用于互連由屏障隔開的無線網絡的裝置的制作方法

專利名稱：用于互連由屏障隔開的無線網絡的裝置的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及無線網絡，并且更特別地，涉及互連由無線通信的屏障邏輯地或物理地彼此隔開的無線現場設備網絡。
背景技術：
無線現場設備網絡包括具有中央控制器或網關的大量設備或節點。無線網絡中的節點能夠發送和接收信息。在以普及的Bluetooth 格式為例的星形網絡中，網絡的范圍受到主機設備的傳輸范圍的限制。來自從屬設備的所有通信根據主機的通信進度表通過主機發送。通過允許從屬設備為不同網絡的成員，使得可以以分散網狀形式通過多個網絡將信息從主機轉播(relay)至從屬設備，可以擴展無線星形網絡的范圍。星形網絡也可以在互連網絡之間形成系譜關系；從屬設備變為子網絡的主機設備。星形網絡拓撲的使用在通信的發送方面帶來了一定的低效率，因為可以強制信息采取到達目的節點的次優路徑的主-從關系存在僵化性。 網狀網絡是更靈活的網絡架構，其在工業應用中正變得普遍。網狀網絡包括大量節點和控制器或網關，但通過允許同一網絡內的鄰近節點彼此直接通信、避免至控制器的通信的不必要的發送而避免了星形網絡拓撲的多種限制。每個節被分配有多個通信路徑，這些通信路徑是互換的以補償瓶頸和鏈接故障。通過允許鄰近節點形成直接到達目標節點的通信轉播，并且通過在故障或瓶頸周圍發送，網絡響應時間得以改善，同時通過最小化轉播信息所需要的傳輸次數而最小化網絡功率使用。利用多個通信路徑提供了路徑多樣性，這改善了網絡可靠性。網狀網絡也可以通過共用節點而彼此通信。當存在沖突時利用算法確定網絡之間的優先權，這些共用節點可以保持它作為其中的一部分的每個網絡的通信進度表。無線網絡在無線網絡不或不能彼此通信時是獨立的。對通信的屏障可以歸于物理障礙物，如到自然障礙物(如山或樹)或人造障礙物(如混凝土結構)的長距離，或網絡固有的邏輯問題，如網絡協議的差異。網絡之間的通信的缺失是低效率的，并且可能是危險的。當控制系統不能監測位于不同的獨立網絡中的子系統時，中央定位的控制系統的效用被明顯地降低。鏈接不同的獨立網絡的挑戰在于，解決方案必須靈活、可靠和有效，同時不貴。如采用由內聯網或由單獨的無線中樞鏈路(如，Wi-Fi)連接的網關、或無線電轉發器、或家庭鋪設網絡電纜互連獨立的無線網絡的常見方法要求大的費用用于昂貴的配線和設備的安裝。這些機制的其它問題在于，它們通常需要在無線現場設備網絡服務的多個區域中不容易獲得或不實際的外部功率源。術語“現場設備”涉及執行控制或過程監測系統或工廠監測系統中的功能的任何現場安裝式設備，包括用在工業裝置、過程或過程設備的測量、控制和監測中的所有設備，包括工廠環境、健康和安全設備。現場設備通常包括傳感器或致動器或二者，并且可以進行控制或警報功能。在被設計用于基于傳感器/致動器的應用的無線網絡系統中，在不帶來更大的安裝費用的情況下，網絡中的多個設備必須是本地供電的，因為電力設施，如120VAC設施或供電數據總線，不位于附近，或不允許進入儀器、傳感器和致動器以及安全監測器或人接口裝置必須位于其中的危險位置。“本地供電”是指由本地功率源，如獨立電化學源(如，長壽命電池或燃料電池)或由低功率能量提取型功率源(如，振動、日光、或熱電)供電。本地功率源的共有特征是它們存儲的(如在長壽命電池情況中)或產生的(如在太陽能電池板的情況中)有限的能量容量或有限的功率容量。通常，對低安裝成本的經濟需求推動了對作為無線現場設備網絡的一部分的通信的電池供電設備的需求。有限的功率源(如不能再充電的原電池)的有效利用對有效地運行無線現場設備至關重要。期望電池持續大于五年時間，并且優選地持續與產品壽命一樣長的時間。為了節省功率，一些無線網絡協議通過僅僅開啟它們自己的轉發器有限的時間量來接聽信息，限制任何節點或設備在任何時間周期期間可以處理的通信量。因此，為了降低平均功率，協議可以允許在收發器開啟(ON)和關閉(OFF)狀態之間工作循環。一些無線網絡協議可以使用全局工作循環來節省功率，使得整個網絡同時開啟和關閉。其它協議(如，基于TDMA的協議)可以使用局部工作循環，其中僅鏈接在一起的通信節點對被排定時間，從而在預定時間以同步方式開啟和關閉。典型地，通過為該節點對及時指定具體通信時隙、將由收發器使用的RF頻道、在該時刻誰將接收和誰將發送，預先確定鏈路(如，如具有信道 跳轉協議(如無線H ART )的TDMA)。無線現場設備網絡用來控制和監測不同的過程和環境。例如，無線現場設備網絡可以用在油田中。油田包括在分散在大量區域范圍內的鉆井平臺上對中的大量離散位置。這些隔離的本地區域之間的通信對于油田的整體管理是必要的。鉆井平臺處的無線現場設備網絡監測和控制所有事情，從流量和流體溫度到閥的狀態和位置以及潛在泄漏。所產生的數據通過網絡轉播至控制器，控制器分析數據并且精確控制機制，以管理生產或防止故障。從每個隔離的鉆井平臺到中央監測站的本壘打電纜可能不切實際地昂貴，因此通常采用無線管理和控制采集系統(SCADA ffireless Supervisory and Control DataAcquisition system)來將鉆井平臺連接在一起成星形網絡。然而,SCADA系統的安裝昂貴，并且通常需要昂貴的、帶有給它們供電的備用電池的太陽能電池板。油田環境對于無線網狀網絡可靠地運行來說可能極其困難。鉆井平臺之間的距離通常大于無線現場設備的標準范圍，并且通常存在對無線通信的物理障礙，如土臺、罐、處理設備、搖桿/桿式泵和棚屋。網絡之間的無線鏈路通常被諸如樹和矮樹叢之類的自然織物阻擋。樹以約0. 35dB/m吸收
2.4GHz頻譜無線電發射，快速地消耗用在無線網絡中的低供電無線電設備的鏈路預算。RF信號強度通常不夠使用低水平和低供電無線的現場設備覆蓋鉆井平臺之間的距離和克服被要求與其它無線現場設備網絡通信的障礙。這些鉆井平臺位置通常遙遠，限制了對便利的電力源的迅速接近。這限制了可以安裝的無線收發器的功率在不存在外部電力供給的情況下，功率更大的收發器將快速地和迅速地吸取存儲的能量，并且推高更換和維護成本，同時引起網絡內部連接的頻繁中斷。用于互連分散式獨立網絡的一種方法是在每個網絡中安裝網關或基站設備，并通過硬連線中樞鏈路或通過單獨的無線中樞鏈路(如，Wi-Fi或獨占點對點RF網絡)鏈接每個網絡。這些設備存在兩個主要不足它們昂貴，并且它們是能量密集設備。遠程位置可能沒有足夠的功率源可用于在不會頻繁地維修的情況下使網關或基站長時間運行。還存在與網關或基站相關聯的附加成本，網關或基站通常昂貴并且需要大的功率源。將電纜鋪設在在大的區域中分散的整個網絡中是困難的，并且非常昂貴。為了避免安裝單獨的通信中樞鏈路的困難，網絡系統可以采用無線轉發器來增加范圍或克服障礙。轉發器為大功率設備，其通過以更高的功率發送接收到的低功率信號使得信號將克服障礙并且遠處的網絡可以檢測到它而運行。這種轉發器需要外部功率源來提供必要的放大。遠程位置可能不具有可用的足夠功率源來使轉發器運行。在其中物理空間限制是因素的應用中，克服兩個網絡之間的障礙的一種解決方案是采用具有兩個天線的無線電收發器。通過將單獨的天線放置在將互連的每個區域中，單個無線電收發器可以在兩個區域中發送和接收信號。外部RF電纜通過供電或無源RF分路器將兩個天線中的每一個連接至無線電設備。外部RF電纜和RF分路器的使用造成了對所使用的電纜的長度的嚴重限制。例如，LMR-400低損耗RF電纜將在2. 4GHz處引起約
O.22dB/米的信號損失，并且無源RF分路器在每個輸出端處將可用RF信號強度降低一半。實際上，這種解決方案僅可以互連兩個網絡，并且這些網絡在信號損失使得設備無用之前必須彼此非常靠近。用RF開關替代RF分路器并在兩個天線之間切換RF信號恢復一些損 失的信號中，但是無線設備增加了相當大的復雜性，并且仍然留下與額外的RF天線電纜相關聯的大的損失。

發明內容
本發明采用由跨越屏障的有線鏈路連接的至少一對本地供電無線設備來橋接無線通信屏障。在至少一對本地供電無線設備中的至少一個無線設備與將被互連的每個無線網絡無線通信。無線設備包括無線收發器和天線。來自一個無線現場設備網絡的、被編址到另一個無線現場設備網絡的成員節點的信息由在屏障一側上的無線設備接收，并經由有線鏈路傳輸至在屏障另一側上的另一個無線設備，用于發送至所述另一個無線現場設備網絡的所述成員節點本發明的另一個實施例包括用于橋接在無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的方法。在與第一無線現場設備網絡無線通信的本地供電無線設備處接收來自第一無線現場設備網絡的、被編址到第二無線現場設備網絡的成員節點的信息。信息在有線鏈路上傳輸通過屏障。與第二無線現場設備網絡無線通信的本地供電無線設備接收來自有線鏈路的信息，并將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中，用于發送到成員節點。


圖I為圖示本發明的采用有線鏈路穿過屏障互連兩個無線網狀網絡的實施例的實施方案的示意圖。圖2A-2D為示出本發明的采用兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，這兩個本地供電無線設備包括一個無線收發器和一個無線設備，該無線設備包括數據路由器以控制本地收發器和遠程無線收發器二者，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。圖3A-3C為示出本發明的采用兩個本地供電無線數據路由器的實施例的示意圖，每個本地供電無線數據路由器放置在不同的無線網狀網絡中，在這兩個本地供電無線數據路由器之間共用有線鏈路，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。
圖4A-4H為示出本發明的采用包括一個無線現場設備和一個無線數據路由器的兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，每個本地供電無線設備放置在不同的無線網狀網絡中，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。圖5A-5J為示出本發明的采用包括兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，每個本地供電無線設備放置在不同的無線網狀網絡中，在這兩個本地供電無線現場設備之間共用有線鏈路，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。圖6為圖示本發明的穿過數個屏障互連多個無線網狀網絡的實施例的實施方案的示意圖。圖7A-7B為本發明的采用單個數據路由器的實施例的示意圖，該數據路由器采用單獨的天線控制一對收發器，每個天線放置在不同的無線網狀網絡中，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。有線鏈路包括RF電纜。
