專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)備通信的支持的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利總的來說涉及無線通信，更具體地說，涉及在過程控制環(huán)境下運(yùn)行的無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)和過程控制數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
通信協(xié)議依賴于各種路由技術(shù)以在通信網(wǎng)絡(luò)上的通信端點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)。通信或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及對應(yīng)的路由策略通常是鑒于多種因素而選擇的，例如對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼J(rèn)識、網(wǎng)絡(luò)的大小、用作信號載波的介質(zhì)的類型、安全性和可靠性需求、容許發(fā)送延遲以及形成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的類型。由于大量這類因素，典型的路由技術(shù)滿足了某些設(shè)計(jì)目標(biāo)，而以犧牲其他設(shè)計(jì)目標(biāo)為代價。例如，某種路由技術(shù)可以在數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸送上提供高水平的可靠性，但是也可能需要相對高的開銷。因此，盡管有許多已知方法來進(jìn)行路由以及許多與這些路由方法相兼容的協(xié)議，但是仍然存在有特定要求的通信網(wǎng)絡(luò)，而這些特定要求沒有被任何可用的路由方法和協(xié)議完全滿足。而且，由于各種工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中涌現(xiàn)出了對效率、吞吐量和可靠性的要求日益增長的新型通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)師和開發(fā)者經(jīng)常遇到憑借現(xiàn)有協(xié)議和相關(guān)聯(lián)的路由技術(shù)無法輕易解決的新問題。一般而言，通信網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)是在連接這些節(jié)點(diǎn)的通信路徑(硬線或無線通信路徑)上發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方。另外，通信網(wǎng)絡(luò)通常包括負(fù)責(zé)在節(jié)點(diǎn)間引導(dǎo)業(yè)務(wù)的專用路由器，并且可選地包括負(fù)責(zé)配置和管理該網(wǎng)絡(luò)的專用設(shè)備。某些或所有這些節(jié)點(diǎn)也可以適用于充當(dāng)路由器，以便引導(dǎo)在其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間發(fā)送的業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以采用有線或無線的方式相互連接，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以具有與該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某些節(jié)點(diǎn)相比不同的路由和傳輸能力。例如，專用路由器可能能夠進(jìn)行高容量的發(fā)送，而某些節(jié)點(diǎn)在相同的時段內(nèi)可能只能夠發(fā)送和接收相對很少的業(yè)務(wù)。另外，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)之間的連接可具有不同的吞吐能力和不同的衰減特性。由于在介質(zhì)的固有物理限制上的差另Ij，例如光纖電纜可能能夠用于提供比無線鏈路高幾個數(shù)量級的帶寬。為了使節(jié)點(diǎn)在典型的網(wǎng)絡(luò)上向另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，必須知道從源到目的地的完整路徑或者該路徑的直接相關(guān)部分。例如，萬維網(wǎng)(WWW)允許計(jì)算機(jī)主機(jī)對在沒有任一主機(jī)在發(fā)送信息之前知道完整路徑的情況下在長距離上進(jìn)行通信。相反，主機(jī)被配置以關(guān)于它們被指派的網(wǎng)關(guān)和專用路由器的信息。具體來說，網(wǎng)際協(xié)議(IP)提供到WWW的網(wǎng)絡(luò)層連通性。IP定義被稱為地址解析協(xié)議(ARP)的子協(xié)議，該子協(xié)議在每個主機(jī)處提供指定路由規(guī)則的本地表。因此，連接到WWW或類似的廣域網(wǎng)(WAN)的典型主機(jī)可以知道將具有與預(yù)先配置的模式相匹配的預(yù)定地址的所有包路由至主機(jī)A并且將其余包路由至主機(jī)B。類似地，轉(zhuǎn)發(fā)這些包直接主機(jī)或“跳”還執(zhí)行部分路由決策并通常在目的地的大致方向上引導(dǎo)數(shù)據(jù)。在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中，大多數(shù)或所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被充分地指派以唯一地址以使主機(jī)能夠以明確的方式交換信息。至少在單播(一對一)傳送的情況下，必須在源指定目的地址。出于這個原因，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通常定義嚴(yán)格的尋址方案。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的，修改或擴(kuò)展尋址方案是個復(fù)雜而昂貴的過程。例如，從IP協(xié)議的版本4 (IPv4)到版本6(IPv6)的轉(zhuǎn)變需要對大量支持IPv4的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重要更新。另一方面，為小網(wǎng)絡(luò)定義具有大容量的尋址方案產(chǎn)生了不必要的開銷。因此，理想地適應(yīng)特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供了足夠數(shù)目的可能地址而不會在數(shù)據(jù)傳送中有過多的開銷。簡而言之，有大量因素影響在特定行業(yè)中的特定協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。在過程控制行業(yè)中，已知的是，使用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議使得由不同制造商制出的設(shè)備能夠以易于使用和實(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)是高速可尋址遠(yuǎn)程傳感器(HART)通信基礎(chǔ)協(xié)議，通常稱為HART 協(xié)議。一般而言，HART 協(xié)議支持專用導(dǎo)線或?qū)Ь€組上的數(shù)字和模擬混合信號，在專用導(dǎo)線或?qū)Ь€組上，在線過程信號(如控制信號、傳感器測量結(jié)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(shè)備數(shù)據(jù)、對設(shè)備數(shù)據(jù)的請求、配置數(shù)據(jù)、報(bào)警以及事件數(shù)據(jù)等等之類的其它信號，作為疊加或復(fù)用到與模擬信號相同的導(dǎo)線或?qū)Ь€組上的數(shù)據(jù)信號被提供。然而，HART協(xié)議當(dāng)前需要使用專用、 硬線通信線路，這導(dǎo)致需要在加工廠內(nèi)大量布線。在過去幾年里，已經(jīng)存在一種將無線技術(shù)結(jié)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(shù)的完全結(jié)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(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樾盘柕膩G失失可能導(dǎo)致工廠失去控制，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的后果，包括爆炸、致命化學(xué)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(guān)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(jīng)取得了許多進(jìn)展，但是該無線通信系統(tǒng)尚未以在加工廠內(nèi)允許或提供可靠的并且在某些情況下完全無線的通信網(wǎng)絡(luò)的方式應(yīng)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(guān)的無線通信技術(shù)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(dāng)然，由于介質(zhì)的共享和開放特征，在有線網(wǎng)絡(luò)中被開發(fā)以解決這些重要問題的大多數(shù)方法并不適用于無線通信。進(jìn)一步，除了在有線通信協(xié)議之后的典型客觀事實(shí)外，無線協(xié)議還面臨關(guān)于使用無線電頻譜的同一部分的若干網(wǎng)絡(luò)的干擾和共存的問題的其它要求。而且，某些無線網(wǎng)絡(luò)在無許可證的或向公眾開放的頻段中運(yùn)行。因此，為這種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(guān)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(shí)現(xiàn)與有線設(shè)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(jī)的設(shè)備提供轉(zhuǎn)變服務(wù)，并且提供可同時保證可靠性和有效性的路由技術(shù)。同時，仍然存在相當(dāng)多的過程控制應(yīng)用，在這些過程控制應(yīng)用中存在即使有也很少的原地測量。當(dāng)前，這些應(yīng)用依賴于觀測的測量結(jié)果(例如，水位正在上升)或檢查(例如，空調(diào)單元、泵、風(fēng)機(jī)等等的周期性維護(hù))來發(fā)現(xiàn)異常情況。為了采取措施，操作員經(jīng)常需要面對面的討論。如果使用測量和控制設(shè)備，這些應(yīng)用中的許多的應(yīng)用可能被大大簡化；然而，當(dāng)前的測量設(shè)備通常需要電力、通信基礎(chǔ)設(shè)施、配置以及簡直是不可用的支持基礎(chǔ)設(shè)施。
另一方面，過程控制行業(yè)通常使用單獨(dú)的協(xié)議來傳輸過程數(shù)據(jù)、資產(chǎn)管理、采集網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)值、接收警報(bào)或警告等。結(jié)果，已經(jīng)涌現(xiàn)出大量為過程控制網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行的這些各個方面單獨(dú)提供服務(wù)的軟件應(yīng)用程序。每個應(yīng)用程序或一種應(yīng)用程序通常依賴于單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)，某些時候甚至需要單獨(dú)的物理鏈路或連接。

發(fā)明內(nèi)容
用于例如過程控制工廠中的網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)包括使用通用無線通信協(xié)議發(fā)送和接收過程數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)的多個無線現(xiàn)場設(shè)備。另外，無線通信協(xié)議可支持警報(bào)、事件數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，無線通信協(xié)議包括若干層，并且在這些層之一上支持用于管理該網(wǎng)絡(luò)和發(fā)送過程數(shù)據(jù)的命令組。在其它實(shí)施例中，一個或多個命令與該無線通信協(xié)議的一層相關(guān)聯(lián)，而另一個或若干個命令與無線通信協(xié)議的另一層相關(guān)聯(lián)。在一個實(shí)施例中，該命令組擴(kuò)展了用于諸如高速可尋址遠(yuǎn)程傳感器(HARTx)過程控制自動化中的現(xiàn)有有線通信協(xié)議。如果需要的話，現(xiàn)有的有線通信協(xié)議和無線通信協(xié)議可共享相應(yīng)協(xié)議棧的 一層或若干層，因此外部應(yīng)用可使用通用命令來與支持有線通信協(xié)議的有線設(shè)備和支持相對應(yīng)的無線通信協(xié)議的無線設(shè)備進(jìn)行通信。根據(jù)一方面，無線通信協(xié)議支持若干個數(shù)據(jù)優(yōu)先級級別，這些數(shù)據(jù)優(yōu)先級部分地確定該協(xié)議給每種類型的數(shù)據(jù)分配通信資源的順序。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)(例如、網(wǎng)絡(luò)診斷、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)控制等)可對應(yīng)于一個優(yōu)先級級別，而與過程控制或網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可對應(yīng)于另一、可能更低的優(yōu)先層級別。另外，與警報(bào)或事件報(bào)告相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可對應(yīng)于又一優(yōu)先級級別。在一個實(shí)施例中，該通信網(wǎng)絡(luò)還可為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可發(fā)送或接收的所有其它類型的數(shù)據(jù)定義截然不同的優(yōu)先級級別。在某些實(shí)施例中，駐留于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部或外部的網(wǎng)絡(luò)管理器可動態(tài)控制在通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處的優(yōu)先級設(shè)置，以響應(yīng)于檢測到網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的狀況變化而調(diào)節(jié)調(diào)度、路由或這兩者。根據(jù)另一方面，該無線通信協(xié)議可使用該無線通信協(xié)議的命令組中的命令之一以隧道方式傳送與另一通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，該無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)可包括支持無線通信協(xié)議的一個或更多無線現(xiàn)場設(shè)備，和支持另一協(xié)議并通過無線適配器連接到該無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的一個或多個有線現(xiàn)場設(shè)備。該無線通信協(xié)議可通過將與一個或更多有線現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)封裝在無線通信協(xié)議的命令組中所包括的命令之一的內(nèi)部來傳輸該數(shù)據(jù)。根據(jù)又一方面，無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)定義為一組具有特定數(shù)目的預(yù)定持續(xù)時間的通信時隙的并發(fā)重疊超幀的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表來傳輸數(shù)據(jù)，用通信時隙的數(shù)目定義特定超幀的長度。在一個實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理超幀的各通信時隙可用于從網(wǎng)絡(luò)管理器向各無線現(xiàn)場設(shè)備以及其它無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)。同時，一個或多個更新超幀可包括在其中無線現(xiàn)場設(shè)備可發(fā)送過程數(shù)據(jù)的時隙。在某些實(shí)施例中，各更新超幀的長度可對應(yīng)于一個或若干個無線設(shè)備的更新速率。進(jìn)一步，各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可沿定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(例如無線現(xiàn)場設(shè)備、無線適配器、無線路由器等)之間的通信路徑的若干個圖中的至少一個發(fā)送數(shù)據(jù)，其中幾個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對共享定義一個或多個圖的邊緣的直接無線連接。在一個特別有用的實(shí)施例中，這些圖是有向圖，并且相應(yīng)地，通信路徑是單向通信路徑。網(wǎng)絡(luò)管理器可將直接無線連接、通信信道和通信時隙中的至少某些概念化地組合成鏈路資源。無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)可預(yù)留某些鏈路資源用于傳輸網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)，并預(yù)留其它鏈路資源用于傳輸過程數(shù)據(jù)。另外，無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)可將有向圖中的某些與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將另外一些圖與過程數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并且此外一些圖與警報(bào)或事件數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在某些情況下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對可通過不同的一個或若干個中間跳對網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)和過程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。進(jìn)一步，在無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行期間，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可部分地基于各個數(shù)據(jù)包或一組數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)優(yōu)先級來選擇用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的鏈路資源。


圖I示意性地示出了無線網(wǎng)絡(luò)，其通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到工廠自動化網(wǎng)絡(luò)，提供現(xiàn)場設(shè)備與路由器設(shè)備之間的通信，并使用本公開內(nèi)容的路由技術(shù)。圖2是可在圖I中示出的無線網(wǎng)絡(luò)中使用的無線HART協(xié)議的各層的示意圖。圖3是示出根據(jù)這里論述的實(shí)施例之一定義的通信時隙的各段的框圖?！D4是示出三隙超幀的時隙與若干個通信設(shè)備的示例性關(guān)系的框圖。圖5示意性地示出示例性超幀的時隙與若干個通信信道的關(guān)系。圖6示意性地示出包括若干個不同長度的并發(fā)超幀的示意性超幀定義的框圖。圖6A是示意性地示出若干個不同長度的并發(fā)超幀與絕對隙數(shù)計(jì)數(shù)器的關(guān)系的另一框圖。圖7示意性地示出諸如圖I或圖3中示出的網(wǎng)絡(luò)之類的無線網(wǎng)絡(luò)可遵照的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹D8示意性地示出諸如圖I或圖3中示出的網(wǎng)絡(luò)之類的無線網(wǎng)絡(luò)可遵照的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。圖9示意性地示出諸如圖I或圖3中示出的網(wǎng)絡(luò)之類的無線網(wǎng)絡(luò)可遵照的星型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。圖10是示出利用本公開內(nèi)容的某些圖路由技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)中的冗余向上游數(shù)據(jù)路徑的框圖。圖11是示出利用本公開內(nèi)容的某些圖路由技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)中的冗余向下游數(shù)據(jù)路徑的框圖。圖12是示出利用本公開內(nèi)容的某些圖路由技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)中的冗余向上游和向下游數(shù)據(jù)路徑的框圖。圖13示意性地示出具有若干個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)特定設(shè)備調(diào)度表并利用本公開內(nèi)容的某些路由和調(diào)度技術(shù)來傳送數(shù)據(jù)。圖14示出針對圖13中示出的兩個設(shè)備的示例超幀定義。圖15和16示出可以在圖13中示出的網(wǎng)絡(luò)的管理超幀中傳送的若干種數(shù)據(jù)的時隙分配。圖17-20示出在圖13中示出的每個設(shè)備的示例通信調(diào)度定義。圖21示意性地示出對在圖I或10-13的無線網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的單個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處的數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收的調(diào)度。圖22是可被在圖I或10-13的無線網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的設(shè)備執(zhí)行以確定發(fā)送排隊(duì)數(shù)據(jù)包的順序的示例程序。圖23是可被圖I或10-13的無線網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的設(shè)備執(zhí)行以在若干個排隊(duì)數(shù)據(jù)包之間進(jìn)行選擇的平分決勝局程序。圖24是可被圖I或10-13的無線網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的設(shè)備在接收數(shù)據(jù)包時執(zhí)行的示例程序。
