專利名稱：過程控制環(huán)境中的無線手持通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及過程控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及便攜式計(jì)算機(jī)在過程控制環(huán)境中的應(yīng)用，以提供無線增強(qiáng)的支持。
背景技術(shù)：
諸如化學(xué)、石油或其它工業(yè)中所使用的過程控制系統(tǒng)一般包括集中式過程控制器，集中式過程控制器經(jīng)由模擬、數(shù)字或模擬/數(shù)字混合總線與至少一個(gè)主機(jī)或操作員工作站以及一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備以通信聯(lián)絡(luò)的方式連接?，F(xiàn)場設(shè)備可以例如是閥、閥門定位器、開關(guān)、傳感器(例如溫度、壓力和流率傳感器)等，它們在過程中執(zhí)行諸如開啟或關(guān)閉閥以及測量過程參數(shù)等控制功能。一般來說，過程控制器接收表示由現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的過程測量的信號，和/或關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的其它信息，利用這些信息執(zhí)行控制例行程序，并隨后產(chǎn)生通過總線發(fā)送到現(xiàn)場設(shè)備以控制過程操作的控制信號。來自現(xiàn)場設(shè)備和控制器的信息典型地用于一個(gè)或多個(gè)由操作員工作站執(zhí)行的應(yīng)用程序中，以使操作員執(zhí)行與過程相關(guān)的期望功能，例如觀察過程的當(dāng)前狀態(tài)、修改過程操作、執(zhí)行診斷活動、最優(yōu)化過程、管理過程報(bào)警或警報(bào)、執(zhí)行分批活動等。
當(dāng)操作員或技術(shù)員利用主機(jī)或操作員工作站訪問有關(guān)過程控制系統(tǒng)和其中單個(gè)設(shè)備的各種類型的信息(例如幫助、診斷、安裝和配置信息)時(shí)，有許多過程控制活動需要技術(shù)員走出去到不存在主機(jī)或操作員工作站的實(shí)際工廠環(huán)境中。這樣的活動例如包括在視覺上檢測過程控制設(shè)備或區(qū)域、連接過程控制環(huán)境中的設(shè)備或總線、手工測量、排除故障、修理和替換現(xiàn)場設(shè)備等。在這些情況下，操作員或技術(shù)員可以將關(guān)于待執(zhí)行功能的手冊帶到工廠，并在現(xiàn)場查找任何所需的信息。這個(gè)過程可能非常麻煩。更有可能的是，在執(zhí)行期望活動的過程中，技術(shù)員將返回操作員工作站一次或多次來查找他或她可能需要的任何信息，這是非常浪費(fèi)時(shí)間的也是易出錯的。另外，技術(shù)員可以攜帶無線電設(shè)備或?qū)χv機(jī)進(jìn)入工廠，并通過無線電設(shè)備與處于操作員工作站的操作員聯(lián)系，從而獲得任何所需的信息。然而，因?yàn)檫@都是基于人的交流，所以通過無線電設(shè)備提供的信息的數(shù)量是有限的并且是易出錯的。進(jìn)一步，因?yàn)榧夹g(shù)員典型地用他或她的手?jǐn)y帶和操作無線電，所以無線電設(shè)備的使用使執(zhí)行例如修理設(shè)備的一定功能變得非常麻煩和困難。
隨著小型電子設(shè)備的出現(xiàn)，可穿戴和/或手持計(jì)算機(jī)形式的便攜式計(jì)算機(jī)已經(jīng)變得更加容易獲得?？纱┐骱?或手持計(jì)算機(jī)一般包括封裝在小外殼內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)的中央處理單元(CPU)和存儲器，它們可以放在用戶(此處也指穿戴者)穿戴的皮帶或裝具上的袋中，這被設(shè)計(jì)成使得攜帶可穿戴計(jì)算機(jī)盡可能方便。在某些情況下，例如個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)的手持計(jì)算機(jī)可以是手持的、放入皮帶或袋中的或者其它的如用戶所需或期望的穿戴的。作為示例，用戶可以將PDA放入皮套中(也就是穿上)同時(shí)在運(yùn)送中到達(dá)加工廠內(nèi)的特定位置，并且當(dāng)?shù)竭_(dá)位置上時(shí)，可以從皮套中拿出PDA并開始將PDA用作手持計(jì)算機(jī)。用于給可穿戴和/或手持計(jì)算機(jī)供電的電池可以位于裝具或計(jì)算機(jī)外殼的整個(gè)格層的不同的袋中。諸如磁盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、PCMCIA插槽、麥克風(fēng)、條形碼閱讀器和鍵盤設(shè)備之類的外圍設(shè)備可以經(jīng)由適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線或總線以通信聯(lián)絡(luò)的方式與CPU相連，并且，如果需要，這些外圍設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置在或連接到裝具上。可選擇地或者附加地，如果需要，這些外圍設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)可以與便攜式計(jì)算機(jī)(也就是手持和/或可穿戴計(jì)算機(jī))結(jié)合成一體。也已經(jīng)建議提供被可穿戴計(jì)算機(jī)用戶穿戴的平視顯示器(HUD)，以用圖像接口呈現(xiàn)給用戶或穿戴者?？纱┐饔?jì)算機(jī)因此提供便攜式的計(jì)算能力和存儲器給用戶，并且因?yàn)榭纱┐饔?jì)算機(jī)被用戶穿著而不是攜帶，所以用戶的手僅需要操作鍵盤或其它輸入設(shè)備。當(dāng)然，諸如PDA的手持計(jì)算機(jī)可以方便地在用戶穿戴的袋等中被帶入工廠中的位置，或者如果需要，可以用手?jǐn)y帶。用戶可以隨后將手持計(jì)算機(jī)放入皮套中或者如果提供一個(gè)整體架的話，還可以利用整體架將它放下，以允許使用雙手。
盡管先前已經(jīng)建議在諸如辦公環(huán)境的環(huán)境中使用便攜式計(jì)算機(jī)，但是可以確信可穿戴計(jì)算機(jī)和諸如PDA的手持計(jì)算機(jī)都沒有并入和使用在過程控制系統(tǒng)中來提高操作員或技術(shù)員在過程控制環(huán)境中辨認(rèn)設(shè)備和執(zhí)行其它功能的能力。并且，大多數(shù)便攜式計(jì)算機(jī)需要使用某種手工操作的輸入設(shè)備，例如鍵盤或旋弄桿(twiddler)。雖然這些設(shè)備典型地人機(jī)控制地被設(shè)計(jì)成盡可能地減少麻煩，但是這些設(shè)備仍然需要使用穿戴者的手輸入信息或數(shù)據(jù)。然而，在過程控制環(huán)境中，技術(shù)員典型地需要空出兩手以執(zhí)行復(fù)雜的操作，例如校準(zhǔn)和修理設(shè)備、連接過程控制系統(tǒng)中的設(shè)備等等。

發(fā)明內(nèi)容
用在具有過程控制系統(tǒng)的加工環(huán)境中的便攜式計(jì)算機(jī)可以包括適于便攜式操作的外殼、設(shè)置在該外殼內(nèi)的處理單元、設(shè)置在該外殼內(nèi)并與該處理單元相連的計(jì)算機(jī)可讀存儲器和設(shè)置在該外殼內(nèi)并與處理單元相連的顯示屏。附加地，該便攜式計(jì)算機(jī)可以包括給該處理單元提供輸入信號的輸入設(shè)備和處理該輸入信號并經(jīng)由該顯示屏提供有關(guān)過程控制系統(tǒng)信息的軟件例行程序。
可選擇地或附加地，用在具有主機(jī)系統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)中的便攜式計(jì)算機(jī)可以包括適于手持操作的外殼、設(shè)置在該外殼內(nèi)的處理單元和設(shè)置在該外殼內(nèi)并與該處理單元相連的計(jì)算機(jī)可讀存儲器。此外，該便攜式計(jì)算機(jī)可以包括設(shè)置在該外殼內(nèi)并與該處理單元相連的顯示屏、設(shè)置在該外殼內(nèi)并與該處理單元相連的小鍵盤和設(shè)置在該外殼內(nèi)并與該處理單元相連的射頻收發(fā)信機(jī)。該射頻收發(fā)信機(jī)可以適于與過程控制系統(tǒng)中的主機(jī)系統(tǒng)或例如現(xiàn)場設(shè)備的單個(gè)設(shè)備通信。該便攜式計(jì)算機(jī)也可以包括處理從該小鍵盤接收的用戶輸入并經(jīng)由該射頻收發(fā)信機(jī)向主機(jī)系統(tǒng)或現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送指令的第一軟件例行程序。此外，第二軟件例行程序可以接收響應(yīng)經(jīng)由該射頻收發(fā)信機(jī)的指令從主機(jī)系統(tǒng)或現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送出來的過程信息，并經(jīng)由顯示屏顯示所接收的過程控制信息。
可選擇地或附加地，用于與過程控制系統(tǒng)界面連接的手持計(jì)算機(jī)包括適于手持操作的外殼、設(shè)置在該外殼內(nèi)的處理器和設(shè)置在外殼內(nèi)并與該處理器相連的計(jì)算機(jī)可讀存儲器。該手持計(jì)算機(jī)可以進(jìn)一步包括設(shè)置在該外殼內(nèi)并與處理器相連的電子顯示屏、設(shè)置在外殼內(nèi)并與處理單元相連的小鍵盤和設(shè)置在外殼內(nèi)并以通信聯(lián)絡(luò)的方式與處理單元相連的收發(fā)信機(jī)。該收發(fā)信機(jī)可以適于與遠(yuǎn)處設(shè)置的處理器通信，例如主機(jī)系統(tǒng)或現(xiàn)場設(shè)備中的處理器，并且該手持計(jì)算機(jī)可以包括使用戶與過程控制系統(tǒng)中的主機(jī)設(shè)備或現(xiàn)場設(shè)備界面連接的軟件例行程序。


圖1是具有遠(yuǎn)程連接的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的過程控制網(wǎng)絡(luò)的示意性框圖；圖2是圖1的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意性框圖；圖3是在圖2的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理聲音數(shù)據(jù)以識別指令的軟件例行程序的流程圖；圖4是基于圖2的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采集的視頻信息自動識別過程控制設(shè)備的軟件例行程序的流程圖；圖5是在主機(jī)系統(tǒng)和圖2的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間提供共享圖像的一組軟件例行程序的流程圖；圖6是為校驗(yàn)過程控制環(huán)境中的通信連接的便攜式計(jì)算機(jī)用戶提供支持的軟件例行程序的流程圖；圖7是在圖6的軟件例行程序中使用的第一便攜式計(jì)算機(jī)屏幕顯示；圖8是在圖6的軟件例行程序中使用的第二便攜式計(jì)算機(jī)屏幕顯示；圖9是在圖6的軟件例行程序中使用的另一便攜式計(jì)算機(jī)屏幕顯示；圖10是用作圖1和圖2所示的便攜式計(jì)算機(jī)的手持計(jì)算機(jī)的圖解視圖；
圖11至圖14是圖10所示的手持計(jì)算機(jī)顯示的各種圖形圖像的圖解視圖；和圖15是用于直接與加工廠環(huán)境中的多種不同設(shè)備無線通信的手持通信裝置的圖解視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見圖1，過程控制系統(tǒng)10包括與主工作站或主計(jì)算機(jī)14(可以是任何類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站)相連并經(jīng)由輸入/輸出(I/O)卡20和22與現(xiàn)場設(shè)備15、16、17、18和19相連的過程控制器12?？刂破?2可以是例如由費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司銷售的DeltaVTM控制器，它可以經(jīng)由例如以太網(wǎng)連接與主計(jì)算機(jī)14以通信聯(lián)絡(luò)的方式相連，并可以使用與例如FOUDATIONTMFieldbus、HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net和CAN協(xié)議的任何所需要的通信協(xié)議相關(guān)的硬件和軟件以通信聯(lián)絡(luò)的方式與現(xiàn)場設(shè)備15-19相連。典型地，控制器12執(zhí)行存儲在其中的過程控制例行程序，并與設(shè)備15-22和主計(jì)算機(jī)14通信以用任何所需的方式控制過程。現(xiàn)場設(shè)備15-19可以是任何類型的設(shè)備，例如傳感器、閥、變送器、定位器等，而I//O卡20和22可以是任何類型的符合所需的通信或控制器協(xié)議的I/O設(shè)備。
如圖1所示，主計(jì)算機(jī)14通過例如遠(yuǎn)程以太網(wǎng)收發(fā)信機(jī)32的遠(yuǎn)程或無線通信設(shè)備以通信聯(lián)絡(luò)的方式與便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30相連。附加地，如果需要的話，現(xiàn)場設(shè)備15-19中的一個(gè)或多個(gè)可以經(jīng)由例如遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)的遠(yuǎn)程或無線通信裝置以通信聯(lián)絡(luò)的方式連接到便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30上，如圖1所示的連接到現(xiàn)場設(shè)備16和19上的收發(fā)信機(jī)32A和32B?？蛇x擇地或附加地，主計(jì)算機(jī)14可以經(jīng)由物理線路或總線與便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30相連，物理線路或總線具有位于便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以暫時(shí)與之連接或斷開的遍及過程控制環(huán)境中的端子。
