概括地說，本公開內(nèi)容涉及過程控制系統(tǒng)，并且更具體地說，本公開內(nèi)容涉及用于過程控制系統(tǒng)中的多模式射頻傳感器標(biāo)簽(RFST)通信的方法和裝置。

背景技術(shù)：

過程控制系統(tǒng)(如化工、石油或其它過程中所使用的那些過程控制系統(tǒng))通常包括一個(gè)或多個(gè)過程控制器，該一個(gè)或多個(gè)過程控制器經(jīng)由模擬總線、數(shù)字總線或組合的模擬/數(shù)字總線，通信地耦合到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，過程控制設(shè)備)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(其可以是例如儀表、閥定位器、開關(guān)和變送器(例如，溫度、壓力和流動(dòng)速率傳感器))執(zhí)行過程內(nèi)的過程控制功能，例如打開或關(guān)閉閥，以及測(cè)量過程參數(shù)。過程控制器接收對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所做出的過程測(cè)量結(jié)果進(jìn)行指示的信號(hào)，并且然后對(duì)該信息進(jìn)行處理以生成控制信號(hào)，以便實(shí)現(xiàn)控制例程、做出其它過程控制決策、以及發(fā)起過程控制系統(tǒng)警報(bào)。

來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或控制器的信息往往通過數(shù)據(jù)高速公路或通信網(wǎng)絡(luò)而可用于一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)備或系統(tǒng)，例如操作者工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)歷史庫(kù)、報(bào)告生成器、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)等等。這些設(shè)備或系統(tǒng)通常位于控制室中和/或相對(duì)遠(yuǎn)離較嚴(yán)酷的工廠環(huán)境的其它位置。例如，這些設(shè)備或系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用，其中應(yīng)用使得操作者能夠執(zhí)行于由過程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程有關(guān)的多種功能中的任何功能，例如，查看過程的當(dāng)前狀態(tài)、改變操作狀態(tài)、改變過程控制例程的設(shè)置、改變對(duì)過程控制器和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作、查看由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或過程控制器生成的警報(bào)、模擬對(duì)過程的操作，以用于對(duì)人員進(jìn)行訓(xùn)練和/或?qū)^程進(jìn)行評(píng)估等目的。通常，對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)的訪問還基于這些設(shè)備或系統(tǒng)是否被供電(例如，在沒有回路功率的情況下不能夠進(jìn)行通信)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，提供了一種示例性裝置包括示例性RFST模塊，所述RFST模塊與過程控制系統(tǒng)的過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)。所述示例性RFST模塊包括多個(gè)RFST，所述多個(gè)RFST被配置為根據(jù)不同的通信協(xié)議進(jìn)行通信。所述示例性RFST模塊還包括功率模塊以對(duì)所述RFST模塊供電，來實(shí)現(xiàn)與關(guān)聯(lián)于所述過程控制設(shè)備的處理器或存儲(chǔ)器的通信。

在一個(gè)示例中，所述RFST中的至少一個(gè)RFST從相對(duì)應(yīng)的、單獨(dú)的RF設(shè)備獲取RF功率。

在一個(gè)示例中中，所述RFST模塊還包括能量獲取器，以經(jīng)由電磁場(chǎng)來對(duì)所述RFST模塊供電。

在一個(gè)示例中，遠(yuǎn)程RFID設(shè)備提供所述電磁場(chǎng)給所述能量獲取器。

在一個(gè)示例中，當(dāng)沒有回路功率提供給所述過程控制設(shè)備時(shí)，所述遠(yuǎn)程RFID設(shè)備從所述RFST模塊訪問數(shù)據(jù)。

在一個(gè)示例中，第一RFST包括高頻RFST，并且第二RFST包括特高頻RFST。

在一個(gè)示例中中，第一RFST或第二RFST包括高頻RFST、低頻RFST、特高頻RFST或超高頻RFST。

在一個(gè)示例中，所述多個(gè)RFST中的每個(gè)RFST都與所述處理器成整體。

在一個(gè)示例中，所述RFST模塊由所述過程控制系統(tǒng)的回路功率供電。

在一個(gè)示例中，所述RFST模塊由輔助電源供電。

在一個(gè)示例中，與所述過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述處理器或所述存儲(chǔ)器在所述RFST模塊的內(nèi)部。

在一個(gè)示例中，與所述過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述處理器或所述存儲(chǔ)器在所述過程控制設(shè)備的內(nèi)部。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種用于過程控制系統(tǒng)中的多模式RFST通信的裝置，所述裝置包括：RFST模塊，所述RFST模塊與所述過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)，所述RFST模塊包括多個(gè)RFST，所述多個(gè)RFST被配置為按照不同的通信協(xié)議進(jìn)行通信；功率模塊，所述功率模塊對(duì)所述RFST模塊的至少一部分供電；以及遠(yuǎn)程RFID設(shè)備，所述遠(yuǎn)程RFID設(shè)備經(jīng)由所述多個(gè)RFST中的一個(gè)RFST來提供對(duì)與所述過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器或存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)的訪問。

在一個(gè)示例中，所述多個(gè)RFST中的一個(gè)RFST經(jīng)由能量獲取器由電磁場(chǎng)供電。

在一個(gè)示例中，第一RFST包括高頻RFST，并且第二RFST包括特高頻RFST。

在一個(gè)示例中，第一RFST或第二RFST包括高頻RFST、低頻RFST、特高頻RFST或超高頻RFST。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述處理器提供訪問，并且其中，所述處理器位于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上。

在一個(gè)示例中，所述多個(gè)RFST中的每個(gè)RFST與所述處理器成整體。

在一個(gè)示例中，提供對(duì)所述處理器的訪問，并且所述方法還包括對(duì)所述處理器編程或控制所述處理器。

在一個(gè)示例中，所述的方法還包括：將用于所述過程控制設(shè)備的命令存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述存儲(chǔ)器提供訪問，并且所述方法還包括經(jīng)由遠(yuǎn)程RFID設(shè)備從所述存儲(chǔ)器獲得數(shù)據(jù)。

在一個(gè)示例中，所述存儲(chǔ)器與所述多個(gè)RFST中的每個(gè)RFST成整體。

在一個(gè)示例中，所述存儲(chǔ)器位于所述過程控制設(shè)備上。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述RFST的一部分供電包括利用所述過程控制系統(tǒng)的回路功率。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面，提供了一種用于過程控制系統(tǒng)中的多模式RFST通信的裝置，所述裝置包括：RFST模塊，所述RFST模塊包括多個(gè)RFST，所述多個(gè)RFST被配置為根據(jù)不同的通信協(xié)議進(jìn)行通信，其中，所述過程控制設(shè)備未上電并且所述RFST模塊經(jīng)由能量獲取器由電磁場(chǎng)供電；以及遠(yuǎn)程RFID設(shè)備，所述遠(yuǎn)程RFID設(shè)備經(jīng)由所述RFST模塊向與所述過程控制系統(tǒng)的過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器或處理器發(fā)送數(shù)據(jù)或者從所述存儲(chǔ)器或所述處理器接收數(shù)據(jù)。

在一個(gè)示例中，所述存儲(chǔ)器包括第一存儲(chǔ)器，并且所述方法還包括對(duì)所述第一存儲(chǔ)器、第二存儲(chǔ)器或所述處理器中的一個(gè)或多個(gè)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。

在一個(gè)示例中，所述存儲(chǔ)器包括所述過程控制設(shè)備的存儲(chǔ)器。

在一個(gè)示例中，所述存儲(chǔ)器包括所述RFST模塊的板載存儲(chǔ)器。

在一個(gè)示例中，所述的方法還包括：利用所述數(shù)據(jù)來對(duì)所述過程控制設(shè)備編程，或者當(dāng)所述數(shù)據(jù)包括用于所述過程控制設(shè)備的命令時(shí)，存儲(chǔ)用于所述過程控制設(shè)備的命令。

在一個(gè)示例中，所述第一RFST包括高頻RFST，并且所述第二RFST包括特高頻RFST。

在一個(gè)示例中，所述第一RFST或所述第二RFST包括高頻RFST、低頻RFST、特高頻RFST或超高頻RFST。

根據(jù)本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速本地通信。

附圖說明

圖1是其中可以實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的示例性過程控制系統(tǒng)的示意圖。

圖2A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)、實(shí)現(xiàn)圖1的示例性RFST模塊的示例性方式。

圖2B示出了實(shí)現(xiàn)圖2A的示例性RFST模塊的示例性方式。

圖3示出了實(shí)現(xiàn)圖2A的示例性RFST模塊的另一種示例性方式。

圖4A示出了實(shí)現(xiàn)圖1的示例性RFST模塊的另一種示例性方式。

圖4B示出了實(shí)現(xiàn)圖1的示例性RFST模塊的另一種示例性方式。

圖5是表示用于實(shí)現(xiàn)圖2A、圖4A和圖4B的示例性RFST模塊以用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和本地RFID讀取器/寫入器之間的無線數(shù)據(jù)通信的示例性方法的流程圖。

圖6是表示用于通過將遠(yuǎn)程RFID讀取器/寫入器實(shí)現(xiàn)為與圖2A、圖4A和圖4B的示例性RFST模塊進(jìn)行通信來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備無線編程的示例性方法的流程圖。

圖7是能夠執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)圖5-圖6的方法以及圖1的RFST模塊124的示例性處理器平臺(tái)的框圖。

附圖未按比例縮放。相反，為了區(qū)別多個(gè)層和區(qū)域，在附圖中可以放大層的厚度。只要有可能，貫穿附圖和隨附書面描述將使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同或相似的部件。

具體實(shí)施方式

本文公開了用于過程控制系統(tǒng)中的多模式RFST通信的方法和裝置。雖然可以從中央的、位于遠(yuǎn)程的控制室來監(jiān)測(cè)位于整個(gè)過程控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，過程控制設(shè)備)以及它們的對(duì)應(yīng)參數(shù)，但是存在以下情況，其中操作者、工程師和/或其他工廠人員例如在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或過程工廠內(nèi)的其它控制元件的檢查、維護(hù)和/或修理期間位于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備附近的場(chǎng)地中。通常，維護(hù)和修理是依賴于對(duì)詳細(xì)工廠信息的快速訪問的、有計(jì)劃的和時(shí)間驅(qū)動(dòng)的工廠活動(dòng)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或最終控制元件發(fā)生故障時(shí)，不能夠在工廠人員位于這些部件附近的場(chǎng)地時(shí)訪問完成修理所必要的技術(shù)信息會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的浪費(fèi)和/或停產(chǎn)。在需要訪問穩(wěn)健的維護(hù)和修理信息的當(dāng)前維護(hù)概念中，經(jīng)由預(yù)后算法的更可靠的設(shè)備維護(hù)和預(yù)測(cè)維護(hù)是目標(biāo)。

這種維護(hù)項(xiàng)目通常被包含有錯(cuò)誤歸檔、過期、不完整和/或不準(zhǔn)確記錄的記錄和零件排序系統(tǒng)所困擾。此外，在沒有集成的企業(yè)解決方案的情況下，數(shù)據(jù)可以位于多個(gè)物理位置中和/或容置在電子數(shù)據(jù)記錄中，維護(hù)人員在走動(dòng)(walk-down)(其可以是時(shí)間密集型活動(dòng))期間無法快速地訪問這些數(shù)據(jù)。作為典型的走動(dòng)的一部分，對(duì)設(shè)備的每個(gè)零件進(jìn)行檢查，并且記錄諸如型號(hào)和序列號(hào)之類的銘牌規(guī)格。還收集每個(gè)類型的設(shè)備的詳細(xì)屬性集。