具體實(shí)施例方式圖I示出示例性網(wǎng)絡(luò)10，在示例性網(wǎng)絡(luò)10中，可以使用這里所描述的調(diào)度技術(shù)和路由技術(shù)。具體來說，網(wǎng)絡(luò)10可以包括與無線通信網(wǎng)絡(luò)14連接的工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12。工廠自動化網(wǎng)絡(luò)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，其中通信骨干20可以利用以太網(wǎng)、RS-485、Profibus DP或利用適合的通信硬件和協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。這些工作站和形成工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12的其它裝置可以向工廠員 工提供各種控制和監(jiān)督功能，包括對無線網(wǎng)絡(luò)14中的設(shè)備的訪問。工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12和無線網(wǎng)絡(luò)14可以經(jīng)由網(wǎng)關(guān)設(shè)備22進(jìn)行連接。更為具體地，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以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(wǎng)絡(luò)12進(jìn)行通信?？梢圆捎萌魏纹渌胍姆绞?例如，作為單機(jī)設(shè)備、可插入主機(jī)工作站16或18的擴(kuò)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(shí)現(xiàn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以提供在網(wǎng)絡(luò)12上運(yùn)行且具有對無線網(wǎng)絡(luò)14的各種設(shè)備的訪問權(quán)限的應(yīng)用程序。除了協(xié)議和命令轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22還可以提供與在網(wǎng)絡(luò)14中實(shí)現(xiàn)的無線協(xié)議(這里稱為無線HART協(xié)議)相關(guān)聯(lián)的調(diào)度方案的時隙和超幀(在時間上均勻分隔開的通信時隙組)所使用的同步計(jì)時。在一些配置中，網(wǎng)絡(luò)10可以包括多于一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備22以提高網(wǎng)絡(luò)10的效率和可靠性。具體來說，多個網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以提供用于無線網(wǎng)絡(luò)14和工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12以及外部世界之間的通信的額外帶寬。另一方面，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)的網(wǎng)關(guān)通信需要向適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)請求帶寬?？梢择v留在網(wǎng)關(guān)設(shè)備22中的網(wǎng)絡(luò)管理器軟件模塊27可以在該系統(tǒng)在運(yùn)行的同時進(jìn)一步重新評價需要的帶寬。例如，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以從駐留在無線網(wǎng)絡(luò)14外部的主機(jī)接收請求以檢索大量的數(shù)據(jù)。然后，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以請求網(wǎng)絡(luò)管理器27分配額外帶寬以適應(yīng)該事務(wù)。例如，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以發(fā)出適當(dāng)?shù)姆?wù)請求。然后，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以在該事務(wù)完成時請求網(wǎng)絡(luò)管理器27釋放該帶寬。繼續(xù)參照圖1，無線網(wǎng)絡(luò)14可以包括一個或更多現(xiàn)場設(shè)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(guān)、傳感器(例如溫度、壓力和流速傳感器)泵、風(fēng)機(jī)等等之類的現(xiàn)場設(shè)備。一般而言，現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行該過程內(nèi)的物理控制功能，例如，開閥或關(guān)閥或獲得過程參數(shù)的測量值。在無線通信網(wǎng)絡(luò)14中，現(xiàn)場設(shè)備30-36為無線通信包的生成者和使用者。設(shè)備30-36可以利用無線通信協(xié)議進(jìn)行通信，該無線通信協(xié)議提供了類似的有線網(wǎng)絡(luò)的功能，具有類似或改進(jìn)的運(yùn)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(shù)據(jù)監(jiān)測、關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)測(具有更嚴(yán)格的性能要求)、校準(zhǔn)、設(shè)備狀態(tài)和診斷監(jiān)測、現(xiàn)場設(shè)備故障檢修、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及監(jiān)督過程控制。然而，執(zhí)行這些功能的應(yīng)用程序通常要求無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)，并且支持加入無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，即使僅僅暫時用于試運(yùn)轉(zhuǎn)和修護(hù)工作。如果需要的話，網(wǎng)絡(luò)14可包括非無線設(shè)備。例如，圖I的現(xiàn)場設(shè)備38可以是遺留(legacy) 4_20mA設(shè)備，并且現(xiàn)場設(shè)備40可以是傳統(tǒng)的有線HART設(shè)備。為了在網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)進(jìn)行通信，現(xiàn)場設(shè)備38和40可以經(jīng)由無線HART適配器(WHA) 50或50A連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14。另外，WHA 50可以支持其它通信協(xié)議，例如，F(xiàn)oundation Fieldbus、PR0FIBUS、DeviceNet等等。在這些實(shí)施例中,WHA 50支持在協(xié)議棧的較下層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換。另外,假設(shè)單個WHA 50也可以充當(dāng)多路復(fù)用器并且可以支持多個HART或非HART設(shè)備。通常，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以負(fù)責(zé)使無線網(wǎng)絡(luò)14適應(yīng)不斷變化的狀況并且負(fù)責(zé)調(diào)度通信資源。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加入和離開該網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以更新它的無線網(wǎng)絡(luò)14的內(nèi)部模型并且使用這種信息產(chǎn)生通信調(diào)度表和通信路由。另外，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以考慮無線網(wǎng)絡(luò)14的總體性能以及診斷信息，以使無線網(wǎng)絡(luò)14適應(yīng)拓?fù)浜屯ㄐ判枨蟮淖兓Ｒ坏┚W(wǎng)絡(luò)管理器27已經(jīng)產(chǎn)生總體通信調(diào)度表，總體通信調(diào)度表的所有或各個部分可以通過一連串命令從網(wǎng)絡(luò)管理器27傳輸?shù)竭@些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?！?br> 為了進(jìn)一步增加帶寬并提高可靠性，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以在功能上被分成虛擬網(wǎng)關(guān)24和一個或更多網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25，網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25可以是與網(wǎng)關(guān)設(shè)備22進(jìn)行有線通信的分立物理設(shè)備。然而，雖然圖I示出了物理上分離的網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)22和接入點(diǎn)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(shè)備。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25可以與網(wǎng)關(guān)設(shè)備22物理分離，接入點(diǎn)25可以在戰(zhàn)略上放置在網(wǎng)絡(luò)14的幾個不同的位置。除了增加帶寬，多個接入點(diǎn)25可以通過利用其它接入點(diǎn)25補(bǔ)償一個接入點(diǎn)25處的可能差的信號質(zhì)量來增加網(wǎng)絡(luò)14的總體可靠性。在一個或更多接入點(diǎn)25出現(xiàn)故障的情況下，擁有多個接入點(diǎn)25還提供了冗余。除了分配帶寬，要不然的話橋接網(wǎng)絡(luò)12和14，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22還可執(zhí)行無線網(wǎng)絡(luò)14中的一個或更多管理功能。如圖I中示出的，網(wǎng)絡(luò)管理器軟件模塊27和安全管理器軟件模塊28可以存儲在網(wǎng)關(guān)設(shè)備22中并在網(wǎng)關(guān)設(shè)備22中執(zhí)行。可替代地，網(wǎng)絡(luò)管理器27和/或安全管理器28可以在工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12中的主機(jī)16或18之一上運(yùn)行。例如，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在主機(jī)16上運(yùn)行而安全管理器28可以在主機(jī)18上運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以負(fù)責(zé)配置網(wǎng)絡(luò)14、調(diào)度無線設(shè)備之間的通信、管理與這些無線設(shè)備相關(guān)聯(lián)的路由表、監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)14的總體健康、向工作站16和18報(bào)告無線網(wǎng)絡(luò)14的健康，以及其它管理和監(jiān)督功能。雖然在網(wǎng)絡(luò)14中有單個網(wǎng)絡(luò)管理器27運(yùn)行可能就足夠了，但冗余網(wǎng)絡(luò)管理器27可以類似地被提供以保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)免受意料之外的設(shè)備故障。同時，安全管理器28可以負(fù)責(zé)保護(hù)無線網(wǎng)絡(luò)14不受到未被授權(quán)的設(shè)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(quán)代碼，驗(yàn)證由嘗試加入無線網(wǎng)絡(luò)14的設(shè)備提供的授權(quán)信息，更新諸如到期密鑰之類的暫時性安全數(shù)據(jù)以及執(zhí)行其它安全功能。繼續(xù)參照圖1，無線網(wǎng)絡(luò)14可以包括一個或更多現(xiàn)場設(shè)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(guān)、傳感器(例如溫度、壓力和流速傳感器)、泵、風(fēng)機(jī)等等之類的現(xiàn)場設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行該過程內(nèi)的物理控制功能，例如，開閥或關(guān)閥或獲取過程參數(shù)的測量值。在無線通信網(wǎng)絡(luò)14中，現(xiàn)場設(shè)備30-36為無線通信包的生成者和使用者。設(shè)備30-36可以利用無線通信協(xié)議進(jìn)行通信，該無線通信協(xié)議提供了類似的有線網(wǎng)絡(luò)的功能，具有類似或改進(jìn)的運(yùn)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(shù)據(jù)監(jiān)測、關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)測(具有更嚴(yán)格的性能要求)、校準(zhǔn)、設(shè)備狀態(tài)和診斷監(jiān)測、現(xiàn)場設(shè)備故障檢修、試運(yùn)轉(zhuǎn)以及監(jiān)督過程控制。然而，執(zhí)行這些功能的應(yīng)用程序通常要求由無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)，并且支持加入無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，即使僅僅暫時用于試運(yùn)轉(zhuǎn)和修護(hù)工作。在一個實(shí)施例中，支持無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-36的無線協(xié)議是已知有線HART協(xié)議的擴(kuò)展，這是一種被廣泛接受的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其維護(hù)有線環(huán)境的簡單工作流程和實(shí)踐。在這種意義上，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-36可以被認(rèn)為是無線HART設(shè)備。通過簡單增加新的設(shè)備描述文件，用于有線HART設(shè)備的相同工具可以容易地適用于無線設(shè)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(jīng)驗(yàn)和知識的杠桿作用來使培訓(xùn)最少并簡化維護(hù)和支持。一般而言，使協(xié)議適應(yīng)于無線應(yīng)用，以便在設(shè)備上運(yùn)行的大多數(shù)應(yīng)用程序沒有“注意到”從有線網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變可以是方便的。顯然，這樣的透明性大大減小了升級網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)一起使用的設(shè)備相關(guān)的成本。對眾所周知的HART協(xié)議進(jìn)行無線擴(kuò)展的一些另外的好處包括對用有線設(shè)備難 以獲得或需要昂貴的代價才能獲得的測量結(jié)果的訪問以及從可以安裝在膝上型電腦、手持機(jī)、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(shè)備返回通過通信基礎(chǔ)設(shè)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(shè)備安裝在一起并且當(dāng)交換器檢測到問題時，可以警告終端用戶和供應(yīng)商。又一好處是有能力監(jiān)測呈現(xiàn)嚴(yán)重健康和安全問題的狀況。例如，無線HART設(shè)備可能放置在路上的洪水區(qū)并用于警告當(dāng)局或司機(jī)有關(guān)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(shè)備處存儲趨勢值以及計(jì)算值的能力，以便當(dāng)建立了與該設(shè)備的通信時，可以將這些值傳輸?shù)街鳈C(jī)。在這種方式下，無線HART協(xié)議可以提供使主機(jī)應(yīng)用程序能夠無線訪問現(xiàn)有的HART使能現(xiàn)場設(shè)備的平臺，并且該無線HART協(xié)議可以支持電池供電的、僅限無線的HART使能現(xiàn)場設(shè)備的部署。該無線HART協(xié)議可以用于建立過程應(yīng)用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，并且可以進(jìn)一步通過增強(qiáng)基本的HART技術(shù)以支持無線過程自動化應(yīng)用，來擴(kuò)展HART通信的應(yīng)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(xiàn)場設(shè)備30-36可以是無線HART現(xiàn)場設(shè)備，每個現(xiàn)場設(shè)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(wǎng)絡(luò)14中，現(xiàn)場設(shè)備30可以是無線HART流量計(jì)，現(xiàn)場設(shè)備32可以是無線HART壓力傳感器，現(xiàn)場設(shè)備34可以是無線HART閥定位器，現(xiàn)場設(shè)備36可以是無線HART壓力傳感器。重要的是，無線設(shè)備30-36可以支持用戶已經(jīng)從有線HART協(xié)議見到的所有的HART特征。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得的是，該HART協(xié)議的核心實(shí)力之一在于它的嚴(yán)格的協(xié)同工作能力要求。在一些實(shí)施例中，所有無線HART裝置包括核心的強(qiáng)制性能力以便允許(例如，由不同廠商制造的)同等的設(shè)備類型被互換而不會危及系統(tǒng)運(yùn)行。而且，無線HART協(xié)議向后兼容諸如設(shè)備描述語言(DDL)之類的HART核心技術(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，所有的無線HART設(shè)備應(yīng)該支持DDL，其確保終端用戶直接具有開始使用無線HART協(xié)議的工具。如果需要的話，網(wǎng)絡(luò)14可以包括非無線設(shè)備。例如，圖I的現(xiàn)場設(shè)備38可以是遺留4-20mA設(shè)備，并且現(xiàn)場設(shè)備40可以是傳統(tǒng)的有線HART設(shè)備。為了在網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)進(jìn)行通信，現(xiàn)場設(shè)備38和40可經(jīng)由無線HART適配器(WHA) 50連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)14。另外，WHA 50 可以支持其它通信協(xié)議，例如，F(xiàn)OUNDATION Fieldbus、PROFIBUS、DeviceNet 等等。在這些實(shí)施例中，WHA 50支持在協(xié)議棧的較下層上的協(xié)議轉(zhuǎn)換。另外，假設(shè)單個WHA50也可以充當(dāng)多路復(fù)用器并且可以支持多個HART或非HART設(shè)備。工廠員工另外可使用手持式設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、控制、監(jiān)測和維護(hù)。一般而言，手持式設(shè)備是便攜式裝置，該便攜式裝置可以直接連接到無線網(wǎng)絡(luò)14或通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備22連接到無線網(wǎng)絡(luò)14作為工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12上的主機(jī)。如圖I示出的，連接無線HART的手持式設(shè)備55可以直接與無線網(wǎng)絡(luò)14進(jìn)行通信。當(dāng)與形成的無線網(wǎng)絡(luò)14 一起運(yùn)行時，手持式設(shè)備55可以只是作為另一無線HART現(xiàn)場設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)14。當(dāng)與沒有連接到無線HART網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一起運(yùn)行時，手持式設(shè)備55可以通過與該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形成它自己的無線網(wǎng)絡(luò)，作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備22和網(wǎng)絡(luò)管理器27的結(jié)合來運(yùn)行。連接工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的手持式設(shè)備(未示出)可以用于通過諸如Wi-Fi之類的已知組網(wǎng)技術(shù)連接到工廠自動化網(wǎng)絡(luò)12。該設(shè)備采用與外部工廠自動化服務(wù)器(未示出)相同的方式通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備22與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40進(jìn)行通信，或者工作站16和18與設(shè)備30-40進(jìn)·行通信。另外，無線網(wǎng)絡(luò)14可以包括路由器設(shè)備60，該路由器設(shè)備60是從一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備向另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。正在充當(dāng)路由器設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用內(nèi)部路由表來指揮路由，即來決定特定的包應(yīng)該被發(fā)送給哪個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在那些無線網(wǎng)絡(luò)14上的所有設(shè)備都支持路由的實(shí)施例中，可以不需要諸如路由器60之類的單機(jī)路由器。然而，(例如為了擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，或?yàn)榱斯?jié)省該網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場設(shè)備的電力)添加一個或更多專用路由器60到網(wǎng)絡(luò)14可以是有益的。直接連接到無線網(wǎng)絡(luò)14的所有設(shè)備可以被稱為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。具體來說，無線現(xiàn)場設(shè)備30-36、適配器50、路由器60、網(wǎng)關(guān)設(shè)備22、接入點(diǎn)25以及無線手持式設(shè)備55是為了路由和調(diào)度目的的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的每一個形成無線網(wǎng)絡(luò)14的節(jié)點(diǎn)。為了提供非常健壯的和容易擴(kuò)展的無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備可以支持路由并且每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以用諸如HART地址之類的實(shí)質(zhì)上唯一的地址來進(jìn)行全局標(biāo)識。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完整列表，并且可以指派給每個設(shè)備短的、網(wǎng)絡(luò)唯一的16位(例如)別名。另外，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲與更新(“掃描”)速率、連接會話以及設(shè)備資源相關(guān)的信息。簡而言之，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)與無線網(wǎng)絡(luò)14內(nèi)的路由和調(diào)度相關(guān)的最新信息。