障壁によって分離されたワイヤレスネットワークを相互接続するための装置
ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるための装置は、障壁をまたぐ有線リンクによって接続された、ローカルで給電される1対のワイヤレスデバイスを備える。ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、相互接続されることが意図されるワイヤレスネットワークのそれぞれとワイヤレス通信する。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス送受信機およびアンテナを備える。あるワイヤレスフィールドデバイスネットワークからの、別のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定されたメッセージは、障壁の一方の側のワイヤレスデバイスによって受信され、他方のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにルーティングされるように、有線リンクを介して障壁の他方の側の別のワイヤレスデバイスに送信される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、ワイヤレスネットワークに関し、より詳細には、ワイヤレス通信に対する障壁によって論理的または物理的に互いに分離されたワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続することに関する。
【背景技術】
【0002】
ワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、中央コントローラまたはゲートウェイと共にデバイスまたはノードのクラウドを含む。ワイヤレスネットワーク内のノードは、情報の送信と受信との両方を行うことができる。普及しているBluetooth(登録商標)フォーマットが好例であるスターネットワーク内では、ネットワークの到達範囲は、マスタデバイスの伝送範囲によって制限される。スレーブデバイスからの全ての通信が、マスタの通信スケジュールに従ってマスタを介してルーティングされる。ワイヤレススターネットワークの範囲は、複数のネットワークを介してマスタからスレーブデバイスにスキャッタネット方式で通信を中継することができるように、スレーブデバイスが種々のネットワークのメンバになることができるようにすることによって、拡張することができる。スターネットワークはまた、相互接続されたネットワークの間で系統的(genealogical)関係を生み出すこともできる。すなわち、スレーブデバイスは、子ネットワークのマスタデバイスになる。スターネットワークトポロジの使用は、通信のルーティングにおいていくらかの非効率をもたらす。というのは、マスタスレーブ関係に対する剛直性があり、メッセージが最適とは言えない宛先ノードへの経路をとらざるを得ないからである。
【0003】
メッシュネットワーキングは、産業用途で浸透しつつある、よりフレキシブルなネットワークアーキテクチャである。メッシュネットワークは、ノードのクラウドとコントローラまたはゲートウェイとを含むが、同じネットワーク内の近傍ノードが互いに直接に通信できるようにして、不必要に通信をコントローラにルーティングしないようにすることにより、スターネットワークトポロジの制限の多くを回避する。各ノードには、ボトルネックおよびリンケージ障害を補償するために切り換えられる複数の通信路が割り当てられる。近傍ノードがターゲットノードに対して直接に通信中継を形成できるようにすることにより、かつ、障害またはボトルネックを迂回してルーティングすることにより、ネットワーク応答時間が改善されると共に、メッセージの中継に必要とされる送信数を最小限にすることでネットワーク電力使用が最小限に抑えられる。複数の通信路を利用することによってパスダイバーシティがもたらされ、これによりネットワーク信頼性が改善される。メッシュネットワークはまた、ノードを共有することによって互いに通信することができる。これらの共有ノードは、競合があるときにネットワーク間の優先順位を決定するためのアルゴリズムを使用して、そのノードが一部を構成するあらゆるネットワークの通信スケジュールを保持することができる。
【0004】
ワイヤレスネットワークは、互いに通信しないとき、または互いに通信できないとき、独立している。通信に対する障壁は、長距離などの物理的障害から、自然障害物(丘や木など)もしくは人造の妨害(コンクリート建造物など)まで、または、ネットワークプロトコルの違いなど、ネットワークに内在する論理的問題までの範囲にわたる可能性がある。ネットワーク間の通信が行われないことは非効率であり、場合によっては危険である。種々の独立したネットワーク内に位置するサブシステムを制御システムが監視できないとき、中央に位置する制御システムの有用性は劇的に低下する。異なる独立したネットワークをリンクすることの課題は、その解決法がフレキシブルで、信頼性があり、効果的であり、かつ安価であるものでなければならないことである。独立したワイヤレスネットワークを相互接続する一般的な方法は、イントラネットバックボーンによってもしくは別個のワイヤレスバックボーン(例えばWi−Fi)によって接続されたゲートウェイを使用することまたは無線リピータを使用すること、あるいはホームラン(homerun)ネットワークケーブリングなどであるが、これらの方法は、高価な配線および機器を設置するために多くの経費を必要とする。これらの機構に伴う別の問題は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークによってサービスされる多くのエリアで容易に利用可能でないかまたは実際的でない外部電源をしばしば必要とすることである。
【0005】
用語「フィールドデバイス」は、制御もしくはプロセス監視システム内またはプラント監視システム内で機能を実施する任意の現場設置デバイスを指し、産業プラント、プロセス、またはプロセス機器(プラント環境、健康、および安全デバイスを含む)の測定、制御、および監視において使用される全てのデバイスが含まれる。フィールドデバイスは通常、センサもしくはアクチュエータ、または両方を備え、制御機能またはアラート機能を実施することができる。センサ/アクチュエータベースの応用例向けに設計されたワイヤレスネットワークシステム内では、ネットワーク内の多くのデバイスが、ローカルで給電されなければならない。というのは、AC120Vユーティリティや給電式データバスなど電力ユーティリティが近くにないからであり、または、器具類、センサ、およびアクチュエータ、ならびに安全モニタもしくはヒューマンインタフェースデバイスが配置されなければならない危険な場所に、多大な設置費用を被ることなくこれらの電力ユーティリティを置くことができないからである。「ローカルで給電される」とは、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池や燃料電池)などのローカル電源によって、または低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)によって給電されることを意味する。ローカル電源の一般的な一特性は、貯蔵される(長寿命電池の場合のように)または生成される(ソーラパネルの場合のように)そのエネルギー容量または電力容量が、限られていることである。しばしば、低い設置コストを求める経済的な必要性は、電池によって給電されるデバイスがワイヤレスフィールドデバイスネットワークの一部として通信する必要性を後押しする。再充電できない1次電池など、限られた電源の効果的な利用が、ワイヤレスフィールドデバイスが十分機能するのに極めて重要である。電池は、5年よりも長く持つこと、好ましくは製品の寿命と同じくらい長く持つことが期待される。
【0006】
電力を節約するために、いくつかのワイヤレスネットワークプロトコルは、いずれかのノードまたはデバイスの送受信機を限られた時間量のみにわたってオンにしてメッセージをリッスンすることによって、このノードまたはデバイスがいずれかの期間中に扱えるトラフィックの量を制限する。したがって、平均電力を削減するために、このプロトコルは、オン状態とオフ状態との間で送受信機のデューティサイクリングを可能にすることができる。いくつかのワイヤレスネットワークプロトコルは、ネットワーク全体が同時にオンおよびオフであるように、大域的デューティサイクルを使用して電力を節約することができる。他のプロトコル(例えばTDMAベースのプロトコル)は、局所的デューティサイクルを使用することができ、この場合、共にリンクされた通信しているノードの対のみが、所定の時点で同期式にオンおよびオフになるようにスケジュールされる。通常、このリンクは、その瞬間の、通信のための特定のタイムスロットと、送受信機によって使用されることになるRF周波数チャネルと、誰が受信していることになるかと、誰が送信していることになるかとを、ノードの対に割り当てることによって、事前に決定される(例えば、WirelessHART(登録商標)などのチャネルホッピングプロトコルによるTDMA)。
【0007】
ワイヤレスフィールドデバイスネットワークを使用して、異なるプロセスおよび環境が制御および監視される。例えば、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが油田で使用される場合がある。油田は、広いエリアにわたって点在する油井パッドを中心とした多くの離散的な位置からなる。これらの隔離された局所的エリア間の通信が、現場の管理全体にとって不可欠である。油井パッドにおけるワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、流量および流体温度から、バルブ状況および位置、ならびに潜在的な漏出までの全てを監視および制御する。得られたデータは、ネットワークを介してコントローラに中継され、コントローラは、生産を管理するためまたは障害を防止するために、データを分析し制御機構を作動させる。隔離された各油井パッドから、集中監視されるステーションまでのホームランケーブリングは、非実際的に高価である場合があり、したがって、ワイヤレス監視制御データ収集システム(SCADA)を使用して油井パッドが共に接続されてスターネットワークにされることが多い。しかし、SCADAシステムは、設置が高価であり、それらに給電するために、電池バックアップを伴う高価なソーラパネルをしばしば必要とする。油田環境は、ワイヤレスメッシュネットワークが確実に動作するのが極めて難しい可能性がある。油井パッド間の距離は、ワイヤレスフィールドデバイスの標準的な範囲よりも長いことが多く、土盛り、タンク、処理機器、ロッカー/ロッドポンプ、物置など、ワイヤレス通信に対する物理的な障害物があることが多い。ネットワーク間のワイヤレスリンクは、木々や茂みなどの自然の植生によってしばしば遮られる。木々は、約0.35dB/mの2.4GHzスペクトル無線放射を吸収し、ワイヤレスネットワーク内で使用される低出力無線のリンク予算を急速に消費する。油井パッド間の距離をカバーするため、および他のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信するのに必要とされる障害克服のためには、低レベル低出力のワイヤレスフィールドデバイスではRF信号強度が不十分であることが多い。これらの油井パッド位置は、通常は遠く離れており、好都合な電気ソースへの容易なアクセスを制限する。これにより、設置できるワイヤレス送受信機の電力が制限される。すなわち、外部からの電気供給がなければ、より強力な送受信機は、貯蔵されたエネルギーを急速に消耗して、交換コストおよび保守コストをすぐに増やし、ネットワーク相互接続性の中断を頻繁に引き起こすことになる。
【0008】
点在する独立したネットワークを相互接続する方法の1つは、ゲートウェイまたは基地局デバイスを各ネットワーク内に設置して、ハードワイヤードバックボーンまたは別個のワイヤレスバックボーン(例えばWi−Fiまたは知的所有権のあるポイントツーポイントRFネットワーク)を介して各ネットワークをリンクすることである。このようなデバイスには2つの主要な欠点がある。すなわち、これらは高価であり、エネルギー集約的なデバイスである。リモート位置は、頻繁に保守することなく長期間にわたってゲートウェイまたは基地局を動作させるのに利用可能な、十分な電源を有さない場合がある。また、ゲートウェイまたは基地局に関連する追加のコストもあり、ゲートウェイまたは基地局は通常は高価であり、大きな電源を必要とする。広いエリアにわたって点在するネットワーク全体にケーブルランを配置することは困難であり、法外に高価な可能性がある。
【0009】
別個の通信バックボーンを設置する困難を回避するために、ネットワークシステムは、ワイヤレスリピータを利用して、範囲を拡大するかまたは障害物を克服することができる。リピータは、高出力デバイスであり、このデバイスは、信号が障害物を克服して遠くのネットワークがそれを検出できるように、受信した低出力信号をはるかに高い電力で送信することによって機能する。このようなリピータは、必要な増幅を提供するために、外部電源を必要とする。リモート位置は、リピータを動作させるのに利用可能な十分な電源を有さない場合がある。
【0010】
物理的空間制約が一要因である応用例では、2つのネットワーク間の障害物を克服するための解決法の1つは、2つのアンテナを有する無線送受信機を使用することである。相互接続すべき各エリアに別々のアンテナを配置することにより、単一の無線送受信機が両方のエリアで信号を送受信することができる。外部RFケーブルが、給電されるRFスプリッタまたは受動RFスプリッタを介して、2つのアンテナのそれぞれを無線に接続する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
外部RFケーブルおよびRFスプリッタの使用は、使用されるケーブルの長さに厳しい制限を課す。例えば、LMR−400低損失RFケーブルは、2.4GHzで約0.22dB/メートルの信号損失を被ることになり、受動RFスプリッタは、各出力における利用可能なRF信号強度を半減させる。実際上は、この解決法は、2つのネットワークを相互接続することができるにすぎず、これらのネットワークは、信号損失がデバイスを無用にする前に、相互に非常に近くなければならない。RFスプリッタをRFスイッチで置き換えて2つのアンテナ間でRF信号を切り換えることで、失われた信号のいくらかは回復されるが、ワイヤレスデバイスにかなりの複雑さが加わり、余分なRFアンテナケーブルに関連する大きな損失が依然として残る。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁をまたぐ有線リンクによって接続された、ローカルで給電される少なくとも1対のワイヤレスデバイスを使用して、この障壁を乗り越える。少なくとも1対のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、相互接続されることが意図されるワイヤレスネットワークのそれぞれとワイヤレス通信する。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス送受信機およびアンテナを備える。あるワイヤレスフィールドデバイスネットワークからの、別のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定されたメッセージは、障壁の一方の側のワイヤレスデバイスによって受信され、他方のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにルーティングされるように、有線リンクを介して障壁の他方の側の別のワイヤレスデバイスに送信される。
【0013】
本発明の別の実施形態は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える方法を含む。第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからの、第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定されたメッセージは、第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとのワイヤレス通信の中で、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスにおいて受信される。メッセージは、有線リンクを介して障壁を通して送信される。第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスが、有線リンクからメッセージを受信し、メンバノードにルーティングされるように、第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内にメッセージを送信する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する本発明の一実施形態の一実装形態を示す図である。
【図2A】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2B】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2C】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2D】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4D】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4E】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4F】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4G】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4H】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5D】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5E】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5F】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5G】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5H】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5I】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5J】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図6】いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の一実施形態の一実装形態を示すブロック図である。
【図7A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された別々のアンテナを伴う、1対の送受信機を制御する単一のデータルータを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。有線リンクはRFケーブルからなる。
【図7B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された別々のアンテナを伴う、1対の送受信機を制御する単一のデータルータを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。有線リンクはRFケーブルからなる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
少なくとも部分的なメッシュネットワークトポロジを有するワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間の通信に対する障壁(論理的であろうと物理的であろうと)を乗り越える点から、本発明を論じる。本発明が、他のネットワークトポロジにも等しく適合し、述べる実施形態のみに限定されず、添付の特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むことになることは、当業者なら認識するであろう。
【0016】
本発明は、相互接続されるべき独立した各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークに関連する、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスと、ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1対を接続する有線リンクとを含み、有線リンクは、通信に対するどんな障壁も貫通する。本発明により、ワイヤレスデバイスは、有線リンクを介し障壁を通して、他のフィールドデバイスネットワークに関連する他のワイヤレスデバイスに受信メッセージを双方向にルーティングすることができる。これらのメッセージに対する応答は、有線リンクを介した発信元ネットワーク内への逆の経路を辿る。これにより、相互接続されたワイヤレスフィールドデバイスネットワークのうちの1つの中のコントローラまたはノードが、いずれか他の相互接続されたフィールドデバイスネットワークのノードにアクセスすることができ、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークの別々の部分の全てからなる単一の統合フィールドデバイスネットワークが生み出される。メッシュネットワークトポロジ中では、これにより、統合ワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、拡張ネットワーク全体に対して、1つのネットワークマネージャおよび1つのアクセスポイント(または1つのゲートウェイ)のみを使用すればよい。本発明の種々の実施形態におけるさらに他の効率は、有線リンク上でバスデータプロトコルを使用して有線データリンクを生み出して、個別対処可能かつマルチドロップかつマルチポイント方式でいくつかのローカルで給電されるワイヤレスデバイスを有線データリンクに接続することによって、得ることができる。マルチドロップは、データルータなど1つのマスタまたはドライバデバイスと、複数のスレーブまたは受信側デバイスとが、データバス上にある構成である。マルチポイントは、2つ以上のマスタまたはドライバデバイスがデータバス上にある構成である。ワイヤレス通信能力のないフィールドデバイスを、ブリッジング装置中のローカルで給電されるワイヤレスデバイスの一部として統合して、このフィールドデバイスにワイヤレス能力を与え、このフィールドデバイスをワイヤレスフィールドデバイスネットワークの残りの部分にリンクすることができる。別法として、このフィールドデバイスを、ブリッジング装置中の有線データリンクに接続し、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークの残りの部分にリンクすることもできる。さらに他の効率は、有線リンク上のローカルで給電されるフィールドデバイスが有線リンクを介して有線リンク上の他のデバイスに電力を提供できるようにすることによって、得ることができる。
【0017】
通常なら独立しているワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続して統合フィールドデバイスネットワークを生み出すことで、あるワイヤレスネットワーク内のノードが別個のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に位置するリモートセンサおよび他のノードに直接に照会できるようにすることによって効率が高まる。これにより、統合フィールドデバイスネットワーク全体にわたってすぐに利用可能な情報が増加し、変化するイベントに対するより正確で時宜を得た応答が可能になる。本発明は、障害物を迂回してネットワーク間通信をルーティングするための、現行の方法よりも低コスト、低損失、および低電力の解決法を提供する。RFスプリッタまたはRFスイッチと、複数のアンテナをリンクする外部RFケーブルとを含む単一の無線からなる標準的な方法ではなく、有線データリンクを使用することで、信号損失が劇的に低減される。RF損失を低減することにより、ワイヤレスデバイスの電力要件が低減され、ローカルで給電される装置が実現可能になる。本発明は、設置が容易である。有線リンクは、障害物をまたぐのに十分な長さでありさえすればよく、インターネットバックボーンまたはホームランリンケージに必要とされる高コストで長い配線路を回避する。ワイヤレスデバイスは任意の標準的なネットワークプロトコルを使用するように容易にプログラムされるので、既存のネットワーク内の現行ハードウェアとの容易な相互運用性がある。複数のワイヤレスデバイスを使用することによってまた、本発明は、異なるネットワークプロトコルを使用するネットワーク同士を接続することができ、既存のフィールドデバイスネットワークを管理、アップグレード、および拡張することがより容易になる。
【0018】