具體實施方式
將在橋接屏障方面討論本發明，無論是邏輯地還是物理地屏障在使用至少局部網狀網絡拓撲的無線現場設備網絡之間的通信。本領域技術人員將會認識到，本發明同樣適合其它網絡拓撲，并且不僅僅限于所描述的實施例，而是本發明將包括落入隨附權利要求的保護范圍之內的所有實施例。本發明包括與將被互連的每個獨立的無線現場設備網絡相關聯的本地供電無線設備和連接至少一對無線設備的有線鏈路，該有線鏈路穿透任何通信屏障。采用本發明，無線設備能夠在有線鏈路上雙向地直接發送所接收到的信息，穿過屏障，到達與其它現場設備網絡相關聯的其它無線設備。對這些信息的響應沿著反向路徑通過有線鏈路進入發端網絡。這允許在互連的無線現場設備網絡中的一個的控制器或節點訪問任何其它互連的現場設備網絡的節點，形成包括無線現場設備網絡的所有單獨的部分的單個統一現場設備網絡。在網狀網絡拓撲中，這允許統一無線現場設備網絡僅使用一個網絡管理器和一個接入點(或一個網關)用于整個擴展網絡。通過在有線鏈路上采用總線數據協議，形成有線數據鏈路并以單獨可尋址的、多站、多點方式將數個本地供電無線設備連接至有線數據鏈路，本發明的不同實施例可以具有其它的功效。多站為具有諸如數據路由器之類的一個主機或驅動設備和位于數據總線上的多個從屬設備或接收器設備的布置。多點是在數據總線上具有多于一個的主機或驅動設備的布置。缺乏無線通信能力的現場設備可以被集成為橋接裝置中的本地供電無線設備的一部分，使現場設備具有無線能力并將它鏈接至無線現場設備網絡的其余部分。可替換地，現場設備可以連接至橋接裝置中有線數據鏈路，將它鏈接至無線現場設備網絡的其余部分。通過允許在有線鏈路上的本地供電現場設備通過有線鏈路將功率提供至有線鏈路上的其它設備，可以具有其它的功效。通過允許在無線網絡中的節點直接地詢問位于分開的無線現場設備網絡中的遠程傳感器和其它節點，以其它方式互連獨立的無線現場設備網絡以形成統一現場設備網絡來增加效率。這增加了在整個統一現場設備網絡內立即可獲得的信息，允許對變化的事件作出更精確和及時的響應。本發明提供比用于在障礙物附近發送網絡間通信的現有方法更低的成本、更低的損耗和更低的功率的解決方案。代替包括具有RF分路器或RF開關和鏈接多個天線的外部RF電纜的標準方法，使用有線數據鏈路明顯地降低信號損失。通過降低RF損失，無線設備的功率要求降低，使得本地供電設備是切實可行的。本發明容易安裝。有線鏈路僅需要足夠長以橫跨障礙物，避免了因特網中樞鏈路或本地鋪設鏈路所要求的昂貴的長的配線鋪設。由于無線設備容易被編程以采用任何標準網絡協議，因此與現有網絡中當前硬件存在現成的互操作性。采用多個無線設備還允許本發明連接使用不同網絡協議的網絡，使得更容易管理、升級和擴展現有現場設備網絡。本發明通過橋接無線通信的屏障而互連無線現場設備網絡，特別是無線現場設備網狀網絡。無線現場設備網狀網絡的每個節點包括用來與其鄰近通信的無線設備。無線設備為無線收發器、無線數據路由器或無線現場設備。無線收發器包括集成在單個設備中的收發器和天線。無線數據路由器包括集成在單個設備中的無線收發器和數據路由器。無線現場設備包括集成在單個設備中的無線數據路由器和現場設備。無線收發器為用于發射和接收RF基通信數據的設備。數據路由器為發送由無線收發器接收到的數據包的設備，拆包由所連接的現場設備消耗的通信有效載荷(如果該設備的地址匹配包中的最終目的地址)或將通信有效載荷向回轉發至無線收發器，以向回轉發到網絡中，到達邏輯路徑中的下一個目的地。通過在與其它不同的現場設備網絡相關聯的多個本地供電無線設備之間連接有線鏈路和采用有線鏈路在位于不同的現場設備網絡中的本地供電無線設備之間交換信息， 本發明橋接無線通信的屏障。圖I圖示本發明的采用有線鏈路穿過屏障互連兩個無線網狀網絡的實施例的實施方案。圖I示出統一無線現場設備網狀網絡10，其由被無線通信的屏障16隔開的無線現場設備網狀網絡12a和12b形成。屏障16可以為物理屏障，如建筑物的墻壁、天花板、地板；樹、矮樹叢或其它植物；建筑物和其它人造障礙物，如罐、塔和容器；陡峭地形，如懸崖、山和峽谷或地下結構，如礦井、洞穴、隧道或下水道；或由于使用不同無線電設備或不同通信協議引起的屏障。屏障16也可以為網絡12a和12b之間不相容的協議形式。網絡12a包括網關18、網狀節點群20a-20h. . . 20N、以及網絡管理器22。節點20a_20N與網關18對接，網關18訪問工廠網絡24和主機26，并控制網絡12a的通信循環。網絡管理器22為位于機載網關18上的軟件程序，網關18處理來自網絡12a的節點信息，產生無線鏈路、控制信息、通信進度表和為適合情況的數據詢問。可替換地，網絡管理器22可以位于遠程地連接至網關18的計算機上，例如，連接至工廠網絡24的主機26或計算機。網絡12b包括網狀無線節點群30a_30h. . . 30N。網絡12b的節點被屏障16阻止與網絡12a的節點無線通信。如圖I中所示，網絡12b不具有通過其可以直接地與工廠網絡24對接的網關。相反地，為了訪問工廠網絡24，網絡12b依賴于與網絡12a的網關18通信。在其它實施例中，網絡12b也可以具有其自己的連接至工廠網絡24的網關或無線接入點，但僅需要一個網絡管理器用于連接的網絡12a和12b。為了將無線現場設備網狀網絡12a和12b集成在單個無線現場設備網狀網絡10中，有線鏈路32鋪設在本地供電無線設備34和36之間并越過屏障16。有線鏈路32為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。這種布置允許無線設備34在有線鏈路32上將來自網絡12a的信息發送至無線設備36并發送到網絡12b中，并且允許無線設備36在有線鏈路32上將來自網絡12b的信息發送至無線設備34并發送到網絡12a中。例如，如果主機26需要節點30c上包含的信息，則來自主機26的信息由網關18發送至IJ網絡12a中，信息在網絡12中從一個節點轉發到另一個節點，直到信息到達無線設備34。無線設備34確定信息朝向網絡12b內的節點30c，并在有線鏈路32上將該信息發送至無線設備36。該信息隨后被發送到網絡12b并轉播到目的節點30c。對信息的響應沿著反向路徑返回至網關18和主機26。如果無線通信的屏障16包括非物理障礙物，如不同的頻帶或協議，則無線設備34和36能夠將該信息轉換成適合用于在有線鏈路32上傳輸的常見格式，并將該信息分別地再轉換成適合發送到網絡12a和12b中的格式。此外，采用與無線網絡相關聯的標準‘存儲和傳送’路由機制，無線設備34和36分別在它們各自的網絡12a和12b中發送標準無線信息。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10，其中每個節點可以通過網關18與主機26通信。圖2A-2D為示出本發明的采用兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，這兩個本地供電無線設備包括一個無線收發器和一個無線設備，該無線設備包括數據路由器以控制本地收發器和遠程無線收發器二者，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。圖2A為圖I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用單個無線數據路由器來控制遠程無線收發器，以采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障 互連這兩個無線網狀網絡。統一無線現場設備網狀網絡10由被無線通信的屏障16隔開的無線現場設備網狀網絡12a和12b形成。無線設備36c為本地供電無線收發器，包括集成在單個組件中的本地功率源39、收發器40和天線42。無線設備34a為本地供電無線數據路由器，包括集成在單個組件中的本地功率源45、收發器46、天線48和數據路由器50。有線鏈路32a越過通信屏障16并通過將數據路由器50連接至收發器40而連接無線設備34a和無線設備36c。有線鏈路32a為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路32a米用合適的通彳目協議,例如，HDLC、Modbus 、HART 、Profibus 、Foundation Fieldbus 、TCP/IP 或 DeviceNef 3 收發器 46 和數據路由器 50 之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART, CAN或SPI ，和通信協議，例如，HDLC,Modbusli、HARTli、Profibus'!、Foundation Fieldbusu、TCP/IP 或DeviceNetli。數據路由器50控制本地收發器40和遠程收發器46 二者。本地功率源39和45包括獨立電化學源(如，長壽命電池或燃料電池)和低功率能量提取型功率源(如，振動、陽光或熱電)中的至少一個。如圖所示，本地功率源39和45被集成在它們所連接的無線設備中。可替換地，這種本地功率源與所連接的無線設備物理地隔開，但被電連接以向所連接的無線設備提供功率。例如，連接至鄰近振動源的振動發生器或連接至諸如熱管之類的附近熱源的熱電發電機電連接至無線設備以供電。此外，低功率能量提取型功率源還包括在必要時維持電力的能量存儲裝置(如，可再充電電池或存儲電容器)。例如，太陽能功率源需要能量存儲裝置，如可再充電電池，以在夜間供電。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到它到達無線設備34a。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞到數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段并將該信息格式化，用于由與網絡12b通信的無線收發器36c傳輸。數據路由器50經由有線鏈路32a將格式化的信息發送至在屏障16的另一側上的收發器40。