專利名稱：用于無線網(wǎng)絡(luò)上的現(xiàn)場設(shè)備的電能管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上通信的設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及在無 線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上工作的設(shè)備中的電能管理。
背景技術(shù)：
無線數(shù)據(jù)通信和控制在未來的傳感器自動化、過程控制、安全性以及 安全規(guī)則中將成為最有影響的角色。關(guān)于無線數(shù)據(jù)通信和控制的一個重要 需求是使在網(wǎng)絡(luò)上通信的設(shè)備電能消耗最小化。
在針對低功率設(shè)計(jì)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，所述網(wǎng)絡(luò)中的基于傳感器 /致動器應(yīng)用、很多設(shè)備都必須由長壽命的電池或低功率能量采集電源來
供電。電源插座，例如120V交流電，通常不會位于附近，或者不允許置 于危險(xiǎn)區(qū)域，而儀器(傳感器)和致動器必須不花費(fèi)巨大的安裝費(fèi)用而設(shè) 置在上述危險(xiǎn)區(qū)域中。低安裝成本的需求推動著作為無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的一部 分的電池供電設(shè)備通信的需求。有限電源的有效利用，例如不能重復(fù)充電 的原電池，對于良好運(yùn)轉(zhuǎn)的無線設(shè)備是至關(guān)重要的。電池被期望可堅(jiān)持5 年以上，優(yōu)選地是與產(chǎn)品的壽命一樣長。
在真實(shí)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中(其還可以被稱作自組織多跳網(wǎng)絡(luò))，每個 設(shè)備必須能夠?yàn)槠渥陨硪约八鼍W(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備路由消息。消息通過所 述網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)跳到節(jié)點(diǎn)的概念是有益的，因?yàn)榈凸β蔙F無線電設(shè)備可以 被使用，此外，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠跨過極大的物理區(qū)域，將消息從一端傳 到另一端。相對于使用遙控器直接與中央基站對話的點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)來說，在 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中不需要大功率無線電設(shè)備。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議允許形成設(shè)備之間以及設(shè)備與數(shù)據(jù)采集器、橋或網(wǎng)關(guān) (至某種較高等級的較高速數(shù)據(jù)總線)之間的替代路徑。有了用于無線消 息的替代、冗余路徑，能夠確保即使另一路徑由于環(huán)境影響或干擾而變得 阻塞或劣化，也存在至少一個替代路徑使消息能夠流動，從而提高了數(shù)據(jù)可靠性。
一些網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可確定地進(jìn)行路由，從而每個設(shè)備具有指定的父親 以及至少一個替代父親。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的層次中，很像人類的家庭，父親有 孩子，孩子有孫子，等等。每個設(shè)備(或節(jié)點(diǎn))把針對其后代的消息通過 網(wǎng)絡(luò)中繼到某個最終目的地，例如網(wǎng)關(guān)。父設(shè)備可以是電池供電的或者有 限能量供電的設(shè)備。節(jié)點(diǎn)具有的后代越多，它就必須路由更多的通信量， 這又直接提高了它的功率消耗并減少了它的電池壽命。
為了省電， 一些協(xié)議限制任意節(jié)點(diǎn)在任意時間段中能夠處理的通信 量，這通過僅將節(jié)點(diǎn)的無線電設(shè)備打開有限時間來監(jiān)聽消息而實(shí)現(xiàn)。因此， 為了減少平均電能，該協(xié)議可以允許無線電設(shè)備在開和關(guān)的狀態(tài)之間循環(huán) 工作。
一些協(xié)議使用全局占空比來節(jié)省電能，使得整個網(wǎng)絡(luò)同時開和關(guān)。
其他協(xié)議(例如基于TDMA)使用局部占空比，其中對相互鏈接的通信節(jié)
點(diǎn)對進(jìn)行調(diào)度，使其在預(yù)定時間以同步方式開啟和關(guān)閉。通常，該鏈接通
過向節(jié)點(diǎn)對分配用于通信的特定時隙、在該時刻由無線電設(shè)備使用的RF 頻率信道、哪方接收(Rx)、哪方發(fā)送(Tx)而預(yù)先地確定。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使用眾所周知的"連接(joining)"過程來將新設(shè)備并入 安全網(wǎng)絡(luò)中。在連接過程中，進(jìn)行多種信息交換以及配置。
