專利名稱：一種通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一般地涉及一種過程控制網(wǎng)絡(luò)，更具體地，涉及通過便攜式設(shè)備對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作。
背景技術(shù)：
對(duì)諸如在化學(xué)制品或是石油過程工廠中使用的自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)進(jìn)行配置、監(jiān)測、和尋找故障的操作員，經(jīng)常在現(xiàn)場使用手持式或是便攜式現(xiàn)場維修設(shè)備來訪問系統(tǒng)部件。典型地，用于控制和/或監(jiān)測過程的系統(tǒng)包括一個(gè)或是多個(gè)集中的或是非集中的過程控制器，其經(jīng)由模擬、數(shù)字或是聯(lián)合的模擬/數(shù)字總線可通信地耦接至至少一個(gè)主機(jī)或是操作者工作站和一個(gè)或是多個(gè)諸如現(xiàn)場設(shè)備等過程控制和檢測設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備，其可以是例如閥、閥定位器、開關(guān)、傳送機(jī)、和傳感器(例如溫度、壓強(qiáng)、和流速傳感器)，設(shè)置在過程工廠環(huán)境內(nèi)，并且執(zhí)行諸如打開或是關(guān)閉閥、測量過程參數(shù)、增加或是減少流體流動(dòng)等過程中的功能。智能現(xiàn)場設(shè)備，諸如遵照公知的F0UNDATI0NTM現(xiàn)場總線(下文中稱為“現(xiàn)場總 線”)協(xié)議(例如FOUNDATION現(xiàn)場總線版本5. I)或是HART 協(xié)議(例如，在2010年4月由國際電工委員會(huì)認(rèn)證作為IEC 62591的版本)的現(xiàn)場設(shè)備，也可執(zhí)行控制計(jì)算、警告功能、和其它通常在過程控制器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的控制功能。過程控制器，其通常設(shè)置在過程工廠環(huán)境內(nèi)，接收指示了由現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)生的或是與之相關(guān)的過程測量值或是過程變量的信號(hào)和/或其它與現(xiàn)場設(shè)備有關(guān)的信息，并執(zhí)行控制器應(yīng)用?？刂破鲬?yīng)用例如實(shí)現(xiàn)不同的控制模塊，其做出過程控制決定、基于所接收的信息產(chǎn)生控制信號(hào)、以及與在諸如HART和現(xiàn)場總線現(xiàn)場設(shè)備等現(xiàn)場設(shè)備中執(zhí)行的控制模塊或塊協(xié)調(diào)。在過程控制器中的控制模塊通過通信線路或是信號(hào)路徑發(fā)送控制信號(hào)至現(xiàn)場設(shè)備，由此控制過程的操作。來自現(xiàn)場設(shè)備和過程控制器的信息通?？杀恢T如操作者工作站、維修工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、手持式設(shè)備、數(shù)據(jù)歷史記錄器、報(bào)告產(chǎn)生器、集中的數(shù)據(jù)庫等一個(gè)或多個(gè)其他硬件設(shè)備獲取，以使操作或維修人員對(duì)應(yīng)于諸如改變過程控制例程的設(shè)定、調(diào)整過程控制器或是智能現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)的控制模塊的操作、觀察過程工廠內(nèi)的過程或是特定的設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)、觀察由現(xiàn)場設(shè)備和過程控制器產(chǎn)生的警報(bào)、為訓(xùn)練人員或是測試過程控制軟件目的而模擬過程的操作、診斷過程工廠內(nèi)的問題或是硬件故障等過程，而執(zhí)行所需的功能。盡管通常的過程工廠具有與一個(gè)或是多個(gè)過程控制器相連的許多過程控制和檢測設(shè)備，諸如閥、傳送機(jī)、傳感器等，但是還有過程操作所需的或是與之相關(guān)的許多其它的支持設(shè)備。這些額外的設(shè)備包括例如供電設(shè)備、發(fā)電和配電設(shè)備、諸如渦輪、電動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，其在通常工廠中設(shè)置于許多位置。盡管該額外的設(shè)備并不必然產(chǎn)生或是使用過程變量，在許多實(shí)例中，為了影響過程操作的目的，而不受過程控制器控制甚至沒有耦接至過程控制器，該設(shè)備仍然對(duì)于過程的適當(dāng)操作很重要，并且是過程的合適操作最終所必需的。