便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以包括具有遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)36和多個(gè)與之連接的外圍設(shè)備的可穿戴和/或手持計(jì)算機(jī)34。較佳地，但不是必要地，可穿戴和/或手持計(jì)算機(jī)34包括帶有視頻、聲音、RAM(例如64Mb)和帶有硬盤驅(qū)動器的ROM(例如4.3Gb)的奔騰(Pentium)或更高級CPU主板，所有這些可以位于可穿戴計(jì)算機(jī)裝具(未示出)中?？蛇x擇地或附加地，外圍設(shè)備的一些或全部可以并入計(jì)算機(jī)34的外殼中。計(jì)算機(jī)34可以包括許多通信端口或插槽，例如PCMCIA插槽，它們中的一個(gè)可以用于接受遠(yuǎn)程收發(fā)信機(jī)36，另一個(gè)可以用于接受例如視頻圖像捕獲板的視頻處理板。與計(jì)算機(jī)34以通信聯(lián)絡(luò)的方式相連的外圍包括可以是攝像機(jī)的成像設(shè)備38、HUD 40、可以是耳機(jī)式揚(yáng)聲器或任何其它類型揚(yáng)聲器的揚(yáng)聲器42、麥克風(fēng)44和可以是例如典型的鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球或旋弄桿設(shè)備的用戶輸入設(shè)備46，旋弄桿設(shè)備具有有限數(shù)目的容易使用的鍵(例如功能鍵)，這些鍵的功能可以根據(jù)不同的應(yīng)用做不同地限定。便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30也可以包括下面將進(jìn)一步描述的全球定位系統(tǒng)單元47，它可以使便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30能夠向用戶和/或主工作站14通知用戶在過程控制工廠中的當(dāng)前位置。當(dāng)然，可以使用任何其它的外圍設(shè)備代替或附加上述特別描述的那些外圍設(shè)備。
雖然成像設(shè)備38較佳地是攝像機(jī)，但是它可以替換成任何其它類型的簡潔并容易由穿戴者以空出手的方式運(yùn)輸?shù)某上裨O(shè)備，例如數(shù)字照相機(jī)。較佳地，但不是必要地，攝像機(jī)38或其它成像設(shè)備安裝在HUD 40上或使攝像機(jī)38的現(xiàn)場圖像指向用戶正在看的方向的某種其它設(shè)備上(例如可穿戴的頭戴聽筒)。為了這個(gè)目的使用的一種攝像機(jī)由帕尼克斯(Pulnix)公司銷售。Pulnix攝像機(jī)符合高清晰電視(HDTV)標(biāo)準(zhǔn)(也就是，產(chǎn)生800×600彩色像素圖像幀)，具有大約四分之一英寸到二分之一英寸直徑的透鏡，并產(chǎn)生高分辨率的彩色圖像。然而，其它攝像機(jī)可以替代使用，包括例如產(chǎn)生高或低清晰度彩色或黑白(灰度)圖像的攝像機(jī)。在一些情況下，低清晰度攝像機(jī)(或者彩色或者黑白)可以按以下描述的方式較佳地增加處理圖像所需的時(shí)間。
HUD 40可以使用NTSC視頻格式，并且較佳地是單孔HUD，例如由位于加拿大的雷奎德圖像(Liquide Image)公司銷售的M1 HUD。這種HUD提供四分之一VGA(也就是320×240像素)灰度圖像。當(dāng)然，HDTV格式HUD(通常是相當(dāng)昂貴的)或者其它彩色或灰度HUD的，或者是現(xiàn)在可以獲得的或者是將來發(fā)展的，都可以替代使用。揚(yáng)聲器42、麥克風(fēng)44和輸入設(shè)備46可以是任何合適的并且容易運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，并且較佳地相對于穿戴者或用戶安裝或者并入計(jì)算機(jī)34內(nèi)以使手空出來方便其它活動。在一個(gè)實(shí)施例中，骨導(dǎo)式(bone)麥克風(fēng)既作為麥克風(fēng)44又作為揚(yáng)聲器42工作。眾所周知，骨導(dǎo)式麥克風(fēng)使用穿戴者下巴內(nèi)的骨頭檢測嗓音信號和/或在穿戴者耳朵處產(chǎn)生聲音信號。
安裝了便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30，用戶可以空出雙手執(zhí)行其它活動，例如修理設(shè)備、測量或手持其它儀器。當(dāng)然，輸入設(shè)備46可以需要一只或兩只手操作，但是其相對于用戶仍然較佳地按空出手的方式安裝。
下面參見圖2，便攜式計(jì)算機(jī)34包括與存儲器52相連的CPU 50，存儲器52可以是任何類型的存儲器包括，例如磁盤驅(qū)動(例如硬盤、磁盤或光學(xué)磁盤存儲設(shè)備)、RAM、ROM、EEPROM、EPROM等等。CPU 50可以包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地或按協(xié)作方式操作的處理器單元(或者其它硬件或固件元件)，它利用輸入至計(jì)算機(jī)34的輸入、存儲在存儲器52中的信息和/或從主機(jī)系統(tǒng)經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36提供的信息中的任何信息執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件應(yīng)用程序(存儲在存儲器52中)。CPU 50也將輸出提供給外圍設(shè)備以及經(jīng)由遠(yuǎn)程通信設(shè)備也就是收發(fā)信機(jī)36提供給主機(jī)系統(tǒng)。在圖2的實(shí)施例中，CPU 50被示出為包括控制器54，控制器54可以以硬件或軟件形式實(shí)現(xiàn)并且執(zhí)行與計(jì)算機(jī)34相關(guān)的操作系統(tǒng)，以識別來自外圍設(shè)備和計(jì)算機(jī)34的其它組件的不同輸入。附加地，控制器54可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)下面更加詳細(xì)描述的應(yīng)用程序。圖2所示的CPU 50可以包括或執(zhí)行語音/聲音識別單元或應(yīng)用程序56、光符識別(OCR)單元或應(yīng)用程序60、揚(yáng)聲器驅(qū)動器62和HUD驅(qū)動器64。此外，CPU 50可以連到提供在單獨(dú)的視頻處理板上的視頻幀接收器68上。
語音/聲音識別單元56可以是例如曼徹斯特、波士頓的Dragon系統(tǒng)公司銷售的Dragon口授(Dictate)系統(tǒng)，或者任何其它需要的語音/聲音識別單元，它典型地以軟件形式作為應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，但是可選擇地可以在單獨(dú)的處理器板上執(zhí)行。在任何情況下，語音/聲音識別單元56接收來自麥克風(fēng)44的語音、聲音或其它聲音信號，執(zhí)行語音和/或聲音識別處理，并基于識別出來的聲音輸入向控制器54傳送指令。語音/聲音識別單元56可以對接收的聲音信號執(zhí)行任何所需的或已知的處理，以辨認(rèn)一定的識別出來的語音指令或消息。在這個(gè)過程中，語音/聲音識別單元56可以將辨認(rèn)出來的聲音指令和一列存儲的或識別的指令(例如存儲在存儲器52中的指令)進(jìn)行比較，以確定用戶是否傳送了有效的指令。如果識別出來的并且鑒權(quán)的指令已經(jīng)被接收，那么語音/聲音識別單元56可以向控制器54傳送指令用于進(jìn)一步的處理。當(dāng)然，如果需要，控制器54可以確定聲音指令是否是在控制器54上運(yùn)行的程序文本中的有效的或識別出來的指令，并且當(dāng)接收到未識別出來和/或未被鑒權(quán)的指令時(shí)可以通知用戶。語音/聲音識別單元56也可以具有學(xué)習(xí)能力，并可以適于識別特定的聲音、一組聲音或通常所知的語音。
圖3示出軟件例行程序80的框圖，軟件例行程序80處理語音或聲音信號以辨認(rèn)指令，并可以由便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30執(zhí)行以使用戶口頭地并因此以空出手來的方式輸入數(shù)據(jù)或指令。例行程序80的框82接收來自麥克風(fēng)44的聲音信號?？?4利用任何所需的或標(biāo)準(zhǔn)的語音或聲音識別處理例行程序，例如上述例行程序處理聲音信號，以辨認(rèn)信號中的指令。接著，框86將辨認(rèn)的指令或輸入與存儲在例如存儲器52中的一組指令進(jìn)行比較，以確定指令是否是有效的(也就是說，指令是否匹配在該組指令中的指令)和/或核準(zhǔn)的(也就是說，特定的聲音是否是有權(quán)執(zhí)行被請求指令的用戶的聲音)。如果框88確定聲音指令是有效的和核準(zhǔn)的，框90將該指令提供給控制器54，以被期望這樣指令的任何應(yīng)用程序所使用。其后，或者如果在框88處聲音指令信號沒有被識別為有效的或授權(quán)的指令，那么控制返回框82，以便接收和處理更多的聲音信號。當(dāng)然，如果已經(jīng)接收了無效的或未授權(quán)的指令，例行程序80可以向用戶顯示適當(dāng)?shù)奶崾净蛳⒑?或可以在操作員工作站14上(圖1)顯示消息。
在圖2的計(jì)算機(jī)34中提供的視頻處理單元包括與OCR單元60相連的幀接收器68，但是也可以包括其它視頻或圖像處理硬件/軟件。幀接收器68可以例如是Nogatek公司銷售的Nogatek板，而OCR單元60可以是例如位于匈牙利布達(dá)佩斯的適應(yīng)性識別匈牙利(Adaptive Recognition Hungary，ARH)公司銷售的卡里納(Carina)實(shí)時(shí)OCR包。雖然ARH OCR單元先前已經(jīng)用于辨認(rèn)交通工具上的牌照數(shù)字，但是可以確信這種產(chǎn)品或這種產(chǎn)品的衍生物(僅對其具有微小的修改)將滿意地操作以識別下述的設(shè)備特征。當(dāng)然，其它合適的幀接收器板和OCR包可以替代使用。如圖2所示，幀接收器68從攝像機(jī)38接收圖像信號(其中具有多個(gè)圖像幀)并向OCR單元60提供輸出幀。當(dāng)然，如果成像設(shè)備38產(chǎn)生靜態(tài)圖像，例如數(shù)字照相機(jī)產(chǎn)生的圖像，那么幀接收器68可以是不必要的。
OCR單元60可以處理接收的圖像，以辨認(rèn)圖像中的設(shè)備特征，并且這些設(shè)備特征可以隨后用于辨認(rèn)攝像機(jī)38的視場中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。例如，OCR單元可以查找并識別預(yù)定的符號，例如位于現(xiàn)場設(shè)備上的包括文字和數(shù)字的符號，并將這樣識別出來的符號提供給控制器54用于設(shè)備辨認(rèn)。當(dāng)然，如果需要，攝像機(jī)38的輸出可以用于其它目的。例如，可以將視頻圖像提供給控制器54以在HUD 40上進(jìn)行顯示和/或可以經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36發(fā)送到主計(jì)算機(jī)14上以便觀察和/或由主計(jì)算機(jī)14處理。
參見圖4，以流程圖形式圖示的例行程序100可以在計(jì)算機(jī)34執(zhí)行的軟件中實(shí)現(xiàn)，以基于成像設(shè)備38采集的視頻輸入自動識別穿戴者視野內(nèi)的設(shè)備?？?02從成像設(shè)備38獲取視頻或其它圖像。如果成像設(shè)備38是攝像機(jī)，那么框102可以使用幀接收器68以抓取特定的視頻幀。然而，如果成像設(shè)備例如是數(shù)字照相機(jī)，那么框102可以直接訪問圖像而不用借助幀接收器68。
框104接著處理獲取的視頻圖像或幀，以在視頻幀中辨認(rèn)潛在的設(shè)備特征。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備特征是OSHA委任托管的設(shè)置在過程控制環(huán)境中的每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備上的設(shè)備標(biāo)簽。通常，這樣的設(shè)備標(biāo)簽包括矩形的夾具或框架(典型地是1到2英寸高，3到4英寸寬)，其具有蝕刻或其它方式鐫刻或雕刻上的包括文字和數(shù)字的字符，以便于過程環(huán)境中的人可以看見。包括文字和數(shù)字的字符通常是不同于框架的顏色，以使得這些字符更直觀。當(dāng)識別設(shè)備標(biāo)簽時(shí)，框104掃描圖像以辨認(rèn)可能包含設(shè)備標(biāo)簽的區(qū)域，例如圖像中的矩形區(qū)域、帶有一定顏色范圍的區(qū)域、具有包括文字和數(shù)字的字符的區(qū)域等。當(dāng)然，任何所需的處理都可以用于查找這些設(shè)備特征。此后，框106識別或解碼被辨認(rèn)的區(qū)域的設(shè)備特征。特別地，當(dāng)辨認(rèn)設(shè)備標(biāo)簽時(shí)，框106可以對辨認(rèn)的特征施加光符識別(利用OCR 60)，以產(chǎn)生初步的設(shè)備ID。如果在圖像中多于一個(gè)設(shè)備需要處理，那么框104和框106可以識別多個(gè)設(shè)備特征(例如設(shè)備標(biāo)簽)并辨認(rèn)多個(gè)初步的設(shè)備ID。
接下來，框108將每個(gè)初步的設(shè)備ID與存儲在例如存儲器52中的一列設(shè)備ID進(jìn)行比較，以驗(yàn)證與初步的設(shè)備ID相應(yīng)的設(shè)備的存在。如果相應(yīng)的設(shè)備存在，設(shè)備ID就被驗(yàn)證并且每個(gè)被驗(yàn)證的設(shè)備ID被框110提供給控制器54用于在其它應(yīng)用程序中經(jīng)由HUD 40顯示給穿戴者和/或經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36發(fā)送給主計(jì)算機(jī)14。
雖然例行程序100可以基于任何可觀察到的特征辨認(rèn)設(shè)備，但是例行程序100基于設(shè)備特征也就是屬于設(shè)備一部分的特征辨認(rèn)設(shè)備是較佳的，因?yàn)樗挥诂F(xiàn)場內(nèi)而不用考慮通過便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30的自動檢測和辨認(rèn)。換句話說，雖然可以在過程控制環(huán)境中的每個(gè)設(shè)備上設(shè)置條形碼或其它獨(dú)一無二的標(biāo)識，但是使例行程序100基于不以便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30的檢測為目的而單獨(dú)設(shè)置在設(shè)備上的特征辨認(rèn)設(shè)備是較佳的，也就是說，這些特征已經(jīng)用于存在于設(shè)備上的其它目的。如果利用這樣的設(shè)備特征執(zhí)行檢測和辨認(rèn)，那么不需要為了用便攜式計(jì)算機(jī)辨認(rèn)的特定目的而采取附加的步驟來標(biāo)注或采用其它方式地給過程控制環(huán)境中的每個(gè)設(shè)備做記號。