所述新設(shè)備可以掃描全部可用網(wǎng)絡(luò)信道或者可以使用預(yù)定的信道或 者信道子集，以發(fā)現(xiàn)無線電范圍內(nèi)的類似設(shè)備。所述新設(shè)備搜索其可用的 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以獲得網(wǎng)絡(luò)中的成員資格。在可聽范圍(earshot)內(nèi)每 個設(shè)備的出現(xiàn)被記錄。所述新設(shè)備發(fā)送消息來與相鄰設(shè)備建立握手協(xié)議， 請求連接到網(wǎng)絡(luò)，并提供設(shè)備號和網(wǎng)絡(luò)ID。所述相鄰設(shè)備將請求傳送到 網(wǎng)絡(luò)管理器，例如該網(wǎng)絡(luò)管理器可以是運(yùn)行在網(wǎng)關(guān)上或者連接到該網(wǎng)關(guān)的 服務(wù)器上的軟件程序。所述新設(shè)備將提供它的"鄰居"列表給所述網(wǎng)絡(luò)管 理器，使得所述網(wǎng)絡(luò)管理器可以確定允許所述新設(shè)備加入所述網(wǎng)絡(luò)所必須 建立的鏈接。
所述新的優(yōu)選的設(shè)備使用其預(yù)先配置的安全信息來解碼來自網(wǎng)絡(luò)管 理器的連接消息，并將預(yù)期的安全響應(yīng)連同關(guān)于所述網(wǎng)絡(luò)管理器的其他必 要信息一起發(fā)回，以建立從所述新設(shè)備到所述網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備的鏈接。
所述新設(shè)備及其新的父親和孩子接收并執(zhí)行來自所述網(wǎng)絡(luò)管理器的配置信息以建立所需鏈接。所述新設(shè)備隨后完全連接并加入到所述網(wǎng)絡(luò)。 在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中，上述連接過程僅發(fā)生在當(dāng)新設(shè)備連接到所述網(wǎng)絡(luò)
時。根據(jù)所述新設(shè)備的鄰居中的網(wǎng)絡(luò)活躍性，所述過程可能需要15到20
分鐘。

發(fā)明內(nèi)容
一種能夠進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信的現(xiàn)場設(shè)備，包括用于在無線網(wǎng)絡(luò)上通信 的網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及用于操作換能器(例如傳感器或致動器)的設(shè)備接口 模塊。向所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊和所述設(shè)備接口模塊的電能分配由電能控制模 塊來控制。所述電能控制模塊分配電能，使得所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊在試圖連 接到所述無線網(wǎng)絡(luò)時接收電能。一旦所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊已經(jīng)連接到所述無 線網(wǎng)絡(luò)，所述電能控制模塊分配電能使得所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及所述設(shè)備 接口模塊共享電能。


圖1是包括多個現(xiàn)場設(shè)備的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的示意圖，所述現(xiàn)場設(shè)備定 義所述網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
圖2是示出表示圖1所示的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點(diǎn)之一的無線現(xiàn)場 設(shè)備的框圖。
圖3是流程圖，示出了向圖2中的無線現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口模塊和設(shè) 備接口模塊分配電能的控制。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10，其包括網(wǎng)絡(luò)管理器12以及單獨(dú)的設(shè) 備或節(jié)點(diǎn)14A—141。自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10是無線通信網(wǎng)絡(luò)，其中單獨(dú)的設(shè) 備14A—141通過多個路徑傳遞數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡(luò)管理器12可以包括例如運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)或者主機(jī)上的軟件應(yīng) 用。網(wǎng)絡(luò)管理器12可以直接地(單跳)與一些設(shè)備(此示例中是設(shè)備14A、 14B、 14C以及14F)通信，并且可以與其余的設(shè)備間接地(多跳)通信。
依據(jù)一個實(shí)施例，當(dāng)設(shè)備14A—14I中的每一個連接到網(wǎng)絡(luò)10時，網(wǎng)絡(luò)管理器12優(yōu)選地向該設(shè)備提供用于與網(wǎng)絡(luò)10中的其他設(shè)備進(jìn)行對話的
調(diào)度。向每個設(shè)備提供表示特定時間的時隙以及在這些時隙中用來與相鄰 設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)的無線電頻率，所述相鄰設(shè)備是所述設(shè)備的孩子或父親。
