專利名稱：無線hart協(xié)議中的高效尋址的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及過程控制環(huán)境下的無線通信，更具體地說，涉及支 持無線通信協(xié)議的無線網關。
背景技術：
在過程控制行業(yè)中，已知的是，使用標準化通信協(xié)議使得由不同制造商 制出的設備能夠以易于使用和實現的方式與彼此通信。過程控制行業(yè)中使用 的一個眾所周知的通信標準是高速可尋址遠程傳感器(HART)通信基礎協(xié) 議，通常稱為HART 協(xié)議。 一般而言，HART⑧協(xié)議支持專用導線或導線組 上的數字和模擬混合信號，在專用導線或導線組上，在線過程信號(如控制 信號、傳感器測量結果等)作為模擬電流信號(例如范圍從4到20毫安) 被提供，并且諸如設備數據、對設備數據的請求、配置數據、報警以及事件 數據等等之類的其它信號，作為疊加或復用到與模擬信號相同的導線或導線 組上的數據信號被提供。然而，HART協(xié)議當前需要使用專用、硬線通信線 路，這導致需要在加工廠內大量布線。
在過去幾年里，已經存在一種將無線技術結合到以某些有限方式包括過 程控制行業(yè)的各種行業(yè)中的發(fā)展趨勢。然而，在過程控制行業(yè)中，存在限制 無線技術的完全結合、接受和使用的巨大障礙。具體來說，過程控制工業(yè)需 要十分可靠的過程控制網絡，因為信號的丟失失可能導致工廠失去控制，從 而導致災難性的后果，包括爆炸、致命化學制劑或氣體的釋放等等。例如， Tapperson等人的美國專利No. 6，236,334公開了在過程控制行業(yè)中將無線通 信作為副的或備用通信路徑使用或用于發(fā)送非關鍵性的或冗余的通信信號。 而且，在通?？梢赃m用于過程控制行業(yè)的無線通信系統(tǒng)的使用上已經取得了許多進展，但是該無線通信系統(tǒng)尚未以在加工廠內允許或提供可靠的并且在 某些情況下完全無線的通信網絡的方式應用于過程控制行業(yè)。例如，美國專
利申請公開No. 2005/0213612、 2006/0029060和2006/0029061公開了與 一般
無線通信系統(tǒng)相關的無線通信技術的各個方面。
與有線通信類似，無線通信協(xié)議被期望提供高效、可靠和安全的信息交 換方法。當然，由于介質的共享和開放特征，在有線網絡中被開發(fā)以解決這 些重要問題的大多數方法并不適用于無線通信。進一步，除了在有線通信協(xié) 議之后的典型客觀事實外，無線協(xié)議還面臨關于使用無線電頻譜的同 一部分 的若干網絡的干擾和共存的問題的其它要求。而且，某些無線網絡在無許可 證的或向公眾開放的頻段中運行。因此，為這種網絡服務的協(xié)議必須能夠檢 測或解決與頻率(信道)爭用、無線電資源共享和協(xié)商等等相關的問題。
在過程控制行業(yè)中，無線通信協(xié)議的開發(fā)者面臨另外的挑戰(zhàn)，例如，實 現與有線設備的向后兼容、支持協(xié)議的先前有線版本，為改裝了無線通信機 的設備提供轉變服務，并且提供可同時保證可靠性和有效性的路由技術。同 時，仍然存在相當多的過程控制應用，在這些過程控制應用中存在即使有也 很少的原地測量。當前，這些應用依賴于觀測的測量結果(例如，水位正在 上升)或檢查(例如，空調單元、泵、風機等等的周期性維護)來發(fā)現異常 情況。為了釆取措施，操作員經常需要面對面的討論。如果使用測量和控制 設備，這些應用中的許多的應用可能被大大簡化；然而，當前的測量設備通 常需要電力、通信基礎設施、配置以及簡直是不可用的支持基礎設施。

發(fā)明內容
在過程控制環(huán)境下運行的無線網絡具有若干個網絡設備，這些網絡設備 包括網關和用于執(zhí)行測量或控制功能的至少一些現場設備，該無線網絡使用 為在布置在該無線網絡外部的外部主機上運行的一個或更多應用程序提供 對各個網絡設備的無縫訪問權限的尋址方案。在某些實施例中，外部主機使 用符合諸如由IEEE定義的EUI-64之類的標準尋址方案的全局地址。在運行中，參與該無線網絡的網絡設備使用全局地址的 一部分在網絡設備間路由數 據。作為補充或替代地，這些網絡設備使用短的別名用于到無線網絡的內部路由。
在某些實施例中，各個網絡設備的全局地址的 一部分符合對等的有線協(xié) 議的尋址方案。在這些實施例中，無線網絡支持有線協(xié)議的至少一層(例如
OSI-7模型的應用層)，并且在這個意義上，無線網絡使用一種作為有線協(xié) 議的擴展的協(xié)議。有線協(xié)議和無線協(xié)議的共享尋址方案可分配若干個字節(jié)給 唯一設備標識，若干個字節(jié)給擴展設備類型代碼，該擴展設備類型代碼可在 相同類型的且由同 一 公司制造的若干個設備之間共享。
在某些實施例中，全局地址進一步包括網絡標識碼。在無線網絡中運行 的網絡設備可能不知道該無線網絡的網絡標識碼。當向該無線網絡外部的主 機路由數據時，該網絡設備可使用有線和無線協(xié)議的共享尋址方案將數據包 內部路由至無線網關，并且該無線網關可進 一 步通過附加或預加 (pre-pending )該網絡標識碼來路由該數據包。
在一實施例中，所述有線協(xié)議是高速可尋址遠程變送器(HART )協(xié) 議。在該實施例中，所述網絡標識碼可以是與Hart通信基金會(HCF )相 關聯(lián)的OUI。


圖1示意性地示出了通過本公開內容的網關設備連接到工廠自動化網 絡的無線網絡。
圖2是可在圖1中示出的無線網絡中使用的無線HART協(xié)議的各層的
示意圖。
圖3是示出使用多路復用器以支持與遺留現場設備的HART通信的結 構圖。
圖4是示出使用無線HART適配器以支持與圖2中示出的遺留現場設 備的無線HART通信的結構圖。圖5示出提供油罐區(qū)中的現場設備之間的無線通信和使用本公開內容 的無線網關從分布式控制系統(tǒng)訪問最后得到的網狀網絡的特定示例。
圖6是示出根據在圖1中示出的無線網絡中使用的5字節(jié)無線HART 設備標識符構造8字節(jié)地址的示例的結構圖。
圖7-10示出根據各種網絡拓樸和先前存在的裝置實現無線網絡的若干 示例。
圖11是這里論述的網關設備可遵守的示例性啟動順序。
具體實施例方式
圖1示出示例性網絡10,在示例性網絡10中，可以使用這里所描述的 無線網關。具體來說，網絡IO可以包括與無線通信網絡14連接的工廠自動 化網絡12。工廠自動化網絡12可以包括通過通信骨干20連接的一個或更 多固定工作站16和一個或更多便攜式工作站18，其中通信骨千20可以利 用以太網、RS-485、 Profibus DP或利用適合的通信硬件和協(xié)議來實現。這 些工作站和形成工廠自動化網絡12的其它裝置可以向工廠員工提供各種控 制和監(jiān)^^功能，包括對無線網絡14中的設備的訪問。工廠自動化網絡12和 無線網絡14可以經由無線網關22進行連接。更為具體地，無線網關22可 以經由第一(或"主機，，)接口 23A采用有線方式連接到骨干20并且可以 利用任何適合的(例如已知的)通信協(xié)議與工廠自動化網絡12進行通信。 無線網關22的第二 (或"無線")接口 23B可支持與在無線網絡14中運行 的一個或若干個設備的無線適信。
在運行中，可以采用任何其它想要的方式(例如，作為單機設備、可插 入主機工作站16或18的擴展槽的卡、作為基于PLC或基于DCS的系統(tǒng)的 輸入/輸出(I/O)子系統(tǒng)的一部分等等)來實現的無線網關22可以提供在網 絡12上運行且具有對無線網絡14的各種設備的訪問權限的應用程序。在某 些實施例中，為網絡12和14提供服務的協(xié)議可共享各自的協(xié)議棧的一個或 更多上層，并且無線網關22在對協(xié)議棧的共享層或各層使用隧道技術的同時，可為協(xié)議棧的下層提供路由、緩沖和定時服務(例如，地址轉換、路由、 包分段、區(qū)分優(yōu)先級等)。在其它情況下，無線網關22可轉換不共享任何
協(xié)議層的網絡12和14的協(xié)議之間的命令。
除了協(xié)議和命令轉換，無線網關22還可以提供與在網絡14中實現的無 線協(xié)議(這里稱為無線HART協(xié)議)相關聯(lián)的調度方案的時隙和超幀(在時 間上均勻分隔開的通信時隙組)所使用的同步時鐘控制。具體來說，網關 22可以預定間隔通過無線網絡14傳播同步數據。
在一些配置中，網絡10可以包括多于一個無線網關22以提高網絡10 的效率和可靠性。具體來說，多個網關設備22可以提供用于無線網絡14和 工廠自動化網絡12以及外部世界之間的通信的額外帶寬。另一方面，網關 設備22可根據無線網絡14內的網關通信需要向適當的網絡服務請求帶寬。 可以駐留在無線網關22中的網絡管理器軟件模塊27可以在該系統(tǒng)在運行的 同時進一步重新評價需要的帶寬。例如，無線網關22可以從駐留在無線網 絡14外部的主機接收請求以檢索大量的數據。然后，無線網關22可以請求 網絡管理器27分配另外的帶寬以適應該事務。例如，無線網關22可以發(fā)出 適當的服務請求。然后，無線網關22可以在該事務完成時請求網絡管理器 27釋放該帶寬。
