本公开的内容总体上涉及过程控制系统，并且更具体而言，涉及对过程控制系统中的实时无线网状网络之间的无线节点的排序逻辑转移。
背景技术：
过程控制系统广泛用于制造产品或控制过程(例如，化学制造、发电厂控制等)的制造厂和/或工厂中。过程控制系统还用于自然资源的收获，诸如石油和天然气钻探和处理过程等。实际上，可以通过对一个或多个过程控制系统的应用使几乎任何制造过程、资源收获过程等都自动化。据信过程控制系统最终还将在农业领域得到更广泛的应用。
分布式过程控制系统(例如在化学、石油或其它过程中使用的那些) 通常包括一个或多个集中式或分散式过程控制器，其经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线或经由无线通信链路或网络通信地耦合到至少一个主机或操作员工作站以及一个或多个过程控制及仪器设备(诸如现场设备)。通常位于工厂或其它工业环境内的过程控制器(有时称为“控制器”)接收指示过程测量值的信号(有时称为“控制输入”)，并使用这些信号所携带的信息来实现控制例程，该控制例程使得控制器基于控制输入和控制例程的内部逻辑来生成控制信号(有时被称为“控制输出”)。控制器通过总线或其它通信链路发送所生成的控制信号，以控制现场设备的操作。在一些情况下，控制器可以与由智能现场设备(诸如高速通道可寻址远程变送器 (HART)、以及Fieldbus(有时称为“Fieldbus (现场总线)”)现场设备)实现的控制例程进行协调。此外，在许多情况下，可能存在诸如振动检测设备、旋转设备、发电设备等的工厂或其它工业设备，该工厂或其它工业设备以工厂或其它工业设置进行操作，以执行不在过程控制器的直接控制之下的某些功能。
通常与控制器相关联的现场设备(其可以是例如，阀、阀定位器、开关、变送器和传感器(例如，温度、压力、液位或流速传感器))位于过程工厂环境内，并且通常执行物理或过程控制功能。例如，阀可以响应于从控制器接收的控制输出而打开或关闭，或者可以向控制器传送过程参数的测量值，使得该控制器可以将测量值用作控制输入。智能现场设备(诸如遵循已知的Fieldbus协议的现场设备)还可以执行控制计算、报警功能和通常在控制器内实现的其它控制功能。现场设备可以被配置为根据各种通信协议来与控制器和/或其它现场设备通信。例如，工厂可以包括传统的模拟4-20mA现场设备、现场设备、现场总线现场设备和/或其它类型的现场设备。
过程控制器接收指示由现场设备做出的或与现场设备相关联的过程测量或过程变量的信号和/或与现场设备有关的其它信息，并且执行控制器应用，该控制器应用例如运行做出过程控制决策不同的控制模块、基于所接收的信息生成控制信号，并与在现场设备中执行的控制模块或块协调。控制器中的控制模块通过通信线路或链路将控制信号发送到现场设备，由此控制过程设备或系统的至少一部分的操作。
来自现场设备和控制器的信息通常通过数据通道而可用于一个或多个其它硬件设备，例如操作者工作站、个人计算机或计算设备、数据历史库、报告生成器、集中式数据库或其它集中式管理计算设备，这些硬件设备通常但并不总是放置在控制室内或其它远离较苛刻的设备环境的位置。这些硬件设备中的每一个通常但并不总是集中在整个过程工厂或者在过程工厂的一部分。这些硬件设备运行应用，该应用例如可以使操作者能够执行关于控制过程和/或操作过程工厂的功能，诸如改变过程控制例程的设置、修改控制器内的控制模块或现场设备的操作、查看过程的当前状态、查看由现场设备和控制器生成的警报、出于培训人员或测试过程控制软件的目的模拟过程的操作、保持和更新配置数据库等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的数据通道可以包括有线通信路径、无线通信路径或有线和无线通信路径的组合。
作为示例，由艾默生过程管理公司出售的DeltaVTM控制系统包括储存在位于过程工厂内的不同地方的不同设备内并由其执行的多个应用。驻留在一个或多个操作员工作站或计算设备中的配置应用使用户能够创建或改变过程控制模块，并且经由数据高速通道将这些过程控制模块下载到专用分布式控制器。通常，这些控制模块由通信互连的功能块构成，它们是基于对其输入来执行控制方案内的功能、并向控制方案内的其它功能块提供输出的面向对象的编程协议中的对象。配置应用还可以允许配置设计者创建或改变由查看应用使用的操作员接口来向操作员显示数据，并且使操作员能够改变过程控制例程内的诸如设定点之类的设置。每个专用控制器以及在某些情况下一个或多个现场设备储存和执行相应的控制器应用，该相应的控制器应用运行分配给并下载到其上的控制模块以执行实际的过程控制功能。可以在一个或多个操作员工作站(或在与操作员工作站和数据高速通道通信连接中的一个或多个远程计算设备上)执行的查看应用，经由数据高速通道接收来自控制器应用的数据，并且使用操作员接口将该数据显示给过程控制系统设计者、操作员、或用户，并且可以提供诸如操作员视图、工程师视图、技术人员视图等之类的多个不同视图中的任何视图。数据历史库应用通常储存在收集并储存跨数据高速通道提供的数据中的某些或全部数据的数据历史库中、并且由该数据历史库设备执行，同时配置数据库应用可以在附接到数据高速通道的另外的计算机中运行以储存当前过程控制例程配置和与其相关联的数据。替代地，配置数据库可以位于与配置应用相同的工作站中。
如上所述，操作员显示通常基于系统范围在工作站中的一个或多个中实施，并向操作员或维护人员提供关于控制系统或工厂内的设备的操作状态的显示。通常，这些显示器采用报警显示器的形式，该报警显示器接收由过程工厂内的控制器或设备生成的报警，控制显示器指示过程工厂内的控制器和其它设备的操作状态，维护显示器指示过程工厂内的设备的操作状态等。这些显示器通常被配置为以已知方式显示从过程控制模块或过程工厂内的设备接收的信息或数据。在某些已知的系统中，显示器具有与通信地连接到物理或逻辑元件的图形以接收关于物理或逻辑元件的数据。基于接收的数据，可以在显示器上改变图形，例如以示出罐是半满的，以示出由流量传感器测量的流量等。
传统的模拟4-20mA现场设备经由被配置为携带指示测量值或控制命令的4-20mADC信号的双线通信链路(有时称为“回路”或“电流回路”) 与控制器通信。例如，液位变送器可以感测罐液位并经由回路转移对应于该测量值的电流信号(例如，针对0％满的4mA信号，针对50％满的12mA 信号，以及针对100％满的20mA信号)。控制器接收电流信号，基于该电流信号来确定罐液位测量值，并基于罐液位测量值来采取一些措施(例如，打开或关闭入口阀)。模拟4-20mA现场设备通常有两种类型，这两种类型包括四线现场设备和双线现场设备。四线现场设备通常依赖于第一组导线 (即，回路)用于通信和第二组导线用于供电。双线现场设备依赖于回路既用于通信又用于供电。这些双线现场设备可以被称为“回路供电的”现场设备。
由于设计的简单性和有效性，过程工厂经常实现传统的4-20mA系统。不幸的是，传统的4-20mA电流回路每次只发送一个过程信号。因此，在运送物料的管道上包括控制阀和流量变送器的设置可能需要三个单独的电流回路：一个用于携带指示针对阀的控制命令的4-20mA信号(例如，使阀移动至60％打开)；第二个用于携带指示阀的实际位置的4-20mA信号 (例如，使得控制器知道阀对控制命令响应的程度)；以及第三个用于携带指示测量到的流量的4-20mA信号。因此，在具有大量现场设备的工厂中的传统的4-20mA装置可能需要广泛布线，这可能是昂贵的并且在设置和维护通信系统时可能导致复杂性。
最近，过程控制工业已经转移到在过程控制环境内实现数字通信。例如，协议使用回路DC幅度来发送和接收模拟信号，但还将AC数字载波信号叠加在DC信号上，以实现与智能现场仪器的双向现场通信。作为另一个示例，现场总线协议在双线总线(有时称为“段”或“现场总线段”)上提供全数字通信。该双线现场总线段可以耦合到多个现场设备，以向多个现场设备提供功率(经由该段上可用的DC电压)，并且实现现场设备的通信(经由叠加在DC电源电压上的AC数字通信信号)。一般而言，因为连接的现场设备使用相同的段进行通信并且并联连接，所以在任何给定的时间在该段上只有一个现场设备可以发送消息。因此，由指定为链路活动调度器(LAS)的设备来协调段上的通信。LAS负责在连接到该段的现场设备之间传递令牌。在特定时间只有具有令牌的设备可以通过该段进行通信。
这些数字通信协议通常使得更多的现场设备能够连接到特定的通信链路、支持现场设备与控制器之间的更多和更快的通信、和/或允许现场设备将更多和不同类型的信息(诸如与现场设备本身的状态和配置有关的信息) 发送到控制网络中的或连接到控制网络的过程控制器和其它设备。此外，这些标准数字协议使得由不同制造商制造的现场设备能够在相同的过程控制网络内一起使用。
过程工厂内的各种设备可以以物理和/或逻辑组相互连接以创建逻辑过程，诸如控制回路。同样地，控制回路可以与其它控制回路和/或设备互连以创建子单元。子单元可以与其它子单元互连以创建单元，该单元又可以与其它单元互连以创建区域。过程工厂通常包括互连区域，并且商业实体通常包括可以互连的过程工厂。因此，过程工厂包括具有互连资产的多级别的层次结构，并且商业企业可能包括互联的过程工厂。换句话说，与过程工厂相关的资产或过程工厂本身可以组合在一起以形成更高级别的资产。
因此，过程控制系统设计的一个特别重要的方面涉及现场设备彼此通信地耦合、耦合到控制器或过程控制系统或过程工厂内其它系统或设备的方式。通常，使现场设备在过程控制系统内起作用的各种通信信道、链路和路径通常统称为输入/输出(I/O)通信网络。
用于实现I/O通信网络的通信网络拓扑和物理连接或路径可以具有对现场设备通信的稳健性或完整性的实质影响，特别是当I/O通信网络经受环境因素或与过程控制系统相关联的条件。例如，许多工业控制应用使现场设备及其相关联的I/O通信网络遭受恶劣的物理环境(例如，高、低或高度可变的环境温度、振动、腐蚀性气体或液体等)、困难的电气环境(例如，高噪声环境、差的功率质量、瞬态电压等)等等。在任何情况下，环境因素都能够危害一个或多个现场设备、控制器等之间的通信的完整性。在某些情况下，这种危害的通信可能防止过程控制系统以有效或适当的方式执行其控制例程，这可能导致降低的过程控制系统效率和/或盈利能力、装备的过度磨损或损坏，可能损坏或破坏装备、建筑结构、环境和/或人员等的危险状况。
为了最小化环境因素的影响并确保一致的通信路径，过程控制系统中使用的I/O通信网络历史地是硬连线网络，其中导线被包裹在环境保护材料中，诸如绝缘、屏蔽和导管。此外，这些过程控制系统内的现场设备通常使用硬线分层拓扑通信地耦合到控制器、工作站和其它过程控制系统部件，其中非智能现场设备使用模拟接口直接耦合到控制器，例如，4-20mA、0-10 VDC等硬件接口或I/O板。智能现场设备(诸如现场总线设备)也经由硬连线数字数据总线进行耦合，该硬连线数据总线经由智能现场设备接口耦合到控制器。
