WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及到一种WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法和设备，该方法基于WirelessHART协议与一个WirelessHART第一设备建立通信，并基于有线HART协议实现第一设备与第一有线HART网络中主站设备的通信；该设备的适配备包含一个基于WirelessHART协议进行数据收发的第一通信单元，一个基于有线HART协议进行数据收发的第二通信单元，一个储存有一组可执行指令集的存储器单元，和一个与第一通信单元、第二通信单元和存储器单元相连接的处理器，处理器实现对第一通信单元和第二通信单元的控制操作。本发明使WirelessHART设备加入有线HART网络并成为其中一部分。
【专利说明】WireIessHART设备整合到有线HART网络的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络通信【技术领域】，特别是连接无线高速可寻址远程传感器(WirelessHART)设备到一个有线高速可寻址远程传感器(有线HART)网络的方法和设备。
【背景技术】
[0002]有线高速可寻址远程传感器(有线HART)协议是一种对4_20mA设备向后兼容的增强，它允许智能化、基于微处理器现场设备的双向通信。更具体地说，有线HART协议是一种数字工业自动化协议，使用Bell202频移键控(FSK)标准来将一个低幅值的数字通信信号叠加在4-20mA信号上，实现在传统4-20mA模拟仪表线缆上的通信。基于有线HART协议的通信发生在任意两个具有有线HART功能的设备间，通常是一个智能现场设备和一个控制或监测系统。使用标准的仪表线缆和使用标准的接线和端子技术，就可以实现通信。因为有线HART协议是一个主/从协议，一个智能现场设备(即从站)仅当被主站设备应用(即主站)要求与之对话时才开始说话。当主站设备与智能现场设备通信的时候，可以实现许多功能任务，包括:设备配置或重配置、设备诊断、设备故障检测、读取附加测量值、获取设备健康和状态信息，等等。
[0003]有线HART协议同时提供两个通信信道:4-20mA模拟信号和数字信号。4_20mA信号通过现场智能设备使用的4-20mA电流回路，用于主测量值的通信。叠加在4-20mA模拟信号上的数字信号，包含了来自智能现场设备的诸多信息，包括设备状态、故障、附加测量或计算值，等等。
[0004]WirelessHART协议是一个用于过程自动化应用的无线网状网络通信协议，是对有线HART协议增加无线能力，同时保持与已有有线HART设备、命令和工具的兼容。WirelessHART网络采用工作在2.4GHz射频带宽的IEEE802.15.4兼容射频信号。在WirelessHART网状网络中的每个设备都可以充当路由器，实现信息包转发。换言之，设备无需直接与网关进行通信，仅需将信息包传至最近设备。这将扩展WirelessHART网络的范围，并且通过提供冗余通信路由来提高可靠性。
[0005]目前技术下，通过一个WirelessHART适配器将一个现场设备安装并连入WirelessHART网络，这个有线HART现场仪表可以成为WirelessHART网络的一部分。因此，一旦WirelessHART适配器允许，有线HART网络中的现场仪表可以加入WirelessHART网络。这允许WirelessHART网络得以扩展来提供一个经济有效的通信解决方案。然而，对于一个没有连接到有线HART网络的WirelessHART设备而言，目前没有方法使其加入有线HART网络并成为其中一部分。
【发明内容】
[0006]本发明涉及将一个或多个WirelessHART设备整合进一个有线HART网络的技术，使WirelessHART设备加入有线HART网络并成为其中一部分。
[0007]本发明所提供的技术方案是:一种WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，包括:基于WirelessHART协议，与一个无线高速可寻址远程传感器第一设备建立通信；基于有线HART协议，实现第一设备与一个第一有线高速可寻址远程传感器网络即有线HART网络中主站设备的通信。
[0008]与第一有线HART网络中主站设备建立的通信，是基于一个4_20mA模拟信道，或是频移键控HART协议，或二者皆是。
[0009]所述实现第一设备与第一有线HART网络中主站设备基于有线HART协议的通信，包括实现第一设备和第一有线HART网络中主站设备的通信，第一有线HART网络中主站设备将第一设备视作第一有线HART网络中一个有线HART仪表部分。
[0010]还包括:从第一设备接收一个或多个参数数据；将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0011]还包括:接收至少一条来自于第一有线HART网络中主站设备传向第一设备的命令；向第一设备发送至少一条命令。
[0012]当接收到至少一条与采集数字传感器数据相关的命令，以及第一有线HART网络由主站设备和实现第一设备与主站设备通信的一个适配器构成的时候，该方法还包括:将数字传感器数据转换为模拟数据，并在第一有线HART网络中传输。
[0013]主站设备包括模拟信号输入设备，该设备不是一个HART协议主站设备。
[0014]接收到的来自第一有线HART网络中主站设备的至少一条命令，与以下情况中至少一种相关:设备配置或重配置，设备诊断，设备故障检测，读取附加测量值，获取设备状态。