繼續(xù)參照圖1,無線網絡14可以包括一個或更多現場設備30-36。通常， 像那些在化工、石油或其它加工廠中^f吏用的過程控制系統(tǒng)包括諸如閥、閥定 位器、開關、傳感器(例如溫度、壓力和流速傳感器)泵、風機等等之類的 現場設備。 一般而言，現場設備執(zhí)行該過程內的物理控制功能，例如，開閥 或關閥或獲得過程參數的測量值。在無線通信網絡14中，現場設備30-36 為無線通信包的生成者和使用者。
設備30-36可以利用無線通信協(xié)議進行通信，該無線通信協(xié)議提供了類 似的有線網絡的功能，具有類似或改進的運行性能。具體來說，該協(xié)議可以 使得該系統(tǒng)能執(zhí)行過程數據監(jiān)測、關鍵數據監(jiān)測(具有更嚴格的性能要求)、 校準、設備狀態(tài)和診斷監(jiān)測、現場設備故障檢修、試運轉以及監(jiān)督過程控制。然而，執(zhí)行這些功能的應用程序通常要求無線網絡14支持的協(xié)議在必要時 提供快速更新，在需要時移動大量的數據，并且支持加入無線網絡14的網 絡設備，即使〗又僅暫時用于試運轉和修護工作。
如果想要的話，網絡14可包括非無線設備。例如，圖1的現場設備38 可以是遺留(legacy )4-20mA設備，并且現場設備40可以是傳統(tǒng)的有線HART 設備。為了在網絡14內進行通信，現場設備38和40可以經由無線HART 適配器(WHA ) 50或50A連接到無線HART網絡14。另外，WHA 50可以 支持其它通信協(xié)議，例如，Foundation Fieldbus、 PROFIBUS、 DeviceNet 等等。在這些實施例中，WHA50支持在協(xié)議棧的較下層上的協(xié)議轉換。另 外，預計單個WHA 50也可以充當多路復用器并且可以支持多個HART或 非HART設備。
通常，網絡管理器27可以負責使無線網絡14適應不斷變化的狀況并且 負責調度通信資源。當網絡設備加入和離開該網絡時，網絡管理器27可以 更新它的無線網絡14的內部模型并且使用這種信息產生通信調度表和通信 路由。另夕卜，網絡管理器2 7可以考慮無線網絡14的總體性能以及診斷信息， 以使無線網絡14適應拓樸和通信需求的變化。 一旦網絡管理器27已經產生 總體通信調度表，總體通信調度表的所有或各個部分可以通過一連串命令從 網絡管理器27傳輸到這些網絡設備。
為了進一步增加帶寬并提高可靠性，無線網關22可以在功能上被分成 虛擬網關24和一個或更多網絡4妻入點25，網絡接入點25可以是與無線網 關22進行有線通信的分立物理設備。然而，雖然圖1示出了物理上分離的 無線網關22和接入點25之間的有線連接26，但是可以理解的是，元件22-26 也可以是被提供為一體的設備。因為網絡接入點25可以與無線網關22物理 分離，接入點25可以在戰(zhàn)略上放置在網絡14的幾個不同的位置。除了增加 帶寬，多個接入點25可以通過利用其它接入點25補償一個接入點25處的 可能差的信號質量來增加網絡14的總體可靠性。在一個或更多接入點25出 現故障的情況下，擁有多個接入點25還提供了冗余。除了分配帶寬，要不然的話橋接網絡12和14，無線網關22還可執(zhí)行 無線網絡14中的一個或更多管理功能。如圖l中示出的，網絡管理器軟件 模塊27和安全管理器軟件模塊28可以存儲在無線網關22中并在無線網關 22中執(zhí)行?？商娲兀W絡管理器27和/或安全管理器28可以在工廠自動 化網絡12中的主機16或18之一上運行。例如，網絡管理器27可以在主機 16上運行而安全管理器28可以在主才幾18上運行。網絡管理器27可以負責 配置網絡14、調度無線設備之間的通信、管理與這些無線設備相關聯(lián)的路 由表、監(jiān)測無線網絡14的總體健康、向工作站16和18報告無線網絡14的 健康，以及其它管理和監(jiān)督功能。雖然在網絡14中有單個有效網絡管理器 27運行可能就足夠了 ，但冗余網絡管理器27可以類似地被提供以保護無線 網絡免受意料之外的設備故障。同時，安全管理器28可以負責保護無線網 絡14不受到未被授權的設備的惡意或無意入侵。為了這個目的，安全管理 器28可以管理鑒權代碼，驗證由嘗試加入無線網絡14的設備提供的授權信 息，更新諸如到期密鑰之類的暫時性安全數據以及執(zhí)行其它安全功能。
繼續(xù)參照圖1，無線網絡14可以包括一個或更多現場設備30-36。通常， 像那些在化工、石油或其它加工廠中使用的過程控制系統(tǒng)包括諸如閥、閥定 位器、開關、傳感器(例如溫度、壓力和流速傳感器)、泵、風機等等之類 的現場設備?，F場設備執(zhí)行該過程內的物理控制功能，例如，開閥或關閥或 獲取過程參數的測量值。在無線通信網絡14中，現場設備30-36為無線通 信包的生成者和使用者。
設備30-36可以利用無線通信協(xié)議進行通信，該無線通信協(xié)議提供了類
似的有線網絡的功能，具有類似或改進的運行性能。具體來說，該協(xié)議可以
使得該系統(tǒng)能執(zhí)行過程數據監(jiān)測、關鍵數據監(jiān)測(具有更嚴格的性能要求)、
校準、設備狀態(tài)和診斷監(jiān)測、現場設備故障檢修、試運轉以及監(jiān)督過程控制。
然而，執(zhí)行這些功能的應用程序通常要求由無線網絡14支持的協(xié)議在必要
時提供快速更新，在需要時移動大量的數據，并且支持加入無線網絡14的
網絡設備，即使僅僅暫時用于試運轉和修護工作。在一個實施例中，支持無線網絡14的網絡設備30-36的無線協(xié)議是已 知有線HART協(xié)議的擴展，這是一種被廣泛接受的行業(yè)標準，其維護有線環(huán) 境的筒單工作流程和實踐。在這種意義上，網絡設備30-36可以被認為是無 線HART設備。通過簡單增加新的設備描述文件，用于有線HART設備的 相同工具可以容易地適用于無線設備30-36。以這種方式，該無線協(xié)議可以 借助利用有線HART協(xié)議獲得的經驗和知識的杠桿作用來使培訓最少并簡 化維護和支持。 一般而言，使協(xié)議適應于無線應用，以便在設備上運行的大 多數應用程序沒有"注意到"從有線網絡到無線網絡的轉變可以是方便的。 顯然，這樣的透明性大大減小了升級網絡的成本，并且更為一般地，減小了 與開發(fā)和支持可以和這樣的網絡一起使用的設備相關的成本。對眾所周知的 HART協(xié)議進行無線擴展的 一 些另外的好處包括對用有線設備難以獲得或 需要昂貴的代價才能獲得的測量結果的訪問以及從可以安裝在膝上型電腦、 手持機、工作站等等上的系統(tǒng)軟件配置和操作儀器的能力。另一個好處是有 能力將診斷警告從無線設備返回通過通信基礎設施送到在集中放置的診斷 中心。例如，加工廠中的每個熱交換器可能與無線HART設備安裝在一起并 且當交換器檢測到問題時，可以警告終端用戶和供應商。又一好處是有能力 監(jiān)測呈現嚴重健康和安全問題的狀況。例如，無線HART設備可能放置在路 上的洪水區(qū)并用于警告當局或司機有關水位的情況。其它好處包括對寬范 圍的診斷警告的訪問，和在無線HART設備處存儲趨勢值以及計算值的能 力，以便當建立了與該設備的通信時，可以將這些值傳輸到主機。在這種方 式下，無線HART協(xié)議可以提供使主機應用程序能夠無線訪問現有的HART 使能現場設備的平臺，并且該無線HART協(xié)議可以支持電池供電的、^又限無 線的HART使能現場設備的部署。該無線HART協(xié)議可以用于建立過程應 用的無線通信標準，并且可以進一步通過增強基本的HART技術以支持無線 過程自動化應用，來擴展HART通信的應用以及該協(xié)議提供給過程控制行業(yè) 的好處。
再次參見圖1,現場設備30-36可以是無線HART現場設備，每個現場200880019600.5
設備30-36采用整體單元的形式并且支持無線HART協(xié)議棧的所有層。例如， 在網絡14中，現場設備30可以是無線HART流量計，現場設備32可以是 無線HART壓力傳感器，現場設備34可以是無線HART閥定位器，現場設 備36可以是無線HART壓力傳感器。重要的是，無線設備30-36可以支持 用戶已經從有線HART協(xié)議見到的所有的HART特征。如本領域技術人員 將會懂得的是，該HART協(xié)議的核心實力之一在于它的嚴格的協(xié)同工作能力 要求。在一些實施例中，所有無線HART裝置包括核心的強制性能力以便允 許(例如，由不同廠商制造的)同等的設備類型被互換而不會危及系統(tǒng)運行。 而且，無線HART協(xié)議向后兼容諸如設備描述語言(DDL)之類的HART 核心技術。在優(yōu)選實施例中，所有的無線HART設備應該支持DDL,其確 保終端用戶直接具有開始使用無線H A R T協(xié)議的工具。