此外，在需要本地替換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)情形下，設(shè)備配置和調(diào)試會(huì)變?yōu)橹匾獑栴}。具體而言，包括嵌入式微處理器和/或微控制器的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能具有復(fù)雜的配置，這些復(fù)雜的配置需要維護(hù)技術(shù)人員參考遠(yuǎn)程存儲(chǔ)在整個(gè)企業(yè)解決方案中的技術(shù)數(shù)據(jù)。在許多此類情形下，技術(shù)人員可能依賴于可能不是最新的和/或另外可能不完整或不準(zhǔn)確的書面記錄。此外，在技術(shù)人員連接到企業(yè)解決方案以獲得所需要的技術(shù)數(shù)據(jù)的情況下，對(duì)數(shù)據(jù)的訪問會(huì)緩慢(例如，基于在整個(gè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)的通信協(xié)議來傳送數(shù)據(jù))。具體而言，技術(shù)人員可能需要使用低帶寬網(wǎng)絡(luò)和/或處于重度使用中的網(wǎng)絡(luò)。因此，在此類情形下，除了工廠人員位于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地的情形外，希望使得工廠人員能夠與可以本地存儲(chǔ)或獲得獲取相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，以提供完整和最新的信息而無需依賴于緩慢的通信速度來獲得存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程站點(diǎn)處的相同信息。例如，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備關(guān)閉時(shí)(例如，在工廠范圍的關(guān)閉期間)，訪問與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)的信息和/或來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息是特別有利的。在一些例子中，能夠改變現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的訪問層和/或臨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分層以便與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安全通信是有利的。

在一些實(shí)例中，工廠人員攜帶手持通信器，經(jīng)由該手持通信器，他們可以與感興趣的設(shè)備進(jìn)行通信和/或詢問感興趣的設(shè)備。然而，在許多此類實(shí)例中，將手持通信器設(shè)備物理地連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需要工廠人員例如擰下并移除現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的終端帽。因此，訪問通常限于停止服務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這是因?yàn)閺漠?dāng)前操作的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，處于服務(wù)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)移除終端帽會(huì)違反工廠安全標(biāo)準(zhǔn)。為了克服該障礙，已實(shí)現(xiàn)了內(nèi)在安全的無線收發(fā)機(jī)來與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，并且然后將數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到其它地方，例如，附近的工廠人員所攜帶的手持無線接收機(jī)。

雖然無線收發(fā)機(jī)是一種改進(jìn)，但是當(dāng)前已知的無線收發(fā)機(jī)存在若干限制。例如，許多已知的無線收發(fā)機(jī)依賴于提供給對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的、來自控制系統(tǒng)的功率(例如，回路功率)來對(duì)電池和/或電容器充電，以對(duì)無線傳輸供電。在需要大量的這些電源的情況下(例如，常規(guī)的工業(yè)過程區(qū)域，等等)，這些電源可能需要顯著的操作成本(例如，維護(hù)、替換和/或服務(wù)等等)。由于來自控制系統(tǒng)的功率所提供的低電壓信號(hào)，許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在減少的功率預(yù)算上實(shí)現(xiàn)，因此由許多已知的無線收發(fā)機(jī)進(jìn)行的無線通信受限于充足功率可用的時(shí)間段和/或在已從提供給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制系統(tǒng)功率中提取了充足功率的時(shí)間段之后。因此，許多已知的無線收發(fā)機(jī)并不有益于高速通信和/或傳輸大量數(shù)據(jù)。此外，一些設(shè)備可以使用太陽(yáng)能來對(duì)電容器充電。然而，取決于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的位置和/或環(huán)境，太陽(yáng)能可能并不總是可靠的。另外，許多已知的無線收發(fā)機(jī)與有線調(diào)制解調(diào)器(其與實(shí)現(xiàn)過程控制系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的交互的特定通信協(xié)議相關(guān)聯(lián))串行通信。因此，無線收發(fā)機(jī)的通信速度受限于對(duì)應(yīng)協(xié)議的通信速度，該對(duì)應(yīng)協(xié)議的通信速度可以相對(duì)緩慢(例如，公知的HART協(xié)議受限于1200波特)。此外，由于已知的無線收發(fā)機(jī)通常依賴于控制系統(tǒng)功率來運(yùn)行，因此僅當(dāng)過程工廠正在運(yùn)行并且特定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備沒有在其它情況下未上電(例如，沒有因維護(hù)而被置于停止服務(wù))時(shí)，無線傳輸才有可能。此外，許多設(shè)備不能與電池一起運(yùn)送或運(yùn)輸，使得當(dāng)這些設(shè)備退出服務(wù)以被運(yùn)送用于修理時(shí)，不存在電源(利用該電源與設(shè)備進(jìn)行通信)。

通過實(shí)現(xiàn)本文所公開的教導(dǎo)，克服了上述障礙，并且實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速本地通信以及各種其它優(yōu)勢(shì)。具體而言，本文所公開的教導(dǎo)通過使用射頻傳感器標(biāo)簽(RFST)來實(shí)現(xiàn)無線通信，其中RFST是實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的數(shù)據(jù)傳輸速率的極其能量高效的技術(shù)。例如，本文所公開的例子允許將多個(gè)RFST模式(例如，高頻(HF)和特高頻(UHF)RFST通信)集成到RFST模塊上。另外地或替代地，低頻(LF)和超高頻(SHF)通信可以集成到該RFST模塊上。

無源RFST(例如，應(yīng)答機(jī))可以從在從附近的手持射頻識(shí)別(RFID)讀取器進(jìn)行通信(例如，長(zhǎng)達(dá)30英尺)時(shí)所生成的電磁場(chǎng)接收功率。半無源RFST可以使用本地功率(例如，諸如電池或過程設(shè)備回路功率之類的輔助電源)來對(duì)內(nèi)部電路供電，但依賴于來自手持RFID讀取器的功率來與該讀取器進(jìn)行通信。在依賴于本地功率來進(jìn)行通信的情況下，半無源RFST可以具有比無源RFST更長(zhǎng)的讀取范圍(例如，長(zhǎng)達(dá)300英尺)。在半無源模式中，例如，僅可以經(jīng)由反向散射(back scattering)從RFST讀取信息。對(duì)于有源RFST(例如，收發(fā)機(jī))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)以對(duì)兩個(gè)內(nèi)部電路供電并且與RFID讀取器進(jìn)行通信。因此，有源RFST呈現(xiàn)顯著更長(zhǎng)的傳輸范圍(例如，長(zhǎng)達(dá)1000英尺)。

RFST技術(shù)的不同實(shí)現(xiàn)方式取決于對(duì)與應(yīng)用該技術(shù)的特定行業(yè)相關(guān)的特征的工程折衷。通過對(duì)特征(例如，讀取范圍、寫入范圍、成本、電池壽命、服務(wù)壽命、允許的溫度范圍、耐氣候性等等)進(jìn)行均衡來實(shí)現(xiàn)這種折衷。在過程控制行業(yè)的上下文中，特別感興趣的一些性能參數(shù)包括長(zhǎng)距離讀取/寫入范圍、高可靠性以及大的數(shù)據(jù)容量。本文所公開的例子允許多個(gè)RFST模式(例如，多模式RFST)，以增加靈活性和/或減少RFST系統(tǒng)中常見的缺點(diǎn)或折衷。在第一種模式中，為了實(shí)現(xiàn)相對(duì)長(zhǎng)程，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)或特高頻(UHF)RFST技術(shù)，該RFST技術(shù)可以例如操作在大約850-960 兆赫茲(MHz)的頻率處。在無源模式中，UHF RFST(例如，UHF RFID)技術(shù)利用反向散射在沒有電源的情況下以顯著的范圍發(fā)送信息(例如，30英尺)。

在第二種模式中，當(dāng)過程設(shè)備未上電時(shí)(例如，具有處理器和/或非易失性存儲(chǔ)器的未上電的接口)，為了實(shí)現(xiàn)具有額外接口能力(包括寫入能力和/或處理器或存儲(chǔ)器接口能力)的較近程通信，可以使用高頻(HF)RFST(例如，HF RFID)和/或近場(chǎng)通信(NFC)技術(shù)，其通常可以操作在例如13.56MHz的頻率處。雖然本文所公開的例子描述了具有UHF RFST和HF RFST能力的例子，但是可以使用和/或替換多種其它模式。

在第三種模式中，可以使用低頻(LF)RFST技術(shù)，LF RFST技術(shù)通?？梢圆僮髟?25kHz處并且可以在無源模式中被供電。雖然LF RFST技術(shù)具有相對(duì)低的數(shù)據(jù)速率，但是使用LF RFST技術(shù)的RFST不易受RF干擾的影響并且還可以支持無源模式。

在第四種模式中，使用超高頻(SHF)RFST技術(shù)。SHF RFST技術(shù)通?？梢圆僮髟诖蠹s5.8GHz處，但是范圍可以從3至30GHz。SHF RFST技術(shù)還可以支持幾英寸的無源讀取范圍以及半無源模式。雖然已描述了這四種模式，但是該列表并非是詳盡的并且可以包含任何其它相關(guān)的模式和/或今后的實(shí)現(xiàn)方式。

在一些RFST實(shí)現(xiàn)方式或模式中，通信的范圍越長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)器容量的限制就越大和/或功率要求就越大。本文所公開的例子實(shí)現(xiàn)了這些特征之間的某些均衡，這些例子適合于過程控制行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用并且通過支持多個(gè)RFST模式而允許更大的靈活性。在利用HF RFST通信(例如，NFC、HF RFID通信等等)的情形下(其中未向過程設(shè)備提供功率)，本文所公開的例子允許諸如編程、訪問分層、數(shù)據(jù)獲得、命令存儲(chǔ)之類的功能，從而即使在例如工廠關(guān)閉的狀況下也允許高效和快速的數(shù)據(jù)傳輸。通過還包括UHF RFST能力，本文所公開的例子允許例如經(jīng)由反向散射的能量高效并且長(zhǎng)程的通信。具體而言，RFID讀取器/寫入器可以通過反向散射從UHF RFST在相對(duì)長(zhǎng)的距離上讀取數(shù)據(jù)。

在一些所公開的例子中，RFST物理地并且操作地耦合到過程控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，過程控制設(shè)備)。在一些此類例子中，一旦收集了來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)，例如在過程設(shè)備關(guān)閉時(shí)，RFST就可以基于從附近的手持RFID讀取器所發(fā)送的電磁場(chǎng)接收到的功率，來將數(shù)據(jù)發(fā)送給該讀取器。在此類例子中，由于RFST具有無源能力(例如，不使用除了來自手持RFID讀取器的功率之外的任何功率)，工廠人員可以與RFST進(jìn)行通信，而不管功率是否被提供給對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。因此，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備正在操作時(shí)、當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或工廠關(guān)閉時(shí)、或者甚至當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從工廠移除時(shí)(例如，用于修理、在安裝之前等等)，工廠人員都可以與RFST進(jìn)行通信。因此，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地的工廠人員可以通過避免擰下并移除終端帽的需要，以保持工廠安全策略的方式無線地訪問與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)(例如，先前從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送給RFST或相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù))。另外，工廠人員可以無線地訪問與位于安全界限之外的和/或工廠人員另外無法直接訪問的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，放置在高的塔上或者在其它設(shè)備后面)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。在一些例子中，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地的工廠人員可以經(jīng)由RFST，利用手持讀取器來與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信(例如，詢問、校準(zhǔn)等等)。

在一些所公開的例子中，利用和/或部分利用控制系統(tǒng)功率和/或回路功率的RFST物理地并且操作地耦合到過程控制系統(tǒng)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。在此類例子中，RFST可以從控制系統(tǒng)所提供的功率中汲取功率，以進(jìn)行操作并且與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信。在一些例子中，從沿著線路發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的4-20mA模擬信號(hào)(通常被稱為回路功率)中汲取功率。在其它例子中，從沿著24伏的數(shù)字總線的線路(通常被稱為網(wǎng)絡(luò)功率或總線功率)中汲取功率。如本文所使用的，回路功率和網(wǎng)絡(luò)功率被統(tǒng)稱為控制系統(tǒng)功率。

在一些例子中，在RFST上的能量獲取(例如，從電磁場(chǎng)中汲取功率等等)可以對(duì)RFST的存儲(chǔ)器以及對(duì)應(yīng)的處理器或集成電路供電或部分供電。具體而言，HF通信或近場(chǎng)通信(例如，基于磁感應(yīng))用于與不具有其它電源的RFST進(jìn)行通信。另外，磁感應(yīng)可以用于對(duì)與過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器(例如，接口處理器、HF RFST集成電路、集成電路、微控制器、HF RFID接口等等)和/或存儲(chǔ)器供電。以此方式，盡管RFST不汲取過程功率也可以執(zhí)行多種功能。例如，從手持讀取器發(fā)射的電磁場(chǎng)可以經(jīng)由RFST的能量獲取器來對(duì)RFST的高頻(HF)通信供電，對(duì)存儲(chǔ)器和/或處理器供電以從存儲(chǔ)器獲得數(shù)據(jù)(例如，過程控制設(shè)備的序列號(hào)信息、過程設(shè)備的保修信息等等)，存儲(chǔ)針對(duì)過程設(shè)備的命令，存儲(chǔ)固件以對(duì)過程設(shè)備編程，對(duì)過程設(shè)備編程和/或控制未上電的過程設(shè)備的處理器。使用HF RFST的此類例子通常涉及RFID讀取器放置在離RFST幾英寸內(nèi)并且最多大約一英尺。這些例子中的緊密相鄰提供了更大的安全性，這是因?yàn)槔米x取器訪問RFST的操作者必須與標(biāo)簽緊密相鄰。此外，在一些例子中，當(dāng)RFST的存儲(chǔ)器和/或處理器由控制系統(tǒng)來供電時(shí)，來自手持RFID讀取器的電磁場(chǎng)可以用于僅對(duì)HF天線供電。替代地，在一些例子中，UHF RFST還可以利用能量獲取。

