用于过程控制系统中的多模式rfst通信的方法和装置的制造方法

用于过程控制系统中的多模式rfst通信的方法和装置的制造方法
【专利摘要】本文公开了用于过程控制系统中的多模式RFST通信的方法和装置。所公开的示例性装置包括与过程控制系统的过程控制设备相关联的示例性RFST模块。该示例性RFST模块包括被配置为用不同的通信协议来进行通信的多个RFST。该示例性RFST模块还包括功率模块以对RFST模块供电，来实现与关联于过程控制设备的处理器或存储器的通信。
【专利说明】
用于过程控制系统中的多模式RFST通信的方法和装置
技术领域
[0001] 概括地说，本公开内容涉及过程控制系统，并且更具体地说，本公开内容涉及用于 过程控制系统中的多模式射频传感器标签(RFST)通信的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 过程控制系统（如化工、石油或其它过程中所使用的那些过程控制系统)通常包括 一个或多个过程控制器，该一个或多个过程控制器经由模拟总线、数字总线或组合的模拟/ 数字总线，通信地耦合到一个或多个现场设备(例如，过程控制设备）。现场设备(其可以是 例如仪表、阀定位器、开关和变送器(例如，温度、压力和流动速率传感器））执行过程内的过 程控制功能，例如打开或关闭阀，以及测量过程参数。过程控制器接收对现场设备所做出的 过程测量结果进行指示的信号，并且然后对该信息进行处理以生成控制信号，以便实现控 制例程、做出其它过程控制决策、以及发起过程控制系统警报。
[0003] 来自现场设备和/或控制器的信息往往通过数据高速公路或通信网络而可用于一 个或多个其它设备或系统，例如操作者工作站、个人计算机、数据历史库、报告生成器、集中 式数据库等等。这些设备或系统通常位于控制室中和/或相对远离较严酷的工厂环境的其 它位置。例如，这些设备或系统运行应用，其中应用使得操作者能够执行于由过程控制系统 实现的过程有关的多种功能中的任何功能，例如，查看过程的当前状态、改变操作状态、改 变过程控制例程的设置、改变对过程控制器和/或现场设备的操作、查看由现场设备和/或 过程控制器生成的警报、模拟对过程的操作，以用于对人员进行训练和/或对过程进行评估 等目的。通常，对设备或系统的访问还基于这些设备或系统是否被供电（例如，在没有回路 功率的情况下不能够进行通信）。

【发明内容】

[0004] 一种示例性装置包括示例性RFST模块，所述RFST模块与过程控制系统的过程控制 设备相关联。所述示例性RFST模块包括多个RFST，所述多个RFST被配置为根据不同的通信 协议进行通信。所述示例性RFST模块还包括功率模块以对所述RFST模块供电，来实现与关 联于所述过程控制设备的处理器或存储器的通信。
[0005] 一种示例性方法包括:对示例性RFST模块的至少一部分供电，所述示例性RFST模 块与过程控制系统的过程控制设备相关联，其中，所述RFST包括多个RFST，所述多个RFST被 配置为根据不同的通信协议进行通信。所述示例性方法还经由所述多个RFST中的一个RFST 来提供对与所述过程控制设备相关联的处理器或存储器中的一个或多个处理器或存储器 的访问。
[0006] 另一种示例性方法包括:经由示例性RFST模块向存储器或处理器发送数据或者从 所述存储器或所述处理器接收数据，其中所述存储器或所述处理器与过程控制系统的过程 控制设备相关联。所述示例性RFST模块包括多个RFST，所述多个RFST被配置为根据不同的 通信协议进行通信，其中，所述过程控制设备未上电，并且所述RFST模块由电磁场经由能量 获取器来供电。
【附图说明】
[0007] 图1是其中可以实现本公开内容的教导的示例性过程控制系统的示意图。
[0008] 图2A示出了根据本公开内容的教导、实现图1的示例性RFST模块的示例性方式。 [0009]图2B示出了实现图2A的示例性RFST模块的示例性方式。
[0010]图3示出了实现图2A的示例性RFST模块的另一种示例性方式。
[0011]图4A示出了实现图1的示例性RFST模块的另一种示例性方式。
[0012]图4B示出了实现图1的示例性RFST模块的另一种示例性方式。
[0013]图5是表示用于实现图2A、图4A和图4B的示例性RFST模块以用于现场设备和本地 RFID读取器/写入器之间的无线数据通信的示例性方法的流程图。
[0014]图6是表示用于通过将远程RFID读取器/写入器实现为与图2A、图4A和图4B的示例 性RFST模块进行通信来对现场设备无线编程的示例性方法的流程图。
[0015]图7是能够执行指令以实现图5-图6的方法以及图1的RFST模块124的示例性处理 器平台的框图。
[0016] 附图未按比例缩放。相反，为了区别多个层和区域，在附图中可以放大层的厚度。 只要有可能，贯穿附图和随附书面描述将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0017] 本文公开了用于过程控制系统中的多模式RFST通信的方法和装置。虽然可以从中 央的、位于远程的控制室来监测位于整个过程控制系统中的现场设备（例如，过程控制设 备）以及它们的对应参数，但是存在以下情况，其中操作者、工程师和/或其他工厂人员例如 在对现场设备和/或过程工厂内的其它控制元件的检查、维护和/或修理期间位于现场设备 附近的场地中。通常，维护和修理是依赖于对详细工厂信息的快速访问的、有计划的和时间 驱动的工厂活动。当现场设备和/或最终控制元件发生故障时，不能够在工厂人员位于这些 部件附近的场地时访问完成修理所必要的技术信息会导致严重的浪费和/或停产。在需要 访问稳健的维护和修理信息的当前维护概念中，经由预后算法的更可靠的设备维护和预测 维护是目标。
[0018] 这种维护项目通常被包含有错误归档、过期、不完整和/或不准确记录的记录和零 件排序系统所困扰。此外，在没有集成的企业解决方案的情况下，数据可以位于多个物理位 置中和/或容置在电子数据记录中，维护人员在走动(walk-down)(其可以是时间密集型活 动）期间无法快速地访问这些数据。作为典型的走动的一部分，对设备的每个零件进行检 查，并且记录诸如型号和序列号之类的铭牌规格。还收集每个类型的设备的详细属性集。
[0019] 此外，在需要本地替换现场设备的维护情形下，设备配置和调试会变为重要问题。 具体而言，包括嵌入式微处理器和/或微控制器的现场设备可能具有复杂的配置，这些复杂 的配置需要维护技术人员参考远程存储在整个企业解决方案中的技术数据。在许多此类情 形下，技术人员可能依赖于可能不是最新的和/或另外可能不完整或不准确的书面记录。此 外，在技术人员连接到企业解决方案以获得所需要的技术数据的情况下，对数据的访问会 缓慢(例如，基于在整个企业中实现的通信协议来传送数据）。具体而言，技术人员可能需要 使用低带宽网络和/或处于重度使用中的网络。因此，在此类情形下，除了工厂人员位于现 场设备本地的情形外，希望使得工厂人员能够与可以本地存储或获得获取相关技术数据的 现场设备进行通信，以提供完整和最新的信息而无需依赖于缓慢的通信速度来获得存储在 远程站点处的相同信息。例如，当现场设备关闭时（例如，在工厂范围的关闭期间），访问与 现场设备相关的信息和/或来自现场设备的信息是特别有利的。在一些例子中，能够改变现 场设备的访问层和/或临时对现场设备分层以便与现场设备安全通信是有利的。
[0020] 在一些实例中，工厂人员携带手持通信器，经由该手持通信器，他们可以与感兴趣 的设备进行通信和/或询问感兴趣的设备。然而，在许多此类实例中，将手持通信器设备物 理地连接到现场设备需要工厂人员例如拧下并移除现场设备的终端帽。因此，访问通常限 于停止服务的现场设备，这是因为从当前操作的现场设备(例如，处于服务中的现场设备） 移除终端帽会违反工厂安全标准。为了克服该障碍，已实现了内在安全的无线收发机来与 现场设备进行通信，并且然后将数据无线地发送到其它地方，例如，附近的工厂人员所携带 的手持无线接收机。
[0021] 虽然无线收发机是一种改进，但是当前已知的无线收发机存在若干限制。例如，许 多已知的无线收发机依赖于提供给对应现场设备的、来自控制系统的功率（例如，回路功 率)来对电池和/或电容器充电，以对无线传输供电。在需要大量的这些电源的情况下（例 如，常规的工业过程区域，等等），这些电源可能需要显著的操作成本(例如，维护、替换和/ 或服务等等）。由于来自控制系统的功率所提供的低电压信号，许多现场设备在减少的功率 预算上实现，因此由许多已知的无线收发机进行的无线通信受限于充足功率可用的时间段 和/或在已从提供给现场设备的控制系统功率中提取了充足功率的时间段之后。因此，许多 已知的无线收发机并不有益于高速通信和/或传输大量数据。此外，一些设备可以使用太阳 能来对电容器充电。然而，取决于实现设备的位置和/或环境，太阳能可能并不总是可靠的。 另外，许多已知的无线收发机与有线调制解调器(其与实现过程控制系统内现场设备的交 互的特定通信协议相关联）串行通信。因此，无线收发机的通信速度受限于对应协议的通信 速度，该对应协议的通信速度可以相对缓慢（例如，公知的HART协议受限于1200波特）。此 外，由于已知的无线收发机通常依赖于控制系统功率来运行，因此仅当过程工厂正在运行 并且特定现场设备没有在其它情况下未上电（例如，没有因维护而被置于停止服务)时，无 线传输才有可能。此外，许多设备不能与电池一起运送或运输，使得当这些设备退出服务以 被运送用于修理时，不存在电源(利用该电源与设备进行通信）。
[0022] 通过实现本文所公开的教导，克服了上述障碍，并且实现了与现场设备的高速本 地通信以及各种其它优势。具体而言，本文所公开的教导通过使用射频传感器标签(RFST) 来实现无线通信，其中RFST是实现相对高的数据传输速率的极其能量高效的技术。例如，本 文所公开的例子允许将多个RFST模式（例如，高频(HF)和特高频(UHF)RFST通信）集成到 RFST模块上。另外地或替代地，低频(LF)和超高频(SHF)通信可以集成到该RFST模块上。 [0023] 无源RFST(例如，应答机)可以从在从附近的手持射频识别(RFID)读取器进行通信 (例如，长达30英尺)时所生成的电磁场接收功率。半无源RFST可以使用本地功率(例如，诸 如电池或过程设备回路功率之类的辅助电源)来对内部电路供电，但依赖于来自手持RFID 读取器的功率来与该读取器进行通信。在依赖于本地功率来进行通信的情况下，半无源 RFST可以具有比无源RFST更长的读取范围（例如，长达300英尺）。在半无源模式中，例如，仅 可以经由反向散射(back scattering)从RFST读取信息。对于有源RFST(例如，收发机)和/ 或RFST的在有源模式中操作的部分，提供本地功率(例如，回路功率）以对两个内部电路供 电并且与RFID读取器进行通信。因此，有源RFST呈现显著更长的传输范围（例如，长达1000 英尺）。