其它應(yīng)用程序，例如經(jīng)由HUD 40自動向穿戴者顯示信息的應(yīng)用程序，可以向穿戴者顯示辨認(rèn)的設(shè)備，可以經(jīng)由HUD 40向穿戴者顯示關(guān)于所辨認(rèn)的設(shè)備的其它信息，和/或可以將所辨認(rèn)的設(shè)備ID發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)14。當(dāng)然，識別出來的設(shè)備列表可以存儲在計(jì)算機(jī)34的存儲器52中或其它不同的存儲器中，例如主機(jī)系統(tǒng)14中的存儲器，其可以經(jīng)由遠(yuǎn)程通信被框108訪問，以驗(yàn)證初步的設(shè)備ID。正如所理解的那樣，例行程序100的每個(gè)框并不必要在便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30中被執(zhí)行。相反，這些框中的一個(gè)或多個(gè)可以由主計(jì)算機(jī)14執(zhí)行，其可以與便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30通信以執(zhí)行例行程序100。
再次參見圖2，揚(yáng)聲器驅(qū)動器62接收來自控制器54的信號并且，例如通過將它們轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的模擬音頻信號、放大它們等處理這些信號。隨后，揚(yáng)聲器驅(qū)動器62可以將處理過的信號提供給揚(yáng)聲器42。正如容易理解的那樣，揚(yáng)聲器驅(qū)動器62和控制器54可以用于播放存儲在例如存儲器52中或主計(jì)算機(jī)14的存儲器中的預(yù)錄的信號，和/或用于轉(zhuǎn)播由主機(jī)系統(tǒng)或在主機(jī)系統(tǒng)處產(chǎn)生的實(shí)時(shí)音頻，例如處于主機(jī)系統(tǒng)處的操作員的聲音或處于過程控制環(huán)境中任何地點(diǎn)的另一個(gè)便攜式計(jì)算機(jī)用戶的聲音。在揚(yáng)聲器42上待播放的聲音或音頻信號可以經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36從主機(jī)系統(tǒng)提供給計(jì)算機(jī)34，或可以利用連在計(jì)算機(jī)34上的任何其它音頻通信系統(tǒng)提供。
類似地，HUD驅(qū)動器64從控制器54接收信號，包括欲在HUD 40上顯示的圖形信息，并對這些用于經(jīng)由HUD 40顯示的信號執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚?。在一些?shí)施例中，HUD驅(qū)動器64和HUD 40可以與旋弄桿46或麥克風(fēng)44一同使用以提供標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)操作環(huán)境，例如具有對話框、文本、圖形等的Windows圖像。在這種情況下，穿戴者可以在HUD 40上移動光標(biāo)、輸入信息或操作HUD 40上的圖像，以例如運(yùn)行應(yīng)用程序或在計(jì)算機(jī)34執(zhí)行的應(yīng)用程序的文本中做決定。
控制器54可以以任何所需的或標(biāo)準(zhǔn)的方式使用收發(fā)信機(jī)36，并提供信號給收發(fā)信機(jī)36，以利用任何所需的通信協(xié)議與主機(jī)系統(tǒng)14通信。同樣地，控制器54利用任何所需的通信協(xié)議經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36接收和解碼來自主計(jì)算機(jī)14的信息。
圖2的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以用于向用戶提供多種信息和/或當(dāng)用戶正在例如檢測、安裝、修理、最優(yōu)化、診斷、校準(zhǔn)和檢查過程控制環(huán)境中不同設(shè)備的連接時(shí)，在過程控制環(huán)境中執(zhí)行使用戶的任務(wù)更容易和更快的功能。例如，使用便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30，用戶可以經(jīng)由HUD 40自動地或者經(jīng)由外圍設(shè)備之一的適當(dāng)?shù)妮斎胫螳@得和觀察到過程控制環(huán)境中的關(guān)于一些設(shè)備或區(qū)域的信息。計(jì)算機(jī)34可以存儲，或者可以與主計(jì)算機(jī)14或現(xiàn)場設(shè)備本身通信，以獲得任何所需的關(guān)于特定設(shè)備或大體上屬于過程控制系統(tǒng)的信息，并且在用戶請求時(shí)或如上所述當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30識別出用戶視野內(nèi)的設(shè)備時(shí)，經(jīng)由HUD 40向穿戴者顯示信息。顯示的信息可以包括諸如過程控制系統(tǒng)的圖表或操作員綜述的過程信息，例如設(shè)備列表的設(shè)備信息，幫助信息，診斷信息，甚至是與過程控制系統(tǒng)相連的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備所作出的或相關(guān)聯(lián)的過程參數(shù)信息(例如測量值、參數(shù)值等)。附加地，顯示的信息可以包括例如設(shè)備的配置和安裝信息的設(shè)備特定信息、設(shè)備的連接和校準(zhǔn)信息或通常經(jīng)由已知的手持通信裝置從設(shè)備獲得的任何其它信息，手持通信裝置經(jīng)由暫時(shí)的硬布線連接與現(xiàn)場設(shè)備連接。
為了觀察到這樣的信息，穿戴者當(dāng)其走過設(shè)備旁邊時(shí)，可以輸入例如設(shè)備標(biāo)簽或設(shè)備號的設(shè)備標(biāo)識，這可以引起控制器54自動顯示某種設(shè)備信息，例如幫助、校準(zhǔn)、診斷、參數(shù)值等信息。當(dāng)然，用戶可以利用旋弄桿46、麥克風(fēng)44或任何其它的輸入設(shè)備鍵入設(shè)備標(biāo)識。當(dāng)使用麥克風(fēng)44時(shí)，語音/聲音識別單元56可以辨認(rèn)例如說出來的設(shè)備標(biāo)簽號或名稱，并將設(shè)備標(biāo)簽號或名稱提供給控制器54。如果需要的話，語音/聲音識別單元56可以被設(shè)置成接收設(shè)備號、設(shè)備名稱或任何其它設(shè)備標(biāo)識，并比較輸入的標(biāo)識和存儲器52中的有效設(shè)備號或名稱列表。
GPS單元47可以用于進(jìn)一步增強(qiáng)此處描述的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的顯示、信息采集和處理能力。作為示例，GPS單元47提供坐標(biāo)和/或相對精確的位置信息給計(jì)算機(jī)34，因此使計(jì)算機(jī)34能確定用戶在過程控制工廠內(nèi)的當(dāng)前位置。這樣的位置信息可以以多種方式用于或被便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30利用。例如，從GPS單元47接收的位置信息可以用于方便過程控制系統(tǒng)中的設(shè)備的辨認(rèn)，特別是當(dāng)個(gè)別設(shè)備標(biāo)簽或標(biāo)識是不可訪問的、難辨認(rèn)的或損壞的，或者其它方式地難于閱讀或訪問時(shí)。并且，這樣的位置信息可以幫助解決模糊的問題，例如當(dāng)在加工廠不同位置的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備使用相似或相同的標(biāo)簽或標(biāo)識時(shí)。
進(jìn)一步，GPS單元47提供的位置信息可以用于產(chǎn)生可以經(jīng)由HUD 40顯示給用戶的圖形圖或圖表，因此使用戶能直觀化他們在整個(gè)系統(tǒng)中的當(dāng)前位置。這樣的圖形圖或圖表也可以使用戶更快地確定怎樣有效地行進(jìn)到工廠內(nèi)的期望位置。
更進(jìn)一步，GPS單元47提供的位置信息可以被主機(jī)系統(tǒng)14使用，以詳細(xì)地向系統(tǒng)操作員指示一個(gè)或多個(gè)便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶所處的工廠內(nèi)的位置。系統(tǒng)操作員例如能使用這種位置信息，以更有效的方式方便技術(shù)員、維修人員、維護(hù)人員等的派遣。
在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，在用戶視野內(nèi)的設(shè)備可以自動地被視頻處理電路檢測，并且當(dāng)發(fā)生這樣的檢測時(shí)，關(guān)于設(shè)備的信息可以經(jīng)由HUD 40以任何需要的格式自動地顯示給用戶。如果信息存儲在存儲器52中，該信息可以自動地被控制器54訪問，并利用HUD驅(qū)動器64經(jīng)由HUD 40提供或顯示。可選擇地，如果信息存儲在主機(jī)系統(tǒng)14上，控制器54可以經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36請求和接收適當(dāng)?shù)男畔?，并隨后在HUD 40上顯示這樣的信息。在過程參數(shù)被設(shè)備測量或存儲在設(shè)備中的情況下，主機(jī)系統(tǒng)在將信息傳送給便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30之前，可以與該設(shè)備通信以獲得最近的值或數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以直接經(jīng)由設(shè)備收發(fā)信機(jī)(例如收發(fā)信機(jī)32A和32B)與諸如現(xiàn)場設(shè)備的設(shè)備通信，以獲得所需的信息。
在這些情況下，控制器54可以向用戶顯示識別出來的設(shè)備列表，并允許用戶選擇觀察關(guān)于任何設(shè)備的信息，或者可選擇地，控制器54可以經(jīng)由HUD 40自動地顯示關(guān)于識別出來的設(shè)備的信息。值得注意地，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30上使用麥克風(fēng)44、攝像機(jī)38和其它相關(guān)的硬件/軟件，使用戶能以空出手來的方式也就是不必經(jīng)由手持或手動操作設(shè)備輸入任何數(shù)據(jù)或其它信息就能自動地接收和觀察關(guān)于設(shè)備(或過程控制系統(tǒng)的區(qū)域或其它單元)的信息和位置。這空出穿戴者的手來執(zhí)行其它任務(wù)，例如修理、替換或校準(zhǔn)設(shè)備，操縱其它工具等，這是非常有利的。更進(jìn)一步，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以接收和顯示用戶實(shí)際看到和/或用戶身體附近的設(shè)備所測量的或存儲在該設(shè)備中的信息，而不需要物理上位于每個(gè)設(shè)備的外部以及物理上被用戶訪問和觀察的單獨(dú)的刻度盤或顯示器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可穿戴的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以用于將共享的視圖(例如顯示)提供給位于例如主計(jì)算機(jī)14處的操作員以及經(jīng)由HUD 40提供給用戶，從而加強(qiáng)二者之間的通信。這樣共享的視圖應(yīng)用將相同的圖像顯示給兩人，并允許他們中的一個(gè)或兩個(gè)操縱圖像，以便例如指出或加亮圖像的特定部分或者在圖像上張貼數(shù)據(jù)。這些動作可以連同聲音通信一起使用，以加強(qiáng)便攜式計(jì)算機(jī)用戶和遠(yuǎn)處在主計(jì)算機(jī)14處的操作員之間的會話。
圖5示出可以在主計(jì)算機(jī)14上運(yùn)行的軟件例行程序116的框圖和可以在便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30上運(yùn)行以執(zhí)行共享視圖或顯示的軟件例行程序118的框圖。例行程序118包括框120，其采集并經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36發(fā)送視頻圖像給主計(jì)算機(jī)14。便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30和主計(jì)算機(jī)14之間的通信在圖5中由虛線表示。這種圖像可以是由攝像機(jī)38產(chǎn)生的完整的多幀圖像或者可以是其一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的幀。例行程序116中的框122接收視頻圖像并且框124經(jīng)由與主計(jì)算機(jī)14相關(guān)的顯示設(shè)備將視頻圖像顯示給操作員?？?26使主計(jì)算機(jī)14處的操作員能選擇視頻圖像的一幀用作共享視圖的基礎(chǔ)(也就是基本圖像)?？?26例如可以簡單地顯示接收的視頻信號的最近接收的幀，并等待操作員指示圖像的凍結(jié)被請求。可選擇地，框126可以允許操作員重新播放接收的幀，以選擇期望的圖像，或者可以允許操作員以任何所需的方式選擇基本圖像。如果操作員不選擇共享顯示的基本圖像，那么框126提供返回框122的控制。如果在框126時(shí)操作員選擇基本圖像，那么框128將選擇的基本圖像發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30用于在HUD 40上顯示給用戶?？?28也可以，如果需要的話，經(jīng)由主計(jì)算機(jī)14的顯示屏將選擇的基本圖像顯示給操作員。
接下來，例行程序116中的框130確定是否由主計(jì)算機(jī)的操作員作出或請求基本圖像的修改。這樣的修改可以包括，例如移動光標(biāo)或指針、在圖像上描畫、加亮圖像的區(qū)域、在圖像上張貼信息或其它數(shù)據(jù)，或者其它任何所需的修改，這些修改能使操作員與使用圖像的處于遠(yuǎn)處的用戶交流。這些修改可以由操作員利用任何所需的操作系統(tǒng)協(xié)議和外圍設(shè)備做出，例如鼠標(biāo)和鍵盤。如果由操作員做出對圖像的修改，那么框132經(jīng)由收發(fā)信機(jī)32和36將修改發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30。這些修改可以使用任何所需的協(xié)議進(jìn)行傳輸，并且或者是做出的特定修改或者是具有修改的整個(gè)新的圖像幀都可以如所期望的那樣發(fā)送給便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30。在一個(gè)實(shí)施例中，以指針移動的方式形成的對圖像的修改可以作為新的指針坐標(biāo)被傳輸。在已經(jīng)做出圖像修改并被發(fā)送到便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30后，或者如果沒有新的修改被主機(jī)操作員做出，那么框134刷新主機(jī)系統(tǒng)的圖像(將操作員做出的修改和便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30做出的修改合并并發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)14)。例行程序118的控制接著返回框130，以檢測由主機(jī)操作員做出的其它修改。