眾所周知，問題經(jīng)常出現(xiàn)在過程工廠環(huán)境中，特別是在具有大量現(xiàn)場設(shè)備和支持設(shè)備的過程工廠中。上述問題可表現(xiàn)為故障或是非正常設(shè)備、諸如軟件例程等處于不合適的模式下的邏輯元件、不適當(dāng)?shù)卣{(diào)整的過程控制環(huán)、一個(gè)或是多個(gè)過程エ廠內(nèi)的設(shè)備之間的通信上的故障等形式。盡管實(shí)際上很多，但這些和其它問題通常引起過程在不正常狀態(tài)下操作(例如過程エ廠處于不正常條件下)，其一般與過程エ廠的次優(yōu)性能相關(guān)?？墒褂弥T如艾默生475通訊器等手持式現(xiàn)場維修設(shè)備、或是使用在諸如智能手機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等通用便攜式設(shè)備上運(yùn)行的軟件應(yīng)用而對(duì)現(xiàn)場設(shè)備和其它設(shè)備在現(xiàn)場被本地地進(jìn)行分析。例如，來自艾默生過程管理的ValveLink Mobile軟件能夠在便攜式設(shè)備上執(zhí)行，且提供開啟、校準(zhǔn)、和故障查找功能。一般來說，盡管某些設(shè)備支持有線和無線通信，但操作者尋找對(duì)多數(shù)應(yīng)用適用的無線連接。典型地，便攜式設(shè)備建立無線連接，用于根據(jù)某種エ業(yè)自動(dòng)化協(xié)議(諸如HART或是現(xiàn)場總線)使用虛擬串行(“COM”)端ロ來傳輸過程控制或是診斷信息至現(xiàn)場設(shè)備，或是從該現(xiàn)場設(shè)備傳輸過程控制或是診斷信息。更具體地，便攜式設(shè)備包括無線通信堆棧，其支持根據(jù)諸如Bluetooth ·等某ー標(biāo)準(zhǔn)的無線通信。仿真軟件支持虛擬com端ロ功能，以起到在便攜式設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用與通信堆棧之間的接ロ的作用。因此，支持com通信的軟件應(yīng)用使用仿真軟件連接至虛擬com端ロ，并不直接與通信堆棧交互而經(jīng)由無線通信鏈路來 傳輸和接收數(shù)據(jù)。但是，經(jīng)由虛擬COM端ロ的通信需要很大的配置努力。例如，為了在便攜式設(shè)備上配置應(yīng)用以經(jīng)由藍(lán)牙來與現(xiàn)場設(shè)備交換HART消息，用戶必須打開便攜式設(shè)備的藍(lán)牙無線，將便攜式設(shè)備與耦接至現(xiàn)場設(shè)備的HART調(diào)制解調(diào)器配對(duì)，建立與已配對(duì)的現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)聯(lián)的輸出虛擬COM端ロ，引導(dǎo)應(yīng)用以將虛擬COM與已配對(duì)的現(xiàn)場設(shè)備關(guān)聯(lián)。此外，在應(yīng)用完成與已配對(duì)的現(xiàn)場設(shè)備之間的消息交換之后，用戶必須記得關(guān)閉藍(lán)牙無線。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，提供了ー種通信設(shè)備，該通信設(shè)備用于傳輸符合エ業(yè)自動(dòng)化協(xié)議的消息，該通信設(shè)備包括處理器；無線通信模塊，配置成建立與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的無線通信鏈路，其中，所述無線通信鏈路根據(jù)通用無線通信協(xié)議操作；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。在某些實(shí)施例中，軟件應(yīng)用不用打開虛擬COM端ロ，而通過訪問合適的通信堆棧就與遠(yuǎn)程設(shè)備建立無線通信鏈路，以交換過程控制和/或監(jiān)測數(shù)據(jù)。軟件應(yīng)用可在諸如智能手機(jī)、PDA等便攜式設(shè)備上運(yùn)行。為了以這種方式訪問通信堆棧(在此稱為“直接訪問”)，應(yīng)用可調(diào)用ー個(gè)或者多個(gè)用于直接處理通信堆棧的應(yīng)用程序接ロ函數(shù)(API)(在此稱為“通信API”)。根據(jù)該實(shí)施例，通信API響應(yīng)于同步或是異步函數(shù)調(diào)用。例如，通信API可允許應(yīng)用直接調(diào)用與通信堆棧相關(guān)聯(lián)的函數(shù)，以使所調(diào)用的函數(shù)位于應(yīng)用的調(diào)用堆棧中。替代地，通信API允許應(yīng)用與作為單獨(dú)任務(wù)(例如過程、進(jìn)程)實(shí)現(xiàn)的服務(wù)交互，該服務(wù)可對(duì)通信堆棧進(jìn)行服務(wù)。通信堆?？筛鶕?jù)諸如藍(lán)牙或是紅外線數(shù)據(jù)連接(IrDA)等通信標(biāo)準(zhǔn)而提供短程的無線通信。