在一個實(shí)施例中，設(shè)備14A—141是分布式工業(yè)處理系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)
備。所述現(xiàn)場設(shè)備可以是具有一個傳感器(或多個傳感器)的變送器，用
來監(jiān)測例如壓力、溫度、流速或液位的過程參數(shù)。備選地，所述現(xiàn)場設(shè)備
可以包括致動器，用于提供控制功能以響應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)IO接收的控制命令 /士 口
圖2示出了節(jié)點(diǎn)或現(xiàn)場設(shè)備14的框圖，其可以表示單獨(dú)的設(shè)備 14A—141中的每一個。設(shè)備14包括電源20、電能控制模塊(PCM) 22、 收發(fā)機(jī)24、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(NIM) 26、設(shè)備接口模塊(DIM) 28以及換能 器30。
電源20可以是電池或者可再生能源，例如太陽能電池、熱電電池、 原子電池、能量采集器或儲能電容器。現(xiàn)場設(shè)備14的有效壽命取決于電 源20的容量及其是否可再生。
電能控制模塊22控制從電源20向現(xiàn)場設(shè)備14的其他部件的能量分 布或分配。具體地，電能控制模塊(PCM) 22在由收發(fā)機(jī)24和網(wǎng)絡(luò)接口 模塊(N頂)26實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)通信功能以及由換能器30和設(shè)備接口模塊(DIM) 28實(shí)現(xiàn)的設(shè)備功能之間分配電能。
收發(fā)機(jī)24提供設(shè)備14與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10中的其他類似設(shè)備間的無線通 信。具體地，收發(fā)機(jī)24接收通過網(wǎng)絡(luò)10路由到其自身的控制消息，基于 換能器30和DIM 28的動作發(fā)送對控制消息的響應(yīng)，并按照網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信 協(xié)議的要求將消息中繼到父節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)接口模塊(NIM) 26控制收發(fā)機(jī)24的工作。網(wǎng)絡(luò)接口模塊(NIM) 26處理由收發(fā)機(jī)24接收的進(jìn)入消息，以及形成將通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)由收發(fā)機(jī) 24傳輸?shù)妮敵鱿?。NIM26還負(fù)責(zé)連接過程，其中設(shè)備14連接并成為網(wǎng) 狀網(wǎng)絡(luò)10的一部分。
換能器30可以是用于感測過程參數(shù)(例如壓力、溫度、流速或液位) 的一個或多個傳感器。換能器30可以包括用于感測次要參數(shù)或變量的附 加傳感器，所述次要參數(shù)或變量也可以通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)而報(bào)告，或者可以由現(xiàn)場設(shè)備14使用以處理主要過程參數(shù)的測量。例如，當(dāng)主要過程參 數(shù)是壓力或流速時，溫度傳感器可以用于提供感測的溫度信號，以根據(jù)感 測的主要參數(shù)信號來修正溫度。
在其他實(shí)施例中，換能器30可以是致動器，其基于通過所述網(wǎng)狀網(wǎng) 絡(luò)接收的控制輸入來執(zhí)行機(jī)械功能。例如，換能器30可以是用于控制過 程中的液體流動的閥致動器，其中該液體流動是受控的。
設(shè)備接口模塊(DIM) 28向換能器30供電，以執(zhí)行感測或致動功能。 當(dāng)換能器30是傳感器時，DIM28處理傳感器信號并生成傳感器輸出，該 傳感器輸出被提供給NIM 26，以通過無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)10在消息中傳輸。當(dāng) 換能器30是致動器時，DIM 28基于己由收發(fā)機(jī)24接收并由NIM 26提供 給DIM28的消息，向致動器提供控制或命令輸入。
在正常操作中，電能控制模塊(PCM) 22在NIM 26和DIM 28之間分 配來自電源20的電能，使得收發(fā)機(jī)24的工作和換能器30的工作兩者都 能進(jìn)行。只要設(shè)備14是網(wǎng)絡(luò)10的一部分，就產(chǎn)生NIM26和DIM28的電 能共享。
當(dāng)設(shè)備14第一次連接到網(wǎng)絡(luò)10，以及當(dāng)失去通信且設(shè)備14必須重 新建立聯(lián)系并重新連接到網(wǎng)絡(luò)10時，DIM 28和換能器30的電能消耗是 不必要的。在連接序列中，NIM 26的電能消耗是最大的，然后在正常操 作中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接己經(jīng)建立時，所述電能消耗降低。因此，在連接序列中， PCM 22僅向NIM 26分配電能。