如果想要的話，網絡14可以包括非無線設備。例如，圖1的現場設備 38可以是遺留4-20mA設備，并且現場設備40可以是傳統(tǒng)的有線HART設 備。為了在網絡14內進行通信，現場設備38和40可經由無線HART適配 器(WHA) 50連接到無線HART網絡14。另外，WHA50可以支持其它通 信協(xié)議，例如，FOUNDATION Fieldbus、 PROFIBUS、 DeviceNet等等。在 這些實施例中，WHA50支持在協(xié)議棧的較下層上的協(xié)議轉換。另外，預計 單個WHA 50也可以充當多路復用器并且可以支持多個HART或非HART 設備。
工廠員工另外可使用手持式設備進行網絡設備的安裝、控制、監(jiān)測和維 護。 一般而言，手持式設備是便攜式裝置，該便攜式裝置可以直接連接到無 線網絡14或通過網關設備22連接到無線網絡14作為工廠自動化網絡12上 的主機。如圖l示出的，連接無線HART的手持式設備55可以直接與無線 網絡14進行通信。當與形成的無線網絡14 一起運行時，手持式設備55可 以只是作為另一無線HART現場設備加入網絡14。當與沒有連接到無線 HART網絡的目標網絡設備一起運行時，手持式設備55可以通過與該目標 網絡設備形成它自己的無線網絡，作為無線網關22和網絡管理器27的結合來運行。
連接工廠自動化網絡的手持式設備(未示出)可以用于通過諸如Wi-Fi 之類的已知組網技術連接到工廠自動化網絡12。該設備釆用與外部工廠自 動化服務器(未示出)或者工作站16和18與設備30-40的通信相同的方式， 通過無線網關22與網絡設備30-40進行通信。
另外，無線網絡14可以包括路由器設備60,該路由器設備60是從一 個網絡設備向另 一個網絡設備轉發(fā)包的網絡設備。正在充當路由器設備的網 絡設備使用內部路由表來指揮路由，即來決定特定的包應該被發(fā)送給哪個網 絡設備。在那些無線網絡14上的所有設備都支持路由的實施例中，可以不 需要諸如路由器60之類的單機路由器。然而，(例如為了擴展網絡，或為 了節(jié)省該網絡中的現場設備的電力)添加一個或更多專用路由器60到網絡 14可以是有益的。
直接連接到無線網絡14的所有設備可以被稱為網絡設備。具體來說， 無線現場設備30-36、適配器50、路由器60、無線網關22、接入點25以及 無線手持式設備55是為了路由和調度目的的網絡設備，這些網絡設備中的 每一個形成無線網絡14的節(jié)點。為了提供非常健壯的和容易擴展的無線網
地址之類的實質上唯一的地址來進行全局標識。網絡管理器27可以包含網 絡設備的完整列表，并且可以指派給每個設備短的、網絡唯一的16位(例 如)別名。另外，每個網絡設備可以存儲與更新("掃描")速率、連接會話 以及設備資源相關的信息。簡而言之，每個網絡設備維護與無線網絡14內 的路由和調度相關的最新信息。每當新的設備加入該網絡時或每當網絡管理 器27檢測到或發(fā)起無線網絡14的拓樸或調度的改變時，網絡管理器27可 以將該信息傳達到網絡設備。
進一步，每個網絡設備可以存儲并維護該網絡設備在偵聽操作期間已經 識別的鄰居設備的列表。 一般而言，網絡設備的鄰居是潛在能夠根據由相應 的網絡強制實行的標準建立與該網絡設備的連接的任何類型的另 一個網絡設備。在為無線HART網絡14的情況下，該連接是直接無線連接。然而，
將會理解的是，鄰居設備還可以是以有線方式連接到特定設備的網絡設備。 如稍后將要討論的，網絡設備可通過廣告或在指定的時段發(fā)出的特殊消息來
促進其它網絡設備發(fā)現它們?？刹僮鞯剡B接到無線網絡14的網絡設備具有
一個或更多鄰居，這些網絡設備可以根據廣告信號的強度或根據一些其它準 則選擇這些鄰居。
在如圖l示出的實例中，由直接無線連接65連接的一對網絡設備中的 每個設備將另一個識別為鄰居。無線網絡14的網絡設備可以形成大量的設 備間連接65。建立兩個網絡設備之間的直接無線連接65的可能性和愿望由 諸如這些節(jié)點之間的物理距離、這些節(jié)點(設備)之間的障礙、這兩個節(jié)點 中的每一個節(jié)點處的信號強度等等若干因素來確定。通常每個無線連接65 由與發(fā)送頻率、接入無線電資源的方法等有關的一個大的參數組特征化。本 領域普通技術人員將認識到的是，通常，無線通信協(xié)議可以在指定頻率上運 行，例如由美國的聯(lián)邦電信委員會(FCC)指派的那些頻率，或運行于無許 可證的無線電頻段(例如，2.4GHz)。盡管這里討論的系統(tǒng)和方法可以應用 于在任何指定頻率或頻率范圍上運行的無線網絡，但是下面討論的示例性實 施例涉及與運行于無線電頻譜上的無許可證的或者共享部分的無線網絡14。 根據這個實施例，無線網絡14可以被容易地驅使或調整為根據需要在特定 的無許可證的頻率范圍中運行。
繼續(xù)參照圖1,兩個或更多直接無線連接65可以形成在不能形成直接 無線連接65的節(jié)點之間的通信路徑。例如，無線HART手持式設備55和無 線HART設備36之間的直接無線連接65A,連同無線HART設備36和路 由器60之間的直接無線連接65B,可以形成i殳備55和60之間的通信路徑。 如以下更加詳細討論的，這些通信路徑中的至少 一些可以是有向通信路徑 (即允許或定義一對設備之間沿僅僅一個方向傳輸數據)。同時，無線HART 設備36可以直接連接到網絡設備55、 60、 32中的每一個，并且連4妄到網絡 接入點25A和25B。 一般而言，在無線網絡14中運行的網絡設備可以發(fā)起數據包、中繼由其它設備發(fā)送的數據包或執(zhí)行這兩種類型的操作。如這里所 使用的，術語"終端設備"指不中繼由其它設備發(fā)送的數據包的網絡設備，而 術語"路由設備"指中繼在其他網絡設備之間傳播的數據包的網絡設備。當 然，路由設備還可以發(fā)起它自己的數據，或者在某些情況下為終端設備。因
此， 一個或若干終端設備和路由設備，連同若干直接連接65,可以形成網
狀網絡的一部分。
因為加工廠可以具有成百或者甚至上千個現場設備，所以在該工廠中運
行的無線網絡14可以包括大量的節(jié)點，并且在許多工作情況下包括更大量 的節(jié)點對之間的直接連接65。結果，無線網絡14可能具有復雜的網狀拓樸， 并且不共享直接連接65的一些設備對可能必須通過執(zhí)行這些設備之間的通 信的許多中間跳來進行通信。因此，在數據包離開源設備之后到達目的設備 之前，可能有時需要沿許多直接連接65進行傳播，并且每個直接連接65可 能對該數據包的總傳遞時間添加一延遲。而且，這些中間設備中的某些中間 設備可以位于網狀網絡的許多通信路徑的交叉點處。同樣，可能除了發(fā)起它 自己包之外，這些設備還可能要負責中繼由許多不同設備發(fā)起的大量的包。 因此，相對忙的中間設備可以不馬上轉發(fā)瞬變的數據包，而是在相應的通信 路徑上向下一個節(jié)點發(fā)送該包之前，可以將該包排入隊列等待相對長的時 間。當數據包最終到達該目的設備時，該目的設備可以用確認包進行回復， 該確認包也可能遇到類似的延遲。在該包傳播到目的設備以及相應的確認包 從該目的設備傳播回到該發(fā)起設備期間，該發(fā)起節(jié)點可能不知道該數據是否 已經成功到達該目的設備。而且，設備可能由于調度維護和升級或由于意外 故障而離開無線網絡14,從而改變了該網狀網絡的拓樸并石皮壞了這些通信 路徑中的某些路徑。類似地，這些設備可以加入無線網絡14，從而添加了 另外的直接連接65。如果不以高效且及時的方式進行處理的話，無線網絡 14的拓樸的這些或其它改變可能會大大影響節(jié)點對之間的數據發(fā)送。
然而，重要的是，傳遞數據包的效率可以在很大程度上決定工廠運行的 可靠性、安全性和總體質量。例如，包括指示反應器的過高溫度的測量值的數據包應該快速并可靠地到達另一節(jié)點，例如手持式設備55或甚至是工作 站16，以便操作員或控制器可以馬上采取適當的措施并且如果必要的話致 力于解決危險情況。為了高效利用可用的直接無線連接65并完全適應頻繁 改變的網絡拓樸，網絡連接器27可以維護完整的網絡地圖(map) 68,定 義連接至少某些網絡設備對30-50的路由方案，并且將該路由方案的相關部 分傳達給參與該路由方案的每個網絡設備。
具體來說，網絡管理器27可以定義包括一個或更多單向通信路徑的一 組有向圖(directed graph ),將圖標識符指派給每個定義的有向圖，并且可 以將每個圖定義的相關部分傳達給每個相應的網絡設備，每個相應的網絡設 備而后可以更新特定i殳備的、在本地存儲的連"l妄表69。如以下更詳細的i兌 明，網絡設備30-50接著可以基于包括在數據包的包頭、包尾等的圖標識符 來路由這些數據包。如果想要的話，每個連接表69可以僅僅存儲與相應的 網絡設備直接相關的路由信息，這樣該網絡設備不知道包括該網絡設備的有 向圖的完整定義。換句話說，該網絡設備可能無法"看到"其直接鄰居之外的 網絡，并且在這種意義上，該網絡設備可能不知道無線網絡14的完整拓樸。 例如，在圖1中示出的路由器設備60可以存儲連接表69A,其可以僅僅指 定與相鄰網絡設備32、 36、 50和34相關的路由信息。同時，WHA 50A可 以存儲連接表69B,其相應地可以指定與WHA 50A的鄰居相關的路由信息。