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播到目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。數據路由器50將從收發器40或46接收到的信息重新格式化成適合由其它收發器46或40廣播的格式，以允許裝置橋接在不同網絡協議中的屏障。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖2B為圖I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用單個無線數據路由器來控制遠程無線收發器，以采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。與圖2A的實施例相比，無線數據路由器34a由無線現場設備34b代替。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。無線設備34b為本地供電無線現場設備，包括集成在單個組件中的本地功率源45、收發器46、天線48、數據路由器50和現場設備52。有線鏈路32a越過通信屏障16并連接無線設備34b和無線設備36c。現場設備52和數據路由器50之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART, CAN或SP丨1\在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34a。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，或者將信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化，用于由與網絡12b通信的無線收發器36c傳輸。數據路由器50經由有線鏈路32a將格式化的信息發送至在屏障16的另一側上的收發器40。無線收發器40隨后通過天線42將信息廣播到 網絡12b中以轉播到目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖2C為圖I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用單個無線數據路由器來控制遠程無線收發器，以采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加電連接但物理上隔開的現場設備54之外，該實施例與圖2A中不出的實施例相同。所有具有相同編號的兀件如上文描述的一樣。現場設備54由有線鏈路56a連接至無線設備34a的數據路由器50。有線鏈路56a為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。現場設備54和無線設備34a之間的通信采用合適的通信協議，例如，HDLC、ModbuS 、HART 、Profibus 、Foundation Fieldbus 、TCP/IP ^DeviceNetR。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34a通過有線鏈路56a提供。操作如為圖2A中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器50檢查信息的地址字段時，數據路由器50或者將該信息格式化用于在有線鏈路56a上傳輸至現場設備54，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的無線收發器36c傳輸。如果信息用于現場設備54，則數據路由器50經由有線鏈路56a將格式化的信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34a連接到統一的無線現場設備網狀網絡10。圖2D為圖I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用單個無線數據路由器來控制遠程無線收發器，以采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。該實施例結合圖2B和2C中示出的實施例。操作如為圖2B和2C描述的一樣。雖然圖2A-2D中圖示的實施例示出了兩個本地功率源，但理解的是，本發明僅需要一個本地功率源用于橋接裝置。例如，在圖2A中，無線收發器36c可以不由它自己的功率源39供電，而是由無線設備34a在有線數據鏈路32a上供電。在這種情況中，無線設備36c和34a 二者都是由功率源45本地供電的。圖3A-3C為示出本發明的采用兩個本地供電無線數據路由器的實施例的示意圖，每個本地供電無線數據路由器放置在不同的無線網狀網絡中，在這兩個本地供電無線數據路由器之間共用有線鏈路，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。圖3A為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。統一無線現場設備網狀網絡10由被無線通信的屏障16隔開的無線現場設備網狀網絡12a和12b形成。無線設備36a為本地供電無線數據路由器，其包括集成在單個組件中的本地功率源39、收發器40、天線42和數據路由器44。無線設備34a為本地供電無線數據路由器，其包括集成在單個組件中的本地功率源45、收發器46、天線48和數據路由器50。有線鏈路32b越過通信屏障16并通過將數據路由器50連接到數據路由器44而連接無線設備34a和無線設備36a。有線鏈路32b為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路32b采用合適的通信協議，例如，HDLC,Modbusu、HART' Profibus1'、Foundation Fieldbus", TCP/IP 或DeviceNef。收發器40和數據路由器44之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART, CAN、或SPf1。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34a。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞到數據路由器50。數據路由器50 檢測該信息的地址字段并將該信息格式化，用于在有線鏈路32b上傳輸至與網絡12b通信的無線設備36a。數據路由器50經由有線鏈路32b將格式化的信息發送至在屏障16的另一側上的數據路由器44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播到目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖3B為圖I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線數據路由器采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備54之外，該實施例與圖3A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備54由有線鏈路56a連接至無線設備34a的數據路由器50。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34a通過有線鏈路56a提供。操作如為圖3A中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器50檢查信息的地址字段時，數據路由器50或者將該信息格式化用于在有線鏈路56a傳輸至現場設備54，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的無線設備36a傳輸。如果信息用于現場設備54，則數據路由器50經由有線鏈路56a將格式化的信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34a連接到統一的無線現場設備網狀網絡10。圖3C為圖I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線數據路由器采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備58之外，該實施例與圖3B中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備58由有線鏈路60a連接至無線設備36a的數據路由器44。有線鏈路60a是任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。現場設備58和無線設備36a之間的通信采用合適的通信協議，例如，HDLC、Modbusii、HARTu、Profibusi!、Foundation Fieldbusk、TCP/IP 或DeviceNetu。用于現場設備58的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備36a通過有線鏈路60提供。