[0015]与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信；基于有线HART协议，实现一个或多个第二 WirelessHART设备与第一有线HART网络中主站设备的通信。
[0016]还包括:为第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备充当一个网络管理器，一个网关和一个接入点。
[0017]一种WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，包括:基于WirelessHART协议，与一个无线高速可寻址远程传感器第一设备建立通信；基于有线HART协议，接收至少一条来自于第一有线高速可寻址远程传感器网络中主站设备传向第一设备的命令；基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。
[0018]还包括:基于一个4_20mA模拟信道，或是频移键控HART协议，或二者皆是，与第一有线HART网络中主站设备建立通信。
[0019]还包括:基于WirelessHART协议，与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信；接收一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据；基于有线HART协议，将接收到的一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据发送出去。
[0020]还包括:配置一个第一 WirelessHART网络，包括第一设备和一个或多个第二WirelessHART设备；配置第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间的通信调度表；管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；监测第一WirelessHART网络的网络健康状况。
[0021]一种权利要求1所述的WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，包括:一个第一通信单元，基于无线高速可寻址远程传感器协议进行数据收发；一个第二通信单元，基于有线高速可寻址远程传感器协议进行数据收发；一个存储器单元，储存一组可执行指令集；和一个与第一通信单元、第二通信单元和存储器单元相连接的处理器，该处理器被配置用来执行一组可执行指令集，实现对第一通信单元和第二通信单元的控制操作。
[0022]处理器被配置用于:通过第一通信单元，基于WirelessHART协议，建立与WirelessHART第一设备的通信；并且通过第二通信单元，基于有线HART协议，建立与第一有线HART网络中主站设备的通信。
[0023]处理器可以被配置用于:通过第一通信单元，基于WirelessHART协议，从第一设备接收一个或多个参数数据；通过第二通信单元，基于有线HART协议，将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0024]处理器还被配置用于将来自第一设备的一个或多个参数数据，放入来自于第一有线HART网络中第二设备发往第一有线HART网络中主站设备的信息包中，该信息包还包括来自第二设备的一个或多个参数数据。
[0025]处理器被配置用于:通过第一通信单元，基于有线HART协议，接收来自于第一有线HART网络中主站设备的至少一条传向第一设备的命令；通过第二通信单元，基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。
[0026]处理器被配置用于:通过第一通信单元,与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信；通过第一通信单元，接收一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据；通过第二通信单元，基于有线HART协议，将接收到的一个或多个第二WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0027]处理器被配置用于:配置一个第一 WirelessHART网络，包括第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备；配置第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间的通信调度表；管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；监测第一 WirelessHART网络的网络健康状况。
[0028]第二通信单元被配置用来建立与基金会现场总线网络、过程现场总线网络或二者皆是的通信。
[0029]第一通信单元还被配置用于建立与其它工业自动化无线网络的通信，所述无线网络包括ISA100网络、工业自动化-过程自动化无线网络，或某种组合。
[0030]有益.效果
[0031]本发明使WirelessHART设备加入有线HART网络并成为其中一部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明公开实现的第一种方案图；
[0033]图2是本发明公开实现的第二种方案图；
[0034]图3是本发明公开实现的第一种方法流程图；
[0035]图4是本发明公开实现的第二种方法流程图；
[0036]图5是本发明公开实现的适配器设备框图。【具体实施方式】
