无线通信网络中的通信路由的确定的制作方法_2

文档序号:8367864阅读:来源:国知局
一种改进网络管理器装置。
[0023]按照第五方面,这个目的通过一种用于工业无线网络的网络管理器装置来实现,该无线网络管理装置包括:
-网络拓扑确定单元,配置成
-向至少一个其他网络节点发送网络调查消息供处理并且经过工业无线网络来转发,网络调查消息包括消息权重,
-从网络的其他节点接收节点配置消息,节点配置消息包括通过对网络节点中的网络调查消息的处理而已经更新的节点配置数据,节点配置消息的节点配置数据包括基于消息权重而已经更新的对应节点的节点权重,
-基于所接收节点配置消息中的节点配置数据来映射网络的拓扑,
-基于所映射拓扑来设置通信调度方案,以及 -通知网络节点关于通信调度方案。
[0024]又一目的是提供一种用于网络管理器装置的计算机程序产品,该计算机程序产品提供改进网络管理器装置。
[0025]按照第六方面,这个目的通过一种用于工业无线网络的网络管理器装置的计算机程序产品来实现,
该计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体,计算机程序代码在运行于形成网络管理器装置的网络拓扑确定单元的处理器时使网络管理器装置:
-向至少一个其他网络节点发送网络调查消息供处理并且经过工业无线网络来转发,网络调查消息包括消息权重,
-从网络的其他节点接收节点配置消息,节点配置消息包括通过对网络节点中的网络调查消息的处理而已经更新的节点配置数据,节点配置消息的节点配置数据包括基于消息权重而已经更新的对应节点的节点权重,
-基于所接收节点配置消息中的节点配置数据来映射网络的拓扑,
-基于所映射拓扑来设置通信调度方案,以及 -通知网络节点关于通信调度方案。
[0026]本发明具有多个优点。它通过分组传递分集来改进可靠性。路由选择表不是所有节点所需的。网络拓扑的可能变化将不会终止通信。通过本发明,变得更易于配置参数并且将其下载到无线现场装置。这将减少维护时间。此外,本发明将改进传输可靠性,这降低通信故障的风险。由于本发明,还有可能在工业无线传感器网络上运行安全应用。此外,本发明是通用的,并且因此在所有类型的工业无线传感器网络上是可适用的。
【附图说明】
[0027]下面将参照附图来描述本发明,附图包括:
图1示意示出用于控制使用工业无线网络的过程的控制系统,
图2示意示出控制与工业无线网络中的现场装置的通信的网络管理器装置的示意框图,
图3示出工业无线网络中的无线通信装置的示意框图,
图4示出无线通信装置的节点配置存储器的内容,
图5示意示出网络调查消息,
图6示意示出由无线通信装置所操控的节点配置消息,
图7示意示出由工业无线网络中的节点所发送的数据消息,
图8示出由网络管理器装置所执行、用于调查通信路径的方法中的多个方法步骤的流程图, 图9示出用于允许网络管理器装置确定通信路径的方法中的多个方法步骤的流程图,该方法由无线通信装置执行,
图10示出用于通知网络管理器装置关于通信路径并且发送数据消息的多个方法步骤的流程图,
图11是示出工业无线网络中的节点如何操控所接收数据消息的多个方法步骤的流程图,以及
图12示意示出携带用于实现无线通信装置的节点配置控制单元或者网络管理器装置的网络拓扑确定单元的程序代码的数据载体。
【具体实施方式】
[0028]下面将给出本发明的优选实施例的详细描述。
[0029]图1示意示出用于过程的控制系统10、即过程控制系统。该过程可以是工业过程,并且还可以是多种不同类型的过程的任一种,例如纸浆和纸张生产过程、炼油过程、输电过程或配电过程。控制系统10例如可以是用于控制过程的基于对象的计算机化系统。