每當(dāng)新的設(shè)備加入該網(wǎng)絡(luò)時或每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理器27檢測到或發(fā)起無線網(wǎng)絡(luò)14的拓?fù)浠蛘{(diào)度的改變時，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以將該信息傳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。此外，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲并維護(hù)該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在偵聽操作期間已經(jīng)識別的鄰居設(shè)備的列表。一般而言，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的鄰居是潛在能夠根據(jù)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)制實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)建立與該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接的任何類型的另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在為無線HART網(wǎng)絡(luò)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(shè)備還可以是以有線方式連接到特定設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。如稍后將要討論的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可通過廣告或在指定的時段發(fā)出的特殊消息來促進(jìn)其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)現(xiàn)它們?？刹僮鞯剡B接到無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有一個或更多鄰居，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)廣告信號的強(qiáng)度或根據(jù)一些其它準(zhǔn)則選擇這些鄰居。在如圖I示出的實(shí)例中，由直接無線連接65連接的一對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的每個設(shè)備將另一個識別為鄰居。無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以形成大量的設(shè)備間連接65。建立兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(diǎn)之間的物理距離、這些節(jié)點(diǎn)(設(shè)備)之間的障礙、這兩個節(jié)點(diǎn)中的每一個節(jié)點(diǎn)處的信號強(qiáng)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(guān)的一個大的參數(shù)組特征化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到的是，通常，無線通信協(xié)議可以在指定頻率上運(yùn)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(yùn)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(yīng)用于在任何指定頻率或頻率范圍上運(yùn)行的無線網(wǎng)絡(luò)，但是下面討論的示例性實(shí)施例涉及與運(yùn)行于無線電頻譜上的無許可證的或者共享部分的無線網(wǎng)絡(luò)14。根據(jù)這個實(shí)施例，無線網(wǎng)絡(luò)14可以被容易地驅(qū)使或調(diào)整為根據(jù)需要在特定的無許可證的頻率范圍中運(yùn)行。繼續(xù)參照圖I，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(diǎn)之間的通信路徑。例如，無線HART手持式設(shè)備55和無線HART設(shè)備36之間的直接無線連接65A，連同無線HART設(shè)備36和路由器60之間的直接無線連接65B，可以形成設(shè)備 55和60之間的通信路徑。如以下更加詳細(xì)討論的，這些通信路徑中的至少一些可以是有向通信路徑(即僅允許或一對設(shè)備之間沿一個方向傳輸數(shù)據(jù))。同時，無線HART設(shè)備36可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備55、60、32中的每一個，并且連接到網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)25A和25B。一般而言，在無線網(wǎng)絡(luò)14中運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以發(fā)起數(shù)據(jù)包、中繼由其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包或執(zhí)行這兩種類型的操作。如這里所使用的，術(shù)語“終端設(shè)備”指不中繼由其它設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而術(shù)語“路由設(shè)備”指中繼在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳播的數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)然，路由設(shè)備還可以發(fā)起它自己的數(shù)據(jù)，或者在某些情況下也可以是終端設(shè)備。因此，一個或若干終端設(shè)備和路由設(shè)備，連同若干直接連接65，可以形成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的一部分。因?yàn)榧庸S可以具有成百或者甚至上千個現(xiàn)場設(shè)備，所以在該工廠中運(yùn)行的無線網(wǎng)絡(luò)14可以包括大量的節(jié)點(diǎn)，并且在許多工作情況下包括更大量的節(jié)點(diǎn)對之間的直接連接65。結(jié)果，無線網(wǎng)絡(luò)14可能具有復(fù)雜的網(wǎng)狀拓?fù)?，并且不共享直接連接65的一些設(shè)備對可能必須通過執(zhí)行這些設(shè)備之間的通信的許多中間跳來進(jìn)行通信。因此，在數(shù)據(jù)包離開源設(shè)備之后到達(dá)目的設(shè)備之前，可能有時需要沿許多直接連接65進(jìn)行傳播，并且每個直接連接65可能對該數(shù)據(jù)包的總傳遞時間添加一延遲。而且，這些中間設(shè)備中的某些中間設(shè)備可以位于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的許多通信路徑的交叉點(diǎn)處。同樣，可能除了發(fā)起它自己包之外，這些設(shè)備還可能要負(fù)責(zé)中繼由許多不同設(shè)備發(fā)起的大量的包。因此，相對忙的中間設(shè)備可以不馬上轉(zhuǎn)發(fā)瞬變的數(shù)據(jù)包，而是在相應(yīng)的通信路徑上向下一個節(jié)點(diǎn)發(fā)送該包之前，可以將該包排入隊(duì)列等待相對長的時間。當(dāng)數(shù)據(jù)包最終到達(dá)該目的設(shè)備時，該目的設(shè)備可以用確認(rèn)包進(jìn)行回復(fù)，該確認(rèn)包也可能遇到類似的延遲。在該包傳播到目的設(shè)備以及相應(yīng)的確認(rèn)包從該目的設(shè)備傳播回到該發(fā)起設(shè)備期間，該發(fā)起節(jié)點(diǎn)可能不知道該數(shù)據(jù)是否已經(jīng)成功到達(dá)該目的設(shè)備。而且，設(shè)備可能由于調(diào)度維護(hù)和升級或由于意外故障而離開無線網(wǎng)絡(luò)14，從而改變了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳⑵茐牧诉@些通信路徑中的某些路徑。類似地，這些設(shè)備可以加入無線網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行處理的話，無線網(wǎng)絡(luò)14的拓?fù)涞倪@些或其它改變可能會大大影響節(jié)點(diǎn)對之間的數(shù)據(jù)發(fā)送。然而，重要的是，傳遞數(shù)據(jù)包的效率可以在很大程度上決定工廠運(yùn)行的可靠性、安全性和總體質(zhì)量。例如，包括指示反應(yīng)器的過高溫度的測量值的數(shù)據(jù)包應(yīng)該快速并可靠地到達(dá)另一節(jié)點(diǎn)，例如手持式設(shè)備55或者甚至是工作站16，以便操作員或控制器可以馬上采取適當(dāng)?shù)拇胧┎⑶胰绻匾脑捴铝τ诮鉀Q危險(xiǎn)情況。為了高效利用可用的直接無線連接65并完全適應(yīng)頻繁改變的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌W(wǎng)絡(luò)連接器27可以維護(hù)完整的網(wǎng)絡(luò)地圖68，定義連接至少某些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對30-50的路由方案，并且將該路由方案的相關(guān)部分傳達(dá)給參與該路由方案的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。具體來說，網(wǎng)絡(luò)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，將圖標(biāo)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(guān)部分傳達(dá)給每個相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，每個相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而后可以更新特定設(shè)備的、在本地存儲的連接表69。如以下更詳細(xì)的說明，網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備30-50接著可以基于包括在數(shù)據(jù)包的包頭或包尾等等的圖標(biāo)識符來路由這些數(shù)據(jù)包。如果需要的話，每個連接表69可以僅僅存儲與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備直接相關(guān)的路由信息，這樣該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不知道包括該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有向圖的完整定義。換句話說，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能無法“看到”其直接鄰居之外的網(wǎng)絡(luò)，并且在這種意義上，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能不知道無線網(wǎng)絡(luò)14的完整拓?fù)洹＠?，在圖I中示出的路由器設(shè)備60可以存儲連接表69A，其可以僅僅指定與相鄰網(wǎng)絡(luò)設(shè)備32、36、50和34相關(guān)的路由信息。同時，WHA 50A可以存儲連接表69B，其相應(yīng)地可以指定與WHA 50A的鄰居相關(guān)的路由信息。在某些情況下，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shù)據(jù)包仍然可以沿副通信路徑到達(dá)目的設(shè)備。然而，直接連接65中的一些可以在特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對的主路徑和副路徑之間被共享。而且，網(wǎng)絡(luò)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(dá)給某一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接著可以發(fā)起數(shù)據(jù)包并且將完整的路徑信息包括在該數(shù)據(jù)包的包頭和包尾中。優(yōu)選地，針對無嚴(yán)格的等待時間要求的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用這種路由方法。如下詳細(xì)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。無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的(并且特別是在無許可證的頻帶中運(yùn)行的無線網(wǎng)絡(luò)的)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(wù)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(wù)，同時遵照同一準(zhǔn)則組或者不同(并且可能未知的)的準(zhǔn)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(xiàn)干擾時該協(xié)議維持通信的能力。另一要求是該協(xié)議應(yīng)該對其它通信系統(tǒng)造成盡可能小的干擾和擾亂。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(yùn)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(dāng)該發(fā)射機(jī)開啟時該發(fā)射機(jī)是否擾亂某些其它無線設(shè)備的通信，或者該發(fā)射機(jī)是否在廣播上花費(fèi)過多的時間從而有效地“獨(dú)占”(hogging)該帶寬。理想地，每個發(fā)射機(jī)應(yīng)該是不被其它發(fā)射機(jī)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(dá)到，但創(chuàng)造了其它無線通信系統(tǒng)可以在其中運(yùn)行得相當(dāng)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(yùn)行得相當(dāng)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(jī)處的干擾的能力有多好，取決于這些接收機(jī)是否由于接近的RF能量源而容易超載，取決于這些接收機(jī)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(jīng)常不允許數(shù)據(jù)丟失的潛在應(yīng)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(dāng)通信在I)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(yuǎn)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(jié)合可以提供高度的可靠性、安全性和速度。仍然參見圖1，網(wǎng)絡(luò)管理器27或在網(wǎng)絡(luò)14或12上運(yùn)行的另一應(yīng)用或服務(wù)可以鑒于以上討論的這些因素定義無線通信網(wǎng)絡(luò)14的主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67。主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以為網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以指定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25和30-55中的每一個何時發(fā)送過程數(shù)據(jù)、代表其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備路由數(shù)據(jù)、偵聽從網(wǎng)絡(luò)管理器27傳播來的管理數(shù)據(jù)以及為了希望 加入無線網(wǎng)絡(luò)14的設(shè)備而發(fā)送廣告數(shù)據(jù)。為了以有效方式分配無線電資源，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于無線網(wǎng)絡(luò)14的拓?fù)涠x并更新主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67。更為具體地，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以根據(jù)在每個節(jié)點(diǎn)處標(biāo)識的直接無線連接65來分配可用資源給無線網(wǎng)絡(luò)14的節(jié)點(diǎn)中的每一個(即，無線設(shè)備30-36,50以及60)。在這種意義上，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于在每個節(jié)點(diǎn)處的發(fā)送要求和路由可能性來定義和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67。主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以將可用的無線電資源分成獨(dú)立的通信信道，并且進(jìn)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(jī)。具體來說，無線網(wǎng)絡(luò)14可以在某一頻帶內(nèi)運(yùn)行，該頻帶在大多數(shù)情況下可以安全地與若干截然不同的載波頻率相關(guān)聯(lián)，以便以一個頻率進(jìn)行的通信可以與以該頻帶內(nèi)的另一頻率進(jìn)行的通信同時發(fā)生。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解的是，在典型應(yīng)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擾。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(wǎng)絡(luò)調(diào)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(guān)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(shù)的行業(yè)中通常所用的，術(shù)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10等分的100毫秒時隙。雖然主網(wǎng)絡(luò)調(diào)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(wǎng)絡(luò)14的每個相關(guān)節(jié)點(diǎn)都被適當(dāng)?shù)赝ㄖ诉@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(shí)例定義，兩個設(shè)備可以每秒交換一次數(shù)據(jù)，在每秒的第一個IOOms時段(即第一時隙)期間一個設(shè)備進(jìn)行發(fā)送，在每秒的第四個IOOms(即第四時隙)期間，另一設(shè)備進(jìn)行發(fā)送，而剩下的時隙未被占用。因此，在無線網(wǎng)絡(luò)14上的節(jié)點(diǎn)可以通過發(fā)送頻率以及相應(yīng)的設(shè)備可以在其間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的時隙來標(biāo)識被調(diào)度的發(fā)送時機(jī)和接收時機(jī)。為了使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25A-25B和30_50與主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67適當(dāng)同步，網(wǎng)絡(luò)管理器27可維護(hù)一計(jì)數(shù)器68來跟蹤自從無線網(wǎng)絡(luò)14形成以來，即第一網(wǎng)絡(luò)發(fā)起形成無線網(wǎng)絡(luò)14的過程以來，所調(diào)度的時隙數(shù)。如以上所指示的，第一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是例如網(wǎng)關(guān)設(shè)備22。自從無線網(wǎng)絡(luò)14開始以來逝去的時隙數(shù)在這里被成為絕對隙數(shù)(“ASN”)，與特定超幀中的時隙的相對隙數(shù)形成對比。網(wǎng)絡(luò)管理器27可在形成無線網(wǎng)絡(luò)14時將ASN計(jì)數(shù)器68初始化為零，然后在每次出現(xiàn)新時隙時將ASN計(jì)數(shù)器68遞增I。如下面更詳細(xì)地論述的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25A-25B和30-50中的每一個可類似地維護(hù)ASN計(jì)數(shù)器68的本地副本，并周期性地將該本地副本與由網(wǎng)絡(luò)管理器27維護(hù)的主ASN計(jì)數(shù)器68進(jìn)行同步。作為定義有效的和可靠的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67的一部分，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在將時隙在邏輯上組織成循環(huán)重復(fù)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(yīng)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(nèi)的時隙的數(shù)目定義了超幀的長度并且確定了每個時隙多久重復(fù)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(nèi)的時隙進(jìn)行連續(xù)編號。舉一個具體的實(shí)例，網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)生I秒幀循環(huán)(即，10毫秒乘以100)。在基于O的編號方案中，該實(shí)例超巾貞可以包括編號為O, I,…99的時隙。如以下更詳細(xì)的討論，網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67中來優(yōu)化數(shù)據(jù)發(fā)送。而且，網(wǎng)絡(luò)調(diào)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(wǎng)絡(luò)調(diào)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(guān)聯(lián)。因此，主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以對應(yīng)于獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表的集合。例如，諸如閥定位器34之類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以具有獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表67A。設(shè)備調(diào)度表67A可以僅僅包括與相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34相關(guān)的信息。類似地，路由器60可以具有獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表67B。相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34可以根據(jù)設(shè)備調(diào)度表67A發(fā)送和接收數(shù)據(jù)而不知道諸如該設(shè)備60的調(diào)度表69B之類的其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的調(diào)度表。