RFST的無源UHF RFST模式(例如，僅由RFST讀取器所生成的電磁場(chǎng)來提供功率的模式)經(jīng)由反向散射可以具有延伸到長(zhǎng)達(dá)大約30英尺的讀取范圍，而半無源UHF RFST模式(例如，所提供的功率可以是電池協(xié)助的和/或由諸如控制系統(tǒng)功率之類的輔助電源來提供的模式)可以具有延伸距離至大約300英尺的讀取范圍。雖然這些范圍是可能的，但是取決于特定的RFST天線設(shè)計(jì)，一些RFST可以以更長(zhǎng)或更短的范圍為特征。本文所公開的例子利用HF RFST能力(例如，訪問RFST中的數(shù)據(jù)而無需回路功率、在近程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和/或編程而無需回路功率等等)以及UHF RFST能力(例如，經(jīng)由反向散射的較長(zhǎng)程未上電的數(shù)據(jù)訪問、有源天線功率以用于增加的范圍等等)二者。本文所公開的例子還可以支持低頻(LF)和/或超高頻(SHF)RFST能力。

在一些例子中，通過利用控制系統(tǒng)功率(其可用于幾乎所有過程控制系統(tǒng)環(huán)境中)，增加的存儲(chǔ)器容量和增加的通信范圍是可能的。另外，在控制系統(tǒng)功率不可用的某些情形下，由于從用于一些配置的能量獲取器中汲取的有限功率，可能較少的存儲(chǔ)器容量和/或范圍可用。

此外，如上面所描述的，長(zhǎng)達(dá)大約300英尺的讀取范圍很可能使得工廠人員能夠處于幾乎任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的范圍內(nèi)，而不管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的位置如何(例如，在安全界限之外、在塔上等等)。此外，經(jīng)由大約30英尺的反向散射范圍來讀取數(shù)據(jù)的能力也是有利的，這是因?yàn)楣S人員仍然可以訪問難以觸及的常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，在走廊中，在另一層上，等等)。此外，在半無源模式下的RFST可以進(jìn)行全向通信，以使得工廠人員不必在通信范圍內(nèi)的特定位置處(例如，視線)來與例如關(guān)聯(lián)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的RFST進(jìn)行通信。

雖然RFST和/或集成電路(例如，微芯片、IC部件、RFID集成電路、RFID接口等等)通常具有有限的板載存儲(chǔ)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，當(dāng)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備收集數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單獨(dú)的非易失性存儲(chǔ)器中，當(dāng)需要時(shí)(例如，響應(yīng)于經(jīng)由便攜式RFID讀取器/寫入器的請(qǐng)求)可由RFST來訪問該非易失性存儲(chǔ)器。通過以此方式收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被有效地緩存以便快速獲取，而沒有基于其它已知的無線收發(fā)機(jī)的功耗要求和/或基于過程控制系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的通信協(xié)議的要求的緩慢通信的限制。

此外，單獨(dú)的非易失性存儲(chǔ)器為對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供了額外的存儲(chǔ)器。因此，這種額外的存儲(chǔ)器可以用于存儲(chǔ)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的識(shí)別、維護(hù)和/或調(diào)試相關(guān)的額外信息，以協(xié)助維護(hù)和/或修理發(fā)生故障的設(shè)備。在一些例子中，來自中央控制室的通信也可以寫入到非易失性存儲(chǔ)器，以便由工廠人員在走動(dòng)期間和/或在任何其它時(shí)間獲得。另外，在本文所公開的一些例子中，RFST與調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)，以根據(jù)控制系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的特定通信協(xié)議(例如，HART)來與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和/或過程控制系統(tǒng)的其余部分進(jìn)行通信。此外，在一些例子中，便攜式RFID讀取器/寫入器可以用于更新和/或提供額外的信息至非易失性存儲(chǔ)器以用于后續(xù)參考和訪問。具體而言，當(dāng)沒有回路功率可用于過程控制系統(tǒng)和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，HF RFST(NFC)接口可以用于對(duì)處理器(例如，RFST、HF RFST的處理器/處理器電路等等)和/或RFST的存儲(chǔ)器供電。此外，在一些例子中，RFST是完全有源的，使得天線也由控制系統(tǒng)來供電，并且因此，使得能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行廣播并達(dá)到甚至更大的范圍。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST(例如，SHF RFID接口)。

圖1是其中可以實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的示例性過程控制系統(tǒng)100的示意圖。圖1的示例性過程控制系統(tǒng)100包括一個(gè)或多個(gè)過程控制器(其中之一以附圖標(biāo)記102標(biāo)示)、一個(gè)或多個(gè)操作者站(其中之一以附圖標(biāo)記104標(biāo)示)、以及一個(gè)或多個(gè)工作站(其中之一以附圖標(biāo)記106標(biāo)示)。示例性過程控制器102、示例性操作者站104以及示例性工作站106經(jīng)由總線和/或局域網(wǎng)(LAN)108(其通常被稱為應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)(CAN))操作地耦合。

圖1的示例性操作者站104允許操作者、工程師和/或其他工廠人員查閱和/或操作一個(gè)或多個(gè)操作者顯示屏和/或應(yīng)用(這些顯示屏和/或應(yīng)用使得工廠人員能夠查看過程控制系統(tǒng)變量、狀態(tài)、條件、警報(bào))；改變過程控制系統(tǒng)設(shè)置(例如，設(shè)置點(diǎn)、操作狀態(tài)、清除警報(bào)、靜音警報(bào)等等)；配置和/或校準(zhǔn)過程控制系統(tǒng)100內(nèi)的設(shè)備；執(zhí)行對(duì)過程控制系統(tǒng)100內(nèi)的設(shè)備的診斷；和/或以其它方式與過程控制系統(tǒng)100內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行交互。

圖1的示例性工作站106可以被配置為應(yīng)用站，以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)信息技術(shù)應(yīng)用、用戶交互式應(yīng)用和/或通信應(yīng)用。例如，工作站106可以被配置為主要執(zhí)行與過程控制相關(guān)的應(yīng)用，而另一個(gè)工作站(未示出)可以被配置為主要執(zhí)行通信應(yīng)用，其中該通信應(yīng)用使得過程控制系統(tǒng)100能夠使用任何期望的通信介質(zhì)(例如，無線的、硬接線的等等)和協(xié)議(例如，HTTP、SOAP等等)來與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行通信?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)工作站和/或任何其它適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)圖1的示例性操作者站104和示例性工作站106。例如，可以使用單處理器個(gè)人計(jì)算機(jī)、單處理器或多處理器工作站等等來實(shí)現(xiàn)操作者站104和/或工作站106。

可以使用任何期望的通信介質(zhì)和協(xié)議來實(shí)現(xiàn)圖1的示例性LAN 108。例如，示例性LAN 108可以基于硬接線和/或無線以太網(wǎng)通信方案。然而，可以使用任何其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ沤橘|(zhì)和/或協(xié)議。此外，雖然圖1中示出了單個(gè)LAN 108，但是可以使用一個(gè)以上的LAN和/或通信硬件的其它替代件，以提供圖1的示例性系統(tǒng)之間的冗余通信路徑。

圖1的示例性控制器102可以是例如Texas州的Austin的Fisher-Rosemount Systems,Inc.公司所出售的DeltaV^TM控制器。然而，替代地可以使用任何其它控制器。此外，雖然圖1中僅示出了一個(gè)控制器102，但是任何期望類型和/或組合類型的額外的控制器和/或過程控制平臺(tái)可以耦合到LAN 108。在任何情況下，示例性控制器102執(zhí)行與過程控制系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)過程控制例程，其中這些過程控制例程已由系統(tǒng)工程師和/或其他工廠人員使用操作者站104生成，并且已被下載到控制器102和/或在控制器102中實(shí)例化。

如圖1的所示例子中所示出的，示例性控制器102可以經(jīng)由數(shù)據(jù)總線116和輸入/輸出(I/O)網(wǎng)關(guān)118耦合到多個(gè)智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114。智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114可以是兼容的儀表、傳送器、傳感器等等，在該情況下，智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114使用公知的Foundation Filedbus協(xié)議，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線116進(jìn)行通信。當(dāng)然，替代地可以使用其它類型的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和通信協(xié)議。例如，智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114替代地可以是和/或兼容的設(shè)備，其使用公知的Profibus和/或HART通信協(xié)議，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線116進(jìn)行通信。額外的I/O設(shè)備(類似于和/或等同于I/O網(wǎng)關(guān)118)可以耦合到控制器102，以使得額外的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備群組(其可以是Foundation Fieldbus設(shè)備、HART設(shè)備等等)能夠與控制器102進(jìn)行通信。

除了經(jīng)由I/O網(wǎng)關(guān)118耦合的示例性智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114之外，一個(gè)或多個(gè)智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和/或一個(gè)或多個(gè)非智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120也可以操作地耦合到示例性控制器102。圖1的示例性智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和非智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120可以是例如常規(guī)的4-20毫安(mA)或0-24伏直流(VDC)設(shè)備，其經(jīng)由相應(yīng)的硬接線鏈路與控制器102進(jìn)行通信。在此類例子中，硬接線鏈路使得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120能夠與控制器102進(jìn)行通信，并且向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120提供電功率(例如，回路功率、網(wǎng)絡(luò)功率)。

另外，圖1的所示例子中所示出的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、120、122中的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備耦合到對(duì)應(yīng)的RFST(例如，RFID模塊)124。針對(duì)所示例子中的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122，對(duì)應(yīng)的RFST 124可以根據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122相關(guān)聯(lián)的特定通信協(xié)議(例如，HART、Profibus、Foundation Fieldbus等等)，對(duì)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122獲得的出站數(shù)據(jù)(例如，參數(shù)值、診斷信息等等)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(例如，經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器)，以便傳輸給RFID讀取器/寫入器415、416(圖4A、圖4B)。另外，在一些例子中，RFST 124可以對(duì)從RFID讀取器/寫入器415、416獲得的進(jìn)站數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換(例如，經(jīng)由所述調(diào)制解調(diào)器)，以便根據(jù)所述特定通信協(xié)議發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122和/或過程控制系統(tǒng)100的其它部件。在一些例子中，RFST 124不包括調(diào)制解調(diào)器，并且簡(jiǎn)單地將從智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122和/或非智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120獲得的數(shù)據(jù)直接地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，以便傳輸給RFID讀取器/寫入器415、416。除了存儲(chǔ)和/或傳送過程控制數(shù)據(jù)之外，在一些例子中，RFST 124還存儲(chǔ)與對(duì)應(yīng)的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、122或者非智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備120相關(guān)聯(lián)的其它信息(例如，維護(hù)記錄(例如，告警日志、診斷測(cè)試結(jié)果和/或指示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作健康的其它診斷信息)、零件列表、串行卡信息、規(guī)格表、圖片等等)，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。在一些例子中，該信息還經(jīng)由對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送給RFST 124。另外地或替代地，在一些例子中，該數(shù)據(jù)經(jīng)由RFID讀取器/寫入器415、416進(jìn)行傳送。在一些例子中，RFST 124和RFID讀取器/寫入器415、416之間的通信由RFID讀取器/寫入器415、416供電(例如，RFID讀取器/寫入器415、416的電磁場(chǎng)對(duì)RFST 124供電)。因此，RFST 124使得工廠人員能夠與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、120、122進(jìn)行本地和無線通信，而不需要電源和/或不存在會(huì)降低過程控制系統(tǒng)的功率效率(例如，通過對(duì)控制系統(tǒng)功率進(jìn)行汲取)和/或增加維護(hù)成本(例如，通過要求獲取和/或替換電池)的功耗要求。在其它例子中，RFST 124至少部分地經(jīng)由過程控制系統(tǒng)來供電，從而實(shí)現(xiàn)了在較長(zhǎng)程上的通信并且允許更大的存儲(chǔ)器空間。在其它例子中，RFST 124完全經(jīng)由過程控制系統(tǒng)來供電(例如，處于有源RFST模式中)，以使得天線能夠?qū)鬏斶M(jìn)行廣播而不是從RFID讀取器/寫入器對(duì)信號(hào)進(jìn)行反向散射。在此類例子中，顯著更長(zhǎng)的通信范圍是可能的(例如，長(zhǎng)達(dá)1000英尺)。