本発明は、ワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えることによって、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク、特にワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワークのあらゆるノードは、その近傍と通信するのに使用されるワイヤレスデバイスを備える。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス送受信機、ワイヤレスデータルータ、またはワイヤレスフィールドデバイスである。ワイヤレス送受信機は、単一のデバイスに統合された送受信機およびアンテナを含む。ワイヤレスデータルータは、単一のデバイスに統合されたワイヤレス送受信機およびデータルータを含む。ワイヤレスフィールドデバイスは、単一のデバイスに統合されたワイヤレスデータルータおよびフィールドデバイスを含む。ワイヤレス送受信機は、RFベースの通信データを送受信するためのデバイスである。データルータは、ワイヤレス送受信機によって受信されたデータパケットをルーティングするデバイスであり、取り付けられたフィールドデバイスによって消費されるように通信ペイロードをアンパックする(そのデバイスのアドレスがパケット中の最終宛先アドレスと一致する場合に)か、または、論理経路中の次の宛先に向けてネットワーク内に再度中継されるように通信ペイロードをワイヤレス送受信機に再度リダイレクトする。本発明は、通常なら異なるフィールドデバイスネットワークに関連する複数のローカルで給電されるワイヤレスデバイス間で有線リンクを接続して、有線リンクを使用して異なるフィールドデバイスネットワーク内のローカルで給電されるワイヤレスデバイス間でメッセージを交換することによって、ワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える。
【0019】
図1に、有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する本発明の一実施形態の一実装形態を示す。図1には、ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって形成された、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10を示す。障壁16は、建物の壁や天井や床、木や茂みや他の植生、建物およびタンクや塔や容器など他の人造障害物、崖や丘や谷など急勾配の地形、もしくは鉱山や洞穴やトンネルや下水道などの地下構造など、物理的障壁である場合があり、または、異なる無線もしくは異なる通信プロトコルの使用による障壁である場合がある。障壁16はまた、ネットワーク12aと12bとの間のプロトコル非互換性の形である場合もある。ネットワーク12aは、ゲートウェイ18と、ノード20a〜20h...20Nのメッシュ化クラウドと、ネットワークマネージャ22とを備える。ノード20a〜20Nはゲートウェイ18とインタフェースし、ゲートウェイ18は、プラントネットワーク24およびホストコンピュータ26へのアクセスを提供し、ネットワーク12aの通信サイクルを制御する。ネットワークマネージャ22は、ゲートウェイ18上に位置するソフトウェアプログラムであり、このソフトウェアプログラムは、ネットワーク12aのノードからの情報を処理し、状況に合うようにワイヤレスリンク、制御メッセージ、通信スケジュール、およびデータクエリを生成する。別法として、ネットワークマネージャ22は、ゲートウェイ18にリモート接続されたコンピュータ上、例えば、ホストコンピュータ26上またはプラントネットワーク24に接続されたコンピュータ上に位置することもできる。
【0020】
ネットワーク12bは、ワイヤレスノード30a〜30h...30Nのメッシュ化クラウドからなる。ネットワーク12bのノードは、障壁16によって、ネットワーク12aのノードとのワイヤレス通信が妨げられている。図1に示すように、ネットワーク12bは、プラントネットワーク24と直接にインタフェースできるためのゲートウェイを有さない。その代わり、プラントネットワーク24へのアクセスのために、ネットワーク12aのゲートウェイ18との通信に依拠する。他の実施形態では、ネットワーク12bが、プラントネットワーク24に接続されたそれ自体のゲートウェイまたはワイヤレスアクセスポイントも有する場合があるが、結合されたネットワーク12aおよび12bに対しては、ネットワークマネージャは1つしか必要とされない。
【0021】
ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとを単一のワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に統合するために、有線リンク32が、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス34と36との間に敷設され、障壁16を克服する。有線リンク32は、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。この構成により、ワイヤレスデバイス34は、ネットワーク12aから有線リンク32を介してワイヤレスデバイス36に、かつネットワーク12b中にメッセージを送信することができ、ワイヤレスデバイス36は、ネットワーク12bから有線リンク32を介してワイヤレスデバイス34に、かつネットワーク12a中にメッセージを送信することができる。例えば、ノード30c上に含まれる情報をホストコンピュータ26が必要とする場合、ホストコンピュータ26からのメッセージが、ゲートウェイ18によってネットワーク12a中にルーティングされ、ここでメッセージは、ワイヤレスデバイス34に到達するまでノードからノードに中継される。ワイヤレスデバイス34は、メッセージがネットワーク12b内のノード30c宛であると決定し、有線リンク32を介してワイヤレスデバイス36にメッセージを送る。次いでメッセージは、ネットワーク12b中に送信され、宛先ノード30cに中継される。メッセージに対する応答は、ゲートウェイ18およびホストコンピュータ26への逆の経路を反対に辿る。ワイヤレス通信に対する障壁16が、異なる周波数帯域またはプロトコルなどの非物理的障害を含む場合、ワイヤレスデバイス34および36は、有線リンク32を介して送信するための共通フォーマットにメッセージを変換することができ、それぞれネットワーク12aおよび12b中への送信に適したフォーマットにメッセージを再変換することができる。加えて、ワイヤレスデバイス34および36は、ワイヤレスネットワークに関連する標準的な「蓄積交換(store and forward)」ルーティング機構を使用して、それぞれのネットワーク12aおよび12b内で標準的なワイヤレスメッセージをルーティングする。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になり、この場合、各ノードがゲートウェイ18を介してホストコンピュータ26と通信することができる。
【0022】
図2A〜図2Dは、1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【0023】
図2Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36cは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とを備える、ローカルで給電されるワイヤレス送受信機である。ワイヤレスデバイス34aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。有線リンク32aが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50を送受信機40に接続することによってワイヤレスデバイス34aとワイヤレスデバイス36cとを接続する。有線リンク32aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32aは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。送受信機46とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)、および通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。データルータ50は、ローカル送受信機40とリモート送受信機46との両方を制御する。
【0024】
ローカル電源39および45は、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池または燃料電池)および低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)のうちの少なくとも1つを含む。ローカル電源39および45は、図示のように、それらに取り付けられたワイヤレスデバイスに統合される。別法として、このようなローカル電源は、物理的には別個であるが、電気的に接続されて、取り付けられたワイヤレスデバイスに電力を提供する。例えば、近くの振動源に取り付けられた振動発生器、または、高温パイプなど近くの熱源に取り付けられた熱電気発生器が、ワイヤレスデバイスに電気的に接続されて電力を供給する。加えて、低電力エネルギースカベンジング電源はさらに、電力を維持する必要があるときに、エネルギー貯蔵デバイス(例えば再充電可能電池または貯蔵コンデンサ)を含む。例えば、ソーラ電源は、夜に電力を供給するために、再充電可能電池などのエネルギー貯蔵デバイスを必要とする。
【0025】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32aを介して障壁16の他方の側の送受信機40に送る。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。データルータ50は、送受信機40と46とのいずれかから受け取ったメッセージを、他方の送受信機46または40によって同報通信されるのに適したフォーマットに再フォーマットして、異なるネットワークプロトコルの障壁を装置が乗り越えられるようにする。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0026】
図2Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。図2Aの実施形態と比較すると、ワイヤレスデータルータ34aがワイヤレスフィールドデバイス34bで置き換えられている。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32aが、通信に対する障壁16を克服し、ワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36cとを接続する。フィールドデバイス52とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0027】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32aを介して障壁16の他方の側の送受信機40に送る。次いでワイヤレス送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0028】
図2Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。この実施形態は、電気的に接続されるが物理的には別個であるフィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図2Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。有線リンク56aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス54とワイヤレスデバイス34aとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34aによって提供される。
【0029】
動作は、図2Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0030】
図2Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。この実施形態は、図2Bおよび2Cに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図2Bおよび2Cについて述べたとおりである。
【0031】
図2A〜図2Dに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図2Aでは、ワイヤレス送受信機36cは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32aを介してワイヤレスデバイス34aによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36cと34aとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0032】
図3A〜図3Cは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0033】
図3Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。ワイヤレスデバイス34aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34aとワイヤレスデバイス36aとを接続する。有線リンク32bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32bは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。送受信機40とデータルータ44との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0034】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0035】
図3Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図3Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34aによって提供される。
【0036】
動作は、図3Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0037】
図3Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図3Bに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36aのデータルータ44に接続される。有線リンク60aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス58とワイヤレスデバイス36aとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60を介してワイヤレスデバイス36aによって提供される。
【0038】
動作は、図3Bに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0039】
図3A〜図3Cに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図3Aでは、ワイヤレス送受信機36aは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34aによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36aと34aとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0040】
図4A〜図4Hは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0041】
図4Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。
【0042】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0043】
図4Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス52は、有線信号を送受信するための通信回路を備える。有線リンク32cは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32cは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス52とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0044】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32cを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0045】
図4Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図4Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0046】
動作は、図4Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0047】
図4Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Cに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cおよび有線リンク56bがフィールドデバイス52に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。有線リンク56bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク56bは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56bを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0048】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにアンパックするか、リンク56bを介してフィールドデバイス54に通信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フィールドデバイス54へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク56bを介してフィールドデバイス54にメッセージを送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0049】
図4Eは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図4Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36aのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36aによって提供される。
【0050】
動作は、図4Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0051】
図4Fは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Eに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。
【0052】
動作は、図4Eに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0053】
図4Gは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Cおよび図4Eに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図4Cおよび図4Eに示した実施形態について述べたとおりである。
【0054】
図4Hは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Dおよび図4Fに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図4Dおよび図4Fに示した実施形態について述べたとおりである。
【0055】
図4A〜図4Hに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図4Aでは、ワイヤレス送受信機36aは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34bによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36aと34bとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0056】
図5A〜図5Jは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0057】
図5Aは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とフィールドデバイス62とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。フィールドデバイス62とデータルータ44との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0058】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0059】
図5Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。
【0060】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32cを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0061】
図5Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32dが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をフィールドデバイス62に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス52およびフィールドデバイス62はそれぞれ、有線信号を送受信するための通信回路を備える。有線リンク32dは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32dは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0062】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32dを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32dを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62にメッセージを送る。フィールドデバイス62は、メッセージをデータルータ44に渡す。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0063】
図5Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図5Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34bのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0064】
動作は、図5Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0065】
図5Eは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Dに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32eが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をフィールドデバイス62に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。有線リンク32eは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32eは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0066】
動作は、図5Dに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32eを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に送る。フィールドデバイス62は、メッセージをデータルータ44に渡す。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0067】
図5Fは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Eに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32dおよび有線リンク56bがフィールドデバイス52に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56bを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0068】
