CN107079518B - 无线通信装置、无线通信系统和无线通信方法 - Google Patents

Abstract

获得能够在基于无线通信的固定周期通信中降低周期性噪声的影响的无线通信装置。作为无线母站的无线主装置(N201)与作为无线子站的无线从装置(N301)进行无线通信，其中，具有：延迟控制部(14)，其针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间；和无线发送部(13)，其根据延迟时间使信号延迟而发送给无线从装置(N301)。

Description

无线通信装置、无线通信系统和无线通信方法

技术领域

本发明涉及在工业用网络中使用的无线通信装置、无线通信系统和无线通信方法。

背景技术

以往，在工业用网络中，在现场网络中，控制器成为主设备，各种IO(InputOutput)设备、测量器成为从设备，以1对多的方式进行连接。在主设备与多个从设备之间，以预先设定的时间间隔进行循环通信。下述非专利文献1公开了这种技术。而且，在运动控制网络中，由于驱动多个电机进行动作，因此，要求更高精度的定时同步。

在以固定周期通信为前提的现有工业用网络中，如果通过将无线机与外部连接而能够在不变更现有的工业用设备的情况下利用，则能够降低安装成本和布线成本。

然而，众所周知，在工业用网络使用的工业用设备中，有的设备具有电源、风扇、电机等，因电源、风扇、电机等会产生一定周期的噪声。在下述非专利文献2中，关于周期性噪声对无线机产生的影响进行了论述。在存在周期性噪声的环境中，当固定周期的无线通信与周期性噪声的各周期的关系接近整数倍时，存在在一定时间内、特定的帧例如同步用帧、来自特定终端的通信帧连续缺少的可能性。

为了降低因驱动空调风扇的电机产生的周期性噪声造成的通信故障，在下述专利文献1中公开了如下技术：在进行路车间通信或车车间通信的情况下，通信器每当发送分组时随机地变更分组发送周期。通信器每发送1个分组就产生随机数，根据随机数的值，决定直到发送下一个分组为止的分组发送周期。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-188273号公报

非专利文献

非专利文献1：内藤辰彦，渡边纪著“産業用イーサネット(登録商標)入門”CQ出版社2009年5月

非专利文献2：Blankenship,T.K.；Kriztman,D.M.；Rappaport,T.S.“Measurements and simulation of radio frequency impulsive noise in hospitalsand clinics”Vehicular Technology Conference,1997,IEEE 47th Volume:3

发明内容

发明要解决的课题

然而，根据上述专利文献1的技术，发送的分组是通知信息，产生随机数而变更发送定时是由各终端侧自由决定的。因此，在应用于以协调动作为前提的固定周期通信的无线化的情况下，存在这样的问题：如果各终端使发送定时随机化，则接收侧的周期性遭到破坏而导致再现定时遭到破坏，而且还会在无线区间发生冲突。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种能够在基于无线通信的固定周期通信中降低周期性噪声的影响的无线通信装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，实现目的，本发明的无线主装置是与无线子站进行无线通信的无线母站，其特征在于，所述无线通信装置具有：延迟控制单元，其针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间；和无线发送单元，其根据所述延迟时间使所述号延迟而发送给所述无线子站。

发明的效果

根据本发明，起到能够在基于无线通信的固定周期通信中降低周期性噪声的影响的效果。

附图说明

图1是示出包含实施方式1的无线通信系统的工业用网络的结构例的图。

图2是示出现有的工业用网络的结构例的图。

图3是示出实施方式1的无线主装置和无线从装置的结构例的图。

图4是示出包含实施方式1的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。

图5是示出在实施方式1的无线通信系统中收发无线信号的各装置的动作的流程图。

图6是示出包含实施方式2的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。

图7是示出包含实施方式3的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。

图8是示出包含实施方式4的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。

图9是示出由专用的硬件构成实施方式1至4的无线主装置的处理电路的情况的示例的图。

图10是示出由CPU和存储器构成实施方式1至4的无线主装置的处理电路的情况的示例的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式的无线通信装置、无线通信系统和无线通信方法详细地进行说明。另外，本发明不限于该实施方式。

实施方式1.