為了這個目的，網(wǎng)絡(luò)管理器27可管理總的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67和各個獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表67 (例如，67A和67B)，并且當(dāng)需要時將獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表67傳達(dá)給相應(yīng)的設(shè)備。當(dāng)然，設(shè)備調(diào)度表67A和67B從整個或主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67派生出來，并作為其子組。在其它實(shí)施例中，獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25和35-50可以至少部分定義或協(xié)商設(shè)備調(diào)度表67并將向網(wǎng)絡(luò)管理器27報(bào)告這些調(diào)度表。根據(jù)這個實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以根據(jù)接收到的設(shè)備調(diào)度表67組合網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67，同時檢查資源競爭并解決潛在的沖突。為了最優(yōu)地利用可用無線資源并且保證有效的和可靠的數(shù)據(jù)傳遞，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以進(jìn)一步鑒于路由來優(yōu)化調(diào)度決定，可替代地，鑒于調(diào)度決策來優(yōu)化路由。在一些特別有用的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在概念上將諸如有向圖的邊之類的路由概念與諸如時隙和超幀之類的調(diào)度資源相結(jié)合以定義鏈路。這些鏈路可以進(jìn)一步包括若干截然不同的類型，例如與一已知設(shè)備對相關(guān)聯(lián)的專用鏈路、發(fā)射機(jī)或接收機(jī)中的至少一個沒有被預(yù)先指派的共享鏈路、用于從單個源對多個設(shè)備進(jìn)行尋址的廣播和組播鏈路等等。在這些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以通過分析網(wǎng)絡(luò)14的拓?fù)洹⑿纬梢唤M指定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對之間的通信路徑的有向圖、部分地基于這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處的更新速率定義超幀，并且順序地將已定義的超幀內(nèi)的時隙分配給這些設(shè)備之間的有向連接以定義一組指定每個數(shù)據(jù)發(fā)送的方向和時間的鏈路，來高效地利用鏈路資源。另外，在那些網(wǎng)絡(luò)14在若干無線信道上運(yùn)行的實(shí)施例中，每個鏈路可以指定發(fā)生特定發(fā)送所在的信道。如以下詳細(xì)討論的，網(wǎng)絡(luò)管理器27由此可以確保這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備高效而可靠地進(jìn)行通信。例如，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以確保在多跳通信路徑上，數(shù)據(jù)包在傳輸?shù)皆撀窂缴系南乱惶盎ㄙM(fèi)盡可能少的時間。以上在一般描述的支持無線網(wǎng)絡(luò)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(xì)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(jù)無線HART協(xié)議70的物理和邏輯要求來傳輸數(shù)據(jù)。同時，無線HART協(xié)議70可以高效地支持在時隙內(nèi)并且在與特定設(shè)備調(diào)度表69所定義的超幀相關(guān)聯(lián)的載波頻率上進(jìn)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(shí)施例的各層，與眾所周知的通信協(xié)議的IS0/0SI 7層模型的各層近似對齊。作為比較，圖2另外示出現(xiàn)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(xì)討論的，無線HART協(xié)議70可以通過與現(xiàn)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(shí)現(xiàn)。如以上所指示的，如以上所指示的，與為類似網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)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(diǎn)，例如降低與安裝網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備相關(guān)的成本。還將會理解的是，雖然圖2將無線HART協(xié)議70表現(xiàn)為HART協(xié)議72的無線對等體，但這種特定的對應(yīng)在這里僅僅是作為實(shí)例被提供。在其它可能的實(shí)施例中，無線HART協(xié)議70的一或更多層可以對應(yīng)于其它協(xié)議，或如以上所提及的，無線HART協(xié)議70甚至可以與現(xiàn)有協(xié)議中的任何一個共享或不與之共享最上面的應(yīng)用層?？梢允褂脽o線HART 協(xié)議 70 棧作為根據(jù)諸如 Foundation Fieldbus、Profinet、Modbus TCP、和因特網(wǎng) IP之類的其他通信標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)層。在這些情況下，無線HART協(xié)議70可負(fù)責(zé)傳輸實(shí)時數(shù)據(jù)、警報(bào)、報(bào)警、趨勢或符合HART通信標(biāo)準(zhǔn)的其他信息。如圖2中示出的，HART技術(shù)的無線擴(kuò)展可以將至少一個新物理層(例如，IEEE802. 15. 4無線電標(biāo)準(zhǔn))和兩個數(shù)據(jù)鏈路層(例如，有線和無線網(wǎng)格)添加給已知的有線HART實(shí)施。一般而言，無線HART協(xié)議70可以是安全的、在2. 4GHz ISM無線電頻帶中運(yùn)行的無線網(wǎng)格組網(wǎng)技術(shù)(塊74)。在一個實(shí)施例中，無線HART協(xié)議70可以在一個事務(wù)接一個事務(wù)的基礎(chǔ)上利用可兼容IEEE 802. 15. 4b的直接序列擴(kuò)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(jìn)行調(diào)停以調(diào)度鏈路活動(塊76)。同樣，優(yōu)選地，所有通信在指定的時隙內(nèi)執(zhí)行。一個或更多源設(shè)備和一個或更多目的設(shè)備可以被調(diào)度以在給定時隙中進(jìn)行通信，并且每個時隙可以專門用于來自單個源設(shè)備的通信，或者這些源設(shè)備可以被調(diào)度為利用像CSMA/CA那樣的共享通信接入模式進(jìn)行通信。源設(shè)備可以發(fā)送消息到一個或更多特定的目標(biāo)設(shè)備或者可以將消息廣播到被指派時隙的所有目標(biāo)設(shè)備。因?yàn)檫@里描述的無線HART協(xié)議70允許部署網(wǎng)狀拓?fù)洌砸部梢灾付ㄖ匾木W(wǎng)絡(luò)層78。具體來說，網(wǎng)絡(luò)層78可以使得單獨(dú)的設(shè)備之間能夠建立直接無線連接65，并且使得無線網(wǎng)絡(luò)14的特定節(jié)點(diǎn)(例如設(shè)備34)和網(wǎng)關(guān)22之間能夠通過一個或更多中間跳來路由數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對30-50可以建立包括一個或若干跳的通信路徑，而在其它實(shí)施例中，所有數(shù)據(jù)可以要么向上游傳播到網(wǎng)關(guān)設(shè)備22，要么從網(wǎng)關(guān)設(shè)備22向下游傳播到特定的節(jié)點(diǎn)。為了增強(qiáng)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(guān)聯(lián)的方法(例如，信道跳頻)相結(jié)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(shù)據(jù)鏈路76可以生成單個超幀和多個載波頻率之間的關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)鏈路層76以受控的和預(yù)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(wǎng)絡(luò)14的特定場合的可用頻帶可以具有載波頻率F1, F2,... Fn。超幀S的相關(guān)幀R可以被調(diào)度為，在循環(huán)Cn中以頻率F1出現(xiàn)，在接下來循環(huán)Cn+1中以頻率F5出現(xiàn)，在循環(huán)Cn+2中以頻率F2出現(xiàn)，等等。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以利用該信息配置相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以便在超幀S中進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)超幀S的當(dāng)前循環(huán)調(diào)整發(fā)送頻率或接收頻率。無線HART協(xié)議70的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用該無線電頻帶中的某些信道。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以響應(yīng)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(jìn)一步，操作員或網(wǎng)管可以將信道列入黑名單以便保護(hù)使用無線電頻帶的固定部分的無線服務(wù)，否則的話該無線服務(wù)要與無
線HART網(wǎng)絡(luò)14共享該固定部分。在一些實(shí)施例中，無線HART協(xié)議70以超幀為基礎(chǔ)控制列黑名單，以便每個超幀具有獨(dú)立的被禁止信道的黑名單。在一個實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27負(fù)責(zé)分配、指派并調(diào)整與數(shù)據(jù)鏈路層76相關(guān)聯(lián)的時隙資源。如果網(wǎng)絡(luò)管理器27的單個例子支持多個無線HART網(wǎng)絡(luò)14，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以為無線HART網(wǎng)絡(luò)14的每個例子生成總體調(diào)度表。該調(diào)度表可以被組織成包含相對于該超幀的起點(diǎn)進(jìn)行編號的時隙的超幀。另外，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以維持全局性絕對時隙計(jì)數(shù)，該絕對時隙計(jì)數(shù)可以反映自從無線HART網(wǎng)絡(luò)14啟動以來被調(diào)度的時隙的總數(shù)。該絕對時隙計(jì)數(shù)可以用于同步目的。無線HART協(xié)議70可以進(jìn)一步定義鏈路或鏈路對象以便在邏輯上統(tǒng)一調(diào)度和路由。具體來說，鏈路可以與具體的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、具體的超幀、相對隙數(shù)、一個或更多鏈路選項(xiàng)(發(fā)送、接收、共享)以及鏈路類型(正常、發(fā)現(xiàn)、廣播、加入)相關(guān)聯(lián)。如圖2中示出的，數(shù)據(jù)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(jì)算用于執(zhí)行通信的具體的無線電頻率。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處的通信要求定義一組鏈路。然后，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以被配置以所定義的該組鏈路。所定義的該組鏈路可以確定該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備何時需要醒來，以及該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否應(yīng)該在醒來后即進(jìn)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(rèn)式通信。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到的，盡力而為的通信允許設(shè)備發(fā)送包而不進(jìn)行端到端的確認(rèn)，并且不保證目的設(shè)備處的數(shù)據(jù)順序。用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)是這種通信策略的一個眾所周知的實(shí)例。在過程控制行業(yè)中，該方法可以對公布過程數(shù)據(jù)是有用的。具體來說，因?yàn)樵O(shè)備周期性地傳播過程數(shù)據(jù)，所以端到端確認(rèn)和重試已經(jīng)限制了效用，特別是考慮到新數(shù)據(jù)是在定期的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。相反，可靠的通信允許設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包。除了保證數(shù)據(jù)傳遞，傳輸層80還可以安排網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間發(fā)送的包。對于請求/響應(yīng)業(yè)務(wù)，或者當(dāng)發(fā)送事件通知時，這種方法可以是優(yōu)選的。當(dāng)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(wù)可以被建模為發(fā)出請求包的主設(shè)備和用響應(yīng)包進(jìn)行回復(fù)的一個或多個從設(shè)備。例如，主設(shè)備可以產(chǎn)生某一請求并且可以將該請求廣播到整個網(wǎng)絡(luò)。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以使用可靠的廣播來告訴無線HART網(wǎng)絡(luò)14中的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備激活新的超幀?？商娲?，諸如傳感器30之類的現(xiàn)場設(shè)備可以產(chǎn)生包并且將該請求傳播到另一現(xiàn)場設(shè)備，例如傳播到便攜式HART通信裝置55。作為另一實(shí)例，由現(xiàn)場設(shè)備34產(chǎn)生的警報(bào)或事件可以作為指向網(wǎng)關(guān)設(shè)備22的請求被發(fā)送。響應(yīng)于成功接收到該請求，網(wǎng)關(guān)設(shè)備22可以產(chǎn)生響應(yīng)包并且將該響應(yīng)包發(fā)送到設(shè)備34，以對接收到該警報(bào)或事件通知進(jìn)行確認(rèn)。設(shè)備34可保留或鎖存該警報(bào)，直到該確認(rèn)從網(wǎng)關(guān)設(shè)備22來到為止。再參見圖2，會話層82可以提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的基于會話的通信?？梢杂脮捲谠摼W(wǎng)絡(luò)層上管理端到端通信。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以具有為給定對等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備定義的多于一個會話。如果需要的話，幾乎所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以具有至少兩個與網(wǎng)絡(luò)管理器27建立的會話一個用于成對通信，一個用于從網(wǎng)絡(luò)管理器27進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)廣播通信。另外，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以具有一個或更多個網(wǎng)關(guān)會話密鑰。在一個特別有用的實(shí)施例中，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可具有兩個網(wǎng)關(guān)會話密鑰，分別用于單播和廣播通信。這些會話可以通過指派給它們的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址來區(qū)分。每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以跟蹤該設(shè)備參與的每個會話的安全信息(加密密鑰、臨時計(jì)數(shù)器)以及傳輸信息(可靠傳輸順序號、重試計(jì)數(shù)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(yīng)用層84。無線 HART協(xié)議70的應(yīng)用層可以另外包括子層86，其支持大數(shù)據(jù)組的自動分段傳輸。通過共享應(yīng)用層84，協(xié)議70和72允許對HART命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行公共封裝并且消除了在協(xié)議棧的最上層中進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換的需要。調(diào)度通信圖3-6提供了由無線HART協(xié)議70的數(shù)據(jù)鏈路層76和網(wǎng)絡(luò)層78支持的信道和時隙資源分配的更詳細(xì)的圖示。如以上參照圖I所討論的，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以管理一個或更多超幀的定義并且可以將所定義的超幀中的每一個超幀內(nèi)的獨(dú)立的時隙與可用信道(例如，載波頻率)之一相關(guān)聯(lián)。作為一個具體的實(shí)例，圖3示出了在獨(dú)立的時隙內(nèi)的可用通信方案，而圖4示出了使用某一超幀的時隙在若干設(shè)備之間進(jìn)行的示例性數(shù)據(jù)交換。接下來，圖5示出示例性時隙和若干可用信道之間的可能關(guān)聯(lián)，并且圖6是若干包括圖3-5示出的時隙的并發(fā)超幀的示意圖。具體參見圖3，兩個或更多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在時隙100中交換數(shù)據(jù)，時隙100可以是由一個發(fā)送設(shè)備和一個接收設(shè)備共享的專用時隙，也可以是具有超過一個發(fā)射機(jī)和/或一個或更多接收機(jī)的共享時隙。在任一情況下，時隙100可以具有發(fā)送調(diào)度表102和接收調(diào)度表104。換句話說，一個或更多發(fā)送設(shè)備可以根據(jù)發(fā)送時隙調(diào)度表102在時隙100內(nèi)進(jìn)行通信，而一個或更多接收設(shè)備可以根據(jù)接收時隙調(diào)度表104在時隙100內(nèi)進(jìn)行通信。當(dāng)然，時隙調(diào)度表102和104實(shí)質(zhì)上精確地同步并且在同一相對時刻106開始。在時隙100的過程中，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在諸如由特定載波無線電頻率定義的通信信道上發(fā)送預(yù)定量的數(shù)據(jù)。在某些情況下，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還可以期望在同一時隙100內(nèi)接收肯定或否定的確認(rèn)。因此，如圖3中示出的，發(fā)送時隙調(diào)度表102可以包括用于發(fā)送輸出數(shù)據(jù)的發(fā)送段110，其之前有預(yù)發(fā)送段112，并且可以包括用于接收對在段110期間所發(fā)送的數(shù)據(jù)的確認(rèn)的接收段122。發(fā)送段110與接收段122可以通過過渡段116分隔開，在過渡段116期間，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以調(diào)整例如硬件設(shè)置。同時，如下所討論的，接收調(diào)度表104可以包括用于執(zhí)行補(bǔ)充段112-122中所實(shí)施的功能的功能的段。具體來說，該發(fā)送設(shè)備可以在段110期間發(fā)出與時隙100的容量相關(guān)聯(lián)的整個包或者流段。如以上所提及的，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表69可以包括共享時隙，該共享時隙并不專門屬于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25和30-55之一的獨(dú)立設(shè)備調(diào)度表67。例如，共享時隙可以具有諸如網(wǎng)關(guān)22之類的專用接收機(jī)，而非單個專用發(fā)射機(jī)。當(dāng)必要時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25-60之一可以在共享時隙中發(fā)送諸如對額外帶寬的請求之類的未經(jīng)調(diào)度的信息。在這些情況下，可能發(fā)送的設(shè)備可以通過在預(yù)發(fā)送段112執(zhí)行空閑信道評估(CCA)來檢查共享時隙是否可用。具體來說，發(fā)送網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在預(yù)發(fā)送段112期間偵聽與時隙100相關(guān)聯(lián)的通信信道上傳播的信號，以證實(shí)沒有其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正嘗試使用時隙100。在時隙100的接收端，該接收設(shè)備可以在包接收段114內(nèi)接收與時隙100相關(guān)聯(lián)的整個包。如圖3示出的，包接收段114可以開始于在時間上比發(fā)送段110更早的點(diǎn)。如果需要的話，包接收段114可延長到發(fā)送段110 (未示出)之外以允許細(xì)微時序不匹配。接下來，在過渡段116中，發(fā)送時隙調(diào)度表102要求發(fā)送設(shè)備轉(zhuǎn)換無線電模式。類似地，接收時隙調(diào)度表104包括過渡段118。然而，段116可以比段118更短，因?yàn)榘l(fā)送設(shè)備可以提早開始偵聽確認(rèn)數(shù)據(jù)以避免錯過確認(rèn)的開始。更進(jìn)一步，發(fā)送調(diào)度表102可以包括確認(rèn)接收段122，在確認(rèn)接收段122期間，該發(fā)送設(shè)備接收在與接收調(diào)度表104相關(guān)聯(lián)的確認(rèn)發(fā)送段124期間發(fā)送的確認(rèn)。確認(rèn)接收段 122可在確認(rèn)發(fā)送段124之前啟動，并且如果需要的話，結(jié)束得晚于確認(rèn)發(fā)送段124，以減少確認(rèn)的丟失。該發(fā)送設(shè)備可以在接收到肯定的確認(rèn)時，從相關(guān)聯(lián)的發(fā)送隊(duì)列中刪去在發(fā)送段110期間發(fā)送的包。另一方面，如果沒有確認(rèn)到達(dá)或確認(rèn)是否定的，則該發(fā)送設(shè)備可以嘗試在下一被調(diào)度的專用時隙或在下一可用的共享時隙中重新發(fā)送該包。如在圖4中示意性示出的，以上討論的若干時隙100可以組織成超幀140。具體來說，超幀140可以包括(通常)無限的成串超幀循環(huán)150-154，每個循環(huán)包括一組時隙，在圖4中示出為相對時隙號為O的時隙142 (TS0)、相對時隙號為I的時隙144 (TSl)和相對時隙號為2的時隙146 (TS2)。相應(yīng)地，圖4的超幀140的大小為三個時隙。換句話說，超幀140的時隙142-146中的每一個每隔兩個中間時隙在時間上重復(fù)一次。