[0024] RFST技术的不同实现方式取决于对与应用该技术的特定行业相关的特征的工程 折衷。通过对特征(例如，读取范围、写入范围、成本、电池寿命、服务寿命、允许的温度范围、 耐气候性等等)进行均衡来实现这种折衷。在过程控制行业的上下文中，特别感兴趣的一些 性能参数包括长距离读取/写入范围、高可靠性以及大的数据容量。本文所公开的例子允许 多个RFST模式（例如，多模式RFST)，以增加灵活性和/或减少RFST系统中常见的缺点或折 衷。在第一种模式中，为了实现相对长程，可以实现远场或特高频(UHF)RFST技术，该RFST技 术可以例如操作在大约850-960兆赫兹(MHz)的频率处。在无源模式中，UHF RFST(例如，UHF RFID)技术利用反向散射在没有电源的情况下以显著的范围发送信息(例如，30英尺）。
[0025] 在第二种模式中，当过程设备未上电时（例如，具有处理器和/或非易失性存储器 的未上电的接口），为了实现具有额外接口能力（包括写入能力和/或处理器或存储器接口 能力）的较近程通信，可以使用高频(HF)RFST(例如，HF RFID)和/或近场通信(NFC)技术，其 通常可以操作在例如13.56MHz的频率处。虽然本文所公开的例子描述了具有UHF RFST和HF RFST能力的例子，但是可以使用和/或替换多种其它模式。
[0026]在第三种模式中，可以使用低频（LF)RFST技术，LF RFST技术通常可以操作在 125kHz处并且可以在无源模式中被供电。虽然LF RFST技术具有相对低的数据速率，但是使 用LF RFST技术的RFST不易受RF干扰的影响并且还可以支持无源模式。
[0027] 在第四种模式中，使用超高频(SHF)RFST技术。SHF RFST技术通常可以操作在大约 5.8GHz处，但是范围可以从3至30GHz JHF RFST技术还可以支持几英寸的无源读取范围以 及半无源模式。虽然已描述了这四种模式，但是该列表并非是详尽的并且可以包含任何其 它相关的模式和/或今后的实现方式。
[0028]在一些RFST实现方式或模式中，通信的范围越长，对存储器容量的限制就越大和/ 或功率要求就越大。本文所公开的例子实现了这些特征之间的某些均衡，这些例子适合于 过程控制行业内的应用并且通过支持多个RFST模式而允许更大的灵活性。在利用HF RFST 通信(例如，NFC、HF RFID通信等等）的情形下（其中未向过程设备提供功率），本文所公开的 例子允许诸如编程、访问分层、数据获得、命令存储之类的功能，从而即使在例如工厂关闭 的状况下也允许高效和快速的数据传输。通过还包括UHF RFST能力，本文所公开的例子允 许例如经由反向散射的能量高效并且长程的通信。具体而言，RFID读取器/写入器可以通过 反向散射从UHF RFST在相对长的距离上读取数据。
[0029]在一些所公开的例子中，RFST物理地并且操作地耦合到过程控制系统内的现场设 备(例如，过程控制设备）。在一些此类例子中，一旦收集了来自现场设备的数据，例如在过 程设备关闭时，RFST就可以基于从附近的手持RFID读取器所发送的电磁场接收到的功率， 来将数据发送给该读取器。在此类例子中，由于RFST具有无源能力（例如，不使用除了来自 手持RFID读取器的功率之外的任何功率），工厂人员可以与RFST进行通信，而不管功率是否 被提供给对应的现场设备。因此，当现场设备正在操作时、当现场设备或工厂关闭时、或者 甚至当现场设备从工厂移除时（例如，用于修理、在安装之前等等），工厂人员都可以与RFST 进行通信。因此，在现场设备本地的工厂人员可以通过避免拧下并移除终端帽的需要，以保 持工厂安全策略的方式无线地访问与现场设备相关联的数据(例如，先前从现场设备传送 给RFST或相关联的存储器的数据）。另外，工厂人员可以无线地访问与位于安全界限之外的 和/或工厂人员另外无法直接访问的现场设备（例如，放置在高的塔上或者在其它设备后 面)相关联的数据。在一些例子中，在现场设备本地的工厂人员可以经由RFST，利用手持读 取器来与现场设备进行通信(例如，询问、校准等等）。
[0030]在一些所公开的例子中，利用和/或部分利用控制系统功率和/或回路功率的RFST 物理地并且操作地耦合到过程控制系统内的现场设备。在此类例子中，RFST可以从控制系 统所提供的功率中汲取功率，以进行操作并且与现场设备进行通信。在一些例子中，从沿着 线路发送给现场设备的4-20mA模拟信号（通常被称为回路功率）中汲取功率。在其它例子 中，从沿着24伏的数字总线的线路(通常被称为网络功率或总线功率）中汲取功率。如本文 所使用的，回路功率和网络功率被统称为控制系统功率。
[0031]在一些例子中，在RFST上的能量获取（例如，从电磁场中汲取功率等等）可以对 RFST的存储器以及对应的处理器或集成电路供电或部分供电。具体而言，HF通信或近场通 信(例如，基于磁感应）用于与不具有其它电源的RFST进行通信。另外，磁感应可以用于对与 过程控制设备相关联的处理器(例如，接口处理器、HF RFST集成电路、集成电路、微控制器、 HF RFID接口等等)和/或存储器供电。以此方式，尽管RFST不汲取过程功率也可以执行多种 功能。例如，从手持读取器发射的电磁场可以经由RFST的能量获取器来对RFST的高频(HF) 通信供电，对存储器和/或处理器供电以从存储器获得数据(例如，过程控制设备的序列号 信息、过程设备的保修信息等等），存储针对过程设备的命令，存储固件以对过程设备编程， 对过程设备编程和/或控制未上电的过程设备的处理器。使用HF RFST的此类例子通常涉及 RFID读取器放置在离RFST几英寸内并且最多大约一英尺。这些例子中的紧密相邻提供了更 大的安全性，这是因为利用读取器访问RFST的操作者必须与标签紧密相邻。此外，在一些例 子中，当RFST的存储器和/或处理器由控制系统来供电时，来自手持RFID读取器的电磁场可 以用于仅对HF天线供电。替代地，在一些例子中，UHF RFST还可以利用能量获取。
[0032] RFST的无源UHF RFST模式（例如，仅由RFST读取器所生成的电磁场来提供功率的 模式)经由反向散射可以具有延伸到长达大约30英尺的读取范围，而半无源UHF RFST模式 (例如，所提供的功率可以是电池协助的和/或由诸如控制系统功率之类的辅助电源来提供 的模式)可以具有延伸距离至大约300英尺的读取范围。虽然这些范围是可能的，但是取决 于特定的RFST天线设计，一些RFST可以以更长或更短的范围为特征。本文所公开的例子利 用HF RFST能力（例如，访问RFST中的数据而无需回路功率、在近程对数据进行传输和/或编 程而无需回路功率等等）以及UHF RFST能力(例如，经由反向散射的较长程未上电的数据访 问、有源天线功率以用于增加的范围等等）二者。本文所公开的例子还可以支持低频(LF) 和/或超高频(SHF)RFST能力。
[0033]在一些例子中，通过利用控制系统功率（其可用于几乎所有过程控制系统环境 中），增加的存储器容量和增加的通信范围是可能的。另外，在控制系统功率不可用的某些 情形下，由于从用于一些配置的能量获取器中汲取的有限功率，可能较少的存储器容量和/ 或范围可用。
[0034]此外，如上面所描述的，长达大约300英尺的读取范围很可能使得工厂人员能够处 于几乎任何现场设备的范围内，而不管现场设备的位置如何(例如，在安全界限之外、在塔 上等等）。此外，经由大约30英尺的反向散射范围来读取数据的能力也是有利的，这是因为 工厂人员仍然可以访问难以触及的常规现场设备(例如，在走廊中，在另一层上，等等）。此 外，在半无源模式下的RFST可以进行全向通信，以使得工厂人员不必在通信范围内的特定 位置处(例如，视线)来与例如关联于现场设备的RFST进行通信。
[0035] 虽然RFST和/或集成电路(例如，微芯片、1C部件、RFID集成电路、RFID接口等等)通 常具有有限的板载存储器(例如，在一些例子中9千比特，并且在其它例子中低至128-256比 特），在一些例子中，当从现场设备收集数据时，数据存储在单独的非易失性存储器中，当需 要时（例如，响应于经由便携式RFID读取器/写入器的请求)可由RFST来访问该非易失性存 储器。通过以此方式收集并存储数据，数据被有效地缓存以便快速获取，而没有基于其它已 知的无线收发机的功耗要求和/或基于过程控制系统内实现的通信协议的要求的缓慢通信 的限制。
[0036] 此外，单独的非易失性存储器为对应的现场设备提供了额外的存储器。因此，这种 额外的存储器可以用于存储与现场设备的识别、维护和/或调试相关的额外信息，以协助维 护和/或修理发生故障的设备。在一些例子中，来自中央控制室的通信也可以写入到非易失 性存储器，以便由工厂人员在走动期间和/或在任何其它时间获得。另外，在本文所公开的 一些例子中，RFST与调制解调器相关联，以根据控制系统中所实现的特定通信协议(例如， HART)来与现场设备和/或过程控制系统的其余部分进行通信。此外，在一些例子中，便携式 RFID读取器/写入器可以用于更新和/或提供额外的信息至非易失性存储器以用于后续参 考和访问。具体而言，当没有回路功率可用于过程控制系统和/或现场设备时，HF RFST (NFC)接口可以用于对处理器（例如，RFST、HF RFST的处理器/处理器电路等等）和/或RFST 的存储器供电。此外，在一些例子中，RFST是完全有源的，使得天线也由控制系统来供电，并 且因此，使得能够对信号进行广播并达到甚至更大的范围。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST(例如，SHF RFID接口）。
[0037] 图1是其中可以实现本公开内容的教导的示例性过程控制系统100的示意图。图1 的示例性过程控制系统100包括一个或多个过程控制器(其中之一以附图标记102标示）、一 个或多个操作者站(其中之一以附图标记104标示）、以及一个或多个工作站(其中之一以附 图标记106标示）。示例性过程控制器102、示例性操作者站104以及示例性工作站106经由总 线和/或局域网(LAN)108(其通常被称为应用控制网络(CAN))操作地耦合。
[0038] 图1的示例性操作者站104允许操作者、工程师和/或其他工厂人员查阅和/或操作 一个或多个操作者显示屏和/或应用(这些显示屏和/或应用使得工厂人员能够查看过程控 制系统变量、状态、条件、警报）；改变过程控制系统设置(例如，设置点、操作状态、清除警 报、静音警报等等）；配置和/或校准过程控制系统1〇〇内的设备;执行对过程控制系统1〇〇内 的设备的诊断;和/或以其它方式与过程控制系统100内的设备进行交互。