图1是示出包含本发明实施方式1的无线通信系统的工业用网络的结构例的图。工业用网络具有：作为工业用网络的控制器的工业用主设备N1；作为工业用网络中的各种IO设备、测量器等的工业用从设备N101、N102、N103、…、N100+m；无线主装置N201，该无线主装置N201是作为与工业用主设备N1有线连接并与工业用从设备N101、N102、N103、…、N100+m侧进行无线通信的无线母站的无线通信装置；以及无线从装置N301、N302、N303、…、N300+m，该无线从装置N301、N302、N303、…、N300+m是作为以1对1的方式与工业用从设备N101、N102、N103、…、N100+m有线连接并与工业用主设备N1侧进行无线通信的无线子站的无线通信装置。

本发明的实施方式的无线通信系统由无线主装置N201以及无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m构成。在无线通信系统中，在与1个工业用主设备N1连接的无线主装置N201和与m个工业用从设备N101、N102、N103、···、N100+m连接的无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m之间，利用无线通信进行以往的以固定周期进行的控制通信。

图2是示出现有的工业用网络的结构例的图。工业用主设备N1和工业用从设备N101、N102、N103、···、N100+m在以固定周期进行的控制通信之间相互协作地进行动作。在此，连接拓扑是菊花链(Daisy Chain)，但这只是一例，也可以是星形、总线形式、环形结构。如图1所示，在本发明的实施方式中应用的无线化后的无线通信系统中的拓扑为树型，但不限于此。

接着，对无线主装置N201和无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m的结构进行说明。图3是示出本发明实施方式1的无线主装置N201和无线从装置N301的结构例的图。由于无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m是相同的结构，因此，在此使用无线从装置N301进行说明。

在工业用网络中，设工业用主设备N1与无线主装置N201之间的有线连接的区间为有线区间S1。此外，设无线主装置N201与无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m之间的无线连接的区间为无线区间S2。此外，设无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m与工业用从装置N101、N102、N103、···、N100+m之间的有线连接的区间为有线区间S3。

无线主装置N201具有：有线通信部11，其与工业用主设备N1在有线区间S1内收发以往的工业用网络中的固定周期通信的信号；和无线通信部12，其与无线从装置N301～N300+m在无线区间S2内进行无线信号的收发。无线通信部12具有：作为无线发送单元的无线发送部13，其将从有线通信部11输入的来自工业用主设备N1的信号变成无线信号，经由无线区间S2发送给无线从装置N301～N300+m；和无线接收部15，其将经由无线区间S2从无线从装置N301～N300+m接收到的无线信号输出至有线通信部11。此外，无线发送部13还具有作为延迟控制单元的延迟控制部14，在经由无线区间S2向无线从装置N301～N300+m发送无线信号时，该延迟控制部14进行这样的控制：按每个传送周期对无线信号随机地设定延迟时间，使无线信号的发送定时延迟。另外，关于延迟控制部14，也可以设为与无线发送部13独立的结构而位于无线发送部13的外部。

无线从装置N301具有：有线通信部21，其与工业用从设备N101在有线区间S3内收发以往的工业用网络中的固定周期通信的信号；和无线通信部22，其与无线主装置N201在无线区间S2内进行无线信号的收发。无线通信部22具有：无线发送部23，其将从有线通信部21输入的来自工业用主设备N101的信号变成无线信号，经由无线区间S2发送给无线主装置N201；和无线接收部25，其将经由无线区间S2从无线主装置N201接收到的无线信号输出至有线通信部21。此外，无线接收部25还具有作为发送定时设定单元的发送定时控制部26，该发送定时控制部26根据从按照每个传送周期随机地延迟了发送定时的无线信号取得的延迟信息，控制经由有线区间S3将从无线主装置N201接收到的信号发送给工业用从设备N101的定时。另外，关于发送定时控制部26，也可以设为与无线接收部25独立的结构而位于无线接收部25的外部。

接着，对由工业用网络内的各装置进行的、收发信号的动作进行说明。图4是示出包含本发明的实施方式1的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。在此，作为一例，使用工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N301～N303、工业用从设备N101～N103进行说明。另外，无线从装置和工业用从设备的数量不限于3个，在1个或多个的情况下能够获得相同的效果。此外，工业用网络的结构不限于图4所示的结构，还可以应用于其它工业用网络的方式。