操作如為圖3B中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器44檢查信息的地址字段時，數據路由器44或者將該信息格式化用于在有線鏈路60a上傳輸至現場設備58，或者將信息格式化用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將該信息廣播到網絡12b以轉播到目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。如果信息用于現場設備58，則數據路由器44經由有線鏈路60a將格式化的信息發送至現場設備58。自身沒有無線能力的現場設備58通過無線設備36a連接到統一的無線現場設備網狀網絡10。雖然圖3A-3C中圖示的實施例示出了兩個本地功率源，但理解的是，本發明僅需要一個本地功率源用于橋接裝置。例如，在圖3A中，無線收發器36a可以不由它自己的功率源39供電，而是由無線設備34a在有線數據鏈路32b上供電。在這種情況中，無線設備36a和34a 二者都是由功率源45本地供電的。圖4A-4H為示出本發明的采用包括一個無線現場設備和一個無線數據路由器的兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，每個本地供電無線設備放置在不同的無線網狀 網絡中，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。圖4A為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。統一無線現場設備網狀網絡10由被無線通信的屏障16隔開的無線現場設備網狀網絡12a和12b形成。無線設備36a為本地供電無線數據路由器，其包括集成在單個組件中的本地功率源39、收發器40、天線42和數據路由器44。無線設備34b為本地供電無線現場設備，其包括集成在單個組件中的本地功率源45、收發器46、天線48、數據路由器50和現場設備52。有線鏈路32b越過通信屏障16并通過將數據路由器50連接至數據路由器44而連接無線設備34b和無線設備36a。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段并將該信息格式化，用于在有線鏈路32b上傳輸至與網絡12b通信的無線設備36a。數據路由器50經由有線鏈路32b將格式化的信息發送至在屏障16的另一側上的數據路由器44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖4B為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32c越過通信屏障16并通過將現場設備52連接至數據路由器44而連接無線設備34b和無線設備36之外，該實施例與圖4A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備52包括用于發送和接收有線信號的通信線路。有線鏈路32c為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路32c采用合適的通信協議，例如，HDLC,Modbus ■‘、、HARTR、Profibus ' Foundation Fieldbus1'、TCP/IP 或DeviceNetli。現場設備52和數據路由器50之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART, CAN或SP丨!!。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，或者將信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化，用于在有線鏈路32c傳輸至與網絡12b通信的無線設備36a。在該實施例中，數據路由器50將格式化的信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路32c將信息發送至屏障16的另一側的無線設備36a的數據路由器44。數據路由器44檢查該信息的地址字段并重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播至IJ網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖4C為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備54，該實施例與圖4A中示出的實施例相 同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備54通過有線鏈路56a連接至無線設備34a的數據路由器50。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34b通過有線鏈路56a提供。操作如為圖4A中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器50檢查信息的地址字段時，數據路由器50或者將該信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化用于在有線鏈路56a傳輸至現場設備54，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的無線設備36a傳輸。如果信息用于現場設備54,則數據路由器50經由有線鏈路56a將格式化的信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖4D為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32c和有線鏈路56b連接至現場設備52之外，該實施例與圖4C中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。有線鏈路56b為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路56b采用合適的通信協議，例如，HDLC、Modbus 、HART 、Profibus .Foundation Fieldbus"、TCP/IP或DeviceNetu。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34b通過有線鏈路56b提供。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將它傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，或者將信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化用于在有線鏈路56b上傳輸至現場設備54，或者將該信息格式化，用于由與網絡12b通信的無線設備36a傳輸。在該實施例中，數據路由器50將格式化的信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路32c將信息發送至屏障16的另一側的無線設備36a的數據路由器44。數據路由器44檢查該信息的地址字段并重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。如果信息用于現場設備54，則數據路由器50將用于現場設備54的格式化信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路56b將信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖4E為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備58之外，該實施例與圖4A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備58通過有線鏈路60a連接至無線設備36a的數據路由器44。用于現場設備58的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備36a通過有線鏈路60a提供。操作如為圖4A中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器44檢查信息的地址字段時，數據路由器44或者將該信息格式化用于在有線鏈路60a傳輸至現場設備58，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。如果信息用于現場設備58，則數據路由器44經由有線鏈路60a將格式化的信息發送至現場設備58。自 身沒有無線能力的現場設備58通過無線設備36a連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖4F為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32c越過通信屏障16并通過將現場設備52連接至數據路由器44而連接無線設備34b和無線設備36a之外，該實施例與圖4E中示出的實施例相同。操作如為圖4E中示出的實施例描述的一樣，除了在該實施例中，數據路由器50將格式化的信息發送至現場設備52，并且現場設備52經由有線鏈路32c將該信息發送至屏障16的另一側的無線設備36a的數據路由器44。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖4G為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。該實施例結合圖4C和4E中示出的實施例。操作如為圖4C和4E中不出的實施例描述的一樣。圖4H為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用一個無線現場設備和一個無線數據路由器，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。該實施例結合圖4D和4F中示出的實施例。操作如為圖4D和4F中不出的實施例描述的一樣。雖然圖4A-4H中圖示的實施例示出了兩個本地功率源，但理解的是，本發明僅需要一個本地功率源用于橋接裝置。例如，在圖4A中，無線收發器36a可以不由它自己的功率源39供電，而是由無線設備34b在有線數據鏈路32b上供電。在這種情況中，無線設備36a和34b 二者都是由功率源45本地供電的。圖5A-5J為示出本發明的采用包括兩個本地供電無線設備的實施例的示意圖，每個本地供電無線設備放置在不同的無線網狀網絡中，在這兩個本地供電無線現場設備之間共用有線鏈路，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。