因此，對于10毫秒的時隙，具有特定相對時隙號的時隙的結(jié)尾和具有相同的相對時隙號的下一個時隙的開始之間的間隔是20毫秒。在概念上，時隙142-146可以進(jìn)一步被組成超幀循環(huán)150-154。如圖4中示出的，每個超幀循環(huán)對應(yīng)于時隙142-146的序列的新例子。主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以將參與無線網(wǎng)絡(luò)14的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的發(fā)送和接收時機(jī)與超幀140的特定時隙相關(guān)聯(lián)。再參見圖4，網(wǎng)絡(luò)片段160示意性地示出了在圖I的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34、60和36之間實(shí)施的局部通信方案。為了簡化超幀140的圖示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34,60和36在圖4中分別被另外設(shè)計(jì)為節(jié)點(diǎn)A、B、C。因此，根據(jù)圖4，節(jié)點(diǎn)A發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)B接下來發(fā)送數(shù)據(jù)給節(jié)點(diǎn)C。如以上所述，節(jié)點(diǎn)A-C中的每一個節(jié)點(diǎn)包括設(shè)備調(diào)度表67A-C，其指定用于在相應(yīng)的設(shè)備處發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時隙和信道(例如無線電載波頻率)。主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67可以包括獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表67A-C中存儲的所有數(shù)據(jù)信息中的一部分。更為具體地，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以維護(hù)主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67作為與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50中的每一個相關(guān)聯(lián)的調(diào)度的集合體，包括設(shè)備調(diào)度表67A-C。在這個實(shí)例中，時隙100 (圖3)的持續(xù)時間可以是10毫秒，并且網(wǎng)絡(luò)設(shè)備A可以每30毫秒向設(shè)備C報(bào)告一次數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備A的更新速率在三個時隙處具體設(shè)定超幀140的長度。進(jìn)一步，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備27可以將相對號為O的時隙142 (TSO)指派給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備A和B，設(shè)備A作為發(fā)射機(jī)而設(shè)備B作為接收機(jī)。網(wǎng)絡(luò)管理器27可以進(jìn)一步將相對時隙號為I (TSl)的下一個可用時隙144分配為與從設(shè)備B到設(shè)備C的發(fā)送相關(guān)聯(lián)。同時，時隙146保持未指派。在這種方式下，超幀140提供了一方案，根據(jù)該方案，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于設(shè)備A、B和C之間的可用無線連接在網(wǎng)絡(luò)片段160中分配資源，以將數(shù)據(jù)從設(shè)備A發(fā)送到設(shè)備C。在圖4中示出的實(shí)例中，節(jié)點(diǎn)A處的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可存儲與時隙142相關(guān)的信息作為它的設(shè)備調(diào)度表67A的一部分。類似地，在節(jié)點(diǎn)B處的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以存儲與時隙142 (接收)和144 (發(fā)送)相關(guān)的信息作為它的設(shè)備調(diào)度表69B的一部分。最后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備C可以將與時隙144相關(guān)的信息存儲在設(shè)備調(diào)度表67C中。在這些實(shí)施例的至少一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27存儲關(guān)于整個超幀140的信息，包括時隙146是可用的指示。重要的是，超幀140不需要局限于單個無線電頻率或其它單個通信信道。換句話說，定義超幀140的獨(dú)立時隙142-146可以以永久性或浮動為基礎(chǔ)與不同的無線電頻率相關(guān)聯(lián)。而且，由各種設(shè)備使用的頻率在電磁頻譜中不需要總是相鄰接。在一個實(shí)施例中，例如，超幀循環(huán)150-154中的每一個超幀循環(huán)的時隙142可以與載波頻率F1相關(guān)聯(lián)，而超幀循環(huán)150-154中的每一個超幀循環(huán)的時隙144可以與載波頻率F2相關(guān)聯(lián)，頻率F1和F2在電磁頻譜中相鄰接或不相鄰接?！?br> 在另一實(shí)施例中，時隙142-146中的至少一些時隙可以以預(yù)定義的方式在被分配的頻帶周圍移動。圖5示出了圖4的時隙144與可用頻帶170中的信道172-179之間的示例性關(guān)聯(lián)(對應(yīng)于頻率子帶F1-F5X具體來說，信道172-179中的每一個信道可以對應(yīng)于中心頻率F1, F2, ...F5之一，優(yōu)選地，這些中心頻率與它們各自的鄰居相差同一偏移量。優(yōu)選地，信道172-179可形成覆蓋整個可用頻帶170的連續(xù)頻段，雖然在所有實(shí)施例中，信道172-179需要是鄰接的或形成連接續(xù)的頻帶。超幀140可以使用頻帶170的至少一部分，以便時隙142-146中的一個或更多時隙在至少兩個鄰接的循環(huán)中被調(diào)度到不同的載波頻率上。如圖5中示出的，在幀循環(huán)150期間，時隙144可以使用信道176 (頻率F3),在幀循環(huán)152期間，可以使用信道174 (頻率F4),并且在幀循環(huán)154期間，可以使用信道178 (頻率匕)。然后，時隙144可以在與循環(huán)150類似的下一超幀循環(huán)150A中“返回”到信道176。時隙144與信道172-179之一的具體關(guān)聯(lián)中的每一個被不出為時隙/信道兀組144A-C。例如，元組144A將循環(huán)150中被調(diào)度的時隙2指定在與中心頻率F3相關(guān)聯(lián)的信道176上。類似地，元組144B將循環(huán)152中被調(diào)度的時隙2指定在與中心頻率F4相關(guān)聯(lián)的信道174上。同時，與中心頻率F5相關(guān)聯(lián)的信道172可以在循環(huán)150-152中的任何循環(huán)期間不指派給時隙2。然而，超幀140的不同時隙，例如時隙146，可以在循環(huán)150-152中的一個或更多期間與信道172相關(guān)聯(lián)。在這個實(shí)例中，與超幀循環(huán)150相關(guān)聯(lián)的頻率指派可以在循環(huán)154之后立即重復(fù)(如圖5中示出為循環(huán)150A)，并且，在超幀140的兩個循環(huán)之后，時隙144可以再次對應(yīng)于元組144A。這樣，時隙144可以定期循環(huán)通過信道176、174和178。將會理解的是，時隙144可以類似地循環(huán)通過更大或更小數(shù)目的信道，而不管超幀140的長度，當(dāng)然，前提是在頻帶170中有足夠的信道可用。以上關(guān)于圖5討論的并被稱為“信道跳頻”的不同超幀循環(huán)期間的單個時隙與多個信道之間的關(guān)聯(lián)大大增加了無線網(wǎng)絡(luò)14的可靠性。具體來說，信道跳頻減少信道跳頻降低了被調(diào)度在某一超幀的特定時隙中通信的一對設(shè)備在某一信道擁塞或不可用時不能發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的概率。因此，例如，信道174的故障阻止使用時隙144的設(shè)備在幀循環(huán)152中通信，而不阻止其在幀循環(huán)150或154期間通信。
再參見圖4，設(shè)備調(diào)度表67B和67C可以包括關(guān)于在以上參照圖5討論的元組144A-C中的每一個兀組的信息。具體來說，設(shè)備調(diào)度表67B和67C中的每一個設(shè)備調(diào)度表可以存儲循環(huán)150-152中的每一個循環(huán)內(nèi)給信道172-179之一的時隙144指派。主網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表67 (圖I)可以類似地包括該信息。同時，設(shè)備調(diào)度表67A不需要必需包括與時隙144相關(guān)的信息，因?yàn)橄鄳?yīng)的節(jié)點(diǎn)A (設(shè)備34)在超幀140的時隙144期間不進(jìn)行通信。在運(yùn)行中，與節(jié)點(diǎn)B和C對應(yīng)的設(shè)備60和36可以在每個時隙144的開始時分別準(zhǔn)備數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。為了確定時隙144當(dāng)前對應(yīng)于元組144A、144B還是144C，設(shè)備60和36可以應(yīng)用全局性絕對隙計(jì)數(shù)以確定時隙144當(dāng)前是在幀循環(huán)150、152還是154中。在定義網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表69的過程中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備25和35_50的更新速率定義多個并發(fā)超幀。如圖6中示出的，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表69可以包括長度為3的超幀140以及超巾貞190和192。超巾貞190可以是五隙超巾貞,而超巾貞192可以是四隙超巾貞,雖然不同的超幀可以具有不同的隙數(shù)并且各種不同的超幀可以具有相同的隙數(shù)。如圖6中示出的，這些超幀不需要必須針對相對時隙號進(jìn)行對齊。具體來說，在特定時刻194，超幀190可以調(diào)度相對號為2的時隙(TS2)，而超幀140和192可以調(diào)度具有相對號為I的時隙(TS1)。優(yōu)選地，超幀140、190和192是時間同步的，以便在這些超幀的每一個超幀內(nèi)，每個到新時隙·的過渡同時發(fā)生。超幀140、190和192中的每一個超幀可以主要與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30_50中的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50的子組相關(guān)聯(lián)，或者屬于獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50的子組。例如，在圖4中示出的超幀140可以屬于節(jié)點(diǎn)A (即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34)，并且可以有利地選擇超幀140的長度，以便在循環(huán)150-154中的每一個循環(huán)期間，節(jié)點(diǎn)A在時隙142 (TSO)期間發(fā)出測量數(shù)據(jù)到節(jié)點(diǎn)B。如果無線網(wǎng)絡(luò)14定義了 10毫秒時隙，則節(jié)點(diǎn)A每30秒發(fā)送數(shù)據(jù)到節(jié)點(diǎn)B —次。然而，如果節(jié)點(diǎn)A被重新配置為每50毫秒報(bào)告測量值一次，網(wǎng)絡(luò)管理器27獨(dú)自，或與與節(jié)點(diǎn)A—道，可以將幀140重新配置為具有五個時隙的長度。換句話說，每個超幀的長度可以反映特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50的特定發(fā)送要求。另一方面，超過一個的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50可以使用用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的超幀。再次參見圖4，雖然超幀140可以主要與節(jié)點(diǎn)A相關(guān)聯(lián)，但是節(jié)點(diǎn)B(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備60)也可以在超幀140的時隙144中定期發(fā)送數(shù)據(jù)到節(jié)點(diǎn)C (網(wǎng)絡(luò)設(shè)備36)。因此，特定超幀的不同時隙可以被不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用來發(fā)起、路由或接收數(shù)據(jù)。在某種意義上，每個超幀的時隙可以被理解為分配給不同設(shè)備的資源，并把特定的優(yōu)先級指派給擁有該超幀的設(shè)備。此外，將會理解的是，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以參與多個超幀。例如，圖4中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備34除了由路由設(shè)備60進(jìn)行傳播它自己的數(shù)據(jù)之外，還可以代表其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例如，在圖I中示出的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備32)路由數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，參與多個超幀的設(shè)備并不在不同超幀中調(diào)度同時發(fā)生的通信。盡管在圖6中示出了僅僅三個超幀，但是圖I的無線網(wǎng)絡(luò)14可以包括任何數(shù)目的超幀，這些不同超幀中的每一個超幀基于在特定的設(shè)備和設(shè)備組之間或之中執(zhí)行的通信的類型和頻率而具有任何想要的或有用的長度。如以上所指示的，ASN計(jì)數(shù)器68 (見圖I)可反映自從無線網(wǎng)絡(luò)14激活以來被連續(xù)調(diào)度的時隙總數(shù)。換句話說，只有那些跟隨在另一時隙之后發(fā)生的時隙影響ASN計(jì)數(shù)，并且被并發(fā)調(diào)度的超幀數(shù)對ASN值沒有影響。為了進(jìn)一步概括出ASN計(jì)數(shù)器68的操作，圖6A示出包括在網(wǎng)絡(luò)啟動時刻208時或之后創(chuàng)建的若干個并發(fā)超幀202-206的調(diào)度表200。超幀202可以是其中相對隙數(shù)從零迭代到三的四時隙超幀。類似地，超幀204可類似地在網(wǎng)絡(luò)啟動時刻260時啟動，但包括編號從零到七的八個時隙。另一方面，超幀206可例如在新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加入無線網(wǎng)絡(luò)14稍后的時間或在網(wǎng)絡(luò)管理器27為了諸如適應(yīng)塊模式傳輸之類的特殊目的而分配臨時資源時被創(chuàng)建。在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表200運(yùn)行期間網(wǎng)絡(luò)管理器27可指派給ASN計(jì)數(shù)器68的值通常用序列210表示。應(yīng)當(dāng)注意到，ASN計(jì)數(shù)器68的值隨著每個新時隙增加，與時隙所關(guān)聯(lián)的超幀無關(guān)。以上關(guān)于圖1-6所描述的方法可以適用于過程控制系統(tǒng)，例如其中各種設(shè)備根據(jù)獨(dú)立的設(shè)備調(diào)度表以及在偶然的、經(jīng)常不可預(yù)知的數(shù)據(jù)“突發(fā)”期間報(bào)告測量值或其它數(shù)據(jù)的過程控制系統(tǒng)。路由技術(shù)如以上參照圖I所討論的，重要的是，考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50的位置，以便無線網(wǎng)絡(luò)14可以以高效和可靠的形式建立它本身。在某些情況下，有必要在那些工廠裝置可能阻塞 或嚴(yán)重影響無線連接的地方或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備彼此相隔很遠(yuǎn)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(wǎng)絡(luò)14是“自修復(fù)”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(shè)計(jì)要求，無線網(wǎng)絡(luò)14可以定義冗余路徑和調(diào)度表以便響應(yīng)于檢測到一個或更多直接無線連接65的故障，網(wǎng)絡(luò)14可以經(jīng)由備用路由對數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。而且，可以在不會關(guān)斷或重啟無線網(wǎng)絡(luò)14的情況下添加和刪除這些路徑。因?yàn)樵谠S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(wǎng)絡(luò)14可能夠自動重新組織自己。更為具體地，響應(yīng)于一個或更多預(yù)定的條件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(例如，32和34、60和36，等等)可以將彼此識別為鄰居，從而生成新的直接無線連接65或者相反地，解除現(xiàn)有的無線連接65。另外，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以生成、刪去或暫時中止非鄰居設(shè)備之間的路徑。不管特定的網(wǎng)絡(luò)配置是永久性還是暫時性的，無線網(wǎng)絡(luò)14 一般要求快速且可靠的在節(jié)點(diǎn)間路由數(shù)據(jù)的方法。在一個可用的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以分析關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的布局、每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備32-50的發(fā)送能力和更新速率的信息，以及其它相關(guān)信息。然后，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于這些因素定義路由和調(diào)度表。在定義路由和調(diào)度表時，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以將無線網(wǎng)絡(luò)140識別為符合若干與本公開內(nèi)容的路由和調(diào)度技術(shù)相兼容的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?O圖7-9示意性地示出這些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械囊恍┚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。為了清楚性起見，圖7-9中的每一個示出設(shè)備對之間的雙向連接。然而，將會理解的是，圖7-9中示出的拓?fù)渲械拿恳粋€拓?fù)湟才c單向連接或雙向和單向混合連接(即包括雙向和單向連接)相兼容。而且，圖7-9中示出的每個連接可以在一個或兩個方向上支持若干單向連接，例如，每個單向連接與特定的發(fā)送時刻相關(guān)聯(lián)。具體參見圖7，網(wǎng)絡(luò)250可以具有星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。星型網(wǎng)絡(luò)250包括路由設(shè)備252和一個或更多終端設(shè)備254。路由設(shè)備252可以是被設(shè)置成對數(shù)據(jù)進(jìn)行路由的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而終端設(shè)備254可以是被設(shè)置成僅僅為它自己發(fā)送數(shù)據(jù)以及僅僅接收(或解碼)尋址到終端設(shè)備254的數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)然，路由設(shè)備252也可以是數(shù)據(jù)的接收方或發(fā)起方，并且除其它任務(wù)之外，還可以執(zhí)行路由功能。如在圖7中示出的，終端設(shè)備254可以具有到路由設(shè)備252的直接連接265，但是終端設(shè)備254不能采用星型拓?fù)渲苯舆B接。直接連接265可以是直接無線連接65或有線連接。