在图4中，SYNC是工业用主设备N1在各传送周期的开头向工业用从设备N101～N103公共地发送的、作为传送周期起点的控制用信号。工业用从设备N101～N103即使接收到SYNC，也不发送响应信号。此外，CMD#1是工业用主设备N1在各传送周期向工业用从设备N101发送的控制用信号。工业用从设备N101接收到CMD#1时，向工业用主设备N1发送作为响应信号的RSP#1。相同地，CMD#2是工业用主设备N1在各传送周期向工业用从设备N102发送的控制用信号。工业用从设备N102接收到CMD#2时，向工业用主设备N1发送作为响应信号的RSP#2。相同地，CMD#3是工业用主设备N1在各传送周期向工业用从设备N103发送的控制用信号。工业用从设备N103接收到CMD#3时，向工业用主设备N1发送作为响应信号的RSP#3。SYNC、CMD#1～#3、RSP#1～#3的各信号与在现有的工业用网络中使用的信号相同。

图5是示出在本发明的实施方式1的无线通信系统中收发无线信号的各装置的动作的流程图。

首先，在无线主装置N201中，当有线通信部11经由有线区间S1接收到作为从工业用主设备N1发往工业用从设备N101～N103的发送信号的SYNC时(步骤ST1：SYNC)，延迟控制部14针对SYNC设定延迟时间Δt(n)(步骤ST2)。延迟控制部14在作为能够进行延迟设定的上限值的最大延迟时间内，按照每个传送周期随机地对SYNC设定延迟时间Δt(n)，使得向工业用从设备N101～N103发送的SYNC在各传送周期不会变成周期性的，即，使得无线区间S2内的SYNC的发送间隔不固定。作为在延迟控制部14中随机地设定延迟时间Δt(n)的方法，存在使用随机数的方法，但不限于此，也可以使用其它方法。

无线发送部13在SYNC的帧内保存由延迟控制部14设定的延迟时间Δt(n)的信息(步骤ST3)，使SYNC的发送定时延迟延迟时间Δt(n)，然后经由无线区间S2向无线从装置N301～N303发送SYNC(步骤ST4)。从无线发送部13向无线从装置N301～N303发送的SYNC是无线信号。

在无线从装置N301～N303中，无线接收部25经由无线区间S2从无线主装置N201接收到SYNC时(步骤ST5)，提取保存在SYNC中的延迟时间Δt(n)的信息(步骤ST6)。

在无线从装置N301～N303中，发送定时控制部26根据延迟时间Δt(n)的信息，再现有线区间S1中的当前的传送周期内的延迟时间，设定从有线通信部21经由有线区间S3向与本装置连接的工业用从设备N101～N103发送的SYNC的发送定时(步骤ST7)。无线从装置N301～N303的发送定时控制部26例如设定如下发送定时，该发送定时是通过使由无线主装置N201延迟了延迟时间Δt(n)的SYNC进一步延迟“最大延迟时间-延迟时间Δt(n)”、即从工业用主设备N1的发送时起延迟最大延迟时间而得到的。另外，在发送定时控制部26中，也可以以“最大延迟时间-延迟时间Δt(n)”以外的方法来设定发送定时。

无线从装置N301～N303的有线通信部21按照由发送定时控制部26设定的发送定时经由有线区间S3向与本装置连接的工业用从设备N101～N103发送SYNC(步骤ST8)。

在无线通信系统中，无线主装置N201在无线区间S2内按照每个传送周期随机地设定延迟时间Δt(n)从而在每个传送周期按照不同的发送定时向无线从装置N301～N303发送SYNC。另一方面，无线从装置N301～N303进一步使用最大延迟时间来设定SYNC的发送定时，从而在相对于工业用主设备N1发送SYNC的传送周期的起点始终延迟了相同时间此处为最大延迟时间的状态下，向工业用从设备N101～N103发送SYNC。由此，在工业用从设备N101～N103中能够在各传送周期中按照相同定时、即以固定的接收间隔接收SYNC。工业用从设备N101～N103中的SYNC的接收间隔与工业用主设备N1中的SYNC的发送间隔相同。

接下来，在无线主装置N201中，当有线通信部11经由有线区间S1接收到作为从工业用主设备N1发往工业用从设备N101的发送信号的CMD#1的帧时(步骤ST1：CMD)，延迟控制部14以延迟了延迟时间Δt(n)的SYNC为基准，根据延迟时间Δt(n)来设定针对CMD#1的延迟时间Δt′(n)(步骤ST9)。延迟控制部14关于针对CMD#1的延迟时间Δt′(n)，也可以设定成与针对SYNC的延迟时间Δt(n)相同，也可以设定成与针对SYNC的延迟时间Δt(n)不同。延迟控制部14例如也可以将对延迟时间Δt(n)乘以规定的系数而得到的值设为延迟时间Δt′(n)，但不限于此。