在某些情況下，網絡管理器27可以在網絡設備對之間定義雙重通信路 徑，以確保在主通信路徑的直接連接65之一變得不可用的情況下，數據包 仍然可以沿副通信路徑到達目的設備。然而，直接連接65中的一些可以在 特定的網絡設備對的主路徑和副路徑之間被共享。而且，網絡管理器27在 某些情況下可以將要使用的整個通信路徑傳達給某一 網絡設備，該網絡設備 接著可以發(fā)起數據包并且將完整的路徑信息包括在該數據包的包頭和包尾 中。優(yōu)選地，針對無嚴格的等待時間要求的數據，網絡設備使用這種路由方 法。如下詳細討論的，該方法(這里稱為"源路由")可以不提供相同程度的 可靠性和靈活性，并且， 一般而言，可以具有傳遞延遲較長的特征。另一核心要求是以最小的擾亂性與使用同一頻帶的其它裝備共存。共存一般 定義為一個系統(tǒng)在共享環(huán)境中執(zhí)行任務的能力，在該共享環(huán)境中，其它系統(tǒng) 能夠類似地執(zhí)行它們的任務，同時遵照同一準則組或者不同(并且可能未知 的)的準則組。在無線環(huán)境中共存的一個要求是在該環(huán)境中出現干擾時該協(xié) 議維持通信的能力。另一要求是該協(xié)議應該對其它通信系統(tǒng)造成盡可能小的 千擾和擾亂。
換句話說，無線系統(tǒng)與周圍的無線環(huán)境共存的問題大體具有兩個方面。 共存的第一方面是該系統(tǒng)用以影響其它系統(tǒng)的方式。例如，特定系統(tǒng)的操作 員或開發(fā)者可以詢問一個發(fā)射器發(fā)送的信號對接近該特定系統(tǒng)運行的其它 無線電系統(tǒng)具有什么影響。更為具體地，該操作員可以詢問，每當該發(fā)射機 開啟時該發(fā)射機是否擾亂某些其它無線設備的通信，或者該發(fā)射機是否在廣
播上花費過多的時間從而有效地"獨占"(hogging)該帶寬。理想地，每個 發(fā)射機應該是不被其它發(fā)射機注意到的"安靜鄰居"。盡管該理想特性(如果 有的話)很少能夠達到，但創(chuàng)造了其它無線通信系統(tǒng)可以在其中運行得相當 好的共存環(huán)境的無線系統(tǒng)可以被稱為"好鄰居"。無線系統(tǒng)的共存的第二方面 是該系統(tǒng)在有其它系統(tǒng)或無線信號源的情況下運行得相當好的能力。具體來 說，無線系統(tǒng)的健壯性可以取決于該無線系統(tǒng)防止在這些接收機處的干擾的 能力有多好，取決于這些接收機是否由于接近的RF能量源而容易超載，取 決于這些接收機對偶爾的位丟失的容忍度有多好，以及類似的因素。在某些 行業(yè)中，包括過程控制行業(yè)，有許多重要的經常不允許數據丟失的潛在應用。 能夠在嘈雜的或動態(tài)的無線電環(huán)境中提供可靠通信的無線系統(tǒng)可以被稱為 "寬容的鄰居"。
有效的共存(即，作為好鄰居和寬容的鄰居)部分地依賴于有效使用三 方面的自由時間、頻率和距離。當通信在l)在干擾源(或者其它通信系 統(tǒng))安靜的時候發(fā)生；2)以與干擾信號不同的頻率發(fā)生；或3)在足以遠 離該干擾源的位置發(fā)生時，該通信可能是成功的。盡管這些因素中的單個因素可能用于在無線電頻譜的共享部分提供通信方案，但是這些因素中的兩個 或所有三個的結合可以提供高度的可靠性、安全性和速度。
仍然參見圖1,網絡管理器27或在網絡14或12上運行的另一應用或 服務可以鑒于以上討論的這些因素定義無線通信網絡14的主網絡調度表 67。主網絡調度表67可以為網絡設備25和30-55指定將諸如時間段和無線 電頻率之類的資源的分配。具體來說，主網絡調度表67可以指定網絡設備 25和30-55中的每一個何時發(fā)送過程數據、代表其它網絡設備路由數據、偵 聽從網絡管理器27傳播來的管理數據以及為了希望加入無線網絡14的設備 而發(fā)送廣告數據。為了以有效方式分配無線電資源，網絡管理器27可以鑒 于無線網絡14的拓樸定義并更新主網絡調度表67。更為具體地，網絡管理 器27可以根據在每個節(jié)點處標識的直接無線連接65來分配可用資源給無線 網絡14的節(jié)點中的每一個(即，無線設備30-36、 50以及60)。在這種意 義上，網絡管理器27可以鑒于在每個節(jié)點處的發(fā)送要求和路由可能性來定 義和維護網絡調度表67。
主網絡調度表67可以將可用的無線電資源分成獨立的通信信道，并且 進一步以例如時分多址(TDMA)通信時隙為單位在每個信道上測量發(fā)送和 接收時機。具體來說，無線網絡14可以在某一頻帶內運行，該頻帶在大多 數情況下可以安全地與若干截然不同的載波頻率相關聯(lián)，以便以一個頻率進 行的通信可以與以該頻帶內的另一頻率進行的通信同時發(fā)生。本領域普通技 術人員將會理解的是，在典型應用中的載波頻率(例如公共無線電)被充分 地分隔開以防止相鄰載波頻率之間的干M^。例如，在2.4GHz頻帶中，IEEE 指派頻率2.455給信道號21,指派頻率2.460給信道號22,從而允許2.4GHz 頻帶的兩個相鄰段之間隔開5KHz。主網絡調度表67可以因此將每個通信信 道與截然不同的載波頻率相關聯(lián)，該載波頻率可以是該頻帶的特定段的中心頻率。
同時，如使用TDMA技術的行業(yè)中通常所用的，術語"時隙，，指特定的 持續(xù)時間段，較大的時段被分成該特定的持續(xù)時間段以提供受控的共享方法。例如， 一秒可以分成IO等分的100毫秒時隙。雖然主網絡調度表67優(yōu)選地以單個固定持續(xù)時間的時隙分配資源，但是只要無線網絡14的每個相
關節(jié)點都被適當地通知了這種改變，那么改變這些時隙的持續(xù)時間也是可能
的。繼續(xù)10個100毫秒時隙的實例定義，、兩個設備可以每秒交換一次數據，在每秒的第一個100ms時段(即第一時隙)期間一個設備進行發(fā)送，在每秒的第四個100ms (即第四時隙)期間，另一設備進行發(fā)送，而剩下的時隙未被占用。因此，在無線網絡14上的節(jié)點可以通過發(fā)送頻率以及相應的設備可以在其間發(fā)送和接收數據的時隙來標識被調度的發(fā)送時機和接收時機。
作為定義有效的和可靠的網絡調度表6 7的 一 部分，網絡管理器2 7可以在將時隙在邏輯上組織成循環(huán)重復的組或超幀。如這里所使用的，超幀可以被更為精確地理解為一連串相等的超幀循環(huán)，每個超幀循環(huán)對應于形成連續(xù)時間段的若干相鄰接的時隙的邏輯分組。在給定超幀內的時隙的數目定義了超幀的長度并且確定了每個時隙多久重復一次。換句話說，超幀的長度與單個時隙的持續(xù)時間相乘，指定了一個超幀循環(huán)的持續(xù)時間。另外，為了方便起見，可以對每個幀循環(huán)內的時隙進行連續(xù)編號。舉一個具體的實例，網絡管理器27可以將時隙的持續(xù)時間固定在10毫秒，并且可以定義長度為100的超幀，以產生l秒幀循環(huán)(即，IO毫秒乘以IOO)。在基于O的編號方案中，該實例超幀可以包括編號為0, 1,…99的時隙。
如以下更詳細的討論，網絡管理器27減少了等待時間并且另外通過將多個不同大小的并發(fā)超幀包括在網絡調度表67中來優(yōu)化數據發(fā)送。而且，網絡調度表67的一些或所有超幀可以跨越多個信道或載波頻率。因此，主網絡調度表67可以指定各個超幀的各個時隙和可用信道之一之間的關聯(lián)。
因此，主網絡調度表67可以對應于獨立的設備調度表的集合。例如，諸如閥定位器34之類的網絡設備可以具有獨立的設備調度表67A。設備調度表67A可以僅僅包括與相應的網絡設備34相關的信息。類似地，路由器60可以具有獨立的設備調度表67B。相應地，網絡設備34可以根據設備調度表67A發(fā)送和接收數據而不知道諸如該設備60的調度表69B之類的其它網絡設備的調度表。為了這個目的，網絡管理器27可管理總的網絡調度表 67和各個獨立的設備調度表67 (例如，67A和67B ),并且當需要時將獨 立的設備調度表67傳達給相應的設備。當然，設備調度表67A和67B是總 體或主網絡調度表67的子集，或者是從總體或主網絡調度表67獲得的。在 其它實施例中，獨立的網絡設備25和35-50可以至少部分定義或協(xié)商設備 調度表67并將向網絡管理器27報告這些調度表。根據這個實施例，網絡管 理器27可以根據接收到的設備調度表67組合網絡調度表67,同時檢查資 源竟爭并解決潛在的沖突。
以上概括描述的支持無線網絡14的通信協(xié)議在這里被稱為無線HART 協(xié)議70，并且參照圖2更詳細地討論該協(xié)議的操作。如將會被理解的，直 接無線連接65中的每一個可以根據無線HART協(xié)議70的物理和邏輯要求來 傳輸數據。同時，無線HART協(xié)議70可以高效地支持在時隙內并且在與特 定設備調度表69所定義的超幀相關聯(lián)的載波頻率上進行通信。
