專利名稱：無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器的制作方法
無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器
背景技術(shù)：
手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具是已知的。這種工具在過(guò)程控制和測(cè)量業(yè)中非常有用，在指定過(guò)程安裝中允許操作者方便地與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信和/或詢問(wèn)。這種過(guò)程安裝的例子包括石油、制藥、化工、制漿和其他流體處理安裝。在這種安裝中，過(guò)程控制和測(cè)量網(wǎng)絡(luò)可包括幾十甚至幾百種不同的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其需要周期性地維護(hù)以確保這些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常和/或已校準(zhǔn)。此外，當(dāng)檢測(cè)到過(guò)程控制和測(cè)量安裝中一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的使用允許技術(shù)人員快速診斷出現(xiàn)場(chǎng)中的這種錯(cuò)誤。由于至少一些過(guò)程安裝可能涉及易揮發(fā)的、或者甚至爆炸性的環(huán)境，因此使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和用于該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具符合本質(zhì)安全要求通常是有利的、甚至是必需的。這些要求有助于保證兼容電子設(shè)備甚至在故障條件下也不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)火源。本質(zhì)安全要求的一個(gè)例子在以下文獻(xiàn)中提出APPR0VAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I，II and III，DIVISION NUMBER 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610，1998 年 10 月由 Factory Mutual Research頒布。符合本質(zhì)安全要求的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的一個(gè)例子包括以商品名稱型號(hào)475 Field Communicator銷售的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具，可以從位于Eden Prairie, Minnesota 的 Fisher-Rosemount Systems 公司獲得。假設(shè)考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獨(dú)特的環(huán)境，傳統(tǒng)上通信信令已被精心控制。工業(yè)過(guò)程通信協(xié)議的例子包括高速可尋址遠(yuǎn)程換能器(HART )協(xié)議和Rnmdation 現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。由于對(duì)每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行物理布線連接，認(rèn)為這兩種協(xié)議是有線協(xié)議。近來(lái)，將一些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)為進(jìn)行無(wú)線通信，因此，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不需要任何通信或電源配線，從而簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)配線以及與設(shè)備的交互。然而，具有以下端子的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具不能簡(jiǎn)單地與這些新的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，所述端子被設(shè)計(jì)為與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配線端物理耦合。

發(fā)明內(nèi)容
一種無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器包括電源、控制器、低功率射頻通信模塊以及無(wú)線進(jìn)程通信協(xié)議模塊。控制器與電源耦合。低功率射頻通信模塊也與控制器耦合。無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊與控制器耦合。控制器被配置為基于從低功率射頻通信模塊接收的信息來(lái)與無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊通信。


圖IA和IB是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備耦合的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交互的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定和/或記錄相對(duì)于無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“校準(zhǔn)前(as found)/校準(zhǔn)后(as left)”數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行無(wú)線過(guò)程通信環(huán)和/或設(shè)備的環(huán)和/或段測(cè)試的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖IA和IB是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備耦合的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具22的示意圖。 如圖IA所示，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具22包括分別與測(cè)試導(dǎo)線30、32耦合的一對(duì)端子25、27， 所述測(cè)試導(dǎo)線30、32進(jìn)而與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20的端子M耦合。端子M可以是專用端子，以允許這種手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具與設(shè)備20耦合并且與之交互。圖IB示出了一種備用結(jié)構(gòu)，其中，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具22直接與過(guò)程控制環(huán)34 耦合，過(guò)程控制環(huán)34與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備23耦合。