但是，延迟控制部14通过使发往工业用从设备N101的CMD#1的延迟时间Δt′(n)、发往后述的工业用从设备N102的CDM#2的延迟时间Δt′(n)、发往后述的工业用从设备N103的CDM#3的延迟时间Δt′(n)设为相同，能够防止控制变得繁杂。在此，延迟控制部14对CDM#1～#3设定相同的延迟时间Δt′(n)。

无线发送部13使CMD#1的发送定时延迟由延迟控制部14设定的延迟时间Δt′(n)，经由无线区间S2向无线从装置N301发送CMD#1(步骤ST10)。

在无线从装置N301中，当无线接收部25经由无线区间S2从无线主装置N201接收到CMD#1时(步骤ST11)，发送定时控制部26根据保存在SYNC中的延迟时间Δt(n)的信息来设定向工业用从设备N101发送CMD#1的发送定时(步骤ST12)，并控制CMD#1的发送定时。发送定时控制部26例如也可以使用延迟时间Δt(n)的信息来设定延迟时间与SYNC时相同的发送定时，或者，也可以设定与无线主装置N201的延迟控制部14相同地延迟对延迟时间Δt(n)乘以规定的系数而得到的值的发送定时，但不限于此。作为一例，发送定时控制部26设定以与无线主装置N201的延迟控制部14相同的方法延迟的发送定时。

在此，无线从装置N301的发送定时控制部26虽然根据延迟时间Δt(n)来设定CMD#1的发送定时，但是，关于后述的CMD#2、#3也是相同的。即，无线从装置N302的发送定时控制部26以与无线从装置N301的发送定时控制部26相同的方法，根据延迟时间Δt(n)来设定CMD#2的发送定时。此外，无线从装置N303的发送定时控制部26以与无线从装置N301的发送定时控制部26相同的方法，根据延迟时间Δt(n)来设定CMD#3的发送定时。

有线通信部21按照由发送定时控制部26设定的发送定时，经由有线区间S3向工业用从设备N101发送CMD#1(步骤ST13)。

工业用从设备N101经由有线区间S3从无线从装置N301接收到CMD#1时，将针对CMD#1的响应信号即RSP#1经由有线区间S3发送给无线从装置N301(步骤ST14)。

在无线从装置N301中，有线通信部21经由有线区间S3接收到从工业用从设备N101发往工业用主设备N1的RSP#1时，将RSP#1输出至无线发送部23，无线发送部23经由无线区间S2向无线主装置N201发送RSP#1。

在无线从装置N201中，无线接收部15经由无线区间S2接收到RSP#1时，将RSP#1输出至有线通信部11，有线通信部11经由有线区间S1向工业用主设备N1发送RSP#1。

这样，关于从工业用从设备N101发送的RSP#1，在直到工业用主设备N1接收为止的期间内，不进行延迟控制。从工业用从设备N102发送的RSP#2、从工业用从设备N103发送的RSP#3也是相同的。

在工业用网络中，在工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N301、工业用从设备N101之间结束CMD#1和RSP#1信号的收发时，接下来，在工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N302、工业用从设备N102之间，以与上述CMD#1以及RSP#1信号的收发相同的方法，进行CMD#2和RSP#2信号的收发。

此外，在工业用网络中，在工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N302、工业用从设备N102之间结束CMD#2和RSP#2信号的收发时，接下来，在工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N303、工业用从设备N103之间，以与上述CMD#1以及RSP#1信号的收发相同的方法，进行CMD#3和RSP#3信号的收发。

在工业用主设备N1、无线主装置N201、无线从装置N301～N303、工业用从设备N101～N103中，当1个传送周期内的SYNC、CMD#1～#3、RSP#1～#3信号的收发结束时，在下一个传送周期也相同地进行SYNC、CMD#1～#3、RSP#1～#3信号的收发。

此时，在无线主装置N201中，当有线通信部11经由有线区间S1接收到作为从工业用主设备N1发往工业用从设备N101～N103的发送信号的SYNC时(步骤ST1：SYNC)，延迟控制部14针对SYNC设定延迟时间Δt(n+1)(步骤ST2)。延迟控制部14设定延迟时间Δt(n+1)，使得向工业用从设备N101～N103发送的SYNC在各传送周期不会变成周期性的，此处，是与上次的传送周期时的延迟时间Δt(n)不同。