下面結(jié)合圖2A-圖4B示出并描述了根據(jù)本文所描述的教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)RFST 124的示例性方式。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，可以使用單個(gè)RFST 124，通過將該RFST 124從一個(gè)設(shè)備移動(dòng)到另一個(gè)設(shè)備來與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114、120、122中的一個(gè)以上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行交互，如由過程系統(tǒng)的情況和工廠人員的特定需求決定的。另外地或替代地，如圖1中所示出的，多個(gè)RFST(例如，單獨(dú)連接或者組合到RFST模塊內(nèi))可以連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114、120、122中的任何或所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。更具體地說，在一些例子中，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備110、112、114、120、122(或者這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中的至少一些)可以耦合到單獨(dú)的RFST 124，并且在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的整個(gè)生命周期(或者其部分)中保持耦合到對(duì)應(yīng)的RFST 124。在一些此類例子中，RFST 124包含非易失性存儲(chǔ)器408(圖4A、圖4B)，該非易失性存儲(chǔ)器408與對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122內(nèi)部的任何存儲(chǔ)器分離。在此類例子中，RFST 124能夠存儲(chǔ)串行卡數(shù)據(jù)和/或與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的識(shí)別、維護(hù)、配置和/或操作相關(guān)聯(lián)的任何其它數(shù)據(jù)。通常，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)的存儲(chǔ)器是相對(duì)有限的，使得這種信息中的大部分(例如，維護(hù)、修理、零件替換的文檔和歷史記錄等等)已遠(yuǎn)程存儲(chǔ)在用于整個(gè)企業(yè)的中央維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)處。然而，通過根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)，將RFST 124耦合到其自己的非易失性存儲(chǔ)器408，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地的工廠人員(例如，在走動(dòng)期間)可以利用RFID讀取器/寫入器415或416快速并且容易地訪問該信息。此外，在此類例子中，即使當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122退出服務(wù)和/或從工廠環(huán)境移除時(shí)(例如，當(dāng)被運(yùn)送用于修理時(shí))，RFST 124上所存儲(chǔ)的與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122相關(guān)聯(lián)的信息也是可訪問的。另外，如下面更詳細(xì)描述的，在一些例子中，該信息中的至少一些信息可以存儲(chǔ)在RFST 200(圖2A)內(nèi)的RFST模塊202(圖2A)的存儲(chǔ)器中，使得可以訪問信息而無需至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的電源(例如，當(dāng)RFST模塊202在有源模式中運(yùn)行時(shí))

在一些例子中，RFST 124是與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122分離的模塊，并且當(dāng)通信標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)和/或協(xié)議已改變或更新時(shí)，可以利用另一個(gè)模塊來替換RFST 124和/或?qū)ζ溥M(jìn)行升級(jí)。另外地或替代地，RFST 124可與不同類型的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互換。在一些例子中，某一方可以從RFST 124訪問諸如數(shù)據(jù)庫(kù)之類的數(shù)據(jù)，其中經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和/或數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))訪問該數(shù)據(jù)可能是困難的。具體而言，在沒有電源或具有回路功率的情形下可以從RFST 124訪問該數(shù)據(jù)。

雖然圖1示出了示例性過程控制系統(tǒng)100，在該系統(tǒng)內(nèi)，可以有利地采用用于使用下面更詳細(xì)描述的RFST來與過程控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信的方法和裝置，但是如果期望的話，在具有比圖1的所示例子更大或更小復(fù)雜性的其它過程工廠和/或過程控制系統(tǒng)(例如，具有一個(gè)以上控制器，跨越一個(gè)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裝置。

圖2A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的、可以用于實(shí)現(xiàn)圖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電路、RFST電路板、RFST、RFST等等)202(其被示出為從RFST 200移除)、殼體204、天線蓋(例如，天線罩)205以及從殼體204延伸出并且電耦合到RFST模塊202的通信線206。下面結(jié)合圖3更詳細(xì)描述了所示例子的RFST模塊202。在該例子中，RFST模塊202設(shè)置在殼體204內(nèi)，并且通信地耦合(例如，電耦合)和/或接線到放置在天線蓋205后面的天線(例如，線圈天線)。在一些例子中，RFST模塊202耦合到兩個(gè)或更多個(gè)天線(例如，一個(gè)用于HF通信并且另一個(gè)用于UHF通信)。在該例子中，線路206通信地耦合到RFST模塊202。另外地或替代地，在其它例子中，線路206通信地耦合到天線。

圖2B示出了實(shí)現(xiàn)圖2A的示例性RFST 200的示例性方式。在該例子中，所示例子的RFST 200操作地耦合到數(shù)字閥控制器210，例如，來自Iowa州的Marshalltown的Fisher Controls International LLC公司的DVC6200。數(shù)字閥控制器210對(duì)閥的致動(dòng)器進(jìn)行控制，以控制通過閥的流體流動(dòng)速率。在該例子中，數(shù)字閥控制器210包括殼體212、控制器部分214、終端接口216、以及頂部管道接口218。在一些例子中，蓋子或外殼220(其可以被移除或打開)可以放置在RFST 200上和/或覆蓋RFST 200，以物理地防止和/或屏蔽至RFST 200的通信(例如，無線通信)。這種措施可以防止對(duì)閥控制器210和/或網(wǎng)絡(luò)(數(shù)字閥控制器210經(jīng)由該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信)的未授權(quán)訪問。在一些例子中，外殼(例如，蓋子)220具有門222，可以打開門222來訪問RFST 200和/或與RFST 200進(jìn)行無線通信。所示例子的門222可以具有鎖機(jī)構(gòu)224，以防止對(duì)RFST 200和/或閥控制器210的物理訪問。

在操作中，諸如下面結(jié)合圖4A、圖4B所描述的RFID讀取器415、416之類的遠(yuǎn)程RF便攜式設(shè)備/源(例如，RFID讀取器/寫入器、RFST編程設(shè)備等等)可以例如向RFST 200發(fā)送信號(hào)。在該例子中，RFID讀取器生成電磁場(chǎng)，并且所示例子的RFST 200可以從該電磁場(chǎng)或在無源模式中的任何其它適當(dāng)?shù)碾姶艌?chǎng)源中汲取功率。另外地或替代地，RFST 200通過汲取提供給閥控制器210的回路功率來利用來自閥控制器210的功率。一旦建立了通信，RFST便攜式設(shè)備就可以從RFST 200內(nèi)的存儲(chǔ)器獲取所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，例如閥控制器210的序列號(hào)信息、閥控制器210的保修信息、閥控制器210的維護(hù)或服務(wù)歷史和/或閥控制器210的配置、等等。在閥控制器210未上電的情形下，取決于所要求的訪問類型，可能存在對(duì)能夠發(fā)送給RFST便攜式設(shè)備的數(shù)據(jù)量和/或與RFST 200的通信范圍的限制。在一些例子中，可以使用大容量存儲(chǔ)電容器(例如，超級(jí)電容器等等)在一段時(shí)間內(nèi)(例如，幾星期)為RFST 200保留電荷。

在一些例子中，RFST便攜式設(shè)備可以對(duì)閥控制器210編程和/或?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在位于RFST 200上或者閥控制器210內(nèi)的存儲(chǔ)器中，而不管閥控制器210被供電還是未上電。具體而言，RFST 200可以從RFST便攜式設(shè)備所提供的電磁場(chǎng)中獲取能量，以向處理器提供功率。處理器(其與閥控制器210相關(guān)聯(lián))可以位于RFST模塊202上或者閥控制器210內(nèi)。另外地或替代地，RFST 200可以使用所獲取的能量將數(shù)據(jù)寫入到與閥控制器210相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器可以位于RFST模塊202上或者閥控制器210中。數(shù)據(jù)可以包括用于閥控制器210的固件、要由閥控制器210來執(zhí)行的命令、用于閥控制器210的設(shè)置/參數(shù)、和/或要用于操作和/或配置閥控制器210的任何其它數(shù)據(jù)。在一些例子中，RFST便攜式設(shè)備可以對(duì)閥控制器210分層以用于診斷和/或訪問。

在外殼220覆蓋RFST 200的例子中，可以通過打開門222和/或移除外殼220來訪問RFST 200，以便與RFST 200進(jìn)行無線通信。在一些例子中，外殼220可以操作為法拉第籠(Faraday cage)，以防止至RFST 200的電通信，從而有效地屏蔽RFST 200。替代地，RFST 200所使用的任何天線可以放置在終端接口216后面，并且可以移除和/或打開終端接口216的蓋子來無線地訪問RFST 200，以防止與RFST 200進(jìn)行無線通信，從而允許在無需外殼220的情況下防止對(duì)RFST 200的訪問(即，與RFST 200進(jìn)行通信)。

圖3示出了圖2A的示例性RFST模塊202，其中RFST模塊202包括微處理器(例如，微控制器)302、存儲(chǔ)器(例如，EEPROM、FRAM、MRAM等等)304(其可以與微處理器302集成)、能量獲取模塊(例如，能量獲取器)306、能量獲取模塊307、具有板載存儲(chǔ)器310的高頻(HF)RFST(例如，HF RFST芯片、HF RFST模塊、HF RFST集成電路、HF RFID集成電路、HF RFID接口等等)308、具有板載存儲(chǔ)器314的特高頻(UHF)RFST 312(例如，UHF RFST芯片、UHF RFST模塊、UHF RFST集成電路、UHF RFID集成電路、UHF RFID接口等等)。對(duì)于數(shù)字通信，處理器302、存儲(chǔ)器304、HF RFST 308、UHF RFST 312電耦合到數(shù)據(jù)接口318，數(shù)據(jù)接口318可以是例如I²C接口或者串行外圍接口(SPI)總線。在一些例子中，處理器302、HF RFST 308和/或UHF RFST 312具有相關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器(例如，集成的非易失性存儲(chǔ)器)。

替代地，作為能量獲取模塊306、307的替代，RFST板202可以由從過程控制設(shè)備(例如，結(jié)合圖2B所描述的閥控制器210)中提取的回路功率來供電。在功率是從過程控制設(shè)備和/或回路功率中提取的這些例子中，RFST汲取相對(duì)低的功率(例如，低至50微瓦)，并且因此，即使在功率提取時(shí)也允許有利的功率節(jié)省。在其它例子中，RFST模塊202由電池或電容器來供電以用于半無源操作。另外地或替代地，RFST模塊202包括能量存儲(chǔ)設(shè)備322，以例如通過存儲(chǔ)能量獲取模塊306和/或能量獲取模塊307所獲取的能量來向UHF RFST 312提供半無源能力。在一些例子中，系統(tǒng)功率管理電路324控制來自能量獲取模塊306、307和/或回路電源326的功率，其中該功率例如是從過程控制系統(tǒng)供應(yīng)的。在該例子中，系統(tǒng)功率管理電路在將功率分布到整個(gè)RFST模塊202中之前對(duì)來自能量獲取模塊306、307的功率進(jìn)行管理。

替代地，RFST模塊450(圖4B)包括系統(tǒng)功率管理電路414，系統(tǒng)功率管理電路414控制來自能量獲取RFST 308、314的功率，將功率分布到整個(gè)RFST模塊450中并且通過額外的功率總線分布到定位器微控制器452，以對(duì)定位器微控制器452的電子裝置進(jìn)行操作。