終端設(shè)備254可以是與路由設(shè)備252類型相同的物理設(shè)備，并且在物理上可能能夠路由數(shù)據(jù)。在安裝終端設(shè)備254期間或者在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)(例如無線HART網(wǎng)絡(luò)14)運(yùn)行期間，終端設(shè)備254的路由能力可以被禁用。而且，終端設(shè)備254的路由能力可以被終端設(shè)備254自己禁用或者被諸如網(wǎng)絡(luò)管理器27之類的專用服務(wù)禁用。在某種意義上，星型網(wǎng)絡(luò)250對應(yīng)于最簡單的可用拓?fù)?。它可能適合要求低功耗和低等待時間的小型應(yīng)用。另外，將注意到的是，星型網(wǎng)絡(luò)250是確定性的，因此在路由設(shè)備252和特定的終端設(shè)備254之間僅僅有一個可用的路由?，F(xiàn)在參見圖8，網(wǎng)絡(luò)270被設(shè)置成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)270的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都是路由設(shè)備252。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供一種在各種設(shè)備之間具有多條路徑的健壯性網(wǎng)絡(luò)。在無線應(yīng)用中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)最好能適應(yīng)于變化的無線電環(huán)境。例如，網(wǎng)絡(luò)270的設(shè)備274可以經(jīng)由中間跳278或中間跳280發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備276，只要相應(yīng)的路徑282-288允許在該方向上進(jìn)行發(fā)送。如圖8中示出的，路徑282和路徑284使得路由設(shè)備274能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到路由設(shè)備276，向網(wǎng)絡(luò)270提供冗余和由此產(chǎn)生的提高的可靠性。 在圖9中示出了另一種類型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＞W(wǎng)絡(luò)290結(jié)合了星型拓?fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)涞脑?。具體來說，星型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)290包括若干路由設(shè)備252 (標(biāo)記為“R”)以及終端設(shè)備254(標(biāo)記為“E”)。路由設(shè)備252可以采用網(wǎng)狀形式進(jìn)行連接并且可以支持冗余路徑。特定拓?fù)涞倪x擇可以由諸如網(wǎng)絡(luò)管理器27之類的網(wǎng)絡(luò)部件自動執(zhí)行，或者由配置該網(wǎng)絡(luò)的用戶來執(zhí)行。具體來說，用戶可以選擇忽略由網(wǎng)絡(luò)管理器27選擇的拓?fù)浠蚺c無線HART協(xié)議70相關(guān)聯(lián)的缺省拓?fù)?。假設(shè)在大多數(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)狀近拓?fù)湟驗(yàn)樵撏負(fù)鋬?nèi)在的可靠性、有效性以及冗余性可以是缺省拓?fù)?。顯然，因?yàn)闊o線HART設(shè)備可以充當(dāng)路由器設(shè)備，所以若干不同的配置可以與現(xiàn)場設(shè)備和路由器的同一物理配置相兼容。源路由和圖路由可以適用于參照圖7-9所討論的拓?fù)洹ｋm然在不同的情況下兩種類型的路由可以是同等有用的，但是將首先討論圖路由。一般而言，在數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用中，圖是一組向量(諸如252和254之類的節(jié)點(diǎn))和邊(直接連接65和265)。例如，無線HART協(xié)議70或?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)14或140提供服務(wù)的另一協(xié)議可以使用圖來配置將諸如設(shè)備30之類的通信端點(diǎn)的連接到圖I中示出的網(wǎng)關(guān)22的路徑。在一些實(shí)施例中，圖和相關(guān)聯(lián)的路徑由網(wǎng)絡(luò)管理器27來配置。網(wǎng)絡(luò)管理器27還可以用局部圖和路徑信息來配置諸如現(xiàn)場設(shè)備30-40、路由器60等等之類的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這些局部圖和路徑信息可以存儲在連接表69中。無線網(wǎng)絡(luò)14可以包含多個圖，這些圖中的一些圖可以重疊。進(jìn)一步，某一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在多個圖中具有經(jīng)過該設(shè)備的路徑，這些路徑中的一些路徑可將數(shù)據(jù)引導(dǎo)到該設(shè)備的同一個鄰居。優(yōu)選地，網(wǎng)絡(luò)中的每個圖與唯一的圖標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)。為無線網(wǎng)絡(luò)14和140提供服務(wù)的協(xié)議(例如無線HART協(xié)議70)可以被配置為與許多不同的拓?fù)湟黄疬\(yùn)行以支持各種應(yīng)用要求。結(jié)果，無線網(wǎng)絡(luò)14或140可以并發(fā)地支持諸如單向圖路由和源路由之類的若干種路由方法。雖然無線網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有實(shí)例支持這兩種方法，將會理解的是，無線網(wǎng)絡(luò)14或140可以另外支持雙向圖路由或可以僅僅使用這些技術(shù)中的一種來路由數(shù)據(jù)。然而，不管并發(fā)路由技術(shù)的類型和數(shù)目如何，無線網(wǎng)絡(luò)14或140上的每個設(shè)備可以被指派唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。一旦數(shù)據(jù)的每個可能的接收機(jī)獲知關(guān)于其它網(wǎng)絡(luò)元件的某種形式的明確標(biāo)識，可以由諸如現(xiàn)場設(shè)備30-40之類的獨(dú)立設(shè)備、由網(wǎng)絡(luò)管理器27之類的集中式專用服務(wù)或由該集中式服務(wù)與獨(dú)立設(shè)備協(xié)作做出與路由相關(guān)的決策。如以上所指示的，無線網(wǎng)絡(luò)14的至少一個可能實(shí)現(xiàn)可以依賴于網(wǎng)絡(luò)管理器27來實(shí)現(xiàn)大多數(shù)或所有路由決策，并且將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳達(dá)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50以存儲在連接表69中。進(jìn)一步，可以在發(fā)起點(diǎn)(即在數(shù)據(jù)包的源)或在中央位置做出路由決策。而且，可以在包從源點(diǎn)到目的地的路徑中的每個中間停留或“跳”處調(diào)整路由決策。在以下討論的實(shí)例中，無線網(wǎng)絡(luò)提供至少兩種進(jìn)行路由的方法，可以根據(jù)給定系統(tǒng)的具體要求和狀況，例如組成該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)元件的物理布局、元件的數(shù)目、待發(fā)送到每個元件的或從每個元件發(fā)送的數(shù)據(jù)的期望數(shù)量等等之類，來選擇。而且，這兩種方法可以同時被該無線網(wǎng)絡(luò)使用，并且每種方法可以，鑒于這兩種方法中的每一種方法的性能的某些方面，被有選擇性地應(yīng)用于特定類型的數(shù)據(jù)或應(yīng)用于特定的主機(jī)或主機(jī)組。例如，在傳遞中，過程變量的測量或打開閥門的命令可以容許相對小的延遲，并且無線網(wǎng)絡(luò)14可以相應(yīng)地應(yīng)用這兩種方法中更快更可靠的方法。同時，設(shè)備配置命令或響應(yīng)可以容許較長的延遲并且可以適合于其它方法。如以上簡單指示的，對于某些分布式控制網(wǎng)絡(luò)，特別是對于連接過程控制行業(yè)中的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，出于管理、診斷、日志收集以及其它目的將數(shù)據(jù)引導(dǎo)至某種設(shè)備是常見的。 圖10-12示出無線網(wǎng)絡(luò)300的幾種透視圖，無線網(wǎng)絡(luò)300在兩個大體方向上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸朝向網(wǎng)關(guān)202 (這里被稱為“上游”方向)以及離開網(wǎng)關(guān)202 (這里被稱為“下游”方向)。出于安全性原因，網(wǎng)絡(luò)300并不允許對等現(xiàn)場設(shè)備之間的直接數(shù)據(jù)傳輸，雖然如果想要這樣的話，這里所描述的技術(shù)可以用于這種情況。圖10示出在網(wǎng)絡(luò)300中的上游路由。具體來說，網(wǎng)絡(luò)管理器302A(或備用網(wǎng)絡(luò)管理器302B)可以定義若干有向圖，每個圖包括作為終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A或第二網(wǎng)關(guān)設(shè)備305B。換句話說，在示例性網(wǎng)絡(luò)300中的每個圖的路徑通往并終止在兩個網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A或305B之一。具體來說，圖310 (用粗體實(shí)箭頭表示)可以包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312、314、316、318以及網(wǎng)關(guān)305A，其中與圖310相關(guān)聯(lián)的那些路徑可以包括直接無線連接320、322、324、326和328。圖340 (用粗體虛箭頭表示)可以包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312、316、318、342以及網(wǎng)關(guān)305A，以及包括直接無線連接344、346、348、350以及352的路徑。在有向圖310中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312可以被稱為有向圖310的頭而網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A可以被稱為有向圖310的尾。類似地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312是有向圖340的頭而網(wǎng)關(guān)設(shè)備350是有向圖340的尾。網(wǎng)絡(luò)管理器302A，或者在一定運(yùn)行條件下備用網(wǎng)絡(luò)管理器302B，可以定義圖310和340，并且可以將這些圖310和340的完整或局部定義傳達(dá)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312-318和342。如以上參照圖I所討論的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312-318和342可以維護(hù)存儲這些局部路徑定義的連接表69的最新版本。在一些實(shí)施例中，如果相應(yīng)的通信路徑在網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A-B之一處終止，則網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A-B可以不要求關(guān)于圖310和340的信息。然而，將會理解的是，網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A-B也可以發(fā)起數(shù)據(jù)，并且可以存儲與具有在網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A-B外發(fā)起的路徑的一個或更多圖有關(guān)的信息。將會進(jìn)一步注意到的是，通常某一圖的路徑可以穿過作為中間節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A或305B。然而，示例性網(wǎng)絡(luò)300定義總是要么從網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A或305B發(fā)起要么在網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A或305B終止的路徑。為了沿某一圖發(fā)送數(shù)據(jù)包，源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以將該圖的標(biāo)識符包括在數(shù)據(jù)包中的包頭或包尾中。該數(shù)據(jù)包可以穿過與該圖標(biāo)識符對應(yīng)的那些路徑，直到要么達(dá)到它的目的地，要么被丟棄。例如，為了能夠在圖310中路由包，屬于圖310的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接表69可包含條目，這些條目包括該圖標(biāo)識符和鄰居網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的地址，該鄰居網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(I)屬于相同的圖，而且(2)離目的地更近一跳。例如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以存儲下列連接表
圖標(biāo)識符節(jié)點(diǎn) ~圖—310 318 ~圖—340 318 ~圖—340 342而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備342可以在該連接表中存儲下列信息
圖標(biāo)識符節(jié)點(diǎn) ~圖—340 302盡管以上示例性連接表只是列出與特定條目相關(guān)的設(shè)備，將會注意到的是，該連接表的節(jié)點(diǎn)列可以存儲如網(wǎng)絡(luò)300或無線HART網(wǎng)絡(luò)14的尋址方案所定義的鄰居設(shè)備的地址。在另一實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)列可以存儲鄰居設(shè)備的別名、指向存儲這些鄰居的完整地址或短地址的數(shù)組的索引或任何其它明確標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的手段。可替代地，該連接表可以存儲如以下示出的圖標(biāo)識符/無線連接元組。
圖標(biāo)識符連接 ~圖—310 326 ~圖—340 346 ~圖—340 348換句話說，該連接表可以列出一個或更多與特定圖對應(yīng)的直接無線連接65。例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以詢問該連接表并且經(jīng)由直接無線連接346或348發(fā)送攜帶圖標(biāo)識符340的包。如圖在10中和以上表中所示出的，可以通過將超過一個的鄰居與同一圖標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)來建立冗余路徑。因此，到達(dá)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316并且將圖標(biāo)識符340包含在包頭和包尾中的數(shù)據(jù)包可以被路由到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備318或路由到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備342。在執(zhí)行路由操作的同時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以憑借圖標(biāo)識符340在該連接表中執(zhí)行查找，并且發(fā)送包到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備318或342中的任一個(或兩者)。而且，兩個或更多可能的跳之間的路由選擇可以是隨機(jī)的或者根據(jù)預(yù)定義的算法來實(shí)施。例如，可以考慮負(fù)載均衡目的或者鑒于傳遞統(tǒng)計(jì)進(jìn)行該選擇。因此，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以通過對等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或從網(wǎng)絡(luò)管理器27獲知，在沿圖340路由包時，選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備318作為下一跳具有較低的成功傳遞該包的概率或者在傳遞中具有較長的預(yù)期或平均延遲。然后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以嘗試將更多或可能所有與圖340相關(guān)聯(lián)的包路由到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備342。在一個實(shí)施例中，鄰居設(shè)備通過發(fā)送確認(rèn)包對接收到數(shù)據(jù)包進(jìn)行確認(rèn)。在以上實(shí)例中，一旦鄰居網(wǎng)絡(luò)設(shè)備318或342對接收到該包進(jìn)行確認(rèn)，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以馬上釋放它。另一方面，如果沒有在預(yù)定義的時段內(nèi)接收到該確認(rèn)，則網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以嘗試重新發(fā)送該或經(jīng)由備用跳或路徑來路由該包。另外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以收集成功傳遞嘗試和失敗傳遞嘗試的統(tǒng)計(jì)值。接下來的路由決策，例如，在跳318和342之間進(jìn)行選擇，可以包括被調(diào)整的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或基于被調(diào)整的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備316可以將涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備318和342的統(tǒng)計(jì)值應(yīng)用到其它相關(guān)圖，并且也可以直接或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)管理器27將這些統(tǒng)計(jì)值傳達(dá)給其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。如以上所討論的，在圖路由方法中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沿一組去目的地的路徑發(fā)送在網(wǎng)絡(luò)包頭中具有圖標(biāo)識符的包。重要的是，只有圖標(biāo)識符就足以對包進(jìn)行路由，并且盡管其它路由信息也可以包括在該包頭中，但僅基于該圖標(biāo)識符就可以正確地傳遞每個包。在去目的 地的路上(即在該路徑上)，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以被預(yù)先配置以圖信息，該圖信息指定這些包可以被轉(zhuǎn)發(fā)到的鄰居。因?yàn)閳D路由要求為每個可能的目的地預(yù)先配置中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因此圖路由可以更好地適用于從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到網(wǎng)關(guān)的通信以及從網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通信。現(xiàn)在參見圖11，網(wǎng)絡(luò)管理器302A或302B也可以支持關(guān)于網(wǎng)關(guān)305A-B中的一個或兩者的下游路由。具體來說，圖380 (用粗體實(shí)箭頭表示)可以包括節(jié)點(diǎn)315、314和312，以及直接無線連接382-386。網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A是圖380的頭，并且無線設(shè)備312是圖380的尾。同時，圖390 (用粗體虛箭頭表示)可以類似地將網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A連接到無線設(shè)備312，并且網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A作為圖390的頭。然而，圖390可以包括節(jié)點(diǎn)305A、318、342、316和312，以及直接連接392-298。因此，為了發(fā)送數(shù)據(jù)包到無線設(shè)備312，網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A可以將對應(yīng)于圖380或390的圖標(biāo)識符包括在該數(shù)據(jù)包的包頭或包尾中。將會理解的是，圖380或390中的每一個也可以包括雙重連接路徑以確?？煽啃?，并且一般而言，網(wǎng)絡(luò)管理器302A或302B可以使用類似于以上參照圖10所討論的技術(shù)。同樣，將會注意到的是，無線設(shè)備312-318以及342中的每一個無線設(shè)備的連接表69可以包括與用于路由目的的下游圖和上游圖相關(guān)的圖路由信息。另外，如在圖12中示出的，無線網(wǎng)絡(luò)300可以使用源路由。在源路由中，沒有必要對中繼設(shè)備進(jìn)行預(yù)先配置。為了使用源路由發(fā)送該包到它的目的地，該源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在數(shù)據(jù)包的包頭中包括例如設(shè)備的有序列表，該數(shù)據(jù)包必須通過有序列表上的設(shè)備進(jìn)行傳播。設(shè)備的有序列表可以有效地定義該數(shù)據(jù)包的通信路徑。當(dāng)該包穿過該指定的路徑時，每個路由設(shè)備可以從該包提取出下一個節(jié)點(diǎn)地址以確定該數(shù)據(jù)包接下來應(yīng)該傳播到哪里，即在下一跳中下一個數(shù)據(jù)包應(yīng)該被發(fā)送到哪里。因此，源路由要求提前知道該網(wǎng)絡(luò)14的拓?fù)洹Ｈ欢?，如果某一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在該路由列表上沒有發(fā)現(xiàn)它自己，則該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以將該包發(fā)送回源路由列表中指定的第一設(shè)備。源路由允許包在中間設(shè)備沒有明確或以預(yù)定配置的方式被建立的情況下去往任意目的地。例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312可以通過在包頭或包尾中指定該完整路徑來發(fā)送包到網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A。如在圖9中示出的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備312可以產(chǎn)生包含網(wǎng)絡(luò)設(shè)備314、315和305A的地址的列表310并且將該列表310連同該包發(fā)送到該列表上的第一跳或設(shè)備，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備314。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備314接著可以遍歷列表310、定位網(wǎng)絡(luò)設(shè)備314的標(biāo)識、從列表310中提取該字段、將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備315標(biāo)識為接收包的下一跳并且最后發(fā)送該數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備315。源路由列表可以駐留在網(wǎng)絡(luò)包頭的可選區(qū)域中，并且可以具有依賴于到目的地的跳數(shù)的可變大小。類似地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備315可以遍歷表310，定位它自己的地址和標(biāo)識，并且發(fā)送該數(shù)據(jù)包到列表310中的下一跳或設(shè)備(在這種情況下，為網(wǎng)關(guān)設(shè)備305A)。一般而言，僅僅那些已從網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B獲得的完整網(wǎng)絡(luò)信息的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用源路由，因?yàn)閮H僅網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B知道該網(wǎng)絡(luò)的完全拓?fù)洹Ｔ绰酚傻牧硗獾南拗圃谟谒辉谥虚g網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中提供冗余，因?yàn)槊總€包以明確指定每個中間跳的包頭或包尾被發(fā)起并且不提供任何路由備選項(xiàng)。因此，如果由包頭或包尾指定的中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一未能中繼包，則該包的傳遞失敗。因此，由網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B負(fù)責(zé)檢測該故障并且用備用路由重新編程或重新配置該源。為了方便檢測這些錯誤情況，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備14、140或300可以要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送路由故障通知到網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B。相應(yīng)地，諸如無線HART協(xié)議70之類的協(xié)議可以在該協(xié)議定義中提供消息類型或信息元素以報(bào)告這種或其它類型的傳遞故障。在另一實(shí)施例中，路由列表310 (參見圖9)可以指定備用路由，作為對由發(fā)送方選擇的路由的補(bǔ)充。在又一實(shí)施例中，主路由以及一個或更多備用路由可以局部合 并以避免在包頭和包尾中重復(fù)該路徑的公共部分。總體參見圖1、3以及10-12，網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B可以維護(hù)該網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備的列表。