根據(jù)該實(shí)施例，通信堆?？杀惶峁┳鳛楸銛y式設(shè)備的操作系統(tǒng)的一部分、或是作為諸如由Broadcom公司提供的WIDC0MM藍(lán)牙堆?；蚴怯晌④浌咎峁┑乃{(lán)牙堆棧等獨(dú)立提供的軟件組件?？山?jīng)由ー組標(biāo)準(zhǔn)API提供通信堆棧。在某些實(shí)施例中，軟件應(yīng)用直接或是通過嵌入應(yīng)用代碼的通信API來調(diào)用與通信堆棧關(guān)聯(lián)的函數(shù)。在其它實(shí)施例中，通信API被提供作為諸如動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)等可獨(dú)立安裝的部件。在某些實(shí)施例中，通信API使得應(yīng)用建立與遠(yuǎn)程設(shè)備的無線通信鏈路，所述遠(yuǎn)程設(shè)備根據(jù)諸如HART等通信協(xié)議操作，所述通信協(xié)議支持被特別定義以用于傳輸過程控制和/或監(jiān)測信息的命令和/或信息元素。采用本實(shí)用新型的方案，用戶不需要配置虛擬COM端ロ的通信。

圖I示出了示例性過程控制系統(tǒng)，在該過程控制系統(tǒng)能使用實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技 術(shù)的便攜式通訊器；圖2是在圖I的系統(tǒng)中進(jìn)行操作的示例性便攜式通訊器的框圖；圖3A是現(xiàn)有技術(shù)的軟件系統(tǒng)的框圖，其中，應(yīng)用通過無線通信鏈路通信過程控制或是監(jiān)測信息；圖3B是便攜式設(shè)備的示例性界面屏幕，由此用戶可調(diào)用建立和配置函數(shù)；圖4是示例性軟件系統(tǒng)的框圖，其中，應(yīng)用與無線通信堆棧直接交互，以通信過程控制或是監(jiān)測信號(hào)；圖5是示例性方法的流程圖，其用于在便攜式設(shè)備上建立與無線通信堆棧的直接連接；圖6是示例性方法的流程圖，其用于在便攜式設(shè)備上配置與無線通信堆棧的直接連接。
具體實(shí)施方式
圖I示出了示例性過程控制系統(tǒng)10，其具有操作者能使用便攜式通訊器12來進(jìn)行控制和/或監(jiān)測的設(shè)備。在此討論的實(shí)施例中，便攜式通訊器12裝備有通過無線通信堆棧起作用的雙向無線模塊。便攜式通訊器12是專用手持式現(xiàn)場維修設(shè)備(例如艾默生475通訊器)或是諸如智能手機(jī)或PDA等通用便攜式設(shè)備，其具有可允許軟件應(yīng)用直接訪問無線通信堆棧的軟件組件，從而應(yīng)用不需要依賴于虛擬COM端ロ。通過這種方式，操作者可容易且快速地訪問設(shè)備。過程控制系統(tǒng)10包括一個(gè)或是多個(gè)過程控制器14，其連接至一個(gè)或是多個(gè)主機(jī)工作站或是計(jì)算機(jī)15 (其可以是任意類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)或是工作站)，且連接至輸入/輸出(I/O)設(shè)備20、22的庫，它們均依次連接至一個(gè)或是多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備25?？刂破?4，舉例來說可以是由費(fèi)希爾-羅斯蒙特系統(tǒng)股份有限公司(Fisher-Rosemount Systems, Inc.,)出售的DeltaV 控制器，通過例如以太網(wǎng)鏈路40或是其它通信連接方式與主機(jī)計(jì)算機(jī)15通信地連接。類似地，控制器14使用任意希望的硬件和軟件與現(xiàn)場設(shè)備25通信連接，該硬件和軟件與例如標(biāo)準(zhǔn)4-20ma設(shè)備和/或諸如現(xiàn)場總線或是HART協(xié)議等任意智能通信協(xié)議相關(guān)。眾所周知，控制器14實(shí)現(xiàn)或是監(jiān)視存儲(chǔ)在其中或是與其相關(guān)的過程控制例程，并與設(shè)備25-36通信，從而以任意希望的方式對(duì)過程進(jìn)行控制。[0028]現(xiàn)場設(shè)備25可以是任意類型的設(shè)備，諸如傳感器、閥、發(fā)射機(jī)、定位器等，而在庫20和22內(nèi)的I/O卡可以是任意類型的I/O設(shè)備，其遵照任意希望的通信或控制器協(xié)議，諸如HART、現(xiàn)場總線、過程現(xiàn)場總線(profibus)等。在圖I說明的實(shí)施例中，現(xiàn)場設(shè)備25a-25c是標(biāo)準(zhǔn)的4_20ma設(shè)備，其通過模擬線路與I/O卡22a通信。現(xiàn)場設(shè)備25d_25f被表示為與兼容HART的I/O卡20A連接的HART設(shè)備。相似地，現(xiàn)場設(shè)備25j_251是智能設(shè)備，諸如現(xiàn)場總線的現(xiàn)場設(shè)備，其使用例如現(xiàn)場總線協(xié)議通信通過數(shù)字總線42或44與I/O卡20B或22B通信。