在連接序列中，NIM 26促使收發(fā)機(jī)24監(jiān)聽來自鄰近設(shè)備的傳輸，所 述鄰近設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)10的一部分。在檢測到一個或多個鄰居設(shè)備的存在時， NIM 26促使收發(fā)機(jī)24發(fā)送握手協(xié)議消息給所述鄰居。在與鄰居建立通信 時，N頂26向鄰居之一發(fā)送消息以請求連接到所述網(wǎng)絡(luò)。該消息包括設(shè) 備14的設(shè)備號和網(wǎng)絡(luò)ID。所述鄰居隨后將請求連接到所述網(wǎng)絡(luò)的該消息 轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)管理器12，網(wǎng)絡(luò)管理器12執(zhí)行連接授權(quán)過程并配置設(shè)備14 到網(wǎng)絡(luò)10。網(wǎng)絡(luò)管理器12確定哪些設(shè)備將成為設(shè)備14的父親和孩子， 并建立關(guān)于收發(fā)機(jī)24何時監(jiān)聽針對設(shè)備14的消息、何時發(fā)送消息以及在 哪些信道上進(jìn)行發(fā)送和接收的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度。設(shè)備14的該配置通過由網(wǎng)絡(luò)管 理器12向設(shè)備14發(fā)送的一系列配置信息來執(zhí)行。NIM 26連接到網(wǎng)絡(luò)10的初始電能需求是高的，并且所述連接過程可 能耗費(fèi)大量時間。所以，在連接過程中，NIM 26的電能需求是高的。在 連接過程中，所有其他電能消耗都由PCM 22縮減，并且所有可用電能都 被分配給NIM 26。
一旦連接過程發(fā)生，NIM 26將依據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理器12提供的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度打 開和關(guān)閉收發(fā)機(jī)24。占空比能夠非常低，當(dāng)要接收或發(fā)送消息時，打開 收發(fā)機(jī)一小段時間。在這種方式下，當(dāng)沒有消息被發(fā)送至設(shè)備14或來自 設(shè)備14時，收發(fā)機(jī)24不消耗電能。
依據(jù)一個實(shí)施例， 一旦NIM 26連接到網(wǎng)絡(luò)10， PCM 22使得DIM 28 和NIM 26可獲取電能。每次喚醒DIM 28時(即，依據(jù)設(shè)備14的內(nèi)部時 間調(diào)度，或者響應(yīng)由收發(fā)機(jī)24接收并由NIM 26向DIM 28提供的消息)， DIM 28將初始化檢査，以查看NIM 26是否當(dāng)前連接到網(wǎng)絡(luò)10。如果NIM 26沒有通過連接過程建立與網(wǎng)絡(luò)10的連接，或者如果與網(wǎng)絡(luò)10的通信 已經(jīng)失去，則NIM26將指示其沒有連接到網(wǎng)絡(luò)10。在這種情況下，DIM 28 將處于睡眠模式，由此極大地減少了其電能消耗，以及所有可用電能將由 PCM 22分配給NIM 26，直到NIM 26成功連接或重新連接到網(wǎng)絡(luò)10。
如果NIM 26指示其連接到網(wǎng)絡(luò)10，則允許DIM 28初始化換能器30 的操作。這可以包括傳感器測量，以及通過DIM 28對該傳感器測量進(jìn)行 信號處理。處理的傳感器信號隨后由DIM 28提供給NIM 26進(jìn)行存儲，直 到可以在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南⒅刑峁﹤鞲衅鬏敵觥?br> 當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的消息包括傳感器輸出時，可以向設(shè)備14發(fā)回應(yīng)答 信號，該應(yīng)答信號指示包括傳感器輸出的消息到達(dá)其目的地。所述應(yīng)答信 號提供針對NIM 26的指示，即NIM 26仍然在網(wǎng)絡(luò)中是有效的。類似地， 通過網(wǎng)絡(luò)10定向至設(shè)備14的控制消息可以請求數(shù)據(jù)，例如傳感器輸出或 者致動器的操作?？刂葡⒌慕邮者€提供針對NIM 26的指示，即其仍然 是網(wǎng)絡(luò)10的一部分。 '
圖3示出了一個流程圖，示出了設(shè)備14中的電能分配的一個實(shí)施例。 如圖3所示，操作以設(shè)備14的啟動(步驟50)為開始。在啟動時，PCM22 初始分配來自電源20的電能給N頂26 (步驟52)。 NIM 26隨后初始化連 接過程(步驟54)。在連接過程完成以及NIM 26指示其現(xiàn)在處于網(wǎng)絡(luò)中之前，電能繼續(xù)由PCM 22基本分配給NIM 26 (步驟56)。
一旦NIM 26完成連接過程并指示其在網(wǎng)絡(luò)10中，PCM 22隨后在NIM 26和DIM28之間分配電能(步驟58)。每當(dāng)DIM 28變?yōu)橛行r，便初始 化對NIM 26的狀態(tài)的檢查(步驟60)。可以根據(jù)設(shè)備14的內(nèi)部調(diào)度而周 期地激活DIM 28，或者可以響應(yīng)由收發(fā)機(jī)24和NIM 26通過網(wǎng)絡(luò)10接收 的消息而激活DIM 28 (步驟62)。
在初始化由DIM 28執(zhí)行的檢査時，PCM 22確定NIM 26當(dāng)前是否在 網(wǎng)絡(luò)10中(步驟64)。如果NIM 26不在網(wǎng)絡(luò)10中，PCM 22促使DIM 28 進(jìn)入睡眠模式(步驟66)。如果DIM 28處于睡眠模式，電能被再一次基 本分配給NIM 26 (步驟52)。
如果NIM 26指示其連接到網(wǎng)絡(luò)10，則DIM 28激活換能器30 (步驟 68)。 DIM 28向換能器30提供電能，并取決于換能器的類型而接收傳感 器信號或信號，或者促使致動器工作。DIM 28然后向NIM 26提供數(shù)據(jù)， 報(bào)告換能器激活的結(jié)果(步驟70)。這可以是由DIM 28產(chǎn)生的傳感器輸 出，或者是關(guān)于致動器操作的反饋。