[0037]本发明公开的各种实现属于将一个或多个WirelessHART设备整合进一个已存在的有线HART网络。有线HART网络中的一个或多个从站设备，每个都可以装配一个适配器设备。通过有线HART协议，适配器设备被配置用来与有线HART网络中各自的从站设备和主站设备进行通信。通过WirelessHART协议，适配器设备也可以被配置用来与一个或多个WirelessHART设备进行通信，实现信息包从一个或多个WirelessHART设备到有线HART网络中主站设备的转发，以及命令从有线HART网络中主站设备到一个或多个WirelessHART设备的转发。S卩，对于一个或多个WirelessHART设备而言,适配器设备充当一个 WirelessHART 网关。
[0038]当从一个或多个WirelessHART设备向有线HART网络中主站设备进行信息包转发的时候，适配器可以使一个或多个WirelessHART设备充当为线缆连接的一个或多个额外追加的有线HART设备，因此从有线HART网络中主站设备的视角来看，体现为有线HART网络中的一个或多个额外追加的有线HART设备。这允许一个或多个WirelessHART设备非侵入性的整合进有线HART网络。
[0039]当适配器设备与一个或多个WirelessHART设备建立起通信连接时，对一个或多个WirelessHART设备而言，适配器充当WirelessHART网络管理器、网关和接入点。
[0040]当一个WirelessHART设备没有与WirelessHART网络建立通信连接的时候，比如当WirelessHART被部署在没有WirelessHART网关的地方，被这个WirelessHART设备采集到的一个或多个参数数据就不能被监测或利用。因此，通过在有线HART网络中一个或多个从站设备上装配本专利公开的适配器设备，目前没有连入WirelessHART网络的一个或多个WirelessHART设备可与有线HART网络建立通信连接，以提供一个或多个测量参数数据。
[0041]图1说明了本专利公开实现的一个有线HART网络100图。
[0042]有线HART网络100包括一个主站设备102，线缆104，和多个从站设备106 (I)-106 (η)。线缆204可以是双绞线或任意相关线缆或电缆，用于构成一个典型有线HART网络中的4-20mA电流回路。尽管图1中显示出固定数量的从站设备，在本专利公开的实现中从站设备的数量可以多余或少于图1所示数量。主站设备102从多个从站设备106 (I)-106 (η)接收信息包，包括4_20mA模拟信号和数字信号，并基于有线HART协议发送命令到多个从站设备106 (I)-106 (η)。因为有线HART协议允许在一个有线HART网络中存在两个主站设备，有线HART网络100中的主站设备102可以是第一主站设备或第二主站设备，其他主站设备在图1中没有示出。
[0043]本发明公开实现中，适配器设备108被安装、或附属、或通信连接到有线HART网络100中的线缆104上。通过将适配器设备108安装、或附属、或通信连接到线缆104上，是为了在有线HART网络100中装配适配器108，这样一个或多个WirelessHART设备就可以基于WirelessHART协议与主站设备102建立通信，从而被整合为HART网络100的一部分。在这种情况下，适配器设备108对一个或多个WirelessHART设备而言充当WirelessHART网络管理器、网关和接入点，此时基于WirelessHART协议，适配器108已经与一个或多个WirelessHART设备建立了通信。
[0044]在一个实现中，适配器设备108和有线HART网络100中主站设备102间的通信是基于4-20mA模拟信道。在另一个实现中，适配器设备108和主站设备102间的通信是基于频移键控(FSK) HART协议。作为选择，适配器设备108和主站设备102间的通信同时基于4-20mA模拟信道和FSKHART协议。在4_20mA模拟信道的情况下，适配器设备108可以将来自与适配器设备108保持通信连接的WirelessHART设备的主变量，转换成一个4_20mA范围的模拟信号，进入网络100可能的FSKHART网络。一个FSKHART网络仅允许存在一个电流活动的变送器，在这种情况下，有线HART网络100可以包括一个从站设备106 (n=l)0
[0045]在一个实现中，4_20mA模拟信道仅有一个设备，并通过有线方式连接到主站设备102。当适配器将来自WirelessHART设备的数字过程值转换为模拟信号送入4_20mA线缆的时候，主站设备102不需要是一个HART协议的主站设备，而是任意可以读取4-20mA模拟信道上模拟信号的主站设备。
[0046]如图1所示，一个WirelessHART设备110在无线通信的范围内与适配器设备108建立通信连接。WirelessHART设备110可以是一个测量一个或多个参数的现场仪表。WirelessHART设备110可以是或者不是先前WirelessHART网络的一部分。一个例子中，WirelessHART设备110可以在刚开始作为WirelessHART网络的一部分，可以提供一个或多个测量参数数据。因为某种原因，该WirelessHART设备110现在从WirelessHART网络中断开，无论是暂时性或永久性的。另一个例子中，WirelessHART设备110可以作为一个被委任的新现场仪表，被安置在一个没有WirelessHART网络存在的地方，用于一个或多个参数的测量。无论何种情况，在图1所示的某段时间内，该WirelessHART设备110都不是任何现存WirelessHART网络的一部分。