[0039] 图1的示例性工作站106可以被配置为应用站，以执行一个或多个信息技术应用、 用户交互式应用和/或通信应用。例如，工作站106可以被配置为主要执行与过程控制相关 的应用，而另一个工作站(未示出）可以被配置为主要执行通信应用，其中该通信应用使得 过程控制系统100能够使用任何期望的通信介质（例如，无线的、硬接线的等等)和协议(例 如，HTTP、S0AP等等)来与其它设备或系统进行通信。可以使用一个或多个工作站和/或任何 其它适当的计算机系统和/或处理系统来实现图1的示例性操作者站104和示例性工作站 106。例如，可以使用单处理器个人计算机、单处理器或多处理器工作站等等来实现操作者 站104和/或工作站106。
[0040]可以使用任何期望的通信介质和协议来实现图1的示例性LAN 108。例如，示例性 LAN 108可以基于硬接线和/或无线以太网通信方案。然而，可以使用任何其它适当的通信 介质和/或协议。此外，虽然图1中示出了单个LAN 108,但是可以使用一个以上的LAN和/或 通信硬件的其它替代件，以提供图1的示例性系统之间的冗余通信路径。
[0041 ] 图1的不例性控制器102可以是例如16叉&8州的六1181：；[11的？181161'-1?08611101111七 Systems，Inc.公司所出售的DeltaV?控制器。然而，替代地可以使用任何其它控制器。此外， 虽然图1中仅示出了一个控制器102,但是任何期望类型和/或组合类型的额外的控制器和/ 或过程控制平台可以耦合到LAN 108。在任何情况下，示例性控制器102执行与过程控制系 统100相关联的一个或多个过程控制例程，其中这些过程控制例程已由系统工程师和/或其 他工厂人员使用操作者站104生成，并且已被下载到控制器102和/或在控制器102中实例 化。
[0042]如图1的所示例子中所示出的，示例性控制器102可以经由数据总线116和输入/输 出（I/O)网关118耦合到多个智能现场设备110、112、114。智能现场设备110、112、114可以是 Fiekibus?兼容的仪表、传送器、传感器等等，在该情况下，智能现场设备11〇、112、114使用 公知的Foundation Filedbus协议，经由数据总线116进行通信。当然，替代地可以使用其它 类型的智能现场设备和通信协议。例如，智能现场设备110、112、114替代地可以是 Profibus?和/或HART?兼容的设备，其使用公知的Prof i bus和/或HART通信协议，经由 数据总线116进行通信。额外的I/O设备(类似于和/或等同于I/O网关118)可以耦合到控制 器102,以使得额外的智能现场设备群组(其可以是Foundation Fieldbus设备、HART设备等 等)能够与控制器102进行通信。
[0043] 除了经由1/0网关118耦合的示例性智能现场设备110、112、114之外，一个或多个 智能现场设备122和/或一个或多个非智能现场设备120也可以操作地耦合到示例性控制器 102。图1的示例性智能现场设备122和非智能现场设备120可以是例如常规的4-20毫安(mA) 或0-24伏直流(VDC)设备，其经由相应的硬接线链路与控制器102进行通信。在此类例子中， 硬接线链路使得现场设备120能够与控制器102进行通信，并且向现场设备120提供电功率 (例如，回路功率、网络功率）。
[0044] 另外，图1的所示例子中所示出的现场设备110、120、122中的每个现场设备耦合到 对应的RFST (例如，RFID模块）124。针对所示例子中的智能现场设备110、122，对应的RFST 124可以根据与现场设备110、122相关联的特定通信协议（例如，HART、Profibus、 Foundation Fieldbus等等），对从现场设备110、122获得的出站数据(例如，参数值、诊断信 息等等)进行转换(例如，经由调制解调器），以便传输给RFID读取器/写入器415、416(图4A、 图4B)。另外，在一些例子中，RFST 124可以对从RFID读取器/写入器415、416获得的进站数 据进行转换（例如，经由所述调制解调器），以便根据所述特定通信协议发送给现场设备 110、122和/或过程控制系统100的其它部件。在一些例子中，RFST 124不包括调制解调器， 并且简单地将从智能现场设备11〇、122和/或非智能现场设备120获得的数据直接地存储在 存储器中，以便传输给RFID读取器/写入器415、416。除了存储和/或传送过程控制数据之 外，在一些例子中，RFST 124还存储与对应的智能现场设备110、122或者非智能现场设备 120相关联的其它信息(例如，维护记录(例如，告警日志、诊断测试结果和/或指示现场设备 的操作健康的其它诊断信息）、零件列表、串行卡信息、规格表、图片等等），如下面进一步详 细描述的。在一些例子中，该信息还经由对应的现场设备传送给RFST 124。另外地或替代 地，在一些例子中，该数据经由RFID读取器/写入器415、416进行传送。在一些例子中，RFST 124和RFID读取器/写入器415、416之间的通信由RFID读取器/写入器415、416供电（例如， RFID读取器/写入器415、416的电磁场对RFST 124供电）。因此，RFST 124使得工厂人员能够 与现场设备110、120、122进行本地和无线通信，而不需要电源和/或不存在会降低过程控制 系统的功率效率(例如，通过对控制系统功率进行汲取)和/或增加维护成本(例如，通过要 求获取和/或替换电池）的功耗要求。在其它例子中，RFST 124至少部分地经由过程控制系 统来供电，从而实现了在较长程上的通信并且允许更大的存储器空间。在其它例子中，RFST 124完全经由过程控制系统来供电（例如，处于有源RFST模式中），以使得天线能够对传输进 行广播而不是从RFID读取器/写入器对信号进行反向散射。在此类例子中，显著更长的通信 范围是可能的（例如，长达1000英尺）。
[0045]下面结合图2A-图4B示出并描述了根据本文所描述的教导来实现RFST 124的示例 性方式。应当意识到，可以使用单个RFST 124,通过将该RFST 124从一个设备移动到另一个 设备来与现场设备11〇、112、114、120、122中的一个以上的现场设备进行交互，如由过程系 统的情况和工厂人员的特定需求决定的。另外地或替代地，如图1中所示出的，多个RFST(例 如，单独连接或者组合到RFST模块内）可以连接到现场设备110、112、114、120、122中的任何 或所有现场设备。更具体地说，在一些例子中，每个现场设备11〇、112、114、120、122(或者这 些现场设备中的至少一些）可以耦合到单独的RFST 124,并且在现场设备的整个生命周期 (或者其部分）中保持耦合到对应的RFST 124。在一些此类例子中，RFST 124包含非易失性 存储器408(图4A、图4B)，该非易失性存储器408与对应现场设备122内部的任何存储器分 离。在此类例子中，RFST 124能够存储串行卡数据和/或与现场设备122的识别、维护、配置 和/或操作相关联的任何其它数据。通常，现场设备内的存储器是相对有限的，使得这种信 息中的大部分(例如，维护、修理、零件替换的文档和历史记录等等）已远程存储在用于整个 企业的中央维护数据库处。然而，通过根据本公开内容的教导，将RFST124耦合到其自己的 非易失性存储器408,在现场设备本地的工厂人员（例如，在走动期间）可以利用RFID读取 器/写入器415或416快速并且容易地访问该信息。此外，在此类例子中，即使当现场设备122 退出服务和/或从工厂环境移除时(例如，当被运送用于修理时），RFST 124上所存储的与现 场设备122相关联的信息也是可访问的。另外，如下面更详细描述的，在一些例子中，该信息 中的至少一些信息可以存储在RFST 200(图2A)内的RFST模块202(图2A)的存储器中，使得 可以访问信息而无需至现场设备122的电源(例如，当RFST模块202在有源模式中运行时） [0046]在一些例子中，RFST 124是与现场设备122分离的模块，并且当通信标准、管理标 准和/或协议已改变或更新时，可以利用另一个模块来替换RFST 124和/或对其进行升级。 另外地或替代地，RFST 124可与不同类型的现场设备互换。在一些例子中，某一方可以从 RFST 124访问诸如数据库之类的数据，其中经由网络(例如，企业网络和/或数据库系统)访 问该数据可能是困难的。具体而言，在没有电源或具有回路功率的情形下可以从RFST 124 访问该数据。
[0047]虽然图1示出了示例性过程控制系统100,在该系统内，可以有利地采用用于使用 下面更详细描述的RFST来与过程控制系统现场设备进行通信的方法和装置，但是如果期望 的话，在具有比图1的所示例子更大或更小复杂性的其它过程工厂和/或过程控制系统（例 如，具有一个以上控制器，跨越一个以上地理位置，等等）中可以有利地采用本文所描述的 方法和装置。
[0048]图2A示出了根据本公开内容的教导的、可以用于实现图1的示例性RFST 124的示 例性RFST 200。所示例子的RFST 200包括RFST(例如，RFST电路、RFST电路板、RFST、RFST等 等)202(其被示出为从RFST 200移除）、壳体204、天线盖(例如，天线罩)205以及从壳体204 延伸出并且电耦合到RFST模块202的通信线206。下面结合图3更详细描述了所示例子的 RFST模块202。在该例子中，RFST模块202设置在壳体204内，并且通信地耦合(例如，电耦合） 和/或接线到放置在天线盖205后面的天线（例如，线圈天线）。在一些例子中，RFST模块202 耦合到两个或更多个天线（例如，一个用于HF通信并且另一个用于UHF通信）。在该例子中， 线路206通信地耦合到RFST模块202。另外地或替代地，在其它例子中，线路206通信地耦合 到天线。
[0049]图2B示出了实现图2A的示例性RFST 200的示例性方式。在该例子中，所示例子的 RFST 200操作地親合到数字阀控制器210，例如，来自Iowa州的Marshall town的Fisher Controls International LLC公司的 F[ELDVIJE?DVC6200。数字阀控制器210对阀的致 动器进行控制，以控制通过阀的流体流动速率。在该例子中，数字阀控制器210包括壳体 212、控制器部分214、终端接口 216、以及顶部管道接口 218。在一些例子中，盖子或外壳220 (其可以被移除或打开)可以放置在RFST 200上和/或覆盖RFST 200,以物理地防止和/或屏 蔽至RFST 200的通信(例如，无线通信）。这种措施可以防止对阀控制器210和/或网络(数字 阀控制器210经由该网络进行通信）的未授权访问。在一些例子中，外壳(例如，盖子)220具 有门222,可以打开门222来访问RFST 200和/或与RFST 200进行无线通信。所示例子的门 222可以具有锁机构224,以防止对RFST 200和/或阀控制器210的物理访问。