動作は、図5Eに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32dを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に送る。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フィールドデバイス54へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク56bを介してフィールドデバイス54にメッセージを送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0069】
図5Gは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Fに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cがデータルータ44に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。
【0070】
動作は、図5Fに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、フィールドデバイス52は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0071】
図5Hは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Dに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36bによって提供される。
【0072】
動作は、図5Dに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0073】
図5Iは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Gに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36bによって提供される。
【0074】
動作は、図5Gに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0075】
図5Jは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Fに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60bによってワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に接続される。有線リンク60bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス58とワイヤレスデバイス36bとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0076】
動作は、図5Fに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク60bを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フィールドデバイス58へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス62に送り、フィールドデバイス62は、有線リンク60bを介してフィールドデバイス58にメッセージを送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0077】
図5A〜図5Jに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図5Aでは、ワイヤレス送受信機36bは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34bによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36bと34bとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0078】
図6は、いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の一実施形態の一実装形態を示すブロック図である。図6では、複数のワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク、すなわちネットワーク112a、112b、および112cが結合されて、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になる。ネットワーク112a、112b、および112cは、ワイヤレス通信に対する障壁160、162、および164によって分離されている。各ネットワーク112a、112b、および112cは、ノードのクラウド、すなわちノード120a〜120f...120N、130a〜130f...130N、140a〜140f...140Nでそれぞれ構成され、これらのノードは互いにワイヤレスに通信する。各ネットワーク112a、112b、および112cは通常、それ自体のネットワークマネージャによって制御され、ネットワークマネージャは、典型的にはゲートウェイ118、128、および136のうちの1つにそれぞれ位置する。プラントネットワーク124、134、および142は、それ自体のホスト126、152、および154を有する場合があり、互いに通信しない場合がある。この例示では、ゲートウェイ118上にあるネットワークマネージャ122が、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110を制御する。別法として、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110は、ゲートウェイ128と136とのうちの一方にあるネットワークマネージャによって制御されるか、または、ゲートウェイ118、128、136のうちの1つにリモート接続されたコンピュータ上、例えば、それぞれホストコンピュータ126、152、154上、もしくはプラントネットワーク124、134、142のうちの1つに接続されたコンピュータ上にあるネットワークマネージャによって制御されてもよい。
【0079】
ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cを統合メッシュネットワークに統合するために、上に示した、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するブリッジング装置の実施形態のいくつかを例示する。有線リンク170は、上で図3Aに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁162を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータ172とローカルで給電されるワイヤレスデータルータ174とを接続して、ワイヤレスネットワーク112aと112bとをそれぞれ相互接続する。有線リンク176は、上で図5A〜図5Cに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁160を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス178とローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス180とを接続して、ワイヤレスネットワーク112aと112cとをそれぞれ相互接続する。最後に、有線リンク182は、上で図4A〜図4Bに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁164を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス184とローカルで給電されるワイヤレスデータルータ186とを接続して、ワイヤレスネットワーク112bと112cとをそれぞれ相互接続する。有線リンク170、176、および182は、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク170、176、および182は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0080】
動作時、ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスフィールドデバイス178によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスフィールドデバイス178は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線リンク176を介してワイヤレスフィールドデバイス180にメッセージを送る。ワイヤレスフィールドデバイス180は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。意図された宛先ノードがネットワーク112b中にある場合は、メッセージを送受信するプロセスは同じであるが、例外として、メッセージは、ワイヤレスデータルータ172から有線リンク170を介してワイヤレスデータルータ174に送られ、また、ワイヤレスデータルータ174が、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、メッセージをネットワーク112cではなく112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cは、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になり、この場合、各ホストシステム126、152、および154は、他の任意のネットワーク内の全てのノードへのアクセスを有し、必要に応じて、任意のノードから情報を受信することまたは任意のノードに制御信号を送ることができる。
【0081】
本発明の別の利点は、有線リンク170、176、および182が共に、向上した接続信頼性のための冗長性をもたらすことである。ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする前述の例で、有線リンク176がオフラインであっても、接続経路は依然として存在することになる。例えば、前のように、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデータルータ172によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデータルータ172は、有線リンク170を介してワイヤレスデータルータ174にメッセージを送る。ワイヤレスデータルータ174は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、ワイヤレスフィールドデバイス184に中継されるようにメッセージをネットワーク112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイス184は、有線リンク182を介してワイヤレスデータルータ186にメッセージを送る。ワイヤレスデータルータ186は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。
【0082】
図6にはまた、いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の別の実施形態も示す。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cを統合メッシュネットワークに統合するために、有線データリンク190を使用して、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス192、194、および196が共に接続される。ワイヤレスデバイス192はネットワーク112aとワイヤレス通信し、ワイヤレスデバイス194はネットワーク112bとワイヤレス通信し、ワイヤレスデバイス196はネットワーク112cとワイヤレス通信する。有線データリンク190は、障壁160、162、および162を克服する。有線データリンク190は、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス192、194、および196を、個別対処可能かつマルチドロップかつマルチポイント方式で有線データリンク190に接続するバスデータプロトコルを使用する。適切なバスタイプには、例えばEIA/RS−485またはイーサネット(登録商標)が含まれる。適切なバスデータプロトコルには、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)が含まれる。
【0083】
通常、ローカルで給電される各ワイヤレスデバイス192、194、および196は、それ自体のローカル電源を備える。しかし、図2A〜図5Jに示した実施形態のように、本発明は、有線データリンク190および接続されたデバイスに給電するために、ローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図6で、ワイヤレスデバイス196のローカル電源が、ワイヤレスデバイス196に加えてワイヤレスデバイス192および194にも給電するのに十分な場合、ワイヤレスデバイス192および194は、それ自体の電源によって給電される必要はなく、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス196によってローカルで給電される。
【0084】
ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデバイス192によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデバイス192は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス196にメッセージを送る。ワイヤレスデバイス196は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。意図された宛先ノードがネットワーク112b中にある場合は、メッセージを送受信するプロセスは同じであるが、例外として、メッセージは、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス194に送られ、また、ワイヤレスデバイス194が、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、メッセージをネットワーク112cではなく112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cは、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になり、この場合、各ホストシステム126、152、および154は、他の任意のネットワーク内の全てのノードへのアクセスを有し、必要に応じて、任意のノードから情報を受信することまたは任意のノードに制御信号を送ることができる。
【0085】
図6に示す実施形態の別の特徴は、ワイヤレス通信能力のないフィールドデバイスを統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110に統合することもできることである。フィールドデバイス198および200には、ワイヤレス通信能力がない。フィールドデバイス198および200は、マルチドロップかつマルチポイント方式で有線データリンク190に接続され、ワイヤレスデバイス192、194、および196と同様に個別対処可能である。ネットワーク112c中に位置するフィールドデバイス200上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデバイス192によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデバイス192は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線データリンク190を介してフィールドデバイス200にメッセージを送る。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。フィールドデバイス200は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス192を介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110に接続される。
【0086】
図7A〜図7Bは、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された2つのアンテナとを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0087】
図7Aは、本発明のブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、2つのアンテナとを使用して、外部有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレス通信に対する障壁216によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク212aと212bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210が形成される。有線リンク232が、障壁216を克服し、ネットワーク212aとワイヤレス通信するローカルで給電されるワイヤレスデバイス234aと、ネットワーク212bとワイヤレス通信するアンテナ242とを接続する。ワイヤレスデバイス234aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源239と送受信機240と送受信機246とアンテナ248とデータルータ250とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。送受信機240とデータルータ250との間、および送受信機246とデータルータ250と間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。データルータ250は、送受信機240と送受信機246との両方を制御する。有線リンク232は、送受信機240とアンテナ242とに接続されたRFケーブルである。前の実施形態で使用された有線リンクとは異なり、RFケーブリングとしての有線リンク232は、リンクが延びることのできる距離を制限する信号損失を被る。
【0088】
一実施形態によれば、ローカル電源239は、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池または燃料電池)および低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)のうちの少なくとも1つを含む。ローカル電源239は、図示のように、それに取り付けられたワイヤレスデバイスに統合される。別法として、このようなローカル電源は、物理的には別個であるが、電気的に接続されて、取り付けられたワイヤレスデバイスに電力を提供する。
【0089】
動作時、ネットワーク212b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス234aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機246が、アンテナ248を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ250に渡す。データルータ250は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク212b中に送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ250は、フォーマットしたメッセージを送受信機240に送る。次いで送受信機240は、有線リンク232を介してアンテナ242にメッセージを送り、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク212b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。データルータ250は、送受信機240と246とのいずれかから受け取ったメッセージを、他方の送受信機246または240によって同報通信されるのに適したフォーマットに再フォーマットして、異なるネットワークプロトコルの障壁を装置が乗り越えられるようにする。機能的には、2つの別々のネットワーク212aと212bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210になる。
【0090】
図7Bは、本発明のブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、2つのアンテナとを使用して、外部有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、ワイヤレスデータルータ234aがワイヤレスフィールドデバイス234bで置き換えられたことを除いては、図7Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレスデバイス234bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源239と送受信機240と送受信機246とアンテナ248とデータルータ250とフィールドデバイス252とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。フィールドデバイス252とデータルータ250との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0091】
動作は、図7Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ250は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス252のためにアンパックするか、または、ネットワーク212b中に送信されるようにメッセージをフォーマットする。機能的には、2つの別々のネットワーク212aと212bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210になる。
【0092】
図7A〜図7Bに示した実施形態は、前述のように、有線リンクにRFケーブリングを使用する。RFケーブリングは、ワイヤレス通信に対する障壁を克服するために有線リンクが延びることのできる距離を制限する信号損失を被る。しかし、本発明は、従来技術とは対照的に、コストを増加させることになる複雑なRFスイッチ、または、有線リンクが延びることのできる距離を厳しく制限することになるRFスプリッタを使用しない。比較的短いスパン、例えば壁を通したスパンの場合、またはネットワークプロトコルの違いなどの論理的障壁の場合は、図7A〜図7Bの実施形態は、最もコスト効果のある解決法であろう。
【0093】
本発明の全ての実施形態において、有線リンクは、接続されたローカルで給電されるワイヤレスデバイスのみによって給電される。これは、従来技術のフィールドデバイスネットワークバスとは対照的であり、従来技術のフィールドデバイスネットワークバスでは、バス自体が外部ソースによって給電され、取り付けられたフィールドデバイスに電力を提供することができる。本発明は、このような外部電力が容易に利用可能でない場所に、理想的に適する。電力を低く維持するために、有線リンクのデータレートは比較的高いレートであるべきであり、少なくとも、有線リンクが接続する働きをするワイヤレスプロトコルのデータレートと同じ桁数であるべきである。例えば、WirelessHART(登録商標)では、ワイヤレスデータレートは250キロビット/秒であり、したがって、有線リンクのデータレートは、ほぼ同じ速度範囲内であるべきであり、例えば100キロビット/秒よりも高いレートであるべきである。有線リンクの電力効率はワイヤレスリンクの電力効率よりもずっとよいので、有線リンクのデータレートは、電池寿命やエネルギースカベンジング出力など、利用可能なローカル電力を犠牲にし過ぎることなく、ワイヤレスデータレートよりもいくぶん低いレートとすることができる。高速データレートにより、本発明のローカルで給電されるワイヤレスデバイスは、速く通信するときのオンと、オフとの間でデューティサイクルすることができ、オン時間を最小限に抑えて平均電力使用を削減することができる。
【0094】
通常なら独立しているワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続して統合フィールドデバイスネットワークを生み出すことで、単一のネットワークマネージャが結合ネットワークを管理および制御できるようにすることによって、また、あるワイヤレスネットワーク内のノードが別個のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に位置するリモートセンサおよび他のノードに直接に照会できるようにすることによって効率が高まる。これにより、統合フィールドデバイスネットワーク全体にわたってすぐに利用可能な情報が増加し、変化するイベントに対するより正確で時宜を得た応答が可能になる。本発明は、障害物を迂回してネットワーク間通信をルーティングするための、現行の方法よりも低コスト、低損失、および低電力の解決法を提供する。RFスプリッタまたはRFスイッチと、複数のアンテナをリンクする外部RFケーブルとを含む単一の無線からなる現行の方法ではなく、有線データリンクを使用することで、信号損失が劇的に低減される。RF損失を低減することにより、ワイヤレスデバイスの電力要件が低減され、ローカルで給電される装置が実現可能になる。本発明は、設置が容易である。有線リンクは、障害物をまたぐのに十分な長さでありさえすればよく、インターネットバックボーンまたはホームランリンケージに必要とされる高コストで長い配線路を回避する。ワイヤレスデバイスは任意の標準的なネットワークプロトコルを使用するように容易にプログラムされるので、既存のネットワーク内の現行ハードウェアとの容易な相互運用性がある。複数のワイヤレスデバイスを使用することによってまた、本発明は、異なるネットワークプロトコルを使用するネットワーク同士を接続することができ、既存のフィールドデバイスネットワークを管理、アップグレード、および拡張することがより容易になる。
