[发明专利]挂起无线网络中的传输

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及无线通信，更具体地说，涉及出于安全和其它目的 临时挂起无线网络中的通信。

背景技术

在过程控制行业中，已知的是，使用标准化通信协议来使由不同制造商制 出的设备能够以易于使用和实现的方式彼此通信。过程控制行业中使用的一个 众所周知的通信标准是可寻址远程发射机高速通道(HART)通信基础协议， 通常称为HART协议。一般而言，HART协议支持专用导线或导线组上的数字 和模拟混合信号，在专用导线或导线组上，在线过程信号(如控制信号、传感 器测量值等)作为模拟电流信号(例如范围从4到20毫安)被提供，并且诸如 设备数据、对设备数据的请求、配置数据、警报以及事件数据等等之类的其它 信号，作为叠加或复用到与模拟信号相同的导线或导线组上的数据信号被提供。 然而，HART协议当前需要使用专用、硬线通信线路，这导致需要在加工厂内 大量布线。

在过去几年里，已经存在一种将无线技术结合到以某种受限方式包括过程 控制行业的各种行业中的发展趋势。然而，在过程控制行业中，存在限制无线 技术的完全结合、接受和使用的巨大障碍。具体来说，过程控制工业需要十分 可靠的过程控制网络，因为信号的丢失可能导致工厂失去控制，从而导致灾难 性的后果，包括爆炸、致命化学制剂或气体的释放等等。例如，Tapperson等人 的美国专利No.6,236,334公开了在过程控制行业中将无线通信作为副的或备用 通信路径使用或用于发送非关键性的或冗余的通信信号。而且，在通常可以适 用于过程控制行业的无线通信系统的使用上已经取得了许多进展，但是该无线 通信系统尚未以在加工厂内允许或提供可靠的并且在某些情况下完全无线的通 信网络的方式应用于过程控制行业。例如，美国专利申请公开No. 2005/0213612、2006/0029060和2006/0029061公开了与一般无线通信系统相关 的无线通信技术的各个方面。

极大地抑制无线通信在过程控制行业的发展和应用的一个因素是难以 对与无线通信网络一起使用的遗留设备进行改装。在某些情况下，设备根本 无法被改装，需要用更新的、现成的无线模型进行更换。此外，由于变换到 无线通信，很多支持性装置类似地被荒废。换句话说，无线网络不能容易地 扩展有线网络。与过程控制行业尤其相关的另外的挑战在于，完全用无线基 础设施更换有线基础设施，对于现有的有线装置来说成本很高，并且对于操 作员来说具有能够被理解的不情愿。同时，无线网络通常要求固定天线或接 入点发送和接收无线电信号，并且因此可能需要昂贵的基础设施，这使得到 无线通信的变换更加不被期望。因此，某些操作员可能意识到无线方式处理 测量和控制的优势，而很多操作员可能不愿意拆除现有的装置、使完全可运 行的有线设备退役而购买无线设备。

造成无线标准在过程控制行业的增殖比预料的要慢的另一因素在于对 诸如过程控制系统的技术员或操作员之类的用户的影响。在典型的过程控制 系统的运行期间，用户可出于设备的配置、监测和控制功能功能而远程访问 独立的设备。例如，为了能够通过HART协议访问和交换信息，设备被根据 预定寻址方案指派以唯一地址。用户和针对过程控制行业的操作员和技术员 开发的软件应用程序开始依赖于不能被可用的无线标准支持的有效寻址方 案。因此，普遍期待在过程控制行业中到无线标准的转变伴随着采用新的寻 址方案、更新对应的软件应用程序和为员工提供额外的培训。

另外，诸如IEEE802.11(x)WLAN之类的现有无线标准中的某些并不 满足过程控制行业的所有要求。例如，设备同时传达过程和控制数据，而这 两种数据通常可能具有不同的传播延迟限制。通常，在过程控制行业中交换 的某些关键性数据可能要求高效、可靠和及时的传递，而对此现有的无线协 议无法总是保证。此外，由于过程控制行业中使用的某些模块用于控制非常 敏感和有可能是危险的过程活动，因此适合该行业的无线标准需要在通信路 径中提供冗余，而在已知的无线网络中，这显然不能获得。最后，某些过程 控制设备可能对高功率无线电信号敏感，并且可能要求无线电发送限于或保 持在控制得很好的功率水平。同时，可用的无线标准通常依赖于发送相对较 强的信号以覆盖大片地理区域的天线或接入点。