網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B也可以包含整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒ㄔ摼W(wǎng)絡(luò)的完整圖以及該圖的已經(jīng)被傳達(dá)到每個設(shè)備的最新部分。網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B可以使用網(wǎng)絡(luò)管理器從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-40、50、60、55等等接收的信息來產(chǎn)生路由和連接信息。網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B可以接著根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和由每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)告的鄰居的列表來建立該網(wǎng)絡(luò)的圖。再參見圖1，例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備50B可以報(bào)告“看到”鄰居設(shè)備60和34。網(wǎng)絡(luò)管理器也可以負(fù)責(zé)產(chǎn)生和維護(hù)該網(wǎng)絡(luò)的所有路由信息。在一個實(shí)施例中，總是有一個完整網(wǎng)絡(luò)路由和若干特定目的的路由，其用于從網(wǎng)關(guān)302A或302B發(fā)送設(shè)定點(diǎn)和其它設(shè)定到最終控制指揮部(圖7-9)。此外，廣播路由(其流過該網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)或所有設(shè)備)可以用于從網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B發(fā)送廣播消息到網(wǎng)絡(luò)14或300的所有設(shè)備。更進(jìn)一步，一旦知道了路由信息和突發(fā)模式更新速率，網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B還在可以實(shí)施對網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度。當(dāng)設(shè)備最初被添加到網(wǎng)絡(luò)14、140或300時，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理器可以存儲從每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)告的所有鄰居條目。網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B可以使用該信息建立最初的完整網(wǎng)絡(luò)圖并且在運(yùn)行期間修改這些圖。該網(wǎng)絡(luò)圖被合并起來，優(yōu)化了若干屬性，這些屬性包括如由以上討論的統(tǒng)計(jì)值采集反映的跳計(jì)數(shù)、報(bào)告速率、功率使用、以及總的業(yè)務(wù)流。該拓?fù)涞囊粋€關(guān)鍵方面是將設(shè)備連接在一起的連接列表。因?yàn)楠?dú)立連接的存在和健康可以隨時間而變化，所以網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B可以被另外編程或配置以更新總的拓?fù)洌@可以包括在每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中添加和刪除信息。在一些實(shí)施例中，僅僅網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B以及網(wǎng)關(guān)22或302A-B可以知道足夠的信息來使用源路由。更為具體地，可能期望出于安全目的而阻止任何兩個任意設(shè)備之間的對等通信。此外，盡管這里已經(jīng)描述了發(fā)生在現(xiàn)場設(shè)備和網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間的圖路由和源路由，但是這些類型的路由均可用在網(wǎng)絡(luò)中任何兩個設(shè)備之間，包括例如網(wǎng)絡(luò)中任意兩個現(xiàn)場設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間，任意兩個網(wǎng)關(guān)設(shè)備之間等。簡而言之，圖路由可以針對網(wǎng)絡(luò)管理器27或網(wǎng)關(guān)22向上游和下游引導(dǎo)業(yè)務(wù)，并且圖路由和源路由都可以被優(yōu)化以滿足等待時間要求低的應(yīng)用，其包括從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)皆摼W(wǎng)關(guān)的測量信息以及從網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳輸?shù)街T如調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥、泵、風(fēng)機(jī)、檔板以及采用許多其它方式使用的馬達(dá)之類的最終控制指揮部的控制信息。在一些實(shí)施例中，路徑冗余可能是網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B的策略問題，而非圖的巧合重疊。換句話說，網(wǎng)絡(luò)27、114或302A-B可以嘗試為每個設(shè)備定義至少兩個鄰居。因此，網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B可以被配置為主動追求網(wǎng)狀拓?fù)浠蛐切途W(wǎng)狀拓?fù)?。因此，諸如無線HART協(xié)議70之類的支持協(xié)議可以提供很高的端到端的數(shù)據(jù)可靠性。從物理角度來看，每個現(xiàn)場設(shè)備或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)該在可以從該現(xiàn)場設(shè)備接收消息并轉(zhuǎn)發(fā)這些消息的至少兩個其它設(shè)備的通信范圍內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B可以另外驗(yàn)證每個圖定義，以便確保還沒有形成回路。在網(wǎng)絡(luò)管理器27、114或302A-B主動追求路徑冗余并定義許多各種大小的圖的實(shí)施例·中，通信路徑有時可能被錯誤地定義為將數(shù)據(jù)包從源引導(dǎo)回到同一個源。根據(jù)這樣的錯誤圖定義，可能將包從該源直接路由回到該源或者可以在回到該源之間訪問一個或更多中間跳。每當(dāng)例如由于添加或去除設(shè)備而使相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓瘯r，或每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理器27出于任何原因調(diào)整路由圖和調(diào)度表時，可以執(zhí)行回路驗(yàn)證。可替代地，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以周期性地執(zhí)行回路檢查作為后臺任務(wù)。結(jié)合路由和調(diào)度決束在諸如無線網(wǎng)絡(luò)14或300的無線網(wǎng)絡(luò)中，同一圖路由可以與若干調(diào)度表一起使用。具體來說，可以沿相同的路由發(fā)送包，同時更新該網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表變化和從某一節(jié)點(diǎn)發(fā)送該包或?qū)⒃摪l(fā)送到某一節(jié)點(diǎn)的時刻。在這種意義上，路由和調(diào)度可以在概念上和功能上是分離的以方便網(wǎng)絡(luò)管理。然而，另一方面，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以實(shí)質(zhì)上并行地執(zhí)行路由和調(diào)度以實(shí)現(xiàn)健壯性并提高無線網(wǎng)絡(luò)14或300的性能和可靠性。更為具體地，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以鑒于相關(guān)的路由約束進(jìn)行至少某些調(diào)度決策，并且相反地，鑒于調(diào)度約束進(jìn)行路由決策。在某些特別有用的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以首先分析網(wǎng)絡(luò)14或300的拓?fù)?，?gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖67，而后繼續(xù)鑒于網(wǎng)絡(luò)圖67和諸如發(fā)送速率、功率容量等等之類的特定設(shè)備參數(shù)來建立網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表69。當(dāng)鑒于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行調(diào)度決策時，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以在概念上將特定超幀中的時隙與特定的有向圖的邊(其為這里所討論的實(shí)例中的直接連接65)相結(jié)合以定義方便的組合空間和時間單元，即鏈路。具體來說，鏈路可以與兩個通信端點(diǎn)之間的直接連接65以及這兩個通信端點(diǎn)交換數(shù)據(jù)的時間相關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步，網(wǎng)絡(luò)管理器27可以將隙與對應(yīng)于分配和使用隙的不同原則的若干類型相關(guān)聯(lián)。具體來說，特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對32-50可以共享專用單播鏈路，以便該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對中的一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用指定的時隙將信息發(fā)送給該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對中的另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。當(dāng)然，如以上關(guān)于圖3所討論的，在一時隙期間發(fā)送某種信息的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還可以從接收該信息的設(shè)備接收相應(yīng)的確認(rèn)，并且在這種意義上，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對中的每一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在單個時隙過程中充當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。然而，為了簡單起見，在時隙中發(fā)送信息塊的設(shè)備在這里被稱為“講話者”，并且接收該信息塊的設(shè)備相應(yīng)地被稱為“偵聽者”。
與專用鏈路相反，共享鏈路可以有超過一個的講話者，但是僅僅有一個偵聽者。在某種意義上，共享鏈路仍然是單播鏈路，因?yàn)樵撴溌肪邇H僅有一個偵聽者。另一方面，廣播和組播鏈路可以具有一個講話者和許多偵聽者。進(jìn)一步，專用鏈路具有一個講話者和受限的一組偵聽者。根據(jù)另一方面，特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以將專用的、共享的、有向的或廣播的鏈路視為發(fā)送鏈路或接收鏈路。再參見圖10，例如，無線設(shè)備312和314可以共享與某一特定時隙以及直接無線連接330相關(guān)聯(lián)的專用鏈路，以便無線設(shè)備312經(jīng)由該鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)并且無線設(shè)備314經(jīng)由該鏈路接收數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，無線設(shè)備312可以把該鏈路視為發(fā)送鏈路，而無線設(shè)備314可以將同一鏈路視為接收鏈路。因此，將鏈路分成發(fā)送和接收鏈路是設(shè)備角度的問題。還將會注意到的是，如果在與該鏈路相關(guān)聯(lián)的圖邊緣的任一末端處的設(shè)備在相應(yīng)時隙期間的某個時點(diǎn)上發(fā)送信息，某些鏈路可以被定義或用作發(fā)送/接收鏈路。如以上所指示的，每個鏈路可以與某個時隙相關(guān)聯(lián)，不管鏈路的類型如何。在無線網(wǎng)絡(luò)14或300的運(yùn)行中，網(wǎng)絡(luò)管理器27或302A-B可以將鏈路指派給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50、 312、314、316、318等等。依賴于鏈路類型，與該鏈路相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以發(fā)送包、接收包或保持空閑。如果該包的目的地與在該鏈路的另一末端上的一個或更多鄰居相匹配，則與發(fā)送鏈路或發(fā)送/接收鏈路一起運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在該鏈路的合適的段內(nèi)發(fā)送包。另一方面，具有接收鏈路或其上沒有包被發(fā)送的發(fā)送/接收鏈路的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在與該鏈路相關(guān)聯(lián)的時隙內(nèi)偵聽一個或更多進(jìn)入的包。在那些也使用共享鏈路的實(shí)施例中，優(yōu)選地，設(shè)備在該設(shè)備開始經(jīng)由共享鏈路進(jìn)行發(fā)送之前執(zhí)行空閑信道評估(CCA)或者另一防止資源競爭的方法。在至少某些實(shí)施例中，所有參與專用或共享鏈路的設(shè)備在與這些專用或共享鏈路相關(guān)聯(lián)的時隙期間必須醒來并且進(jìn)行偵聽。如以上參照圖3所說明的，在單個時隙的過程中，一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以發(fā)送數(shù)據(jù)包并且另一設(shè)備可以用確認(rèn)進(jìn)行回復(fù)。類似地，經(jīng)由鏈路的通信會話可以包括數(shù)據(jù)包的發(fā)送和對確認(rèn)的發(fā)送，該確認(rèn)可以是肯定(“ACK”)或否定(“NACK”)。一般而言，如果該接收機(jī)不是該包的最后目的地，則肯定確認(rèn)可以指示接收機(jī)已經(jīng)成功接收到該數(shù)據(jù)包，并且已經(jīng)承擔(dān)該數(shù)據(jù)包的所有權(quán)以進(jìn)一步進(jìn)行路由。同時，否定確認(rèn)可以指示該接收機(jī)這時不能接收該數(shù)據(jù)包但已經(jīng)檢測到該包沒有錯誤。進(jìn)一步，ACK和NACK都可以攜帶定時信息以便相應(yīng)的設(shè)備可以正確地保持網(wǎng)絡(luò)同步。在一些實(shí)施例中，發(fā)送給單播網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址的包可以要求在同一時隙內(nèi)的鏈路層確認(rèn)，而發(fā)送給廣播網(wǎng)絡(luò)設(shè)備地址(例如，OxFFFF)的包可以不要求確認(rèn)。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理器27定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50之間的直接連接65時，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收鏈路指派。這些設(shè)備可以相應(yīng)地定義并維護(hù)相應(yīng)的設(shè)備調(diào)度表67(參見圖I和4)。鏈路指派可以部分指定該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)該如何使用超幀中的某一時隙。因此，每個鏈路可以精確地包括一個時隙、類型指派(即發(fā)送和/或接收)、鄰居信息或標(biāo)識與該鏈路相關(guān)的雙向圖或單向圖的邊的其它數(shù)據(jù)以及其另外的發(fā)送和/或接收屬性。在某些實(shí)施例中，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50的設(shè)備調(diào)度表67可以維護(hù)另外的標(biāo)志或指示符以正確地維護(hù)各種類型的鏈路。例如，設(shè)備調(diào)度表67可以為每個共享鏈路設(shè)置共享標(biāo)志以便相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50可以正確地接入該鏈路以進(jìn)行發(fā)送。進(jìn)一步，關(guān)于共享鏈路，網(wǎng)絡(luò)14或300可以使用眾所周知的時隙式阿羅哈競爭管理算法以定義共享鏈路的生命周期。相應(yīng)地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30-50、305A-B、312、314、316、318等等可以使用在沖突情況下具有后退(backoff)(延遲)的沖突避免方案。在一些實(shí)施例中，該延遲可以被實(shí)現(xiàn)為與單個時隙的持續(xù)時間不相關(guān)的時間測量。在其它特別有用的實(shí)施例中，該后退可以用以整數(shù)個時隙測得的延遲來實(shí)現(xiàn)。具體來說，已經(jīng)遇到?jīng)_突的設(shè)備可以后退從下一個調(diào)度的時隙之初開始的單個時隙、兩個時隙等等的持續(xù)時間。通過將后退間隔與時隙進(jìn)行同步，設(shè)備可以優(yōu)化重試機(jī)制并且確保重試嘗試僅在有發(fā)送的可能性時才發(fā)生。當(dāng)設(shè)備的帶寬要求低和/或業(yè)務(wù)不定期或以突發(fā)方式發(fā)生時，使用共享鏈路可能是想要的。在某些情況下，使用共享鏈路可以減少等待時間，因?yàn)樵摼W(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要等待專用鏈路，雖然這通常僅在沖突的機(jī)率相對低時才是真的。形成有效的調(diào)度和路由方案除了通過分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪韮?yōu)化路由之外，網(wǎng)絡(luò)管理器27可定義圖，并在調(diào)度期間鑒于特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型和各個類型的數(shù)據(jù)在各個特定設(shè)備處的期望發(fā)送頻率來分配資源。更為具體地，無線HART協(xié)議70可支持若干種網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)?，F(xiàn)有的HART 協(xié)議72和無線HART協(xié)議70都支持交換請求/響應(yīng)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)的公布、發(fā)送廣播消息以及大數(shù)據(jù)文件的塊數(shù)據(jù)傳輸。無線HART協(xié)議70還可支持使用同一協(xié)議和同一資源池進(jìn)行諸如網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)之類的管理數(shù)據(jù)的傳送和諸如由現(xiàn)場設(shè)備報(bào)告的周期性測量值之類的設(shè)備通信，從而使調(diào)度和路由具有更高的效率。網(wǎng)絡(luò)管理器可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在每單位時間內(nèi)可公布的數(shù)據(jù)量來為每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配通信資源。例如，無線HART網(wǎng)絡(luò)14中的無線HART流量計(jì)30可具有四秒鐘的更新速率，而無線HART壓力傳感器32可具有十秒鐘的更新速率。操作員可根據(jù)其中實(shí)現(xiàn)了無線HART網(wǎng)絡(luò)14的過程控制系統(tǒng)的具體需要來用這些值配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30和32。如以上所指示的，多個超幀可用于為各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組定義不同的通信調(diào)度表。最初，網(wǎng)絡(luò)管理器27可為所有的網(wǎng)絡(luò)管理器請求保留一特定的超幀。在接受諸如流量計(jì)30和壓力傳感器32之類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，網(wǎng)絡(luò)管理器27即可分配用于四秒鐘和十秒鐘的通信速率的附加超幀，并將該附加超幀指派給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30和32。網(wǎng)絡(luò)管理器27還可在將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30和32添加到無線HART網(wǎng)絡(luò)14之前或之后，分別定義用于警報(bào)和網(wǎng)絡(luò)事件的超幀。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備30和32可以，但并不被要求，同時參與一個或多個超幀。通過將特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置為參與多個不同大小的重疊超幀，可建立可在無調(diào)度沖突的情況下并發(fā)工作的多個通信調(diào)度表和連通性矩陣。此外，因?yàn)橐恍┲T如資產(chǎn)管理和特定設(shè)備應(yīng)用之類的關(guān)鍵應(yīng)用經(jīng)常要求在短的持續(xù)時間內(nèi)要具有相當(dāng)大的帶寬，所以網(wǎng)絡(luò)管理器27也可以按照需要生成附加的暫時超幀。例如，用戶可以發(fā)出觀看或改變設(shè)備的配置或生成診斷屏幕的請求。網(wǎng)絡(luò)管理器27可通過定義可在幾分鐘內(nèi)(這僅僅是示例)保持有效的附加超幀，來支持該對通信隙的需求的暫時性增加。網(wǎng)絡(luò)管理器27在創(chuàng)建有向圖時，可同時考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新速率和無線HART網(wǎng)絡(luò)27的拓?fù)洹Ｈ欢?，網(wǎng)絡(luò)管理器27還可以以獨(dú)立于調(diào)度的方式作出圖路由決策。例如，網(wǎng)絡(luò)管理器可添加、刪除或更新圖，同時使網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表保持原樣。更具體地說，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度表可具有在所定義的超幀中可用的時隙，網(wǎng)絡(luò)管理器27可在定義新圖或更新現(xiàn)有的圖時將所定義的超幀當(dāng)作資源來使用。從這個意義上說，無線HART協(xié)議70允許獨(dú)立于調(diào)度決策而進(jìn)行圖配置決策。無線HART協(xié)議70的該特征可使無線HART網(wǎng)絡(luò)14更快地對環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的變化做出響應(yīng)，因?yàn)闊o線HART協(xié)議70可通過僅改變現(xiàn)有配置中的一部分來快速且以非侵入的方式調(diào)節(jié)路由。將被認(rèn)識到的是，以上論述的某些方法沒有必要局限于數(shù)據(jù)包，并且可應(yīng)用于其它通信技術(shù)。例如，網(wǎng)絡(luò)可使用電路交換方法，并且，作為對以有限大小的包進(jìn)行傳播的替代，數(shù)據(jù)可通過通信終端之間的專用信道作為流被傳送。作為簡化示例，圖13-20以及