【0095】
本発明を例示的な実施形態に関して述べたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を加えてもよく、本発明の要素を均等物で代用してもよいことは、当業者には理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、多くの修正を加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させることもできる。したがって、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものとはせず、本発明は、添付の特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むことになるものとする。
【技術分野】
【0001】
本発明は一般に、ワイヤレスネットワークに関し、より詳細には、ワイヤレス通信に対する障壁によって論理的または物理的に互いに分離されたワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続することに関する。
【背景技術】
【0002】
ワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、中央コントローラまたはゲートウェイと共にデバイスまたはノードのクラウドを含む。ワイヤレスネットワーク内のノードは、情報の送信と受信との両方を行うことができる。普及しているBluetooth(登録商標)フォーマットが好例であるスターネットワーク内では、ネットワークの到達範囲は、マスタデバイスの伝送範囲によって制限される。スレーブデバイスからの全ての通信が、マスタの通信スケジュールに従ってマスタを介してルーティングされる。ワイヤレススターネットワークの範囲は、複数のネットワークを介してマスタからスレーブデバイスにスキャッタネット方式で通信を中継することができるように、スレーブデバイスが種々のネットワークのメンバになることができるようにすることによって、拡張することができる。スターネットワークはまた、相互接続されたネットワークの間で系統的(genealogical)関係を生み出すこともできる。すなわち、スレーブデバイスは、子ネットワークのマスタデバイスになる。スターネットワークトポロジの使用は、通信のルーティングにおいていくらかの非効率をもたらす。というのは、マスタスレーブ関係に対する剛直性があり、メッセージが最適とは言えない宛先ノードへの経路をとらざるを得ないからである。
【0003】
メッシュネットワーキングは、産業用途で浸透しつつある、よりフレキシブルなネットワークアーキテクチャである。メッシュネットワークは、ノードのクラウドとコントローラまたはゲートウェイとを含むが、同じネットワーク内の近傍ノードが互いに直接に通信できるようにして、不必要に通信をコントローラにルーティングしないようにすることにより、スターネットワークトポロジの制限の多くを回避する。各ノードには、ボトルネックおよびリンケージ障害を補償するために切り換えられる複数の通信路が割り当てられる。近傍ノードがターゲットノードに対して直接に通信中継を形成できるようにすることにより、かつ、障害またはボトルネックを迂回してルーティングすることにより、ネットワーク応答時間が改善されると共に、メッセージの中継に必要とされる送信数を最小限にすることでネットワーク電力使用が最小限に抑えられる。複数の通信路を利用することによってパスダイバーシティがもたらされ、これによりネットワーク信頼性が改善される。メッシュネットワークはまた、ノードを共有することによって互いに通信することができる。これらの共有ノードは、競合があるときにネットワーク間の優先順位を決定するためのアルゴリズムを使用して、そのノードが一部を構成するあらゆるネットワークの通信スケジュールを保持することができる。
【0004】
ワイヤレスネットワークは、互いに通信しないとき、または互いに通信できないとき、独立している。通信に対する障壁は、長距離などの物理的障害から、自然障害物(丘や木など)もしくは人造の妨害(コンクリート建造物など)まで、または、ネットワークプロトコルの違いなど、ネットワークに内在する論理的問題までの範囲にわたる可能性がある。ネットワーク間の通信が行われないことは非効率であり、場合によっては危険である。種々の独立したネットワーク内に位置するサブシステムを制御システムが監視できないとき、中央に位置する制御システムの有用性は劇的に低下する。異なる独立したネットワークをリンクすることの課題は、その解決法がフレキシブルで、信頼性があり、効果的であり、かつ安価であるものでなければならないことである。独立したワイヤレスネットワークを相互接続する一般的な方法は、イントラネットバックボーンによってもしくは別個のワイヤレスバックボーン(例えばWi−Fi)によって接続されたゲートウェイを使用することまたは無線リピータを使用すること、あるいはホームラン(homerun)ネットワークケーブリングなどであるが、これらの方法は、高価な配線および機器を設置するために多くの経費を必要とする。これらの機構に伴う別の問題は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークによってサービスされる多くのエリアで容易に利用可能でないかまたは実際的でない外部電源をしばしば必要とすることである。
【0005】
用語「フィールドデバイス」は、制御もしくはプロセス監視システム内またはプラント監視システム内で機能を実施する任意の現場設置デバイスを指し、産業プラント、プロセス、またはプロセス機器(プラント環境、健康、および安全デバイスを含む)の測定、制御、および監視において使用される全てのデバイスが含まれる。フィールドデバイスは通常、センサもしくはアクチュエータ、または両方を備え、制御機能またはアラート機能を実施することができる。センサ/アクチュエータベースの応用例向けに設計されたワイヤレスネットワークシステム内では、ネットワーク内の多くのデバイスが、ローカルで給電されなければならない。というのは、AC120Vユーティリティや給電式データバスなど電力ユーティリティが近くにないからであり、または、器具類、センサ、およびアクチュエータ、ならびに安全モニタもしくはヒューマンインタフェースデバイスが配置されなければならない危険な場所に、多大な設置費用を被ることなくこれらの電力ユーティリティを置くことができないからである。「ローカルで給電される」とは、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池や燃料電池)などのローカル電源によって、または低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)によって給電されることを意味する。ローカル電源の一般的な一特性は、貯蔵される(長寿命電池の場合のように)または生成される(ソーラパネルの場合のように)そのエネルギー容量または電力容量が、限られていることである。しばしば、低い設置コストを求める経済的な必要性は、電池によって給電されるデバイスがワイヤレスフィールドデバイスネットワークの一部として通信する必要性を後押しする。再充電できない1次電池など、限られた電源の効果的な利用が、ワイヤレスフィールドデバイスが十分機能するのに極めて重要である。電池は、5年よりも長く持つこと、好ましくは製品の寿命と同じくらい長く持つことが期待される。
【0006】
電力を節約するために、いくつかのワイヤレスネットワークプロトコルは、いずれかのノードまたはデバイスの送受信機を限られた時間量のみにわたってオンにしてメッセージをリッスンすることによって、このノードまたはデバイスがいずれかの期間中に扱えるトラフィックの量を制限する。したがって、平均電力を削減するために、このプロトコルは、オン状態とオフ状態との間で送受信機のデューティサイクリングを可能にすることができる。いくつかのワイヤレスネットワークプロトコルは、ネットワーク全体が同時にオンおよびオフであるように、大域的デューティサイクルを使用して電力を節約することができる。他のプロトコル(例えばTDMAベースのプロトコル)は、局所的デューティサイクルを使用することができ、この場合、共にリンクされた通信しているノードの対のみが、所定の時点で同期式にオンおよびオフになるようにスケジュールされる。通常、このリンクは、その瞬間の、通信のための特定のタイムスロットと、送受信機によって使用されることになるRF周波数チャネルと、誰が受信していることになるかと、誰が送信していることになるかとを、ノードの対に割り当てることによって、事前に決定される(例えば、WirelessHART(登録商標)などのチャネルホッピングプロトコルによるTDMA)。
【0007】
ワイヤレスフィールドデバイスネットワークを使用して、異なるプロセスおよび環境が制御および監視される。例えば、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが油田で使用される場合がある。油田は、広いエリアにわたって点在する油井パッドを中心とした多くの離散的な位置からなる。これらの隔離された局所的エリア間の通信が、現場の管理全体にとって不可欠である。油井パッドにおけるワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、流量および流体温度から、バルブ状況および位置、ならびに潜在的な漏出までの全てを監視および制御する。得られたデータは、ネットワークを介してコントローラに中継され、コントローラは、生産を管理するためまたは障害を防止するために、データを分析し制御機構を作動させる。隔離された各油井パッドから、集中監視されるステーションまでのホームランケーブリングは、非実際的に高価である場合があり、したがって、ワイヤレス監視制御データ収集システム(SCADA)を使用して油井パッドが共に接続されてスターネットワークにされることが多い。しかし、SCADAシステムは、設置が高価であり、それらに給電するために、電池バックアップを伴う高価なソーラパネルをしばしば必要とする。油田環境は、ワイヤレスメッシュネットワークが確実に動作するのが極めて難しい可能性がある。油井パッド間の距離は、ワイヤレスフィールドデバイスの標準的な範囲よりも長いことが多く、土盛り、タンク、処理機器、ロッカー/ロッドポンプ、物置など、ワイヤレス通信に対する物理的な障害物があることが多い。ネットワーク間のワイヤレスリンクは、木々や茂みなどの自然の植生によってしばしば遮られる。木々は、約0.35dB/mの2.4GHzスペクトル無線放射を吸収し、ワイヤレスネットワーク内で使用される低出力無線のリンク予算を急速に消費する。油井パッド間の距離をカバーするため、および他のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信するのに必要とされる障害克服のためには、低レベル低出力のワイヤレスフィールドデバイスではRF信号強度が不十分であることが多い。これらの油井パッド位置は、通常は遠く離れており、好都合な電気ソースへの容易なアクセスを制限する。これにより、設置できるワイヤレス送受信機の電力が制限される。すなわち、外部からの電気供給がなければ、より強力な送受信機は、貯蔵されたエネルギーを急速に消耗して、交換コストおよび保守コストをすぐに増やし、ネットワーク相互接続性の中断を頻繁に引き起こすことになる。
【0008】
点在する独立したネットワークを相互接続する方法の1つは、ゲートウェイまたは基地局デバイスを各ネットワーク内に設置して、ハードワイヤードバックボーンまたは別個のワイヤレスバックボーン(例えばWi−Fiまたは知的所有権のあるポイントツーポイントRFネットワーク)を介して各ネットワークをリンクすることである。このようなデバイスには2つの主要な欠点がある。すなわち、これらは高価であり、エネルギー集約的なデバイスである。リモート位置は、頻繁に保守することなく長期間にわたってゲートウェイまたは基地局を動作させるのに利用可能な、十分な電源を有さない場合がある。また、ゲートウェイまたは基地局に関連する追加のコストもあり、ゲートウェイまたは基地局は通常は高価であり、大きな電源を必要とする。広いエリアにわたって点在するネットワーク全体にケーブルランを配置することは困難であり、法外に高価な可能性がある。
【0009】
別個の通信バックボーンを設置する困難を回避するために、ネットワークシステムは、ワイヤレスリピータを利用して、範囲を拡大するかまたは障害物を克服することができる。リピータは、高出力デバイスであり、このデバイスは、信号が障害物を克服して遠くのネットワークがそれを検出できるように、受信した低出力信号をはるかに高い電力で送信することによって機能する。このようなリピータは、必要な増幅を提供するために、外部電源を必要とする。リモート位置は、リピータを動作させるのに利用可能な十分な電源を有さない場合がある。
【0010】
物理的空間制約が一要因である応用例では、2つのネットワーク間の障害物を克服するための解決法の1つは、2つのアンテナを有する無線送受信機を使用することである。相互接続すべき各エリアに別々のアンテナを配置することにより、単一の無線送受信機が両方のエリアで信号を送受信することができる。外部RFケーブルが、給電されるRFスプリッタまたは受動RFスプリッタを介して、2つのアンテナのそれぞれを無線に接続する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
外部RFケーブルおよびRFスプリッタの使用は、使用されるケーブルの長さに厳しい制限を課す。例えば、LMR−400低損失RFケーブルは、2.4GHzで約0.22dB/メートルの信号損失を被ることになり、受動RFスプリッタは、各出力における利用可能なRF信号強度を半減させる。実際上は、この解決法は、2つのネットワークを相互接続することができるにすぎず、これらのネットワークは、信号損失がデバイスを無用にする前に、相互に非常に近くなければならない。RFスプリッタをRFスイッチで置き換えて2つのアンテナ間でRF信号を切り換えることで、失われた信号のいくらかは回復されるが、ワイヤレスデバイスにかなりの複雑さが加わり、余分なRFアンテナケーブルに関連する大きな損失が依然として残る。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁をまたぐ有線リンクによって接続された、ローカルで給電される少なくとも1対のワイヤレスデバイスを使用して、この障壁を乗り越える。少なくとも1対のワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、相互接続されることが意図されるワイヤレスネットワークのそれぞれとワイヤレス通信する。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス送受信機およびアンテナを備える。あるワイヤレスフィールドデバイスネットワークからの、別のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定されたメッセージは、障壁の一方の側のワイヤレスデバイスによって受信され、他方のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにルーティングされるように、有線リンクを介して障壁の他方の側の別のワイヤレスデバイスに送信される。
【0013】
本発明の別の実施形態は、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える方法を含む。第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからの、第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定されたメッセージは、第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとのワイヤレス通信の中で、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスにおいて受信される。メッセージは、有線リンクを介して障壁を通して送信される。第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスが、有線リンクからメッセージを受信し、メンバノードにルーティングされるように、第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内にメッセージを送信する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する本発明の一実施形態の一実装形態を示す図である。
【図2A】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2B】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2C】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図2D】1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図3C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4D】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4E】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4F】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4G】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図4H】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5C】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5D】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5E】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5F】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5G】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5H】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5I】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図5J】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【図6】いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の一実施形態の一実装形態を示すブロック図である。
【図7A】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された別々のアンテナを伴う、1対の送受信機を制御する単一のデータルータを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。有線リンクはRFケーブルからなる。
【図7B】異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された別々のアンテナを伴う、1対の送受信機を制御する単一のデータルータを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。有線リンクはRFケーブルからなる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
少なくとも部分的なメッシュネットワークトポロジを有するワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間の通信に対する障壁(論理的であろうと物理的であろうと)を乗り越える点から、本発明を論じる。本発明が、他のネットワークトポロジにも等しく適合し、述べる実施形態のみに限定されず、添付の特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むことになることは、当業者なら認識するであろう。
【0016】
本発明は、相互接続されるべき独立した各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークに関連する、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスと、ワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1対を接続する有線リンクとを含み、有線リンクは、通信に対するどんな障壁も貫通する。本発明により、ワイヤレスデバイスは、有線リンクを介し障壁を通して、他のフィールドデバイスネットワークに関連する他のワイヤレスデバイスに受信メッセージを双方向にルーティングすることができる。これらのメッセージに対する応答は、有線リンクを介した発信元ネットワーク内への逆の経路を辿る。これにより、相互接続されたワイヤレスフィールドデバイスネットワークのうちの1つの中のコントローラまたはノードが、いずれか他の相互接続されたフィールドデバイスネットワークのノードにアクセスすることができ、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークの別々の部分の全てからなる単一の統合フィールドデバイスネットワークが生み出される。メッシュネットワークトポロジ中では、これにより、統合ワイヤレスフィールドデバイスネットワークは、拡張ネットワーク全体に対して、1つのネットワークマネージャおよび1つのアクセスポイント(または1つのゲートウェイ)のみを使用すればよい。本発明の種々の実施形態におけるさらに他の効率は、有線リンク上でバスデータプロトコルを使用して有線データリンクを生み出して、個別対処可能かつマルチドロップかつマルチポイント方式でいくつかのローカルで給電されるワイヤレスデバイスを有線データリンクに接続することによって、得ることができる。マルチドロップは、データルータなど1つのマスタまたはドライバデバイスと、複数のスレーブまたは受信側デバイスとが、データバス上にある構成である。マルチポイントは、2つ以上のマスタまたはドライバデバイスがデータバス上にある構成である。ワイヤレス通信能力のないフィールドデバイスを、ブリッジング装置中のローカルで給電されるワイヤレスデバイスの一部として統合して、このフィールドデバイスにワイヤレス能力を与え、このフィールドデバイスをワイヤレスフィールドデバイスネットワークの残りの部分にリンクすることができる。別法として、このフィールドデバイスを、ブリッジング装置中の有線データリンクに接続し、ワイヤレスフィールドデバイスネットワークの残りの部分にリンクすることもできる。さらに他の効率は、有線リンク上のローカルで給電されるフィールドデバイスが有線リンクを介して有線リンク上の他のデバイスに電力を提供できるようにすることによって、得ることができる。
【0017】
通常なら独立しているワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続して統合フィールドデバイスネットワークを生み出すことで、あるワイヤレスネットワーク内のノードが別個のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に位置するリモートセンサおよび他のノードに直接に照会できるようにすることによって効率が高まる。これにより、統合フィールドデバイスネットワーク全体にわたってすぐに利用可能な情報が増加し、変化するイベントに対するより正確で時宜を得た応答が可能になる。本発明は、障害物を迂回してネットワーク間通信をルーティングするための、現行の方法よりも低コスト、低損失、および低電力の解決法を提供する。RFスプリッタまたはRFスイッチと、複数のアンテナをリンクする外部RFケーブルとを含む単一の無線からなる標準的な方法ではなく、有線データリンクを使用することで、信号損失が劇的に低減される。RF損失を低減することにより、ワイヤレスデバイスの電力要件が低減され、ローカルで給電される装置が実現可能になる。本発明は、設置が容易である。有線リンクは、障害物をまたぐのに十分な長さでありさえすればよく、インターネットバックボーンまたはホームランリンケージに必要とされる高コストで長い配線路を回避する。ワイヤレスデバイスは任意の標準的なネットワークプロトコルを使用するように容易にプログラムされるので、既存のネットワーク内の現行ハードウェアとの容易な相互運用性がある。複数のワイヤレスデバイスを使用することによってまた、本発明は、異なるネットワークプロトコルを使用するネットワーク同士を接続することができ、既存のフィールドデバイスネットワークを管理、アップグレード、および拡張することがより容易になる。
【0018】