同時(shí)，例行程序118包括在HUD 40上顯示從主機(jī)系統(tǒng)接收的基本圖像的框136?？?38隨后檢測用戶利用任何可以獲得的包括麥克風(fēng)44和旋弄桿46的輸入設(shè)備所做出的對圖像的修改。如果用戶做出對圖像的修改，那么框140將修改發(fā)送給主計(jì)算機(jī)14。此后，或者如果沒有檢測到用戶發(fā)起的修改，那么框142刷新在HUD 40上的圖像，將用戶做出的修改和由主計(jì)算機(jī)14做出的以及接收的修改合并。例行程序118的控制隨后返回框138用于檢測用戶進(jìn)一步發(fā)起的修改。
在這種方式下，例行程序116和118在主計(jì)算機(jī)14和便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30上操作，以提供可以由主機(jī)操作員和處于遠(yuǎn)處的用戶中的一個(gè)或兩個(gè)操縱以增強(qiáng)二者之間交流的共享視圖或場景。雖然此處已經(jīng)將基本圖像作為源自便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30采集的圖像加以描述，但是這不是必須的情況。相反，基本圖像可以是與重要的過程或設(shè)備相關(guān)的存儲的操作員視圖、示意圖等。在任何一種情況下，共享視圖使主機(jī)操作員能以便攜式計(jì)算機(jī)用戶容易觀察的方式指出并講出顯示的圖像中的不同元件。進(jìn)一步，如果需要的話，用戶可以使用例如相同的或不同的光標(biāo)對圖像做修改，以輔助與主機(jī)操作員的會話。如果需要的話，用戶不必要能對圖像做修改，這會簡化圖5的例行程序116和118。并且，如果需要的話，用戶可以在發(fā)送給主計(jì)算機(jī)14之前選擇待使用的基本圖像。
結(jié)合圖6所示的流程圖形式的例行程序150描述過程控制環(huán)境中便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30的另一用途，例行程序150較佳地但不是必需地在便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30中執(zhí)行。一般來說，例行程序150使用戶能以空出手的方式并且不需要主機(jī)設(shè)備的操作員的輔助就能檢測出并驗(yàn)證過程控制環(huán)境中的不同設(shè)備或通信信道(例如I/O連接)的正確連接。先前，驗(yàn)證過程控制環(huán)境中設(shè)備或通信信道的正確連接需要技術(shù)員帶著例如伏特表的手持測量設(shè)備和用于技術(shù)員與主工作站的操作員通信的手持無線電走出去到現(xiàn)場。技術(shù)員首先不得不到設(shè)備(并且不得不找到它)處，經(jīng)由手持無線電告知主機(jī)操作員他或她在設(shè)備處，并隨后通知他或她正在檢測哪條通信信道。這時(shí)，技術(shù)員不得不使用手持儀表檢測線路上的信號。接著技術(shù)員通過手持無線電告訴主機(jī)操作員測量的信號是什么以便主機(jī)操作員能驗(yàn)證測量的信號是否是在所選的通信信道上的真實(shí)信號。此后，技術(shù)員將告訴主機(jī)操作員改變正在檢測的信道上的信號，并且主機(jī)操作員將使通信信道的信號或值改變。技術(shù)員接著再次測量信道上的信號以查看是否確實(shí)發(fā)生變化。顯然地，這個(gè)過程需要兩個(gè)人(例如，主機(jī)操作員和技術(shù)員)進(jìn)行多次麻煩的主機(jī)操作員和技術(shù)員之間的交流，并且難于在龐大的和復(fù)雜的過程控制環(huán)境中執(zhí)行，其中技術(shù)員設(shè)法同時(shí)操縱手持無線電、手持儀表并獲得對合適設(shè)備或通信線路的訪問。此外，這個(gè)過程依賴主機(jī)操作員和技術(shù)員之間的交流，這趨向于制造混亂和產(chǎn)生錯誤。
使用圖6的例行程序150，便攜式計(jì)算機(jī)的用戶以相對空出手的方式(也就是僅僅手持測量設(shè)備)并且不需要與處在主工作站的操作員通信就能檢測過程控制系統(tǒng)中的例如I/O連接的設(shè)備通信信道的連接。相反，便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30直接與主計(jì)算機(jī)通信，以提供用戶所有所需的信息并在用戶的請求下做出為檢測出過程控制系統(tǒng)中設(shè)備或通信信道的連接所必需的修改。使用例行程序150，用戶可以走出去到過程控制環(huán)境或工廠中，獲得與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的設(shè)備列表和/或通信信道，選擇用于測試的特定設(shè)備和/或通信信道，找出正在測試的設(shè)備或信道上的信號應(yīng)該是什么，對信號做出修改并測量原始信號和修改的信號以測試設(shè)備或信道的正確連接，所有這些都不需要主機(jī)操作員和與之相關(guān)的麻煩的容易出錯的交流。
例行程序150包括在HUD 40上顯示可能被測試的一列設(shè)備的框152。用戶可以通過按任何所需的方式選擇所列設(shè)備之一來選擇特定的待測試的設(shè)備。較佳地，用戶向麥克風(fēng)說出指令，例如上、下、左、右、確定等，這些指令被識別并提供給控制器54，并且這些指令被用于移動光標(biāo)(可以是加亮的區(qū)域)或選擇在HUD 40上的Windows屏幕上顯示的條目。當(dāng)然，用戶也可以使用旋弄桿46或其它鍵盤設(shè)備，使用麥克風(fēng)輸入與設(shè)備相關(guān)的名稱或標(biāo)簽或者使用攝像機(jī)38以按照圖4的例行程序100所述自動驗(yàn)證設(shè)備來選擇設(shè)備。
框154等待用戶選擇設(shè)備，并在用戶選擇或以其它方式選中設(shè)備后，框156經(jīng)由HUD 40顯示與所選設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一列通信信道。這樣利用Window類型的顯示屏幕顯示的示例如圖7所示，并且包括一組用于設(shè)備CTLR1(控制器1)的11條通信信道，其帶有加亮的第一信道CTLR1C02CH01。當(dāng)然，I/O或其它通信信道列表可以按任何其它的方式顯示，并不局限于圖7所示。
再次參見圖6，框158等待用戶選擇待檢測的通信信道。用戶可以利用諸如“上一個(gè)”和“下一個(gè)”的簡單聲音指令以移動光標(biāo)至不同的信道并“確認(rèn)(Enter)”以選擇信道來選擇在例如圖7的屏幕中顯示的特定的信道。于是，當(dāng)觀察圖7的顯示屏幕時(shí)為了選擇第三條通信信道(CTLR1C02CH03)，用戶可以簡單地說兩遍“下一個(gè)”以加亮信道CTLR1C02CH03，并接著說“確認(rèn)”以選擇信道。雖然可以使用其它的聲音指令，但是將聲音指令組限制在簡單的更加容易被語音/聲音識別單元56識別的詞上是較佳的。并且，雖然圖7的顯示屏幕可以利用例如旋弄桿46的其它輸入設(shè)備操縱，但是使用戶能利用聲音信號或利用其它空出手的輸入設(shè)備以允許用戶使用他或她的雙手做其它活動來操縱屏幕并在屏幕上選擇或輸入數(shù)據(jù)是較佳的。
在用戶選擇了待檢測的特定的通信信道后，框160在HUD 40上顯示進(jìn)一步的屏幕，指示與所選信道相關(guān)的過程信息。對于所選的CTLR1C02CH01信道，這樣的屏幕示例如圖8所示。為了創(chuàng)建圖8的屏幕，框160從主機(jī)系統(tǒng)或通過收發(fā)信機(jī)36從現(xiàn)場設(shè)備獲得所選的通信信道的當(dāng)前過程值，并顯示信道的當(dāng)前值(在本情況下是“0”)連同信號的質(zhì)量指示(在本情況下是“好”)。框160也為用戶提供輸入信道的新的過程值的區(qū)域，并指示信道上信號的類型以及信號的有效范圍，也就是說，信道是模擬信道還是數(shù)字信道。顯示在屏幕上的信息存儲在便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30的存儲器52中，或者從主計(jì)算機(jī)14獲得，這或者在存儲器中存儲信息或者從設(shè)備中獲得信息，或者直接經(jīng)由收發(fā)信機(jī)36和現(xiàn)場設(shè)備上的收發(fā)信機(jī)之間的無線連接從現(xiàn)場設(shè)備本身獲得。在圖8所示的示例中，信道CTLR1C02CH01是當(dāng)前設(shè)定值為零的數(shù)字信道。圖9示出在HUD 40上顯示的信道CTLR1C06CH01的相似的屏幕，該信道是具有0-100有效范圍的模擬信道并且具有90的當(dāng)前值。
當(dāng)觀察圖8或圖9的屏幕時(shí)，用戶可以利用例如手持伏特表或任何其它所需的設(shè)備手工測量所選信道上的值。如果測量值與列在屏幕當(dāng)前值區(qū)域上的值相同，那么用戶可以通過在新值區(qū)域輸入新值繼續(xù)操作。再次參見圖6，框162等待用戶輸入新的過程值，較佳地使用數(shù)字和其它諸如“確認(rèn)”、“上一個(gè)”和“下一個(gè)”之類的簡單指令格式的聲音指令，以便用戶不必要從測量設(shè)備上移開他或她的手。98.5的新值被輸入到圖9的屏幕顯示的新值區(qū)域。剛一收到新值，框164就會發(fā)送新值到主機(jī)系統(tǒng)，接著框164會將所選的信道改變至新值，并且在驗(yàn)證所選的信道已經(jīng)改變至新值后，發(fā)送新值到便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30作為所選信道的當(dāng)前值?？?66接著刷新HUD 40上的屏幕顯示，以指示當(dāng)前值已經(jīng)變化到先前輸入的新值，并清空新值區(qū)域以使用戶能輸入不同的新值。同時(shí)，用戶可以使用手持儀表測量所選信道上的信號，以查看是否信號已經(jīng)變化至輸入的新值。如果是，那么通信信道最有可能是在過程控制系統(tǒng)中正確連接并操作。如果不是，那么存在必須被辨認(rèn)和更正的問題。當(dāng)然，用戶可以對通信信道值做進(jìn)一步的修改并測量這些修改，或者可以向回滾動信道或設(shè)備選擇屏幕，以選擇待檢測的不同信道或設(shè)備。
使用上述的系統(tǒng)，單個(gè)人就可以驗(yàn)證過程控制環(huán)境中不同通信信道的連接和操作，不需要與處在主機(jī)站的操作員交流和協(xié)作，并且不需要攜帶手持無線電，其典型地干擾在現(xiàn)場執(zhí)行的測量和其它活動。
在另一個(gè)實(shí)施例中，便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以用于存儲和自動重新得到關(guān)于過程控制環(huán)境中的任何設(shè)備或?qū)嶓w的信息，包括具有設(shè)備標(biāo)簽或其它可識別的設(shè)備特征的設(shè)備和例如人行道、垃圾桶、建筑物等不具有典型的設(shè)備標(biāo)簽的實(shí)體。按照這種方式使用便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30，用戶可以穿過工廠或其它過程控制環(huán)境行進(jìn)，并記錄關(guān)于工廠內(nèi)的設(shè)備或?qū)嶓w的聲音信息(或其它信息或數(shù)據(jù))，用于用戶或另外的人將來的檢索。同樣地，當(dāng)查看設(shè)備或其它實(shí)體時(shí)，用戶可以確定(通過看HUD 40上的顯示)先前是否已經(jīng)為設(shè)備創(chuàng)建過任何聲音消息，并可以重新得到先前創(chuàng)建的聲音消息。附加地或可選擇地，由GPS單元47提供的位置信息可以用于自動使關(guān)于物理上靠近用戶的設(shè)備的消息出現(xiàn)，即使用戶當(dāng)前沒有看這些設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于執(zhí)行這種功能性的軟件例行程序(其被計(jì)算機(jī)34的處理器或CPU 50存儲和執(zhí)行)包括三個(gè)基本的例行程序，其可以是單獨(dú)的程序或者所有的都可以是單個(gè)例行程序的子部分。第一例行程序辨認(rèn)一個(gè)或多個(gè)在用戶視野中或?qū)τ脩糁匾脑O(shè)備。這種例行程序可以接受例如設(shè)備名稱、標(biāo)簽或其它設(shè)備標(biāo)識形式的聲音輸入(來自麥克風(fēng)44)，以辨認(rèn)當(dāng)前對用戶重要的設(shè)備。類似地，這種例行程序可以經(jīng)由HUD 40向用戶顯示一列設(shè)備，并能使用戶使用例如聲音指令或其它輸入選擇顯示的設(shè)備之一。可選擇地，這種例行程序可以利用圖4所述的視頻圖像處理例行程序自動辨認(rèn)設(shè)備，其可以辨認(rèn)一個(gè)或多個(gè)可見的設(shè)備特征。代替使用設(shè)備特征，自動視頻處理例行程序可以基于用于辨認(rèn)設(shè)備的特定目的設(shè)置在設(shè)備上或附近的標(biāo)識(例如光學(xué)條形碼)來辨認(rèn)設(shè)備。另一方面，發(fā)送器可以設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)設(shè)備上或附近，并且這些發(fā)送器可以發(fā)送從計(jì)算機(jī)34接收并被例行程序解碼以辨認(rèn)一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的信號。在一個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)發(fā)送器可以用于一個(gè)場所或其它單位區(qū)域，并且例行程序剛一接收和解碼被發(fā)送的信號，就會訪問存儲了場所或單位區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備的存儲器(例如位于計(jì)算機(jī)34或主計(jì)算機(jī)14內(nèi))。這些設(shè)備列表可以隨后經(jīng)由HUD 40提供給穿戴者。相似地，沒有標(biāo)簽或其它可自動識別的特征的設(shè)備可以與具有可自動識別的特征的設(shè)備綁定(在數(shù)據(jù)庫內(nèi))。典型地，彼此臨近的(彼此相關(guān)的)設(shè)備將一起綁定在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。此后，無論何時(shí)具有可自動識別的特征(標(biāo)簽了的設(shè)備)的設(shè)備之一被辨認(rèn)，例行程序都可以查詢數(shù)據(jù)庫以確定其它靠近或與標(biāo)簽了的設(shè)備相關(guān)的未被標(biāo)簽的設(shè)備，并經(jīng)由HUD 40向穿戴者顯示所有這些設(shè)備的列表。當(dāng)然，也可以使用其它辨認(rèn)設(shè)備的方法。