在任一情況下，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的有線連接允許手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具與期望的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20、23相互交互圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交互的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的示意圖。 系統(tǒng)100包括經(jīng)由無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器114與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104進(jìn)行無(wú)線通信的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102。將無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104演示為工業(yè)過(guò)程流體壓力變送器，所述工業(yè)過(guò)程流體壓力變送器具有與之耦合的壓力管匯106和電子裝置箱108。電子裝置箱108還與能量源 (在本例子中示作太陽(yáng)能電池110)耦合，并且包括通過(guò)天線112進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線通信模塊。僅以說(shuō)明性的目的提供了無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104。實(shí)際上，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104可以是任何工業(yè)用設(shè)備，例如，過(guò)程流體溫度變送器、過(guò)程流體電平變送器、過(guò)程流體流量變送器、閥門控制器、或者對(duì)工業(yè)過(guò)程的測(cè)量和/或控制有用的任何其他設(shè)備。無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104根據(jù)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。這種協(xié)議的一個(gè)例子是新WirelessHART標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)使用2. 4GHz頻率的無(wú)線通信，其他采用與WiredHART⑧通信中使用的命令結(jié)構(gòu)相同的命令結(jié)構(gòu)?？梢栽贖ART Communication inundation發(fā)布的 WirelessHART 規(guī)范中找到關(guān)于WirelessHART 協(xié)議的更具體信息。WirelessHART 規(guī)范的相關(guān)部分包括HCF_Spec 13，revision7. 0 ；HART規(guī)范65-無(wú)線物理層規(guī)范；HART規(guī)范 75-TDMA數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范(涉及時(shí)分多址的TDMA) ；HART規(guī)范85-網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范；HART規(guī)范155-無(wú)線命令規(guī)范；和HART規(guī)范四0_無(wú)線設(shè)備規(guī)范。盡管WirelessHART⑧協(xié)議是無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議的一個(gè)例子，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可以采用其他標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102包括相對(duì)近距離射頻模塊，例如根據(jù)已知藍(lán)牙規(guī)范(例如額定為功率電平2的藍(lán)牙規(guī)范2. 1)的相對(duì)近距離射頻模塊。然而， 因?yàn)樗{(lán)牙和無(wú)線HART 之間的命令語(yǔ)法和信令不一致，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102根據(jù)藍(lán)牙規(guī)范進(jìn)行通信的能力不允許與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104進(jìn)行無(wú)線交互。因此，本發(fā)明實(shí)施例通常采用適配器114來(lái)與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102進(jìn)行雙向通信，并且與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104進(jìn)行雙向通信。如下面將更詳細(xì)描述的一樣，適配器114包括經(jīng)由硬件、軟件或兩者進(jìn)行適配(adaption)，用于根據(jù)手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102的相對(duì)低功率射頻通信進(jìn)行通信，以及用于根據(jù)例如WirelessHART 協(xié)議的至少一個(gè)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到因?yàn)檫m配器114與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備104進(jìn)行無(wú)線通信，所以不需要到任一設(shè)備的物理連接。因此，設(shè)想在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)期間，適配器114可以是技術(shù)人員攜帶的簡(jiǎn)單模塊。此外，盡管提供具有直接無(wú)線HART 通信能力的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以避免對(duì)適配器114的需求，不向技術(shù)人員當(dāng)前使用的傳統(tǒng)手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具提供與無(wú)線HART 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信的能力，傳統(tǒng)手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具僅具有根據(jù)藍(lán)牙協(xié)議進(jìn)行通信的能力。此外，因?yàn)樗{(lán)牙規(guī)范提供相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的通信，設(shè)想多個(gè)適配器 114可用于根據(jù)現(xiàn)有或者可以稍后開發(fā)的多種不同無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)經(jīng)由單個(gè)手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具進(jìn)行通信。