本発明は、ワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えることによって、ワイヤレスフィールドデバイスネットワーク、特にワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワークのあらゆるノードは、その近傍と通信するのに使用されるワイヤレスデバイスを備える。ワイヤレスデバイスは、ワイヤレス送受信機、ワイヤレスデータルータ、またはワイヤレスフィールドデバイスである。ワイヤレス送受信機は、単一のデバイスに統合された送受信機およびアンテナを含む。ワイヤレスデータルータは、単一のデバイスに統合されたワイヤレス送受信機およびデータルータを含む。ワイヤレスフィールドデバイスは、単一のデバイスに統合されたワイヤレスデータルータおよびフィールドデバイスを含む。ワイヤレス送受信機は、RFベースの通信データを送受信するためのデバイスである。データルータは、ワイヤレス送受信機によって受信されたデータパケットをルーティングするデバイスであり、取り付けられたフィールドデバイスによって消費されるように通信ペイロードをアンパックする(そのデバイスのアドレスがパケット中の最終宛先アドレスと一致する場合に)か、または、論理経路中の次の宛先に向けてネットワーク内に再度中継されるように通信ペイロードをワイヤレス送受信機に再度リダイレクトする。本発明は、通常なら異なるフィールドデバイスネットワークに関連する複数のローカルで給電されるワイヤレスデバイス間で有線リンクを接続して、有線リンクを使用して異なるフィールドデバイスネットワーク内のローカルで給電されるワイヤレスデバイス間でメッセージを交換することによって、ワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える。
【0019】
図1に、有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する本発明の一実施形態の一実装形態を示す。図1には、ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって形成された、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10を示す。障壁16は、建物の壁や天井や床、木や茂みや他の植生、建物およびタンクや塔や容器など他の人造障害物、崖や丘や谷など急勾配の地形、もしくは鉱山や洞穴やトンネルや下水道などの地下構造など、物理的障壁である場合があり、または、異なる無線もしくは異なる通信プロトコルの使用による障壁である場合がある。障壁16はまた、ネットワーク12aと12bとの間のプロトコル非互換性の形である場合もある。ネットワーク12aは、ゲートウェイ18と、ノード20a〜20h...20Nのメッシュ化クラウドと、ネットワークマネージャ22とを備える。ノード20a〜20Nはゲートウェイ18とインタフェースし、ゲートウェイ18は、プラントネットワーク24およびホストコンピュータ26へのアクセスを提供し、ネットワーク12aの通信サイクルを制御する。ネットワークマネージャ22は、ゲートウェイ18上に位置するソフトウェアプログラムであり、このソフトウェアプログラムは、ネットワーク12aのノードからの情報を処理し、状況に合うようにワイヤレスリンク、制御メッセージ、通信スケジュール、およびデータクエリを生成する。別法として、ネットワークマネージャ22は、ゲートウェイ18にリモート接続されたコンピュータ上、例えば、ホストコンピュータ26上またはプラントネットワーク24に接続されたコンピュータ上に位置することもできる。
【0020】
ネットワーク12bは、ワイヤレスノード30a〜30h...30Nのメッシュ化クラウドからなる。ネットワーク12bのノードは、障壁16によって、ネットワーク12aのノードとのワイヤレス通信が妨げられている。図1に示すように、ネットワーク12bは、プラントネットワーク24と直接にインタフェースできるためのゲートウェイを有さない。その代わり、プラントネットワーク24へのアクセスのために、ネットワーク12aのゲートウェイ18との通信に依拠する。他の実施形態では、ネットワーク12bが、プラントネットワーク24に接続されたそれ自体のゲートウェイまたはワイヤレスアクセスポイントも有する場合があるが、結合されたネットワーク12aおよび12bに対しては、ネットワークマネージャは1つしか必要とされない。
【0021】
ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとを単一のワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に統合するために、有線リンク32が、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス34と36との間に敷設され、障壁16を克服する。有線リンク32は、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。この構成により、ワイヤレスデバイス34は、ネットワーク12aから有線リンク32を介してワイヤレスデバイス36に、かつネットワーク12b中にメッセージを送信することができ、ワイヤレスデバイス36は、ネットワーク12bから有線リンク32を介してワイヤレスデバイス34に、かつネットワーク12a中にメッセージを送信することができる。例えば、ノード30c上に含まれる情報をホストコンピュータ26が必要とする場合、ホストコンピュータ26からのメッセージが、ゲートウェイ18によってネットワーク12a中にルーティングされ、ここでメッセージは、ワイヤレスデバイス34に到達するまでノードからノードに中継される。ワイヤレスデバイス34は、メッセージがネットワーク12b内のノード30c宛であると決定し、有線リンク32を介してワイヤレスデバイス36にメッセージを送る。次いでメッセージは、ネットワーク12b中に送信され、宛先ノード30cに中継される。メッセージに対する応答は、ゲートウェイ18およびホストコンピュータ26への逆の経路を反対に辿る。ワイヤレス通信に対する障壁16が、異なる周波数帯域またはプロトコルなどの非物理的障害を含む場合、ワイヤレスデバイス34および36は、有線リンク32を介して送信するための共通フォーマットにメッセージを変換することができ、それぞれネットワーク12aおよび12b中への送信に適したフォーマットにメッセージを再変換することができる。加えて、ワイヤレスデバイス34および36は、ワイヤレスネットワークに関連する標準的な「蓄積交換(store and forward)」ルーティング機構を使用して、それぞれのネットワーク12aおよび12b内で標準的なワイヤレスメッセージをルーティングする。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になり、この場合、各ノードがゲートウェイ18を介してホストコンピュータ26と通信することができる。
【0022】
図2A〜図2Dは、1つのワイヤレス送受信機と、データルータを備える1つのワイヤレスデバイスとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するように、ローカルの送受信機とリモートのワイヤレス送受信機との両方を制御する、本発明の実施形態を示す図である。
【0023】
図2Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36cは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とを備える、ローカルで給電されるワイヤレス送受信機である。ワイヤレスデバイス34aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。有線リンク32aが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50を送受信機40に接続することによってワイヤレスデバイス34aとワイヤレスデバイス36cとを接続する。有線リンク32aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32aは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。送受信機46とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)、および通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。データルータ50は、ローカル送受信機40とリモート送受信機46との両方を制御する。
【0024】
ローカル電源39および45は、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池または燃料電池)および低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)のうちの少なくとも1つを含む。ローカル電源39および45は、図示のように、それらに取り付けられたワイヤレスデバイスに統合される。別法として、このようなローカル電源は、物理的には別個であるが、電気的に接続されて、取り付けられたワイヤレスデバイスに電力を提供する。例えば、近くの振動源に取り付けられた振動発生器、または、高温パイプなど近くの熱源に取り付けられた熱電気発生器が、ワイヤレスデバイスに電気的に接続されて電力を供給する。加えて、低電力エネルギースカベンジング電源はさらに、電力を維持する必要があるときに、エネルギー貯蔵デバイス(例えば再充電可能電池または貯蔵コンデンサ)を含む。例えば、ソーラ電源は、夜に電力を供給するために、再充電可能電池などのエネルギー貯蔵デバイスを必要とする。
【0025】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32aを介して障壁16の他方の側の送受信機40に送る。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。データルータ50は、送受信機40と46とのいずれかから受け取ったメッセージを、他方の送受信機46または40によって同報通信されるのに適したフォーマットに再フォーマットして、異なるネットワークプロトコルの障壁を装置が乗り越えられるようにする。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0026】
図2Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。図2Aの実施形態と比較すると、ワイヤレスデータルータ34aがワイヤレスフィールドデバイス34bで置き換えられている。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32aが、通信に対する障壁16を克服し、ワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36cとを接続する。フィールドデバイス52とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0027】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32aを介して障壁16の他方の側の送受信機40に送る。次いでワイヤレス送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0028】
図2Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。この実施形態は、電気的に接続されるが物理的には別個であるフィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図2Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。有線リンク56aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス54とワイヤレスデバイス34aとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34aによって提供される。
【0029】
動作は、図2Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレス送受信機36cによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0030】
図2Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、単一のワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するようにリモートのワイヤレス送受信機を制御する。この実施形態は、図2Bおよび2Cに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図2Bおよび2Cについて述べたとおりである。
【0031】
図2A〜図2Dに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図2Aでは、ワイヤレス送受信機36cは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32aを介してワイヤレスデバイス34aによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36cと34aとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0032】
図3A〜図3Cは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスデータルータを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0033】
図3Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。ワイヤレスデバイス34aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34aとワイヤレスデバイス36aとを接続する。有線リンク32bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32bは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。送受信機40とデータルータ44との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0034】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0035】
図3Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図3Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34aによって提供される。
【0036】
動作は、図3Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0037】
図3Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図3Bに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36aのデータルータ44に接続される。有線リンク60aは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス58とワイヤレスデバイス36aとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60を介してワイヤレスデバイス36aによって提供される。
【0038】
動作は、図3Bに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0039】
図3A〜図3Cに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図3Aでは、ワイヤレス送受信機36aは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34aによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36aと34aとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0040】
図4A〜図4Hは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、1つのワイヤレスフィールドデバイスと1つのワイヤレスデータルータとを含む、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0041】
図4Aは、図1に示したブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。
【0042】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0043】
図4Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス52は、有線信号を送受信するための通信回路を備える。有線リンク32cは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32cは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス52とデータルータ50との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0044】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aに有線リンク32cを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0045】
図4Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図4Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34aのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0046】
動作は、図4Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0047】
図4Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Cに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cおよび有線リンク56bがフィールドデバイス52に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。有線リンク56bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク56bは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56bを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0048】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにアンパックするか、リンク56bを介してフィールドデバイス54に通信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36aによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フィールドデバイス54へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク56bを介してフィールドデバイス54にメッセージを送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0049】
図4Eは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図4Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36aのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36aによって提供される。
【0050】
動作は、図4Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36aを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0051】
図4Fは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Eに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36aとを接続する。
【0052】
動作は、図4Eに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して、障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36aのデータルータ44にメッセージを送る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0053】
図4Gは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Cおよび図4Eに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図4Cおよび図4Eに示した実施形態について述べたとおりである。
【0054】
図4Hは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1つのワイヤレスフィールドデバイスおよび1つのワイヤレスデータルータを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図4Dおよび図4Fに示した実施形態を組み合わせたものである。動作は、図4Dおよび図4Fに示した実施形態について述べたとおりである。
【0055】
図4A〜図4Hに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図4Aでは、ワイヤレス送受信機36aは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34bによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36aと34bとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0056】
図5A〜図5Jは、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された、ローカルで給電される2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用し、ワイヤレスメッシュネットワーク間で有線リンクを共有して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0057】
図5Aは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレス通信に対する障壁16によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク12aと12bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10が形成される。ワイヤレスデバイス36bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源39と送受信機40とアンテナ42とデータルータ44とフィールドデバイス62とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。ワイヤレスデバイス34bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源45と送受信機46とアンテナ48とデータルータ50とフィールドデバイス52とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。有線リンク32bが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。フィールドデバイス62とデータルータ44との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0058】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32bを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32bを介して障壁16の他方の側のデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0059】
図5Bは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をデータルータ44に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。
【0060】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32cを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32cを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのデータルータ44にメッセージを送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0061】