當(dāng)已經(jīng)辨認(rèn)了一個(gè)或多個(gè)設(shè)備并例如經(jīng)由HUD 40向用戶顯示時(shí)，第二例行程序使用戶存儲與標(biāo)識的設(shè)備之一相關(guān)的聲音消息。用戶可以選擇標(biāo)識的設(shè)備之一(例如，使用聲音指令或任何其它類型的輸入)，隨后當(dāng)經(jīng)由HUD 40提示時(shí)，用戶向麥克風(fēng)44說話以創(chuàng)建聲音消息。第二例行程序接著在存儲器中存儲聲音消息作為與標(biāo)識的/選擇的設(shè)備相關(guān)的聲音消息。這種存儲器可以是計(jì)算機(jī)34上的存儲器52，或者較佳地可以是主機(jī)系統(tǒng)中任何地方例如主計(jì)算機(jī)14中的存儲器。當(dāng)存儲到主計(jì)算機(jī)14上時(shí)，聲音消息對于多于一個(gè)的便攜式計(jì)算機(jī)是可獲得的。
第三例行程序確定對于第一例行程序辨認(rèn)的任何設(shè)備來說是否存在先前存儲的語音消息，如果是，在HUD 40上顯示例如圖標(biāo)的指示，以告知用戶對于標(biāo)識的設(shè)備來說存在先前存儲的消息。當(dāng)用戶利用例如聲音指令選擇圖標(biāo)時(shí)，第三例行程序從存儲器中重新得到先前存儲的聲音消息并通過揚(yáng)聲器42向用戶播放。
使用這種數(shù)據(jù)存儲/檢索技術(shù)，無論何時(shí)便攜式計(jì)算機(jī)用戶(或主機(jī)系統(tǒng)14的操作員)或者手動或者自動地辨認(rèn)設(shè)備時(shí)，用戶(或操作員)都可以記錄與設(shè)備相關(guān)的聲音消息，同樣地可以重新得到和聽到先前存儲的與設(shè)備相關(guān)的聲音消息。在這種方式下，用戶(或操作員)可以記錄或留下關(guān)于過程控制系統(tǒng)中的設(shè)備或任何其它實(shí)體的消息，以便以后相同的或不同的人可以重新得到。這樣的消息可以例如通知下一個(gè)人對設(shè)備的修理正在進(jìn)行，或者設(shè)備的校準(zhǔn)需要執(zhí)行，或者可以關(guān)于設(shè)備或?qū)嶓w的任何其它所需的消息。在一個(gè)簡單的示例中，用戶可以沿著過程控制環(huán)境或工廠中的人行道行進(jìn)并注意到人行道需要重涂漆或修理。人行道可以基于用戶所處的場所或使用例如GPS單元47，基于可以利用設(shè)備特征被自動辨認(rèn)的臨近人行道的其它設(shè)備，基于設(shè)置在人行道上以能自動辨認(rèn)的特定代碼或其它特征，基于包括聲音輸入和手操作設(shè)備輸入的任何種類的用戶產(chǎn)生的輸入，或者以任何其它方式，自動地被辨認(rèn)。用戶可以在HUD 40上選擇人行道，隨后做出聲音消息描述對人行道進(jìn)行修理。此后，無論何時(shí)人行道因?yàn)橹匾蛘弑槐銛y式計(jì)算機(jī)的用戶(或主計(jì)算機(jī)14的操作員)觀察到而被識別時(shí)，聲音消息可以自動地被那用戶(或操作員)獲得，并被圖標(biāo)指示為可獲得的，這也可以是在HUD 40上的與人行道相關(guān)的文本消息。在這種方式下，新的信息可以被創(chuàng)建和存儲為與過程控制環(huán)境中的任何設(shè)備或?qū)嶓w相關(guān)聯(lián)，并且這種信息可以稍后以其它更多的標(biāo)準(zhǔn)信息(例如幫助信息)對于用戶來說是可獲得的相同的方式，和/或同時(shí)提供給用戶。
雖然此處主要描述作為可程式化以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備維護(hù)、修理和故障檢修活動的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但是便攜式計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行和/或?qū)崿F(xiàn)各種其它活動。特別地，多種程序可以存儲在便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30中和/或經(jīng)由收發(fā)信機(jī)32和36被操作員工作站14執(zhí)行和被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30訪問。作為示例，便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以執(zhí)行過程控制診斷活動，例如1999年2月22日申請的、名稱為“過程控制系統(tǒng)中的診斷”的、作為美國專利6,298,454出版的美國專利申請09/256,585所公開的，這里將其內(nèi)容引入作為參考。診斷活動可以包括專家診斷系統(tǒng)的使用，例如，2000年2月7日申請的、名稱為“過程控制系統(tǒng)中的專家診斷”的、作為美國專利6,633,782出版的美國專利申請09/499,445所公開的，這里也將其內(nèi)容引入作為參考。更進(jìn)一步，診斷活動可以包括布線故障的檢測和診斷，例如，2001年4月19日申請的、名稱為“過程控制系統(tǒng)的布線故障檢測、診斷和報(bào)告”的美國專利申請09/850,300所公開的，這里將其內(nèi)容引入作為參考。
然而，更一般地，便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30可以適于執(zhí)行任何被操作員工作站14典型地執(zhí)行或可以執(zhí)行的活動。相似地，此處描述的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以用作任何現(xiàn)代過程控制系統(tǒng)中的操作員界面?，F(xiàn)代過程控制系統(tǒng)典型地是基于微處理器的分布式控制系統(tǒng)(DCS)。傳統(tǒng)的DCS構(gòu)成包括一個(gè)或多個(gè)例如工作站的用戶界面設(shè)備，其通過數(shù)據(jù)總線(例如以太網(wǎng))與一個(gè)或多個(gè)控制器相連?？刂破魍ǔＮ锢砩峡拷豢剡^程，并與多個(gè)位于整個(gè)過程中的諸如電子傳感器、變送器、電流-壓力轉(zhuǎn)換器、閥門定位器之類的電子監(jiān)測設(shè)備和現(xiàn)場設(shè)備相連。
在傳統(tǒng)的DCS中，通過在每個(gè)控制器中提供控制算法來分配控制任務(wù)?？刂破鳘?dú)立地執(zhí)行控制算法以控制與控制器相連的現(xiàn)場設(shè)備?？刂迫蝿?wù)的分散提供整個(gè)系統(tǒng)更大的靈活性。例如，如果用戶期望為DCS增加新的過程或過程的一部分，那么用戶可以增加連接到適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌?zhí)行器等上的額外的控制器(具有適當(dāng)?shù)目刂扑惴??？蛇x擇地，如果用戶希望修改現(xiàn)存的過程，那么新的控制參數(shù)或控制算法可以例如從用戶界面經(jīng)由數(shù)據(jù)總線下載到適當(dāng)?shù)目刂破魃稀?br> 為了提供改進(jìn)的模塊性和制造商之間的兼容性，過程控制制造商近來更傾向于過程內(nèi)的進(jìn)一步控制分散。這些更新的方法基于使用諸如HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、CAN和Fieldbus協(xié)議之類的開放協(xié)議通信的智能現(xiàn)場設(shè)備。這些智能現(xiàn)場設(shè)備基本上都是諸如傳感器、執(zhí)行器之類的基于微處理器的設(shè)備，以致在一些情況下諸如具有Fieldbus設(shè)備的設(shè)備也可以執(zhí)行一些傳統(tǒng)上由DCS控制器執(zhí)行的控制回路功能。因?yàn)橐恍┲悄墁F(xiàn)場設(shè)備提供控制能力，并使用開放的協(xié)議通信，所以來自多個(gè)制造商的現(xiàn)場設(shè)備都可以在公共的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線上彼此通信，并且不用傳統(tǒng)DCS控制器或任何其它適合數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總線的干預(yù)就可以協(xié)作執(zhí)行控制回路。
分布在這樣整個(gè)現(xiàn)代過程控制系統(tǒng)中的控制器和其它設(shè)備以通信聯(lián)絡(luò)的方式經(jīng)由例如以太網(wǎng)或任何其它合適的數(shù)字通信總線的系統(tǒng)級數(shù)據(jù)總線與一個(gè)或多個(gè)操作員工作站相連。眾所周知，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)歷史庫(historian)也可以以通信聯(lián)絡(luò)的方式經(jīng)由系統(tǒng)級數(shù)據(jù)總線與過程控制系統(tǒng)中的工作站和其它設(shè)備相連。
于是，此處描述的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以以通信聯(lián)絡(luò)的方式連接到任何過程控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)級數(shù)據(jù)總線上，或者經(jīng)由包括與提供無線通信接口的系統(tǒng)級數(shù)據(jù)總線通信的無線收發(fā)信機(jī)、某種其它設(shè)備的工作站，或者經(jīng)由例如在特定現(xiàn)場設(shè)備上的任何其它無線通信接口，其中特定的現(xiàn)場設(shè)備能使便攜式計(jì)算機(jī)與過程控制系統(tǒng)交互和交換過程信息和其它信息。在這種方式下，系統(tǒng)操作員或用戶可以經(jīng)由便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程交互，同時(shí)例如穿過加工廠，而不必要使用對講機(jī)與固定的主機(jī)操作員工作站或系統(tǒng)處的另一個(gè)人通信。因此，此處描述的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能使單個(gè)用戶從過程控制工廠中的任何位置或者物理上可能處于過程控制工廠的外部與過程控制系統(tǒng)交互，好像交互就是經(jīng)由常規(guī)的操作員工作站發(fā)生一樣。
如果需要，便攜式或手持計(jì)算機(jī)30可以不用通過主機(jī)系統(tǒng)通信而用于直接和無線訪問個(gè)別現(xiàn)場設(shè)備，以執(zhí)行任何典型地由通過有線連接與現(xiàn)場設(shè)備通信的已知的手持設(shè)備執(zhí)行的功能。特別地，當(dāng)前存在可以帶入加工廠并且可以暫時(shí)通過硬布線連接與工廠內(nèi)的個(gè)別設(shè)備(例如現(xiàn)場設(shè)備、控制器等)連接以與它們通信的便攜式設(shè)備。一種這樣的設(shè)備在美國專利6,094,600中詳細(xì)描述，在此將其公開引入作為參考。典型地，這樣暫時(shí)的硬布線連接被建立以執(zhí)行對設(shè)備的診斷、配置或重校準(zhǔn)設(shè)備、或作為關(guān)于設(shè)備的某種其它修理或分析功能的一部分。一般來說，這些已知的手持通信裝置具有導(dǎo)線或電線，可以直接連接到現(xiàn)場設(shè)備的端子上，或可以連接到通向設(shè)備的總線或通信線上，例如HART或Fieldbus總線。
然而，正如所理解的那樣，便攜式或手持計(jì)算機(jī)30可以經(jīng)由設(shè)置在計(jì)算機(jī)30上的無線收發(fā)信機(jī)36和設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備上的無線收發(fā)信機(jī)，例如圖1的無線收發(fā)信機(jī)32A和32B，直接與諸如現(xiàn)場設(shè)備的設(shè)備通信。在這個(gè)示例中，手持計(jì)算機(jī)或通信裝置30除了與設(shè)備的通信是無線執(zhí)行的以外，可以利用典型地由已知硬布線手持設(shè)備通信裝置執(zhí)行的相同類型的通信，直接與不同的現(xiàn)場設(shè)備通信，以從現(xiàn)場設(shè)備獲得信息(例如過程信息或現(xiàn)場設(shè)備采集和存儲的信息)，向現(xiàn)場設(shè)備發(fā)送信息(例如配置信息)，或者對現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行任何任務(wù)。
圖15示出手持計(jì)算機(jī)可以被用于與加工廠340內(nèi)的多種不同設(shè)備特別是現(xiàn)場設(shè)備無線通信的多種不同的方式，這里指手持通信裝置330。如圖15所示，加工廠340包括多個(gè)不同的區(qū)域或部分350、360、370和380，以及與手持通信裝置330相關(guān)聯(lián)的主機(jī)390和儲存庫(repository)395，不同的區(qū)域或部分350、360、370和380中的每一個(gè)都具有不同的現(xiàn)場設(shè)備組(和其它設(shè)備，例如控制器、輸入/輸出設(shè)備等)。
如圖15所詳細(xì)示出的，加工廠340的部分350包括以通信聯(lián)絡(luò)的方式與兩個(gè)現(xiàn)場設(shè)備411和412相連的控制器410，現(xiàn)場設(shè)備可以是例如HART或4-20毫安的現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)場設(shè)備411示出為包括內(nèi)置或外置的收發(fā)信機(jī)，現(xiàn)場設(shè)備412示出為被改進(jìn)以包括通過硬布線連接的收發(fā)信機(jī)413。這種硬布線連接可以使用典型地用于已知手持設(shè)備的硬布線連接端子或其它任何現(xiàn)場設(shè)備412上的合適的連接端子加以實(shí)現(xiàn)。在操作中，手持通信裝置330可以直接經(jīng)由設(shè)備411外置的收發(fā)信機(jī)或與設(shè)備412相關(guān)的收發(fā)信機(jī)413與現(xiàn)場設(shè)備411和412通信。