延迟控制部14在之后的传送周期也相同地，以与延迟时间Δt(n+1)不同的方式设定延迟时间Δt(n+2)，以与延迟时间Δt(n+2)不同的方式设定延迟时间Δt(n+3)。

此外，在无线主装置N201中，当有线通信部11经由有线区间S1接收到作为从工业用主设备N1发往工业用从设备N101的发送信号的CMD#1的帧时(步骤ST1：CMD)，延迟控制部14以延迟了延迟时间Δt(n+1)的SYNC为基准，根据延迟时间Δt(n+1)，设定针对CMD#1的延迟时间Δt′(n+1)(步骤ST9)。

延迟控制部14在之后的传送周期也相同地，以与延迟时间Δt′(n+1)不同的方式设定延迟时间Δt′(n+2)，以与延迟时间Δt′(n+2)不同的方式设定延迟时间Δt′(n+3)。

如图4所示，由于在无线区间S2每个传送周期的周期长度不固定而不同，因此，无线主装置N201在各传送周期内按照不同的发送定时发送在传送周期的起点发送的SYNC。相同地，关于向工业用从设备N101～N103发送的CMD#1～#3，由于在各传送周期设定不同的延迟时间，因此，无线主装置N201在各传送周期按照不同的发送定时发送。

这样，无线主装置N201按照每个传送周期随机地设定延迟时间，按照不同的定时发送来自工业用主设备N1的各信号，因此，即使工业用网络处于存在周期性噪声的环境中，也能够降低周期性噪声的影响，能够防止工业用从设备N101～N103无法在一定时间内连续地接收特定信号的状态。

此外，如图4所示，在工业用主设备N1与无线主装置N201之间的有线区间S1内，工业用主设备N1能够在各传送周期中，从传送周期的起点起按照相同定时发送SYNC、CMD#1～#3。另一方面，在工业用主设备N1中，能够在同一传送周期内从发送CMD#1～#3之后起经过基于延迟时间Δt(n)的同一时间之后接收针对CMD#1～#3的RSP#1～#3，但是，是在经过根据各传送周期而不同的时间之后接收。

因此，在工业用主设备N1中，考虑到最大延迟时间而使发送间隔具有富裕量来发送CMD#1～#3，以使RSP的接收与CMD的发送不发生冲突。在工业用主设备N1中，根据延迟时间Δt(n)的设定的不同，有时还会空出从接收来自前一个工业用从设备的RSP到向下一个工业用从设备发送CMD为止的间隔，但是，通过使CMD的发送间隔具有富裕量，能够防止信号的冲突，可靠地实现固定周期通信。

此外，在无线从装置N301～N303中，将相对于有线区间S1中的传送周期延迟了最大延迟时间的定时作为有线区间S3的传送周期的起点，从有线区间S3的各传送周期的起点起按照相同定时发送SYNC。由此，在工业用从设备N101～N103中能够按照与有线区间S3的各传送周期的起点相同的定时接收SYNC。

在无线从装置N301～N303中，从无线主装置N201接收的CMD#1～#3按每个传送周期而进行了不同的延迟，因此，在每个传送周期接收CMD#1～#3的定时不同，此外，在向工业用从设备N101～N103发送时也控制发送定时。因此，在工业用从设备N101～N103中，在每个传送周期接收CMD#1～#3的定时不同。然而，由于在每个传送周期接收CMD#1～#3的定时不同，在工业用从设备N101～N103中，在接收CMD#1～#3之后立即发送RSP#1～#3，从而能够按照不同的定时向无线主装置N201发送RSP#1～#3。无线从装置N301～N303对于RSP#1～#3不控制发送定时而发送给无线主装置N201。

这样，无线从装置N301～N303能够按照不同的定时发送来自工业用从设备N101～N103的信号，因此，即使工业用网络处于存在周期性噪声的环境中，也能够降低周期性噪声的影响，能够防止无线主装置N201无法在一定时间内连续地接收来自特定的无线从装置的RSP信号的状态。