當(dāng)然，現(xiàn)場設(shè)備25和I/O卡20和22的庫可遵照除4_20ma、HART或現(xiàn)場總線協(xié)議之外的任意希望的標(biāo)準(zhǔn)或是協(xié)議，其包括未來發(fā)展起來的任意標(biāo)準(zhǔn)或是協(xié)議。在一實(shí)施例中，各控制器14配置成通常被稱為的函數(shù)塊來實(shí)現(xiàn)控制策略，其中，各函數(shù)塊是全體控制例程中的一部分(例如子例程)，其(通過稱為鏈接的通信)與其它函數(shù)塊一起來實(shí)現(xiàn)在過程控制系統(tǒng)10中的過程控制環(huán)。函數(shù)塊通常執(zhí)行諸如與發(fā)射機(jī)、傳感器或是其它過程參數(shù)測量設(shè)備相關(guān)的輸入函數(shù)、諸如與執(zhí)行PID、模糊邏輯等控制相關(guān)的控制函數(shù)、和對(duì)諸如閥等某些設(shè)備的操作進(jìn)行控制以在過程控制系統(tǒng)10內(nèi)執(zhí)行某些物理功能的輸出函數(shù)中的一個(gè)。當(dāng)然，也存在函數(shù)塊的混合和其它類型的函數(shù)塊。此外，函數(shù)塊的組可稱為模塊。函數(shù)塊和模塊可存儲(chǔ)在控制器14中并由其執(zhí)行，這種情況通常是在這些函 數(shù)塊用于、或是與標(biāo)準(zhǔn)的4-20ma設(shè)備和某些類型的智能現(xiàn)場設(shè)備相關(guān)時(shí)的情況，或是函數(shù)塊和模塊可存儲(chǔ)在現(xiàn)場設(shè)備中并由其實(shí)現(xiàn)，這種情況可以是具有現(xiàn)場總線設(shè)備的情況。盡管在此使用函數(shù)塊控制策略來提供控制系統(tǒng)的描述，但也可使用諸如梯形邏輯、順序流程圖等其它慣用手段、以及使用任意希望的專有或非專有的程序語言來實(shí)現(xiàn)或是設(shè)計(jì)控制策略。當(dāng)檢查或是開啟新設(shè)備時(shí)，或是當(dāng)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行配置或是故障查找時(shí)，操作者有時(shí)必須(且經(jīng)常更喜歡)物理上靠近系統(tǒng)部件，并在工作中近距離觀察這些部件。如上所示，操作者可使用便攜式通訊器12來建立與系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)部件的短程無線連接。為此，系統(tǒng)10可包括一個(gè)或多個(gè)用于無線接入的接入點(diǎn)，諸如無線調(diào)制解調(diào)器60a和60b。在示例性實(shí)施例中，無線調(diào)制解調(diào)器60a包括按藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)操作的無線接口、在藍(lán)牙上對(duì)HART通信協(xié)議的消息進(jìn)行分層的適配器、和通過相應(yīng)的有線連接與HART設(shè)備25f交換消息的有線接口。作為另一實(shí)例，無線調(diào)制解調(diào)器60b包括按藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)操作的無線接口、在藍(lán)牙上對(duì)現(xiàn)場總線通信協(xié)議的消息進(jìn)行分類的適配器、和通過數(shù)字總線44與現(xiàn)場總線設(shè)備25j、25k、和251交換消息的有線接口?，F(xiàn)參照圖2，根據(jù)一實(shí)施例，便攜式通訊器12包括天線72 ;四向無線射頻(RF)模塊74 (其可具有數(shù)字信號(hào)處理(DSP)部件、編碼器、調(diào)制器等)；計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器76，其儲(chǔ)存數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序；以及處理單元78，其執(zhí)行這些指令。RF模塊74可支持藍(lán)牙(例如按802. 15. I協(xié)議在2005年被批準(zhǔn)的藍(lán)牙版本I. 2)、IrDA (例如IrDA物理層規(guī)范vl. 4、IrDA鏈路訪問協(xié)議vl. I、IrDA鏈路管理協(xié)議vl. I)、或是其它通信協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)。在某些實(shí)施例中，RF模塊74根據(jù)例如按IEEE802. 11 (例如IEEE802. 11-2007)或是802. 15標(biāo)準(zhǔn)之一批準(zhǔn)的協(xié)議通信。處理單元78還耦合至系統(tǒng)80，用于分別接收和提供用戶輸入輸出。根據(jù)該實(shí)施例，系統(tǒng)80包括一個(gè)或多個(gè)鍵盤、定點(diǎn)設(shè)備、屏幕或是觸摸屏。