図5Cは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Aに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32dが、通信に対する障壁16を克服し、フィールドデバイス52をフィールドデバイス62に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス52およびフィールドデバイス62はそれぞれ、有線信号を送受信するための通信回路を備える。有線リンク32dは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32dは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0062】
動作時、ネットワーク12b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス34bに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機46が、アンテナ48を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ50に渡す。データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bに有線リンク32dを介して送信されるようにメッセージをフォーマットする。この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32dを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62にメッセージを送る。フィールドデバイス62は、メッセージをデータルータ44に渡す。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0063】
図5Dは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス54が追加されたことを除いては、図5Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54は、有線リンク56aによってワイヤレスデバイス34bのデータルータ50に接続される。フィールドデバイス54への電力は、ローカルもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56aを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0064】
動作は、図5Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ50は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス52のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信するワイヤレスデバイス36bによって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク56aを介してフィールドデバイス54に送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0065】
図5Eは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Dに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32eが、通信に対する障壁16を克服し、データルータ50をフィールドデバイス62に接続することによってワイヤレスデバイス34bとワイヤレスデバイス36bとを接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。有線リンク32eは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク32eは、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0066】
動作は、図5Dに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク32eを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に送る。フィールドデバイス62は、メッセージをデータルータ44に渡す。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0067】
図5Fは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Eに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32dおよび有線リンク56bがフィールドデバイス52に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス54への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク56bを介してワイヤレスデバイス34bによって提供される。
【0068】
動作は、図5Eに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ50は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク32dを介して障壁16の他方の側のワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に送る。メッセージがフィールドデバイス54向けのものである場合、データルータ50は、フィールドデバイス54へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス52に送り、フィールドデバイス52は、有線リンク56bを介してフィールドデバイス54にメッセージを送る。フィールドデバイス54は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス34bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0069】
図5Gは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、図5Fに示した実施形態と同一であるが、例外として、有線リンク32cがデータルータ44に接続する。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。
【0070】
動作は、図5Fに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、フィールドデバイス52は、ネットワーク12bへのフォーマット済みメッセージをワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に送る。データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージを再フォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。機能的には、2つの別々のネットワーク12aと12bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10になる。
【0071】
図5Hは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Dに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36bによって提供される。
【0072】
動作は、図5Dに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0073】
図5Iは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Gに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60aによってワイヤレスデバイス36bのデータルータ44に接続される。フィールドデバイス58への電力は、ローカルでもしくはリモートに提供されるか、または有線リンク60aを介してワイヤレスデバイス36bによって提供される。
【0074】
動作は、図5Gに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。次いで送受信機40は、アンテナ42を介して、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク12b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フォーマットしたメッセージを、有線リンク60aを介してフィールドデバイス58に送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0075】
図5Jは、図1に示したブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、2つのワイヤレスフィールドデバイスを使用して、2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、フィールドデバイス58が追加されたことを除いては、図5Fに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。フィールドデバイス58は、有線リンク60bによってワイヤレスデバイス36bのフィールドデバイス62に接続される。有線リンク60bは、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。フィールドデバイス58とワイヤレスデバイス36bとの間の通信は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0076】
動作は、図5Fに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、データルータ44は、メッセージのアドレスフィールドをチェックすると、フィールドデバイス62のためにメッセージをアンパックするか、有線リンク60bを介してフィールドデバイス58に送信されるようにメッセージをフォーマットするか、または、ネットワーク12bと通信する送受信機40によって送信されるようにメッセージをフォーマットする。メッセージがフィールドデバイス58向けのものである場合、データルータ44は、フィールドデバイス58へのフォーマット済みメッセージをフィールドデバイス62に送り、フィールドデバイス62は、有線リンク60bを介してフィールドデバイス58にメッセージを送る。フィールドデバイス58は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス36bを介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク10に接続される。
【0077】
図5A〜図5Jに例示した実施形態は2つのローカル電源を示しているが、本発明は、ブリッジング装置のためのローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図5Aでは、ワイヤレス送受信機36bは、それ自体の電源39によって給電されるのではなく、有線データリンク32bを介してワイヤレスデバイス34bによって給電されてもよい。このような場合は、ワイヤレスデバイス36bと34bとの両方が、電源45によってローカルで給電される。
【0078】
図6は、いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の一実施形態の一実装形態を示すブロック図である。図6では、複数のワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク、すなわちネットワーク112a、112b、および112cが結合されて、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になる。ネットワーク112a、112b、および112cは、ワイヤレス通信に対する障壁160、162、および164によって分離されている。各ネットワーク112a、112b、および112cは、ノードのクラウド、すなわちノード120a〜120f...120N、130a〜130f...130N、140a〜140f...140Nでそれぞれ構成され、これらのノードは互いにワイヤレスに通信する。各ネットワーク112a、112b、および112cは通常、それ自体のネットワークマネージャによって制御され、ネットワークマネージャは、典型的にはゲートウェイ118、128、および136のうちの1つにそれぞれ位置する。プラントネットワーク124、134、および142は、それ自体のホスト126、152、および154を有する場合があり、互いに通信しない場合がある。この例示では、ゲートウェイ118上にあるネットワークマネージャ122が、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110を制御する。別法として、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110は、ゲートウェイ128と136とのうちの一方にあるネットワークマネージャによって制御されるか、または、ゲートウェイ118、128、136のうちの1つにリモート接続されたコンピュータ上、例えば、それぞれホストコンピュータ126、152、154上、もしくはプラントネットワーク124、134、142のうちの1つに接続されたコンピュータ上にあるネットワークマネージャによって制御されてもよい。
【0079】
ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cを統合メッシュネットワークに統合するために、上に示した、ローカルで給電される2つのワイヤレスデバイスを使用して2つのワイヤレスメッシュネットワーク間の外部有線リンクを使用して障壁を通してこれらのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続するブリッジング装置の実施形態のいくつかを例示する。有線リンク170は、上で図3Aに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁162を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータ172とローカルで給電されるワイヤレスデータルータ174とを接続して、ワイヤレスネットワーク112aと112bとをそれぞれ相互接続する。有線リンク176は、上で図5A〜図5Cに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁160を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス178とローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス180とを接続して、ワイヤレスネットワーク112aと112cとをそれぞれ相互接続する。最後に、有線リンク182は、上で図4A〜図4Bに例示したタイプの一実施形態を使用して、障壁164を克服し、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイス184とローカルで給電されるワイヤレスデータルータ186とを接続して、ワイヤレスネットワーク112bと112cとをそれぞれ相互接続する。有線リンク170、176、および182は、任意の適切なタイプであり、例えばEIA/RS−485、イーサネット(登録商標)、さらには知的所有権のあるタイプである。有線リンク170、176、および182は、適切な通信プロトコル、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)を使用する。
【0080】
動作時、ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスフィールドデバイス178によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスフィールドデバイス178は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線リンク176を介してワイヤレスフィールドデバイス180にメッセージを送る。ワイヤレスフィールドデバイス180は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。意図された宛先ノードがネットワーク112b中にある場合は、メッセージを送受信するプロセスは同じであるが、例外として、メッセージは、ワイヤレスデータルータ172から有線リンク170を介してワイヤレスデータルータ174に送られ、また、ワイヤレスデータルータ174が、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、メッセージをネットワーク112cではなく112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cは、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になり、この場合、各ホストシステム126、152、および154は、他の任意のネットワーク内の全てのノードへのアクセスを有し、必要に応じて、任意のノードから情報を受信することまたは任意のノードに制御信号を送ることができる。
【0081】
本発明の別の利点は、有線リンク170、176、および182が共に、向上した接続信頼性のための冗長性をもたらすことである。ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする前述の例で、有線リンク176がオフラインであっても、接続経路は依然として存在することになる。例えば、前のように、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデータルータ172によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデータルータ172は、有線リンク170を介してワイヤレスデータルータ174にメッセージを送る。ワイヤレスデータルータ174は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、ワイヤレスフィールドデバイス184に中継されるようにメッセージをネットワーク112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイス184は、有線リンク182を介してワイヤレスデータルータ186にメッセージを送る。ワイヤレスデータルータ186は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。
【0082】
図6にはまた、いくつかの障壁を通して複数のワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の別の実施形態も示す。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cを統合メッシュネットワークに統合するために、有線データリンク190を使用して、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス192、194、および196が共に接続される。ワイヤレスデバイス192はネットワーク112aとワイヤレス通信し、ワイヤレスデバイス194はネットワーク112bとワイヤレス通信し、ワイヤレスデバイス196はネットワーク112cとワイヤレス通信する。有線データリンク190は、障壁160、162、および162を克服する。有線データリンク190は、ローカルで給電されるワイヤレスデバイス192、194、および196を、個別対処可能かつマルチドロップかつマルチポイント方式で有線データリンク190に接続するバスデータプロトコルを使用する。適切なバスタイプには、例えばEIA/RS−485またはイーサネット(登録商標)が含まれる。適切なバスデータプロトコルには、例えばHDLC、Modbus(登録商標)、HART(登録商標)、Profibus(登録商標)、Foundation Fieldbus(登録商標)、TCP/IP、またはDeviceNet(登録商標)が含まれる。
【0083】
通常、ローカルで給電される各ワイヤレスデバイス192、194、および196は、それ自体のローカル電源を備える。しかし、図2A〜図5Jに示した実施形態のように、本発明は、有線データリンク190および接続されたデバイスに給電するために、ローカル電源を1つしか必要としないことを理解されたい。例えば、図6で、ワイヤレスデバイス196のローカル電源が、ワイヤレスデバイス196に加えてワイヤレスデバイス192および194にも給電するのに十分な場合、ワイヤレスデバイス192および194は、それ自体の電源によって給電される必要はなく、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス196によってローカルで給電される。
【0084】
ネットワーク112c中に位置するノード140a上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデバイス192によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデバイス192は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス196にメッセージを送る。ワイヤレスデバイス196は、メッセージを受信し、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、宛先ノード140aに中継されるようにメッセージをネットワーク112c中に同報通信する。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。意図された宛先ノードがネットワーク112b中にある場合は、メッセージを送受信するプロセスは同じであるが、例外として、メッセージは、有線データリンク190を介してワイヤレスデバイス194に送られ、また、ワイヤレスデバイス194が、メッセージをワイヤレス送信のためにフォーマットし、メッセージをネットワーク112cではなく112b中に同報通信する。ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク112a、112b、および112cは、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110になり、この場合、各ホストシステム126、152、および154は、他の任意のネットワーク内の全てのノードへのアクセスを有し、必要に応じて、任意のノードから情報を受信することまたは任意のノードに制御信号を送ることができる。
【0085】
図6に示す実施形態の別の特徴は、ワイヤレス通信能力のないフィールドデバイスを統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110に統合することもできることである。フィールドデバイス198および200には、ワイヤレス通信能力がない。フィールドデバイス198および200は、マルチドロップかつマルチポイント方式で有線データリンク190に接続され、ワイヤレスデバイス192、194、および196と同様に個別対処可能である。ネットワーク112c中に位置するフィールドデバイス200上に記憶された情報をネットワークマネージャ122が必要とする場合、要求が生成されてゲートウェイ118に送られ、ここで要求は、ネットワーク112a中に同報通信されてネットワーク112aの中を中継される。メッセージは、ワイヤレスデバイス192によって受信されるまで、ネットワーク112aを通して渡される。ワイヤレスデバイス192は、メッセージの宛先がネットワーク112c中に存在すると決定し、有線データリンク190を介してフィールドデバイス200にメッセージを送る。リターンメッセージは、ゲートウェイ118およびネットワークマネージャ122への逆の経路を反対に辿る。フィールドデバイス200は、それ自体のワイヤレス能力を持たず、ワイヤレスデバイス192を介して統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク110に接続される。
【0086】
図7A〜図7Bは、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、異なるワイヤレスメッシュネットワーク内にそれぞれ配置された2つのアンテナとを使用して、有線リンクを使用して障壁を通してワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する、本発明の実施形態を示す図である。
【0087】