[0030]图1中,过程控制系统10包括连接到第一总线BI的多个操作员终端12和14。还存在第二总线B2,以及在第一与第二总线之间连接了提供过程的控制和监测的服务器16以及存储数据、例如与过程的控制和监测相关的历史数据的数据库18。与第二总线B2还连接了网关20,该网关又连接到无线网络WN。无线网络WN可以是工业网络,并且也可以是无线通信网络。更具体来说,它可以是无线传感器和致动器网络(WSAN),并且因而可以是工业无线传感器和致动器网络。工业无线网络也可使用时分通信方案。在这个无线网络WN中,示出七个例示节点。存在第一节点24、第二节点26、第三节点28、第四节点30、第五节点32和第六节点34。这些节点采取无线通信装置或无线现场装置的形式来提供。这些现场装置以及网关是工业无线网络WN中的节点。因此,网关20可被认为是第七节点。
[0031]现场装置是作为到过程的接口的装置,并且它们与网关20无线通信。在例示网络中,第一、第二和第三节点24、26、28还示为与网关20进行通信,而第四和第五节点30和32与第一、第二和第三节点24、26和28进行通信。第六节点34又与第四和第五节点30和32进行通信。虽然第四、第五和第六节点30、32和34没有与网关20直接通信,但是它们仍然能够使用单跳或多跳技术来与其通信。当例如第六节点34正发送数据时,这个数据经由第五或第六节点、连同经由第一、第二或第三节点24、26和28来转发给网关20。类似地,第一、第二和第三节点24、26、28可充当由第四和第五节点30和32所发送的数据的中继节点。
[0032]实现第一、第二、第三、第四、第五和第六节点24、26、28、30、32和34的现场装置通常可负责执行过程的某种类型的控制活动(例如,测量过程参数、例如过程的物理性质)或者提供过程中的控制活动(例如,起动阀门、操作泵、开关等)。现场装置的实际控制由服务器16来执行。
[0033]图2示出也充当网络管理器装置的网关20的示意框图。它在下文中将仅称作网络管理器装置。网络管理器装置20包括数据操控单元38,其连接到通常包括无线电电路和一个或多个天线的无线接口 40以及连接到通信接口 36以用于使用第二总线B2的通信。作为示例,通信接口 36可以是以太网接口。网络管理器装置20还包括网络拓扑确定单元42,其连接到无线接口 40以及连接到数据操控单元38。
[0034]图3示出无线通信装置43中组成工业无线网络中的节点的单元的示意框图。在本例中,这个无线通信装置43是实现第四节点30的现场装置。应当知道,所有现场装置可包括图3所示的单元。无线通信装置43在这里包括节点配置控制单元50,其连接到发射器电路48或无线发射器。发射器电路48又连接到天线44,其也连接到接收器电路46或无线接收器。接收器和发射器电路46和48可结合在一个电路、即收发器电路中。节点配置控制单元50还连接到节点配置存储器52。在无线通信装置43中,还存在数据操控单元53,其连接到接收器和发射器电路46和48、连接到节点配置控制单元50以及连接到节点配置存储器52。
[0035]图4示意示出节点配置存储器52的内容。这个存储器包括节点配置数据。在这个示例中,节点配置数据包括节点标识符NID,其是识别无线通信装置或第四节点的标识符,该标识符由网络管理器装置20来识别。还存在节点权重NW、节点跳数NHN以及识别父节点的数据PNjP PN2。识别父节点的数据可以是这种父节点的标识符。父节点在这里是无线通信装置43所提供的节点30用于与网络管理器装置20进行通信的节点。因此,父节点可以是中继节点,以及更具体来说来说是从无线通信装置43到网络管理器装置20的通信路径中的多个中继节点的第一中继节点。来自无线通信装置43的数据在其从无线通信装置到网络管理器装置20的途中经由这个第一中继节点来传递。
[0036]图5示意概述网络调查消息NM。网络调查消息NM包括发送标识符SID,其是正发送消息的节点的标识符。它还包括消息权重MW以及消息跳数ΜΗΝ。
[0037]图6示意概述节点配置消息NCM。节点配置消息NCM包括节点配置数据,其中包括始发节点标识符OID,其是消息始发的节点、即最初形成或创建消息的节点的标识符。它还包括始发节点权重ONW(其是这个始发节点的权重)和始发节点跳数ONHN(其是这个始发节点的跳数)。它还包括这个始发节点的父节点数据PNjP PN 2。
[0038]图7示意概述数据消息DM。数据消
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