此外，便攜式通訊器12可包括本地電源儲(chǔ)存模塊82，諸如可更換電池等。在某些實(shí)施例中，便攜式通訊器12遵照固有安全性要求，以能安全地在例如石油鉆塔或是煉油廠中使用。[0032]如下文更詳細(xì)地說明，儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器76中的程序可包括軟件組件，其能使便攜式通訊器12根據(jù)諸如HART、現(xiàn)場總線、或是過程現(xiàn)場總線等ー個(gè)或是多個(gè)エ業(yè)自動(dòng)化協(xié)議通過被RF模塊74支持的通信協(xié)議來傳輸消息。接著，參照圖3A來說明通過使用虛擬COM端ロ而使應(yīng)用經(jīng)由無線通信鏈路來進(jìn)行通信的現(xiàn)有技術(shù)的軟件系統(tǒng)，隨后再說明應(yīng)用例如不使用虛擬COM端ロ直接地地訪問無線通信堆棧的圖4的高效系統(tǒng)。圖3A和圖4說明的軟件系統(tǒng)可在例如便攜式通訊器12等設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。首先參照圖3A，系統(tǒng)100包括軟件構(gòu)架102，其支持無線堆棧服務(wù)104、虛擬COM端ロ服務(wù)106、應(yīng)用108、和其它可能的服務(wù)和應(yīng)用，其中，所述無線堆棧服務(wù)104維護(hù)諸如藍(lán)牙等無線通信堆棧，所述虛擬COM端ロ服務(wù)106服務(wù)ー個(gè)或是多個(gè)虛擬COM端ロ，所述應(yīng)用108用于使用諸如HART等エ業(yè)自動(dòng)化協(xié)議來監(jiān)測和/或控制過程控制系統(tǒng)的部件。軟件構(gòu)架102可包括諸如Windows Mobile、塞班、或是安卓等操作系統(tǒng)。一般來說，軟件構(gòu)架102提供對(duì)便攜式通訊器的物理和邏輯資源及諸如文件系統(tǒng)操作等基本服務(wù)的訪問、對(duì)用戶輸入和輸出設(shè)備的訪問等。在某些實(shí)施例中，無線堆棧服務(wù)104與軟件構(gòu)架102—體化。與相應(yīng)的硬件部件一起，軟件構(gòu)架102規(guī)定便攜式通訊器的平臺(tái)。 為了使用通過無線堆棧服務(wù)104起作用的無線通信堆棧，應(yīng)用108調(diào)用ー個(gè)或是多個(gè)COM端ロ API 110，以與由虛擬COM端ロ服務(wù)106仿真的虛擬COM端ロ交互。但是，用戶必須激活無線堆棧服務(wù)104，對(duì)虛擬COM端ロ服務(wù)106 (和在某些情況下為無線堆棧服務(wù)104)進(jìn)行配置，建立與目標(biāo)設(shè)備的無線連接，和指示應(yīng)用關(guān)聯(lián)虛擬COM端ロ至目標(biāo)設(shè)備。只有在用戶完成上述配置步驟之后，應(yīng)用102開始與目標(biāo)設(shè)備交換監(jiān)測和/或控制信息。如上所述，上述建立和配置程序耗時(shí)且易于出錯(cuò)。例如，參照圖3B所示的示例性觸摸屏接ロ屏幕120，用戶必須通過控制件122激活“連接藍(lán)牙”效用，在相應(yīng)的平臺(tái)上接著與藍(lán)牙建立步驟相關(guān)聯(lián)的過程，并通過操作控制件124來開始虛擬COM端ロ建立過程。為了實(shí)施閥沖程測試，例如，用戶可接著操作控制件126，以調(diào)用合適的軟件應(yīng)用。應(yīng)用通常地顯示對(duì)話，以允許用戶經(jīng)由分別使用控制件124和122配置而成的虛擬COM端口和藍(lán)牙連接來配置無線連接。而且，上面所述的配置問題經(jīng)常混合著不同的供應(yīng)商的、在無線通信堆棧的實(shí)現(xiàn)上的不同，更具體地，混合著配置效用上的不同。例如，某些供應(yīng)商需要用戶在啟動(dòng)利用端ロ的應(yīng)用之前建立虛擬COM端ロ，而其它供應(yīng)商需要以相反順序執(zhí)行上述步驟。相比之下，圖4所說明的系統(tǒng)150包括應(yīng)用122，該應(yīng)用經(jīng)由ー組API126直接與無線堆棧服務(wù)124與互動(dòng)，進(jìn)而不需要與虛擬COM端ロ相關(guān)的復(fù)雜配置。應(yīng)用152能夠使用一組無線堆棧API156而與無線堆棧服務(wù)154直接互動(dòng)。更具體地，應(yīng)用152根據(jù)諸如HART、現(xiàn)場總線、Profibus等エ業(yè)自動(dòng)化協(xié)議、在由便攜式通訊器支持無線通信堆棧上來傳輸消息。在一實(shí)施例中，應(yīng)用122是由艾默生過程管理所銷售的ValveLink Mobile，其提供閥的遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測、和診斷。再參照圖2，無線堆棧服務(wù)124可對(duì)RF模塊74進(jìn)行控制，該模塊可以是藍(lán)牙無線電、IrDA通信模塊等。