[0047]在一个实现中，当检测到WirelessHART设备110存在的时候，适配器设备108可以基于WirelessHART协议，通过无线信号112与该WirelessHART设备110建立通信。该适配器设备108还可以基于有线HART协议，与主站设备102建立通信。
[0048]一旦与WirelessHART设备110的通信建立成功，基于WirelessHART协议，适配器设备108可以接收来自WirelessHART设备110的一个或多个测量参数，或者被WirelessHART设备110所监测。额外的，基于有线HART协议，适配器设备108可以将来自于WirelessHART设备110的数据，通过线缆104以信息包形式发送到主站设备102。
[0049]在一个实现中，一旦WirelessHART设备110与适配器设备108建立起通信连接，从站设备106 (η)发送的一个或多个信息包可以包含被WirelessHART设备110接收的一个或多个参数数据。
[0050]在一个实现中，适配器设备108可以接收至少一条来自主站设备102传向WirelessHART设备110的命令，同时将接收到的至少一条命令发送给WirelessHART设备110。主站设备102接收到的至少一条命令可以与以下情况中的至少一种相关:设备配置或重配置，设备诊断，设备故障检测，读取附加测量值，以及获取设备状态。
[0051]当接收到至少一条与采集数字传感器数据相关的命令，以及有线HART网络100由主站设备102和实现WirelessHART设备110与主站设备102通信的适配器设备108构成的时候，该适配器设备108可以转换数字传感器数据到模拟数据，并在有线HART网络100中传输。这种情况下，主站设备102可以包括一个模拟信号输入设备,该设备可以不是一个HART协议的主站设备。
[0052]图2说明了本专利公开实现的另一个有线HART网络200图。
[0053]有线HART网络200与有线HART网络100相似，有线HART网络200中也包括主站设备102、线缆104和多个从站设备106 (I)-106 (η)。有线HART网络200中也包括如前所述的适配器设备108。不同的是，图2中包含多个与适配器设备108保持通信连接的WirelessHART设备，这些WirelessHART设备称为110，114和116。也可能还有一个或多个额外的WirelessHART设备，例如WirelessHART设备118，不是直接与适配器设备108建立通信连接，而是通过那些与适配器设备108直接通信连接的WirelessHART设备来建立间接通信连接的。
[0054]如图2所示，适配器设备108和WirelessHART设备110、114、116以及118可以构成一个WirelessHART网络，适配器设备108在其中充当接入点或网关。尽管图2中WirelessHART设备的数量是固定的，仅为了示意说明，本专利公开实现中的真实实现可以多余或少于图2所示的WirelessHART设备数量。在这个WirelessHART网络中，WirelessHART设备110、114、116和118间可以根据WirelessHART协议进行通信。例如，图2所示中，WirelessHART设备110可以直接与适配器设备108、WirelessHART设备116以及WirelessHART设备118进行通信连接；WirelessHART设备114可以直接与适配器设备108和WirelessHART设备118进行通信连接；WirelessHART设备116可以直接与适配器设备108和WirelessHART设备110进行通信连接；WirelessHART设备118可以直接与WirelessHART设备110和WirelessHART设备114进行通信连接。
[0055]在一个实现中，适配器设备108可以与WirelessHART设备110、114和116建立通信，并且可以从WirelessHART设备110、114和116的每一个或至少一个中接收各自的一个或多个参数数据。因为WirelessHART设备118也是WirelessHART网络的一部分，适配器设备108可以通过WirelessHART设备110、114和116中的一个，从WirelessHART设备118中接收一个或多个参数数据。当从WirelessHART设备110、114、116以及118的每一个或者一部分或至少一个中接收到了一个或多个参数数据，适配器设备108可以将接收到的数据发送到主站设备108以便进一步的处理。
[0056]在一个实现中，作为接入点和网关的附加功能，适配器设备108可以具有WirelessHART网络管理器功能，针对由WirelessHART设备110、114、116和118构成的WirelessHART网络，可以执行一个典型WirelessHART网络管理器的部分或全部任务。例如，适配器设备108可以配置WirelessHART设备110、114、116和118的WirelessHART网络通信调度表，可以管理用于WirelessHART设备110、114、116和118数据发送的路由，可以监测由WirelessHART设备110、114、116和118构成的WirelessHART网络的健康状况。
[0057]图3说明了本专利公开实现的第一种方法300的流程图。
[0058]在302，当检测到存在一个WirelessHART第一设备的时候，方法300基于WirelessHART协议与WirelessHART第一设备建立通信。例如，参考图1，当检测到WirelessHART设备110存在的时候，适配器设备108基于WirelessHART协议与WirelessHART设备110建立通信。