另外，在无线从装置N301～N303中，能够在工业用主设备N1中给予了富裕量后的CMD发送间隔的范围内接收CMD#1～#3。

在无线主装置N201中，将所设定的延迟时间值Δt(n)的信息保存在SYNC中而通知给无线从装置N301～N303，但不限于此。无线主装置N201也可以通过在开始运用系统的初期、或定期将随机数的种子(seed)值通知给无线从装置N301～N303从而使得能够在无线从装置N301～N303侧生成延迟时间值Δt(n)。

如以上说明的那样，根据本实施方式，在无线通信系统中，在通信网络中，与工业用主设备连接的无线主装置和以1对1的方式与工业用从设备连接的无线从装置进行无线通信，该无线从装置的数量与工业用从设备相同，所述通信网络用于在1个工业用主设备与1个或多个工业用从设备之间按每个传送周期进行通信，在所述无线通信系统中，无线主装置针对从工业用主设备输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间，根据延迟时间使来自工业用主设备的信号延迟而发送给无线从装置，无线从装置根据从无线主装置通知的延迟时间的信息来设定当前的传送周期中的、向工业用从设备发送从无线主装置接收到的信号的发送定时，按照所设定的发送定时发送。由此，在作为通信网络的工业用网络中，相对于为了使设备彼此相互协作地进行动作而以固定周期进行的控制通信，在利用无线通信实现工业用主设备与工业用从设备之间的通信的情况下，即使在存在周期性噪声的环境中，也能够降低特定的信号或来自特定的设备的通信连续发生错误的可能性，因此，能够降低周期性噪声的影响。

另外，在本实施方式中，对无线主装置N201与1个工业用主设备N1连接、无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m以1对1的方式与工业用从设备N101、N102、N103、···、N100+m连接的情况进行了说明，但不限于此。根据工业用网络的结构，也可以是，无线主装置N201与属于不同的工业用网络的多个工业用主设备N1连接。或者，也可以是，在无线从装置N301、N302、N303、···、N300+m中，1个无线从装置与多个工业用从设备连接。

实施方式2.

在实施方式1中，无线主装置N201的延迟控制部14和无线从装置N301～N303的发送定时控制部26进行如下控制：针对CMD#1～#3使发送定时延迟。但是，发送定时的控制方法不限于此。

图6是示出包含本发明的实施方式2的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。无线通信系统的结构与实施方式1相同。在无线从装置N301～N303中，如果向工业用从设备N101～N103发送SYNC的定时与向工业用从设备N101～N103发送CMD#1～#3的定时不冲突，则也可以对于CMD#1～#3不控制发送定时，即，在不延迟的情况下发送给工业用从设备N101～N103。另外，无线从装置N301～N303中的针对SYNC的发送定时控制与实施方式1相同。

由此，在无线从装置N301～N303的发送定时控制部26中，在图5所示的流程图的步骤ST12中，通过采用不使CMD#1～#3延迟的发送定时，能够减轻运算负荷。

实施方式3.

在实施方式1中，无线主装置N201的延迟控制部14和无线从装置N301～N303的发送定时控制部26进行了如下控制：针对CMD#1～#3使发送定时延迟。但是，发送定时的控制方法不限于此。对与实施方式2不同的方法进行说明。

图7是示出包含本发明的实施方式3的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。无线通信系统的结构与实施方式1相同。也可以是，仅由无线主装置N201的延迟控制部14对CMD#1～#3赋予这样的延迟时间，该延迟时间是将图4所示的无线主装置N201中的针对CMD#1～#3的延迟时间与图4所示的无线从装置N301～N303中的针对CMD#1～#3的延迟时间相加而得到的。另外，无线从装置N301～N303中的针对SYNC的发送定时的控制与实施方式1相同。

与实施方式2相同，在无线从装置N301～N303的发送定时控制部26中，在图5所示的流程图的步骤ST12中，通过采用不使CMD#1～#3延迟的发送定时，能够减轻运算负荷。

实施方式4.