軟件組件152、154、156、和162可被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器76，并由CPU78執(zhí)行。在某些實(shí)施例中，API156是ー組由無線堆棧服務(wù)154暴露的ー組函數(shù)，S卩，由用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的無線堆棧服務(wù)154的開發(fā)者所提供的函數(shù)。在其它實(shí)施例中，API156包括由無線堆棧服務(wù)154暴露的API的“包裝”，以在應(yīng)用與無線通信堆棧之間定義端接層。在一實(shí)施例中，例如，API156作為諸如動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)等作為單獨(dú)的軟件組件被提供，以供多個(gè)應(yīng)用使用。在示例性系統(tǒng)150中，應(yīng)用152和無線堆棧服務(wù)154是使用由構(gòu)架128提供的進(jìn)程間通訊(IPC)機(jī)制而互動(dòng)的單獨(dú)的任務(wù)(例如過程、進(jìn)程)。例如，構(gòu)架128可提供通信，用于經(jīng)由共享的存儲(chǔ)區(qū)域交換信息的機(jī)制等。相應(yīng)地，應(yīng)用152與無線堆棧服務(wù)154之間的互動(dòng)可包括異步函數(shù)調(diào)用。但是，在其它實(shí)施例中，無線通信堆棧154的無線堆棧函數(shù)可以被執(zhí)行在應(yīng)用152的調(diào)用堆棧上。換句話說，應(yīng)用152可以以同步的方式直接(或通過API156)調(diào)用函數(shù)162。在這些實(shí)施例的至少一些中，無線堆棧服務(wù)154不作為單獨(dú)任務(wù)被執(zhí)行。另一方面，在其它實(shí)施例中，無線堆棧API156可與作為應(yīng)用152與無線堆棧服務(wù)154之間的接口而運(yùn)作的其它任務(wù)互動(dòng)。一般的，應(yīng)當(dāng)理解，應(yīng) 用152與無線堆棧函數(shù)162的直接互動(dòng)可在相同調(diào)用堆棧或是單獨(dú)的調(diào)用堆棧上通過函數(shù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)，并且根據(jù)所述實(shí)現(xiàn)(這繼而取決于構(gòu)架160的需求)使用一個(gè)或是多個(gè)任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)無線通信堆棧的直接訪問，應(yīng)用152和/或無線堆棧API156可提供由應(yīng)用152使用的、工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議的驅(qū)動(dòng)的功能。例如，若應(yīng)用152使用HART來監(jiān)測或是控制現(xiàn)場設(shè)備，則無線堆棧API156可以每條命令為基礎(chǔ)而被定義，以仿真HART連接的定時(shí)、屏蔽、和其它屬性。因而，無線堆棧API156識(shí)別，并且在這些實(shí)施例中的一些中，部分地執(zhí)行(例如提供返回碼、進(jìn)度指示、調(diào)度指示等)所接收到的HART命令，以實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用152的HART通信鏈路。作為一個(gè)更具體的實(shí)例，無線堆棧API156中的一個(gè)可實(shí)現(xiàn)HART命令0(零)的格式化和傳輸，該命令使接收HART設(shè)備用擴(kuò)展設(shè)備碼、修正標(biāo)準(zhǔn)、和設(shè)備識(shí)別編號(hào)來答復(fù)。API可將命令格式化，并使該格式化后的命令經(jīng)由無線通信堆棧傳輸，并確保合適的計(jì)時(shí)和屏蔽等。在一實(shí)施例中，API也利用狀態(tài)機(jī)來處理對(duì)HART命令O的響應(yīng)，檢查錯(cuò)誤，等。在其它實(shí)施例中，API在經(jīng)由通信堆棧傳輸HART命令之后立即返回對(duì)調(diào)用應(yīng)用152的控制，另一軟件組件(例如線程)接收和處理來自無線堆棧服務(wù)154的通知已接收該響應(yīng)。響應(yīng)(或通知)接著被轉(zhuǎn)發(fā)至應(yīng)用152。一般的，無線堆棧API156(以及，在某些實(shí)施例中、在構(gòu)架160里作為獨(dú)立任務(wù)運(yùn)行、以有助于應(yīng)用與由無線堆棧服務(wù)154所服務(wù)的無線通信堆棧之間的直接訪問的部件)提供與工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議相關(guān)聯(lián)的通信方案，該方案通常不由便攜式通訊器的通信堆棧提供。