[0059]在304，方法300基于有线HART协议，实现第一设备与第一有线HART网络中的主站设备的通信。使用之前的例子，一旦与WirelessHART设备110的通信建立，适配器设备108基于有线HART协议，实现WirelessHART设备110与主站设备102的通信。
[0060]在一个实现中，方法300可以实现第一设备与第一有线HART网络中主站设备的通信，因此第一有线HART网络中的主站设备就可以将第一设备视为第一 HART网络中的一个HART设备。例如，基于HART协议，适配器设备108可以使Wireles sHART设备110充当为线缆104连接的一个额外追加的有线HART设备，因此从主站设备102的视角来看，体现为有线HART网络110中的一个额外追加的有线HART设备。作为选择，适配器可以将WirelessHART设备110传向主站设备102的数据，基于有线HART协议，嵌入到从站设备106 (η)发送至主站设备102的信息包中。
[0061]在一个实现中，方法300基于WirelessHART协议,还可以从第一设备接收一个或多个参数数据；并且基于有线HART协议，将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0062]在一个实现中，方法300基于有线HART协议，可以接收至少一条来自第一有线HART网络中主站设备传向第一设备的命令，并基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。接收到的来自第一有线HART网络中主站设备的至少一条命令，可以与以下情况中至少一种相关:设备配置或重配置，设备诊断，设备故障检测，读取附加测量值，获取设备状态。
[0063]在一个实现中，方法300还可以与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信，并且基于有线HART协议，实现一个或多个第二 WirelessHART设备与第一有线HART网络中主站设备的通信。例如，参考图2，当检测到存在WirelessHART设备114和116中的任意一个或全部的时候，适配器设备108与WirelessHART设备114和/或116建立通信，并实现WirelessHART设备114和/或116与主站设备102的通信。尽管WirelessHART设备118没有直接与适配器设备108建立通信连接，仍可以基于WirelessHART协议建立适配器设备108与WirelessHART设备118间的通信。因此，WirelessHART设备118与主站设备102的通信仍可以通过适配器设备108得以实现。
[0064]在一个实现中，方法300可以对第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备进行网络管理。例如，如前所述，适配器设备108可以充当WirelessHART网络管理器，针对由WirelessHART设备110、114、116和118构成的WirelessHART网络，可以执行一个典型WirelessHART网络管理器的部分或全部任务。例如，适配器设备108可以配置WirelessHART设备110、114、116和118的WirelessHART网络通信调度表，可以管理用于WirelessHART设备110、114、116和118数据发送的路由，可以监测由WirelessHART设备110、114、116和118构成的WirelessHART网络的健康状况。
[0065]图4说明了本专利公开实现的第二种方法400的流程图。
[0066]在402，方法400基于WirelessHART协议与WirelessHART第一设备建立通信。例如，当检测到WirelessHART设备110存在的时候，适配器设备108基于WirelessHART协议与WirelessHART设备110建立通信。
[0067]在404，方法400基于有线HART协议，接收至少一条来自第一有线HART网络中主站设备传向第一设备的命令。例如，当WirelessHART设备110通过适配器设备108建立通信以后，设备110被主站设备102视为一个有线HART设备，适配器设备108接收至少一条来自主站设备102传向WirelessHART设备110的命令，例如，请求一个或多个测量参数数据、或其他来自WirelessHART设备110的监测数据。
[0068]在406，方法400基于WirelessHART协议向第一设备发送至少一条命令。例如，当接收到来自主站设备102的至少一条命令后，适配器设备102向WirelessHART设备110发送至少一条命令。
[0069]基于WirelessHAT协议，方法400还可以从第一设备接收一个或多个参数数据，并基于有线HART协议，发送从第一有线HART网络中主站设备接收到的数据。
[0070]方法400还可以与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信，接收一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据，并基于HART协议，将接收到的一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据，发送至第一 HART网络中的主站设备。例如，当检测到存在WirelessHART设备114和116中的任意一个或全部的时候，适配器设备108与WirelessHART设备114和/或116建立通信，并实现WirelessHART设备114和/或116与主站设备102的通信。尽管WirelessHART设备118没有直接与适配器设备108建立通信连接，仍可以基于WirelessHART协议建立适配器设备108与WirelessHART设备118间的通信。因此，WirelessHART设备118与主站设备102的通信仍可以通过适配器设备108得以实现。