因此在某種程度上，提供無(wú)線過(guò)程通信適配器允許當(dāng)與適當(dāng)?shù)倪m配器114結(jié)合使用時(shí)，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具102實(shí)質(zhì)上被用作通用無(wú)線配置器。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可以使用的其它適當(dāng)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議的例子包括由Instrument Society of Automation保持為ISA-SP 100. 11協(xié)議的協(xié)議，或者任何其他適當(dāng)?shù)臒o(wú)線過(guò)程通信協(xié)議。 最終還設(shè)想除藍(lán)牙規(guī)范之外，適配器114還可以包括任何適當(dāng)?shù)母郊踊騻溥x射頻通信協(xié)議，例如，根據(jù)WLAN協(xié)議的IEEE 802. 11族的已知Wi-Fi協(xié)議，和/或已知的RFID信令協(xié)議。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器的示意圖。優(yōu)選地，適配器114通過(guò)使用可再充電電池進(jìn)行自供電。此外，優(yōu)選地，適配器114的物理性質(zhì)使得設(shè)備可以被放置在口袋中或在帶扣上。此外，優(yōu)選地，適配器114符合例如以上列出的本質(zhì)安全規(guī)范，以有助于在潛在爆炸性環(huán)境中保證安全。無(wú)線過(guò)程通信適配器114包括至少一個(gè)無(wú)線過(guò)程通信模塊120。無(wú)線過(guò)程通信模塊120的適當(dāng)例子包括根據(jù)例如上述WirelessHART 協(xié)議的已知無(wú)線通信協(xié)議產(chǎn)生和/或接收適當(dāng)信號(hào)的模塊。另一個(gè)適當(dāng)?shù)臒o(wú)線過(guò)程通信標(biāo)準(zhǔn)在ISA 100. Ila中提出。該技術(shù)建議根據(jù)IEEE 802. 15. 4-2006，在2. 4GHz頻率使用無(wú)線電電路來(lái)進(jìn)行無(wú)線通信。盡管將參考包括單個(gè)無(wú)線過(guò)程通信模塊的適配器114來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施例，清楚地設(shè)想可以利用包括根據(jù)多個(gè)不同的無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信的多個(gè)無(wú)線過(guò)程通信模塊的無(wú)線適配器來(lái)實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例。適配器114還包括至少一個(gè)相對(duì)低功率的射頻通信協(xié)議模塊122。此外，清楚地設(shè)想可以使用多個(gè)不同的低功率射頻模塊122。每個(gè)這種模塊根據(jù)已知的低功率射頻通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。這種協(xié)議的適當(dāng)例子包括已知的藍(lán)牙規(guī)范124、根據(jù)IEEE 802. 111 進(jìn)行的通信和/或在已知的射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)128中使用的通信信令協(xié)議。每個(gè)模塊120 和122與控制器130相連，控制器130優(yōu)選是微處理器。通過(guò)經(jīng)由硬件、軟件或兩者的適當(dāng)適配，控制器130被配置為使用模塊120和122來(lái)進(jìn)行雙向通信。在這種方式中，可以處理經(jīng)由模塊122接收的信號(hào)，并且基于該信號(hào)的信息可以通過(guò)模塊120來(lái)發(fā)送。反之，可以處理經(jīng)由無(wú)線過(guò)程通信組件120接收的信號(hào)，并且基于該信號(hào)的信息可以通過(guò)無(wú)線通信協(xié)議模塊122來(lái)傳送。此外，在采用了多個(gè)低功率射頻指示協(xié)議模塊122的本發(fā)明實(shí)施例中，清楚地設(shè)想控制器130可以被配置為將從一個(gè)通信適配器122中接收的第一協(xié)議的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換或適應(yīng)，以根據(jù)第二協(xié)議來(lái)通過(guò)第二模塊122進(jìn)行通信。例如，在適配器114包括用于根據(jù)藍(lán)牙進(jìn)行通信的無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊以及用于根據(jù)Wi-Fi來(lái)進(jìn)行通信的模塊的實(shí)施例中，控制器130可以被調(diào)節(jié)為對(duì)藍(lán)牙和Wi-Fi設(shè)備之間的通信進(jìn)行轉(zhuǎn)換或橋接。適配器114包括與適配器114的如標(biāo)有“到所有”的箭頭134所示的所有其它組件相連的電源模塊132。優(yōu)選地，電源模塊132是可再充電電池，也可以是能夠存儲(chǔ)、生成或調(diào)節(jié)適當(dāng)電能的任意適當(dāng)電源，以操作適配器114。本發(fā)明實(shí)施例還可以包括在圖3的示意圖(phantom)中示出的任何或者全部特征。特別地，本發(fā)明實(shí)施例可以包括適配器114，采用通用串行總線(USB)模塊135來(lái)利于控制器130與耦合到USB端口 136的外部設(shè)備之間根據(jù)通用串行總線通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的通信。此外，USB模塊134還與電源模塊132耦合，使得當(dāng)適當(dāng)設(shè)備與USB端口 136耦合時(shí)， 電源模塊132可以被重新充電或從USB模塊134接收能量。此外，適配器114可以包括與有線端子140、142耦合的一個(gè)或多個(gè)有線過(guò)程通信協(xié)議模塊138，以允許控制器130根據(jù)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程有線通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。這種模塊的適當(dāng)例子可以在2007年10月16日提交的、共同受讓懸而未決的U. S.專利申請(qǐng)序列號(hào)11/974917中找到。此外，本發(fā)明實(shí)施例可以包括具有與控制器130耦合的GPS接收機(jī)模塊144的適配器114。GPS接收機(jī)模塊 144可以根據(jù)任何已知GPS技術(shù)，并且可以根據(jù)已知技術(shù)提供適配器114的位置信息。此外，因?yàn)镚PS衛(wèi)星提供非常精確的時(shí)間基準(zhǔn)，所以GPS模塊144可用于設(shè)置或同步模塊114 的時(shí)間基線。