加工廠340的部分360包括以通信聯(lián)絡(luò)的方式經(jīng)由輸入/輸出設(shè)備422連接到總線上的控制器422，一組基于總線協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備424通過總線通信?，F(xiàn)場設(shè)備424可以是例如任何現(xiàn)場總線設(shè)備(例如FOUNDATIONTMFieldbus設(shè)備)、Profibus設(shè)備或使用任何合適的總線通信協(xié)議的任何其它設(shè)備。此外，收發(fā)信機(jī)設(shè)備426連接到總線423上并作為設(shè)備424和手持通信裝置330之間的無線通信連接而工作。當(dāng)然，收發(fā)信機(jī)設(shè)備426包括所有的需要使用合適的總線協(xié)議在總線423上通信的通信裝置和軟件。收發(fā)信機(jī)設(shè)備426能將總線423上的信息譯成用于傳送給手持通信裝置330的無線信號，并能將從手持通信裝置330無線接收的信息譯成合適的符合在總線423上使用的總線協(xié)議的信號以傳送給總線423上的其它設(shè)備。于是，在操作中，手持通信裝置330與收發(fā)信機(jī)設(shè)備426通信，并請求來自或發(fā)送至總線423上一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備424的信息或信號。作為關(guān)于手持通信裝置330和總線423的輸入/輸出設(shè)備工作的收發(fā)信機(jī)設(shè)備426，隨后創(chuàng)建和發(fā)送總線423上的合適信號，以實(shí)現(xiàn)手持通信裝置330請求的操作。這樣的操作可以包括，例如發(fā)送信號給現(xiàn)場設(shè)備424以請求來自現(xiàn)場設(shè)備424的信息、發(fā)送一個(gè)或多個(gè)配置或校準(zhǔn)或控制信號給現(xiàn)場設(shè)備424以使得現(xiàn)場設(shè)備424以某種方式被配置或校準(zhǔn)或控制、改變現(xiàn)場設(shè)備424之一的信息等等。
如圖15所示，加工廠340的部分370包括一對連接到各種現(xiàn)場設(shè)備454上的控制器450，它們中的每一個(gè)都通過硬布線連接連到無線收發(fā)信機(jī)456上。在這種情況下，現(xiàn)場設(shè)備454可以是任何現(xiàn)場設(shè)備以及例如Fieldbus設(shè)備的基于總線協(xié)議的設(shè)備，包括但不限于HART和4-20毫安(常規(guī)的)現(xiàn)場設(shè)備，現(xiàn)場設(shè)備可以通信聯(lián)絡(luò)地按照任何所需的方式或使用任何常規(guī)的或已知的通信結(jié)構(gòu)連接到控制器450上。正如所理解的那樣，可以使用任何所需的連接結(jié)構(gòu)或端子連接到現(xiàn)場設(shè)備454上的無線收發(fā)信機(jī)456作為現(xiàn)場設(shè)備454的無線節(jié)點(diǎn)工作。在工作中，無線手持通信裝置330與無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備456無線通信，并請求來自或發(fā)送至現(xiàn)場設(shè)備454中的一個(gè)或多個(gè)的信息或信號。作為關(guān)于手持通信裝置330和設(shè)備454的輸入/輸出設(shè)備工作的收發(fā)信機(jī)設(shè)備456，隨后創(chuàng)建和發(fā)送合適的信號分別給設(shè)備454，以實(shí)現(xiàn)手持通信裝置330請求的操作。這樣的操作可以包括，例如發(fā)送信號給現(xiàn)場設(shè)備454以請求來自現(xiàn)場設(shè)備454的信息、發(fā)送一個(gè)或多個(gè)配置或校準(zhǔn)或控制信號給現(xiàn)場設(shè)備454以使得現(xiàn)場設(shè)備454以某種方式被配置或校準(zhǔn)或控制、改變現(xiàn)場設(shè)備454之一的信息等等。
在稍微不同的構(gòu)成中，加工廠340的部分380包括以任何所需的方式通信聯(lián)絡(luò)地通過硬布線連接和/或經(jīng)由無線通信連接連到一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備464的一個(gè)或多個(gè)控制器460。然而，此處，每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備464都包括置于其中或連接其上的無線收發(fā)信機(jī)，并與無線節(jié)點(diǎn)收發(fā)信機(jī)設(shè)備466無線通信。在這種情況下，每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備464都可以是例如點(diǎn)對點(diǎn)或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的無線通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，其中收發(fā)信機(jī)節(jié)點(diǎn)466也是一部分并且控制器460也是一部分。在這種結(jié)構(gòu)中，如果需要，控制器460或其它設(shè)備可以無線地、利用硬布線連接(如圖15所示)或利用二者的混合與現(xiàn)場設(shè)備464通信。在任何情況下，手持通信裝置330與無線收發(fā)信機(jī)設(shè)備466通信，并請求來自或發(fā)送至現(xiàn)場設(shè)備464(或任何無線網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備)中的一個(gè)或多個(gè)信息或信號。作為關(guān)于手持通信裝置330和設(shè)備464的輸入/輸出設(shè)備工作的收發(fā)信機(jī)設(shè)備466，隨后創(chuàng)建和無線發(fā)送合適的信號分別給設(shè)備464，以實(shí)現(xiàn)手持通信裝置330請求的操作。這樣的操作可以包括，例如發(fā)送信號給現(xiàn)場設(shè)備464以請求來自現(xiàn)場設(shè)備464的信息、發(fā)送一個(gè)或多個(gè)配置或校準(zhǔn)或控制信號給設(shè)備464以使得設(shè)備以某種方式被配置或校準(zhǔn)或控制、改變設(shè)備464之一的信息等等。當(dāng)然，如果需要，手持通信裝置330可以替換無線通信而直接與每個(gè)現(xiàn)場設(shè)備464通信，這類似于設(shè)置在加工廠340的部分350中的現(xiàn)場設(shè)備所示的通信，除了手持通信裝置330直接與相對于硬布線網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)場設(shè)備(或其它設(shè)備)無線通信以外。
附加地，或可選擇地，手持通信裝置(圖15所示的通信裝置330A)可以經(jīng)由暫時(shí)的硬布線連接連到收發(fā)信機(jī)節(jié)點(diǎn)466上，并執(zhí)行與現(xiàn)場設(shè)備464相同類型的通信。在這種方式下，在中心或便利設(shè)置的收發(fā)信機(jī)節(jié)點(diǎn)466可以緩解使通信設(shè)備330在設(shè)備外部包括無線收發(fā)信機(jī)的需要，而是可以代替利用與收發(fā)信機(jī)節(jié)點(diǎn)466相關(guān)的無線收發(fā)信機(jī)與多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備464無線通信。
仍然如圖15所示，手持通信裝置330可以與主機(jī)設(shè)備390和/或可以或不可以以通信聯(lián)絡(luò)的方式與主機(jī)設(shè)備390相連的信息儲存庫395無線通信。雖然沒有在圖15中示出，但是主機(jī)設(shè)備390可以以任何已知的或合適的方式(例如經(jīng)一或多個(gè)硬布線連接)連接到圖15中的控制器410、420、450和460的一些或全部上，并且可以相關(guān)于或涉及圖15所示的設(shè)備的控制。在任何情況下，主機(jī)390和/或可以通過硬布線連接或經(jīng)由無線連接連到主機(jī)390上的儲存庫395，存儲關(guān)于手持通信裝置330將與之無線通信的設(shè)備411、412、424、454和464(和加工廠340內(nèi)的任何其它設(shè)備)的信息。這些設(shè)備信息可以包括經(jīng)由主機(jī)390接收到的關(guān)于設(shè)備的維護(hù)、狀態(tài)和例如測量參數(shù)等的當(dāng)前操作信息、以及設(shè)備校準(zhǔn)信息和設(shè)備制造商信息中的任意或全部信息。這種設(shè)備特定信息也可以包括手持通信裝置330所需的用于與設(shè)備通信或定義與設(shè)備無線通信所需的通信協(xié)議的任何信息，以及手持通信裝置330所使用的用于與加工廠340內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備進(jìn)行無線通信的用戶界面，等等。
在操作過程中，手持通信裝置330可以從定義與加工廠340的一個(gè)或多個(gè)部分350、360、370和380中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備通信的方式的儲存庫395中獲得設(shè)備信息。手持通信裝置330可以隨后被帶到信息被下載的工廠340內(nèi)的個(gè)別部分，并與那部分中的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備通信。操作員或技術(shù)員可以實(shí)現(xiàn)如下的通信，從設(shè)備中獲得狀態(tài)、操作和校準(zhǔn)信息，配置或重配置設(shè)備，從設(shè)備中獲得任何其它所需的和可獲得的信息，或使得設(shè)備執(zhí)行諸如控制功能、檢測功能、通信功能等的功能。手持通信裝置330可以隨后將從設(shè)備獲得的任何信息下載至主機(jī)390或作為數(shù)據(jù)歷史庫或配置數(shù)據(jù)庫工作的儲存庫395。
一般來說，手持通信裝置330以無線方式與之通信的現(xiàn)場設(shè)備可以在儲存庫395中使用公知的EDD語言全面描述。此外，訪問機(jī)制由它的EDD定義。如上所述，現(xiàn)場設(shè)備或者配有無線發(fā)送器，或者與在諸如網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域用作所有設(shè)備的網(wǎng)關(guān)的無線節(jié)點(diǎn)相連。設(shè)備EDD可以經(jīng)由CD或網(wǎng)絡(luò)或任何其它方式傳送給儲存庫395或者傳送給手持通信裝置330，并且從那在需要的時(shí)候可以傳送給手持通信裝置330。
如上所述，主機(jī)儲存庫395可以保持所有設(shè)備信息的儲存。于是，除了存儲不同現(xiàn)場設(shè)備的EDD之外，主機(jī)儲存庫395也可以包含其它設(shè)備信息，利如制造商數(shù)據(jù)、用戶手冊、配置數(shù)據(jù)、當(dāng)與設(shè)備通信時(shí)在手持通信裝置330使用的顯示用戶界面、用于顯示的菜單、與設(shè)備等的歷史/操作/維護(hù)/校準(zhǔn)相關(guān)的歷史記錄等等。對于通常的設(shè)備數(shù)據(jù)，儲存庫395可以存儲制造商網(wǎng)址的連接，而不是在儲存庫395中保存副本，以便在手持通信裝置330需要或請求時(shí)獲得數(shù)據(jù)。在任何情況下，手持通信裝置330在試圖與特定的設(shè)備通信之前或者正在試圖與設(shè)備通信時(shí)(也就是說，在辨認(rèn)期望通信的設(shè)備之后)，可以從儲存庫395中獲得所有必要的設(shè)備數(shù)據(jù)。
此外，手持通信裝置330包括基礎(chǔ)設(shè)施和軟件，以為了以任何與圖15描述相關(guān)的方式實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的通信，而處理從儲存庫395接收到的設(shè)備數(shù)據(jù)。設(shè)備數(shù)據(jù)可以一經(jīng)請求從儲存庫395中無線地下載至手持通信裝置330，以便手持通信裝置330不必永久地存儲任何設(shè)備特定數(shù)據(jù)。當(dāng)然，現(xiàn)場工程師可以在走到現(xiàn)場或工廠340的特定部分之前預(yù)先下載設(shè)備組的數(shù)據(jù)。
手持通信裝置330的設(shè)計(jì)可以符合公知的Net平臺，在這種情況下，在手持通信裝置330中運(yùn)行的平臺支持設(shè)備描述語言(DDL)的公共接口和其它配置描述。因此，這種平臺支持伴隨符合設(shè)備描述(DD)、用戶功能和其它描述所產(chǎn)生的任何設(shè)備。此外，如果需要，在手持通信裝置330上使用的平臺可以從主機(jī)390無線升級。
如上所述，除了與主機(jī)系統(tǒng)390和儲存庫395無線通信以外，手持通信裝置330也可以與過程340內(nèi)的設(shè)備無線通信，例如現(xiàn)場設(shè)備411、412、424、454和464，經(jīng)由這些設(shè)備的無線接入點(diǎn)，也就是現(xiàn)場設(shè)備外置的收發(fā)信機(jī)設(shè)備、收發(fā)信機(jī)設(shè)備413、426、456、466等。當(dāng)然，手持通信裝置330可以使用任何一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的無線協(xié)議與現(xiàn)場設(shè)備通信。附加地，EDD可以用于提供手持通信裝置330和現(xiàn)場設(shè)備之間的通信。特別地，EDD定義了設(shè)備功能塊，并且手持通信裝置330可以通過功能塊訪問設(shè)備內(nèi)的豐富數(shù)據(jù)，類似于Foundation Fieldbus被訪問的方式。如果無線節(jié)點(diǎn)用于幾個(gè)設(shè)備上，例如圖15中的部分360、370和380，那么節(jié)點(diǎn)將通過導(dǎo)線(如果需要，可以無線)使用任何標(biāo)準(zhǔn)的諸如HART、Fieldbus協(xié)議之類的傳輸協(xié)議與現(xiàn)場設(shè)備通信。
在使用過程中，現(xiàn)場工程師可以走到期望與之通信的現(xiàn)場設(shè)備或其它設(shè)備處。現(xiàn)場設(shè)備可以以任何需要的方式被辨認(rèn)，包括使用任何如上所述的可見的、音頻的或電磁輻射技術(shù)，包括無線辨認(rèn)。如果手持通信裝置沒有存儲信息，那么手持通信裝置330可以隨后無線請求來自主機(jī)儲存庫的設(shè)備數(shù)據(jù)。在從手持通信裝置330當(dāng)前的位置不可能進(jìn)行與主機(jī)390或儲存庫395的無線通信的情況下，現(xiàn)場工程師或其它用戶可以在走出去到現(xiàn)場或工廠340之前將這種信息預(yù)先下載到手持通信裝置330。
在任何情況下，基于提供給手持通信裝置330的信息，在通信裝置330上的處理器運(yùn)行或執(zhí)行通信軟件，該通信軟件向現(xiàn)場工程師顯示一個(gè)或多個(gè)被配置或制作的用于與所考慮的設(shè)備通信的設(shè)備特定用戶界面。作為這個(gè)過程的一部分，現(xiàn)場工程師根據(jù)從儲存庫395接收的協(xié)議信息以通信聯(lián)絡(luò)的方式與現(xiàn)場設(shè)備相連，并被存儲在手持通信裝置330中的通信軟件或程序使用以實(shí)現(xiàn)這樣的無線通信。一旦通信連接已經(jīng)建立，那么使用任何與無線連接相關(guān)的硬件設(shè)備和存儲在現(xiàn)場設(shè)備和任何相關(guān)的收發(fā)信機(jī)設(shè)備中的軟件以及手持通信裝置330中的軟件或其它程序，現(xiàn)場工程師就可以使用例如預(yù)先配置的用戶界面從設(shè)備中讀或向設(shè)備中寫。當(dāng)然，用戶可以使用手持通信裝置330以任何所需的目的與現(xiàn)場設(shè)備通信，例如為了從設(shè)備中讀取信息，為了配置或重新配置設(shè)備，為了復(fù)位或校準(zhǔn)或控制設(shè)備，為了向設(shè)備發(fā)送新的參數(shù)或信息，為了在設(shè)備或設(shè)備所處于工廠的部分等上實(shí)現(xiàn)任何標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)或診斷活動或例行程序。