圖2示意性地示出了無線HART協(xié)議70的一個示例性實施例的各層， 與眾所周知的通信協(xié)議的ISO/OSI7層模型的各層近似對齊。作為比較，圖 2另外示出現有的"有線，，HART協(xié)議72的各層。將會理解的是，無線HART 協(xié)議70不一定要具有有線對等體。然而，如下面將要詳細討論的，無線HART 協(xié)議70可以通過與現有協(xié)議共享該協(xié)議棧的一個或更多上層來大大方便其 實現。如以上所指示的，如以上所指示的，與為類似網絡提供服務的有線協(xié) 議72相比，無線HART協(xié)議70可以提供相同或更高程度的可靠性和安全性。 同時，通過消除安裝有線的需要，無線HART協(xié)議70可以提供若干重要的 優(yōu)點，例如降低與安裝網絡設備相關的成本。還將會理解的是，雖然圖2將 無線HART協(xié)議70表現為HART協(xié)議72的無線對等體，但這種特定的對 應在這里僅僅是作為實例被提供。在其它可能的實施例中，無線HART協(xié)議 70的一或更多層可以對應于其它協(xié)議，或如以上所提及的，無線HART協(xié) 議70可以不與任何現有協(xié)議共享甚至最上面的應用層。
如圖2中示出的，HART技術的無線擴展可以將至少一個新物理層(例如，IEEE802.15.4無線電標準)和兩個凄t據《連^各層(例如，有線和無線網格) 添加給已知的有線HART實施。 一般而言，無線HART協(xié)議70可以是安全 的、在2.4GHzISM無線電頻帶中運行的無線網格組網技術(塊74)。在一 個實施例中，無線HART協(xié)議70可以在一個事務接一個事務的基礎上利用 可兼容IEEE 802.15.4b的直接序列擴頻通信(DSSS )無線電和信道跳頻。 可以利用TDMA對該無線HART通信進行調停以調度《連路活動(塊76 )。 同樣，優(yōu)選地，所有通信在指定的時隙內執(zhí)行。 一個或更多源設備和一個或 更多目的設備可以被調度以在給定時隙中進行通信，并且每個時隙可以專門 用于來自單個源設備的通信，或者這些源設備可以被調度為利用像
CSMA/CA那樣的共享通信接入模式進行通信。源設備可以發(fā)送消息到一個 或更多特定的目標設備或者可以將消息廣播到被指派時隙的所有目標設備。 因為這里描述的無線HART協(xié)議70允許部署網狀拓樸，所以也可以指 定重要的網絡層78。具體來說，網絡層78可以使得單獨的設備之間能夠建 立直接無線連接65,并且使得無線網絡14的特定節(jié)點(例如設備34)和網 關22之間能夠通過一個或更多中間跳來路由數據。在某些實施例中，網絡 設備對30-50可以建立包括一個或若干跳的通信^^徑，而在其它實施例中， 所有數據可以要么向上游傳播到無線網關22,要么從無線網關22向下游傳 播到特定的節(jié)點。
為了增強可靠性，無線HART協(xié)議70可以將TDMA與 一種將多個無線 電頻率與單個通信源相關聯(lián)的方法(例如，信道跳頻)相結合。信道跳頻提
供了最小化干擾并減少多徑衰落影響的頻率分集。具體來說，數據鏈路76 可以生成單個超幀和多個載波頻率之間的關聯(lián)，數據鏈路層76以受控的和 預定義的方式在所述多個載波頻率之間循環(huán)。例如，無線HART網絡14的 特定場合的可用頻帶可以具有載波頻率Fh F2, ... Fn。超幀S的相關幀R可 以被調度為，在循環(huán)Cn中以頻率Ft出現，在接下來循環(huán)Cn+1中以頻率F5 出現，在循環(huán)C。+2中以頻率F2出現，等等。網絡管理器27可以利用該信息 配置相關網絡設備，以便在超幀S中進行通信的網絡設備可以根據超幀S的當前循環(huán)調整發(fā)送頻率或接收頻率。
無線HART協(xié)議70的數據鏈路層76可以提供另外的將信道列入黑名 單的特征，其限制這些網絡設備使用該無線電頻帶中的某些信道。網絡管理 器27可以響應于檢測到信道上的過多干擾或其它問題，將無線電信道列入 黑名單。進一步，操作員或網管可以將信道列入黑名單以便保護使用無線電 頻帶的固定部分的無線服務，否則的話該無線服務要與無線HART網絡14 共享該固定部分。在一些實施例中，無線HART協(xié)議70以超幀為基礎控制 列黑名單，以便每個超幀具有獨立的被禁止信道的黑名單。
在一個實施例中，網絡管理器27負責分配、指派并調整與數據鏈路層 76相關聯(lián)的時隙資源。如果網絡管理器27的單個例子支持多個無線HART 網絡14,網絡管理器27可以為無線HART網絡14的每個例子生成總體調 度表。該調度表可以被組織成包含相對于該超幀的起點進行編號的時隙的超 幀。另外，網絡管理器27可以維持全局性絕對時隙計數，該絕對時隙計數 可以反映自從無線HART網絡14啟動以來被調度的時隙的總數。該絕對時 隙計數可以用于同步目的。
無線HART協(xié)議70可以進一步定義鏈i洛或鏈路對象以便在邏輯上統(tǒng)一 調度和路由。具體來說，鏈路可以與具體的網絡設備、具體的超幀、相對隙 數、 一個或更多鏈路選項(發(fā)送、接收、共享)以及鏈路類型(正常、廣告、 發(fā)現)相關聯(lián)。如圖2中示出的，數據鏈路層76可以是頻率捷變的。更為 具體地，信道偏移量可以用于計算用于執(zhí)行通信的具體的無線電頻率。網絡 管理器27可以鑒于每個網絡設備處的通信要求定義一組鏈路。然后，每個 網絡設備可以4皮配置以所定義的該組鏈i 各。所定義的該組鏈路可以確定該網 絡設備何時需要醒來，以及該網絡設備是否應該在醒來后即進行發(fā)送、接收 或同時發(fā)送/接收。
繼續(xù)參照圖2,無線HART協(xié)議70的傳輸層80允許有效的盡力而為的 通信和可靠的、端到端確認式通信。如本領域技術人員將會認識到的，盡力 而為的通信允許設備發(fā)送包而不進行端到端的確認，并且不保證目的設備處的數據順序。用戶數據報協(xié)議(UDP)是這種通信策略的一個眾所周知的實 例。在過程控制行業(yè)中，該方法可以對公布過程數據是有用的。具體來說， 因為設備周期性地傳播過程數據，所以端到端確認和重試已經限制了效用， 特別是考慮到新數據是在定期的基礎上產生的。相反，可靠的通信允許設備
發(fā)送確認包。除了保證數據傳遞，傳輸層80還可以安排網絡設備間發(fā)送的
包。對于請求/響應業(yè)務，或者當發(fā)送事件通知時，這種方法可以是優(yōu)選的。
當使用傳輸層80的可靠模式時，通信可以變得同步。
可靠的事務可以被建模為發(fā)出請求包的主設備和用響應包進行回復的 一個或多個從設備。例如，主設備可以產生某一請求并且可以將該請求廣播 到整個網絡。在某些實施例中，網絡管理器27可以使用可靠的廣播來告訴 無線HART網絡14中的每個網絡設備激活新的超幀?？商娲?，諸如傳感 器30之類的現場設備可以產生包并且將該請求傳播到另一現場設備，例如 傳播到便攜式HART通信裝置55。作為另一實例，由現場設備34產生的警 報或事件可以作為指向無線網關22的請求浮皮發(fā)送。響應于成功接收到該請 求，無線網關22可以產生響應包并且將該響應包發(fā)送到設備34，以對接收 到該警報或事件通知進行確認。
再參見圖2，會話層82可以提供網絡設備之間的基于會話的通信?？?以用會話在該網絡層上管理端到端通信。網絡設備可以具有為給定對等網絡 設備定義的多于一個會話。如果想要的話，幾乎所有網絡設備都可以具有至 少兩個與網絡管理器27建立的會話 一個用于成對通信， 一個用于從網絡 管理器27進行的網絡廣播通信。另外，所有網絡設備都可以具有網關會話 密鑰。這些會話可以通過指派給它們的網絡設備地址來區(qū)分。每個網絡設備 可以跟蹤該設備參與的每個會話的安全信息(加密密鑰、當前計數器)以及 傳輸信息(可靠傳輸順序號、重試計數器等)。
最后，無線HART協(xié)議70和有線HART協(xié)議72可以支持公共HART 應用層84。無線HART協(xié)議70的應用層可以另外包括子層86，其支持大數 據組的自動分段傳輸。通過共享應用層84,協(xié)議70和72允許對HART命令和數據進行公共封裝并且消除了在協(xié)議棧的最上層中進行協(xié)議轉換的需要。
圖3和4示出了建立或擴展過程控制網絡的無線HART方法的某些優(yōu) 勢。具體來說，圖3將用配置100示意性地表示的報告過程變量的遺留方法 與用配置102表示的有線HART方法進行對比。圖4進一步示出使用HART 的無線擴展的方法的某些附加優(yōu)勢。
參見圖3,硬線4-20毫安儀器102 (可以是科里奧利流量計)僅能經由 通常經過編組機柜108的有線連接106向分布式控制系統(tǒng)(DCS)報告單個 過程變量。例如，儀器102可向DCS 104才艮告流速測量值。通過HART標 準的引入，通過單對電線報告多個變量變得可能，并且此外，HART多路復 用器110的引入為4-20毫安設備提供支持。具體來說，HART多路復用器 110的若干個輸入中的每一個都可用于到獨立環(huán)路的獨立硬線連接112,以 用于測量流速、密度、溫度等。HART多路復用器IIO然后可經由有線連接 114向DCS 104報告這多個變量。然而，盡管諸如HART多路復用器110 之類的輸入模塊或多路復用設備可允許DCS 104使用單個連接112與若干個 遺留現場設備通信，但是對這種有遺留裝置進行改進可能是困難、昂貴且耗 時的。舉例來說，使用HART多路復用器IIO仍要求對編組機柜108進行重 新布線，并為各個環(huán)^各添加石更線連4妾112。