在实施方式1中，无线从装置N301～N303的发送定时控制部26根据从无线主装置N201通知的延迟时间Δt(n)，设定与无线主装置N201的延迟控制部14相同地延迟对延迟时间Δt(n)乘以规定的系数而得到的值后的发送定时，但并不限于此。

图8是示出包含本发明的实施方式4的无线通信系统的工业用网络内的各装置中的信号收发定时的图。无线通信系统的结构与实施方式1相同。发送定时控制部26例如设定这样的发送定时，该发送定时是使由无线主装置N201延迟了延迟时间Δt′(n)的CMD进一步延迟“由无线主装置N201设定的CMD的发送间隔-延迟时间Δt′(n)”而得到的。在无线从装置N301～N303中，能够再现无线主装置N201中的固定周期通信，能够与由无线主装置N201设定的延迟时间Δt(n)无关地在各传送周期始终按照相同的定时向工业用从设备N101～N103发送CMD#1～#3。另外，无线从装置N301～N303中的针对SYNC的发送定时的控制与实施方式1相同。

该情况下，能够在不变更的情况下利用需要根据固定周期通信而再现的同步定时的现有工业用网络的工业用主设备N1、工业用从设备N101～N103，但是，在工业用从设备N101～N103中，在各传送周期始终按照相同的定时发送发往工业用主设备N1的RSP#1～#3，无法在每个传送周期按照不同的定时发送RSP#1～#3。

本发明的无线通信系统在无线区间将使各信号的发送周期随机地延迟的无线主装置与控制随机地延迟后的各信号的发送定时的无线从装置进行无线连接，在实现工业用网络系统的情况下是有用的。

接着，对无线主装置N201的硬件结构进行说明。在无线主装置N201中，有线通信部11是通过有线通信的接口电路实现的。在无线通信部12中，不包含延迟控制部14的情况下的无线发送部13、或者包含延迟控制部14的无线发送部13中的延迟控制部14以外的部分和无线接收部15是通过无线通信的接口电路实现的。延迟控制部14是通过处理电路实现的。即，无线主装置N201具有处理电路，该处理电路用于针对输入的信号按每个传送周期随机地设定延迟时间。处理电路也可以是专用的硬件，也可以是执行保存在存储器中的程序的CPU(CentralProcessingUnit)和存储器。

图9是示出由专用的硬件构成实施方式1至4的无线主装置N201的处理电路的情况的示例的图。在处理电路是专用的硬件的情况下，图9所示的处理电路91例如是单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并行程序化后的处理器、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、或者将上述部分组合而成的电路。也可以由处理电路91分别实现延迟控制部14的各个功能，也可以将各个功能汇总而由处理电路91实现。

图10是示出由CPU和存储器构成实施方式1至4的无线主装置N201的处理电路的情况的示例的图。在由CPU 92和存储器93构成处理电路的情况下，通过软件、固件、或者软件和固件的组合实现延迟控制部14的功能。软件或固件被记述为程序，保存在存储器93中。在处理电路中，通过CPU 92读出并执行保存在存储器93中的程序来实现各部的功能。即，无线主装置N201具有存储器93，该存储器93用于保存程序，所述程序是在由处理电路执行时，最终执行针对输入的信号按每个传送周期随机地设定延迟时间的步骤的程序。此外，这些程序也可以说是使计算机执行延迟控制部14的流程和方法的程序。在此，CPU 92也可以是处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器或DSP(Digital Signal Processor)等。此外，存储器93是指例如RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、CD(compact disk)、小型磁盘(minidisc)或DVD(Digital Versatile Disk)等。

另外，也可以是，关于延迟控制部14的各功能，一部分由专用的硬件实现，一部分由软件或固件实现。

这样，处理电路能够通过专用的硬件、软件、固件、或者这些部分的组合实现上述各功能。

对无线主装置N201的硬件结构进行了说明，但是，关于无线从装置N301～N300+m，也可以利用相同的结构进行说明。在无线从装置N301～N300+m中，有线通信部21是通过有线通信的接口电路实现的。在无线通信部22中，不包含发送定时控制部26的情况下的无线接收部25、或者包含发送定时控制部26的无线接收部25中的发送定时控制部26以外的部分和无线发送部23是通过无线通信的接口电路实现的。发送定时控制部26与无线主装置N201的延迟控制部14相同，是通过处理电路实现的。

以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，还可以与别的公知技术相组合，并且，还可以在不脱离本发明的宗旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号说明

11、21：有线通信部；12、22：无线通信部；13、23：无线发送部；14：延迟控制部；15、25：无线接收部；26：发送定时控制部；N1：工业用主设备；N101、N102、N103、···、N100+m：工业用从设备；N201：无线主装置；N301、N302、N303、···、N300+m：无线从装置。

Claims (7)