[0071 ] 方法400还可以配置为一个第一 WirelessHART网络，其中包括第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备；可以配置第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备的通信调度表；可以管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；以及可以监测第一 WirelessHART网络的健康状况。例如，如前所述，适配器设备108可以充当WirelessHART网络管理器，针对由WirelessHART设备110、114、116和118构成的WirelessHART网络，可以执行一个典型WirelessHART网络管理器的部分或全部任务。适配器设备实施例
[0072]图5说明了本专利公开实现的一个适配器设备500的框图。
[0073]代表性的适配器设备500可以实现将一个或多个WirelessHART整合进一个有线HART网络的技术。即，适配器设备500可以是图1和图2中的适配器设备108，并被配置以实现方法300和400，以及任何变化。无论如何，这里公开的技术可以在其他适配器或计算机设备、系统和环境中实现，这是显而易见的。图5所示的适配器500仅是一个适配器设备实施例，并不是用于限制适配器和网络架构的使用或功能范围。
[0074]在至少一种配置情况下，适配器设备500包括一个基于WirelessHART协议进行数据收发的第一通信单元510，一个基于有线HART协议进行数据收发的第二通信单元520，一个储存有一组可执行指令集的存储器单元540，以及一个与第一通信单元510、第二通信单元520和存储器单元540相连接的处理器505。处理器505被配置通过运行可执行指令集545，实现对第一通信单元510和第二通信单元520的控制操作。
[0075]取决于适配器设备的具体配置和类型，存储器540可以是易失性的(例如RAM)、非易失性的(例如ROM、闪存等)或某些组合。除了指令集545，存储器540还可以储存有一个操作系统、一个或多个程序模块，也可以包括程序数据。
[0076]第一通信单元510可以是一个无线通信设备，包括一个射频接收器512和一个射频发送器514。例如，第一通信单元510可以被配置使用射频接收器512和射频发送器514分别用于接收和发送WirelessHART数据。第二通信单元520可以是一个有线通信设备，包括一个输入设备522和一个输出设备524。例如,第二通信单元520可以被配置使用输入设备522和输出设备524分别用于接收和发送有线HART数据。作为选择或额外增加，第二通信单元520还可以被配置用来建立与基金会现场总线网络、过程现场总线(PR0FIBUS)网络或二者皆是的通信。这将使适配器设备500在对应网络被视为一个有线设备。
[0077]在一个实现中，第一通信单元510还可以被配置用于建立与其它工业自动化无线网络的通信，这些无线网络包括ISA100网络、工业自动化-过程自动化无线网络(WIA-PA)，或某种组合。
[0078]在一个实现中，当适配器设备500被安装、或附属、或通信连接到有线HART网络中的线缆上的时候，例如有线HART网络100中的线缆104，或有线HART网络200，第二通信单元520可以与有线HART网络中的主站设备进行通信。
[0079]在一个实现中，处理器505还可以被配置通过第一通信单元510，基于WirelessHART协议，与WirelessHART第一设备建立通信，例如WirelessHART设备110。处理器505还可以被配置通过第二通信单元520，基于有线HART协议，与第一有线HART网络中的主站设备建立通信，例如有线HART网络100中的主站设备102，或有线HART网络200中的主站设备102。
[0080]在一个实现中，处理器505还可以被配置通过第一通信单元510，基于WirelessHART协议，接收来自第一设备的一个或多个参数数据。同时通过第二通信单元520，基于有线HART协议，将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0081]在一个实现中，处理器505还可以被配置用来将来自第一设备的一个或多个参数数据，放入来自于第一有线HART网络中第二设备发往第一有线HART网络中主站设备的信息包中，该信息包还包括来自第二设备的一个或多个参数数据。
[0082]在一个实现中，处理器505还可以被配置通过第一通信单元510，基于有线HART协议，接收来自第一有线HART网络中主站设备至少一条传向第一设备的命令；并通过第二通信单元520，基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。接收到的来自第一有线HART网络中主站设备的至少一条命令，可以与以下情况中至少一种相关:设备配置或重配置，设备诊断，设备故障检测，读取附加测量值，获取设备状态。