尽管硬线I/O通信网络可以初始地提供稳健的I/O通信网络，但是由于环境应力(例如，腐蚀性气体或液体、振动、湿度等)，它们的稳健性可以随着时间而严重降低。例如，由于腐蚀、氧化等原因，与I/O通信网络布线相关联的接触电阻可能显著增加。此外，布线绝缘和/或屏蔽可能降级或失效，从而创建在环境电气干扰或噪声下可能更容易破坏经由I/O通信网络线路传送的信号的状况。在某些情况下，失效的绝缘可能导致短路状况，该短路状况导致相关联的I/O通信线路完全失效。
另外，硬连线I/O通信网络通常安装昂贵，特别在其中I/O通信网络与分布在相对大的地理区域的大型工业工厂或设施相关联的情况下，例如，消耗若干英亩土地的炼油厂或化工工厂。在许多情况下，与I/O通信网络相关联的布线必须跨越长的距离和/或穿过许多结构(例如，墙壁、建筑物、装备等)、在该许多结构的下方或周围。这种长的布线通常涉及大量的劳动力、材料和费用。此外，这种长的布线尤其容易受到由于布线阻抗和耦合电干扰而导致的信号衰减的影响，这两者都可能导致通信不可靠。
而且，当需要修改或更新时，这种硬连线I/O通信网络通常难以进行重新配置。添加新的现场设备通常需要在新的现场设备和控制器之间安装线路。由于在较老的过程控制工厂和/或系统中经常发现的长的布线走向(run) 和空间限制，因此以这种方式改造过程工厂可能非常困难并且昂贵。在沿着可用布线路径插入的导管、装备和/或结构内的高布线数量可能显著增加与将现场设备改装或添加到现有系统相关联的难度。将现有现场设备与具有不同现场布线要求的新设备交换，可能在其中必须安装更多和/或不同线路以容纳新设备的情况中呈现相同的困难。这种修改通常可能导致相当多的工厂停工时间。
已经使用无线I/O通信网络来减轻与硬连线I/O网络相关联的困难中的某些，并且减轻在过程控制系统内部署传感器和致动器所涉及的成本。无线I/O通信网络还被建议用于过程控制系统及其部分，这些部分对于硬连线 I/O通信网络而言是相对不可访问或不适合的。例如，Shepard等人在2008 年10月14日授予专利的标题为“Wireless Architecture And Support For Process Control Systems”的美国专利No.7,436,797(其内容明确地通过引用并入本文)公开了相对廉价的无线网状网络可以被部署在过程控制系统内，单独或与点对点通信相结合，以产生可以容易地建立、配置、改变和监控的稳健的无线通信网络，从而使无线通信网络更稳健、更便宜、更可靠。
无线网状网络(或网状网络拓扑)利用多个节点，其中的每一个节点不仅可以作为客户端以接收和发送其自己的数据，还可以作为中继器或用于将数据通过网络传播到其它节点的中继。每一个节点都连接到另一个相邻节点，并且优选连接到多个相邻节点，其中的每一个都可以连接到另外的相邻节点。结果是节点的网络，其通过网络提供从一个节点到另一个节点的多个通信路径，从而创建即使当通信路径被破坏或阻塞时，也允许连续连接和重新配置的相对便宜、稳健的网络。
在无线网状网络中，每一个设备(节点)都可以经由直接无线连接连接到网关，或者经由通过相邻设备的连接间接连接到网关。每一个设备都具有通常与设备到无线网关或相邻设备的物理接近度相关的信号强度。在没有直接到无线网关的连接的情况下，每一个设备都通过具有到网关或另一设备的连接的另一个对等设备连接到网关。用于将另一个节点到网关的连接链接在一起的中继器节点的数量被称为跳数，并且在其中建立设备到网关连接的顺序被称为通信路径。
用于过程控制的一个这种无线网状网络是由HART通信基金会(诸如由国际标准IEC 62591描述的无线网状网络)开发的无线网状网络。一般来说，网状网络是一种具有网关和多个设备(无线节点)的多跳通信网络。网络以网状拓扑结构组织，并且每一个设备都能够为其它设备路由消息，以便将数据中继到网关或从网关中继数据。设备能够自我诊断并生成其自己的警报和无线通信统计数据。
在某些情况下，无线网状网络内的无线节点由于不良的网络配置、干扰的引入、无线节点的添加和移除、夹紧点(pinch point)、平衡等而需要逻辑地从一个无线网状网络转移到另一个无线网状网络。也就是说，无线节点可能不需要物理转移或移动，而是与不同的无线网状网络的网关进行通信。例如，过程工厂可以包括多个无线网状网络，每一个无线网状网络具有与网关直接或间接地进行通信的其自己的网关和无线节点。随着将无线节点添加到过程控制系统(例如，通过引入现场设备、具有无线适配器的改装现场设备等)，无线节点可能被添加而几乎没有考虑哪个是用于通信的最佳网关(假定无线节点具有与多个网关进行通信的能力)。替代地，可以将设备添加到无线网状网络，使得它仅依赖于用于与网关进行通信的一个其它设备(即，夹紧点)。夹紧点是无线节点，其失效将导致至少一个其它无线节点不再具有到无线网状网络的网关的通信路径。
此外，在过程工厂中引入另外的无线网状网络和/或无线网状网络的配置不良可能导致比最佳地无线网状网络内的无线节点之间的通信要少的网状网络的总体配置。例如，无线节点可能能够以比当前网关更少的跳数与不同的网关进行通信。在其它情况下，可以将电磁和/或结构化干扰引入过程控制系统，由此限制与网关的无线节点的通信路径。
在这些情况中的每一种情况下，可以将无线节点从一个无线网状网络逻辑地转移到另一个无线网状网络以避免夹持点，以较少的跳数与网关进行通信，与网关建立更多的通信路径，避免干扰等，作为维护无线网状网络的一部分。也就是说，无线节点可以与网关的所有通信路径断开，并经由新的通信路径连接到新无线网状网络的新网关。例如，无线节点可以具有与之通信的相邻无线节点，以便与网关间接通信。可以通过重新配置无线节点来将无线节点逻辑地转移，以停止与所有相邻无线节点的通信，并建立与新无线网状网络中的相邻无线节点的通信。新的无线网状网络的网络管理器然后可以从无线节点收集信息、分配新的邻居、在网关和无线节点之间建立通信路径、调度通信等。
通常，这种转移是手动执行的。维护人员将身体外出到无线节点，并使用连接到主机系统的手持设备或调制解调器重新配置无线节点。最近，网关型号采用自动逻辑转移或使用主机系统的HART命令将无线节点从一个无线网状网络重新分配到另一个无线网络。在许多情况下，通常因为过程控制系统处于操作中，所以在无线网状网络处于操作时 (即，实时)执行这种转移。使无线网状网脱机以转移无线节点因此影响了过程控制系统的停机时间。
虽然这是用于在周围逻辑移动无线节点以提高网络性能的便利工具，但是如果在无线网状网络之间需要转移的多个无线网状网络中存在多个无线节点，则存在对一个无线节点的转移将导致其它无线节点被切断与网关的通信，因为那些无线节点依赖于所转移的无线节点作为与网关的通信路径的一部分。此外，存在这样的风险：所转移的节点将依赖于尚未被转移到新的无线网状网络的其它无线节点，以便建立到网关的通信路径。因此，如果无线节点过早转移，它将不能与新的无线网状网络的网关进行通信。如此，在多个无线网状网络之间移动多个无线节点涉及适当排序用于转移以便使对任何无线节点或无线网状网络的停机或中断最小化的无线节点的挑战。
技术实现要素：
当多个节点要在多个实时网状网络之间进行逻辑转移(即，节点不需要进行物理地移动或配置)时，节点为转移而被预先排序以最小化系统停机时间并且使对其它节点的干扰最小化。转移节点的排序包括评估要转移的每一个节点。每一个评估都包括对没有节点的当前网络的分析以及对在没有要转移出的节点的新网络中的节点的分析。在一个示例中，可以使用模拟器或仿真器来为用于预测分析的网状网络建模。
在分析没有节点的当前网络中，评估测试网关与网络中剩余节点中的每一个节点之间的通信。如果一个或多个节点未与网关进行通信，则节点已经与网关隔离，并且转移将导致这些节点在网状网络内失去通信。例如，无线节点可能是转移时那些节点的夹紧点，这意味着可能需要首先将另一个无线节点转移到当前网络中。
在分析新网络中的无线节点时，评估移除了要转移出新网络的节点，并且测试网关与新网络中的无线节点之间的通信。如果无线节点不能与网关进行通信，则无线节点可能首先需要将另一个节点转移到新网络中。
如果处于评估中的无线节点导致当前网络中没有节点被隔离并且能够与新网络的网关进行通信，则无线节点被添加到转移序列。另一方面，如果处于评估中的无线节点保持节点在当前网络中隔离，或者不能与新网络的网关进行通信，则要转移的下一个无线节点被评估，以便包括在转移序列中。一旦为所有要转移的无线节点完成了评估，则再次评估未包含在转移序列中的任何无线节点，以查看先前的转移是否改变了分析的结果。
当要转移的所有无线节点都包括在转移序列中时，可以根据转移序列逻辑地转移节点。例如，网关可以按照转移序列的顺序向无线节点发送转移命令。
附图说明
图1是根据本公开的内容的分布式控制系统的组合框图和示意图；
图2是根据本公开的内容的过程环境的一部分内的无线通信网络的组合框图和示意图；
图3是根据本公开的内容的过程环境的一部分内的多个无线网状网络的示意图，其中每一个无线网状网络都包括与各种现场设备相对应的网关和多个无线节点；
图4是根据本公开的内容的夹持点分析例程以识别无线网状网络内的夹持点和取决于夹持点的无线节点的流程图；
图5是图3的无线网状网络的示意图，其中无线节点在根据本公开的内容的网络之间进行逻辑转移；
图6是用于创建要在根据本公开的内容的无线网状网络之间转移的无线节点的集合和子集的收集和构件例程的流程图；
图7A-7E是在图6的收集和构件例程期间要在无线网状网络之间转移的无线节点的集合和子集结构的表示；
图8是用于识别在将无线节点从源无线网状网络转移到目的地无线网状网络中的潜在影响的转移影响分析例程的流程图；
图9是无线网状网络的示意图，其中图8的转移影响分析例程遇到需要跳过条件的无限循环；
图10是用于识别用于从源无线网状网络到目的地无线网状网络的盲式转移的无线节点的跳过条件例程的流程图；
图11A和11B是在图10的跳过条件例程期间要在无线网状网络之间转移的无线节点的集合结构的表示；以及
图12是用于将无线节点附加到按照转移的优先级顺序构件的要转移的无线节点的集合的附加例程的流程图。
具体实施方式
图1是在过程控制系统、过程工厂或其它工业设置10中操作的示例性过程控制网络8的框图和示意图。过程控制网络8可以包括直接或间接在各种其它设备之间提供连接性的网络主干12。网络主干12可以包括无线和 /或有线通信信道。在各种实施例中，耦合到网络主干12的设备包括接入点 23的组合，接入点23可以是手持式或其它便携式计算设备(诸如膝上型计算机、平板计算机、手持式智能设备、便携式测试设备(PTD)等)，以及主计算机13(诸如分别具有显示屏幕14以及各种其它输入/输出设备(未示出)的个人计算机、工作站等)、服务器24等。