在一些例子中，存儲(chǔ)器310和/或存儲(chǔ)器314可以具有大約9千比特(kbit)的近似容量。雖然示出能量獲取模塊306、307分別電耦合到HF RFST 308和UHF RFST，但是能量獲取模塊306、307中的任一者或二者可以與RFST模塊202上的部件中的任何部件成整體，或者可以是放置在RFST模塊202上的單獨(dú)的分立零件。在該例子中，能量獲取模塊306、307分別與HF RFST 308和UHF RFST相關(guān)聯(lián)和/或集成。在該例子中，能量獲取模塊306、307用于和/或部分用于無源模式(例如，純能量獲取/無源模式)或部分模式(例如，其中另外結(jié)合所獲取的功率來使用回路功率)中的功率。在其它例子中，HF RFST 308或UHF RFST中僅一個(gè)具有能量獲取器。在其它例子中，RFST不具有能量獲取器并且主要依賴于所提供的回路功率。

雖然示例性RFST模塊202利用HF RFST 308和UHF RFST 312，但是可以使用RFST的任意組合。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST，或者其任意組合。在一些例子中，僅使用單個(gè)RFST。

圖4A示出了可以用于實(shí)現(xiàn)圖1的示例性RFST 124的示例性RFST(例如，RFST模塊、RFST、RFST等等)400。在所示例子中，RFST模塊400連接到圖1的過程控制系統(tǒng)100的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122(過程控制系統(tǒng)的其余部分用分布式控制系統(tǒng)(DCS)框401表示)。在所示例子中，RFST模塊400包括HART調(diào)制解調(diào)器402、具有集成的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)(例如，存儲(chǔ)器(RAM)304)的微控制器302、非易失性(NV)存儲(chǔ)器408、HF RFST 308、UHF RFST 312、UHF天線(例如，貼片天線、單極天線或偶極天線、共面波導(dǎo)、基片集成波導(dǎo)等等)410以及HF天線(例如，線圈天線)412。在一些例子中，HF RFST 308、UHF RFST 312、非易失性存儲(chǔ)器408、HF天線412和/或UHF天線410都被并入到單個(gè)集成電路(IC)上。所示例子的RFST模塊400還包括功率管理電路414(其可以是集成部件)，以對(duì)RFST模塊400供電。在該例子中，功率管理電路414可以利用能量獲取，部分地從DCS 401中汲取功率(例如，RFST模塊400的不同部分由回路功率來供電，而RFST模塊400的其它部分由所獲取的能量來供電)和/或完全從DCS 401中汲取功率(例如，提取功率)。

在圖4A的所示例子中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122被標(biāo)識(shí)為HART兼容的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。如上面提到的，可以結(jié)合與任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議(例如，F(xiàn)ieldbus、Profibus、等等)相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)。在一些例子中，未使用HART通信協(xié)議和/或未使用HART調(diào)制解調(diào)器。然而，通過舉例的方式圍繞HART通信協(xié)議來說明以下公開內(nèi)容。因此，如圖4A中所示出的，HART現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122經(jīng)由一對(duì)信號(hào)線418操作地耦合到DCS 401，以根據(jù)HART協(xié)議來進(jìn)行通信。除了通過信號(hào)線418來發(fā)送和接收控制信號(hào)之外，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122還從信號(hào)線418中汲取其功率(例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122由控制系統(tǒng)來供電，在HART協(xié)議的上下文中表示4-20mA回路供電，并且在Fieldbus協(xié)議的上下文中表示24VDC網(wǎng)絡(luò)功率)。另外，在所示例子中，RFST模塊400鏈接到信號(hào)線418，使得HART現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122經(jīng)由HART調(diào)制解調(diào)器402操作地耦合到RFST模塊400，并且使得RFST模塊400能夠從經(jīng)由信號(hào)線418所提供的控制系統(tǒng)功率中汲取功率。在一些例子中，在RFST模塊400和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122之間發(fā)生通信。另外地或替代地，在一些例子中，在RFST模塊400和DCS 401之間發(fā)生通信。在此類例子中，與來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的通信相對(duì)的來自RFST模塊400的通信是由DCS 401基于向RFST模塊400和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122中的每一個(gè)分配的單獨(dú)地址(例如，在多點(diǎn)(multi-drop)配置中)來管理和/或區(qū)分。也就是說，在此類例子中，RFST模塊400和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122被視為過程控制系統(tǒng)100內(nèi)沿著2線式連接418連接的單獨(dú)儀表。在一些例子中，RFST模塊400可以耦合到HART兼容的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，盡管DCS 401不是使用HART協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。在此類例子中，RFST模塊400可能不與DCS 401進(jìn)行通信，并且替代地會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信。雖然圖4A中的RFST模塊400被示出為獨(dú)立地連接到信號(hào)線418，但是在一些例子中，RFST模塊400經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122耦合到信號(hào)線418。

示例性HART調(diào)制解調(diào)器402被配置為：根據(jù)HART協(xié)議(或者任何其它適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議)從HART現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122接收信息，并且根據(jù)串行通信協(xié)議(例如，通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)、同步串行(例如，串行外圍接口(SPI)總線)等等)將該信息發(fā)送給微控制器302。另外，示例性HART調(diào)制解調(diào)器402被配置為：根據(jù)串行通信協(xié)議從微控制器302接收信息，并且根據(jù)HART協(xié)議將該信息發(fā)送給HART現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和/或發(fā)送給DCS 401。

示例性微控制器302對(duì)發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和/或RFST模塊400和/或從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和/或RFST模塊400發(fā)送的數(shù)據(jù)的定時(shí)和/或調(diào)度進(jìn)行控制。在一些例子中，數(shù)據(jù)包括從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122輪詢信息(例如，過程變量值、警報(bào)、等等)的請(qǐng)求。在其它例子中，數(shù)據(jù)包括指示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122實(shí)現(xiàn)某種功能(例如，調(diào)諧、校準(zhǔn)、診斷、調(diào)試、等等)的命令。所示例子的微控制器302接收到的數(shù)據(jù)可以臨時(shí)存儲(chǔ)在RAM中(在該例子中，RAM與微控制器302集成)、和/或在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器408中。另外地或替代地，微控制器302接收到的數(shù)據(jù)可以發(fā)送給HF RFST 308，以用于后續(xù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的HF RFST板載存儲(chǔ)器310中和/或經(jīng)由HF天線412發(fā)送給外部RFID讀取器/寫入器415。類似地，微控制器302接收到的數(shù)據(jù)可以發(fā)送給UHF RFST 312，以用于后續(xù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的UHF RFST存儲(chǔ)器314中和/或經(jīng)由UHF天線410發(fā)送給UHF RFID讀取器/寫入器416。在一些例子中，單個(gè)讀取器(例如，能夠進(jìn)行UHF和HF RFST通信二者)可以與UHF RFST 312和HF RFST 308進(jìn)行通信。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122、RFST模塊400的HART調(diào)制解調(diào)器402、和/或DCS 401之間的通信相對(duì)緩慢或低速，這是因?yàn)橥ㄐ攀怯蒆ART協(xié)議管理的，其中HART協(xié)議受限于大約1200波特。相比之下，圖4A中所示出的其它元件之間的通信相對(duì)高速，這是因?yàn)樗鼈兪腔诟咚俅型ㄐ艆f(xié)議(例如，SPI總線、I²C、等等)的，其中高速串行通信協(xié)議可以達(dá)到大約115kbps或更高。因此，通過根據(jù)本文所公開的教導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)示例性RFST模塊400，可以隨時(shí)間監(jiān)測(cè)基于相對(duì)緩慢的HART的通信，并且將其緩存或存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器408、HF RFST板載存儲(chǔ)器310和/或UHF RFST板載存儲(chǔ)器314中，以用于后續(xù)由處理RFID讀取器/寫入器(例如，圖4A中所示出的RFID讀取器/寫入器415、416)的工廠人員經(jīng)由串行總線通信協(xié)議以快得多的速率進(jìn)行訪問。

在一些例子中，與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122和HART調(diào)制解調(diào)器402相關(guān)聯(lián)的通信(圖4A中用線424表示)需要經(jīng)由信號(hào)線418的來自DCS的功率來操作(例如，這些部件是由回路供電的)。相比之下，在一些例子中，RFST模塊400內(nèi)(用箭頭426和428表示)的通信(例如高速通信)(其可以使用SPI總線協(xié)議或者通用異步接收/發(fā)送(UART)協(xié)議)以及HF RFST 308或UHF RFST 310和RFID讀取器/寫入器415、416之間的無線通信不需要控制系統(tǒng)功率(例如，回路功率)。相反，所示例子中的RFST通信可以經(jīng)由感應(yīng)耦合或輻射耦合，從RFID讀取器/寫入器415、416中的任一個(gè)中汲取功率。因此，不僅RFST模塊400可以在沒有回路功率的情況下運(yùn)行，而且RFST模塊400可以在沒有電池電源或充電的電容器(例如，其可以基于可用的回路功率來充電)的情況下運(yùn)行，使得任何時(shí)候讀取器/寫入器415、416中任一者處于HF RFST 308和/或UHF RFST 310的范圍內(nèi)時(shí)，存儲(chǔ)在RFST模塊400的HF RFST板載存儲(chǔ)器310、UHF RFST板載存儲(chǔ)器314和/或非易失性存儲(chǔ)器408中的數(shù)據(jù)都是可訪問的。另外地或替代地，在一些例子中，RFST模塊400被提供有電池電源和/或電容器以用于冗余或備用電源和/或允許UHF RFST 312在控制系統(tǒng)功率不可用時(shí)在半無源模式中操作(例如，用于增加的范圍)。

利用所獲取的功率來對(duì)RFST模塊400供電的能力允許諸如以下功能：在沒有DCS 401所提供的功率的情況下(例如，在工廠關(guān)閉期間)發(fā)生數(shù)據(jù)獲得(例如，序列號(hào)獲得等等)、編程和/或?qū)⒐碳陷d到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122。即使在沒有能量獲取的例子中(例如，功率管理414嚴(yán)格利用回路功率和/或不存在可用的能量獲取等等)，HF RFST 308和UHF RFST 312也提供低功率并且相對(duì)快速的通信，從而節(jié)省了功率和/或減少了功率汲取，并且因此減少了這些系統(tǒng)的整體操作成本。

在一些例子中，能夠存儲(chǔ)在RFST模塊400板上(例如，在HF和UHF板載存儲(chǔ)器310、314內(nèi))的數(shù)據(jù)量是相對(duì)有限的，這是因?yàn)镽FST模塊400的部件是由RFID讀取器/寫入器415或416來供電的。例如，已知的無源UHF RFST通常具有32千字節(jié)的上限存儲(chǔ)閾值。然而，利用RFST技術(shù)，在可用存儲(chǔ)量和可以經(jīng)由RFID讀取器/寫入器來無線地訪問存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)的范圍之間可能存在折衷。在一些例子中，使用32千字節(jié)的存儲(chǔ)器會(huì)將UHF RFST通信范圍限制到大約2英尺。

對(duì)于在無源模式中的UHF RFST，較小的存儲(chǔ)量(例如，512比特)經(jīng)由例如反向散射可以允許超過30英尺的范圍(該范圍還可以取決于RFST的天線設(shè)計(jì))。在一些例子中，2英尺的范圍可能是可接受的。然而，在其它例子中，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不容易由場(chǎng)地中的工廠人員訪問(例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備放置在高處、位于其它設(shè)備后面、在安全界限之外等等)和/或未上電的情況下，與該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)應(yīng)的RFST模塊400的RFST板載存儲(chǔ)器314可能僅包含512比特的數(shù)據(jù)，這可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)UHF RFST 312的大約30英尺的范圍。然而，當(dāng)由回路功率來供電時(shí)，所示例子的UHF RFST 312可以允許更大的范圍(例如，150-300英尺)，同時(shí)支持更大的存儲(chǔ)閾值，例如9-32千字節(jié)。在該例子中，UHF RFST 312和HF RFST 308的組合允許在單個(gè)RFST上支持不同的范圍，同時(shí)還允許容納不同的功率狀況。例如，在沒有回路功率的場(chǎng)景中，UHF RFST 312可以允許大約30英尺的讀取范圍，而HF RFST 308可以允許近距離(例如，低于一英尺的距離)數(shù)據(jù)傳輸和/或處理器控制。

在一些例子中，UHF RFST 312可以耦合到被加電的天線。具體而言，所示例子的UHF天線410可以由回路功率來供電，以便進(jìn)一步增加UHF天線410的范圍。具體而言，UHF天線410可以利用低功率藍(lán)牙發(fā)射機(jī)、無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)協(xié)議、Wi-Fi、Zigbee或者有源供電傳輸?shù)娜魏纹渌m當(dāng)?shù)膮f(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)。