図7Aは、本発明のブリッジング装置の一実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、2つのアンテナとを使用して、外部有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。ワイヤレス通信に対する障壁216によって分離されたワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク212aと212bとによって、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210が形成される。有線リンク232が、障壁216を克服し、ネットワーク212aとワイヤレス通信するローカルで給電されるワイヤレスデバイス234aと、ネットワーク212bとワイヤレス通信するアンテナ242とを接続する。ワイヤレスデバイス234aは、単一のパッケージに統合されたローカル電源239と送受信機240と送受信機246とアンテナ248とデータルータ250とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスデータルータである。送受信機240とデータルータ250との間、および送受信機246とデータルータ250と間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。データルータ250は、送受信機240と送受信機246との両方を制御する。有線リンク232は、送受信機240とアンテナ242とに接続されたRFケーブルである。前の実施形態で使用された有線リンクとは異なり、RFケーブリングとしての有線リンク232は、リンクが延びることのできる距離を制限する信号損失を被る。
【0088】
一実施形態によれば、ローカル電源239は、電気化学的な自立型電源(例えば長寿命電池または燃料電池)および低電力エネルギースカベンジング電源(例えば振動、ソーラ、または熱電気)のうちの少なくとも1つを含む。ローカル電源239は、図示のように、それに取り付けられたワイヤレスデバイスに統合される。別法として、このようなローカル電源は、物理的には別個であるが、電気的に接続されて、取り付けられたワイヤレスデバイスに電力を提供する。
【0089】
動作時、ネットワーク212b中のノードへのメッセージは、ワイヤレスデバイス234aに到達するまでネットワーク12aの中を中継される。送受信機246が、アンテナ248を介してメッセージを受信し、メッセージをデータルータ250に渡す。データルータ250は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、ネットワーク212b中に送信されるようにメッセージをフォーマットする。データルータ250は、フォーマットしたメッセージを送受信機240に送る。次いで送受信機240は、有線リンク232を介してアンテナ242にメッセージを送り、宛先ノードに中継されるようにメッセージをネットワーク212b中に同報通信する。リターンメッセージは、逆の経路を反対に辿る。データルータ250は、送受信機240と246とのいずれかから受け取ったメッセージを、他方の送受信機246または240によって同報通信されるのに適したフォーマットに再フォーマットして、異なるネットワークプロトコルの障壁を装置が乗り越えられるようにする。機能的には、2つの別々のネットワーク212aと212bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210になる。
【0090】
図7Bは、本発明のブリッジング装置の別の実施形態のブロック図であり、この実施形態は、1対の送受信機を制御する単一のデータルータと、2つのアンテナとを使用して、外部有線リンクを使用して障壁を通して2つのワイヤレスメッシュネットワークを相互接続する。この実施形態は、ワイヤレスデータルータ234aがワイヤレスフィールドデバイス234bで置き換えられたことを除いては、図7Aに示した実施形態と同一である。同一の番号が付された全ての構成要素は、前述のとおりである。ワイヤレスデバイス234bは、単一のパッケージに統合されたローカル電源239と送受信機240と送受信機246とアンテナ248とデータルータ250とフィールドデバイス252とを備える、ローカルで給電されるワイヤレスフィールドデバイスである。フィールドデバイス252とデータルータ250との間の通信は、適切なローカル通信バス、例えばUART、CAN、またはSPI(登録商標)を使用する。
【0091】
動作は、図7Aに示した実施形態について述べたとおりであるが、例外として、この実施形態では、データルータ250は、メッセージのアドレスフィールドをチェックし、フィールドデバイス252のためにアンパックするか、または、ネットワーク212b中に送信されるようにメッセージをフォーマットする。機能的には、2つの別々のネットワーク212aと212bとが、統合ワイヤレスフィールドデバイスメッシュネットワーク210になる。
【0092】
図7A〜図7Bに示した実施形態は、前述のように、有線リンクにRFケーブリングを使用する。RFケーブリングは、ワイヤレス通信に対する障壁を克服するために有線リンクが延びることのできる距離を制限する信号損失を被る。しかし、本発明は、従来技術とは対照的に、コストを増加させることになる複雑なRFスイッチ、または、有線リンクが延びることのできる距離を厳しく制限することになるRFスプリッタを使用しない。比較的短いスパン、例えば壁を通したスパンの場合、またはネットワークプロトコルの違いなどの論理的障壁の場合は、図7A〜図7Bの実施形態は、最もコスト効果のある解決法であろう。
【0093】
本発明の全ての実施形態において、有線リンクは、接続されたローカルで給電されるワイヤレスデバイスのみによって給電される。これは、従来技術のフィールドデバイスネットワークバスとは対照的であり、従来技術のフィールドデバイスネットワークバスでは、バス自体が外部ソースによって給電され、取り付けられたフィールドデバイスに電力を提供することができる。本発明は、このような外部電力が容易に利用可能でない場所に、理想的に適する。電力を低く維持するために、有線リンクのデータレートは比較的高いレートであるべきであり、少なくとも、有線リンクが接続する働きをするワイヤレスプロトコルのデータレートと同じ桁数であるべきである。例えば、WirelessHART(登録商標)では、ワイヤレスデータレートは250キロビット/秒であり、したがって、有線リンクのデータレートは、ほぼ同じ速度範囲内であるべきであり、例えば100キロビット/秒よりも高いレートであるべきである。有線リンクの電力効率はワイヤレスリンクの電力効率よりもずっとよいので、有線リンクのデータレートは、電池寿命やエネルギースカベンジング出力など、利用可能なローカル電力を犠牲にし過ぎることなく、ワイヤレスデータレートよりもいくぶん低いレートとすることができる。高速データレートにより、本発明のローカルで給電されるワイヤレスデバイスは、速く通信するときのオンと、オフとの間でデューティサイクルすることができ、オン時間を最小限に抑えて平均電力使用を削減することができる。
【0094】
通常なら独立しているワイヤレスフィールドデバイスネットワークを相互接続して統合フィールドデバイスネットワークを生み出すことで、単一のネットワークマネージャが結合ネットワークを管理および制御できるようにすることによって、また、あるワイヤレスネットワーク内のノードが別個のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に位置するリモートセンサおよび他のノードに直接に照会できるようにすることによって効率が高まる。これにより、統合フィールドデバイスネットワーク全体にわたってすぐに利用可能な情報が増加し、変化するイベントに対するより正確で時宜を得た応答が可能になる。本発明は、障害物を迂回してネットワーク間通信をルーティングするための、現行の方法よりも低コスト、低損失、および低電力の解決法を提供する。RFスプリッタまたはRFスイッチと、複数のアンテナをリンクする外部RFケーブルとを含む単一の無線からなる現行の方法ではなく、有線データリンクを使用することで、信号損失が劇的に低減される。RF損失を低減することにより、ワイヤレスデバイスの電力要件が低減され、ローカルで給電される装置が実現可能になる。本発明は、設置が容易である。有線リンクは、障害物をまたぐのに十分な長さでありさえすればよく、インターネットバックボーンまたはホームランリンケージに必要とされる高コストで長い配線路を回避する。ワイヤレスデバイスは任意の標準的なネットワークプロトコルを使用するように容易にプログラムされるので、既存のネットワーク内の現行ハードウェアとの容易な相互運用性がある。複数のワイヤレスデバイスを使用することによってまた、本発明は、異なるネットワークプロトコルを使用するネットワーク同士を接続することができ、既存のフィールドデバイスネットワークを管理、アップグレード、および拡張することがより容易になる。
【0095】
本発明を例示的な実施形態に関して述べたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を加えてもよく、本発明の要素を均等物で代用してもよいことは、当業者には理解されるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、多くの修正を加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させることもできる。したがって、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものとはせず、本発明は、添付の特許請求の範囲に入る全ての実施形態を含むことになるものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるための装置であって、
第1のデータルータ、第1のローカル電源、第1の送受信機、および第1のアンテナを備え、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスと、
第2の送受信機、および第2のアンテナを備え、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する第2のワイヤレスデバイスと、
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたいで、前記第1のワイヤレスデバイスを前記第2のワイヤレスデバイスに接続する有線リンクと、を備え、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のワイヤレスデバイスによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のワイヤレスデバイスによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断し、
前記第2のワイヤレスデバイスは、前記有線リンクを介して前記第1の電源によって、または前記第2のワイヤレスデバイスに関連する第2のローカル電源によって給電されることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1のワイヤレスデバイスがさらに第1のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項4】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項5】
第1のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第1のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記第2のワイヤレスデバイスは、さらに第2のデータルータを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項8】
第1のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第1のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項9】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記第1のワイヤレスデバイスは、さらに第1のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項11】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項13】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項14】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項15】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項16】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項17】
第3のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第3のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項18】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項17に記載の装置。
【請求項19】
前記第2のワイヤレスデバイスは、さらに第2のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項20】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項21】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項22】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のフィールドデバイスに接続することを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項23】
第3のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第3のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項24】
前記有線リンクは、前記第1のデータルータを前記第2のデータルータと前記第2のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項25】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のデータルータと前記第2のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項26】
第4のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第4のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項27】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項28】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のフィールドデバイスに接続することを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項29】
各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが複数のワイヤレスデバイスを含む、複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるためのシステムであって、
前記複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぐ、ローカルで給電される有線データリンクである有線リンクと、
前記有線データリンクを介して自ネットワークのワイヤレスデバイスと前記複数のワイヤレスネットワークを構成する他のネットワークのワイヤレスデバイスとの間の相互通信を提供するようにマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で前記有線データリンクに接続され、各ネットワークからの少なくとも1つのローカルで給電されるワイヤレスデバイスと、を備え、
接続された各ワイヤレスデバイスは、データルータと、ローカル電源と、送受信機と、アンテナと、を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項30】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つがさらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項31】
前記有線データリンクは、前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスの前記フィールドデバイスと前記データルータとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項30に記載のシステム。
【請求項32】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスは、受信したワイヤレス通信を、前記有線データリンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記有線リンクを介して受信した通信を、前記ワイヤレスデバイスがワイヤレス通信する前記複数のフィールドデバイスネットワークのうちの1つへのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項33】
複数のフィールドデバイスをさらに含み、前記有線データリンクが前記複数のフィールドデバイスをマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で接続することを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項34】
各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが複数のワイヤレスデバイスを含む、複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるためのシステムであって、
前記複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぐ、ローカルで給電される有線データリンクである有線リンクと、
前記有線データリンクを介して自ネットワークのワイヤレスデバイスと前記複数のワイヤレスネットワークを構成する他のネットワークのワイヤレスデバイスとの間の相互通信を提供するようにマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で前記有線データリンクに接続され、各ネットワークからの少なくとも1つのローカルで給電されるワイヤレスデバイスとを備え、
接続された各ワイヤレスデバイスは、データルータと、ローカル電源と、送受信機と、アンテナとを備え、
前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、さらにローカル電源を備え、
前記ローカル電源は、前記有線データリンクに給電することを特徴とするシステム。
【請求項35】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つがさらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項36】
前記有線データリンクは、前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスの前記フィールドデバイスと前記データルータとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項35に記載のシステム。
【請求項37】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスは、受信したワイヤレス通信を、前記有線データリンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記有線リンクを介して受信した通信を、前記ワイヤレスデバイスがワイヤレス通信する前記複数のフィールドデバイスネットワークのうちの1つへのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項38】
複数のフィールドデバイスをさらに含み、
前記有線データリンクは、前記複数のフィールドデバイスをマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で接続することを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項39】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える方法であって、
前記第1のワイヤレスデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークの最終宛先ノードにアドレス指定された前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージを受信するステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスに接続された有線リンクを使用してワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して前記メッセージを送信するステップと、
前記有線リンクに接続され、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第2のワイヤレスデバイスにおいて、前記有線リンクから前記メッセージを受信するステップと、
前記第2のワイヤレスデバイスを使用して前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に前記メッセージを再送信するステップと、
前記第2のワイヤレスネットワークのノードを介してホップバイホップ方式で前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークの前記最終宛先ノードにルーティングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項40】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをフォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージのフォーマットを、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する通信プロトコルに変換するステップと、
前記通信プロトコルに変換された前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージを再フォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをフォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージのフォーマットを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する通信プロトコルに変換する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記通信プロトコルに変換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージのフォーマットを通信プロトコルに変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを、前記通信プロトコルから、前記ローカルで給電される第1のワイヤレスフィールドデバイスにおいて受信した前記メッセージの前記フォーマットに再度変換するステップと、をさらに含み、
前記通信プロトコルは、前記有線リンクを介した送信に適合することを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージを第2の通信プロトコルに再変換する前に、前記メッセージのフォーマットを、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する第1の通信プロトコルに変換するステップと、
前記第1の通信プロトコルに変換された前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルに再変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルから前記第1の通信プロトコルに変換するステップと、をさらに含み、
前記第2の通信プロトコルは、前記有線リンクを介した送信に適合することを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項45】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージのフォーマットを第1の通信プロトコルに変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージの前記フォーマットを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する第2の通信プロトコルに再変換する前に、前記メッセージの前記フォーマットを、前記有線リンクを介した送信に適合する前記第1の通信プロトコルから、前記ローカルで給電される第1のワイヤレスフィールドデバイスにおいて受信した前記メッセージの前記フォーマットに再度変換するステップと、