如图1所示，控制器11经由输入/输出(I/O)卡26和28连接到现场设备15-22，输入/输出(I/O)卡26和28可以实现任何期望的过程控制通信协议，诸如以下中的一个或多个：HART、Fieldbus、CAN、Profibus等协议。在图1中，控制器11通信地连接到现场设备15-22，以执行对现场设备15-22的控制以及对工厂的控制。通常，现场设备15-22可以是任何类型的设备，诸如传感器、阀、变送器、定位器等，而I/O卡26和28可以是符合任何期望的通信或控制器协议的任何类型的I/O设备。例如，现场设备 15-22和/或I/O卡26和28可以根据HART协议或Fieldbus协议进行配置。控制器11包括实施或监督存储在存储器32中的一个或多个过程控制例程 38(或其任何模块、块或其子例程)的处理器30。一般而言，控制器11与设备15-22和主计算机以任何期望的方式控制过程。而且，控制器11使用通常被称为功能块(未示出)的那些块实施控制策略或方案，其中每一个功能块都是与其它功能块结合操作以实施过程控制系统10内的过程控制回路的总体控制例程的对象或其它部分(例如，子例程)。功能块通常执行输入功能中的一个(诸如与变送器、传感器或其它过程参数测量设备相关联的输入功能)、控制功能(诸如与执行PID，模糊逻辑等控制的控制例程相关联的控制功能)或控制某个设备(诸如阀)的操作以在过程控制系统10 内执行某个物理功能的输出功能。当然，存在并且可以利用混合和其它类型的功能块。功能块可以存储在控制器11或其它设备中并由其执行。
如图1所示，无线通信网络70同样通信地耦合到网络主干12。无线通信网络70可以包括无线网关35、无线设备(也被称为无线节点)40-58，其包括无线现场设备40-46、无线适配器52a和52b、接入点55a和55b以及路由器58。无线适配器52a和52b可以分别连接到非无线现场设备48和 50。虽然图1仅描绘了连接到网络主干12的设备中的某些中的单个设备，但将理解的是，设备中的每一个都可以具有关于网络主干12的多个实例，并且事实上，过程设备10可以包括多个网络主干12。类似地，过程控制网络8可以包括多个网关和无线通信网络70。
控制器11可以经由网络主干12和无线网关35通信地连接到无线现场设备40-46。控制器11可以操作以使用现场设备15-22和40-50中的至少某些来实施批量处理或连续处理。作为示例，可以是由艾默生过程管理公司出售的DeltaVTM控制器的控制器11通信地连接到过程控制网络主干12。控制器11还可以使用与例如标准4-20mA设备、I/O卡26，28和/或任何智能通信协议(例如Fieldbus协议、协议、Wireless 协议等)相关联的任何期望的硬件和软件通信地连接到现场设备 15-22和40-50。在图1所示的实施例中，控制器11、现场设备15-22和I/O 卡26，28是有线设备，并且现场设备40-46是无线现场设备。
控制器11的处理器30实施或监督一个或多个过程控制例程(存储在存储器32中)，其可以包括控制回路。处理器30可以与现场设备15-22和 40-50以及通信地连接到主干12的其它节点进行通信。应当注意的是，本文所描述的任何控制例程或模块(包括质量预测和故障检测模块或功能块)，如果需要，可以使其中的部分由不同的控制器或其它设备实现或执行。同样地，在过程控制系统中要实现的本文所描述的控制例程或模块可以采取任何形式，包括软件、固件、硬件等。控制例程可以以任何期望的软件格式来实现，诸如使用面向对象的编程、梯形逻辑、顺序功能图表、功能框图或使用任何其它软件编程语言或设计范例。具体地，控制例程可以由用户通过主计算机14或接入点23来实现。控制例程可以存储在任何期望类型的存储器中，诸如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。同样地，控制例程可以被硬编码为例如一个或多个EPROM、EEPROM、专用集成电路(ASIC)或任何其它硬件或固件元件。因此，控制器11可以被配置为以任何期望的方式实施控制策略或控制例程。
仍参考图1，无线现场设备40-46使用诸如协议之类的无线协议在无线通信网络70中进行通信。这种无线现场设备40-46可以直接与过程控制网络8的一个或多个其它节点通信，这些节点还被配置为进行无线通信(例如，使用无线协议)。为了与未被配置为无线通信的一个或多个其它节点通信，无线现场设备40-46可以利用连接到主干12的无线网关35。当然，现场设备15-22和40-46可以符合任何(多个)其它期望的标准或协议，诸如包括将来开发的任何标准或协议的任何有线或无线协议。
无线网关35是可以提供对无线通信网络70的各种无线设备40-58的访问的提供者设备的示例。具体地，可以是(作为示例的)由艾默生过程管理销售的WirelessHART网关的无线网关35，提供无线设备40-58和过程控制网络8的其它节点(包括控制器11)之间的通信耦合。无线网关35在某些情况下提供通过路由、缓冲和定时服务到有线和无线协议栈(例如，地址转换、路由、分组分段、优先化等)的较低层的通信耦合同时挖掘有线和无线协议栈的一个或多个共享层。在其它情况下，无线网关35可以在不共享任何协议层的有线和无线协议之间转译命令。
类似于有线现场设备15-22，无线通信网络70的无线现场设备40-46 可以执行过程工厂10内的物理控制功能(例如，打开或关闭阀或者对过程参数进行测量)。然而，无线现场设备40-46被配置为使用无线通信网络70 的无线通信协议进行通信，而有线现场设备15-22被配置为使用有线通信协议(例如，Fieldbus等)进行通信。这样，无线通信网络70的无线现场设备40-46、无线网关和其它无线节点52-58是无线通信分组的生产者和消费者，而有线现场设备15-22是有线通信分组的生产者和消费者。
在某些场景中，无线通信网络70可以包括非无线设备。例如，图1的现场设备48可以是传统的4-20mA设备，并且现场设备50可以是传统的有线HART设备。为了在网络70内通信，现场设备48和50可以经由无线适配器52a或52b连接到无线通信网络70。另外，无线适配器52a、52b可以支持诸如Fieldbus、PROFIBUS、DeviceNet之类的其它通信协议。此外，无线通信网络70可以包括一个或多个网络接入点55a、 55b，其可以是有线通信中与无线网关35分离的物理设备，或者可以与无线网关35一起提供为整体设备。无线通信网络70还可以包括一个或多个路由器58以将分组从一个无线设备转发到无线通信网络70内的另一个无线设备。无线设备32-46和52-58可以彼此通信并且通过无线通信网络70 的无线链路60与无线网关35通信。
在某些实施例中，过程控制网络8可以包括连接到使用其它无线协议进行通信的网络主干12的其它节点。例如，过程控制网络8可以包括利用其它无线协议的一个或多个无线接入点23，诸如WiFi或其它符合IEEE 802.11的无线局域网协议，诸如WiMAX(全球微波接入互操作性)之类的移动通信协议、LTE(长期演进)或其它ITU-R(国际电信联盟无线电通信部门)兼容协议、诸如近场通信(NFC)和蓝牙之类的短波长无线电通信或其它无线通信协议。典型地，这种无线接入点23允许手持式或其它便携式计算设备通过与无线通信网络70不同并且支持与无线通信网络70不同的无线协议的相应无线网络进行通信。例如，便携式计算设备可以是移动工作站或由过程工厂内的用户使用的诊断测试装备。在某些实施例中，便携式计算设备使用无线接入点23通过过程控制网络8进行通信。在某些情况下，除了便携式计算设备之外，一个或多个过程控制设备(例如，控制器11、有线现场设备15-22或无线设备35、40-58)还可以使用由接入点 23支持的无线网络进行通信。
尽管图1示出了具有有限数量的现场设备15-22、40-50的单个控制器 11，但这仅仅是说明性的和非限制性的实施例。任何数量的控制器11可以包括在过程控制网络8的提供者设备中，并且控制器11中的一个或多个可以与任何数量的有线或无线现场设备15-22，40-50通信以控制工厂10中的过程。此外，过程工厂10还可以包括任何数量的无线网关35、路由器58、接入点55，23、主计算机13和/或无线通信网络70。
例如，可以在整个过程控制系统中部署无线网络，如在上面通过引用并入的美国专利No.7,436,797中所公开的。因此，过程控制系统内的I/O设备(诸如传感器和致动器)中的某些或全部可以使用硬连线技术、无线技术或其组合被部署并通信地耦合到过程控制系统。例如，可以在控制器11、主计算机13和现场设备15-22中的某些之间维持硬连线通信，而可以在控制器11、主计算机13、以及现场设备40-50中的其它设备之间建立无线通信。此外，无线技术可以包括但不限于WiFi或其它符合IEEE 802.11的无线局域网协议，移动通信协议(诸如WiMAX(全球微波接入互操作性)、 LTE(长期演进)或其它ITU-R的移动通信协议(国际电信联盟无线电通信部门)兼容协议)，短波长无线电通信(诸如近场通信(NFC)和蓝牙等)、或其它无线通信协议，以及卫星、Wi-Max和其它远程无线转移。具体地，无线技术可能包括任何商用现成的无线产品来发送过程控制数据。网络协议可以在无线技术之上实现，或者可以为无线通信(诸如) 开发新的过程控制标准。
图2示出了图1的无线通信网络70的一个示例，其可以用于提供不同设备之间的通信，并且具体地，在图1的控制器11(或相关联的I/O设备26、28)与现场设备40-50之间、在控制器11和主工作站13之间或在图1 的主工作站13和现场设备40-50之间。然而，应当理解的是，图2的无线通信网络70可以用于在过程工厂或过程环境内的任何其它类型或设备集合之间提供通信。
图2的无线通信网络70被示为包括各种通信节点，该通信节点包括一个或多个基节点62、一个或多个中继器节点64、一个或多个环境节点66 (在图2中被示为节点66a和66b)和一个或多个现场节点68(在图2中被示为节点68a、68b和68c)。一般而言，无线通信网络70作为自我修复的网状通信网络(也称为无线网状网络)来操作，其中每一个节点都接收通信，确定通信是否最终去往该节点，如果不是，则重复或将通信传递给通信范围内的任何其它节点。如果特定通信路径变得不可用(例如，由于节点通信故障)，则网关可以建立新的通信路径。如已知的，无线网状网络中的任何节点可以与要在无线网状网络内转发通信的范围内的任何其它节点进行通信，并且特定的通信信号可以在到达期望的目的地之前经过多个节点。
如图2所示，基节点62包括或通信地耦合到工作站或主计算机13，主计算机13例如可以是图1的主机或工作站13中的任何一个。尽管示出了基节点62为经由硬连线以太网连接72链接到工作站13，可以使用任何其它通信链路。基节点62包括无线转换或通信单元74和无线收发器76以实现通过网络70的无线通信。具体地，无线转换单元74从主计算机13获取信号并将这些信号编码为然后经由收发信机76的变送器部分通过无线通信网络70发送的无线通信信号。相反，无线转换单元74对经由收发器76的接收器部分接收的信号进行解码，以确定该信号是否去往基节点62，以及如果是，则进一步解码该信号以剥离无线编码以在网络70内的不同节点64、 66或68处产生由发送器生成的原始信号。