另一方面，圖4示出可依賴于無線HART協(xié)議70的更有利的配置120。 如以上簡要指示的，無線HART適配器50可在提供對符合HART標準的過 程變量組的訪問權限的同時，與現有的儀器(例如定位器、變送器等)協(xié)同 工作，以支持4-20毫安信令標準。因此，配置IIO可被更新為配置120,同 時將編組機柜108保持完整無缺。更具體地說，無線HART適配器50可以 有線方式連接到現場i殳備102,并建立與網關122的無線連接，網關122也 可與一個或更多無線HART設備124通信。因此，無線HART現場設備、 適配器以及網關可允許工廠操作員以成本有效的方式升級現有的網絡(即將 無線HART適配器添加到遺留設備)，并通過在與有線HART設備(未示出)和諸如4-20毫安裝置之類的遺留設備相同的網絡中使用諸如設備124 之類的無線HART設備來擴展現有的網絡。當然，有線工廠自動化網絡也可 包括使用諸如Foundation Fieldbus、 Profibus DP等之類的其它協(xié)議的設備， 并且應當注意到，部件50和122可類似地擴展和升級其它網絡。為了清楚 起見，所有這樣的網絡在這里都被稱為"遺留網絡"。
還應當注意到，具有內置無線HART能力的儀器提供使這些設備能夠 自供電(例如電池供電、太陽能供電等)的額外優(yōu)勢。無線方法的其它優(yōu)勢 在于根據需要添加對獨立儀器的多變量數據訪問的能力、消除了對編組機拒 重新布線以適應HART多路復用器的需要，以及在經由無線HART適配器 50訪問副過程測量值的同時維護在4-20毫安信令線上的主測量值的可能 性。進一步，諸如工作站16(見圖1 )之類的主機可使用標準HART命令來 從無線連接到無線HART網絡14的網絡設備讀取必需的過程值(通用命令)。 更進一步，用戶可經由包括例如診斷消息或遠程更新上傳和下載設備配置的 HART命令訪問所有可用的設備功能。
圖5提供在油罐區(qū)130中形成無線網狀網絡的特定示例以進一步示出這 里所述的無線網關的應用。在該特定示例中，油罐區(qū)130可利用若干個無線 HART設備來進行油位監(jiān)測。更具體地說，油罐區(qū)130包含作為現有設施的 一部分的若干個油罐132。本領域普通技術人員將認識到，為了給油罐區(qū)130 添加測量和監(jiān)測能力，并且使每個油罐132在DCS 134上可見，當前已知的 解決方案需要將線纜延伸到每個油罐以連接新安裝的儀表或傳感器。若現有 的線纜長度范圍內沒有充足的備用容量，則該操作可能是個昂貴且耗時的選 擇。另一方面，這里描述的無線解決方案可利用自己供電的儀器來報告新的 過程測量值。這些測量值可能例如來自容易安裝的無線接觸式溫度監(jiān)測設備 136。此外，由于為油罐區(qū)130提供服務的工程師、技術員和其它工廠操作 員可能不需要拉線纜或購買和安裝控制器輸入模塊，因此最后的成本節(jié)約可 能使得添加若干個過程測量點以改進過程可見性變得經濟可行。例如，工廠 操作員可為每個油罐額外添加壓力傳感器138。壓力傳感器138、無線接觸型溫度監(jiān)測設備136、無線網關137和未在圖5中示出的額外的無線設備由 此可形成無線網絡140。
如以上參照圖l一般討論的，重要的是，考慮每個庫132上的無線設備 的位置，以便無線網絡140可以形成高效和可靠的網狀布置。在某些情況下， 有必要在那些工廠裝置可能阻塞或嚴重影響無線連接的地方上添加路由器 60。因此在這種或類似情況下，期望無線網絡140是"自修復"的，即能夠 自動處理傳遞故障中的至少 一些故障。為了滿足這種情況或其它設計要求， 無線網絡140可以定義冗余路徑和調度表以便響應于檢測到一個或更多直 接無線連接65的故障，網絡14可以經由備用路由對數據進行路由。而且， 可以在不會關斷或重啟無線網絡140的情況下添加和刪除這些路徑。因為在 許多工業(yè)環(huán)境中的這些障礙或干擾源中的一些可以是暫時的或可移動的，因 此，無線網絡140可能夠自動重新組織自己。更為具體地，響應于一個或更 多預定的條件，現場設備對可以將彼此識別為鄰居，從而生成直接無線連接 65或者相反地，解除先前的直接無線連接65。另外，(在圖5中示出為駐 留于無線網關137中的)網絡管理器142可以額外地生成、刪去或暫時中止 非鄰居設備之間的路徑。
再參見圖1、 4和5，如果無線網絡14或140提供對參與網絡設備進一 步尋址的有效方法，則升級或擴展遺留網絡的方便性可進一步提高。特別期 望的是無縫擴展設備的現有尋址方案，以減少或甚至是消除重新配置遺留設 備的需要。此外，這種尋址方案可簡化用于訪問和監(jiān)測無線網絡14的外部 應用程序地開發(fā)，并且在至少某些預計的實施例中，可允許現有的應用程序 使用單個、統(tǒng)一和向后兼容的方案訪問4-20毫安設備、有線HART設備和 無線HART設備。圖6示意性地示出一種可提供以上論述的某些或所有優(yōu)勢 的為各個網絡設備30-55、 136和138指派地址信息的方法。
再參見圖2，無線HART協(xié)議70的數據鏈路層76可使用8字節(jié)地址 200，如圖6所示。同時，網絡層78可使用在無線HART網絡14內的唯一 5字節(jié)身份202。在一個實施例中，無線HART協(xié)議70支持兩種地址2字節(jié)"別名"204和8字節(jié)IEEE EUI-64TM地址200。與數據《連;洛76相關聯(lián)的 包或數據鏈路協(xié)議數據單元(DLPDU )可包含指示DLPDU中包括的地址是 2字節(jié)別名204還是全8字節(jié)地址200的專用字段。在運行中，網絡地址 30-50、 136和138可使用兩種格式中的任一種在無線網絡14或140內路由
數據包。
在一個實施例中，網絡管理器27或142可為獨立的網絡設備30-55、 136 和138指派2字節(jié)別名204,并在無線網絡14或140的運行期間管理別名 304。作為補充或替代地，其它實體或網絡設備可參與別名管理。特定網絡 設備的別名204可以是僅本地唯一的，即僅在網絡設備運行于其中的網絡 14或142內是唯一的。在大多數情況下，別名204指具體的網絡設備。然 而，諸如OxFFFF之類的預定義值可對應于廣纟番地址。
進一步，EUI-64地址200可包括由電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)指 派的三字節(jié)組織唯一標識符(OUI) 206和由HART協(xié)議70或無線HART 協(xié)議72控制的5字節(jié)唯一標識符202。在無線HART的情況下，全EUI-64 地址200可以利用HART通信基金會(HCF)組織唯一標識符(OUI) 206 與如6所示的40比特HART唯一標識符202的串接來構造。
同時，唯一標識符202可以是2字節(jié)擴展設備類型代碼208與2字節(jié)設 備標識符210的串接。優(yōu)選地，該擴展設備類型代碼208由諸如HCF之類 的負責定義無線HART協(xié)議70的組織分配。優(yōu)選地，利用同一設備類型代 碼208制造的各個設備具有不同的設備標識符210。進一步，由于IEEE 802.15.4要求以LSB優(yōu)先的方式發(fā)送多字節(jié)字段("小端字節(jié)序，little endian")，因此無線HART協(xié)議72可遵從LSB排序。因此，長地址200 在DLPDU中以設備標識符210的最低有效位(LSB )開始發(fā)送，而以HCF OUI 306的MSB結束發(fā)送。在該實施例中，別名204也可以小端字節(jié)序(LSB 優(yōu)先)的方式發(fā)送。
以上參照圖6描述的尋址方案可提供從支持有線HART協(xié)議72的有線 環(huán)境到至少局部具有無線能力的無縫轉換。根據以上描述將認識到，由于所建立的HART尋址方案的無縫擴展和能夠將各種網絡連接到無線HART網 絡14的無線網關的無縫擴展，將無線HART設備30、 32等逐步添加到硬線 HART網絡而不徹底重建相應的過程控制環(huán)境是可能的。無線網關22或137 可以是用HART設備類型配置的無線HART設備。用更通俗的話說，無線 網關22或137也可以是無線HART網絡14或10上的網絡設備。另 一方面， 無線網關22或137可向工廠自動化網絡12提供服務接入點(SAP)。本領 域技術人員將意識到，服務接入點通常用作終點或進入各種服務或網絡的進 入點。因此預計無線網關22或137除了隧道技術和協(xié)議轉換之外，還可提 供針對大數據傳輸的緩沖和本地存儲。