NIM 26存儲來自DIM 28的數(shù)fe，直到用于在網(wǎng)絡(luò)10上傳輸數(shù)據(jù)的 下一時隙。NIM 26將接收自DIM 28的數(shù)據(jù)格式化到消息中，并使該消息 由收發(fā)機(jī)24在適當(dāng)?shù)臅r間通過網(wǎng)絡(luò)傳輸(步驟72)。
由PCM 22進(jìn)行的設(shè)備14的電能管理分離了 NIM 26和DIM 28的電能 需求，并允許依次滿足這些電能需求。這減少了每當(dāng)設(shè)備14與無線網(wǎng)絡(luò) IO連接時的總電能需求。向NIM 26提供執(zhí)行連接過程所需的電能，以建 立與無線網(wǎng)絡(luò)的連接。除非NIM26己經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)，否則DIM28不會被 激活且不會被供電。
所述電能管理在連接過程之后減少了 NIM 26的電能需求。一旦NIM 26 處于正常網(wǎng)絡(luò)操作，可以根據(jù)需要對DIM 28加電并將其用于操作換能器 30。
電能管理過程可以由設(shè)備14使用內(nèi)部硬件、軟件或固件內(nèi)部地執(zhí)行。 盡管本發(fā)明參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了插述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1、一種現(xiàn)場設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)接口模塊，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；設(shè)備接口模塊，用于操作換能器；以及電能控制模塊，用于確定如何由所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊和所述設(shè)備接口模塊共享可用電能，使得所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊在用于連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)的連接過程中接收可用電能的較多共享，并使得所述設(shè)備接口模塊在所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊已經(jīng)連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)之后獲得可用電能的更多共享。
2、 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，還包括無線收發(fā)機(jī)，用于向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來自所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊的消息，以 及用于接收從所述網(wǎng)絡(luò)到達(dá)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊的消息。
3、 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，還包括 電源，用于提供電能。
4、 如權(quán)利要求3所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電源包括電池、太陽 能電池、熱電電池、原子電池、能量采集器以及儲能電容器中至少一個。
5、 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述換能器包括至少一個 傳感器或致動器。
6、 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電能控制模塊確定如 何共享可用電能，使得在任意給定時間最小化總的能耗。
7、 如權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，在所述設(shè)備接口模塊喚醒 時，所述電能控制模塊根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)接口當(dāng)前是否連接到無線網(wǎng)絡(luò)來確定 是否繼續(xù)向所述設(shè)備接口模塊分配電能。
8、 一種現(xiàn)場設(shè)備，包括 '無線收發(fā)機(jī)，用于向無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息以及從無線網(wǎng)絡(luò)接收消息；網(wǎng)絡(luò)接口模塊，用于控制所述無線收發(fā)機(jī)的操作；換能器；設(shè)備接口模塊，用于控制所述換能器的操作； 電源；以及電能控制模塊，取決于所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊是否具有與所述無線網(wǎng)絡(luò)的己建立的網(wǎng)絡(luò)連接，控制來自所述電源的電能如何由所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊和 所述設(shè)備接口模塊共享。
9、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，當(dāng)沒有建立與所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接時，所述電能控制模塊將基本上所有的可用電能分配給所述 網(wǎng)絡(luò)接口模塊。