如将理解的是，以类似的方式，包括中继器节点64、环境节点66和现场节点68的其它通信节点中的每一个都包括通信单元和用于编码，发送以及解码经由无线网状网络70发送的信号的无线收发器(未示出)。尽管通信网络70内的不同类型的节点64、66、68在某些重要方面不同，但是这些节点中的每一个通常操作以接收无线信号，对足够确定信号是否去往该节点(或连接到无线通信网络70外部的该节点的设备)的信号进行解码，并且如果信号不是去往该节点并且先前没有被该节点发送，则重复或重新发送该信号。以这种方式，信号从始发节点发送到无线通信范围内的一个或多个节点，范围内不是目的地节点的节点中的每一个然后将信号重新发送到该节点范围内的其它节点中的一个或多个节点，并且该过程继续，直到信号传播到至少一个其它节点的范围内的所有节点。然而，中继器节点 64操作以简单地中继无线通信网络70内的信号，从而将来自一个节点的信号通过中继器节点64中继到第二节点62、66或68。基本上，中继器节点 64的功能被配置为用作两个不同节点之间的链路，以确保当这些节点不在或可能不在彼此的直接无线通信范围内时，信号能够在两个不同节点之间传播。因为中继器节点64通常不与节点处的其它设备绑定，所以中继器节点64只需要对足以确定信号是否是先前被中继器节点中继的信号的接收信号进行解码(即，由于中继器节点在先前时间发送的并且由于无线通信网络70中的不同节点的中继功能而简单地在中继器节点处被接收回的信号)。如果中继器节点64之前没有接收到特定信号，则中继器节点64简单地操作以通过经由中继器节点64的收发器重新发送该信号来中继该信号。然而，应当注意的是，该中继器节点64可能不是如果存在足够数量的彼此通信以避免孤立节点和/或夹紧点的其它节点66、68，并且其它节点66、68可以以类似于中继器节点的方式运行以对足以确定信号是简单地中继回来还是用于该节点的信号进行解码。也就是说，当节点必须依赖于单个节点或有限数量的节点来将消息路由到基节点62时，网络内可能出现夹紧点(也称为通信瓶颈)。中继器节点64可以用于缓解夹紧点或夹紧点的风险(即，如果节点66、68发生故障，则夹紧点发生风险)。
另一方面，现场节点68中的每一个都通常被耦合到过程工厂环境内的一个或多个设备，并且一般来说，被耦合到一个或多个设备，如图2中的现场设备80-85所示。类似于图1，现场设备80-85可以是任何类型的现场设备，包括例如四线设备、双线设备、HART设备、设备、 Fieldbus设备、4-20mA设备、智能或非智能设备等，诸如图1的设备40-50。为了说明起见，图2的现场设备80-85被示为符合HART通信协议的HART 现场设备。当然，设备80-85可以是任何类型的设备，诸如传感器/变送器设备、阀、交换机等，诸如现场设备。另外，设备80-85可以不是传统的现场设备，诸如控制器12、I/O设备22A-20B、工作站14或任何其它类型的设备。还应当理解的是，现场节点68(以及节点66)可以与其对应的设备集成，从而创建无线设备，诸如无线控制器、无线I/O设备、无线工作站、无线现场设备等。
在任何情况下，现场节点68a、68b、68c都包括附接到它们各自的现场设备80-85信号线路，该信号线用于接收来自现场设备80-85的通信并将通信发送到现场设备80-85。当然，这些信号线可以直接连接到设备80-85，在该示例中是HART设备，或者连接到已经附接到现场设备80-85的标准 HART通信线路。如果需要，除了被连接到现场节点68a、68b之外，现场设备80-85还可以连接到其它设备，诸如图1的I/O设备26、28，或者经由硬连线通信线路连接到任何其它期望的设备68a、68b、68c。另外，如图 2所示，任何特定的现场节点68a、68b、68c可以连接到多个现场设备(如关于连接到四个不同现场设备82-85的现场节点68c所示)并且每一个现场节点68a、68b、68c都操作以中继信号到与该现场节点连接的现场设备80-85 并从该现场节点连接的现场设备80-85中继信号。
为了帮助管理无线通信网络70的操作，使用环境节点66。在这种情况下，环境节点66a和66b包括或通信地连接到测量环境参数(诸如湿度、温度、大气压力、降雨量或可能影响发生在无线通信网络70内的无线通信的任何其它环境参数)的设备或传感器。该信息可以用于分析和预测无线通信网络70内的问题，因为无线通信中的许多中断至少部分归因于环境条件。如果需要，环境传感器可以是任何类型的传感器，并且可以包括例如 HART传感器/变送器、4-20mA传感器或任何设计或配置的车载传感器。当然，如果需要，每一个环境节点66a、66b都可以包括一个或多个环境传感器，并且不同的环境节点可以包括相同或不同类型或种类的环境传感器。类似地，如果需要，节点66a、66b中的一个或多个节点可以包括电磁环境噪声测量设备，该电磁环境噪声测量设备用于测量环境电磁噪声水平，尤其是在要发送信号的由无线通信网络70使用的转移信号的波长处。当然，如果无线通信网络70使用除了RF频谱之外的频谱，则可以在环境节点66 中的一个或多个中包括不同类型的噪声测量设备。另外，尽管图2的环境节点66被描述为包括环境测量设备或传感器，其它节点68中的一个或多个可以包括那些测量设备，使得分析工具可以能够在分析无线通信网络70 的操作时确定每一个节点处的环境条件。
应当注意的是，图2是示意图，并且环境节点66a、66b相对于现场节点68a-68c的布置不旨在相对于在实际过程控制环境中的它们的实际布置。相反，如图3和4概念性显示的，环境节点66a、66b(以及未示出的其它环境节点或单个环境节点)旨在以逻辑和策略的方式关于过程控制环境放置。
图3是显示为无线网状网络90(具有以实线显示的通信路径)、无线网状网络92(具有以虚线显示的通信路径)以及无线网状网络94(具有以虚线显示的通信路径)的多个无线通信网络的另外的概念图示，每一个具有与对应于各种现场设备(诸如现场设备40-50)和控制器(诸如控制器11) 的无线节点通信的无线网关GW1-GW3，其中与网关进行通信的网关和无线节点组成无线网状网络。与节点相对应的现场设备(和控制器)通常被认为是智能测量、无线使能的过程设备，如通过无线适配器52a、52b或通过作为无线现场设备而被使能。因为现场设备和控制器是无线使能的过程设备，所以它们在每一个无线网状网络内通信以及经由如图1所示的网关与工作站13、服务器24和/或连接到接入点23的计算设备进行通信。因此，与传统的硬连线网络一样，无线使能的过程设备能够与工作站13、服务器 24等交换过程数据，并且在无线网状结构中，每一个无线使能的现场设备和控制器不仅用作客户端接收和发送其自己的数据，也可以用作中继器或中继将数据通过网络传播到其它过程设备。因此，每一个无线使能的现场设备和控制器都是无线网状网络内的无线节点。
无线网关和无线节点使用诸如协议(IEC 62591)之类的无线通信协议进行通信，但是也可以使用其它无线协议。协议是用于无线网状网络内的通信的时分多址(TDMA)信道接入和信道跳频。网络管理器软件可以在每一个无线网关或工作站13上实现，以调度无线节点和无线网关之间的通信，并且定义无线网状网络内的通信路径。尽管图3显示了仅具有单个网关的每一个无线网状网络90、92、94，但是可以提供多于一个网关，在这种情况下，网关可以共享网络管理器软件。同样地，尽管仅显示了有限数量的无线节点，但是每一个无线网状网络90、 92、94都可以容易地具有组成每一个网络的数十或数百个节点。类似地，尽管仅显示了三个无线网状网络90、92、94，但是过程工厂10可以容易地具有数十个无线网状网络或更多。
每一个无线网状网络又连接到主工作站或计算机、服务器和其它计算设备，类似于经由图1中的通信链路连接到主工作站或计算机13和/或服务器24的网络70。每一个网关都可以对应于上面的基节点62，并且使用许多个不同的协议(诸如上面提到的那些)经由以太网连接72将无线网状网络与主工作站13和/或服务器24进行接口。这样，尽管无线网关可以经由硬连线以太网连接链接到工作站13，但是也可以使用任何其它通信链路，如上面提供的通信链路的示例。
虽然不一定表示无线节点和无线网状网络相对于它们在实际过程控制区域中的实际放置的放置，但图3确实概念性地表示了无线节点 GW1WD1-GW1WD9、GW2WD1-GW2WD10和GW3WD1-GW3WD9相对于彼此并相对于每一个无线网关GW1、GW2和GW3的放置，并且概念上表示三个无线网状网络90、92、94中的每一个相对于彼此的放置。例如，在相对于无线网关GW1的无线网状网络90中，无线节点GW1WD1最近，无线节点GW1WD3是次最近的，然后是无线节点GW1WD2等。接着，相对于无线节点GW1WD1，网关GW1是最近的，无线节点GW1WD5是下一个最近的，并且无线节点GW1WD3之后是下一个最近的，以此类推无线网状网络90中的每个节点等等。在相对于无线网关GW2的无线网状网络 92中，无线节点GW2WD3是最近的无线节点GW2WD2是下一个最近的，然后是无线节点GW2WD1，以此类推无线网状网络92中的每个节点。类似地，在相对于无线网关GW3的无线网状网络94中，无线节点GW3WD1 是最近的，无线节点GW3WD8是下一个最近的，然后是无线节点GW3WD9，以此类推无线网状网络94中的每个节点。注意，仅将直接通信的那些无线节点考虑作为彼此的邻居。
同样地，无线网状网络90、92、94彼此相对，并且一个网络的无线节点相对于不同无线网状网络的无线节点。例如，无线网状网络90和94按照覆盖区域彼此“重叠”，并且无线网状网络92和94彼此重叠。还应当注意的是，尽管图3描绘了二维的无线网状网络，但实际上无线网状网络可以在所有三个维度上扩展，使得无线节点可以高于或低于网关和/或相邻无线节点的水平级别。另外，无线节点可以彼此邻近以便通常被认为是邻居，但是由于某种形式的电磁和/或结构干扰，否则无线节点不能彼此建立通信链路。
如已知的，每一个网关GW1、GW2、GW3都可以收集关于其无线网状网络90、92、94的信息，包括关于无线网状网络中的每一个无线节点的信息。例如，如上面关于无线网状网络70所述的，网络管理器软件可以用于调度通信并定义无线网状网络90、92、94内的通信路径。具体地，网络管理器为从网关到各个无线节点发送的消息定义通信路径，反之亦然。通信路径由网络管理器使用从无线节点中的每一个接收的信息进行分配。随着每一个无线节点都被引入到网络中，无线节点与范围内的其它无线节点通信以确定其邻居(即，与无线节点直接活动通信的其它无线节点或网关)。每一个无线节点都测量接收信号的强度，称为接收信号强度指示符(RSSI)， RSSI是在与邻居的每一次通信期间，在与其邻居的通信有关的其它统计数据中的接收信号的功率的量度。
关于每一个节点的邻居和相对应的RSSI的信息可以被发送到网关90、 92、94并且由网络管理器软件使用。例如，网络管理器软件可以使用邻居信息和RSSI信息以确定用于网关与无线节点中的每一个之间的传入和传出消息的通信路径。对于每条通信路径而言，网络管理器软件为路由中的各种跳确定相邻节点。通信路径内的无线节点可以被分类为父或子，其中父是通过其自身为另一个设备(其子)传递通信的设备，并且孩子是通过另一个设备(父)到达第三个设备或网关的设备。