1.一种无线通信装置，其是与无线子站进行无线通信的无线母站，其特征在于，所述无线通信装置具有：

延迟控制单元，其针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间；和

无线发送单元，其根据所述延迟时间使所述信号延迟而发送给所述无线子站，

所述无线发送单元将所述延迟时间的信息保存在输入的所述信号中的、作为所述传送周期的起点的信号中而发送给所述无线子站；

所述无线通信装置与主设备连接，所述主设备按照每个传送周期与连接至所述无线子站的从设备进行通信，

所述延迟控制单元从所述主设备输入所述信号。

2.一种无线通信装置，其是与无线子站进行无线通信的无线母站，其特征在于，所述无线通信装置具有：

延迟控制单元，其针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间；和

无线发送单元，其根据所述延迟时间使所述信号延迟而发送给所述无线子站，

所述延迟控制单元针对输入的所述信号中的、在发送时会返回来响应的各信号在同一传送周期内设定同一延迟时间；

所述无线通信装置与主设备连接，所述主设备按照每个传送周期与连接至所述无线子站的从设备进行通信，

所述延迟控制单元从所述主设备输入所述信号。

3.一种无线通信装置，其是与无线母站进行无线通信的无线子站，其特征在于，所述无线通信装置具有发送定时设定单元和通信单元，

在所述无线母站针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间并根据所述延迟时间使所述信号延迟而发送给所述无线子站的情况下，

所述发送定时设定单元根据从所述无线母站通知的所述延迟时间的信息，设定当前的传送周期中的所述信号的发送定时；

所述通信单元按照所述发送定时发送从所述无线母站接收到的所述信号；

所述无线通信装置与从设备连接，所述从设备按照每个传送周期与连接至所述无线母站的主设备进行通信，

所述通信单元按照所述发送定时将从所述无线母站接收到的所述信号发送给所述从设备；

所述无线母站将所述延迟时间的信息保存在输入的所述信号中的、作为所述传送周期的起点的信号中而发送给所述无线子站。

4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于，

所述发送定时设定单元针对从所述无线母站接收到的、在发送时会返回来响应的信号，根据所述延迟时间来设定使发送延迟的发送定时。

5.根据权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于，

所述发送定时设定单元针对从所述无线母站接收到的、在发送时会返回来响应的信号设定不使发送延迟的发送定时。

6.一种在无线母站与无线子站之间进行无线通信的无线通信系统，其特征在于，

所述无线母站具有：

延迟控制单元，其针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间；和

无线发送单元，其根据所述延迟时间使所述信号延迟而发送给所述无线子站，

所述无线子站具有：

发送定时设定单元，其根据从所述无线母站通知的所述延迟时间的信息来设定当前的传送周期中的所述信号的发送定时；和

通信单元，其按照所述发送定时发送从所述无线母站接收到的所述信号；

所述无线母站与主设备连接，所述主设备按照每个传送周期与连接至所述无线子站的从设备进行通信，所述延迟控制单元从所述主设备输入所述信号；

所述无线子站与所述从设备连接，所述从设备按照每个传送周期与连接至所述无线母站的所述主设备进行通信，所述通信单元按照所述发送定时将从所述无线母站接收到的所述信号发送给所述从设备；

所述无线母站将所述延迟时间的信息保存在输入的所述信号中的、作为所述传送周期的起点的信号中而发送给所述无线子站。

7.一种无线通信系统的无线通信方法，其中在所述无线通信系统中，在无线母站与无线子站之间进行无线通信，其特征在于，包含：

延迟控制步骤，所述无线母站进行针对输入的信号按照每个传送周期随机地设定延迟时间的控制；

无线发送步骤，所述无线母站根据所述延迟时间使所述信号延迟而发送给所述无线子站；

发送定时设定步骤，所述无线子站根据从所述无线母站通知的所述延迟时间的信息来设定当前的传送周期中的所述信号的发送定时；以及

通信步骤，所述无线子站按照所述发送定时发送从所述无线母站接收到的所述信号；

所述无线母站与主设备连接，所述主设备按照每个传送周期与连接至所述无线子站的从设备进行通信，在所述延迟控制步骤中，所述无线母站从所述主设备输入所述信号；

所述无线子站与所述从设备连接，所述从设备按照每个传送周期与连接至所述无线母站的所述主设备进行通信，在所述通信步骤中，所述无线子站按照所述发送定时将从所述无线母站接收到的所述信号发送给所述从设备；

所述无线母站将所述延迟时间的信息保存在输入的所述信号中的、作为所述传送周期的起点的信号中而发送给所述无线子站。