相比之下，HF RFST在無源模式中(例如，由RFID讀取器/寫入器來供電等等)通?？梢匀菁{大約0.25至4英寸的范圍。然而，一些HF RFST允許例如經(jīng)由電池的半無源模式，其中半無源模式可以允許更大的范圍。

因此，術(shù)語(yǔ)“本地”、“靠近”、“附近”以及與工廠人員和/或RFID讀取器/寫入器相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的地點(diǎn)或位置相關(guān)聯(lián)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)被明確地定義為處于RFID讀取器/寫入器和物理地耦合到對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的RFST之間的最大通信范圍內(nèi)。

雖然與RFST 308、312相關(guān)聯(lián)的RFST模塊400的存儲(chǔ)器(例如，HF RFST板載存儲(chǔ)器310或者UHF RFST板載存儲(chǔ)器314)是相對(duì)有限的，但是在一些例子中，與微控制器302相關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器408在制造能力的制約內(nèi)可以是任何大小(例如，兆字節(jié)或吉字節(jié)的存儲(chǔ)器)。在利用能量獲取的例子中，RFID讀取器/寫入器415、416可以通過發(fā)射電磁場(chǎng)，經(jīng)由HF RFST 308和UHF RFST 310來對(duì)寫入和/或讀取非易失性存儲(chǔ)器408供電。在一些例子中，非易失性存儲(chǔ)器408是可移除并且可替換的(例如，類似于SD卡)，以使得端用戶能夠選擇期望的存儲(chǔ)量。以此方式，可以存儲(chǔ)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122相關(guān)的、原本可能由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的有限存儲(chǔ)空間而不可用的額外信息。例如，在一些例子中，非易失性存儲(chǔ)器408存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的整個(gè)生命周期(或者其部分)內(nèi)所收集的維護(hù)和/或修理信息。該信息可以包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的推薦零件列表、照片、模型/序列號(hào)和/或相關(guān)聯(lián)的零件、維護(hù)指令和/或過程，以及任何設(shè)備故障的性質(zhì)和定時(shí)的歷史歸檔以及得到的維護(hù)響應(yīng)(例如，錯(cuò)誤信號(hào)、告警/警報(bào)、診斷測(cè)試結(jié)果、零件替換等等)。以此方式，無論何時(shí)維護(hù)技術(shù)人員檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，在例行走動(dòng)期間、由于設(shè)備故障、或者作為周轉(zhuǎn)計(jì)劃的一部分)，他們將具有對(duì)所有相關(guān)信息的立即和容易的訪問，以便能夠評(píng)估情形和/或?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)暮罄m(xù)步驟。此外，以此方式，即使設(shè)備已從工廠移除并移位以用于修理和/或更詳盡的診斷測(cè)試的目的，相同的相關(guān)信息也是可訪問的。在一些例子中，前面提到的數(shù)據(jù)可以分別存儲(chǔ)或部分存儲(chǔ)在HF和UHF RFST 308、312的板載存儲(chǔ)器310、314中。

此外，在一些例子中，微控制器302與HF和UHF RFST 308、312之間的通信分別可以使用或者可以不適用回路功率，使得即使當(dāng)沒有向RFST模塊400提供功率時(shí)，也并非所有能夠存儲(chǔ)在與微控制器302相關(guān)聯(lián)的非易失性存儲(chǔ)器408中的內(nèi)容將可用于RFST模塊400。因此，在一些例子中，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122獲取的數(shù)據(jù)子集(當(dāng)不存在電源時(shí)，該數(shù)據(jù)子集很可能是最有益的)直接存儲(chǔ)在RFST模塊400上的HF RFST板載存儲(chǔ)器310、UHF RFST板載存儲(chǔ)器314和/或非易失性存儲(chǔ)器408中。雖然由于所需要的存儲(chǔ)量會(huì)超過RFST板載存儲(chǔ)器310和314中的可用存儲(chǔ)器，RFST模塊400不太可能可以存儲(chǔ)從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122收集的所有數(shù)據(jù)，但是從非易失性存儲(chǔ)器408緩存數(shù)據(jù)仍然提供了以下優(yōu)勢(shì)：以比如果直接輪詢現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122可能的通信速度(其受制于HART協(xié)議的相對(duì)緩慢的通信速度)高得多的通信速度來訪問數(shù)據(jù)(經(jīng)由RFID讀取器/寫入器415、416)。

然而，在一些例子中，可以使用回路功率以使得RFST模塊400能夠與微控制器302進(jìn)行通信并且訪問非易失性存儲(chǔ)器408。因此，在一些例子中，當(dāng)微控制器302和非易失性存儲(chǔ)器408是由回路來供電時(shí)，RFID讀取器/寫入器415、416可以訪問存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器408上的數(shù)據(jù)中的所有數(shù)據(jù)。替代地，在一些例子中，從RFST讀取器/寫入器415、416所提供的電磁場(chǎng)獲取的能量例如可以用于對(duì)微控制器302和/或非易失性存儲(chǔ)器408供電，以便例如向非易失性存儲(chǔ)器408寫入。換句話說，RFST模塊400可以在完全無源模式中運(yùn)行而無需使用回路功率。在一些例子中，HF RFST天線412和UHF RFST天線410由能量獲取器來供電，而RFST模塊400的其余部件由回路來供電。替代地，HF RFST天線412和/或UHF RFST天線410可以由回路功率來供電，而RFST模塊400的其余部件由能量獲取器來供電。在一些例子中，RFST模塊400由電池或電容器來供電。另外地或替代地，可以使用利用太陽(yáng)能、振動(dòng)能或熱能等的其它功率轉(zhuǎn)換設(shè)備。

根據(jù)結(jié)合圖4A所公開的教導(dǎo)，經(jīng)由RFST技術(shù)來實(shí)現(xiàn)通信具有若干優(yōu)勢(shì)。首先，無論何時(shí)期望RFST傳輸并且工廠人員具有處于適當(dāng)范圍內(nèi)的RFID讀取器/寫入器，RFST傳輸都可以發(fā)生，由此，范圍可以基于過程控制系統(tǒng)100是否被供電和/或回路功率是否流經(jīng)過程控制系統(tǒng)100而變化。也就是說，所示例子的RFST模塊400和RFID讀取器/寫入器415、416之間的RFST通信并非取決于過程控制系統(tǒng)100處于操作中并且被供電。實(shí)際上，在一些例子中，例如，編程和/或數(shù)據(jù)訪問可以經(jīng)由HF RFST 308在近程發(fā)生而無需回路功率。另外地或替代地，數(shù)據(jù)讀取可以經(jīng)由UHF RFST312，經(jīng)由反向散射在較長(zhǎng)程發(fā)生而無需回路功率。相比之下，過程控制系統(tǒng)中所使用的其它已知的無線射頻收發(fā)機(jī)(例如，基于ZigBee通信協(xié)議)需要大量的功率，該功率通常隨時(shí)間從提供給對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的可用的回路功率中提取，直到與收發(fā)機(jī)相關(guān)聯(lián)的電容器充電至足以對(duì)信號(hào)傳輸供電為止。由于通常與提供給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的低壓電源相關(guān)的緊張的功率預(yù)算，可能需要長(zhǎng)達(dá)一分鐘的延遲來獲取充足的功率以發(fā)送HART命令。在這些制約下，可能的無線通信的類型(以及數(shù)量)是非常有限的(例如，用于提供諸如過程變量的值和/或其它關(guān)鍵參數(shù)之類的基本控制信息)。例如，診斷和/或配置HART現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以涉及遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1000條HART命令。以每分鐘大約一條HART命令，基于ZigBee的無線收發(fā)機(jī)對(duì)于這些目的是不實(shí)際的。然而，由于RFST技術(shù)不使用除了RFID讀取器/寫入器所提供的功率之外的其它功率(例如，在無源模式中)，因此無論何時(shí)RFID讀取器/寫入器處于RFST的天線的范圍內(nèi)，都可以自由地傳送(例如，發(fā)送或接收)數(shù)據(jù)。在沒有能量獲取的例子中(例如，有源供電系統(tǒng)等等)，HF RFST 308和UHF RFST 312的組合允許顯著的功率節(jié)省，同時(shí)允許高速無線通信。通常，HF RFST 308和UHF RFST 312的組合還允許通信中關(guān)于廣泛范圍的功率狀況和/或通信需求的大的靈活性。

如上面提到的，使用所示例子的RFST模塊400的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：即使DCS 401關(guān)閉、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122退出服務(wù)和/或另外切斷電源，也實(shí)現(xiàn)無線通信。因此，不僅當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122不具有電源時(shí)RFST模塊400可以與RFID讀取器/寫入器415、416進(jìn)行通信，而且即使當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被帶離現(xiàn)場(chǎng)時(shí)(例如，當(dāng)被運(yùn)送用于修理時(shí))和/或在控制系統(tǒng)中安裝和調(diào)試之前，相同的通信也仍然可用。

由于這些通信是在沒有回路功率的情況下進(jìn)行的，因此在此類例子中，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RFST模塊400的板上(例如，RFST板載存儲(chǔ)器310、314中)。在此類例子中，由于RFST模塊400的存儲(chǔ)器制約，只有當(dāng)不存在電源時(shí)最有可能期望的數(shù)據(jù)才存儲(chǔ)在RFST模塊400中(例如，序列號(hào)數(shù)據(jù)、設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符或號(hào)碼等等)，使得所收集的關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的額外數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器408中。在一些例子中，存儲(chǔ)在RFST模塊400中以用于具有有限存儲(chǔ)能力的無源數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的識(shí)別(例如，串行卡數(shù)據(jù))、維護(hù)(例如，修理、零件替換、診斷測(cè)試等等的歷史記錄)、和/或調(diào)試和/或配置(例如，操作設(shè)置和/或調(diào)諧參數(shù))相關(guān)聯(lián)。

將該信息存儲(chǔ)在RFST模塊400上是有利的，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)能夠用于提高可以修理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的準(zhǔn)確性和速度(其中許多情況涉及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備未上電)。例如，通過將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的序列號(hào)存儲(chǔ)在RFST模塊400上(在一些例子中，即使在被運(yùn)送用于修理期間，RFST模塊400也物理地附接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備)，可以在運(yùn)送過程期間(例如，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122被裝箱到貨車上時(shí))識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122，以減少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122變得丟失和/或與另一個(gè)設(shè)備混淆的可能性。

此外，在一些例子中，存儲(chǔ)在RFST模塊400的RFST板載存儲(chǔ)器310、314上的、與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122相關(guān)聯(lián)的維護(hù)數(shù)據(jù)可以包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的制造日期、零件號(hào)和/或零件列表(例如，基于工程主控(engineering master，EM)字符串來減少存儲(chǔ)器要求)、零部件推薦、規(guī)格表、圖像/照片、和/或?qū)?yīng)的零件和/或維護(hù)記錄(例如，上次維護(hù)和/或校準(zhǔn)的日期、首次安裝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的日期、診斷測(cè)試的日期以及診斷測(cè)試的結(jié)果、告警日志等等)。根據(jù)本文所公開的教導(dǎo)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122耦合到電源之前，上述形式的維護(hù)數(shù)據(jù)中的任何或所有維護(hù)數(shù)據(jù)可訪問，以有助于零件的排序和/或可以評(píng)估問題以及修理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的速度。

此外，使用RFST模塊400的無線傳輸?shù)耐ㄐ潘俣缺冗^程控制系統(tǒng)中其它已知的無線收發(fā)機(jī)快得多。例如，在無線HART的上下文中，已知的收發(fā)機(jī)通常被配置為與有線HART調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行串行通信，使得收發(fā)機(jī)受限于與調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的HART協(xié)議的速度(例如，1200波特)。相比之下，根據(jù)提供快得多的通信的高速串行總線通信協(xié)議來配置圖4A的RFST模塊400。因此，雖然與存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器408中的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的通信可能取決于回路功率(取決于能量獲取是否可用以及能量獲取能夠提供功率到何種程度)，但是數(shù)據(jù)(先前從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122輪詢的數(shù)據(jù))能夠被訪問的速度顯著快于直接輪詢現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122。