无线节点GW1WD1-GW1WD9、GW2WD1-GW2WD10和 GW3WD1-GW3WD9中的每一个都周期性地将其通信统计报告给相对应的网关90、92、94。网络管理器软件使用这些统计来确定通信路径并分配消息的时隙。通信统计可以包括对邻居、从每一个邻居中接收的信号强度指示符(RSSI)、对每一个邻居的接收信号强度指示符(RSSI)、与每一个邻居成功通信的百分比、到该特定节点的父和子的数量，父-子比率，父-邻居比率和子-邻居比率的识别，无论无线节点是否在网关的范围内以及无线节点是否与网关直接通信。另外，每一个无线节点都可以报告其电池状况的指示，诸如剩余电量、电池稳定性、充电速率/时间以及其它电池诊断。
另外，使用诸如网络管理器软件之类的诊断工具可以在无线网状网络识别夹紧点(即，其失效将导致至少一个其它无线节点不再具有到该网关的通信路径的无线节点)。作为一个示例，网络管理器软件可以利用夹紧点诊断工具来确定网状网络内的夹紧点。在标题为“Wireless Mesh Network With Pinch Point and Low Battery Alerts”的美国申请No.2011/0164512中公开了夹紧点分析的示例，其内容明确地通过引用并入本文。如其中所公开的，存在若干中用于确定网络内的夹紧点的方法。例如，用于网关的最小邻居数量的最佳实践可以用作对夹紧点条件的指示(例如，如果少于五个设备与网关直接通信(或在该范围内)，或者如果少于网状网络中所有无线节点的百分比都在网关的范围内)。然而，注意的是，这指示存在可能的夹紧点，但不一定哪个(多个)无线节点充当夹紧点。
识别夹紧点的另一种方法利用每一个无线节点的最大数量的邻居。如果特定无线节点具有大量邻居(例如，大于阈值数量)，则这可以指示它是夹紧点。
识别夹紧点的另一种方法利用每一个无线节点的父-孩子的比率、父- 邻居和/或子-邻居的比率。如果无线节点具有异常大的或异常小的父-孩子的比率、父-邻居的比率或孩子-邻居比率，则可以识别夹紧点。也可以使用网络内平均值的父-子比率、父-邻居的比率或子-邻居比率的统计偏差作为夹紧点的指示。另外，特定无线节点处的邻居数量相对于网络内每一个无线节点的平均邻居数量的统计偏差可以指示该特定无线节点是夹紧点。
如关于图4示出了另一种用于识别夹紧点的方法，其使用由无线节点提供的邻居信息来基于无线节点和网关之间的通信路径来识别夹紧点，而不需要用于设备的父/子信息。图4是显示对网状网络内的每一个无线节点‘X’的评估以确定其是否为夹紧点的夹紧点分析例程200的流程图。在评估无线节点‘X’中，除了在块202处处于评估中的无线节点‘X’外，例程访问(access)具有邻居的无线节点(A)的集合。对于该集合中的每一个无线节点‘A’而言，例程200从假定无线节点‘A’都不能到达网关开始。对于具有邻居的无线节点(A)的集合中的每一个无线节点‘A’而言，在块204处，例程200确定无线节点‘A’是否具有作为邻居的网关。如果无线节点‘A’具有作为邻居的网关(即直接与网关进行通信)，则在块206 处无线节点‘A’被添加到能够与网关进行通信的无线节点(C)的集合。另外，在块208处，无线节点‘A’中从不能到达网关的无线节点(A)中移除。然后在块210处例程200继续到该集合内的下一个无线节点‘A’。替代地，如果无线节点‘A’在块204处不具有作为邻居的网关，则在块 210处例程200继续到下一无线节点‘A’。如果存在另一个要测试的无线节点‘A’，则例程200返回到块202并重复该过程。这一直继续到最后一个无线节点‘A’被评估为止。
已经如上面评估了无线节点‘A’中的每一个并且移除了那些具有作为邻居的网关的节点，则在块212处得到的无线节点(B)集合是来自具有不包括网关的邻居的无线节点(A)集合。也就是说，所得到的无线节点(B) 的集合是那些没有作为邻居的网关的并且仍然被假定为不能够间接到达网关(即，与网关进行通信)的无线节点。
然后在块214处例程200继续测试无线节点(B)的集合中的每一个不能到达网关的无线节点‘B’。具体地，例程200确定无线节点‘B’是否具有能够到达网关的无线节点(C)的集合中相邻的无线节点‘C’。如果无线节点‘B’在可以到达网关的无线节点(C)的集合中确实具有邻居，则认为无线节点‘B’被认为与网关间接通信，并且在块216处将无线节点‘B’添加到可以到达网关的无线节点组(C)的集合。另外，在块218处，无线节点‘B’从不能到达网关的无线节点(B)集合中移除。然后，例程200 在块220处继续到集合内的下一个无线节点‘B’。替代地，如果在块214 处的无线节点‘B’不具有来自无线节点(C)的集合的邻居，则例程200 继续到下一个无线节点‘B’。如果存在另一个要测试的无线节点‘B’，则例程200返回到块212并重复该过程。这一直继续到无线节点(B)的集合中的最后一个无线节点‘B’被评估为止。
已经如上面评估了无线节点‘B’中的每一个并且移除了那些具有作为邻居的无线节点‘C’的节点，则在块222处，例程200确定是否不能到达网关的设备(B)的集合是空的。如果答案为是，则在块214处无线节点X 不被认为是夹紧点，因为例程200已经确定除了无线节点‘X’之外的所有无线节点都能够与网关进行通信，并且针对无线节点‘X’的例程200结束。
另一方面，如在块222处所确定的，如果不能到达网关的无线节点(B) 集合不是空的，则例程200确定无线节点‘B’是否从无线节点(B)的集合中被移除，如果答案为是，则例程200返回到块212以评估剩余无线节点‘B’中的一个或多个是否现在具有作为邻居的无线节点C，每次无线节点‘B’从无线节点(B)的集合中被移除并被添加到无线节点(C)的集合中时，该无线节点(C)的集合被更新。如果答案为否，则由于无线节点 (B)的集合中剩余的无线节点不能在没有无线节点X的情况下到达网关，因此在块226处将处于评估中的无线节点X识别为夹紧点。在该点处，例程200结束。针对在网状网络16内被识别为具有邻居的每一个无线节点X 重复图4中所示的过程。当使用图4的例程200评估了所有无线节点时，结果是识别为网状网络内的夹紧点的完整集合。
在现场设备和控制器在过程控制系统内实施时，无线节点被添加到网络。同样地，现场设备和控制器可能脱机或从过程控制系统中移除，从而从无线网状网络中移除无线节点。随着无线节点被添加到网络或从网络中移除，通信路径可能改变。因此，每一个网关、主计算机13和/或服务器 24都可以使用各种诊断工具周期性地收集关于无线网状网络的信息，以便识别、定义和/或更新其中的通信路径。然而，由于无线节点可能被添加或脱机，并且通信路径改变，因此每一个无线网状网络的拓扑结构都改变。相反，无线网状网络可能发展连接性问题，诸如夹紧点、网络负载不均衡或违反最佳实践。
例如，返回参考图3，无线节点GW3WD1是关于无线节点GW3WD4 的夹紧点。也就是说，GW3WD4仅取决于用于无线网状网络94内的通信的GW3WD1。夹紧点本身可以降低通过夹紧点进行通信的无线节点的通信可靠性，并限制通过夹紧点进行通信的无线节点的带宽。此外，夹紧点可能消耗另外的功率来发送增加的通信负载，这可能导致电池供电的无线节点的电池电平的更快消耗，这又导致在夹紧点中的通信设备故障和取决于用于到达网关GW3的夹紧点GW3WD1的无线节点GW3WD4的通信设备故障。
作为另一个示例，维护稳健的、自我修复网状网络的最佳实践规则可以具有其中每一个网关都应当具有至少五个邻居的标准，并且每一个无线节点都应当具有至少三个邻居。在图3的网状网络90、92、94中，网关 GW2具有少于五个的邻居，并且无线节点GW1WD6、GW1WD8、GW2WD1、 GW2WD8、GW2WD9、GW3WD2、GW3WD4、GW3WD5、GW3WD9和 GW3WD10各自具有少于三个的邻居。当然，可以应用其它标准以取决于特定的最佳实践要求确定无线网状网络的拓扑结构。此外，可能遵守最佳实践规则并不总是可能的，但尽管如此，维护努力仍有可能遵守最佳实践规则。
为了维护无线网状网络90、92、94，可以周期性地分析每一个网络的拓扑以识别连接性问题，诸如夹紧点、负载不平衡和最佳实践违规。作为这种分析的结果，可以开发计划来重新配置无线网状网络中的每一个，其包括将无线节点从一个无线网状网络逻辑转移到另一个无线网状网络。图5 描绘了无线网状网络90、92、94的重新配置的示例。具体地，无线节点 GW3WD10和GW3WD6已被逻辑地转移到无线网状网络90。也就是说，无线节点GW3WD10和GW3WD6的物理位置相对于图3中描述的内容没有改变。此外，响应于来自网关GW3的转移命令，GW3WD10已经停止与无线网状网络94中的其邻居GW3WD7的直接通信，并且已经建立了与其新邻居GW1WD1、GW1WD4、GW1WD5、GW3WD6的直接通信，以及与无线网状网络90中的网关GW1的间接通信。类似地，响应于来自网关GW3 的转移命令，GW3WD6停止与无线网状网络94中的邻居GW3WD3和 GW3WD5的通信，并建立与GW1WD4、GW1WD5、GW1WD8和GW3WD10 的直接通信，以及与网关GW1的间接通信。另外，重新配置逻辑地将无线节点GW3WD4从无线网状网络94转移到无线网状网络93，将无线节点 GW1WD6从无线网状网络90逻辑地转移到无线网状网络94，并且将无线节点GW2WD7、GW2WD8和GW2WD9从无线网状网络92转移到无线网状网络94。如图5所示，这消除了图3的配置中存在的夹紧点。而且，虽然仍然存在某些最佳实践违规(即，GW3WD9、GW2WD7、GW3WD4、 GW2WD1和GW2)，但是在图5的重新配置中考虑了连接性问题中的许多，包括负载不平衡和夹紧点，并且网状网络90、92、94中的每一个都可以被认为整体上更加稳健。
为了以减少网络(以及过程系统)停机时间和最小化其它无线节点的中断的方式逻辑地转移无线节点GW1WD6、GW2WD7、GW2WD8、 GW2WD9、GW3WD4、GW3WD6和GW3WD10，对节点的转移应当遵循特定的顺序。也就是说，如果用于转移的无线节点没有以适当的顺序进行转移，则无线节点到另一个网络的转移可能使源无线网状网络(即，从其中无线节点正在被转移的网络)中的网关与(多个)另一个无线节点隔离。类似地，如果无线节点在另一个无线节点之前被转移到另一个网络，则所转移的无线节点可以与目的地无线网状网络(即，无线节点正被转移到的网络)的网关隔离。
例如，比较图3和5，如果转移未被适当地进行排序，则无线节点 GW2WD8和GW2WD7可能在GW2WD9之前被转移到无线网状网络92。这将使GW2WD9与网关GW2隔离，在这种情况下，网关GW2将不能发送用于将无线节点GW2WD9转移到无线网状网络94的转移命令。另一方面，如果在GW2WD8和GW2WD9之前将无线节点GW2WD7转移到无线网状网络，并且在GW3WD4被转移到无线网状网络92之后，无线节点 GW2WD7将与网关GW3隔离。虽然这些问题可能最终得到解决，但它仍然导致系统停机和可以利用适当的转移序列以其它方式避免其它无线节点的通信中断。该排序可以由网络管理器执行，其中网络管理器在无线网状网络90、92、94之间共享。替代地，该排序可以由不同的集中式实体执行，该集中式实体可以与无线网状网络90、92、94中的每一个(诸如服务器 24或工作站13)进行通信。