在現(xiàn)場工程師完成與現(xiàn)場設(shè)備的通信以后，手持通信裝置330可以在稍后的某些時(shí)候?qū)脑O(shè)備獲得和接收的設(shè)備數(shù)據(jù)(以及作為這個(gè)通信過程一部分在手持設(shè)備中創(chuàng)建的任何數(shù)據(jù)，例如追蹤變化數(shù)據(jù)或文本控制數(shù)據(jù))下載到主機(jī)390和/或儲存庫395?，F(xiàn)場工程師也可以或者替代地走到工廠340的另一區(qū)域或部分，并重復(fù)上述步驟，以隨后與在工廠340的其它區(qū)域或部分的其它設(shè)備通信。
使用圖15的系統(tǒng)，手持通信裝置330以無線的方式直接訪問設(shè)備，而不必通過控制系統(tǒng)主機(jī)390與那些設(shè)備通信。因此，手持通信裝置330仍然可以與工廠340內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備通信，即使主機(jī)系統(tǒng)390離手持通信裝置330太遠(yuǎn)而不能與手持通信裝置330無線通信。因此，在這種構(gòu)成中，手持通信裝置330不需要接近主機(jī)設(shè)備390的無線接入點(diǎn)以訪問現(xiàn)場設(shè)備。更進(jìn)一步，在某些情況下，例如在某些設(shè)備信息對主機(jī)系統(tǒng)390是不可獲得的情況下，手持通信裝置330仍然可以直接從現(xiàn)場設(shè)備無線獲得這種信息，并隨后將信息下載給主機(jī)系統(tǒng)390，因此為主機(jī)390提供更完整或準(zhǔn)確的信息并且在某種情況下允許設(shè)備更好的控制或監(jiān)測。
同樣地，手持通信裝置330可以用于與沒有連接到主機(jī)390上或者甚至沒有連接到相同的主計(jì)算機(jī)上的不同的設(shè)備通信。因此，手持通信裝置330可以用做無線訪問轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)，其不用或連接到特定的控制網(wǎng)絡(luò)上。可選擇地，例如當(dāng)現(xiàn)場工程師走到另一個(gè)工廠時(shí)，手持通信裝置330可以容易地再連接到另一個(gè)控制系統(tǒng)上，因此使得手持通信裝置330的使用位置獨(dú)立，同時(shí)保持連接建立程序是簡單而且自動的。
如果需要，手持通信裝置330可以通過捕獲和存儲設(shè)備歷史數(shù)據(jù)來執(zhí)行傳統(tǒng)的歷史庫功能，這些歷史數(shù)據(jù)可以后來轉(zhuǎn)送到主機(jī)390或與主機(jī)390相關(guān)的數(shù)據(jù)歷史庫。此外，下面將更加詳細(xì)描述的手持通信裝置330，可以存儲和執(zhí)行在線、離線和實(shí)用模式工作的程序。例如，當(dāng)經(jīng)由圖15的任何收發(fā)信機(jī)連接連到設(shè)備上時(shí)，手持通信裝置330可以按在線模式執(zhí)行任務(wù)，也就是說，通信裝置330連接到的工廠340或設(shè)備是在線工作的。然而，當(dāng)不與現(xiàn)場設(shè)備相連或當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備在離線模式下工作時(shí)，手持通信裝置330也可以從主機(jī)390或儲存庫395或任何它與之通信的設(shè)備獲得它所需的信息或數(shù)據(jù)，并且可以配置設(shè)備用戶界面、可以定義用戶優(yōu)先權(quán)，可以定義熱鍵、步驟等等。在實(shí)用模式下，手持通信裝置330可以自診斷系統(tǒng)軟件/硬件、分析/檢驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)并對與之通信的現(xiàn)場設(shè)備的DD/配置和其它設(shè)置執(zhí)行有限的修正檢查?？梢允褂玫囊环N特定實(shí)用模式是仿真模式。在這種模式下，手持通信裝置330不通信聯(lián)絡(luò)地連接到實(shí)際的主機(jī)設(shè)備或現(xiàn)場設(shè)備上，而是模擬連接到主機(jī)設(shè)備和/或現(xiàn)場設(shè)備的操作，以模擬涉及特定動作的步驟，例如使用手持通信裝置330配置設(shè)備。當(dāng)手持通信裝置330處于仿真模式時(shí)，用戶可以進(jìn)行訓(xùn)練或預(yù)排練活動。
當(dāng)然，如果需要，不用手工辨認(rèn)設(shè)備，手持通信裝置330可以訪問自動無線辨認(rèn)系統(tǒng)。在這種情況下，當(dāng)特定的現(xiàn)場設(shè)備配有射頻辨認(rèn)(RFID)標(biāo)簽時(shí)，手持通信裝置330可以自動辨認(rèn)設(shè)備并隨后如上所述與設(shè)備相連，不必要對于設(shè)備的手工辨認(rèn)過程。
如果需要，如圖15所建議的關(guān)于通信裝置330A，手持通信裝置330可以支持與主機(jī)系統(tǒng)390或通信裝置330與之通信的任何設(shè)備的任何有線線路(硬布線)連接，以獲得更高的速度和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。同樣地，為了更容易與手持通信裝置330交互，在手持通信裝置330的界面可以包括觸摸屏板、輸入筆或任何其它公知的用戶輸入機(jī)制作為輸入設(shè)備。并且優(yōu)選由電池供電的手持通信裝置330可以程序化為當(dāng)不執(zhí)行任務(wù)時(shí)進(jìn)入省電模式。
雖然是無線的，但是手持通信裝置330應(yīng)該造成干擾加工廠的控制系統(tǒng)的小風(fēng)險(xiǎn)。然而，實(shí)現(xiàn)與手持通信裝置330相關(guān)聯(lián)的連接、通信和斷開協(xié)議是較佳的，以便沒有對過程控制操作的物理干擾以及非故意的軟件/系統(tǒng)干擾過程控制操作發(fā)生。
因?yàn)閳D15的手持通信裝置330使用無線通信，所以它改進(jìn)了現(xiàn)存的必須硬布線連接設(shè)備的手持設(shè)備。特別地，手持通信裝置330減小或排除對現(xiàn)場設(shè)備布線以采集和轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)的需要，因?yàn)楝F(xiàn)場工程師可以走近設(shè)備、從設(shè)備無線采集數(shù)據(jù)并隨后走近主機(jī)系統(tǒng)并無線轉(zhuǎn)儲采集的數(shù)據(jù)給主機(jī)，而不必實(shí)際觸摸或訪問許多情況下是難于碰到或處于危險(xiǎn)位置的設(shè)備或主機(jī)，所以節(jié)省時(shí)間和能量。
更進(jìn)一步，圖15的手持通信裝置330可以包括讀取工廠340內(nèi)產(chǎn)生和發(fā)送的工廠環(huán)境數(shù)據(jù)的接收機(jī)。特別地，可以在工廠內(nèi)提供紅外發(fā)射機(jī)以發(fā)射指示溫度、濕度、輻射水平或任何其它與工廠340相關(guān)或在工廠340內(nèi)測量的工廠環(huán)境數(shù)據(jù)。這些發(fā)射機(jī)可以使用沒有并入工廠340的控制系統(tǒng)的傳感器。然而，專門的紅外接收機(jī)可以用于接收和顯示這種發(fā)射的工廠環(huán)境數(shù)據(jù)。如圖15所示，手持通信裝置330可以包括紅外接收機(jī)(IR)490(或任何其它適當(dāng)類型的接收機(jī))，其接收和存儲這些工廠環(huán)境信號，并使得它們可獲得的顯示在手持通信裝置330界面上。一旦在手持通信裝置330中的存儲器中存儲這樣的信號，手持通信裝置330就可以將這些信號或采集的環(huán)境數(shù)據(jù)下載給主機(jī)系統(tǒng)390、儲存庫395或甚至現(xiàn)場設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)，這使工廠系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)緊密集成和更好的過程控制。當(dāng)然，手持通信裝置330可以包括任何其它類型用于接收環(huán)境信號的接收機(jī)(除了IR接收機(jī))，并且接收機(jī)的類型依賴于這些環(huán)境信號在工廠內(nèi)的傳輸方式。更進(jìn)一步，手持通信裝置330可以包括IR發(fā)射機(jī)(或其它發(fā)射機(jī))，并利用與設(shè)置在工廠內(nèi)的環(huán)境發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號類型相同的信號將接收的環(huán)境信號傳輸給主機(jī)390或儲存庫395。
此外，利用標(biāo)準(zhǔn)的EDD和通信協(xié)議，手持通信裝置330可以發(fā)布控制指令。這樣的指令可以由手持通信裝置330本身內(nèi)的軟件產(chǎn)生，或者這樣的控制指令可以經(jīng)由手持通信裝置330從主機(jī)系統(tǒng)390發(fā)送到被控制的設(shè)備，或者實(shí)時(shí)地或者基于時(shí)間差而延遲，這種時(shí)間差是手持通信裝置330以通信聯(lián)絡(luò)的方式連接到主機(jī)系統(tǒng)390上以接收控制指令的時(shí)間和手持通信裝置330以通信聯(lián)絡(luò)的方式連接到控制指令將被發(fā)送到的設(shè)備的時(shí)間之間的差值。為了獲得這種功能，手持通信裝置330可以使用公知的安全/QoS技術(shù)。在任何情況下，正如基于以上提供的討論可以理解的那樣，手持通信裝置330提供各種不同類型的無線通信，包括與設(shè)備一對一的通信、采集現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)和與主機(jī)遠(yuǎn)程通信。更進(jìn)一步，應(yīng)該理解圖15的手持通信裝置可以附加地包括圖1至圖14所述的便攜的、可穿戴的或手持計(jì)算機(jī)設(shè)備所述的任何和所有的結(jié)構(gòu)和功能。
雖然圖15的手持通信裝置330已經(jīng)被描述為通常提供與現(xiàn)場設(shè)備無線通信，但是應(yīng)該理解無線手持通信裝置330也可以僅僅與其它類型的設(shè)備直接通信(也就是圖15所示的任何方式)，包括I/O設(shè)備、控制器、主機(jī)或其它類型的計(jì)算機(jī)設(shè)備。此外，圖15所示的現(xiàn)場設(shè)備可以是任何類型的現(xiàn)場設(shè)備，例如傳感器、變送器、閥等，并可以符合或使用任何所需類型的通信協(xié)議。更進(jìn)一步，圖15所示的不同現(xiàn)場設(shè)備可以使用不同的通信協(xié)議，甚至可以與相同或不同的控制系統(tǒng)相連。因此，主機(jī)設(shè)備390可以是或不是關(guān)于(連接于)任何與手持通信裝置330通信的特定現(xiàn)場設(shè)備的主機(jī)。
圖10是可以用在此處所述的便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或手持通信裝置系統(tǒng)中的手持便攜式計(jì)算機(jī)200的圖解視圖。如圖10所示，手持計(jì)算機(jī)200包括外殼202、電子顯示屏204和小鍵盤206，所有這些都可以如圖10所示設(shè)置在外殼202內(nèi)。外殼202可以由任何合適的材料制成，例如塑料材料、橡膠材料或任何其它合適的材料。較佳地，但不是必要的，外殼202形成方便手持計(jì)算機(jī)200手持使用的尺寸。作為示例，外殼202可以包括方便緊握外殼202或方便將外殼202綁在皮帶或任何其它用戶可以穿戴的攜帶設(shè)備上的特征?？蛇x擇地或附加地，外殼202可以包括能使手持設(shè)備200以自站立結(jié)構(gòu)放置的特征。在這種方式下，用戶可以放下手持計(jì)算機(jī)200，因此使得手持計(jì)算機(jī)200可使手空出來進(jìn)行操作，以便用戶可以更有效地執(zhí)行校準(zhǔn)活動、診斷活動或任何其它的用一只或兩只手更容易實(shí)現(xiàn)的活動。
顯示屏204可以是任何實(shí)現(xiàn)文本和/或圖像信息顯示的電子顯示屏。作為示例，顯示屏204可以是基于液晶、等離子體或任何其它合適的顯示技術(shù)。小鍵盤206可以包括多個(gè)可以由用戶激活以選擇和/或操作在顯示屏204示出的信息的按鈕和/或電動機(jī)械輸入。
雖然基于PDA設(shè)備或平臺在圖10中詳細(xì)描述了手持計(jì)算機(jī)200，但是不脫離本發(fā)明的范圍和精神任何其它的手持設(shè)備或平臺都可以替代使用。此外，不同的或附加的用戶界面技術(shù)可以并入手持計(jì)算機(jī)200。例如，顯示屏204可以包括有觸摸屏，在這種情況下小鍵盤可以排除或可選，也可以提供無線(例如，紅外、射頻等)界面以使得手持計(jì)算機(jī)200與諸如圖1和圖2所示的外圍設(shè)備通信?？偟貋碚f，手持計(jì)算機(jī)200可以用作圖1和圖2所示的便攜式計(jì)算機(jī)34，并可以并入此處示出的與便攜式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30相關(guān)的所有外圍設(shè)備和其它功能的一些。
此外，手持計(jì)算機(jī)200可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)圖形用戶接口程序的程序，其可以被手持計(jì)算機(jī)200中的處理器執(zhí)行。如圖10所示，手持計(jì)算機(jī)200可以顯示工廠級的信息，其可以包括與整個(gè)工廠相關(guān)的性能和/或利用率208。類似地，圖11至圖14描述了可以由手持計(jì)算機(jī)200提供給用戶的其它示例性圖形顯示。特別地，圖11描述提供的工廠特定區(qū)域性能信息的圖形顯示220；圖12描述以表格式形式提供的與圖11的圖形顯示相關(guān)的工廠區(qū)域的詳細(xì)的模塊信息；圖13描述提供的與圖12的顯示相關(guān)的模塊之一的詳細(xì)程序塊信息；以及圖14描述提供濾波器設(shè)定信息的圖形顯示，該信息能使用戶控制通過手持計(jì)算機(jī)200顯示模塊和程序塊信息的方式。
