用于提供无线传感器网络中的可靠无线通信的方法_4

文档序号:9221909阅读:来源:国知局
有源气体或爆 炸报警的时间期间的工厂区域之内;在异常气候活动、例如严重雷暴的时间期间。
[0053]无线传感器网络中的各节点、例如无线装置3a_3p、无线路由器3r、无线接入点14 或无线网关1〇(图7)具有无线网络中的地址。各节点能够将包含测量、状态数据、控制信 息等的数据分组发送给主系统中的特定监测或控制单元,其中主系统在这种情况下表示工 业控制系统ICS12。无线传感器网络WSN也可连接到无线LAN的节点或接入点或网关,和 /或可以是运行适合于工业环境的任何无线电协议的另一种无线节点,例如由蓝牙特殊兴 趣组(SIG)所发布的任何标准、IEEE-802. 11的任何变化、WiFi、超宽带(UWB)、ZigBee或 IEEE-802. 15. 4、IEEE-802. 13或等效体等。可使用工作在ISM频带、例如来自ABB的称作 传感器和致动器的无线接口(Wisa)的协议的无线电技术。
[0054] 在本发明的另一个实施例中,该方法可修改成使用给定一对节点(其基于具有更 好或最佳传输质量度量的路由的预定历史信息来选择)之间的无线传输路径。这在图2的 流程图中概括。图2示出下列步骤: 29识别/检索无线传感器网络中用于送往给定节点的数据分组的一个或多个预定路 由,预定路由具有已知信噪质量量度, 30测量(a)在所识别的预定路由的一部分上来自两个或更多不同切换支路的所接收 分组的信号质量, 32识别(b)两个或更多不同极化切换支路的哪一个具有更大传输质量度量, 34将具有第一优先级的数据分组分配(c)给具有更大传输质量度量的切换支路, 39通过所识别的预定路由的一部分在具有更大传输质量度量的切换支路上传送(d) 具有第一优先级的数据分组(实时数据)。
[0055] 因此,每对无线现场装置、无线传感器3a_p或无线传输节点3r、10、14之间的无线 链路可部分基于历史测量预先确定、先前确定的最佳路由来选择29。这个所识别的路由可 被选择并且然后使用一个或多个极化切换支路来测量30,以识别32两个无线传感器或节 点之间的所选无线链路上的哪一个切换支路具有最佳传输质量度量。第一优先级业务然后 在具有最佳传输质量度量的切换支路上(并且通过所识别的预定路由的一部分)发送39, 如先前相对图1和图2所述。
[0056]使用图1-4中以及本说书的其他位置中的如上所述对一个或多个切换支路测量 传输质量来提供无线传感器网络中的可靠无线通信的方法可由计算机应用来执行,计算机 应用包括计算机程序指令或计算机程序元件或软件代码,其在处理器或计算机中加载时使 计算机或处理器执行方法步骤。处理数据分组、测量传输质量量度、根据数据分组的优先级 向第一切换支路或第二切换支路分配数据分组以及在第一或第二优先级链路上传送数据 分组的功能可通过处理数字功能、算法和/或计算机程序和/或通过模拟组件或模拟电路 或者通过数字和模拟功能的组合来执行。功能或通过标准处理器或者微处理器或者多核处 理器或者通过硬件或者可配置硬件、例如现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑装置 (CPLD)或专用集成电路(ASIC)来执行。
[0057] 无线传感器装置中使用的天线可包括一个或多个金属元件或导线。无线传感器装 置中使用的天线可从电路板PCB(印刷电路板)或类似或等效衬底上的组件来构成。天线 可包括一个或多个物理极化切换支路或天线元件。天线还可包括用于通过例如调整两个或 更多组件或极化切换支路元件之间的相对传输信号强度来对无线信号进行滤波或调整、以 形成和传送具有预期极化特性的无线传输信号的电路组件。
[0058] 如先前所述,本发明的方法可通过一个或多个计算机程序来执行,计算机程序包 括运行于计算机或处理器、至少部分存储在存储器中并且因此是无线现场装置或无线传感 器装置3a-3p或无线传输节点、例如节点10、14和3r中的一个或多个处理器可访问的计算 机程序代码或软件部分。所述或每个处理器可具有存储器存储单元,或者可连接到另一个 单元、例如过程系统控制单元或PLC(可编程逻辑控制器)或者其另一系统部分的存储器存 储单元。计算机程序包括计算机程序代码元件、指令或软件代码部分,其使计算机使用算法 和/或方程、数据、存储值、预定值和先前所述计算来执行数据分组聚合的方法。程序的一 部分如上所述可存储在处理器中,但是也可存储在ROM、RAM、PROM、EPROM或EEPROM芯片或 类似存储器部件中。