重要的是，無線網關22或137的第二接口 23B不需要被限制為任何特 定協(xié)議。例如，以太網到無線式無線網關22或137可提供工業(yè)以太網絡與 無線HART網絡14之間的雙向路徑，Wi-Fi到無線式無線網關22或137可 在802.1 la/b/g無線電鏈路上運行，以類似地將無線網絡14或140連接到工 廠網絡，而串行到無線式無線網關22或137可使能工廠自動化服務器與支 持串行接口的其它裝置之間的連接。最后，很多過程控制裝置的供應商提供
私有的輸入/輸出(I/O)網絡，并且因此需要私有接口。在后者的情況下， 無線網關22可裝配有特定系統(tǒng)的私有接口 。
圖7-10連同圖1 一起示出在各種網絡拓樸中且鑒于不同的現存裝置和 環(huán)境狀況可能有用的無線網關的若干個實施例。在圖l所示的示例中，無線 網關22可經由以太網或其它標準協(xié)議將無線HART網絡14連接到工廠自動 化網絡12。然而，無線網關22或127也可支持其它類型的連接。如圖7所 示，例如，網絡300可包括以可通信方式連接到工廠骨干305的DCS 302。 工作站306也可連接到工廠骨干20,并且可向操作員和工廠員工提供對DCS 302和網絡330的剩余部分的訪問權限。進一步，DCS 302可通過一組承載 4-20毫安范圍內的可變DC電流的導線312與現場終端組件(FTA) 310通 信。本領域技術人員將認識到，FTA310主要用于在為DCS 302的特定商家 布線提供一定程度的靈活性的同時，維持與遺留4-20毫安設備320相同的布線316。另外，FTA 310可經由信令鏈路326連接到多路復用器324。類 似于前面論述的多路復用器110,多路復用器324可提供一個或更多輸入與 一個或更多輸出之間的信號轉換。在該特定示例中，多路復用器324可連接 到適配器328,適配器328可將RS232信令轉換成RS485信令，并且因此使 工作站306能夠經由標準RS232串行端口與多^各復用器324通信。最后， FTA310的另一輸出可經由鏈路332連接到無線網關330，接下來，該鏈路 332可連接到包括若干個無線設備336的無線HART網絡33。
根據一方面，無線網關330在網絡300中運行，以將網絡300的包括有 線現場設備320、 DCS 302以及多路復用器324的遺留部分無縫擴展為包括 無線HART網絡300的無線HART設備336。在該實施例中，無線網關330 和多路復用器324之間的鏈路326和332可都支持RS485連接。該布置可 允許無線網關330處理特定的RS485命令，并將所有其它命令作為HART 命令傳到目標現場設備336之一。
在另一實施例中，無線網關可作為新無線網絡裝置的一部分被提供。再 參見圖1,無線網關22可連接到工廠自動化網絡12。網絡管理器27和安全 管理器28可在無線網關22上運行，或在諸如工作站16之類的駐留于網絡 12的主機上運行。無線網關22可經由諸如Profibus DP之類的任意總線連接 到工廠自動化網絡12。
在也與圖1的圖示說明一致的另一實施例中，網關22可以是既包括網 絡管理器27又包括安全管理器28的單機單元。在該實施例中，諸如資產管 理軟件之類的較高等級的應用程序可在工作站16上運行，并于網絡設備 30-50通信。另外，手持式無線HART設備55可讀取主副過程測量值和警 報，周期性地將該數據經由網關22并通過某種其它網絡類型，例如蜂窩網 絡，發(fā)送到主機應用程序?？商娲?，該主才幾應用程序可在工作站16或18 上運行，工作站16或18可通過工廠骨干20與網關22通信。
現在參見圖8，網絡360可包括無線網關362的另一實施例。具體來i兌， 無線網關362可用與個人計算機或工作站364的擴展槽相兼容的PC卡來實現。在該實施例中，無線網關362可容易地支持諸如資產管理軟件之類的較 高等級的應用程序。另外，主副測量值、警報等還可通過作為SAP運行的 無線網關362被訪問，并被本地處理或通過某種其它網絡發(fā)送到另 一工廠應 用程序。最后，圖9示出一配置380，其中無線網關382 #1嵌入1/0系統(tǒng)384內。 可替代地，系統(tǒng)380可以是基于DCS的系統(tǒng)。該配置可提供I/O測量以用 于監(jiān)測和控制系統(tǒng)380的應用。另外，在主機386上運行的諸如資產管理軟 件之類的較高等級的應用程序，可通過使HART命令以隧道方式通過駐留于 工廠骨干388上的控制網絡并經由I/O系統(tǒng)384,來以該特定配置運行。圖10提供一個實施例的更具體地圖示說明，在該實施例中，無線網關 分布在若干個網絡部件中。具體來說，網絡390可包括經由網關396連接到 無線網絡394的工廠自動化網絡392,網關396包括駐留于網絡主機402上 的虛擬網關400和兩個網絡接入點404和406。才艮據該實施例，可替代地， 網關396可包括單個接入點404或406，或者也可相反地，包括多于兩個接 入點404或406。此外，網關396可在運行期間通過額外的接入點動態(tài)地擴 展。通常，接入點404或406的數目可取決于諸如無線網絡394運行于其中 的自動化工廠的物理布局(例如阻擋無線信號的障礙物、無線設備之間的相 對距離等)、無線網絡394的帶寬要求(例如向工廠自動化網絡392中運行 的主機發(fā)送數據的無線設備的數目、在每個設備處的發(fā)送頻率)之類的因素， 以及更多諸如成本和對各個獨立網紹4妄入點404和406進行布線的難度之類 的顯而易見的因素。優(yōu)選但并非必需的，接入點404和406彼此之間提供至 少一些冗余，以便在例如網絡接入點404失效的情況下，網絡接入點406可 接管并補償至少損失的帶寬的一部分。在運行中，虛擬網關400可與各個網絡接入點404和406通信，以建立 與在無線網絡394中運行的無線網絡設備412-418中的至少某些無線網絡設 備的無線連接、經由網絡接入點404和406中的一者或兩者提供時鐘控制給 無線網絡394、在網絡接入點404和406中的每一個處控制無線資源(例如網關400可負責協(xié)議和地址轉換，以保證無線網絡394與工廠自動化網絡392的無縫協(xié)作。具體對于尋址，網關396可通過為虛擬網關400指派知名地址420來提 高將來自和去往無線網絡設備412-418的數據的路由的有效性和可靠性。同 時，網絡接入點404和406中的每一個可分別具有單獨的地址424和426。 在運行中，網絡設備412-418可通過指定知名地址420來將數據路由至網關 396。在這個意義上，網絡設備412-418不需要知道有多少個網絡4妾入點404 和406作為網關396的一部分在運行，或者與網絡接入點404和406中的每 一個相關聯(lián)的地址是多少。此外，在某些實施例中，網絡設備412-418中的 每一個可具有至少一條到網絡接入點404和406中的每一個的路徑(例如直接連接或經由一個或更多中間網絡設備的連接)。以這種方式，即使所有網 絡接入點中除了一個之外其它所有的網絡接入點404或406都失效，整個無 線網絡394仍然可接入到網絡392中的主機。在替代實施例中，虛擬網關 400或對應網絡管理器可響應于檢測到網絡接入點404或406中的一個或更 多網絡接入點的狀態(tài)改變，添加或刪除網絡接入點404或406與無線網絡 394的網絡設備之間的無線連接。例如，網關400可向管理器報告網絡接入 點404的失效，而管理器4妄下來可添加直接連接430以創(chuàng)建網絡410與網絡 接入點406之間的經由網絡設備412的路徑。對于協(xié)議轉換，應當注意到，通常，無線網關396可支持任何在網絡 392和394上運行的協(xié)議。然而，在某些實施例中，網關396可識別各個協(xié) 議的一個或更多共享層，并在進行協(xié)議之間的轉換時使一個或更多上層保持 完整無缺。在一個特別有用的實施例中，無線網絡394可使用無線HART 協(xié)議70 (見圖2 )運行，而主機402可經由例如HART調制解調器向網絡設 備410-418發(fā)出HART命令。在這種情況下，網關396可在層74-82上進行 協(xié)議轉換，而無需修改與層84相關聯(lián)的數據。總體參見圖1、 4、 5、 7和8-10,無線網絡14、 140或394可進一步改 進對改變環(huán)境狀況的響應性，并且作為補充，通過從網關設備開始逐步建立無線網絡來改進設備間通信的可靠性。再參見圖1,無線HART網絡14可 最初從網絡管理器27和網關22形成。根據前面論述的各種實施例，網絡管 理器27和網關22可駐留于同一物理主機上，并且可以有線或無線方式通過 雙向連4妻相連。更具體地說，圖11示出可在無線HART網絡14初始化時運 行的示例啟動程序450。如圖11所示，例程450包括第一步驟452,其間網關22啟動并初始化。 在步驟454中，網關22可生成網絡管理器27的實例。應當注意到，盡管示 例步驟454包括作為在與網關22所在的物理主機相同的物理主機上運行的 軟件實例的網絡管理器27的生成，但是網絡管理器27還可在工作站16或 18之一上運行，或者可分布于若干個硬件部件中。在替代實施例中，網絡 管理器27可先啟動，并且可生成虛擬網關24的實例。