10、 如權(quán)利要求9所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，當(dāng)己經(jīng)建立與所述無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接時，所述電能控制模塊分配電能，使得所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊和 所述設(shè)備接口模塊兩者都接收電能。
11、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊控制提供給所述收發(fā)機(jī)的電能，所述設(shè)備接口模塊控制提供給所述換能器的電 能。
12、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電源包括電池、太陽 能電池、熱電電池、原子電池、能量采集器以及儲能電容器中至少一個。
13、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述換能器包括至少一個 傳感器。 ''
14、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述換能器包括致動器。
15、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，當(dāng)所述設(shè)備接口模塊喚醒 時，所述電能控制模塊確定所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊是否具有已建立的網(wǎng)絡(luò)連 接。
16、 如權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場設(shè)備，其中，與網(wǎng)絡(luò)連接已建立時相比， 在網(wǎng)絡(luò)連接未被建立時，所述電能控制模塊向所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊分配較多 部分的電能。
17、 一種操作現(xiàn)場設(shè)備的方法，所述現(xiàn)場設(shè)備包括電源、無線收發(fā)機(jī)、 換能器、網(wǎng)絡(luò)接口模塊和設(shè)備接口模塊，所述方法包括-確定所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊是否通過所述無線收發(fā)機(jī)連接到無線網(wǎng)絡(luò)；以及基于所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊是否連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)，在所述網(wǎng)絡(luò)接口模 塊和所述設(shè)備接口模塊之間共享來自所述電源的可用電能。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，分配電能的步驟包括當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊沒有與所述無線網(wǎng)絡(luò)連接時，將基本上所有的可用電能分配給所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊；以及當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)時，向所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊和 所述設(shè)備接口模塊兩者分配電能。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括使用來自所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊的電能向所述無線收發(fā)機(jī)供電；以及使用來自所述設(shè)備接口模塊的電能向所述換能器供電。
20、 如權(quán)利要求17的方法，其中，確定所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊是否連接 到所述無線網(wǎng)絡(luò)的步驟在所述設(shè)備接口模塊喚醒時執(zhí)行。
全文摘要
一種現(xiàn)場設(shè)備，包括電能控制模塊，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，以及用于操作換能器(例如傳感器或致動器)的設(shè)備接口模塊。所述電能控制模塊控制電能的分配，使得當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊試圖連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)時接收電能。一旦所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接到所述無線網(wǎng)絡(luò)，所述電能控制模塊允許所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊以及所述設(shè)備接口模塊共享電能。
文檔編號G06F13/14GK101529403SQ200780040155
公開日2009年9月9日 申請日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者凱利·M·奧斯, 斯瓦番·卡克拉博堤 申請人:羅斯蒙德公司