[0050] 在操作中，诸如下面结合图4A、图4B所描述的RFID读取器415、416之类的远程RF便 携式设备/源(例如，RFID读取器/写入器、RFST编程设备等等)可以例如向RFST 200发送信 号。在该例子中，RFID读取器生成电磁场，并且所示例子的RFST 200可以从该电磁场或在无 源模式中的任何其它适当的电磁场源中汲取功率。另外地或替代地，RFST 200通过汲取提 供给阀控制器210的回路功率来利用来自阀控制器210的功率。一旦建立了通信，RFST便携 式设备就可以从RFST 200内的存储器获取所存储的数据，例如阀控制器210的序列号信息、 阀控制器210的保修信息、阀控制器210的维护或服务历史和/或阀控制器210的配置、等等。 在阀控制器210未上电的情形下，取决于所要求的访问类型，可能存在对能够发送给RFST便 携式设备的数据量和/或与RFST 200的通信范围的限制。在一些例子中，可以使用大容量存 储电容器(例如，超级电容器等等)在一段时间内（例如，几星期)为RFST 200保留电荷。 [0051]在一些例子中，RFST便携式设备可以对阀控制器210编程和/或将数据存储在位于 RFST 200上或者阀控制器210内的存储器中，而不管阀控制器210被供电还是未上电。具体 而言，RFST 200可以从RFST便携式设备所提供的电磁场中获取能量，以向处理器提供功率。 处理器(其与阀控制器210相关联)可以位于RFST模块202上或者阀控制器210内。另外地或 替代地，RFST 200可以使用所获取的能量将数据写入到与阀控制器210相关联的存储器。存 储器可以位于RFST模块202上或者阀控制器210中。数据可以包括用于阀控制器210的固件、 要由阀控制器210来执行的命令、用于阀控制器210的设置/参数、和/或要用于操作和/或配 置阀控制器210的任何其它数据。在一些例子中，RFST便携式设备可以对阀控制器210分层 以用于诊断和/或访问。
[0052] 在外壳220覆盖RFST 200的例子中，可以通过打开门222和/或移除外壳220来访问 RFST 200,以便与RFST 200进行无线通信。在一些例子中，外壳220可以操作为法拉第笼 (Faraday cage)，以防止至RFST 200的电通信，从而有效地屏蔽RFST 200。替代地，RFST 200所使用的任何天线可以放置在终端接口 216后面，并且可以移除和/或打开终端接口 216 的盖子来无线地访问RFST 200,以防止与RFST 200进行无线通信，从而允许在无需外壳220 的情况下防止对RFST 200的访问（即，与RFST 200进行通信）。
[0053]图3示出了图2A的示例性RFST模块202，其中RFST模块202包括微处理器(例如，微 控制器)302、存储器(例如，EEPROM、FRAM、MRAM等等)304(其可以与微处理器302集成）、能量 获取模块(例如，能量获取器)306、能量获取模块307、具有板载存储器310的高频(HF)RFST (例如，HF RFST芯片、HF RFST模块、HF RFST集成电路、HF RFID集成电路、HF RFID接口等 等)308、具有板载存储器314的特高频(UHF)RFST 312(例如，UHF RFST芯片、UHF RFST模块、 UHF RFST集成电路、UHF RFID集成电路、UHF RFID接口等等）。对于数字通信，处理器302、存 储器304、HF RFST 308、UHF RFST 312电耦合到数据接口318,数据接口318可以是例如I2C 接口或者串行外围接口（SPI)总线。在一些例子中，处理器302、HF RFST 308和/或UHF RFST 312具有相关联的非易失性存储器(例如，集成的非易失性存储器）。
[0054]替代地，作为能量获取模块306、307的替代，RFST板202可以由从过程控制设备(例 如，结合图2B所描述的阀控制器210)中提取的回路功率来供电。在功率是从过程控制设备 和/或回路功率中提取的这些例子中，RFST汲取相对低的功率(例如，低至50微瓦），并且因 此，即使在功率提取时也允许有利的功率节省。在其它例子中，RFST模块202由电池或电容 器来供电以用于半无源操作。另外地或替代地，RFST模块202包括能量存储设备322,以例如 通过存储能量获取模块306和/或能量获取模块307所获取的能量来向UHF RFST 312提供半 无源能力。在一些例子中，系统功率管理电路324控制来自能量获取模块306、307和/或回路 电源326的功率，其中该功率例如是从过程控制系统供应的。在该例子中，系统功率管理电 路在将功率分布到整个RFST模块202中之前对来自能量获取模块306、307的功率进行管理。 [0055] 替代地，RFST模块450(图4B)包括系统功率管理电路414,系统功率管理电路414控 制来自能量获取RFST 308、314的功率，将功率分布到整个RFST模块450中并且通过额外的 功率总线分布到定位器微控制器452,以对定位器微控制器452的电子装置进行操作。
[0056] 在一些例子中，存储器310和/或存储器314可以具有大约9千比特(kbit)的近似容 量。虽然示出能量获取模块306、307分别电耦合到HF RFST308和UHF RFST，但是能量获取模 块306、307中的任一者或二者可以与RFST模块202上的部件中的任何部件成整体，或者可以 是放置在RFST模块202上的单独的分立零件。在该例子中，能量获取模块306、307分别与HF RFST 308和UHF RFST相关联和/或集成。在该例子中，能量获取模块306、307用于和/或部分 用于无源模式(例如，纯能量获取/无源模式)或部分模式(例如，其中另外结合所获取的功 率来使用回路功率）中的功率。在其它例子中，HF RFST 308或UHF RFST中仅一个具有能量 获取器。在其它例子中，RFST不具有能量获取器并且主要依赖于所提供的回路功率。
[0057] 虽然示例性RFST模块202利用HF RFST 308和UHF RFST 312,但是可以使用RFST的 任意组合。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST，或者其任意组合。在一些例 子中，仅使用单个RFST。
[0058] 图4A示出了可以用于实现图1的示例性RFST 124的示例性RFST (例如，RFST模块、 RFST、RFST等等)400。在所示例子中，RFST模块400连接到图1的过程控制系统100的现场设 备122 (过程控制系统的其余部分用分布式控制系统(DCS)框401表示）。在所示例子中，RFST 模块400包括HART调制解调器402、具有集成的随机存取存储器(RAM)(例如，存储器(RAM) 304)的微控制器302、非易失性（NV)存储器408、HF RFST 308、UHF RFST 312、UHF天线（例 如，贴片天线、单极天线或偶极天线、共面波导、基片集成波导等等)410以及HF天线(例如， 线圈天线）412。在一些例子中，HF RFST 308、UHF RFST 312、非易失性存储器408、HF天线 412和/或UHF天线410都被并入到单个集成电路（1C)上。所示例子的RFST模块400还包括功 率管理电路414(其可以是集成部件），以对RFST模块400供电。在该例子中，功率管理电路 414可以利用能量获取，部分地从DCS 401中汲取功率(例如，RFST模块400的不同部分由回 路功率来供电，而RFST模块400的其它部分由所获取的能量来供电）和/或完全从DCS 401中 汲取功率(例如，提取功率）。
[0059]在图4A的所示例子中，现场设备122被标识为HART兼容的现场设备。如上面提到 的，可以结合与任何适当的通信协议(例如，Fie 1 dbus、Prof ibus、等等)相关联的现场设备 来实现本公开内容的教导。在一些例子中，未使用HART通信协议和/或未使用HART调制解调 器。然而，通过举例的方式围绕HART通信协议来说明以下公开内容。因此，如图4A中所示出 的，HART现场设备122经由一对信号线418操作地耦合到DCS 401，以根据HART协议来进行通 信。除了通过信号线418来发送和接收控制信号之外，现场设备122还从信号线418中汲取其 功率(例如，现场设备122由控制系统来供电，在HART协议的上下文中表示4-20mA回路供电， 并且在Fieldbus协议的上下文中表示24VDC网络功率）。另外，在所示例子中，RFST模块400 链接到信号线418，使得HART现场设备122经由HART调制解调器402操作地耦合到RFST模块 400,并且使得RFST模块400能够从经由信号线418所提供的控制系统功率中汲取功率。在一 些例子中，在RFST模块400和现场设备122之间发生通信。另外地或替代地，在一些例子中， 在RFST模块400和DCS 401之间发生通信。在此类例子中，与来自现场设备122的通信相对的 来自RFST模块400的通信是由DCS 401基于向RFST模块400和现场设备122中的每一个分配 的单独地址（例如，在多点(multi-drop)配置中）来管理和/或区分。也就是说，在此类例子 中，RFST模块400和现场设备122被视为过程控制系统100内沿着2线式连接418连接的单独 仪表。在一些例子中，RFST模块400可以耦合到HART兼容的现场设备，尽管DCS 401不是使用 HART协议来实现的。在此类例子中，RFST模块400可能不与DCS 401进行通信，并且替代地会 与现场设备进行通信。虽然图4A中的RFST模块400被示出为独立地连接到信号线418,但是 在一些例子中，RFST模块400经由现场设备122耦合到信号线418。
[0060]示例性HART调制解调器402被配置为:根据HART协议(或者任何其它适当的通信协 议)从HART现场设备122接收信息，并且根据串行通信协议(例如，通用串行总线(USB)、以太 网、同步串行(例如，串行外围接n(SPI)总线)等等)将该信息发送给微控制器302。另外，示 例性HART调制解调器402被配置为:根据串行通信协议从微控制器302接收信息，并且根据 HART协议将该信息发送给HART现场设备122和/或发送给DCS 401。
[0061 ] 示例性微控制器302对发送给现场设备122和/或RFST模块400和/或从现场设备 122和/或RFST模块400发送的数据的定时和/或调度进行控制。在一些例子中，数据包括从 现场设备122轮询信息（例如，过程变量值、警报、等等）的请求。在其它例子中，数据包括指 示现场设备122实现某种功能(例如，调谐、校准、诊断、调试、等等）的命令。所示例子的微控 制器302接收到的数据可以临时存储在RAM中（在该例子中，RAM与微控制器302集成）、和/或 在相对较长的时期内存储在非易失性存储器408中。另外地或替代地，微控制器302接收到 的数据可以发送给HF RFST 308,以用于后续存储在对应的HF RFST板载存储器310中和/或 经由HF天线412发送给外部RFID读取器/写入器415。类似地，微控制器302接收到的数据可 以发送给UHF RFST 312,以用于后续存储在对应的UHF RFST存储器314中和/或经由UHF天 线410发送给UHF RFID读取器/写入器416。在一些例子中，单个读取器(例如，能够进行UHF 和HF RFST通信二者）可以与UHF RFST 312和HF RFST 308进行通信。