[0083]在一种实现中，处理器505还可以被配置通过第一通信单元510，建立与一个或多个第二 WirelessHART设备的通信；通过第一通信单元510，接收一个或多个第二WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据；并通过第二通信单元520，基于有线HART协议，将接收到的一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
[0084]在一种实现中，处理器505还可以被配置用于构成一个第一 WirelessHART网络，包括第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备；配置第一设备和一个或多个第二WirelessHART设备间的通信调度表；管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；监测第一 WirelessHART网络的网络健康状况。
[0085]显而易见，所描述的适配器500仅是一个适用设备的实施例，并不是用于限制各种实现描述的使用或功能范围。
[0086]以上描述的技术用于将一个或多个WirelessHART设备整合进一个有线HART网络。尽管这些技术使用具有特定结构特征和/或方法论行为的语言来进行描述，很容易理解附录的权利要求并不受限于特定特征和行为描述。恰恰相反，特定特征和行为是作为这些技术的实现案例被公开的。例如，所展示的实现主要用于将一个或多个WirelessHART设备整合进一个有线HART网络，而该技术还可以用于将一个或多个WirelessHART设备整合进一个基金会现场总线网络、一个PROFIBUS网络、一个Modbus网络、或一个工业以太网网络。
【权利要求】
1.一种WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:包括:基于WirelessHART协议，与一个无线高速可寻址远程传感器即WirelessHART第一设备建立通信；基于有线HART协议，实现第一设备与一个第一有线高速可寻址远程传感器网络即有线HART网络中主站设备的通信。
2.根据权利要求1所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:与第一有线HART网络中主站设备建立的通信，是基于一个4-20mA模拟信道，或是频移键控HART协议，或二者皆是。
3.根据权利要求1所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:所述实现第一设备与第一有线HART网络中主站设备基于有线HART协议的通信，包括实现第一设备和第一有线HART网络中主站设备的通信，第一有线HART网络中主站设备将第一设备视作第一有线HART网络中一个有线HART仪表部分。
4.根据权利要求1所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:从第一设备接收一个或多个参数数据；将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
5.根据权利要求1所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:接收至少一条来自于第一有线HART网络中主站设备传向第一设备的命令；向第一设备发送至少一条命令。
6.根据权利要求5中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:当接收到至少一条与采集数字传感器数据相关的命令，以及第一有线HART网络由主站设备和实现第一设备与主站设备通信的一个适配器构成的时候，该方法还包括:将数字传感器数据转换为模拟数据，并在第一有线HART网络中传输。
7.根据权利要求6中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:主站设备包括模拟信号输入设备，该设备不是一个HART协议主站设备。
8.根据权利要求5中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于，包括:接收到的来自第一有线HART网络中主站设备的至少一条命令，与以下情况中至少一种相关:设备配置或重配置，设备诊断，设备故障检测，读取附加测量值，获取设备状态。
9.根据权利要求1中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信；基于有线HART协议，实现一个或多个第二 WirelessHART设备与第一有线HART网络中主站设备的通信。
10.根据权利要求9中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:为第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备充当一个网络管理器，一个网关和一个接入点。
11.一种WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:包括:基于WirelessHART协议，与一个无线高速可寻址远程传感器即WirelessHART第一设备建立通信；基于有线HART协议，接收至少一条来自于第一有线高速可寻址远程传感器网络即有线HART网络中主站设备传向第一设备的命令；基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。
12.根据权利要求11中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:基于一个4-20mA模拟信道，或是频移键控HART协议，或二者皆是，与第一有线HART网络中主站设备建立通信。