[0059] 采取具有携带这种计算机程序指令代码的计算机程序81的CDROM光盘的形式的 一种这样的数据载体80在图9中示意示出。
[0060] 程序也可部分或完全存储在其他适当计算机可读介质、例如磁盘或者非暂时计算 机可读介质、例如CD(致密光盘)或DVD(数字多功能光盘)上、存储在硬盘、磁光存储器存 储部件上、易失性存储器中、闪速存储器中、作为固件、存储在数据服务器上或者数据服务 器的一个或多个阵列上。也可使用其他已知和适当介质、包括可拆卸存储器介质、例如USB 存储棒和其他可拆卸闪速存储器、硬盘驱动器等。
[0061] 参考文献 ;L; * HHE,1 :v:.4? ht:.T.-y.: / / www, : *rg -1! r., h :2 ;HfiUTr:;:)rr.rrr..in€cat: 5r;!sr:<ja:or:FCF,K<;:tM〇r-iMarn::.q〇fT:P::ntSpecri flea:: i cr;f F-3 p C _ Rev i ] . C1# 27 August- 5 < :.〕.ni.4 > .J*: " *丄::J〇*" ci ii **"1ziL *"1 ^ Cl l, Ll/ / V*'VrK . X i:l;. s C .* :Jl: Chir:€.seIaauaixWii€i9 32Aii.1ar:ce? }iy. i}:-:/ wv.'w M . n-;L! ;:? L i. i ci i n- 2 ;:;〇,k-\J:????/: i *?' 0 G .〇o. ;h: ! EEE: 3 U 2 ? ] ] f.: - 2 D r丨...i......Aine nn:6.I. :>tE nha r:;::anieri t. H i.ahei' 二! j ;i.x- - j,. K "丫Bci rac#V. * -:i;\nv::i f :j 4 A.ke r'hr r g# ar:d ? H j c r k.mar:# ''A fl ij x i b I e e r 〖c c. i::::: r:〇cr;cmc fT RR5 ^ C:/- *1 D*4 base*:: iriaus::r iai wirele3s sen3orne ::works^ 1.n Pro:::?21 IEEE T *- 1-<-' s? >?*. ?.::"Z I ri'V'V-, ,-*? ? ¥ I ??* -j - . - ? - ' TT1 1 v- - ,*.-? / T〇1 ^7 _ .\ .1 ^ k w *- i i ^ d f. 11 cx.1y !r.t/-../c. - J jji\.n1 j. - -Jc L. - cr- .l x L1. i i j. o 丄f f Chi na^14av 2012 , 应当注意,虽然以上描述本发明的示范实施例,但是存在对这里所述的测量传输质量 度量的方法、具体来说是对用于选择极化切换支路以用于无线通信的方法的若干变化和修 改,其可按照所公开解决方案进行,而没有背离如所附权利要求书所限定的本发明的范围。
【主权项】
1. 一种用于通过确定具有传输质量的更大或更小量度的无线电传输的方法来提供连 接到工业控制系统(12)的无线传感器网络(WSN)中的可靠无线通信的方法, 其特征在于 a) 在无线发射器节点(3a-3r,10,14)测量(30)从两个或更多不同极化切换支路 (rl-rL;44-47)所接收的至少一个数据分组的传输质量度量, b) 识别(32)所述两个或更多极化切换支路的哪一个具有更大传输质量度量, c) 将具有第一优先级的数据分组分配(34)给具有更大传输质量度量的所述极化切换 支路,以及 d) 在具有更大传输质量度量的所述极化切换支路上传送(38)具有所述第一优先级的 数据分组。2. 如权利要求1所述的方法,其特征在于 -识别或检索(29)所述无线传感器网络中用于送往给定无线
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