为了对多个无线网状网络之间的多个无线节点的转移进行排序，可以将用于转移的无线节点收集并构建成子集，其中子集又构成集合。图6描绘了用于收集和构建无线节点GW1WD6、GW2WD7、GW2WD8、GW2WD9、 GW3WD4、GW3WD8、GW3WD6和GW3WD10以便于无线网状网络90、 92、94之间的逻辑转移的例程250。一般而言，收集和构造例程250提供结构以便以跨越多个无线网状网络被均衡的方式评估用于转移的无线节点，使得例如在任何无线节点被转入之前没有一个无线网状网络具有大部分或全部无线节点的转移。
假定离网关最远的无线节点通常更多地依赖于用于通信的其它无线节点(即，的孩子)，并且不太可能依赖于用于通信的其它无线节点(即，的父)，例程250利用每一个无线节点的跳数(即，尽管数据必须从网关通过的中间无线节点的数量)以将无线节点构建为子集。由于无线网状网络通常是自组织、自我修复网状网络，网关和无线节点之间可能存在多条通信路径。为了该例程的目的，使用最短的通信路径。例如，无线节点GW2WD9 具有一条经由GW2WD8-GW2WD5-GW2WD2的与网关GW2之间的通信路径，以及另一条经由GW2WD7-GW2WD6-GW2WD4-GW2WD3的与网关 GW2之间的通信路径。第一通信路径具有三个跳跃(hop)，而第二通信路径具有四个跳跃。因此，第一通信路径被用于例程250，使得无线节点 GW2WD9是距离网关GW2的三个跳跃。
在另一个示例中，通常使用的诊断工具(traceroute)确定网络中的通信路由并且测量跨越网络的消息的传送延迟。如通常所知的，traceroute发送被寻址的回波请求分组的序列到目的地节点。Traceroute通过调整生存时间(TTL)(跳跃限制(hop limit))网络参数来确定通信路径中经过(traverse) 的中间节点。TTL(跳跃限制)值在通信路径中的每一个节点处递减，当 TTL值已达到零时丢弃分组，并且错误消息返回到指示时间超过的消息起点。对于每一个连续发送的分组集合而言，增加了TTL值(跳跃限制)，其中第一分组集合具有为1的跳跃限制值，期望它们不被第一节点转发。第一个节点然后将错误消息返回到原节点。下一个分组集合具有为2的跳跃限制值，使得它们不会被转发到通信路径中的第二个节点之外，并且第二节点将发送错误答复。这一直持续到目的地节点接收到分组并且返回回波应答消息。traceroute使用返回的消息产生分组经过的节点的集合。沿着路径返回的每一个节点的时间戳值都是迟延(延迟)值，通常以毫秒进行测量。因此，可以为网络确定跳跃数量和等待时间值，并且又可以为网络确定通信路径。根据该诊断工具确定的跳跃数量可以用作要转移的无线节点的跳数。
下面的表1显示了用于转移的无线节点、源无线网状网络、目的地无线网状网络、以及跳数。无线网状网络由网关指定。
表1
作为用于收集和构件无线节点的初始步骤，例程250在块252处根据源无线网状网络的公共网关建立了用于转移的无线节点的子集。因此，作为唯一的用于从无线网状网络90转移无线节点的无线节点GW1WD6将处于具有作为网关的GW1的其自己的子集中。来自无线网状网络92的 GW2WD7、GW2WD8和GW2WD9各自具有共同的网关GW2，并且处于另一个子集中。来自无线网状网络94的GW3WD4、GW3WD6和GW3WD10 各自具有第三子集公共的网关GW3。图7A是根据公共网关将用于转移的无线节点的子集构建在不同的子集的表示。注意到在这种类型的集合和子集中，子集被认为是集合的适当子集，因为每一个子集的所有元素都处于集合中，但是没有子集等于该集合。
进而，在块254处，根据从最高到最低的跳数，在相应子集中构造每一个无线节点。例如，参考图7B，根据具有源无线网状网络的相应的网关的跳数，在每一个子集中构建无线节点。因此，对于由网关GW2定义的子集而言，用于转移的无线节点被构造为GW2WD9(3个跳跃)，GW2WD8 (2)，GW2WD7(2)。类似地，对于由网关GW3定义的子集而言，用于转移的无线节点被构造为GW3WD10(3)、GW3WD6(2)、GW3WD4(1)。对于网关GW1而言，再次只有一个用于转移的无线节点。
返回参考图6，一旦无线节点根据与源无线网状网络的网关一起的跳数被构建在每一个子集中，则例程250通过在块256处的每一个子集中的第一无线节点的跳数来构造该子集的集合。例如，参考图7C，假定其中用于转移的第一无线节点是具有跳数为三的GW2WD9，则首先在该集合中构建与网关GW2相关联的子集。与网关GW3相关联的子集接下来基于无线节点GW3WD10的跳数构建在集合中，然后是具有网关GW1的子集。如图 7B和7C所示，与网关GW2和GW3两者相关联的子集均具有带有相同跳数(即3)的第一无线节点，尽管与网关GW2相关联的子集被构造在与图 7C中的网关GW3相关联的子集之前。在一个实施例中，为了确定当多个子集拥有具有相同跳数的第一无线节点时首先构建哪个子集，在块256处的构建可以继续按照子集的顺序比较无线节点跳数，直到来自一个子集的无线节点具有比来自另一个子集的相对应的无线节点更大的跳数。例如，在图7B和7C中，在与网关GW2相关联的子集中的下一个无线节点(即， GW2WD8)具有与网关GW3相关联的子集中的下一个无线节点(即， GW3WD6)相同的跳数(即，3)。这样，在块256处的例程250比较每一个子集中的下一个无线节点(即，GW2WD7和GW3WD4)，在这种情况下，与网关GW2相关联的子集中的无线节点具有比在与网关GW3(即，1)相关联的子集中的无线节点更高的跳数(即，2)。这样，与网关GW2相关联的子集被构建在与网关GW3相关联的子集之前。然而，如果任一个子集没有更多的无线节点进行比较，则具有更多无线节点的另一个子集将首先被构建。在两个子集都没有更多的无线节点进行比较的情况下，则可以首先对任一子集进行构建。
在已经构建了用于转移的无线节点之后，例程250在块258处建立了用于“新的”无线网状网络的另一个无线节点集合，而无需用于转移的无线节点。参考图7D，将由网关描绘的无线网状网络中的每一个对应于其中具有将不被转移的无线网状网络的无线节点的子集。如下面进一步公开的，随后在对每一个用于转移的无线节点的分析期间使用和更新该“新的”无线网状网络的集合。
在块260处，例程250根据前面的步骤建立了用于转移的无线节点的累积集合。具体地，如图7E所示，例程250采用根据块252-256建立和构建的子集，并建立子集的组合作为用于转移的无线节点的子集。然而，应当注意的是，这不一定是用于转移的无线节点针对转移顺序优先化进行评估的顺序。相反，这是用于转移的无线节点的集合，如由上面构建的多个子集所定义的。更具体地，该用于转移的无线节点的第一集合被构建为具有公共网关的用于转移的无线节点的子集，根据从最高到最低的具有网关的跳数在其中对每一个无线节点进行排序，然后根据具有在每一个子集中的最高跳数的用于转移的无线节点在集合中构建子集。这样，图7E描绘了用于转移的无线节点的第一集合被分离为构成第一集合的子集，每一个子集的无线节点与源无线网状网络的相同网关进行通信，并且其中根据每一个无线节点与网关的连接的跳数。进而，根据每一个子集中具有最高跳数的无线节点，将子集构建在第一集合中。
在块262处，例程250为用于转移的无线节点建立第二集合。该第二集合最初是空集，因为它不包含用于转移的任何无线节点。然而，随着用于转移的每一个无线节点通过评估，无线节点以转移的优先级顺序被附加到第二集合。这样，一旦每一个用于转移的无线节点已经被评估并被附加到第二集合，则第二集合为无线节点提供转移的序列。
为了评估在第一集合中的用于转移的每一个无线节点(例如，图7E)，执行对源无线网状网络的预测分析以识别对无线节点的转移的影响。通常，在没有处于评估中的无线节点的情况下分析源无线网状网络，以识别不能与网关进行通信的任何无线节点。另外，执行对处于评估中的无线节点的预测分析以识别在无线节点本身上的转移到目的地无线网状网络的影响。通常，将处于评估中的无线节点作为目的地网络的一部分进行分析，而无需要转移的任何其它无线节点以识别处于评估中的无线节点是否能够与目的地无线网状网络的网关进行通信。假定源无线网状网络不受无线节点的转移的影响，并且无线节点能够与目的地无线网状网络网关进行通信，则无线节点通过评估并将其附加到要转移的无线节点的第二集合。
图8描绘了用于预测地分析无线节点在源无线网状网络上的转移的影响以及无线节点与目的地无线网状网络的网关进行通信的能力的转移影响分析例程300。从块302开始，例程300从以要转移的无线节点的集合的第一子集中的无线节点开始。第一无线节点对应于具有公共网关的无线节点的子集中具有最高跳数的无线节点，并且第一子集对应于具有公共网关的无线节点的子集，其中该公共网关具有带有所有子集中的最高跳数的无线节点。使用上面图7E中的示例，第一子集将是GW2的子集，并且第一子集中的第一无线节点将是具有跳数为三的GW2WD9。在对GW2WD9的评估下，源无线网状网络是GW2，目的地无线网状网络是GW3。
在块304处，转移影响分析例程300对无线节点转移出源无线网状网络的影响执行预测分析。具体地，转移影响分析例程300可以模拟源无线网状网络，而无需处于评估中的无线节点。如本领域普通技术人员所熟知的，可以使用网络仿真器或模拟器来执行这种模拟，以模拟源无线网状网络而无需处于评估中的无线节点。利用这种模拟，转移影响分析例程300 分析源无线网状网络而无需正在评估无线节点以确定剩余无线节点中的每一个是否可以与网关进行通信。换句话说，在块304处的预测分析确定源无线网状网络中剩余的任何无线节点是否仅仅依赖于处于评估中的无线节点以便与网关进行通信。为了说明另一种方式，在块304处的预测分析确定处于评估中的无线节点是否是其被评估时的夹紧点。如果预计处于评估中的无线节点的转移将使得另一无线节点隔离，则无线节点不附加到第二集合。
作为示例，在块304处的预测分析可以利用使用模拟源无线网状网络的图4的夹紧点分析200，以识别无线节点是否取决于处于评估中的无线节点。然而，不是将例程200应用于模拟源无线网状网络内的无线节点中的每一个，而是仅需要将例程200应用于处于评估中的无线节点。也就是说，代替识别现有网络中的所有夹紧点，可以使用处于评估中的无线节点作为源网络的模拟中的无线节点‘X’来执行例程200。更具体地，例程200的结果执行将包括评估被假定为不能到达网关的无线节点(B)的集合中的无线节点中的每一个，并且移除具有作为邻居的无线节点‘C’那些无线节点。这消除了可以经由不涉及处于评估中的无线节点的通信路径与无线网关进行通信的那些无线节点。在块224之后的在无线节点(B)的集合中剩余的任何无线节点被认为取决于处于评估中的无线节点，这意味着如果处于评估中的无线节点过早地被转移，则预测另一无线节点要被隔离，如在转移影响分析例程300的块306处所确定的。也就是说，转移影响分析例程300 可以利用所得到的无线节点(B)的集合作为在没有用于提供通信中继的另一个无线节点的情况下、处于评估中的无线节点被过早地转移时无法到达网关的无线节点的识别。