前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルに再変換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項46】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと、
第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと、
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスと、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第2のワイヤレスデバイスと、
前記第1のワイヤレスデバイスを前記第2のワイヤレスデバイスに接続する有線リンクと、を備え、
前記有線リンクは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁をまたぎ、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のワイヤレスデバイスによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のワイヤレスデバイスによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断することを特徴とするシステム。
【請求項47】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるための装置であって、
データルータと、ローカル電源と、第1の送受信機と、第1のアンテナと、第2の送受信機と、第2のアンテナと、有線リンクと、を備える、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスを備え、
前記第1のアンテナは、第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信し、
前記第2のアンテナは、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信し、
前記有線リンクは、前記第2のアンテナを前記第2の送受信機に接続するRFケーブルであり、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぎ、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のアンテナによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のアンテナによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断することを特徴とする装置。
【請求項48】
前記ワイヤレスデバイスは、さらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項47に記載の装置。
【請求項1】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるための装置であって、
第1のデータルータ、第1のローカル電源、第1の送受信機、および第1のアンテナを備え、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスと、
第2の送受信機、および第2のアンテナを備え、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと通信する第2のワイヤレスデバイスと、
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたいで、前記第1のワイヤレスデバイスを前記第2のワイヤレスデバイスに接続する有線リンクと、を備え、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のワイヤレスデバイスによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のワイヤレスデバイスによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断し、
前記第2のワイヤレスデバイスは、前記有線リンクを介して前記第1の電源によって、または前記第2のワイヤレスデバイスに関連する第2のローカル電源によって給電されることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1のワイヤレスデバイスがさらに第1のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項4】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項5】
第1のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第1のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記第2のワイヤレスデバイスは、さらに第2のデータルータを備えることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項8】
第1のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第1のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項9】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記第1のワイヤレスデバイスは、さらに第1のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項11】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項13】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項14】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項15】
第2のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第2のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項16】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項17】
第3のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第3のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項18】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項17に記載の装置。
【請求項19】
前記第2のワイヤレスデバイスは、さらに第2のフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項20】
前記第1のワイヤレスデバイスは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信したワイヤレス通信を、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合し、前記有線リンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから前記有線リンクを介して受信した通信を、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内へのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項21】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項22】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のフィールドデバイスに接続することを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項23】
第3のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第3のフィールドデバイスは、前記第1のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第1のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第1のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項24】
前記有線リンクは、前記第1のデータルータを前記第2のデータルータと前記第2のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項25】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のデータルータと前記第2のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項26】
第4のフィールドデバイスをさらに備え、
前記第4のフィールドデバイスは、前記第2のワイヤレスデバイスと電気的に接続され、前記第2のワイヤレスデバイスと通信することができ、前記第2のワイヤレスデバイスから物理的に分離されていることを特徴とする請求項23に記載の装置。
【請求項27】
前記有線リンクは、前記第2のデータルータを前記第1のデータルータと前記第1のフィールドデバイスとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項28】
前記有線リンクは、前記第1のフィールドデバイスを前記第2のフィールドデバイスに接続することを特徴とする請求項26に記載の装置。
【請求項29】
各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが複数のワイヤレスデバイスを含む、複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるためのシステムであって、
前記複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぐ、ローカルで給電される有線データリンクである有線リンクと、
前記有線データリンクを介して自ネットワークのワイヤレスデバイスと前記複数のワイヤレスネットワークを構成する他のネットワークのワイヤレスデバイスとの間の相互通信を提供するようにマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で前記有線データリンクに接続され、各ネットワークからの少なくとも1つのローカルで給電されるワイヤレスデバイスと、を備え、
接続された各ワイヤレスデバイスは、データルータと、ローカル電源と、送受信機と、アンテナと、を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項30】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つがさらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項31】
前記有線データリンクは、前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスの前記フィールドデバイスと前記データルータとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項30に記載のシステム。
【請求項32】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスは、受信したワイヤレス通信を、前記有線データリンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記有線リンクを介して受信した通信を、前記ワイヤレスデバイスがワイヤレス通信する前記複数のフィールドデバイスネットワークのうちの1つへのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項33】
複数のフィールドデバイスをさらに含み、前記有線データリンクが前記複数のフィールドデバイスをマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で接続することを特徴とする請求項29に記載のシステム。
【請求項34】
各ワイヤレスフィールドデバイスネットワークが複数のワイヤレスデバイスを含む、複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるためのシステムであって、
前記複数のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぐ、ローカルで給電される有線データリンクである有線リンクと、
前記有線データリンクを介して自ネットワークのワイヤレスデバイスと前記複数のワイヤレスネットワークを構成する他のネットワークのワイヤレスデバイスとの間の相互通信を提供するようにマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で前記有線データリンクに接続され、各ネットワークからの少なくとも1つのローカルで給電されるワイヤレスデバイスとを備え、
接続された各ワイヤレスデバイスは、データルータと、ローカル電源と、送受信機と、アンテナとを備え、
前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つは、さらにローカル電源を備え、
前記ローカル電源は、前記有線データリンクに給電することを特徴とするシステム。
【請求項35】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電されるワイヤレスデバイスのうちの少なくとも1つがさらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項36】
前記有線データリンクは、前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスの前記フィールドデバイスと前記データルータとのうちの一方に接続することを特徴とする請求項35に記載のシステム。
【請求項37】
前記有線データリンクに接続された前記ローカルで給電される各ワイヤレスデバイスは、受信したワイヤレス通信を、前記有線データリンクを介して送信するための通信プロトコルにフォーマットし、前記有線リンクを介して受信した通信を、前記ワイヤレスデバイスがワイヤレス通信する前記複数のフィールドデバイスネットワークのうちの1つへのワイヤレス送信に適合する通信プロトコルにフォーマットすることを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項38】
複数のフィールドデバイスをさらに含み、
前記有線データリンクは、前記複数のフィールドデバイスをマルチドロップ方式かつマルチポイント方式で接続することを特徴とする請求項34に記載のシステム。
【請求項39】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越える方法であって、
前記第1のワイヤレスデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスにおいて、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークの最終宛先ノードにアドレス指定された前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージを受信するステップと、
前記第1のワイヤレスデバイスに接続された有線リンクを使用してワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して前記メッセージを送信するステップと、
前記有線リンクに接続され、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第2のワイヤレスデバイスにおいて、前記有線リンクから前記メッセージを受信するステップと、
前記第2のワイヤレスデバイスを使用して前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に前記メッセージを再送信するステップと、
前記第2のワイヤレスネットワークのノードを介してホップバイホップ方式で前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークの前記最終宛先ノードにルーティングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項40】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをフォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージのフォーマットを、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する通信プロトコルに変換するステップと、
前記通信プロトコルに変換された前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージを再フォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項42】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをフォーマットするステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージのフォーマットを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する通信プロトコルに変換する前に、前記カプセル化プロトコルを使用して前記メッセージをアンパックするステップと、
前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記通信プロトコルに変換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項43】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージのフォーマットを通信プロトコルに変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを、前記通信プロトコルから、前記ローカルで給電される第1のワイヤレスフィールドデバイスにおいて受信した前記メッセージの前記フォーマットに再度変換するステップと、をさらに含み、
前記通信プロトコルは、前記有線リンクを介した送信に適合することを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項44】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージを第2の通信プロトコルに再変換する前に、前記メッセージのフォーマットを、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する第1の通信プロトコルに変換するステップと、
前記第1の通信プロトコルに変換された前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルに再変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルから前記第1の通信プロトコルに変換するステップと、をさらに含み、
前記第2の通信プロトコルは、前記有線リンクを介した送信に適合することを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項45】
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークから受信した前記メッセージをワイヤレスネットワーク通信に対する前記障壁を通して送信する前に、前記メッセージのフォーマットを第1の通信プロトコルに変換するステップと、
前記有線リンクから受信した前記メッセージの前記フォーマットを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークに適合する第2の通信プロトコルに再変換する前に、前記メッセージの前記フォーマットを、前記有線リンクを介した送信に適合する前記第1の通信プロトコルから、前記ローカルで給電される第1のワイヤレスフィールドデバイスにおいて受信した前記メッセージの前記フォーマットに再度変換するステップと、
前記メッセージを前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信する前に、前記メッセージの前記フォーマットを前記第2の通信プロトコルに再変換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。
【請求項46】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと、
第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと、
前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第1のワイヤレスデバイスと、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信する、ローカルで給電される第2のワイヤレスデバイスと、
前記第1のワイヤレスデバイスを前記第2のワイヤレスデバイスに接続する有線リンクと、を備え、
前記有線リンクは、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁をまたぎ、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のワイヤレスデバイスによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のワイヤレスデバイスによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断することを特徴とするシステム。
【請求項47】
第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する障壁を乗り越えるための装置であって、
データルータと、ローカル電源と、第1の送受信機と、第1のアンテナと、第2の送受信機と、第2のアンテナと、有線リンクと、を備える、ローカルで給電されるワイヤレスデバイスを備え、
前記第1のアンテナは、第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信し、
前記第2のアンテナは、前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとワイヤレス通信し、
前記有線リンクは、前記第2のアンテナを前記第2の送受信機に接続するRFケーブルであり、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークと前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークとの間のワイヤレス通信に対する前記障壁をまたぎ、
前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワークのメンバノードにアドレス指定され、前記第1のアンテナによって受信され、前記第2のワイヤレスネットワークの前記メンバノードにルーティングされるように前記第2のアンテナによって前記第2のワイヤレスフィールドデバイスネットワーク内に送信される、前記第1のワイヤレスフィールドデバイスネットワークからのメッセージが、前記有線リンクを介してワイヤレス通信に対する前記障壁を横断することを特徴とする装置。
【請求項48】
前記ワイヤレスデバイスは、さらにフィールドデバイスを備えることを特徴とする請求項47に記載の装置。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図5I】
【図5J】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図5I】
【図5J】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【公表番号】特表2013−521698(P2013−521698A)
【公表日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−556059(P2012−556059)
【出願日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【国際出願番号】PCT/US2011/000347
【国際公開番号】WO2011/109070
【国際公開日】平成23年9月9日(2011.9.9)
【出願人】(597115727)ローズマウント インコーポレイテッド (240)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【国際出願番号】PCT/US2011/000347
【国際公開番号】WO2011/109070
【国際公開日】平成23年9月9日(2011.9.9)
【出願人】(597115727)ローズマウント インコーポレイテッド (240)
【Fターム(参考)】
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