圖5A為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。統一無線現場設備網狀網絡10由被無線通信的屏障16隔開的無線現場設備網狀網絡12a和12b形成。無線設備36b為本地供電無線現場設備，其包括集成在單個組件中的本地功率源39、收發器40、天線42、數據路由器44和現場設備62。無線設備34b為本地供電無線現場設備，其包括集成在單個組件中的本地功率源45、收發器46、天線48、數據路由器50和現場設備52。有線鏈路32b越過通信屏障16并通過將數據路由器50連接至數據路由器44而連接無線設備34b和無線設備36b。現場設備62和數據路由器44之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART, CAN或SPli!。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到它到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將它傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化，用于在有線鏈路32b傳輸至與網絡12b通信的無線設備36b。數據路由器50經由有線鏈路32b將格式化的信息發送至屏障16的另一側的數據路由器44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備62，或者重新格式化該信息用于由與網絡12b 通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖5B為圖示I中示出的橋接裝置的另一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32c越過通信屏障16并通過將現場設備52連接至數據路由器44而連接無線設備34b和無線設備36b之外，該實施例與圖5A中示出的實施例相同。在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到信息到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化，用于在有線鏈路32c上傳輸至與網絡12b通信的無線設備36b。在該實施例中，數據路由器50將格式化的信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路32c將該信息發送至在屏障16的另一側上的無線設備36b的數據路由器44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備62，或者重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖5C為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32d越過通信屏障16并通過將現場設備52連接至現場設備62而連接無線設備34b和無線設備36b之外，該實施例與圖5A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的兀件如上文描述的一樣。現場設備52和現場設備62中的每一個包括用于發送和接收有線信號的通信線路。有線鏈路32d為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路32d采用合適的通信協議，例如，HDLC,Modbus 、HART 、Profibus8 Foundation Fieldbus'TCP/IP 或DeviceNet1'在操作中，用于網絡12b中的節點的信息被通過網絡12a轉播，直到它到達無線設備34b。收發器46通過天線48接收信息并將信息傳遞至數據路由器50。數據路由器50檢測該信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化，用于在有線鏈路32d傳輸至與網絡12b通信的無線設備36b。在該實施例中，數據路由器50將格式化的信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路32d將該信息發送至在屏障16的另一側上的無線設備36b的現場設備62。現場設備62將該信息傳遞至數據路由器
44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備62，或者重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線 現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備54，該實施例與圖5A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備54通過有線鏈路56a連接至無線設備34b的數據路由器50。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34b通過有線鏈路56a提供。操作如為圖5A中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器50檢查信息的地址字段時，數據路由器50或者將該信息拆包用于現場設備52，或者將該信息格式化用于在有線鏈路56a傳輸至現場設備54，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的無線設備36b傳輸。如果信息用于現場設備54,則數據路由器50經由有線鏈路56a將格式化的信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖5E為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32e越過通信屏障16并通過將數據路由器50連接至現場設備62而連接無線設備34b和無線設備36b之外，該實施例與圖中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。有線鏈路32e為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路32e采用合適的通信協議，例如，HDLC,Modbusii、HARTli、Profibus'、Foundation Fieldbusli , TCP/IP、或DeviceNetli,操作如為圖中示出的實施例描述的一樣，除了在該實施例中，數據路由器50經由有線鏈路32e將格式化的信息發送至屏障16的另一側的無線設備36b的現場設備62。現場設備62將該信息傳遞至數據路由器44。數據路由器44檢查信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備62，或者重新格式化該信息用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖5F為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32d和有線鏈路56b連接至現場設備52之外，該實施例與圖5E中示出的實施例相同。所有具有相同編號的兀件如上文描述的一樣。用于現場設備54的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備34b通過有線鏈路56a提供。操作如為圖5E中示出的實施例描述的一樣，除了在該實施例中，數據路由器50將用于網絡12b的格式化的信息發送至現場設備52，并且現場設備52經由有線鏈路32d將該信息發送至屏障16的另一側的無線設備36b的現場設備62。如果信息用于現場設備54，則數據路由器50將用于現場設備54的格式化信息發送至現場設備52，現場設備52經由有線鏈路56b將該信息發送至現場設備54。自身沒有無線能力的現場設備54通過無線設備34b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖5G為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了有線鏈路32c連接至數據路由器44之外，該實施例與圖5F中示出的實施例相同。所有具有相同編號的兀件如上文描述的一樣。
操作如為圖5F中示出的實施例描述的一樣，除了在該實施例中，現場設備52將用于網絡12b的格式化的信息發送至無線設備36b的數據路由器44。數據路由器44檢測該信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備62，或者將該信息重新格式化，用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。在功能上，兩個單獨的網絡12a和12b變為統一無線現場設備網狀網絡10。圖5H為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備58之外，該實施例與圖中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備58通過有線鏈路60a連接至無線設備36b的數據路由器44。用于現場設備58的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備36b通過有線鏈路60a提供。操作如為圖中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器44檢查信息的地址字段時，數據路由器44或者將該信息格式化用于在有線鏈路60a傳輸至現場設備58，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。如果信息用于現場設備58，則數據路由器44經由有線鏈路60a將格式化的信息發送至現場設備58。自身沒有無線能力的現場設備58通過無線設備36b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖51為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備58，該實施例與圖5G中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備58通過有線鏈路60a連接至無線設備36b的數據路由器44。用于現場設備58的電力被本地地或遠程地提供或由無線設備36b通過有線鏈路60a提供。操作如為圖5G中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器44檢查信息的地址字段時，數據路由器44或者將該信息格式化用于在有線鏈路60a上傳輸至現場設備58，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。