RFST模塊400的一個(gè)相關(guān)優(yōu)勢(shì)源于以下事實(shí)：具有相對(duì)長(zhǎng)程的高速通信在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被供電時(shí)是可能的。通常，當(dāng)過程處于操作中時(shí)，存在對(duì)于過程控制設(shè)備生效的不接觸規(guī)則(no-touch rule)，使得工程師或其他維護(hù)人員僅可以經(jīng)由工廠數(shù)據(jù)庫(kù)訪問現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的告警、警報(bào)或診斷數(shù)據(jù)。雖然從控制室和/或維護(hù)車間中的遠(yuǎn)程終端可訪問該信息，但是當(dāng)人員在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本地時(shí)該信息很大程度上不可用，這是因?yàn)橐阎臒o線收發(fā)機(jī)受限(例如，被通信速度/頻率限制，如上面所描述的)并且建立至現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬接線連接可能需要擰下終端帽(其會(huì)違反工廠安全策略)和/或使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備退出服務(wù)，從而擾亂工廠的操作。然而，利用示例性RFST模塊400，高的通信速度以及通信的無線性質(zhì)為在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的位置處或者其附近具有手持RFID讀取器/寫入器(例如，RFID讀取器/寫入器415、416)的人員克服了這些障礙。

另外，在一些例子中，RFST模塊400可以存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的特定資產(chǎn)標(biāo)簽和/或與調(diào)試和/或配置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122相關(guān)的其它數(shù)據(jù)。通常，當(dāng)調(diào)試或配置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員執(zhí)行一系列測(cè)試來驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能，并且后續(xù)地通過將操作設(shè)置存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中來配置和校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以便安裝到過程工廠中。在一些例子中，用于配置和校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的這些操作設(shè)置存儲(chǔ)在RFST模塊400的RFST板載存儲(chǔ)器310、314中。在此類例子中，假如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生故障或者另外需要替換，則工廠人員可以快速地從發(fā)生故障的設(shè)備獲得操作設(shè)置(經(jīng)由RFID讀取器/寫入器415、416)并且將它們加載到與替換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)RFST模塊400上。在其它例子中，RFST模塊400可以從被移除的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中取出并且耦合到替換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以將所存儲(chǔ)的操作設(shè)置直接地提供給新的替換設(shè)備。通過實(shí)現(xiàn)上面例子中的任一例子，可以顯著提高用于換出替換現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的時(shí)間效率。也就是說，可以對(duì)驗(yàn)證和/或填充變量和其它參數(shù)以調(diào)試和配置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122的通常手動(dòng)過程進(jìn)行自動(dòng)化，以顯著減少勞動(dòng)成本并且通過減少書寫錯(cuò)誤來提高準(zhǔn)確性。此外，在一些例子中，在修理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122)時(shí)，在重新安裝到過程系統(tǒng)內(nèi)之前現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以臨時(shí)被替換或從服務(wù)移除。在一些此類例子中，如果與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備修理之后改變，則可以對(duì)RFST模塊400中的存儲(chǔ)器進(jìn)行更新(在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122被供電時(shí))，使得在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備122在過程控制系統(tǒng)100中重新安裝并重新調(diào)試之前新信息可訪問(經(jīng)由RFID讀取器/寫入器415、416)。

雖然示例性RFST模塊400利用HF RFST 308和UHF RFST 312，但是可以使用RFST的任意組合。另外地或替代地，可以使用LF RFST和/或SHF RFST，或者其任意組合。在一些例子中，僅使用單個(gè)RFST。

圖4B示出了可以用于實(shí)現(xiàn)圖1的示例性RFST 124的另一個(gè)示例性RFST模塊450。所示例子的RFST模塊450經(jīng)由通用異步接收機(jī)/發(fā)射機(jī)(UART)接口454通信地耦合到定位器微控制器452。類似于圖4A的RFST模塊400，RFST模塊450包括具有集成的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的微控制器302、非易失性(NV)存儲(chǔ)器408、HF RFST 308、UHF RFST 312、UHF天線410以及HF天線412。另外，所示例子的RFST模塊450包括低能量藍(lán)牙模塊460、低能量藍(lán)牙天線462，其中低能量藍(lán)牙天線462與藍(lán)牙無線電設(shè)備(例如藍(lán)牙設(shè)備、具有藍(lán)牙功能的手機(jī)、具有藍(lán)牙功能的平板設(shè)備等等)464進(jìn)行通信。

在該例子中，藍(lán)牙無線電設(shè)備464(其可以與其它設(shè)備和/或傳感器進(jìn)行通信)可以經(jīng)由藍(lán)牙天線462從藍(lán)牙模塊460發(fā)送或接收信號(hào)。在一些例子中，當(dāng)藍(lán)牙無線電設(shè)備464與RFST模塊450進(jìn)行通信時(shí)，藍(lán)牙無線電設(shè)備464可以對(duì)非易失性存儲(chǔ)器408進(jìn)行讀取和/或?qū)懭?。另外地或替代地，藍(lán)牙無線電設(shè)備464可以與微控制器302、UHF RFST 312和/或HF RFST308對(duì)接。在一些例子中，可以從UHF讀取器/寫入器416和/或HF讀取器/寫入器415將藍(lán)牙設(shè)備464的參數(shù)(例如，配對(duì)參數(shù)、認(rèn)證參數(shù)等等)提供給非易失性存儲(chǔ)器408和/或微控制器302。在一些例子中，藍(lán)牙無線電設(shè)備464經(jīng)由信號(hào)線418將傳感器警報(bào)和/或閾值中繼到微控制器302、定位器微控制器452和/或DCS 401。在一些例子中，藍(lán)牙模塊460與另一個(gè)通信接口組合來使用(例如，藍(lán)牙模塊460和HF RFST 308、藍(lán)牙模塊460和UHF RFST 312等等)。另外地或替代地，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)模塊可以用于通信和/或固件。

雖然圖1-圖4B中示出了實(shí)現(xiàn)圖1的RFST 124的示例性方式，但是圖1-圖4B中所示出的元件、過程和/或設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)可以以任何其它方式來組合、劃分、重新排列、省略、消除和/或?qū)崿F(xiàn)。此外，可以用硬件、軟件、固件和/或硬件、軟件和/或固件的任意組合來實(shí)現(xiàn)微控制器302、示例性存儲(chǔ)器304、示例性能量獲取部件306、能量獲取部件307、示例性HF RFST 308、示例性存儲(chǔ)器310、示例性UHF RFST 312、示例性存儲(chǔ)器314、示例性能量存儲(chǔ)設(shè)備322、示例性系統(tǒng)功率管理電路324、回路電源326、示例性HART調(diào)制解調(diào)器402、示例性非易失性存儲(chǔ)器408、UHF天線410、HF天線412、功率管理電路414、HF RFID讀取器/寫入器415、UHF RFID讀取器/寫入器416、定位器微控制器452、低功率藍(lán)牙模塊460、低功率藍(lán)牙天線462、藍(lán)牙無線電設(shè)備464和/或更通常地示例性RFST 124、200、400、450。因此，例如，可以用一個(gè)或多個(gè)模擬或數(shù)字電路、邏輯電路、可編程處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)和/或現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(FPLD)來實(shí)現(xiàn)示例性微控制器302、示例性存儲(chǔ)器304、示例性能量獲取部件306、能量獲取部件307、示例性HF RFST 308、示例性存儲(chǔ)器310、示例性UHF RFST 312、示例性存儲(chǔ)器314、示例性能量存儲(chǔ)設(shè)備322、示例性系統(tǒng)功率管理電路324、回路電源326、示例性HART調(diào)制解調(diào)器402、示例性非易失性存儲(chǔ)器408、UHF天線410、HF天線412、功率管理電路414、HF RFID讀取器/寫入器415、UHF RFID讀取器/寫入器416、定位器微控制器452、低功率藍(lán)牙模塊460、低功率藍(lán)牙天線462、藍(lán)牙無線電設(shè)備464和/或更通常地示例性RFST 124、200、400、450中的任何一個(gè)。當(dāng)閱讀本專利的裝置或系統(tǒng)權(quán)利要求中的用以覆蓋純軟件和/或固件實(shí)現(xiàn)方式的任一權(quán)利要求時(shí)，在至少一個(gè)示例中，微控制器302、示例性存儲(chǔ)器304、示例性能量獲取部件306、能量獲取部件307、示例性HF RFST 308、示例性存儲(chǔ)器310、示例性UHF RFST 312、示例性存儲(chǔ)器314、示例性能量存儲(chǔ)設(shè)備322、示例性系統(tǒng)功率管理電路324、回路電源326、示例性HART調(diào)制解調(diào)器402、示例性非易失性存儲(chǔ)器408、UHF天線410、HF天線412、功率管理電路414、HF RFID讀取器/寫入器415、UHF RFID讀取器/寫入器416、定位器微控制器452、低功率藍(lán)牙模塊460、低功率藍(lán)牙天線462、藍(lán)牙無線電設(shè)備464和/或更通常地示例性RFST 124、200、400、450中的至少一個(gè)故此被明確定義為包括有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)光盤，例如，存儲(chǔ)軟件和/或固件的存儲(chǔ)器、數(shù)字多功能光盤、壓縮光盤(CD)、藍(lán)光光盤等等。此外，圖1的示例性RFST 124可以包括除了圖2A、圖2B、圖3、圖4A、圖4B中所示出的那些元件、過程和/或設(shè)備之外或者作為其替代的元件、過程和/或設(shè)備，和/或可以包括所示出的元件、過程和設(shè)備中的任何或所有元件、過程和設(shè)備中的一個(gè)以上。

圖5-圖6中示出了表示用于實(shí)現(xiàn)圖1的RFST 124的示例性方法的流程圖。在此類例子中，所述方法可以實(shí)現(xiàn)為機(jī)器可讀指令，該機(jī)器可讀指令包括用于由處理器(例如，下面結(jié)合圖7所討論的示例性處理器平臺(tái)700中所示出的處理器712)來執(zhí)行的程序。程序可以體現(xiàn)在軟件中，其中軟件存儲(chǔ)在有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，例如，CD-ROM、軟盤、硬盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、藍(lán)光光盤、或者與處理器712相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器。但是整個(gè)程序和/或其部分可以替代地由除了處理器712之外的設(shè)備來執(zhí)行和/或體現(xiàn)在固件或?qū)Ｓ糜布小４送?，雖然參考圖5-圖6中所示出的流程圖來描述示例性程序，但是替代地可以使用實(shí)現(xiàn)示例性RFST 124的許多其它方法。例如，可以改變框的執(zhí)行順序，和/或可以改變、消除或組合所描述的框中的一些框。

如上面提到的，圖5-圖6的示例性方法可以使用經(jīng)編碼的指令(例如，計(jì)算機(jī)和/或機(jī)器可讀指令)來實(shí)現(xiàn)，其中所述指令存儲(chǔ)在有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、壓縮光盤(CD)、數(shù)字多功能光盤(DVD)、高速緩存、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和/或信息在其中存儲(chǔ)任意持續(xù)時(shí)間(例如，擴(kuò)展的時(shí)間段、永久地、用于簡(jiǎn)要的實(shí)例、用于臨時(shí)地緩沖和/或用于對(duì)信息的高速緩存)的任意其它存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)光盤。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)被明確地定義為包括任意類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備和/或存儲(chǔ)光盤并且排除傳播信號(hào)以及排除傳輸介質(zhì)。如本文所使用的，“有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”和“有形機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)”可互換使用。另外地或替代地，圖5-圖6的示例性方法可以使用經(jīng)編碼的指令(例如，計(jì)算機(jī)和/或機(jī)器可讀指令)來實(shí)現(xiàn)，其中所述指令存儲(chǔ)在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)和/或機(jī)器可讀介質(zhì)上，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存、只讀存儲(chǔ)器、壓縮光盤、數(shù)字多功能光盤、高速緩存、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和/或信息在其中存儲(chǔ)任意持續(xù)時(shí)間(例如，擴(kuò)展的時(shí)間段、永久地、用于簡(jiǎn)要的實(shí)例、用于臨時(shí)地緩沖和/或用于對(duì)信息的高速緩存)的任意其它存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)光盤。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被明確地定義為包括任意類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備和/或存儲(chǔ)光盤并且排除傳播信號(hào)以及排除傳輸介質(zhì)。如本文所使用的，短語(yǔ)“至少”用作為權(quán)利要求的前序部分中的過渡術(shù)語(yǔ)，“至少”是開放式結(jié)尾的，與術(shù)語(yǔ)“包括”的開放式結(jié)尾方式相同。