然后，網關22或網絡管理器27可在塊456中生成安全管理器28的實 例。在無線HART網絡14的運行期間，安全管理器28可與網絡管理器27 一起工作以保護HART網絡14免受各種對抗性威脅。具體來說，安全管理 器28可為網絡管理器27提供安全密鑰，該安全密鑰可用于無線HART網絡 14中的設備鑒權和數據加密。安全管理器28可產生和管理被無線HART網 絡14使用的加密材料，并且也可負責這些密鑰的產生、存儲和管理。在塊 458中，安全管理器28可建立與網絡管理器27的連接。在隨后的操作中， 安全管理器28可采用服務器-客戶端的架構與網絡管理器27密切地一起工 作。在某些實施例中，安全管理器28的單個實例可為多于一個無線HART 網絡14提供服務。接下來，網關22可在塊460中開始提供時鐘控制或同步。由于無線 HART網絡14可具有多于一個網關22,并且由于同步通常來自于單個源， 因此網絡管理器27可明確地指定同步的源。例如，網絡管理器27可執(zhí)行網 絡接入點25A作為時鐘控制源。如果需要的話，圖1的網絡接入點25A和 網絡接入點25B兩者均可提供同步時鐘信號。繼續(xù)參見圖11,網絡管理器27可在塊462中生成無線HART網絡14的第一超幀和第一網絡圖。然后在塊464中，無線HART網絡14可開始廣 告，以便現場設備30、 32等可處理這些廣告包，并且啟動對加入該網絡的 過程。如以上所-論述的，網關22可駐留于無線HART網絡14上以作為網絡 設備。因此，現場設備可使用與被這些設備用來與鄰居現場設備通信的命令 和程序相同的命令和程序與網關22通信。進一步，現場設備可從包括網關 22的任何網絡設備接收廣告包，并對這些廣告包作出響應。盡管上述內容詳細說明了多個不同的實施例，應該理解本發(fā)明的范圍由 本專利的末尾處提出的權利要求書中的語句來限定。因為說明每一種可能的 實施例即使不是不可能的，也是不切實際的，所以上述詳細說明應該被解釋 為僅用于說明目的，但并沒有說明每一種可能的實施例。許多可替代實施例 可以用當前的技術或本專利的申請日之后開發(fā)的技術來實施，這將仍然落入 這些權利要求的范圍內。
權利要求
1、一種提供有線協(xié)議的無線擴展的方法，該有線協(xié)議用于經由有線連接向在過程控制環(huán)境下運行的現場設備和從在過程控制環(huán)境下運行的現場設備傳輸數據，其中所述有線協(xié)議和所述有線協(xié)議的無線擴展具有至少一個公共的協(xié)議層，該方法包括將符合所述有線協(xié)議的尋址方案的唯一地址與在所述過程控制環(huán)境下運行且形成無線網絡的多個無線設備中的每一個進行關聯(lián)；其中數據包基于該唯一地址在所述多個無線設備中的兩個之間路由；將網絡標識符與所述多個無線設備進行關聯(lián)；根據第二尋址方案為所述多個無線設備中的每一個形成包括相應的唯一地址和所述網絡標識符的全局地址；以及基于與在所述外部主機處指定的無線設備相關聯(lián)的全局地址，為所述為多個無線設備中的每一個提供對在所述無線網絡外部運行的外部主機的訪問權限。
2、 如權利要求1所述的方法，其中形成全局地址由在所述唯一地址上附 加由電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)分配的組織i唯一標識符(OUI)組成。
3、 如權利要求2所述的方法，其中附加OUI是附加與HART⑧通信協(xié)議相 關聯(lián)的OUI。
4、 如權利要求l所述的方法，進一步包括將所述有線協(xié)議的尋址方案與所述無線協(xié)議的網絡層進行關聯(lián)；以及 將所述第二尋址方案與所述無線協(xié)議的數據鏈路層進行關聯(lián)；其中所述無 線協(xié)議的網絡層在所述無線協(xié)議的數據鏈路層之上成層。
5、 如權利要求1所述的方法，其中將符合所述有線協(xié)議的尋址方案的唯 一地址與多個無線設備中的每一個進行關聯(lián)包括將占據第一數目的字節(jié)的唯一設備標識符與所述唯一地址進行關聯(lián)；以及 將占據第二數目的字節(jié)的擴展設備類型代碼與所述唯一地址進行關聯(lián)；其中各設備具有相同的類型，并且相同的制造商共享相同的擴展設備類型代碼。
6、 如權利要求5所述的方法，其中所述第一數目的字節(jié)與所述第二數目的字節(jié)之和為五個字節(jié)；其中所述網絡標識符為由電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE )分配的三字節(jié)組織唯一標識符(OUI )。
7、 如權利要求1所述的方法，其中所述全局地址符合八字節(jié)擴展唯一標 識符(EUI-64) IEEE標準。
8、 如權利要求1所述的方法，其中所述有線協(xié)議的尋址方案是HART尋 址方案。
9、 如權利要求1所述的方法，進一步包括將別名與所述多個無線網絡 設備中的每一個進行關聯(lián)；其中所述別名占據比符合所述有線協(xié)議的尋址方案 的唯一地址少的字節(jié)數目；并且其中所述多個無線設備中的每一個能夠基于所 述多個無線設備中的至少一個的別名或所述多個無線設備中的該至少一個的唯 一地址將數據路由至所述多個無線設備中的該至少 一個。
10、 一種在過程控制環(huán)境下運行的通信網絡，包括第一設備，僅具有到分布式控制系統(tǒng)(DCS)的有線連接，并支持用于傳 輸過程控制數據的有線協(xié)議；所述第一設備包括與所述有線協(xié)議相關聯(lián)的唯一 有線地址；第二設備，具有到所述DCS的無線連接，并支持用于傳輸過程控制數據的 無線協(xié)議；所述第一設備包括與所述有線協(xié)議相關聯(lián)的唯一無線地址；以及路由設備，基于與所述有線協(xié)議相關聯(lián)的地址，在所述第一設備和所迷 DCS之間以及所述第二設備和所述DCS之間傳輸數據。
11、 如權利要求10所述的通信網絡，其中所述路由設備是經由至少一個 線對連接到所述DCS的現場終端組件(FTA)。
12、 如權利要求11所述的通信網絡，其中所述DCS根據HART通信協(xié)議 經由所述至少一個線對將數據傳播到所述FTA;并且其中與所述有線協(xié)議相關 4關的-舉一無線地址是HART地址。
13、 如權利要求10所述的通信網絡，其中所述第二設備進一步包括至少與具有到所述DCS的無線連接的第三設備共享的網絡標識符。
14、 一種在運行于過程控制環(huán)境下的無線網狀網絡中提供高效尋址的方 法，該方法包括將包括設備標識符和設備類型代碼的唯一第 一地址與參與所述無線網狀 網絡的多個 無線設備中的每一個進行關聯(lián)；將唯一第二地址與參與所述無線網狀網絡的多個無線設備中的每一個進行關聯(lián)；基于所述唯一第一地址或所述唯一第二地址，在所述多個無線設備中的每 一個與所述多個無線設備中的至少另一個之間路由數據；以及基于包括所述唯一第一地址和與所述無線網狀網絡相關聯(lián)的常數值的全 局地址，在所述多個無線設備中的每一個與在所述無線網狀網絡外部運行的主 機之間路由數據。
15、 如權利要求14所述的方法，在所述多個無線設備中的每一個與在所 的地址路由數據。
16、 如權利要求14所述的方法，其中將唯一第一地址與多個無線設備中 的每一個進行關聯(lián)是將多個無線設備中的每一個與符合有線協(xié)議的唯一地址進 行關聯(lián)；其中在所述多個無線設備中的每一個與所述多個無線設備中的至少另 一個之間路由數據包括使用無線協(xié)議；并且其中所述無線協(xié)議通過支持與所述 有線協(xié)議相關聯(lián)的協(xié)議棧的至少最上層來擴展所述有線協(xié)議。
17、 如權利要求16所述的方法，其中所述有線協(xié)議是HAin^。
全文摘要
一種提供有線協(xié)議的無線擴展的方法，該有線協(xié)議用于經由有線連接向和從在過程控制環(huán)境下運行的現場設備傳輸數據，其中所述有線協(xié)議和所述有線協(xié)議的無線擴展具有至少一個公共的協(xié)議層，該方法包括將符合所述有線協(xié)議的尋址方案的唯一地址與在所述過程控制環(huán)境下運行且形成無線網絡的多個無線設備中的每一個進行關聯(lián)，使得數據包基于該唯一地址在所述多個無線設備中的兩個之間路由；將網絡標識符與所述多個無線設備進行關聯(lián)；根據第二尋址方案為所述多個無線設備中的每一個形成包括相應的唯一地址和所述網絡標識符的全局地址；以及基于與在所述外部主機處指定的無線設備相關聯(lián)的全局地址，為所述為多個無線設備中的每一個提供對在所述無線網絡外部運行的外部主機的訪問權限。
文檔編號H04L12/28GK101682547SQ200880019600
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權日2007年4月13日
發(fā)明者華萊士·A·普拉特, 埃里克·D·羅特沃爾德, 托馬斯·P·倫瓦爾, 羅賓·S·普羅馬尼克, 馬克·J·尼克松 申請人:Hart通信基金會