收發器40隨后通過天線42將信息廣播到網絡12b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。如果信息用于現場設備58，則數據路由器44經由有線鏈路60a將格式化的信息發送至現場設備58。自身沒有無線能力的現場設備58通過無線設備36b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。圖5J為圖示I中示出的橋接裝置的一個實施例的框圖，該橋接裝置采用兩個無線現場設備，從而采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連這兩個無線網狀網絡。除了添加現場設備58，該實施例與圖5F中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。現場設備58通過有線鏈路60b連接至無線設備36b的現場設備62。有線鏈路60b為任何合適類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。現場設備58和無線設備36b之間的通信采用合適的通信協議，例如，HDLC、Modbus' HARTlf、Profibus、Foundation Fieldbus1!、TCP/IP 或DeviceNef。操作如為圖5F中示出的實施例描述的一樣，除了在數據路由器44檢查信息的地 址字段時，數據路由器44或者將該信息拆包用于現場設備62，或者將該信息格式化用于在 有線鏈路60b上傳輸至現場設備58，或者將該信息格式化用于由與網絡12b通信的收發器40傳輸。如果信息用于現場設備58，則數據路由器44將用于現場設備58的信息發送至現場設備62，現場設備62經由有線鏈路60b將該信息發送至現場設備58。自身沒有無線能力的現場設備58通過無線設備36b連接至統一無線現場設備網狀網絡10。雖然圖5A-5J中圖示的實施例示出了兩個本地功率源，但理解的是，本發明僅需要一個本地功率源用于橋接裝置。例如，在圖5A中，無線收發器36b可以不由它自己的功率源39供電，而是由無線設備34b在有線數據鏈路32b上供電。在這種情況中，無線設備36a和34b 二者都是由功率源45本地供電的。圖6為圖示本發明的穿過數個屏障互連多個無線網狀網絡的實施例的實施方案的框圖。在圖6中，多個無線現場設備網狀網絡，網絡112a、112b和112c，結合成統一無線現場設備網狀網絡110。網絡112a、112b和112c由無線通信屏障160、162和164分開。每個網絡112a、112b和112c分別包括彼此通信的大量節點，節點120a-120f··· 120N、130a-130f···130N、140a-140f...l40N。每個網絡112a、112b和112c通常由它自己的網絡管理器控制，網絡管理器通常分別地位于網關118、128和136的一個中。工廠網絡124、134和142可以具有它們自己的主機126、152和154并且可以不彼此通信。在該圖示中，位于網關118上的網絡管理器122控制統一無線現場設備網狀網絡110。可替換地，統一無線現場設備網狀網絡110可以由位于網關128和136中的一個上、位于分別遠程地連接至網關118、128和136中的一個的計算機(例如，主機126、152和154)上、或位于連接至工廠網絡124、134和142中的一個的計算上的網絡管理器管理。為了將無線現場設備網狀網絡112a、112b和112c集成為統一網狀網絡，圖示了上文示出的橋接裝置的實施例中的幾個，其采用兩個本地供電無線設備以采用兩個無線網狀網絡之間的外部有線鏈路穿過屏障互連兩個無線網狀網絡。有線鏈路170越過屏障162并連接本地供電無線數據路由器172和本地供電無線數據路由器174，采用上文在圖3A中圖示的類型的實施例分別互連無線網絡112a和112b。有線鏈路176越過屏障160并連接本地供電無線現場設備178和本地供電無線現場設備180，采用上文在圖5A-5C中圖示的類型的實施例分別互連無線網絡112a和112c。最后，有線鏈路182越過屏障164并連接本地供電無線現場設備184和本地供電無線數據路由器186，采用上文在圖4A-4B中圖示的類型的實施例分別互連無線網絡112b和112c。有線鏈路170、176和182為任何適合類型，例如，EIA/RS-485、以太網或者甚至私有類型。有線鏈路170、176和182采用合適的通信協議，例如，HDLC、Modbus' HART 、Profibus'8、Foundation Fieldbus 、TCP/IP 或DeviceNetl!。在操作中，如果網絡管理器122需要存儲在位于網絡112c中的節點140a上的信息，則請求被產生并發送至網關118，在網關118處該請求被廣播到網絡112a中并通過網絡112a轉播。信息通過網絡112a直到它由無線現場設備178接收。無線現場設備178確定信息的目的地存在于網絡112c中，并在有線鏈路176上將信息發送至無線現場設備180。無線現場設備180接收信息，格式化信息用于無線傳輸，并將信息廣播到網絡112c中以轉播至目的節點140a。返回信息沿著反向路徑返回網關118和網絡管理器122。如果預期的目的節點位于網絡112b中，則用于發送和接收信息的過程相同，除了在有線鏈路170上將信息從無線數據路由器172發送至無線數據路由器174，并且是無線數據路由器174格式化信息用于無線傳輸以及將信息廣播到網絡112b中而不是廣播到112c中。無線現場設備 網狀網絡112a、112b和112c變為統一無線現場設備網狀網絡110，其中每個主機系統126、152和154根據需要訪問其它網絡中的任一個中的所有節點和從任何節點接收控制信號或將控制信號發送至任何節點。本發明的另一個優點在于，有線鏈路170、176和182—起提供冗余，用于改善連接可靠性。如果在之前的示例中，其中網絡管理器122需要存儲在位于網絡112c中的節點140a上的信息，則有線鏈路176離線，連接路徑仍將存在。例如，與之前一樣，請求被產生并發送至網關118，在網關118處該請求被廣播到網絡112a中并通過網絡112a轉播。信息通過網絡112a直到信息由無線現場設備172接收。無線數據路由器172在有線鏈路176上將信息發送至無線數據路由器174。無線數據路由器174接收信息，格式化信息用于無線傳輸，并將信息廣播到網絡112b中以轉播至無線現場設備184。無線現場設備18在有線鏈路182上將信息發送至無線數據路由器186。無線數據路由器186接收信息，格式化信息用于無線傳輸，并將信息廣播到網絡112c中以轉播至目的節點140a。返回信息沿著反向路徑返回網關118和網絡管理器122。圖6還圖示了本發明的穿過數個屏障互連多個無線網狀網絡的另一個實施例。為了將無線現場設備網狀網絡112a、112b和112c集成為統一網狀網絡，本地供電無線設備192、194和196采用有線數據鏈路190連接在一起。無線設備192與網絡112a無線通信；無線設備194與網絡112b無線通信；無線設備196與網絡112c無線通信。有線數據鏈路190越過屏障160、162和162。有線數據鏈路190采用總線數據協議以單獨可尋址、多站、多點方式將本地供電無線設備192、194和196連接至有線數據鏈路190。合適的總線類型例如包括EIA/RS-485或以太網。合適的總線數據協議例如包括HDLC、Modbus1' % HARTk、Profibus1!、Foundation Fieldbus1'、TCP/IP 或DeviceNetk。典型地，每個本地供電無線設備192、194和196包括它自己的本地功率源。然而，與圖2A-5J中圖示的實施例一樣，所理解的是，本發明僅需要一個本地功率源向有線數據鏈路190和所連接的設備供電。例如，在圖6中，如果無線設備196的本地功率源除了向無線設備196供電之外還足以向無線設備192和194供電，則無線設備192和194不需要由它們自己的功率源供電并且由無線設備196通過有線數據鏈路190進行本地供電。如果網絡管理器122需要存儲在位于網絡112c中的節點140a上的信息，則請求被產生并發送至網關118，在網關118處該請求被廣播到網絡112a中并通過網絡112a轉播。信息通過網絡112a直到信息由無線設備192接收。無線設備192確定信息的目的地存在于網絡112c中，并在有線數據鏈路190上將信息發送至無線設備196。無線設備196接收信息，格式化信息用于無線傳輸，并將信息廣播到網絡112c中以轉播至目的節點140a。返回信息沿著反向路徑返回網關118和網絡管理器122。如果預期的目的節點位于網絡112b中，則用于發送和接收信息的過程相同，除了在有線數據鏈路190上將信息發送至無線設備194，并且是無線設備194格式化信息用于無線傳輸以及將信息廣播到網絡112b中而不是廣播到112c中。無線現場設備網狀網絡112a、112b和112c變為統一無線現場設備網狀網絡110，其中每個主機系統126、152和154根據需要訪問其它網絡中的任一個中的所有節點和從任何節點接收控制信號或將控制信號發送至任何節點。