圖5是表示用于實(shí)現(xiàn)圖2的RFST 200、圖4A的400和圖4B的450以用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和本地RFID讀取器/寫入器之間的無線數(shù)據(jù)通信的示例性方法的流程圖。圖5的方法在框500處開始，在框500處，使用便攜式RFID讀取器/寫入器(例如，UHF讀取器/寫入器416、HF讀取器/寫入器415)來與過程控制設(shè)備進(jìn)行通信。所示例子的RFID讀取器/寫入器發(fā)射電磁場(chǎng)。在該例子中，RFST模塊(其包括HF和UHF RFST二者，例如上面結(jié)合圖4所描述的RFST模塊400)具有能量獲取器(例如，能量獲取器306、能量獲取器307)，其中能量獲取器從RFID讀取器/寫入器所發(fā)射的電磁場(chǎng)中汲取功率(框502)。另外地或替代地，RFST可以由從過程控制設(shè)備和/或DCS中提取的回路功率來供電。在該特定例子中，UHF RFST由回路功率來供電以用于增加的范圍，而HF RFST經(jīng)由能量獲取器、由RFID讀取器/寫入器所發(fā)射的電磁場(chǎng)來供電。在該例子中，UHF RFST可選地可以由能量獲取來供電。

在一些例子中，RFST僅由電磁場(chǎng)來供電(例如，無源)，由此，HF RFST和UHF RFST二者依賴于從電磁場(chǎng)中獲取的功率。在其它例子中，RFST中的UHF RFST僅由回路功率來供電以增加RFST的范圍。在其它例子中，RFST中的UHF或HF RFST可以由電池或電容器來供電。

然后經(jīng)由天線在RFID讀取器/寫入器和高頻RFST或特高頻RFST之間建立通信(框504)。具體而言，例如在認(rèn)證了RFID讀取器/寫入器之后，所示例子的RFID讀取器/寫入器建立至HF RFST的通信鏈路，以允許向RFST的天線進(jìn)行發(fā)送和/或從RFST的天線接收數(shù)據(jù)。

在建立了通信之后，使得RFID讀取器/寫入器能夠訪問與過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的處理器或存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)(框506)。在該例子中，一旦經(jīng)由HF RFST或UHF RFST建立了RF通信鏈路，RFID讀取器/寫入器就與RFST的微控制器(例如，微處理器)進(jìn)行通信和/或命令該微控制器。例如，該通信可以涉及從RFST的非易失性存儲(chǔ)器(例如，非易失性存儲(chǔ)器408)獲得序列號(hào)。替代地，通信可以涉及向非易失性存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)。在一些例子中，例如，HF和UHF RFST直接與對(duì)應(yīng)過程控制設(shè)備的處理器和/或存儲(chǔ)器進(jìn)行通信，以對(duì)過程控制設(shè)備編程、配置和/或控制過程控制設(shè)備。這種直接接口可以用于對(duì)過程設(shè)備的固件進(jìn)行升級(jí)、向過程設(shè)備發(fā)出命令和/或從過程設(shè)備獲得數(shù)據(jù)。

替代地，在一些例子中，RFID讀取器/寫入器訪問HF或UHF RFST的板載存儲(chǔ)器，以向這些接口的板載存儲(chǔ)器獲得和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)。具體而言，RFID讀取器/寫入器可以繞過訪問RFST的處理器或非易失性存儲(chǔ)器，從HF或UHF RFST的板載存儲(chǔ)區(qū)器寫入或獲得數(shù)據(jù)。

在一些例子中，在HF或UHF RFST的板載存儲(chǔ)器、RFST上的非易失性存儲(chǔ)器、RFST的微控制器、過程設(shè)備的存儲(chǔ)器和/或過程設(shè)備的處理器內(nèi)或之間同步和/或發(fā)送數(shù)據(jù)(框508)并且過程結(jié)束(框510)。具體而言，當(dāng)條件變化時(shí)(例如，當(dāng)回路功率今后開啟時(shí)，等等)，可以在這些部件之間改變和/或復(fù)制數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)回路功率關(guān)閉時(shí)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在HF或UHF RFST的板載存儲(chǔ)器和/或RFST的非易失性存儲(chǔ)器中，并且然后今后一旦回路功率恢復(fù)就傳輸給RAM、不同的存儲(chǔ)器和/或過程控制設(shè)備。

圖6是表示用于通過實(shí)現(xiàn)可以分別與圖2A、圖4A和圖4B的示例性RFST 200、400和450進(jìn)行通信的手持遠(yuǎn)程RFID讀取器/寫入器來對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(例如，過程控制設(shè)備)無線編程的示例性方法的流程圖。在該例子中，手持RFID讀取器/寫入器(例如，讀取器/寫入器415、416)用于在缺少提供給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和RFST的回路功率的情況下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備編程。該過程在框600處開始，在框600處，RFID讀取器/寫入器被初始化為對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備編程(框600)。在一些例子中，該初始化發(fā)生在當(dāng)RFID讀取器/寫入器從RFST訪問或讀取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的序列號(hào)、固件版本和/或設(shè)備標(biāo)示(零件號(hào)、SKU等等)時(shí)。在該例子中，RFST然后經(jīng)由HF RFST(例如，HF RFST 308)從RFID讀取器/寫入器接收數(shù)據(jù)(框602)。雖然在該例子中使用HF RFST，但是替代地，還可以經(jīng)由RFID讀取器/寫入器所提供的電磁場(chǎng)和/或利用從回路功率得到的存儲(chǔ)在電池或電容器中的能量和/或從電磁場(chǎng)中獲取的能量，在半無源或無源模式中使用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。

接著，在該例子中，RFID讀取器/寫入器經(jīng)由與HF RFST的通信，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中，例如RFST的非易失性存儲(chǔ)器(例如，非易失性存儲(chǔ)器408)(框604)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的速率可以取決于上面提到的HF RFST的板載存儲(chǔ)器能力(例如，在能量獲取條件下從HF RFST的板載存儲(chǔ)器到非易失性存儲(chǔ)器的吞吐量)。替代地，RFID讀取器/寫入器可以對(duì)RFST的微控制器供電，以直接通過能量獲取來對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并對(duì)其編程。

在該例子中，數(shù)據(jù)可以是用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的固件。然而，數(shù)據(jù)可以是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的命令和/或操作參數(shù)。存儲(chǔ)器可以位于RFST上、HF RFST內(nèi)(例如，板載存儲(chǔ)器)、UHF RFST內(nèi)或者現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)。

然后在RFST和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部件之間同步數(shù)據(jù)(606)。在該例子中，同步發(fā)生在RFST的非易失性存儲(chǔ)器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的非易失性存儲(chǔ)器之間。具體而言，一旦恢復(fù)了至接口的回路功率和/或RFST已被提示數(shù)據(jù)同步，然后數(shù)據(jù)就例如從RFST的非易失性存儲(chǔ)器傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的存儲(chǔ)器。可以通過RFST的定時(shí)(例如，對(duì)應(yīng)于某些事件的默認(rèn)定時(shí)，例如開啟了功率之后的時(shí)間)和/或滿足某些操作條件(例如，已指示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備經(jīng)由中央網(wǎng)絡(luò)和/或RFID讀取器/寫入器接受新固件等等)來出現(xiàn)提示。

一旦現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在例如現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的RAM或非易失性存儲(chǔ)中，就對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備編程(框608)，并且過程結(jié)束(框610)。替代地，數(shù)據(jù)可以包括命令，其中該命令例如在傳輸給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)執(zhí)行或之后執(zhí)行。

圖7是能夠執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)圖5-圖6的方法以及圖1的RFST 124的示例性處理器平臺(tái)700的框圖。處理器平臺(tái)700可以是例如服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備(例如，手機(jī)、智能電話、諸如iPad^TM之類的平板設(shè)備)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、或者任何其它類型的計(jì)算設(shè)備。

所示例子的處理器平臺(tái)700包括處理器712。所示例子的處理器712是硬件。例如，可以用來自任何期望的家族或制造商的一個(gè)或多個(gè)集成電路、邏輯電路、微處理器或控制器來實(shí)現(xiàn)處理器712。

所示例子的處理器712包括本地存儲(chǔ)器713(例如，高速緩存)。所示例子的處理器712經(jīng)由總線718與主存儲(chǔ)器(包括易失性存儲(chǔ)器714和非易失性存儲(chǔ)器716)進(jìn)行通信。可以用同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、RAMBUS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RDRAM)和/或任何其它類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)易失性存儲(chǔ)器714?？梢杂瞄W存和/或任何其它期望類型的存儲(chǔ)器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)器716。由存儲(chǔ)器控制器來控制對(duì)主存儲(chǔ)器714、716的訪問。

所示例子的處理器平臺(tái)700還包括接口電路720。可以用任何類型的接口標(biāo)準(zhǔn)(例如，以太網(wǎng)接口、通用串行總線(USB)和/或PCI高速接口)來實(shí)現(xiàn)接口電路720。

在所示例子中，一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備722連接到接口電路720。輸入設(shè)備722允許用戶將數(shù)據(jù)和命令輸入到處理器712中?？梢杂美缫纛l傳感器、麥克風(fēng)、照相機(jī)(靜止或視頻)、鍵盤、按鈕、鼠標(biāo)、觸摸屏、軌跡板、軌跡球、等點(diǎn)鼠標(biāo)(isopoint)和/或語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備。

一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備724也連接到所示例子的接口電路720。可以用例如顯示設(shè)備(例如，發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、液晶顯示器、陰極射線管顯示器(CRT)、觸摸屏、觸覺輸出設(shè)備、打印機(jī)和/或揚(yáng)聲器)來實(shí)現(xiàn)輸出設(shè)備724。因此，所示例子的接口電路720通常包括圖形驅(qū)動(dòng)器卡、圖形驅(qū)動(dòng)器芯片或者圖形驅(qū)動(dòng)器處理器。

所示例子的接口電路720還包括通信設(shè)備(例如，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和/或網(wǎng)絡(luò)接口卡)，以有助于經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)726(例如，以太網(wǎng)連接、數(shù)字用戶線(DSL)、電話線、同軸電纜、蜂窩電話系統(tǒng)等等)來與外部機(jī)器(例如，任何種類的計(jì)算設(shè)備)交換數(shù)據(jù)。

所示例子的處理器平臺(tái)700還包括用于存儲(chǔ)軟件和/或數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備728。這種大容量存儲(chǔ)設(shè)備728的例子包括軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、壓縮光盤驅(qū)動(dòng)器、藍(lán)光光盤驅(qū)動(dòng)器、RAID系統(tǒng)以及數(shù)字多功能光盤(DVD)驅(qū)動(dòng)器。

用于實(shí)現(xiàn)圖5和圖6的方法的經(jīng)編碼的指令732可以存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)設(shè)備728中、易失性存儲(chǔ)器714中、非易失性存儲(chǔ)器716中、和/或諸如CD或DVD之類的可移動(dòng)有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上。

通過前述內(nèi)容，將意識(shí)到，即使當(dāng)過程控制設(shè)備例如在工廠關(guān)閉期間未上電時(shí)，所公開的方法、裝置和制品也允許發(fā)生多種功能和/或操作。本文所公開的例子允許至過程控制設(shè)備的、繞過緩慢和繁瑣的網(wǎng)絡(luò)的多種接口選項(xiàng)。本文所公開的例子在多個(gè)場(chǎng)景(包括工廠關(guān)閉)中實(shí)現(xiàn)對(duì)屬于過程控制設(shè)備的數(shù)據(jù)的方便和快速訪問。本文所公開的例子還允許針對(duì)與過程控制設(shè)備的通信的顯著功率節(jié)省和較高的數(shù)據(jù)速率。

本專利包括與以下專利申請(qǐng)相關(guān)的主題：于2014年6月5日遞交的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)14/297,179，并且其要求享有于2013年6月7日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No.61/832,524的優(yōu)先權(quán)；于2014年3月11日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No.61/951,187；以及于2014年4月9日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No.61/977,398，故此以引用方式將上述所有申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本文。

雖然本文公開了某些示例性的方法、裝置和制品，但是本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋落入本專利的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制品。雖然本文所公開的例子涉及過程控制系統(tǒng)和/或過程控制設(shè)備，但是本文所公開的例子可以應(yīng)用于其它系統(tǒng)，包括零售、備貨、庫(kù)存等等。