[0062] 现场设备122、RFST模块400的HART调制解调器402、和/或DCS 401之间的通信相对 缓慢或低速，这是因为通信是由HART协议管理的，其中HART协议受限于大约1200波特。相比 之下，图4A中所示出的其它元件之间的通信相对高速，这是因为它们是基于高速串行通信 协议(例如，SPI总线、I 2C、等等）的，其中高速串行通信协议可以达到大约115kbps或更高。 因此，通过根据本文所公开的教导来实现示例性RFST模块400,可以随时间监测基于相对缓 慢的HART的通信，并且将其缓存或存储在非易失性存储器408、HF RFST板载存储器310和/ 或UHF RFST板载存储器314中，以用于后续由处理RFID读取器/写入器(例如，图4A中所示出 的RFID读取器/写入器415、416)的工厂人员经由串行总线通信协议以快得多的速率进行访 问。
[0063] 在一些例子中，与现场设备122和HART调制解调器402相关联的通信（图4A中用线 424表示）需要经由信号线418的来自DCS的功率来操作（例如，这些部件是由回路供电的）。 相比之下，在一些例子中，RFST模块400内（用箭头426和428表示）的通信（例如高速通信） (其可以使用SPI总线协议或者通用异步接收/发送(UART)协议）以及HF RFST 308或UHF RFST 310和RFID读取器/写入器415、416之间的无线通信不需要控制系统功率(例如，回路 功率）。相反，所示例子中的RFST通信可以经由感应耦合或辐射耦合，从RFID读取器/写入器 415、416中的任一个中汲取功率。因此，不仅RFST模块400可以在没有回路功率的情况下运 行，而且RFST模块400可以在没有电池电源或充电的电容器(例如，其可以基于可用的回路 功率来充电）的情况下运行，使得任何时候读取器/写入器415、416中任一者处于HF RFST 308和/或UHF RFST 310的范围内时，存储在RFST模块400的HF RFST板载存储器310、UHF RFST板载存储器314和/或非易失性存储器408中的数据都是可访问的。另外地或替代地，在 一些例子中，RFST模块400被提供有电池电源和/或电容器以用于冗余或备用电源和/或允 许UHF RFST 312在控制系统功率不可用时在半无源模式中操作(例如，用于增加的范围）。 [0064]利用所获取的功率来对RFST模块400供电的能力允许诸如以下功能：在没有DCS 401所提供的功率的情况下（例如，在工厂关闭期间）发生数据获得（例如，序列号获得等 等）、编程和/或将固件上载到现场设备122。即使在没有能量获取的例子中（例如，功率管理 414严格利用回路功率和/或不存在可用的能量获取等等），HF RFST 308和UHF RFST 312也 提供低功率并且相对快速的通信，从而节省了功率和/或减少了功率汲取，并且因此减少了 这些系统的整体操作成本。
[0065] 在一些例子中，能够存储在RFST模块400板上（例如，在HF和UHF板载存储器310、 314内）的数据量是相对有限的，这是因为RFST模块400的部件是由RFID读取器/写入器415 或416来供电的。例如，已知的无源UHF RFST通常具有32千字节的上限存储阈值。然而，利用 RFST技术，在可用存储量和可以经由RFID读取器/写入器来无线地访问存储在存储器上的 数据的范围之间可能存在折衷。在一些例子中，使用32千字节的存储器会将UHF RFST通信 范围限制到大约2英尺。
[0066]对于在无源模式中的UHF RFST，较小的存储量(例如，512比特)经由例如反向散射 可以允许超过30英尺的范围（该范围还可以取决于RFST的天线设计）。在一些例子中，2英尺 的范围可能是可接受的。然而，在其它例子中，在现场设备不容易由场地中的工厂人员访问 (例如，现场设备放置在高处、位于其它设备后面、在安全界限之外等等)和/或未上电的情 况下，与该现场设备相对应的RFST模块400的RFST板载存储器314可能仅包含512比特的数 据，这可以实现针对UHF RFST 312的大约30英尺的范围。然而，当由回路功率来供电时，所 示例子的UHF RFST 312可以允许更大的范围（例如，150-300英尺），同时支持更大的存储阈 值，例如9-32千字节。在该例子中，UHF RFST 312和HF RFST 308的组合允许在单个RFST上 支持不同的范围，同时还允许容纳不同的功率状况。例如，在没有回路功率的场景中，UHF RFST 312可以允许大约30英尺的读取范围，而HF RFST 308可以允许近距离（例如，低于一 英尺的距离)数据传输和/或处理器控制。
[0067] 在一些例子中，UHF RFST 312可以耦合到被加电的天线。具体而言，所示例子的 UHF天线410可以由回路功率来供电，以便进一步增加UHF天线410的范围。具体而言，UHF天 线410可以利用低功率蓝牙发射机、无线个域网(WPAN)协议、Wi-Fi、Zigbee或者有源供电传 输的任何其它适当的协议或标准。
[0068] 相比之下，HF RFST在无源模式中（例如，由RFID读取器/写入器来供电等等)通常 可以容纳大约0.25至4英寸的范围。然而，一些HF RFST允许例如经由电池的半无源模式，其 中半无源模式可以允许更大的范围。
[0069]因此，术语"本地"、"靠近"、"附近"以及与工厂人员和/或RFID读取器/写入器相对 于现场设备的地点或位置相关联的相关术语被明确地定义为处于RFID读取器/写入器和物 理地耦合到对应现场设备的RFST之间的最大通信范围内。
[0070] 虽然与RFST 308、312相关联的RFST模块400的存储器（例如，HF RFST板载存储器 310或者UHF RFST板载存储器314)是相对有限的，但是在一些例子中，与微控制器302相关 联的非易失性存储器408在制造能力的制约内可以是任何大小(例如，兆字节或吉字节的存 储器）。在利用能量获取的例子中，RFID读取器/写入器415、416可以通过发射电磁场，经由 HF RFST 308和UHF RFST 310来对写入和/或读取非易失性存储器408供电。在一些例子中， 非易失性存储器408是可移除并且可替换的（例如，类似于SD卡），以使得端用户能够选择期 望的存储量。以此方式，可以存储与现场设备122相关的、原本可能由于现场设备122的有限 存储空间而不可用的额外信息。例如，在一些例子中，非易失性存储器408存储在现场设备 122的整个生命周期(或者其部分）内所收集的维护和/或修理信息。该信息可以包括现场设 备的推荐零件列表、照片、模型/序列号和/或相关联的零件、维护指令和/或过程，以及任何 设备故障的性质和定时的历史归档以及得到的维护响应(例如，错误信号、告警/警报、诊断 测试结果、零件替换等等）。以此方式，无论何时维护技术人员检查现场设备(例如，在例行 走动期间、由于设备故障、或者作为周转计划的一部分），他们将具有对所有相关信息的立 即和容易的访问，以便能够评估情形和/或实现适当的后续步骤。此外，以此方式，即使设备 已从工厂移除并移位以用于修理和/或更详尽的诊断测试的目的，相同的相关信息也是可 访问的。在一些例子中，前面提到的数据可以分别存储或部分存储在HF和UHF RFST 308、 312的板载存储器310、314中。
[0071] 此外，在一些例子中，微控制器302与HF和UHF RFST 308、312之间的通信分别可以 使用或者可以不适用回路功率，使得即使当没有向RFST模块400提供功率时，也并非所有能 够存储在与微控制器302相关联的非易失性存储器408中的内容将可用于RFST模块400。因 此，在一些例子中，从现场设备122获取的数据子集（当不存在电源时，该数据子集很可能是 最有益的）直接存储在RFST模块400上的HF RFST板载存储器310、UHF RFST板载存储器314 和/或非易失性存储器408中。虽然由于所需要的存储量会超过RFST板载存储器310和314中 的可用存储器，RFST模块400不太可能可以存储从现场设备122收集的所有数据，但是从非 易失性存储器408缓存数据仍然提供了以下优势：以比如果直接轮询现场设备122可能的通 信速度（其受制于HART协议的相对缓慢的通信速度）高得多的通信速度来访问数据(经由 RFID读取器/写入器415、416)。
[0072]然而，在一些例子中，可以使用回路功率以使得RFST模块400能够与微控制器302 进行通信并且访问非易失性存储器408。因此，在一些例子中，当微控制器302和非易失性存 储器408是由回路来供电时，RFID读取器/写入器415、416可以访问存储在非易失性存储器 408上的数据中的所有数据。替代地，在一些例子中，从RFST读取器/写入器415、416所提供 的电磁场获取的能量例如可以用于对微控制器302和/或非易失性存储器408供电，以便例 如向非易失性存储器408写入。换句话说，RFST模块400可以在完全无源模式中运行而无需 使用回路功率。在一些例子中，HF RFST天线412和UHF RFST天线410由能量获取器来供电， 而RFST模块400的其余部件由回路来供电。替代地，HF RFST天线412和/或UHF RFST天线410 可以由回路功率来供电，而RFST模块400的其余部件由能量获取器来供电。在一些例子中， RFST模块400由电池或电容器来供电。另外地或替代地，可以使用利用太阳能、振动能或热 能等的其它功率转换设备。
[0073]根据结合图4A所公开的教导，经由RFST技术来实现通信具有若干优势。首先，无论 何时期望RFST传输并且工厂人员具有处于适当范围内的RFID读取器/写入器，RFST传输都 可以发生，由此，范围可以基于过程控制系统100是否被供电和/或回路功率是否流经过程 控制系统100而变化。也就是说，所示例子的RFST模块400和RFID读取器/写入器415、416之 间的RFST通信并非取决于过程控制系统100处于操作中并且被供电。实际上，在一些例子 中，例如，编程和/或数据访问可以经由HF RFST 308在近程发生而无需回路功率。另外地或 替代地，数据读取可以经由UHF RFST312,经由反向散射在较长程发生而无需回路功率。相 比之下，过程控制系统中所使用的其它已知的无线射频收发机(例如，基于ZigBee通信协 议)需要大量的功率，该功率通常随时间从提供给对应现场设备的可用的回路功率中提取， 直到与收发机相关联的电容器充电至足以对信号传输供电为止。由于通常与提供给现场设 备的低压电源相关的紧张的功率预算，可能需要长达一分钟的延迟来获取充足的功率以发 送HART命令。在这些制约下，可能的无线通信的类型（以及数量)是非常有限的（例如，用于 提供诸如过程变量的值和/或其它关键参数之类的基本控制信息）。例如，诊断和/或配置 HART现场设备可以涉及远远超过1000条HART命令。以每分钟大约一条HART命令，基于 ZigBee的无线收发机对于这些目的是不实际的。然而，由于RFST技术不使用除了RFID读取 器/写入器所提供的功率之外的其它功率（例如，在无源模式中），因此无论何时RFID读取 器/写入器处于RFST的天线的范围内，都可以自由地传送(例如，发送或接收)数据。在没有 能量获取的例子中（例如，有源供电系统等等），HF RFST 308和UHF RFST 312的组合允许显 著的功率节省，同时允许高速无线通信。通常，HF RFST 308和UHF RFST 312的组合还允许 通信中关于广泛范围的功率状况和/或通信需求的大的灵活性。