例如，眾所周知，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)不提供主從通信協(xié)議。此外，在某些實(shí)施例中，應(yīng)用152和/或無線堆棧API156利用無線堆棧154來允許其它服務(wù)或應(yīng)用調(diào)用無線堆棧功能。例如，若在智能手機(jī)上執(zhí)行系統(tǒng)150且無線堆棧服務(wù)154根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)操作，則應(yīng)用152僅使用無線堆棧服務(wù)154的某些資源，且無線堆棧154可將音頻傳輸至用戶的耳機(jī)中，例如同時(shí)與現(xiàn)場設(shè)備通信。在某些實(shí)施例中，例如在用戶啟動(dòng)應(yīng)用152時(shí)，無線堆棧API156可通過傳輸適當(dāng)?shù)拿钪翢o線堆棧服務(wù)154來提供諸如自動(dòng)打開RF模塊74(參見圖2)等功能。通過這種方式，使得配置進(jìn)一步簡化，操作者不需要記得在使用應(yīng)用之前激活無線鏈路。此外，無線堆棧API156可自動(dòng)確定無線堆棧服務(wù)154的類型(例如制造商、版本)，并自動(dòng)選擇合適的配置選項(xiàng)。例如，某個(gè)無線堆棧API可查詢構(gòu)架160，以確定藍(lán)牙通信堆棧是微軟堆?；蚴荳idcomm堆棧，并根據(jù)查詢結(jié)果，選擇合適的順序以建立應(yīng)用152與無線堆棧服務(wù)154之間的鏈路。在一實(shí)施例中，無線堆棧API156允許應(yīng)用152自動(dòng)發(fā)現(xiàn)支持HART、現(xiàn)場總線、或是由應(yīng)用152使用的其它工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議的設(shè)備。例如，應(yīng)用152可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)在便攜式通訊器的范圍內(nèi)操作的HART藍(lán)牙調(diào)制解調(diào)器。用戶接著從在啟動(dòng)應(yīng)用152之后自動(dòng)產(chǎn)生的列表中選擇他或是她想要連接的設(shè)備。接著，無線堆棧API156可自動(dòng)嘗試建立與已知現(xiàn)場設(shè)備的連接。此外，如果需要，無線堆棧API156可允許應(yīng)用自動(dòng)地重新建立丟失的連接。此外，在某些實(shí)施例中，應(yīng)用1 52和/或無線堆棧API156過濾掉不是HART藍(lán)牙調(diào)制解調(diào)器的所有臨近的藍(lán)牙設(shè)備。為此，應(yīng)用152可以例如使無線堆棧服務(wù)154發(fā)現(xiàn)所有的藍(lán)牙設(shè)備，通過相應(yīng)的藍(lán)牙連接傳輸命令以確定該同等設(shè)備是否是HART設(shè)備，并在沒有接收到對(duì)該命令的響應(yīng)時(shí)、或是在收到的響應(yīng)表明該設(shè)備不是HART設(shè)備時(shí)，使無線堆棧服務(wù)154從所發(fā)現(xiàn)的設(shè)備列表中刪除該設(shè)備。在一實(shí)施例中，應(yīng)用152和/或無線堆棧API156實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化電源管理，從而RF模塊74可有效地使用電源儲(chǔ)存器82 (參見圖2)。在例如應(yīng)用152從耦接至HART藍(lán)牙調(diào)制解調(diào)器的HART傳感器中讀取到周期更新數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)用152可根據(jù)周期更新調(diào)度(例如每2s有50毫秒的周期)(通過例如無線堆棧服務(wù)154)打開藍(lán)牙RF模塊74。如果需要，在沒有其他運(yùn)行在便攜式通訊器的服務(wù)或是應(yīng)用正在使用無線堆棧服務(wù)154的情況下，在某些實(shí)施例中的應(yīng)用152可使無線堆棧服務(wù)154在用戶結(jié)束應(yīng)用152之后關(guān)閉RF模塊74。因而，用戶不需要記得在無線鏈路不使用時(shí)關(guān)閉RF模塊74。圖5是示例性方法200的流程圖，該方法可由在便攜式通訊器上運(yùn)行的系統(tǒng)150或是類似的軟件系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)，該便攜式通訊器提供對(duì)無線通信堆棧的直接訪問。在框202中，接收到用于建立與遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行無線連接的請求，用于交換過程控制和/或監(jiān)測信息。例如，當(dāng)用戶啟動(dòng)諸如ValveLink Mobile等應(yīng)用時(shí),該應(yīng)用可自動(dòng)地發(fā)起請求。