當(dāng)然，這里描述的例行程序可以在標(biāo)準(zhǔn)的多用途CPU中或如所期望的特別設(shè)計(jì)的硬件或固件上執(zhí)行。當(dāng)在軟件中執(zhí)行時(shí)，軟件可以存儲在任何計(jì)算機(jī)可讀存儲器上，例如磁盤、光盤或其它存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)或處理器的RAM或ROM等。同樣地，這種軟件可以經(jīng)由任何公知的或所需的傳送方法傳送給用戶或設(shè)備(例如可穿戴式計(jì)算機(jī))，例如包括在計(jì)算機(jī)可讀磁盤或其它可傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)存儲機(jī)制上或者通過諸如電話線、因特網(wǎng)之類的通信信道(其可以視為與經(jīng)由可傳輸?shù)拇鎯橘|(zhì)提供這樣的軟件相同或可互換)。
雖然已經(jīng)參照特定的示例描述了本發(fā)明，其僅僅是示例性的而不是對本發(fā)明的限制，但是對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說不脫離本發(fā)明的精神和范圍可以對公開的實(shí)施例做修改、添加和/或刪除是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種與過程控制環(huán)境中的設(shè)備通信的方法，包括將定義用于與所述設(shè)備無線通信的通信協(xié)議的通信信息存儲在手持通信裝置中；和利用該手持通信裝置和所定義的通信協(xié)議與所述設(shè)備無線通信。
2.如權(quán)利要求1的方法，包括在與所述設(shè)備無線通信之前辨認(rèn)所述設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中辨認(rèn)所述設(shè)備包括識別與所述設(shè)備相關(guān)聯(lián)的射頻標(biāo)識標(biāo)簽以辨認(rèn)設(shè)備。
4.如權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括在辨認(rèn)所述設(shè)備之后，與儲存庫無線通信以獲得所述通信信息。
5.如權(quán)利要求2的方法，其中辨認(rèn)所述設(shè)備包括利用所述手持通信裝置自動辨認(rèn)設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中所述存儲通信信息包括存儲用于在所述手持通信裝置上顯示以與所述設(shè)備通信的用戶界面、定義與所述設(shè)備通信的設(shè)備描述和在與所述設(shè)備通信中使用的通信協(xié)議中的一個(gè)或多個(gè)。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括從所述設(shè)備請求信息和將所請求的信息存儲在所述手持通信裝置的存儲器中。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中從所述設(shè)備請求信息包括從所述設(shè)備請求狀態(tài)、校準(zhǔn)、制造商和過程參數(shù)信息之一。
9.如權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括與基本單元通信并將所存儲的請求信息傳送給所述基本單元。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中與所述基本單元通信包括與所述基本單元無線通信。
11.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括向所述設(shè)備發(fā)送配置信息。
12.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括向所述設(shè)備發(fā)送控制指令。
13.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括經(jīng)由所述手持通信裝置上的射頻發(fā)射機(jī)與所述設(shè)備通信。
14.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括經(jīng)由設(shè)置在所述設(shè)備上的射頻發(fā)射機(jī)與所述設(shè)備通信。
15.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括經(jīng)由與所述設(shè)備分離但是通過硬布線通信連接以通信聯(lián)絡(luò)的方式與所述設(shè)備相連的射頻發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)與所述設(shè)備通信。
16.如權(quán)利要求1的方法，其中與所述設(shè)備無線通信包括經(jīng)由與所述設(shè)備分離但是通過無線通信連接以通信聯(lián)絡(luò)的方式與所述設(shè)備相連的射頻發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)與所述設(shè)備通信。
17.一種用在具有分布在加工廠中的多個(gè)設(shè)備的過程環(huán)境中的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括手持通信裝置，具有處理單元、計(jì)算機(jī)可讀存儲器、圖形顯示單元、輸入設(shè)備和第一無線收發(fā)信機(jī)；和第二無線收發(fā)信機(jī)，設(shè)置在所述過程環(huán)境中并以通信聯(lián)絡(luò)的方式與多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連；其中所述手持通信裝置進(jìn)一步包括存儲器和通信例行程序，該存儲器適于存儲定義與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)通信的方式的通信信息，該通信例行程序適于在所述處理器上被執(zhí)行以利用所述通信信息通過所述第一和第二收發(fā)信機(jī)與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)通信。
18.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述第二無線收發(fā)信機(jī)設(shè)置在所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)上。
19.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述第二無線收發(fā)信機(jī)遠(yuǎn)離所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)而設(shè)置，但是通過硬布線通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
20.如權(quán)利要求19的通信系統(tǒng)，其中所述第二無線收發(fā)信機(jī)經(jīng)由總線型的通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
21.如權(quán)利要求19的通信系統(tǒng)，其中所述第二無線收發(fā)信機(jī)經(jīng)由點(diǎn)對點(diǎn)的硬布線通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)相連。
22.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述第二無線收發(fā)信機(jī)遠(yuǎn)離所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)而設(shè)置，并經(jīng)由次級無線通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
23.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述第一和第二無線收發(fā)信機(jī)是射頻收發(fā)信機(jī)。
24.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置包括適于從設(shè)置在所述過程環(huán)境中的附加發(fā)送器無線接收一個(gè)或多個(gè)信號的第二接收機(jī)。
25.如權(quán)利要求24的通信系統(tǒng)，其中所述第二接收機(jī)是紅外接收機(jī)。
26.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置將一個(gè)或多個(gè)用戶界面屏幕存儲在所述存儲器中，以在與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)通信時(shí)使用。
27.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置存儲適于經(jīng)由所述第一收發(fā)信機(jī)與設(shè)置在所述過程環(huán)境中的基本單元通信的通信例行程序。
28.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置包括存儲在所述存儲器中并適于在所述處理器上執(zhí)行，以辨認(rèn)所述多個(gè)設(shè)備之一的辨認(rèn)例行程序。
29.如權(quán)利要求28的通信系統(tǒng)，其中所述辨認(rèn)例行程序適于利用射頻標(biāo)識標(biāo)簽辨認(rèn)所述多個(gè)設(shè)備之一。
30.如權(quán)利要求28的通信系統(tǒng)，其中所述辨認(rèn)例行程序適于利用光學(xué)識別技術(shù)辨認(rèn)所述多個(gè)設(shè)備之一。
31.如權(quán)利要求28的通信系統(tǒng)，其中所述辨認(rèn)例行程序適于利用聲音處理識別技術(shù)辨認(rèn)所述多個(gè)設(shè)備之一。
32.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置進(jìn)一步包括適于暫時(shí)連接到所述多個(gè)設(shè)備中的至少之一或基本單元上以執(zhí)行與所述多個(gè)設(shè)備中的至少之一或所述基本單元通信的硬布線通信連接。
33.如權(quán)利要求17的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置是可重新配置的以能夠在不同時(shí)刻利用不同的通信協(xié)議與所述多個(gè)設(shè)備中不同設(shè)備通信。
34.一種用在過程環(huán)境中的通信系統(tǒng)，包括分布在過程環(huán)境中的多個(gè)設(shè)備，用于執(zhí)行所述過程環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)控制或測量活動；第一無線收發(fā)信機(jī)，設(shè)置在該過程環(huán)境中并以通信聯(lián)絡(luò)的方式與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連；手持通信裝置，具有處理單元、計(jì)算機(jī)可讀存儲器、圖形顯示單元、輸入設(shè)備和第二無線收發(fā)信機(jī)，所述手持通信裝置進(jìn)一步包括存儲器和通信例行程序，該存儲器適于存儲定義與所述多個(gè)設(shè)備中的至少之一通信的方式的通信信息，該通信例行程序適于在所述處理器上被執(zhí)行以利用所述通信信息通過所述第一和第二收發(fā)信機(jī)與多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)通信。
35.如權(quán)利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一無線收發(fā)信機(jī)設(shè)置在所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)上。
36.如權(quán)利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一無線收發(fā)信機(jī)遠(yuǎn)離所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)而設(shè)置，但是通過硬布線通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
37.如權(quán)利要求36所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一無線收發(fā)信機(jī)經(jīng)由總線型的通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
38.如權(quán)利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一無線收發(fā)信機(jī)遠(yuǎn)離所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)而設(shè)置，并經(jīng)由次級無線通信連接與所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)相連。
39.如權(quán)利要求34所述的通信系統(tǒng)，其中所述手持通信裝置適于存儲兩組不同的定義與所述多個(gè)設(shè)備中的兩個(gè)或多個(gè)不同設(shè)備通信的方式的通信信息。
40.如權(quán)利要求39所述的通信系統(tǒng)，其中所述兩組不同通信信息中的每一組包括不同的待顯示在所述手持通信裝置的顯示單元上的用戶界面，以當(dāng)與所述多個(gè)設(shè)備中的兩個(gè)或多個(gè)不同設(shè)備通信時(shí)由用戶使用。
全文摘要
一種手持通信裝置與過程控制系統(tǒng)中的單個(gè)設(shè)備對接或通信，例如現(xiàn)場設(shè)備、控制器等，以無線地執(zhí)行關(guān)于這些設(shè)備的監(jiān)測、維護(hù)、配置和控制活動。無線手持通信裝置包括適于手持操作的外殼、設(shè)置在該外殼內(nèi)的處理單元、設(shè)置在所述外殼內(nèi)并與該處理單元相連的計(jì)算機(jī)可讀存儲器和顯示屏、小鍵盤以及射頻收發(fā)信機(jī)。所述手持通信裝置可以適于與主機(jī)系統(tǒng)通信以接收與加工廠內(nèi)的各種現(xiàn)場設(shè)備通信所需的信息，并可以隨后用于直接與各種現(xiàn)場設(shè)備中的每個(gè)無線通信，同時(shí)靠近現(xiàn)場設(shè)備以執(zhí)行關(guān)于現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測和配置活動。此后，從現(xiàn)場設(shè)備獲得的信息可以無線地傳輸給主機(jī)系統(tǒng)或儲存庫，例如數(shù)據(jù)歷史庫或配置數(shù)據(jù)庫。
文檔編號H01Q1/24GK1804744SQ20051012992
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者陳德基, 馬克·J·尼克松, 肯特·A·伯爾, 尼爾·J·彼德森 申請人:費(fèi)舍-柔斯芒特系統(tǒng)股份有限公司