[0074]如上面提到的，使用所示例子的RFST模块400的另一个优势是：即使DCS 401关闭、 现场设备122退出服务和/或另外切断电源，也实现无线通信。因此，不仅当现场设备122不 具有电源时RFST模块400可以与RFID读取器/写入器415、416进行通信，而且即使当现场设 备被带离现场时(例如，当被运送用于修理时)和/或在控制系统中安装和调试之前，相同的 通信也仍然可用。
[0075]由于这些通信是在没有回路功率的情况下进行的，因此在此类例子中，对应的数 据存储在RFST模块400的板上(例如，RFST板载存储器310、314中）。在此类例子中，由于RFST 模块400的存储器制约，只有当不存在电源时最有可能期望的数据才存储在RFST模块400中 (例如，序列号数据、设备产品标识符或号码等等），使得所收集的关于现场设备122的额外 数据可以存储在非易失性存储器408中。在一些例子中，存储在RFST模块400中以用于具有 有限存储能力的无源数据传输的数据与现场设备122的识别（例如，串行卡数据）、维护(例 如，修理、零件替换、诊断测试等等的历史记录）、和/或调试和/或配置(例如，操作设置和/ 或调谐参数)相关联。
[0076]将该信息存储在RFST模块400上是有利的，这是因为数据能够用于提高可以修理 现场设备122的准确性和速度(其中许多情况涉及设备现场设备未上电）。例如，通过将现场 设备122的序列号存储在RFST模块400上(在一些例子中，即使在被运送用于修理期间，RFST 模块400也物理地附接到现场设备），可以在运送过程期间（例如，当现场设备122被装箱到 货车上时)识别现场设备122,以减少现场设备122变得丢失和/或与另一个设备混淆的可能 性。
[0077] 此外，在一些例子中，存储在RFST模块400的RFST板载存储器310、314上的、与现场 设备122相关联的维护数据可以包括现场设备122的制造日期、零件号和/或零件列表(例 如，基于工程主控(engineering master，EM)字符串来减少存储器要求）、零部件推荐、规格 表、图像/照片、和/或对应的零件和/或维护记录(例如，上次维护和/或校准的日期、首次安 装现场设备122的日期、诊断测试的日期以及诊断测试的结果、告警日志等等）。根据本文所 公开的教导，在现场设备122耦合到电源之前，上述形式的维护数据中的任何或所有维护数 据可访问，以有助于零件的排序和/或可以评估问题以及修理现场设备122的速度。
[0078]此外，使用RFST模块400的无线传输的通信速度比过程控制系统中其它已知的无 线收发机快得多。例如，在无线HART的上下文中，已知的收发机通常被配置为与有线HART调 制解调器进行串行通信，使得收发机受限于与调制解调器相关联的HART协议的速度(例如， 1200波特）。相比之下，根据提供快得多的通信的高速串行总线通信协议来配置图4A的RFST 模块400。因此，虽然与存储在非易失性存储器408中的数据相关联的通信可以取决于回路 功率(取决于能量获取是否可用以及能量获取能够提供功率到何种程度），但是数据(先前 从现场设备122轮询的数据)能够被访问的速度显著快于直接轮询现场设备122。
[0079] RFST模块400的一个相关优势源于以下事实：具有相对长程的高速通信在现场设 备被供电时是可能的。通常，当过程处于操作中时，存在对于过程控制设备生效的不接触规 则(no-touch rule)，使得工程师或其他维护人员仅可以经由工厂数据库访问现场设备的 告警、警报或诊断数据。虽然从控制室和/或维护车间中的远程终端可访问该信息，但是当 人员在现场设备本地时该信息很大程度上不可用，这是因为已知的无线收发机受限(例如， 被通信速度/频率限制，如上面所描述的)并且建立至现场设备的硬接线连接可能需要拧下 终端帽（其会违反工厂安全策略)和/或使现场设备退出服务，从而扰乱工厂的操作。然而， 利用示例性RFST模块400,高的通信速度以及通信的无线性质为在现场设备122的位置处或 者其附近具有手持RFID读取器/写入器（例如，RFID读取器/写入器415、416)的人员克服了 这些障碍。
[0080]另外，在一些例子中，RFST模块400可以存储现场设备122的特定资产标签和/或与 调试和/或配置现场设备122相关的其它数据。通常，当调试或配置现场设备时，现场技术人 员执行一系列测试来验证现场设备的功能，并且后续地通过将操作设置存储在现场设备中 来配置和校准现场设备，以便安装到过程工厂中。在一些例子中，用于配置和校准现场设备 的这些操作设置存储在RFST模块400的RFST板载存储器310、314中。在此类例子中，假如现 场设备发生故障或者另外需要替换，则工厂人员可以快速地从发生故障的设备获得操作设 置(经由RFID读取器/写入器415、416)并且将它们加载到与替换现场设备相对应的另一个 RFST模块400上。在其它例子中，RFST模块400可以从被移除的现场设备中取出并且耦合到 替换现场设备，以将所存储的操作设置直接地提供给新的替换设备。通过实现上面例子中 的任一例子，可以显著提高用于换出替换现场设备的时间效率。也就是说，可以对验证和/ 或填充变量和其它参数以调试和配置现场设备122的通常手动过程进行自动化，以显著减 少劳动成本并且通过减少书写错误来提高准确性。此外，在一些例子中，在修理现场设备 (例如，现场设备122)时，在重新安装到过程系统内之前现场设备可以临时被替换或从服务 移除。在一些此类例子中，如果与现场设备122相关联的任何数据在现场设备修理之后改 变，则可以对RFST模块400中的存储器进行更新(在现场设备122被供电时），使得在现场设 备122在过程控制系统100中重新安装并重新调试之前新信息可访问（经由RFID读取器/写 入器 415、416)。
[0081 ] 虽然示例性RFST模块400利用HF RFST 308和UHF RFST 312,但是可以使用RFST的 任意组合。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST，或者其任意组合。在一些例 子中，仅使用单个RFST。
[0082] 图4B示出了可以用于实现图1的示例性RFST 124的另一个示例性RFST模块450。所 示例子的RFST模块450经由通用异步接收机/发射机(UART)接口 454通信地耦合到定位器微 控制器452。类似于图4A的RFST模块400，RFST模块450包括具有集成的随机存取存储器 (RAM)的微控制器302、非易失性(NV)存储器408、HF RFST 308、UHF RFST 312、UHF天线410 以及HF天线412。另外，所示例子的RFST模块450包括低能量蓝牙模块460、低能量蓝牙天线 462,其中低能量蓝牙天线462与蓝牙无线电设备(例如蓝牙设备、具有蓝牙功能的手机、具 有蓝牙功能的平板设备等等)464进行通信。
[0083]在该例子中，蓝牙无线电设备464(其可以与其它设备和/或传感器进行通信)可以 经由蓝牙天线462从蓝牙模块460发送或接收信号。在一些例子中，当蓝牙无线电设备464与 RFST模块450进行通信时，蓝牙无线电设备464可以对非易失性存储器408进行读取和/或写 入。另外地或替代地，蓝牙无线电设备464可以与微控制器302、UHF RFST 312和/或HF RFST 308对接。在一些例子中，可以从UHF读取器/写入器416和/或HF读取器/写入器415将蓝牙设 备464的参数（例如，配对参数、认证参数等等）提供给非易失性存储器408和/或微控制器 302。在一些例子中，蓝牙无线电设备464经由信号线418将传感器警报和/或阈值中继到微 控制器302、定位器微控制器452和/或DCS 401。在一些例子中，蓝牙模块460与另一个通信 接口组合来使用（例如，蓝牙模块460和HF RFST 308、蓝牙模块460和UHF RFST 312等等）。 另外地或替代地，互联网协议(IP)模块可以用于通信和/或固件。
[0084] 虽然图1-图4B中示出了实现图1的RFST 124的示例性方式，但是图1-图4B中所示 出的元件、过程和/或设备中的一个或多个可以以任何其它方式来组合、划分、重新排列、省 略、消除和/或实现。此外，可以用硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任意组合来 实现微控制器302、示例性存储器304、示例性能量获取部件306、能量获取部件307、示例性 HF RFST 308、示例性存储器310、示例性UHF RFST 312、示例性存储器314、示例性能量存储 设备322、示例性系统功率管理电路324、回路电源326、示例性HART调制解调器402、示例性 非易失性存储器408、UHF天线410、HF天线412、功率管理电路414、HF RFID读取器/写入器 415、UHF RFID读取器/写入器416、定位器微控制器452、低功率蓝牙模块460、低功率蓝牙天 线462、蓝牙无线电设备464和/或更通常地示例性RFST 124、200、400、450。因此，例如，可以 用一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻 辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)来实现示例性微控制器302、示例性存储器 304、示例性能量获取部件306、能量获取部件307、示例性HF RFST 308、示例性存储器310、 示例性UHF RFST 312、示例性存储器314、示例性能量存储设备322、示例性系统功率管理电 路324、回路电源326、示例性HART调制解调器402、示例性非易失性存储器408、UHF天线410、 HF天线412、功率管理电路414、HF RFID读取器/写入器415、UHF RFID读取器/写入器416、定 位器微控制器452、低功率蓝牙模块460、低功率蓝牙天线462、蓝牙无线电设备464和/或更 通常地示例性RFST 124、200、400、450中的任何一个。当阅读本专利的装置或系统权利要求 中的用以覆盖纯软件和/或固件实现方式的任一权利要求时，在至少一个示例中，微控制器 302、示例性存储器304、示例性能量获取部件306、能量获取部件307、示例性HF RFST 308、 示例性存储器310、示例性UHF RFST 312、示例性存储器314、示例性能量存储设备322、示例 性系统功率管理电路324、回路电源326、示例性HART调制解调器402、示例性非易失性存储 器408、UHF天线410、HF天线412、功率管理电路414、HF RFID读取器/写入器415、UHF RFID读 取器/写入器416、定位器微控制器452、低功率蓝牙模块460、低功率蓝牙天线462、蓝牙无线 电设备464和/或更通常地示例性RFST 124、200、400、450中的至少一个故此被明确定义为 包括有形计算机可读存储设备或存储光盘，例如，存储软件和/或固件的存储器、数字多功 能光盘、压缩光盘(CD)、蓝光光盘等等。此外，图1的示例性RFST 124可以包括除了图2A、图 2B、图3、图4A、图4B中所示出的那些元件、过程和/或设备之外或者作为其替代的元件、过程 和/或设备，和/或可以包括所示出的元件、过程和设备中的任何或所有元件、过程和设备中 的一个以上。
