传输给所述自动化部件(SPS)。
全文摘要
本发明涉及一种用于对在装置中的能够无线存取的至少一个数据存储器编址的方法和读/写设备，所述装置具有工业自动化部件和用于至少一个数据存储器的读/写设备，其中，所述数据存储器的编址在数据存储器和读/写设备之间的基于无线电的数据交换中借助于数据存储器的第一识别码来进行。在此，读/写设备将第二识别码分配给数据存储器的第一识别码，并且在所述读/写设备与所述自动化部件进行涉及所述数据存储器的数据交换时，第二识别码分别用于识别数据存储器。由此，自动化部件能够使用缩短的识别码，其中还给出在自动化部件和可无线存取的数据存储器之间的唯一的编址。
文档编号G06K19/07GK103077418SQ20121024423
公开日2013年5月1日 申请日期2012年7月13日 优先权日2011年7月15日
发明者马库斯·温兰德尔 申请人:西门子公司