圖6中圖示的實施例的另一個特征是缺少無線通信能力的現場設備也可以被集成到統一無線現場設備網狀網絡110中。現場設備198和200缺少無線通信能力。現場設備198和200以多站、多點方式連接至有線數據鏈路190，并且與無線設備192、194和196一樣，是獨立可尋址的。如果網絡管理器122需要存儲在位于網絡112c中的現場設備200上的信息，則請求被產生并發送至網關118，在網關118處該請求被廣播到網絡112a中并通過網絡112a轉播。信息通過網絡112a直到信息由無線設備192接收。無線設備192確定信息的目的地存在于網絡112c中，并在有線數據鏈路190上將信息發送至現場設備200。返回信息沿著反向路徑返回網關118和網絡管理器122。自身沒有無線能力的現場設備200通過無線設備192連接至統一無線現場設備網狀網絡110。圖7A-7B為本發明的采用控制一對收發器和兩個天線的單個數據路由器的實施例的示意圖，每個天線放置在不同的無線網狀網絡，以采用有線鏈路穿過屏障互連無線網狀網絡。圖7A為本發明的采用單個數據路由器控制一對收發器和兩個天線以采用外部有線鏈路穿過屏障互連兩個無線網狀網絡的橋接裝置的一個實施例的框圖。統一無線現場設備網狀網絡210由被無線通信的屏障216分開的無線現場設備網狀網絡212a和212b形成。有線鏈路232越過屏障216并連接與網絡212a無線通信的本地供電無線設備234a和與網絡212b無線通信的天線242。無線設備234a為本地供電無線數據路由器，包括集成為單個組件的本地功率源239、收發器240、收發器246、天線248和數據路由器250。收發器240和數據路由器250之間以及收發器246和數據路由器250之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART、CAN或SP丨1!。數據路由器250控制收發器240和收發器246 二者。有線鏈路232為連接至收發器240和天線242的RF電纜。與在之前的實施例中使用的有線鏈路不同，作為RF電纜的有線鏈路232引起信號損耗，這限制了線路可以跨越的距離。根據一個實施例，本地功率源239包括獨立電化學源(如，長壽命電池或燃料電池)和低功率能量提取型功率源(如，振動、日光或熱電)中的至少一種。如圖所示，本地功率源239集成到它所連接的無線設備中。可替換地，這種本地功率源是物理地分離的，但被電連接以提供電子至所連接的無線設備。在操作中，用于網絡212b中的節點的信息被轉播通過網絡212a，直達信息到達無線設備234a。收發器246通過天線248接收信息并將信息傳遞至數據路由器250。數據路由器250檢查該信息的地址字段并格式化該信息用于傳輸到網絡212b中。數據路由器250將格式化的信息發送至收發器240。收發器240則經由有線鏈路232將信息傳輸至天線242并將該信息廣播到網絡212b中以轉播至目的節點。返回信息沿著反向路徑返回。數據路由器250將從收發器240或246接收到的信息重新格式化為適合由另一個收發器246或240廣播的格式，以允許該橋接裝置橋接不同的網絡協議中的屏障。在功能上，兩個單獨的網絡212a和212b變為統一無線現場設備網狀網絡210。圖7B為本發明的采用單個數據路由器控制一對收發器和兩個天線以采用外部有線鏈路穿過屏障互連兩個無線網狀網絡的橋接裝置的另一個實施例的框圖。除了無線數據路由器234a由無線現場設備234b代替之外，該實施例與圖7A中示出的實施例相同。所有具有相同編號的元件如上文描述的一樣。無線設備234b為本地供電無線現場設備，包括集成為單個組件的本地功率源239、收發器240、收發器246、天線248、數據路由器250和現場設備252。現場設備252和數據路由器250之間的通信采用合適的本地通信總線，例如，UART、CAN 或SPIl! c
操作與為圖7A中示出的實施例描述的一樣，除了在該實施例中，數據路由器250檢查信息的地址字段，并且或者將該信息拆包用于現場設備252，或者格式化該信息用于傳輸到網絡212b中。在功能上，兩個單獨的網絡212a和212b變為統一無線現場設備網狀網絡 210。如上所述，圖7A-7B中示出的實施例采用用于有線鏈路的RF電纜。RF電纜引起信號損耗，這限制了有線鏈路越過無線通信的屏障可以跨越的距離。然而，與現有技術相反，本發明不采用將會增加成本的復雜的RF開關或將嚴重地限制有線鏈路可以跨越的距離的RF分路器。對于相對短的跨越，如，穿過墻壁，或對于邏輯屏障，如網絡協議差異，圖7A-7B的實施例會是最有效的解決方案。在本發明的所有實施例中，有線鏈路由所連接的本地供電無線設備單獨地供電。這與其中總線本身由外部源供電并且可以提供電力至現場設備的現有現場設備網絡總線相反。本發明理想地適合其中這種外部源不容易獲得的位置。為了保持低功率，有線鏈路的數據率應當相對高，至少具有與用來連接的無線協議的數據率一樣的量級。例如，采用無線HARTk，無線數據率為250Kbits/秒，因此有線鏈路數據率應當近似位于相同的速度范圍內，例如，大于IOOKbits/秒。因為有線鏈路的功率效率比無線鏈路的功率效率好很多，有線鏈路數據率可以稍微低于無線數據率，而不犧牲太多的可用本地功率，如電池壽命或能量采集輸出。快速的數據率允許本發明的本地供電無線設備在開啟(在它們快速通信時)和關閉之間工作循環，最小化開啟時間和降低平均功率使用。以其它方式互連獨立的無線現場設備網絡以形成統一現場設備網絡通過使得單個網絡管理器能夠管理和控制組合的網絡并且通過允許無線網絡內的節點直接地詢問位于分開的無線現場設備網絡中的遠程傳感器和其它節點而增加效率。這增加了整個統一現場設備網絡中立即可獲得的信息，允許對變化事件的更精確和及時地響應。本發明提供具有比用于在障礙物附近路由網絡間通信的當前方法低的成本、損失和功率的解決方案。代替包括具有鏈接多個天線的RF分路器或RF開關和外部RF電纜的單個無線電設備的當前方法，采用有線數據鏈路明顯地降低了信號損耗。通過降低RF損失，無線設備的功率要求降低，使得本地供電設備是可行的。本發明容易安裝。有線鏈路僅需要足夠長以跨越障礙物，避免因特網中樞鏈路或本地鋪設鏈路所需要的昂貴的長配線鋪設。由于無線設備容易被編程以使用任何標準網絡協議，因此與現有網絡中的當前硬件存在現成可用的互操作性。采用多個無線設備還允許本發明連接使用不同網絡協議的網絡，使得更容易管理、升級和擴展現有現場設備網絡。雖然已經參照示例性實施例描述了本發明，但本領域技術人員將會理解，在不偏離本發明的范圍的條件下，可以進行多種變化，并且可以用等同物代替其元 件。此外，在不偏離本發明的本質范圍的條件下，可以進行多種修改以使特定情況或條件適應本發明的教導。因此，意圖是，本發明不限于所公開的特定實施例，而是本發明將包括落入隨附權利要求的保護范圍內的所有實施例。
權利要求
1.一種用于橋接第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的裝置，該裝置包括 與第一無線現場設備網絡無線通信的本地供電式第一無線設備，第一無線設備包括 第一數據路由器； 第一本地功率源； 第一收發器；和 第一天線； 與第二無線現場設備網絡無線通信的第二無線設備，第二無線設備包括 第二收發器；和 第二天線；和 將第一無線設備連接至第二無線設備的有線鏈路，其中有線鏈路跨越第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信屏障； 其中來自第一無線現場設備網絡的、被編址為第二無線現場設備網絡的成員節點的、由第一無線設備接收并由第二無線設備傳輸到第二無線現場設備網絡中、用于發送至第二無線網絡的成員節點的信息經由有線鏈路跨過無線通信屏障；并且 其中第二無線設備通過有線鏈路由第一功率源供電或由與第二無線設備相關聯的第二本地功率源供電。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中第一無線設備將從第一無線現場設備網絡接收到的無線通信格式化成與第二無線現場設備網絡兼容的、用于在有線鏈路上傳輸通信協議，并且其中第一無線設備將在有線鏈路上接收到的來自第二無線現場設備網絡的通信格式化成與到第一無線現場設備網絡中的無線傳輸兼容的通信協議。
3.根據權利要求I所述的裝置，其中第一無線設備還包括第一現場設備。
4.根據權利要求3所述的裝置，還包括第二現場設備，其中第二現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第二現場設備與第一無線設備物理地隔開。
5.根據權利要求I所述的裝置，還包括第一現場設備，其中第一現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第一現場設備與第一無線設備物理地隔開。
6.根據權利要求I所述的裝置，其中第二無線設備還包括第二數據路由器。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中第一無線設備將從第一無線現場設備網絡接收到的無線通信格式化成與第二無線現場設備網絡兼容的、用于在有線鏈路上傳輸通信協議，并且其中第一無線設備將在有線鏈路上接收到的來自第二無線現場設備網絡的通信格式化為與到第一無線現場設備網絡中的無線傳輸兼容的通信協議。
8.根據權利要求6所述的裝置，還包括第一現場設備，其中第一現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第一現場設備與第一無線設備物理地隔開。
9.根據權利要求8所述的裝置，還包括第二現場設備，其中第二現場設備電連接至第二無線設備并能夠與第二無線設備通信，并且其中第二現場設備與第二無線設備物理地隔開。
10.根據權利要求6所述的裝置，其中第一無線設備還包括第一現場設備。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中第一無線設備將從第一無線現場設備網絡接收到的無線通信格式化成與第二無線現場設備網絡兼容的、用于在有線鏈路上傳輸通信協議，并且其中第一無線設備將在有線鏈路上接收到的來自第二無線現場設備網絡的通信格式化為與到第一無線現場設備網絡中的無線傳輸兼容的通信協議。
12.根據權利要求10所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
13.根據權利要求10所述的裝置，還包括第二現場設備，其中第二現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第二現場設備與第一無線設備物理地隔開。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
15.根據權利要求10所述的裝置，還包括第二現場設備，其中第二現場設備電連接至第二無線設備并能夠與第二無線設備通信，并且其中第二現場設備與第二無線設備物理地隔開。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
17.根據權利要求15所述的裝置，還包括第三現場設備，其中第三現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第三現場設備與第一無線設備物理地隔開。
18.根據權利要求17所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
19.根據權利要求10所述的裝置，其中第二無線設備還包括第二現場設備。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中第一無線設備將從第一無線現場設備網絡接收到的無線通信格式化成與第二無線現場設備網絡兼容的、用于在有線鏈路上傳輸通信協議，并且其中第一無線設備將在有線鏈路上接收到的來自第二無線現場設備網絡的通信格式化為與到第一無線現場設備網絡中的無線傳輸兼容的通信協議。