[0085]图5-图6中示出了表示用于实现图1的RFST 124的示例性方法的流程图。在此类例 子中，所述方法可以实现为机器可读指令，该机器可读指令包括用于由处理器(例如，下面 结合图7所讨论的示例性处理器平台700中所示出的处理器712)来执行的程序。程序可以体 现在软件中，其中软件存储在有形计算机可读存储介质上，例如，CD-ROM、软盘、硬盘、数字 多功能光盘(DVD)、蓝光光盘、或者与处理器712相关联的存储器。但是整个程序和/或其部 分可以替代地由除了处理器712之外的设备来执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外， 虽然参考图5-图6中所示出的流程图来描述示例性程序，但是替代地可以使用实现示例性 RFST 124的许多其它方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描 述的框中的一些框。
[0086]如上面提到的，图5-图6的示例性方法可以使用经编码的指令(例如，计算机和/或 机器可读指令)来实现，其中所述指令存储在有形计算机可读存储介质上，例如硬盘驱动 器、闪存、只读存储器(R0M)、压缩光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)、高速缓存、随机存取存 储器(RAM)和/或信息在其中存储任意持续时间（例如，扩展的时间段、永久地、用于简要的 实例、用于临时地缓冲和/或用于对信息的高速缓存）的任意其它存储设备或存储光盘。如 本文所使用的，术语有形计算机可读存储介质被明确地定义为包括任意类型的计算机可读 存储设备和/或存储光盘并且排除传播信号以及排除传输介质。如本文所使用的，"有形计 算机可读存储介质"和"有形机器可读存储介质"可互换使用。另外地或替代地，图5-图6的 示例性方法可以使用经编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，其中所述指 令存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上，例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、压缩 光盘、数字多功能光盘、高速缓存、随机存取存储器和/或信息在其中存储任意持续时间（例 如，扩展的时间段、永久地、用于简要的实例、用于临时地缓冲和/或用于对信息的高速缓 存)的任意其它存储设备或存储光盘。如本文所使用的，术语非暂时性计算机可读介质被明 确地定义为包括任意类型的计算机可读存储设备和/或存储光盘并且排除传播信号以及排 除传输介质。如本文所使用的，短语"至少"用作为权利要求的前序部分中的过渡术语，"至 少"是开放式结尾的，与术语"包括"的开放式结尾方式相同。
[0087] 图5是表示用于实现图2的RFST 200、图4A的400和图4B的450以用于现场设备和本 地RFID读取器/写入器之间的无线数据通信的示例性方法的流程图。图5的方法在框500处 开始，在框500处，使用便携式RFID读取器/写入器(例如，UHF读取器/写入器416、HF读取器/ 写入器415)来与过程控制设备进行通信。所示例子的RFID读取器/写入器发射电磁场。在该 例子中，RFST模块(其包括HF和UHF RFST二者，例如上面结合图4所描述的RFST模块400)具 有能量获取器(例如，能量获取器306、能量获取器307)，其中能量获取器从RFID读取器/写 入器所发射的电磁场中汲取功率(框502)。另外地或替代地，RFST可以由从过程控制设备 和/或DCS中提取的回路功率来供电。在该特定例子中，UHF RFST由回路功率来供电以用于 增加的范围，而HF RFST经由能量获取器、由RFID读取器/写入器所发射的电磁场来供电。在 该例子中，UHF RFST可选地可以由能量获取来供电。
[0088] 在一些例子中，RFST仅由电磁场来供电（例如，无源），由此，HF RFST和UHF RFST二 者依赖于从电磁场中获取的功率。在其它例子中，RFST中的UHF RFST仅由回路功率来供电 以增加RFST的范围。在其它例子中，RFST中的UHF或HF RFST可以由电池或电容器来供电。 [0089] 然后经由天线在RFID读取器/写入器和高频RFST或特高频RFST之间建立通信（框 504)。具体而言，例如在认证了 RFID读取器/写入器之后，所示例子的RFID读取器/写入器建 立至HF RFST的通信链路，以允许向RFST的天线进行发送和/或从RFST的天线接收数据。 [0090]在建立了通信之后，使得RFID读取器/写入器能够访问与过程控制设备相关联的 处理器或存储器中的一个或多个(框506)。在该例子中，一旦经由HF RFST或UHF RFST建立 了RF通信链路，RFID读取器/写入器就与RFST的微控制器(例如，微处理器)进行通信和/或 命令该微控制器。例如，该通信可以涉及从RFST的非易失性存储器(例如，非易失性存储器 408)获得序列号。替代地，通信可以涉及向非易失性存储器写入数据。在一些例子中，例如， HF和UHF RFST直接与对应过程控制设备的处理器和/或存储器进行通信，以对过程控制设 备编程、配置和/或控制过程控制设备。这种直接接口可以用于对过程设备的固件进行升 级、向过程设备发出命令和/或从过程设备获得数据。
[0091] 替代地，在一些例子中，RFID读取器/写入器访问HF或UHF RFST的板载存储器，以 向这些接口的板载存储器获得和/或写入数据。具体而言，RFID读取器/写入器可以绕过访 问RFST的处理器或非易失性存储器，从HF或UHF RFST的板载存储区器写入或获得数据。 [0092] 在一些例子中，在HF或UHF RFST的板载存储器、RFST上的非易失性存储器、RFST的 微控制器、过程设备的存储器和/或过程设备的处理器内或之间同步和/或发送数据（框 508)并且过程结束（框510)。具体而言，当条件变化时（例如，当回路功率今后开启时，等 等），可以在这些部件之间改变和/或复制数据。例如，当回路功率关闭时数据可以存储在HF 或UHF RFST的板载存储器和/或RFST的非易失性存储器中，并且然后今后一旦回路功率恢 复就传输给RAM、不同的存储器和/或过程控制设备。
[0093] 图6是表示用于通过实现可以分别与图2A、图4A和图4B的示例性RFST 200、400和 450进行通信的手持远程RFID读取器/写入器来对现场设备(例如，过程控制设备)无线编程 的示例性方法的流程图。在该例子中，手持RFID读取器/写入器(例如，读取器/写入器415、 416)用于在缺少提供给现场设备和RFST的回路功率的情况下对现场设备编程。该过程在框 600处开始，在框600处，RFID读取器/写入器被初始化为对现场设备编程(框600)。在一些例 子中，该初始化发生在当RFID读取器/写入器从RFST访问或读取现场设备的序列号、固件版 本和/或设备标示(零件号、SKU等等)时。在该例子中，RFST然后经由HF RFST(例如，HF RFST 308)从RFID读取器/写入器接收数据(框602)。虽然在该例子中使用HF RFST，但是替代地， 还可以经由RFID读取器/写入器所提供的电磁场和/或利用从回路功率得到的存储在电池 或电容器中的能量和/或从电磁场中获取的能量，在半无源或无源模式中使用UHF RFST。另 外地或替代地，在所示例子中可以使用LF RFST和/或SHF RFST。
[0094] 接着，在该例子中，RFID读取器/写入器经由与HF RFST的通信，将数据存储在与过 程控制设备相关联的存储器中，例如RFST的非易失性存储器(例如，非易失性存储器408) (框604)。存储数据的速率可以取决于上面提到的HF RFST的板载存储器能力(例如，在能量 获取条件下从HF RFST的板载存储器到非易失性存储器的吞吐量）。替代地，RFID读取器/写 入器可以对RFST的微控制器供电，以直接通过能量获取来对接现场设备并对其编程。
[0095]在该例子中，数据可以是用于现场设备的固件。然而，数据可以是针对现场设备的 命令和/或操作参数。存储器可以位于RFST上、HF RFST内（例如，板载存储器）、UHF RFST内 或者现场设备内。
[0096]然后在RFST和/或现场设备的一个或多个部件之间同步数据(606)。在该例子中， 同步发生在RFST的非易失性存储器和现场设备的非易失性存储器之间。具体而言，一旦恢 复了至接口的回路功率和/或RFST已被提示数据同步，然后数据就例如从RFST的非易失性 存储器传输到现场设备的存储器。可以通过RFST的定时（例如，对应于某些事件的默认定 时，例如开启了功率之后的时间）和/或满足某些操作条件(例如，已指示现场设备经由中央 网络和/或RFID读取器/写入器接受新固件等等)来出现提示。
[0097] -旦现场设备具有数据存储在例如现场设备的RAM或非易失性存储中，就对现场 设备编程(框608)，并且过程结束(框610)。替代地，数据可以包括命令，其中该命令例如在 传输给现场设备时执行或之后执行。
[0098]图7是能够执行指令以实现图5-图6的方法以及图1的RFST 124的示例性处理器平 台700的框图。处理器平台700可以是例如服务器、个人计算机、移动设备（例如，手机、智能 电话、诸如iPad?之类的平板设备）、个人数字助理(PDA)、互联网设备、或者任何其它类型的 计算设备。