根據(jù)該實(shí)施例，該請求可由在該應(yīng)用的調(diào)用堆棧上或是在獨(dú)立任務(wù)中執(zhí)行的無線堆棧API層處理。接著，在框204中，例如，使用由無線協(xié)議堆棧暴露的API來直接建立無線鏈路。在一實(shí)施例中，應(yīng)用啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)，以控制與諸如HART等工業(yè)化通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)且經(jīng)由諸如藍(lán)牙等通用無線鏈路建立的連接的計(jì)時(shí)、屏蔽、和其它參數(shù)。接著，在框206中，通過無線鏈路來交換過程控制和/或監(jiān)測數(shù)據(jù)。因而，應(yīng)用可使用藍(lán)牙堆棧API來模擬HART通信鏈路。圖6是示例性方法210的流程圖，應(yīng)用可執(zhí)行該方法作為方法200的一部分，例如用于便攜式通訊器的進(jìn)一步簡化配置。在框212中，確定無線通信堆棧(例如藍(lán)牙)的類型。為此，查詢可被傳輸至無線堆棧服務(wù)，并相應(yīng)的響應(yīng)可以被處理。該查詢可報(bào)告例如該無線堆棧服務(wù)的制造商和軟件版本。接著，在框214中，可自動(dòng)選擇合適的API。若例如無線堆棧服務(wù)將自身標(biāo)識(shí)為Widcomm堆棧,則可使用Widco_專用的API、狀態(tài)機(jī)、參數(shù)等。盡管上面文字提出本實(shí)用新型的各種不同實(shí)施方式的具體描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的范圍由本專利最后所提出的權(quán)利要求的文字來加以限定。具體描述只是用來構(gòu)造以供參照，并且由于若非必要，描述每種可能的實(shí)施方式是不切實(shí)際的，因而沒有描述本實(shí)用新型的每種可能的實(shí)施方式。可以使用現(xiàn)有技術(shù)或在本專利提交之后實(shí)用新型的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各種等同替代方式，其仍將落入限定本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍中。此外，能在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，對(duì)在此描述和說明的技術(shù)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種變型和改變。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在此描述的方法和裝置僅為例示，其不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型范圍的限定。 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權(quán)利要求1.一種通信設(shè)備，該通信設(shè)備用于傳輸符合工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議的消息，該通信設(shè)備包括 處理器； 無線通信模塊，配置成建立與遠(yuǎn)程設(shè)備之間的無線通信鏈路，其中，所述無線通信鏈路根據(jù)通用無線通信協(xié)議操作； 存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
專利摘要一種通信裝置，包括處理器；無線通信模塊，配置成建立所述通信設(shè)備與在過程控制環(huán)境中操作的遠(yuǎn)程設(shè)備之間的無線通信鏈路，其中，所述無線通信鏈路根據(jù)通用無線通信協(xié)議操作；存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該指令包括通信堆棧，實(shí)現(xiàn)所述通用無線通信協(xié)議；軟件模塊，可由所述處理器執(zhí)行，且配置成響應(yīng)于來自所述軟件應(yīng)用的請求而建立所述通信堆棧與由所述處理器執(zhí)行的軟件應(yīng)用之間的直接連接，其中，所述直接連接不用中間服務(wù)；并且根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議、使用所述無線通信鏈路在所述軟件應(yīng)用與所述遠(yuǎn)程設(shè)備之間通信過程數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04B1/38GK202652196SQ20112038330
公開日2013年1月2日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者K·W·瓊克 申請人:費(fèi)希爾控制國際公司