在GW2WD9的情况下，使用GW2WD9作为无线节点X(其假定从无线网状网络92中移除)执行夹紧点分析200，导致无线网状网络92中对所有剩余无线节点的评估(假定它们不能到达网关GW2)，并且去除那些直接到达网关GW2或者具有先前已经被确定为能够到达网关GW2的无线节点(C)的集合中的邻居的那些。在这种情况下，由于所有剩余的无线节点 GW2WD1-GW2WD8仍然能够直接或间接与网关GW2进行通信，因此在块304处的预测分析不识别源无线网状网络92中的任何隔离的无线节点。
在块304处执行预测分析之后以识别模拟源无线网状网络中的任何隔离的无线节点，并且在块306处确定没有将与转移隔离的无线节点，转移影响分析例程300继续到块308来预测对目标无线网状网络中处于评估中的无线节点的转移的影响。本领域普通技术人员将理解的是，在块304和 308处的预测分析不需要以图8中所描绘的顺序进行排序，并且可以是在块 304处的预测分析(以及随后在块306处的后续确定)之前执行在块308处的预测分析(以及在块310处的后续确定)。
在块308处的预测分析了当被转移时，处于评估中的无线节点是否将能够与目的地网络的网关进行通信。具体地，转移影响分析例程300模拟具有处于评估中的无线节点的目的地无线网状网络，并且没有任何将被转移出的无线节点。再次，可以使用网络仿真器或模拟器执行模拟，以模拟具有处于评估中的无线节点的目标无线网状网络，并且不需要被转移出去的要执行的其它无线节点。通常，网络模拟器或仿真器将地址分配到转移的无线节点，以测试网关与转移的无线节点之间的通信能力。
在一个示例中，模拟目的地无线网状网络可以使用ping命令来经由模拟目的地无线网状网络中的某个通信路径来验证网关与转移的无线节点之间的连接性。更具体地，可以发送ping命令以验证转移的节点是否可以到达网关。任一个无线节点经由模拟的无线网状网络向网关发送回声(echo) 请求并等待回声应答，或者网关向转移的无线节点发送回声请求并等待回声应答。如果回声请求到达其目标并且该目标能够获得返回到源的回声应答，则ping成功，并且如果ping成功，则所转移的无线节点被确定为能够与网关进行通信(到达网关)。如果回声答复未被ping命令的源接收到，则如果在块310处在另一无线节点之前被转移，则转移影响分析例程300确定处于评估中的无线节点将与目的地无线网状网络隔离。
在另外的示例中，模拟目的地无线网状网络可以使用traceroute命令来经由模拟目的地无线网状网络中的某个通信路径来验证网关和转移的无线节点之间的连接性。如果traceroute命令不成功，则这可能具有确定通信路径故障的附加的好处，因为它可以用于发现分组到达目标的路径，以及通信路径到目标故障(break down)的位置。在模拟的目的地无线网状网络中， traceroute命令记录来自通信路径中每一个无线节点的每一个“超过时间”消息的源，以便提供分组到达所转移的无线节点的路径的踪迹。任一转移的无线节点或网关都可以执行traceroute命令。在任何一种情况下，源发送出数据报序列(每一个都具有增加的生存时间(TTL)值)到无线节点的无效端口地址。(多个)初始数据报具有为1的TTL值，由此一旦它击中(hit) 通信路径中的第一个无线节点，就会导致数据报“超时”。然后该无线节点以指示数据包已过期的“超过时间”消息进行响应。(多个)下一个数据报具有为2的TTL值，一旦它到达到转移的无线节点的通信路径中的第二无线节点，就导致数据报“超时”，并且第二无线节点返回“超过时间”消息。该过程一直持续到数据报到达目标为止，直到源接收到来自到目标的目标通信路径中每个无线节点的“超过时间”消息。当数据报到达目标(网关或转移的无线节点)时，(多个)数据报尝试访问目标处的无效端口，并且目标响应指示不可到达的端口的“端口不可到达”消息。“端口不可到达”消息指示转移的无线节点能够与网关进行通信(到达网关)。如果“端口不可到达”消息没有被traceroute命令的源接收到，则转移影响分析例程300 确定如果在块310处另一个无线节点之前转移，则处于评估中的无线节点将与目的地无线网状网络隔离。
在GW2WD9的情况下，尽管假定GW3WD4、GW3WD6和GW3WD10 已经被转出，在GW2WD9和网关WD3之间执行ping命令、traceroute命令或类似的诊断工具导致“回声应答”消息，“端口不可到达”消息或者源所接收的可比较的消息。在这种情况下，由于GW2WD9能够直接或间接经由GW3WD2或GW3WD1与网关GW2进行通信，因此在块304处的预测分析不将GW2WD9识别为在目的地无线网状网络94中被隔离。
响应于确定处于评估中的无线节点的转移将不留下在模拟的源无线网状网络中隔离的任何其它无线节点并且不留下在模拟的目的地无线网状网络中隔离的处于评估中的无线节点，转移影响分析例程300将处于评估中的无线节点附加到要转移的无线节点的第二集合。作为一个示例，可以使用图12中所示的例程来执行对无线节点的附加，这将在下面进一步描述。
另一方面，在处于评估中的无线节点的转移在块306处将至少一个其它无线节点保持(leave)在模拟源无线网状网络中隔离状态，或者在块310 处将导致处于评估中的无线节点与模拟目的地无线网状网络隔离，转移影响分析例程300在块312处考虑是否应当执行“盲式转移”。更具体地，转移影响分析例程300可能遇到最坏情况的情况，其中另一个无线节点应当在处于评估中的无线节点之前被转移到目标无线网状网络。在图9中描述了这种最坏情况的示例。
参考图9，来自无线网状网络96、98的无线节点正被转移到目的地无线网状网络100。具体地，节点GW4WD1、GW4WD2、GW4WD3和GW4WD4 正在从具有网关GW4的无线网状网络96转移到具有网关GW6的无线网状网络100。类似地，节点GW5WD1、GW5WD2、GW5WD3和GW5WD4 正在从具有网关GW5的无线网状网络98转移到无线网状网络100。为了将GW4WD4和GW5WD4转移到无线网状网络100，无线节点GW4WD3 和/或GW5WD3中的任一个应当首先将按照GW4WD4和GW5WD4的顺序被转移以与与网关GW6通信。
然而，无线节点GW4WD3和/或无线节点GW5WD3的转移将隔离无线节点GW4WD4和/或无线节点GW5WD4。例如，无线节点GW4WD4仅经由无线节点GW4WD3与网关GW4间接通信，并且无线节点GW5WD4 仅经由无线节点GW5WD3与网关GW5间接通信。同时，为了在转移之后建立与网关GW6的通信，GW4WD4和GW5WD4两者都需要GW4WD3 和/或GW5WD3中的任一个来首先转移并建立与网关GW6的通信。然而，在GW4WD4将GW4WD4保持与网关GW4隔离之前将GW4WD3转移到目的地无线网状网络100，并且不能接收到转移命令。同样地，在GW5WD4 将GW5WD4保持与网关GW5隔离之间将GW5WD3转移到目的地无线网状网络100。
因此，转移影响分析例程300将陷入无限循环。也就是说，对用于转移到目的地无线网状网络100的无线节点GW4WD3(或GW5WD3)的评估将导致在块306处确定无线节点GW4WD4将在源无线网状网络96中被隔离(或GW5WD4将在源中隔离无线网状网络98中被隔离)。另一方面，对用于转移到目的地无线网状网络100的无线节点GW4WD4(或GW5WD4 的评估将导致在块310处确定无线节点GW4WD4(或GW5WD4)将在目的地无线网状网络100中被隔离。
因此，响应于在块306和/或310处的这种确定，转移影响分析例程300 维持例程300未出在次数数量的块312处的计数，例程300已经分析了处于评估中的无线节点。例如，通常可能是需要按照序列稍后转移无线节点，以便于避免隔离源无线网状网络中的另一个无线节点，或者需要将另一个无线节点转移到目的地无线网状网络，以便于避免在目的地无线网状网络中隔离处于评估中的无线节点的情况。不是立即移动到跳过条件，而是转移影响分析例程300可以继续根据用于转移的无线节点的集合评估用于转移的无线节点，并且仅在对特定无线节点的评估的预定数量确实做了影响传送分析例程300之后回到跳过条件。
假定无线节点未被评估为最大尝试次数，如在块312处所确定的，在块314处选择来自下一个无线网状网络的下一个无线节点以便于评估。例如，返回参考图7E中用于转移的无线节点的集合，如果无线节点GW2WD9 正在评估中，则下一无线网状网络将是GW3，其中无线节点GW3WD10是下一个无线节点。这样，无线节点GW3WD10是用于评估的下一个无线节点。转移影响分析例程因此评估用于转移的无线节点中的每一个，直到已经评估了所有无线节点，此处(at which point)转移影响分析例程300将继续重新评估尚未被排序以用于转移的任何无线节点。
在如块312处所确定的次数的预定数量之后无线节点未被转移影响分析例程300排序以便于转移的情况下，转移影响分析例程300可以回到跳过条件以避免无限循环。图10中显示了跳过条件例程400的示例。总之，跳过条件例程400提供用于选择用于从源无线网状网络到目的地无线网状网络的“盲目”转移的无线节点的过程。该转移被认为是“盲目的”，因为它主要基于其对源无线网状网络的影响，并且不考虑无线节点对目标无线网状网络的影响以打破无限循环。一旦跳过条件例程400确定将哪个无线节点转移到目的地无线网状网络，则跳过条件400例程就回到图12的附加例程(在下面进一步描述)，以将该无线节点包括在转移序列中。如果再次遇到无限循环的情况，转移影响分析例程300将再次利用跳过条件例程400 以便于另一个“盲目”转移。
从块402开始，跳过条件例程400重新构建剩余的无线节点，以便从具有最高跳数以及其有源无线网状网络的无线节点转移到具有最低跳数以及其各自的有源无线网状网络的无线节点。例如，图9所示的示例性场景中用于转移的无线节点的集合将由图11A中所示的收集和构件例程250进行构件。在转移影响分析例程300期间，在块308处对无线节点GW4WD4 的评估导致GW4WD4将与目的地无线网状网络100的网关GW6隔离的结论，表示至少一个其它无线节点需要首先被转移。然而，转移影响分析例程300对剩余无线节点的评估将导致没有可以在GW4WD4之前转移的无线节点，这将不会导致从源无线网状网络隔离另一个无线节点或导致隔离正在评估无线节点。因此，跳过条件例程400被调用，并且在块402处，图 11A的无线节点根据从最高到最低的跳数被重新构建到如图11B所示的第三集合。
在块404处，跳过条件例程400从第一无线节点开始，如由先前步骤产生的结构中所提供的。第一无线节点对应于用于转移的剩余无线节点中具有最高跳数的无线节点。使用上面图11B中的示例，第一无线节点将是具有跳数为六的GW4WD4。在对GW4WD4的评估下，源无线网状网络是具有网关GW4的源无线网状网络，目的地无线网状网络是具有网关GW6 目的地无线网状网络。
在块406处，跳过条件例程400对无线节点被盲式转移出源无线网状网络的影响执行预测分析。类似于转移影响分析例程300，跳过条件例程 400可以使用例如网络仿真器或模拟器在没有处于评估中的无线节点的情况下模拟源无线网状网络。利用这种模拟，跳过条件例程400分析源无线网状网络，而无需正在评估无线节点，以确定剩余无线节点中的每一个是否都可以与网关进行通信。如果对处于评估中的无线节点的转移预计使得另一个无线节点保持隔离，则该无线节点不用于盲式转移。