[0099] 所示例子的处理器平台700包括处理器712。所示例子的处理器712是硬件。例如， 可以用来自任何期望的家族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制 器来实现处理器712。
[0100] 所示例子的处理器712包括本地存储器713(例如，高速缓存）。所示例子的处理器 712经由总线718与主存储器(包括易失性存储器714和非易失性存储器716)进行通信。可以 用同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存 储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现易失性存储器714。可以用 闪存和/或任何其它期望类型的存储器设备来实现非易失性存储器716。由存储器控制器来 控制对主存储器714、716的访问。
[0101] 所示例子的处理器平台700还包括接口电路720。可以用任何类型的接口标准（例 如，以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI高速接口）来实现接口电路720。
[0102] 在所示例子中，一个或多个输入设备722连接到接口电路720。输入设备722允许用 户将数据和命令输入到处理器712中。可以用例如音频传感器、麦克风、照相机(静止或视 频）、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等点鼠标(isopoint)和/或语音识别系统来 实现输入设备。
[0103] 一个或多个输出设备724也连接到所示例子的接口电路720。可以用例如显示设备 (例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(0LED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、 触摸屏、触觉输出设备、打印机和/或扬声器)来实现输出设备724。因此，所示例子的接口电 路720通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或者图形驱动器处理器。
[0104]所示例子的接口电路720还包括通信设备(例如，发射机、接收机、收发机、调制解 调器和/或网络接口卡），以有助于经由网络726(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话 线、同轴电缆、蜂窝电话系统等等)来与外部机器(例如，任何种类的计算设备)交换数据。 [0105]所示例子的处理器平台700还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量 存储设备728。这种大容量存储设备728的例子包括软盘驱动器、硬盘驱动器、压缩光盘驱动 器、蓝光光盘驱动器、RAID系统以及数字多功能光盘(DVD)驱动器。
[0106]用于实现图5和图6的方法的经编码的指令732可以存储在大容量存储设备728中、 易失性存储器714中、非易失性存储器716中、和/或诸如CD或DVD之类的可移动有形计算机 可读存储介质上。
[0107] 通过前述内容，将意识到，即使当过程控制设备例如在工厂关闭期间未上电时，所 公开的方法、装置和制品也允许发生多种功能和/或操作。本文所公开的例子允许至过程控 制设备的、绕过缓慢和繁琐的网络的多种接口选项。本文所公开的例子在多个场景(包括工 厂关闭）中实现对属于过程控制设备的数据的方便和快速访问。本文所公开的例子还允许 针对与过程控制设备的通信的显著功率节省和较高的数据速率。
[0108] 本专利包括与以下专利申请相关的主题:于2014年6月5日递交的美国申请序列号 14/297，179，并且其要求享有于2013年6月7日递交的美国临时申请序列号No. 61/832，524 的优先权;于2014年3月11日递交的美国临时申请序列号No.61/951，187;以及于2014年4月 9日递交的美国临时申请序列号No. 61/977，398，故此以引用方式将上述所有申请的全部内 容并入本文。
[0109] 虽然本文公开了某些示例性的方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围不限于 此。相反，本专利覆盖落入本专利的权利要求书的范围内的所有方法、装置和制品。虽然本 文所公开的例子涉及过程控制系统和/或过程控制设备，但是本文所公开的例子可以应用 于其它系统，包括零售、备货、库存等等。
【主权项】
1. 一种用于通信的装置，所述装置包括： RFST模块，所述RFST模块与过程控制设备相关联，所述RFST模块包括： 多个RFST，所述多个RFST被配置为按照不同的通信协议进行通信；以及 功率模块，所述功率模块用于对所述RFST模块进行供电，以实现与和所述过程控制设 备相关联的处理器或存储器的通信。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述RFST中的至少一个RFST从相对应的、单独的 RF设备获取RF功率。3. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述RFST模块还包括能量获取器，以经由电磁场 来对所述RFST模块供电。4. 根据权利要求3所述的装置，其中，远程RFID设备提供所述电磁场给所述能量获取 器。5. 根据权利要求4所述的装置，其中，当没有回路功率提供给所述过程控制设备时，所 述远程RFID设备从所述RFST模块访问数据。6. 根据权利要求1所述的装置，其中，第一RFST包括高频RFST，并且第二RFST包括特高 频RFST。7. 根据权利要求1所述的装置，其中，第一RFST或第二RFST包括高频RFST、低频RFST、特 高频RFST或超高频RFST。8. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个RFST中的每个RFST都与所述处理器成整 体。9. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述RFST模块由所述过程控制系统的回路功率供 电。10. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述RFST模块由辅助电源供电。11. 根据权利要求1所述的装置，其中，与所述过程控制设备相关联的所述处理器或所 述存储器在所述RFST模块的内部。12. 根据权利要求1所述的装置，其中，与所述过程控制设备相关联的所述处理器或所 述存储器在所述过程控制设备的内部。13. -种方法，包括： 对与过程控制系统的过程控制设备相关联的RFST模块的至少一部分供电，所述RFST模 块包括多个RFST，所述多个RFST被配置为按照不同的通信协议进行通信；以及 经由所述多个RFST中的一个RFST来提供对与所述过程控制设备相关联的处理器或存 储器中的一个或多个的访问。14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个RFST中的一个RFST经由能量获取器由 电磁场供电。15. 根据权利要求13所述的方法，其中，第一RFST包括高频RFST，并且第二RFST包括特 高频RFST。16. 根据权利要求13所述的方法，其中，第一RFST或第二RFST包括高频RFST、低频RFST、 特高频RFST或超高频RFST。17. 根据权利要求13所述的方法，其中，对所述处理器提供访问，并且其中，所述处理器 位于现场设备上。18. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个RFST中的每个RFST与所述处理器成整 体。19. 根据权利要求13所述的方法，其中，对所述处理器提供访问，并且所述方法还包括 对所述处理器编程或控制所述处理器。20. 根据权利要求13所述的方法，还包括:将用于所述过程控制设备的命令存储在所述 存储器中。21. 根据权利要求13所述的方法，其中，对所述存储器提供访问，并且所述方法还包括 经由远程RFID设备从所述存储器获得数据。22. 根据权利要求21所述的方法，其中，所述存储器与所述多个RFST中的每个RFST成整 体。23. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述存储器位于所述过程控制设备上。24. 根据权利要求13所述的方法，其中，对所述RFST的一部分供电包括利用所述过程控 制系统的回路功率。25. -种方法，包括： 经由RFST模块向与过程控制系统的过程控制设备相关联的存储器或处理器发送数据 或者从所述存储器或所述处理器接收数据，所述RFST模块包括： 多个RFST，所述多个RFST被配置为根据不同的通信协议进行通信，其中，所述过程控制 设备未上电并且所述RFST模块经由能量获取器由电磁场供电。26. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述存储器包括第一存储器，并且所述方法还 包括对所述第一存储器、第二存储器或所述处理器中的一个或多个之间的数据进行同步。27. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述存储器包括所述过程控制设备的存储器。28. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述存储器包括所述RFST模块的板载存储器。29. 根据权利要求25所述的方法，还包括:利用所述数据来对所述过程控制设备编程， 或者当所述数据包括用于所述过程控制设备的命令时，存储用于所述过程控制设备的命 令。30. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一RFST包括高频RFST，并且所述第二 RFST包括特高频RFST。31. 根据权利要求25所述的方法，其中，所述第一RFST或所述第二RFST包括高频RFST、 低频RFST、特高频RFST或超高频RFST。
【文档编号】G05B19/418GK106054823SQ201610214999
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610214999.9, CN 106054823 A, CN 106054823A, CN 201610214999, CN-A-106054823, CN106054823 A, CN106054823A, CN201610214999, CN201610214999.9
【发明人】K·W·琼克, A·L·拉特维森
【申请人】费希尔控制产品国际有限公司