[发明专利]用于工业过程的无线控制的方法和传感器节点网络接口系统

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及工业过程的无线控制，以及具体来说，涉及用于按照无线工业控制中利用的时隙化协议来发送样本的方法和传感器节点网络接口系统。

背景技术

如同许多其他技术领域中一样，无线通信在工业过程控制中也变得越来越普遍。工业过程的无线控制中的无线通信的主要标准的一部分利用时隙化的协议。在时隙化协议中，每个超帧包括多个时隙，其中为各传感器分配特定时隙，以用于例如向网关无线发送所测量过程变量数据。工业控制中使用的时隙化无线协议、例如WirelessHART和ISA 100每个超帧具有预定义数量的时隙。在WirelessHART中，每个超帧例如可以为1000 ms，其中500 ms可专用于传感器时隙，而其余500 ms专用于管理，例如用于向传感器广播信息。专用于传感器的各时隙例如可以为10 ms。因此，按照这个示例，每个超帧只有50个时隙专用于传感器测量，从而在一个超帧中给出最多50个传感器以与网关进行通信。但是，由于一般期望大多数传感器在超帧中数次发送测量数据以便获得健壮性，所以随各网关在工业控制中节点网络接口系统中能够使用的传感器的数量进一步受到限制。通常必须为大传感器节点网络提供若干网关，其中各网关具有与其关联的多个传感器。如果使用若干网关，则应当同步网关，特别是当一个控制器与若干网关关联时。

发明内容

鉴于以上所述，本公开的一般目的是提供方法和传感器节点网络接口系统，其允许超帧中的传感器样本的时隙的自适应选择。

因此，按照本公开的第一方面，提供一种为来自无线传感器节点网络中的传感器节点的传感器节点样本传输分配时隙的方法，该无线传感器节点网络形成用于控制工业过程的控制系统的部分，其中该方法包括：在超帧的第一时隙中接收来自第一传感器节点的样本，该第一样本具有可接受值范围之外的值；得到超帧的第二时隙的标识，在该第二时隙中，第一传感器节点在后一超帧中发送另一样本；以及向第一传感器节点提供指令以在后一超帧的第二时隙中发送另一样本。

因此，也许有可能每个网关在传感器节点网络中利用更多传感器节点，因为测量过程变量(其与设置点值极大地偏离)的(一个或多个)传感器节点将能够在为此目的而分配的时隙中发送更多样本。有益的是，可以以较低成本提供不太复杂的无线控制系统。

一个实施例包括：在超帧的第二时隙中接收来自第二传感器节点的样本，该样本具有可接受样本值范围之内的值；以及向第二传感器节点提供指令以不在后一超帧的第二时隙中发送任何样本。

一个实施例包括在向第一传感器节点提供指令之前，从第二传感器节点接收它将不在第二时隙中发送任何样本的确认。

按照一个实施例，在专用于向传感器节点网络中的所有传感器节点发送指令的超帧的部分中提供向第一传感器节点提供指令以在第二时隙中发送另一样本的步骤。

按照一个实施例，在专用于向同一超帧的(其中向第一传感器节点提供指令以在第二时隙中发送另一样本)传感器节点网络中的所有传感器节点发送指令的超帧的部分中提供向第二传感器节点提供指令以不在后一超帧的第二时隙中发送任何样本的步骤。

一个实施例包括在向第一传感器节点提供指令的步骤之后，指示第一传感器节点在后一超帧的第三时隙而不是第二时隙中发送第二时隙的样本值。

按照一个实施例，第二时隙是空时隙。

按照本公开的第二方面，提供一种计算机程序产品，其中包括计算机可执行组件，以用于在计算机可执行组件运行于装置中包含的处理器时使装置执行第一方面所述的步骤。

按照本公开的第三方面，提供一种传感器节点网络接口系统，以用于为来自无线传感器网络(其形成用于控制工业过程的控制系统的部分)中的传感器节点的传感器节点样本传输分配时隙，其中传感器节点网络接口系统设置成：在超帧的第一时隙中接收来自第一传感器节点的样本，其中第一样本具有值的可接受范围之外的值；得到超帧的第二时隙的标识，在该第二时隙中，第一传感器节点发送另一样本；以及向第一传感器节点提供指令，以在后一超帧的第二时隙中发送另一样本。

按照一个实施例，传感器节点网络接口系统设置成在第二时隙中接收来自第二传感器节点的样本，该样本具有可接受样本值范围之内的值，其中传感器节点网络接口系统设置成向第二传感器提供指令以不在后一超帧的第二时隙中发送任何样本。

按照一个实施例，传感器节点网络接口系统设置成在向第一传感器节点提供指令之前，从第二传感器节点接收它将不在后一超帧的第二时隙中发送任何样本的确认。