13.根据权利要求11中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:基于WirelessHART协议，与一个或多个第二 WirelessHART设备建立通信；接收一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据；基于有线HART协议，将接收到的一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据发送出去。
14.根据权利要求13中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法，其特征在于:还包括:配置一个第一 WirelessHART网络，包括第一设备和一个或多个第二WirelessHART设备；配置第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间的通信调度表；管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；监测第一WirelessHART网络的网络健康状况。
15.一种权利要求1所述的WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:包括:一个第一通信单元，基于无线高速可寻址远程传感器协议进行数据收发；一个第二通信单元，基于有线高速可寻址远程传感器协议进行数据收发；一个存储器单元，储存一组可执行指令集；和一个与第一通信单元、第二通信单元和存储器单元相连接的处理器，该处理器被配置用来执行一组可执行指令集，实现对第一通信单元和第二通信单元的控制操作。
16.根据权利要求15中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器被配置用于:通过第一通信单元，基于WirelessHART协议，建立与WirelessHART第一设备的通信；并且通过第二通信单元，基于有线HART协议，建立与第一有线HART网络中主站设备的通信。
17.根据权利要求16中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器可以被配置用于:通过第一通信单元，基于WirelessHART协议，从第一设备接收一个或多个参数数据；通过第二通信单元，基于有线HART协议，将从第一设备接收到的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
18.根据权利要求16中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器还被配置用于将来自第一设备的一个或多个参数数据，放入来自于第一有线HART网络中第二设备发往第一有线HART网络中主站设备的信息包中，该信息包还包括来自第二设备的一个或多个参数数据。
19.根据权利要求16中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器被配置用于:通过第一通信单元，基于有线HART协议，接收来自于第一有线HART网络中主站设备的至少一条传向第一设备的命令；通过第二通信单元，基于WirelessHART协议，向第一设备发送至少一条命令。
20.根据权利要求16中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器被配置用于:通过第一通信单元，与一个或多个第二WirelessHART设备建立通信；通过第一通信单元，接收一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据；通过第二通信单元，基于有线HART协议，将接收到的一个或多个第二 WirelessHART设备中至少一个发出的一个或多个参数数据，发送到第一有线HART网络中的主站设备。
21.根据权利要求20中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述处理器被配置用于:配置一个第一 WirelessHART网络，包括第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备；配置第一设备和一个或多个第二WirelessHART设备间的通信调度表；管理用于第一设备和一个或多个第二 WirelessHART设备间数据发送的路由；监测第一 WirelessHART网络的网络健康状况。
22.根据权利要求15中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述第二通信单元被配置用来建立与基金会现场总线网络、过程现场总线网络或二者皆是的通信。
23.根据权利要求15中所述WirelessHART设备整合到有线HART网络的方法所使用的适配器设备，其特征在于:所述第一通信单元还被配置用于建立与其它工业自动化无线网络的通信，所述无线网 络包括ISA100网络、工业自动化-过程自动化无线网络，或某种组口 ο
【文档编号】H04L29/06GK103748852SQ201180068796
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2011年3月17日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】冯翔 申请人:美国汉物天公司