示出高效路由方案和相對應(yīng)的將以上論述的概念應(yīng)用于四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)度表的形成。具體來說，圖13示意性地示出網(wǎng)絡(luò)400、形成在網(wǎng)絡(luò)400的節(jié)點(diǎn)A、B、C和D (或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-408)之間的若干個直接無線連接以及鑒于諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、信號?qiáng)度和/或質(zhì)量、等待時間需求等的因素可形成在網(wǎng)絡(luò)400中的若干個有向圖的邊緣410-420。為進(jìn)一步簡化該示例，僅參照圖13-20論述向上游的(SP設(shè)備到網(wǎng)關(guān)的)數(shù)據(jù)傳播。為了清楚起見，下面將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)稱作節(jié)點(diǎn)A-D，而將與這些節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的設(shè)備稱作網(wǎng)關(guān)設(shè)備402或現(xiàn)場設(shè)備404-408。如圖13中進(jìn)一步示出的，節(jié)點(diǎn)A-D可存儲、維護(hù)和更新特定設(shè)備連接表422-428。接下來，圖14-16示出支持節(jié)點(diǎn)A-D之間的 數(shù)據(jù)交換的若干個超幀的形成。最后，圖17-20示出可與圖13的節(jié)點(diǎn)A-D相對應(yīng)的示例特定設(shè)備通信調(diào)度表432-438。具體參見圖13，無線網(wǎng)絡(luò)400可包括網(wǎng)關(guān)設(shè)備402，其作為節(jié)點(diǎn)A在網(wǎng)絡(luò)400中運(yùn)行，并將無線網(wǎng)絡(luò)400連接到外部網(wǎng)絡(luò)(未示出)或單機(jī)外部設(shè)備(未示出)。由于典型的業(yè)務(wù)需求，該網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以是帶電設(shè)備，即通過電纜或電線連接到基本無限制的電源。另一方面，節(jié)點(diǎn)B-D可以是電池驅(qū)動的現(xiàn)場設(shè)備。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)B-D中的某些或所有節(jié)點(diǎn)也可連接到電線或其它能源。還如在圖13中示出的，現(xiàn)場設(shè)備404-408中的每一個都可具有特定的更新速率，該設(shè)備以該特定的更新速率向諸如網(wǎng)關(guān)設(shè)備402之類的另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。例如，現(xiàn)場設(shè)備404和406可每秒鐘產(chǎn)生一次外發(fā)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場設(shè)備408可每四秒產(chǎn)生一次外發(fā)的數(shù)據(jù)。通常，節(jié)點(diǎn)B-D也可對應(yīng)于任何類型的用于通信或配備以通信能力的設(shè)備。期望的是，例如節(jié)點(diǎn)B-D可以是在家庭網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的個人計(jì)算機(jī)。然而，由于其中的路由和調(diào)度技術(shù)在過程控制和傳感器網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中特別有用，因此在該特定示例中，節(jié)點(diǎn)B-D是在過程控制環(huán)境下運(yùn)行且執(zhí)行各種感應(yīng)和測量功能(例如溫度、壓力、流量、酸度、閥致動器位置等)或控制功能(啟動、定位等)的現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備404-408可通過支持以上參照圖3-12論述的路由和調(diào)度技術(shù)的任何協(xié)議交換測量和控制數(shù)據(jù)。在一個實(shí)施例中，支持這些功能的協(xié)議可以是圖12中示出的無線HART協(xié)議70。網(wǎng)絡(luò)管理器440可以是在節(jié)點(diǎn)A內(nèi)運(yùn)行的軟件模塊。類似于圖I中示出的網(wǎng)絡(luò)管理器27或圖10-12中示出的網(wǎng)絡(luò)管理器302A-302B，網(wǎng)絡(luò)管理器440可以負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)440中作出路由和調(diào)度決策。具體來說，網(wǎng)絡(luò)管理器440可最初從節(jié)點(diǎn)B-D中的每一個采集設(shè)備和信令信息以及與其自身的主機(jī)節(jié)點(diǎn)A相關(guān)的信息，并鑒于這些因素為網(wǎng)絡(luò)400定義初始網(wǎng)絡(luò)圖。更具體地說，節(jié)點(diǎn)A-D中的每一個可向其潛在的每個鄰居報(bào)告具體說明信號能量的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)值?？商娲?，節(jié)點(diǎn)A-D可報(bào)告測得的信號質(zhì)量或任何其它可用于評定信號質(zhì)量的測量值。另外，節(jié)點(diǎn)A-D中的每一個都可向網(wǎng)絡(luò)400報(bào)告諸如供電能力(例如，電池供電的、電線供電的等)之類的參數(shù)、預(yù)計(jì)或?qū)嶋H傳送需求(例如，每秒鐘、每四秒鐘測量值更新等；被調(diào)度的不定期的自動更新；僅響應(yīng)于請求而更新；等等)以及與網(wǎng)絡(luò)400中的現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行相關(guān)的其它信息。在從節(jié)點(diǎn)A-D采集到設(shè)備信息后，網(wǎng)絡(luò)管理器440即可通過選擇鄰居設(shè)備對之間的直接無線連接建立網(wǎng)絡(luò)400的拓?fù)洌远x節(jié)點(diǎn)A-D對之間的一個或多個有向圖。在圖13中示出的特定示例中，每個有向圖都將節(jié)點(diǎn)A作為頭或尾。網(wǎng)絡(luò)管理器440由此可使能網(wǎng)絡(luò)中相對于網(wǎng)關(guān)設(shè)備42向上游和向下游的數(shù)據(jù)流。當(dāng)定義直接無線連接時，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-404，或者如果需要的話，網(wǎng)絡(luò)管理器440可將由節(jié)點(diǎn)A-D中的一個發(fā)送的或由節(jié)點(diǎn)A-D中的另一個測量的無線信號的強(qiáng)度或質(zhì)量，與一閾值進(jìn)行比較，以決定該信號是否足以支持直接無線連接。在至少某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-404中的每一個自動確定該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可與其余網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-402中的哪一個建立直接連接，從而將對應(yīng)的設(shè)備作為它的鄰居。為了這個目的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-404中的每一個都可執(zhí)行同一個用于采集和分析信號測量值的例程。參見圖13，例如，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備408可確定由網(wǎng)關(guān)設(shè)備402的收發(fā)器發(fā)出的信號不能在這些設(shè)備之間提供足 夠強(qiáng)的直接無線連接，換句話說，不能在節(jié)點(diǎn)A與D之間提供足夠強(qiáng)的直接無線連接。另一方面，由于設(shè)備404離設(shè)備402更近、設(shè)備402和404之間有較少的障礙物或其它因素，因此在節(jié)點(diǎn)B處的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備404可測量來自節(jié)點(diǎn)A的同一信號，以獲取更好(例如更大強(qiáng)度或更高質(zhì)量)的測量值。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備404可相應(yīng)地確定節(jié)點(diǎn)A與B之間存在潛在的直接無線連接。優(yōu)選地，但非必需地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402作出類似的確定，并且也決定節(jié)點(diǎn)A與B之間存在潛在的直接無線連接。接下來，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備402-408中的每一個可向網(wǎng)絡(luò)管理器440報(bào)告所采集的測量值和潛在的直接連接?？商娲?，網(wǎng)絡(luò)400可迭代地形成，使得節(jié)點(diǎn)A最初形成完整且可操作的單節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)B和C而后加入網(wǎng)絡(luò)400以形成完整且可操作的三節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)D最后加入網(wǎng)絡(luò)400作為節(jié)點(diǎn)B和C的鄰居以形成完整且可操作的四節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。在某些情況下，并且具體地說，在具有大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)中，特定節(jié)點(diǎn)可建立與很多個潛在的鄰居的直接連接。根據(jù)某些實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)管理器400可例如基于這些直接連接的相對質(zhì)量，弓I導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備禁用這些多余直接連接中的某些。在圖13中示出的已形成的網(wǎng)絡(luò)400中，節(jié)點(diǎn)B和C中的每一個都可具有到節(jié)點(diǎn)A的直接無線連接(分別支持有向連接410和412)。換句話說，現(xiàn)場設(shè)備404和406中的每一個都可距離網(wǎng)關(guān)設(shè)備402 —跳遠(yuǎn)。此外，節(jié)點(diǎn)B和C還可共享直接無線連接以支持有向B到C連接414和有向C到B連接416。同時，節(jié)點(diǎn)D可僅通過節(jié)點(diǎn)B、僅通過節(jié)點(diǎn)C或通過節(jié)點(diǎn)B和C連接到節(jié)點(diǎn)A。因此，節(jié)點(diǎn)D可距離節(jié)點(diǎn)A兩跳(D到B到A)或三跳(D到B到C到A)遠(yuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)有向連接410-420的定義和進(jìn)一步的網(wǎng)絡(luò)400的有向路由圖的定義，網(wǎng)絡(luò)管理器440除了考慮鄰居網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的可用直接無線連接組之外，還可考慮若干個因素。具體來說，網(wǎng)絡(luò)管理器440可嘗試使用可能的最小跳數(shù)定義始于節(jié)點(diǎn)B-D結(jié)束于節(jié)點(diǎn)A的有向圖。結(jié)果，從節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)A的有向圖包括單個有向連接410。類似地，從節(jié)點(diǎn)C到節(jié)點(diǎn)A的有向圖包括單個有向連接412。從節(jié)點(diǎn)D到節(jié)點(diǎn)A的有向圖需要至少單個中間節(jié)點(diǎn)B或C，但是也可包括兩個中間節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用上述的跳數(shù)最小原則，網(wǎng)絡(luò)管理器440可定義例如包括連接418和410的序列的將D連接到A的有向圖。將注意到的是，將A連接到D的有向圖不需要包括同一中間跳B (如以上參照圖10-12更詳細(xì)地論述的)。進(jìn)一步，網(wǎng)絡(luò)管理器440可能優(yōu)選將帶電設(shè)備作為中間節(jié)點(diǎn)。如果，例如節(jié)點(diǎn)B是電池供電的，而節(jié)點(diǎn)C具有無限制電源，則網(wǎng)絡(luò)管理器440在其它因素都相同的情況下，將圖定義為從節(jié)點(diǎn)D經(jīng)由節(jié)點(diǎn)C到節(jié)點(diǎn)A。然而，在圖13中示出的示例中，僅節(jié)點(diǎn)A連接到無限制電源。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理器440也可對由這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備報(bào)告的可用直接連接的相對信號強(qiáng)度進(jìn)行比較，以在相似的路徑之間進(jìn)行選擇。假設(shè)例如節(jié)點(diǎn)D報(bào)告來自節(jié)點(diǎn)B的信號比來自節(jié)點(diǎn)C的信號強(qiáng)，那么網(wǎng)絡(luò)管理器440可優(yōu)選將從節(jié)點(diǎn)D到節(jié)點(diǎn)A的包括節(jié)點(diǎn)B作為中間跳的有向路徑。繼續(xù)參見圖13，網(wǎng)絡(luò)400由此可包括以下用于向上游的(即設(shè)備到網(wǎng)關(guān)的)數(shù)據(jù)傳播的有向圖定義
權(quán)利要求
1.一種在無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，該無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)在過程控制環(huán)境下運(yùn)行并且包括多個無線現(xiàn)場設(shè)備，該方法包括 生成用于該無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)度表，包括 定義特定持續(xù)時間的通信時隙； 將多個并發(fā)重疊超幀定義為若干個連續(xù)調(diào)度的通信時隙的重復(fù)循環(huán)； 將所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及將所述多個并發(fā)超幀的子組與過程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其中該子組并不包括所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀；以及 在與所述多個并發(fā)超幀相關(guān)聯(lián)的通信時隙內(nèi)調(diào)度所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中的各無線現(xiàn)場設(shè)備的通信。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中將所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)包括將所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀與涉及該無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)形成、配置和維護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；并且其中將所述多個并發(fā)超幀的子組與過程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)包括將該子組與涉及由所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些無線現(xiàn)場設(shè)備獲得的測量值和涉及控制所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備的至少某些無線現(xiàn)場設(shè)備各自的運(yùn)行的命令的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中將所述多個并發(fā)超幀的子組與過程控制數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)包括 將該子組中的各超幀與所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中相應(yīng)無線現(xiàn)場設(shè)備的周期性更新進(jìn)行關(guān)聯(lián)；其中該超幀中通信時隙的數(shù)目與該周期性更新的速率成比例。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中的無線現(xiàn)場設(shè)備對之間建立多個直接無線連接； 生成定義發(fā)自或去往所述多個現(xiàn)場設(shè)備中的每一個的通信路徑的多個有向圖，其中每個有向圖包括所述多個直接連接中的至少一個；以及 將所調(diào)度的每個通信時隙與所述多個直接無線連接之一進(jìn)行關(guān)聯(lián)，所述多個直接連接之一與所述多個有向圖中的一個或更多有向圖相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中生成多個有向圖包括 將所述多個有向圖中的第一有向圖獨(dú)占地與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及 將所述多個有向圖中的第二有向圖獨(dú)占地與過程數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)與第一優(yōu)先級級別進(jìn)行關(guān)聯(lián)； 將所述過程數(shù)據(jù)與第二優(yōu)先級級別進(jìn)行關(guān)聯(lián)； 將所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中的各無線現(xiàn)場設(shè)備與包括所述第一優(yōu)先級級別和所述第二優(yōu)先級級別中的一個或兩個的優(yōu)先級掩碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)；并且其中調(diào)度通信包括，在所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中的每一個處 僅在該無線現(xiàn)場設(shè)備的優(yōu)先級掩碼包括所述第一優(yōu)先級級別的情況下，調(diào)度 所述多個并發(fā)超幀的第一并發(fā)超幀內(nèi)的通信時隙。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括 響應(yīng)于檢測到所述無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)中的變化，動態(tài)更新所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備之一處的優(yōu)先級掩碼。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中將所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)包括將所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀與等于所述多個無線現(xiàn)場設(shè)備中最慢的無線現(xiàn)場設(shè)備的更新速率的長度進(jìn)行關(guān)聯(lián)；其中所述多個并發(fā)超幀中的第一并發(fā)超幀的長度對應(yīng)于通信時隙的數(shù)目。
9.一種在包括多個無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備且在過程控制環(huán)境下運(yùn)行的無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，該方法包括 生成用于所述無線網(wǎng)狀通信網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)度表，包括將多個并發(fā)疊加超幀定義為若干個連續(xù)調(diào)度的固定持續(xù)時間的通信時隙的重復(fù)循環(huán)； 生成定義沿朝向或遠(yuǎn)離所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的每一個的方向的通信路徑的多個有向圖，其中每個有向圖包括所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對之間的多個直接連接中的至少一個；以及 將發(fā)送機(jī)會指派給多個通信時隙，其中在所述多個并發(fā)重疊超幀之一內(nèi)調(diào)度所述多個通信時隙中的各通信時隙，并且其中所述多個通信時隙中的各通信時隙與所述多個直接連接之一相關(guān)聯(lián)，所述多個直接連接之一與所述多個有向圖之一相關(guān)聯(lián)，包括 將所述多個通信時隙中的第一通信時隙與過程數(shù)據(jù)的發(fā)送進(jìn)行關(guān)聯(lián)；以及 將所述多個通信時隙中的第一通信時隙與網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)的發(fā)送進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述多個無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括產(chǎn)生所述過程數(shù)據(jù)的多個無線現(xiàn)場設(shè)備。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將發(fā)送機(jī)會指派給多個通信時隙包括將每個發(fā)送機(jī)會與被所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的每一個支持的通信協(xié)議的命令進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將發(fā)送機(jī)會指派給多個通信時隙進(jìn)一步包括 將所述多個通信時隙中的第三通信時隙與設(shè)備管理數(shù)據(jù)的發(fā)送進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述設(shè)備管理數(shù)據(jù)包括設(shè)備診斷數(shù)據(jù)、設(shè)備校準(zhǔn)數(shù)據(jù)或設(shè)備配置數(shù)據(jù)中的至少一種。
全文摘要
一種在過程控制環(huán)境下有效地運(yùn)行無線通信網(wǎng)絡(luò)的方法，該無線通信網(wǎng)絡(luò)包括多個現(xiàn)場設(shè)備，該方法包括定義用于支持所述多個現(xiàn)場設(shè)備中的現(xiàn)場設(shè)備對之間的無線通信的通信協(xié)議，包括提供協(xié)議命令組，使用該通信協(xié)議的協(xié)議命令組的第一子組傳輸來自所述多個現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些現(xiàn)場設(shè)備的過程控制數(shù)據(jù)，以及使用該通信協(xié)議的協(xié)議命令組的第二子組向所述多個現(xiàn)場設(shè)備中的至少某些現(xiàn)場設(shè)備傳輸網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)。
文檔編號H04W40/02GK102905335SQ201210288540
公開日2013年1月30日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者華萊士·A·普拉特, 馬克·J·尼克松, 埃里克·D·羅特沃爾德, 羅賓·S·普羅馬尼克, 托馬斯·P·倫瓦爾 申請人:Hart通信基金會