作为示例，块406处的预测分析可以利用具有模拟源无线网状网络的图4的夹紧点分析200通过仅将处于评估中的无线节点(如无线节点‘X’) 应用到例程200，以识别无线节点是否取决于处于评估中的无线节点。更具体地，例程200的结果执行将包括评估被假定为不能到达网关的无线节点 (B)的集合中的无线节点中的每一个，并且移除具有作为邻居的无线节点‘C’的那些无线节点。这消除了那些可以经由不涉及处于评估中的无线节点的通信路径与无线网关进行通信的无线节点。在块224之后，在无线节点(B)的集合中剩余的任何无线节点被认为取决于处于评估中的无线节点，这意味着如果处于评估中的无线节点过早地被转移，则将预测另一无线节点被隔离，如在跳过条件例程400的块408处所确定的。
在GW4WD4的情况下，使用作为无线节点X的GW4WD4(假定其从无线网状网络96移除)执行夹紧点分析200导致了对无线网状网络96中的所有剩余无线节点(其被假定为不能到达网关GW4)的评估，并且移除那些直接到达网关GW4或者具有在先前已经被确定为能够到达网关GW2 的无线节点(C)的集合中的邻居的无线节点。在这种情况下，在块306处的预测分析不识别源无线网状网络96中的任何隔离的无线节点，因为所有剩余无线节点仍然能够直接或间接与网关GW4进行通信。
在块406处进行预测分析以识别模拟源无线网状网络中的任何隔离的无线节点之后，并且在块408处确定在转移GW4WD4的情况下在源无线网状网络中没有被隔离的无线节点，即使GW4WD4将不能与目的地无线网状网络100的网关GW6通信，跳过条件例程400继续将无线节点GW4WD4 附加到作为盲式转移的转移序列。另一方面，如果GW4WD4(或跳过条件例程400中正在评估的任何其它无线节点)将与源无线网状网络的网关 GW4保持隔离，则跳过条件例程400将继续在块410处评估下一个无线节点(即，GW4WD3)。
实际上，即使GW4WD4在转移时将不能与网关GW6通信，但是 GW4WD4至少能够从网关GW4处接收转移命令。此外，它不会使任何其它无线节点保持在源无线网状网络96中隔离，因此剩余无线节点将能够从 GW4接收转移命令。然后，当另一个无线节点被转移到无线网状网络100 时，诸如GW4WD3或GW5WD3，GW4WD4将能够与网关GW6通信。因此，GW4WD4将仅临时地与网关GW6隔离，而剩余无线节点可以由转移影响例程300进行排序并且随后根据转移顺序进行后续转移。
无线节点是否在转移影响例程300中通过评估或者在跳过条件例程 400中被选择用于盲式转移，无线节点使用附加例程被附加到用于转移的无线节点的第二集合，如在图12中所描述的附加例程500的示例。图12的附加例程200不仅将无线节点附加到第二集合，而且还修改了“新的”目的地无线网状网络的集合(图7E)和用于评估后续无线节点的第一集合(图 7D)。参考图12，附加例程500响应于源网状网络的第一预测分析和/或图 8中处于评估中的无线节点的预测分析而被启动。替代地，附加例程500可以响应于识别用于“盲目”转移的无线节点，其允许源无线网状网络中的剩余无线节点在图10的跳过条件例程400中与源无线网状网络的网关进行通信。
在块502处，无线节点被附加到用于转移的无线节点的第二集合，其中第二集合是基于无线节点如何被附加到第二集合而被构建的。更具体地，第二集合最初是空集。在图8中通过评估或图10中所选择的用于转移的第一无线节点首先被添加到第二集合，并且成为用于转移的第一无线节点。在图8中通过评估或图10中所选择的用于转移的下一个无线节点被添加到作为用于转移的第二无线节点的第二集合，等等。当用于从第一集合转移的所有无线节点已经被评估并附加到第二集合时，第二集合的最终结构指示将无线节点转移到其目的地网络的优先转移顺序。
在块504处，无线节点被添加到“新的”目的地无线网状网络。例如，当无线节点GW2WD9通过转移影响分析例程300的评估时，其不仅在块 502附加到第二集合，而且还被添加到图7E中的用于其目的地网络94的无线节点的集合(由网关GW3识别)。因此，当无线节点从一个无线网状网络转移到另一个无线网状网络时，可以假定目的地无线网状网络的拓扑结构来做出对后续无线节点的评估。例如，参考图7E，一旦无线节点GW2WD9 已经被评估并被附加到第二集合，则无线节点GW2WD9被包括在无线网状网络94的模拟中。然后，当评估无线节点GW3WD10时，其通过其具有无线节点GW2WD9的其源网络94的模拟。也就是说，具有GW2WD9的源网络94在GW3WD10为转移进行评估转移时成为用于GW3WD10的“当前”网络。类似地，当转移影响分析例程300评估GW2WD7时，其通过模拟具有包括在无线网状网络94中的无线节点GW2WD8和GW2WD9的其目的地无线网状网络94。这样，在转移影响分析例程300的块308处的对 GW2WD7的评估将导致在310处的决定，即GW2WD7将能够经由 GW2WD8或GW2WD9与无线网关GW3进行通信。
在块506处，将无线节点从用于转移的无线节点的第一集合中移除(图 7D)。因此，在没有该无线节点的情况下，进行对用于从第一集合中转移的无线节点的任何进一步评估。例如，如果无线节点GW2WD9被附加到用于转移的无线节点并且无线节点GW2WD9被从第一集合中移除，并且稍后遇到跳过条件例程400，其中跳过条件例程400必须选择用于盲式转移的无线节点，跳过条件将评估第一集合中的剩余无线节点，其中不包括无线节点 GW2WD9。相反，无线节点GW2WD9将被认为已经被转移到其“新的”目的地无线网状网络。
如果如在块508处确定的存在无线节点的第一集合中剩余的用于转移的任何无线节点，则附加例程500回到转移影响分析例程300以评估第一集合中的剩余无线节点。另一方面，如果第一集合为空(即，第一集合中用于传送的所有无线节点已经进行了评估并且被附加到第二集合)，则第二集合被完成并被结构化，使得其呈现针对用于转移的无线节点的优先转移顺序。然后可以在块510处传递第二集合，以便其中的无线节点的后续转移。在一个示例中，用于转移的无线节点的第二集合可以被传递到网关GW1、 GW2、GW3中的每一个，其中网关根据第二集合中的优先级序列向用于转移的无线节点发送转移命令。在另一个示例中，用于转移的无线节点的第二集合可以被传递到与无线网状网络(例如工作站13)中的每一个的网关进行通信的集中式计算系统，并且命令每一个网关根据第二集合的优先顺序向适当的无线节点发送转移命令。因此，即使在无线网状网络正在操作 (即，正在运行(live))时，多个无线节点也可以按照最小化无线网状网络的中断和停机时间的顺序在多个无线网状网络之间进行逻辑转移。
以下另外的考虑适用于前述讨论。贯穿本说明书，被描述为由服务器 150、UI设备112或者任何设备或例程执行的动作通常指代根据机器可读指令来操纵或变换数据的处理器的动作的过程。机器可读指令可以存储在通信地耦合到处理器的存储器设备上并且从该存储器设备中获取。也就是说，本文描述的方法可以通过存储在非暂时性计算机可读介质(即，在存储器设备上)的机器可执行指令集合来体现。这些指令在由相应设备(例如，服务器、用户接口设备等)的一个或多个处理器执行时使得处理器执行该方法。在本文中将指令、例程、模块、过程、服务、程序和/或应用称为存储或保存在计算机可读存储器或计算机可读介质上的情况下，词语“存储”和“保存”旨在排除暂时性信号。
此外，虽然术语“操作者”、“人员”、“人”、“用户”、“技术人员”以及类似的其它术语用于描述可能使用本文所描述的系统、装置和方法或与本文所描述的系统、装置和方法交互的过程工厂环境中的人，但是这些术语并不旨在进行限制。在描述中使用特定术语时，该术语部分地由于工厂人员参与的传统活动而被使用，但是并不旨在限制可能参与该特定活动的人员。
另外，贯穿本说明书，多个实例可以实现被描述为单个实例的组件、操作或结构。虽然一个或多个方法的单独操作被示出和描述为单独的操作，但是可以同时执行单独操作中的一个或多个，并且不需要以所示顺序执行操作。呈现为示例配置中的单独组件的结构和功能可以被实现为组合的结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以被实现为单独的组件。这些和其它变化、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。
除非另有具体说明，否则本文中使用诸如“处理”、“计算”、“核算”、“确定”、“识别”、“呈现”、“使得被呈现”、“使得被显示”等之类的词语可以指机器(例如，计算机)的动作或过程，该机器在一个或多个存储器 (例如，易失性存储器、非易失性存储器或其组合)、寄存器或其它接收、存储、发送或显示信息的机器组件内操纵或变换被表示为物理(例如，电、磁、生物、光)量的数据。
当用软件实现时，本文所描述的任何应用、服务和引擎可以存储在任何有形的、非暂时性计算机可读存储器中(例如在磁盘、激光盘、固态存储器设备、分子存储器存储设备或其它存储介质上)、在计算机或处理器的 RAM或ROM中等。虽然本文所公开的示例系统被公开为除了其它组件，包括在硬件上执行的软件和/或固件，但是应当注意的是，这种系统仅仅是说明性的，不应当被认为是限制性的。例如，可以想到，这些硬件、软件和固件组件中的任何一个或全部可以专门用硬件、专门用软件或用硬件和软件的任何组合来体现。因此，本领域普通技术人员将容易地理解，所提供的实施例不是实现这种系统的唯一方式。
因此，虽然已经参考了特定实施例来描述了本发明，但是这些特定实施例仅仅旨在是说明性的而非对本发明进行限制，但是对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所公开的实施例进行改变、添加或者删除。
还应当理解的是，除非在本专利中使用句子“如在本文中使用的，术语‘______’在此被定义为意味着…”或类似的句子明确的定义术语，没有将该术语的含义以明示或暗示的方式进行限制，超出其明示或通常的含义，且该术语不应被解释为限制在基于本专利的任何部分(除了权利要求的语言)的范围中。某种程度上说，就本专利最后的权利要求书中记载的任何术语以与单一含义一致的方式被引用到本专利中，这是为了清楚起见而完成的，只是为了不使读者混淆，并且并不意图通过暗示或其它方式限制这种权利要求术语的单一含义。最后，除非权利要求要素是通过列举“装置”和没有列举任何结构的功能来定义的，否则并不意图基于35U.S.C.§112(f)和/或预先AIA 35U.S.C.§112第6段的应用解释任何权利要求要素的范围。
而且，虽然前述文本阐述了许多不同实施例的详细描述，但应当理解的是，本专利的范围由本专利最后阐述的权利要求的词语限定。详细描述仅被解释为示例性的，并没有描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例即使不是不可能也是不切实际的。可以使用当前技术或在本专利申请日之后开发的技术来实现许多替代实施例，这仍然落入权利要求的范围内。