21.根據權利要求19所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
22.根據權利要求19所述的裝置，其中有線鏈路將第一現場設備連接至第二現場設備。
23.根據權利要求19所述的裝置，還包括第三現場設備，其中第三現場設備電連接至第一無線設備并能夠與第一無線設備通信，并且其中第三現場設備與第一無線設備物理地隔開。
24.根據權利要求23所述的裝置，其中有線鏈路將第一數據路由器連接至第二數據路由器和第二現場設備中的一個。
25.根據權利要求23所述的裝置，其中有線鏈路將第一現場設備連接至第二數據路由器和第二現場設備中的一個。
26.根據權利要求23所述的裝置，還包括第四現場設備，其中第四現場設備電連接至第二無線設備并能夠與第二無線設備通信，并且其中第四現場設備與第二無線設備物理地隔開。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中有線鏈路將第二數據路由器連接至第一數據路由器和第一現場設備中的一個。
28.根據權利要求26所述的裝置，其中有線鏈路將第一現場設備連接至第二現場設備。
29.一種用于橋接多個無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的系統，每個網絡包括多個無線設備，該系統包括 有線鏈路，其中有線鏈路為跨越所述多個無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的本地供電有線數據鏈路；和 來自每個網絡的至少一個本地供電無線設備，所述至少一個本地供電無線設備以多站、多點方式連接至有線數據鏈路，以通過有線數據鏈路在它的網絡的無線設備和構成所述多個無線網絡的其它網絡的無線設備之間提供相互通信，其中每個連接的無線設備包括 數據路由器； 本地功率源； 收發器；和 天線。
30.根據權利要求29所述的系統，其中連接至有線數據鏈路的所述本地供電無線設備中的至少一個還包括現場設備。
31.根據權利要求30所述的系統，其中有線數據鏈路連接至每個連接到有線數據鏈路的本地供電無線設備的現場設備和數據路由器中的一個。
32.根據權利要求29所述的系統，其中連接至有線數據鏈路的每個本地供電無線設備將接收到的無線通信格式化為用于在有線數據鏈路上傳輸的通信協議，并且其中連接至有線數據鏈路的每個本地供電無線設備將在有線鏈路上接收到的通信格式化為與到所述多個現場設備網絡中的與其無線通信的一個中的無線傳輸兼容的通信協議。
33.根據權利要求29所述的系統，還包括多個現場設備，其中有線數據鏈路以多站、多點方式連接所述多個現場設備。
34.一種用于橋接多個無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的系統，每個網絡包括多個無線設備，該系統包括 有線鏈路，其中有線鏈路為跨越所述多個無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的本地供電有線數據鏈路；和 來自每個網絡的至少一個本地供電無線設備，所述至少一個本地供電無線設備以多站、多點方式連接至有線數據鏈路，以通過有線數據鏈路在它的網絡的無線設備和構成所述多個無線網絡的其它網絡的無線設備之間提供相互通信，其中每個連接的無線設備包括 數據路由器； 收發器；和 天線；其中本地供電無線設備中的至少一個還包括本地功率源；其中本地功率源給有線數據鏈路供電。
35.根據權利要求34所述的系統，其中連接至有線數據鏈路的本地供電無線設備中的至少一個還包括現場設備。
36.根據權利要求35所述的系統，其中有線數據鏈路連接到每個連接到有線數據鏈路的本地供電無線設備的現場設備和數據路由器中的一個。
37.根據權利要求34所述的系統，其中連接至有線數據鏈路的每個本地供電無線設備將接收到的無線通信格式化為用于在有線數據鏈路上傳輸的通信協議，并且其中連接至有線數據鏈路的每個本地供電無線設備將在有線鏈路上接收到的通信格式化為與到所述多個現場設備網絡中的與其無線通信的一個中的無線傳輸兼容的通信協議。
38.根據權利要求34所述的系統，還包括多個現場設備，其中有線數據鏈路以多站、多點方式連接所述多個現場設備。
39.一種用于橋接第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的方法，該方法包括下述步驟 在與第一無線設備網絡無線通信的第一本地供電無線設備處接收來自第一無線現場設備網絡的、被編址為第二無線現場設備網絡的最終目的節點的信息； 采用連接至第一無線設備的有線鏈路將信息傳輸通過無線網絡通信屏障； 在連接至有線鏈路并與第二無線現場設備網絡無線通信的第二本地供電無線設備處接收來自有線鏈路的信息； 采用第二無線設備將信息重新傳輸到第二無線現場設備網絡中；以及 以跳轉的方式在跳轉中將信息通過第二無線網絡的節點發送到第二無線現場設備網絡的最終目的節點。
40.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前采用封裝協議以格式化從第一無線現場設備網絡接收的信息；以及 在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中之前采用封裝協議以拆包從有線鏈路接收到的信息。
41.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 將從第一無線現場設備網絡接收的信息的格式轉換成與第二無線現場設備網絡兼容的通信協議； 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前采用封裝協議以重新格式化被轉換成通信協議的信息；以及 在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中之前采用封裝協議以拆包從有線鏈路接收的信息。
42.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前采用封裝協議以格式化從第一無線現場設備網絡接收的信息； 在將信息的格式轉換成與第二無線現場設備網絡兼容的通信協議之前采用封裝協議以拆包從有線鏈路接收的信息；在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡將信息的格式轉換成所述通信協議。
43.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前將從第一無線現場設備網絡接收到的信息的格式轉換成通信協議； 在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中之前，將從有線鏈路接收到的來自通信協議的信息的格式向回轉換成如在第一本地供電無線現場設備處接收到的信息的格式，其中所述通信協議與在有線鏈路上的傳輸兼容。
44.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 在將信息重新轉換成第二通信協議之前，將從第一無線現場設備網絡接收到的信息的格式轉換成與第二無線現場設備網絡兼容的第一通信協議； 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前將被轉換成第一通信協議的信息的格式重新轉換成第二通信協議； 在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中之前將從有線鏈路接收到的來自第二通信協議的信息的格式轉換成第一通信協議，其中所述第二通信協議與在有線鏈路上的傳輸兼容。
45.根據權利要求39所述的方法，其中該方法還包括下述步驟 在將信息傳輸通過無線網絡通信屏障之前將從第一無線現場設備網絡接收到的信息的格式轉換成第一通信協議； 在將信息的格式重新轉換成與第二無線現場設備網絡兼容的第二通信協議之前，將從有線鏈路接收到的、來自第一通信協議的信息的格式向回轉換成如在第一本地供電無線現場設備處接收到的信息的格式，其中第一通信協議與在有線鏈路上的傳輸兼容； 在將信息傳輸到第二無線現場設備網絡中之前將信息的格式重新轉換成第二通信協議。
46.一種系統,包括 第一無線現場設備網絡； 第二無線現場設備網絡； 與第一無線現場設備網絡無線通信的本地供電式第一無線設備； 與第二無線現場設備網絡無線通信的本地供電式第二無線設備；以及將第一無線設備連接至第二無線設備的有線鏈路，其中有線鏈路跨越第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信屏障； 其中來自第一無線現場設備網絡的、被編址到第二無線現場設備網絡的成員節點的、由第一無線設備接收并由第二無線設備傳輸到第二無線現場設備網絡中、用于發送至第二無線網絡的成員節點的信息經由有線鏈路跨過無線通信屏障。
47.一種用于橋接第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信的屏障的裝置，該裝置包括 本地供電無線設備，包括 數據路由器； 本地功率源； 第一收發器；第一天線；和 第二收發器； 第二天線；和 有線鏈路； 其中第一天線與第一無線現場設備網絡無線通信；第二天線與第二無線現場設備網絡無線通信；并且有線鏈路為將第二天線連接至第二收發器的RF電纜，其中有線鏈路跨越第一無線現場設備網絡和第二無線現場設備網絡之間的無線通信屏障； 其中來自第一無線現場設備網絡的、被編址到第二無線現場設備網絡的成員節點的、由第一天線接收并由第二天線傳輸到第二無線現場設備網絡中、用于發送至第二無線網絡的成員節點的信息經由有線鏈路跨過無線通信屏障。
48.根據權利要求47所述的裝置，其中無線設備還包括現場設備。
全文摘要
本發明公開了一種用于橋接無線現場設備網絡之間的無線通信屏障的裝置，包括由跨越該屏障的有線鏈路連接的一對本地供電無線設備。本地供電無線設備中的至少一個與將被互連的每個無線網絡無線通信。無線設備包括無線收發器和天線。來自一個無線現場設備網絡的、被編址到另一個無線現場設備網絡的成員節點的信息由屏障一側的無線設備接收，并經由有線鏈路傳輸至屏障另一側的另一個無線設備，用于發送至所述另一個無線現場設備網絡的所述成員節點。
文檔編號H04L12/46GK102823200SQ201180011613
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年3月4日
發明者凱利·邁克爾·奧斯 申請人:羅斯蒙德公司