最后，GPS模塊144可以適于根據(jù)已知的差分GPS技術(shù)來(lái)進(jìn)行操作，其中，固定的網(wǎng)絡(luò)、基于地的基準(zhǔn)位置可以被用于廣播由衛(wèi)星系統(tǒng)指示的位置與已知固定位置之間的差。優(yōu)選地，控制器130被配置為通過(guò)例如藍(lán)牙124或USB 134的所選連接來(lái)利于固件/軟件升級(jí)。此外，相信隨著標(biāo)準(zhǔn)變?yōu)榭捎?，升?jí)這種固件/軟件將允許適配器114更易支持例如SP100或Rnmdation現(xiàn)場(chǎng)總線的其它過(guò)程通信網(wǎng)絡(luò)或隨后開發(fā)的過(guò)程通信網(wǎng)絡(luò)。盡管參考利于藍(lán)牙啟用的手持式通信器與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通信描述了本發(fā)明實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可以實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，其中可以對(duì)根據(jù)無(wú)線通信協(xié)議1對(duì)、1沈、1觀來(lái)自任何設(shè)備進(jìn)行的通信進(jìn)行轉(zhuǎn)換或適配，以用于根據(jù)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。因此，諸如桌上型電腦PC之類的計(jì)算機(jī)或任何適當(dāng)?shù)乃{(lán)牙啟用主機(jī)設(shè)備可以與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通信。提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線過(guò)程通信適配器利于多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)任務(wù)。該任務(wù)包括無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配置、校準(zhǔn)、測(cè)試和故障檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，具有必須被配置用于期望測(cè)量和應(yīng)用的多個(gè)變量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能是復(fù)雜的。維護(hù)人的共同責(zé)任是驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)，利用適當(dāng)?shù)呐渲霉ぞ邔?duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行必要的改變，將設(shè)備配置和驗(yàn)證之前的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)“校準(zhǔn)前數(shù)據(jù)”以及在完成驗(yàn)證之后的“校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)”進(jìn)行歸檔。該數(shù)據(jù)可以包括關(guān)于測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件和設(shè)備配置的信息。然后“校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后”數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在便攜手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具中，或通過(guò)一種方法或其它手段將其轉(zhuǎn)換到設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)或資源管理軟件包中，以用于以后參考。在歷史上，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得數(shù)據(jù)意味著將設(shè)備物理連接于適當(dāng)?shù)默F(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具， 或在大多數(shù)嚴(yán)格情況下，從過(guò)程卸載現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以驗(yàn)證工作臺(tái)上所需細(xì)節(jié)。取決于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的位置和安裝，創(chuàng)建到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備端的物理連接以訪問(wèn)期望數(shù)據(jù)可能是困難的，或者簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，由于基于安全原因而在工廠中不能打開設(shè)備導(dǎo)致創(chuàng)建到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備端的物理連接來(lái)訪問(wèn)期望數(shù)據(jù)是不可能的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器能夠?qū)?lái)自無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)傳送至優(yōu)選是本質(zhì)安全的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具。此外，可以將信號(hào)從手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具傳送到無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以確定和/或記錄用于無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“校準(zhǔn)前/ 校準(zhǔn)后”數(shù)據(jù)。要由無(wú)線過(guò)程通信適配器轉(zhuǎn)換的信號(hào)可以是從手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具到無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的請(qǐng)求，或者是來(lái)自無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，適配器114可以借助有線過(guò)程通信模塊138和端子140、142與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的有線端子物理耦合。因此，在這個(gè)實(shí)施例中，適配器114通過(guò)端子140、142從手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具接收信號(hào)，并且與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線HART⑧通信以確定和/或記錄用于無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后”數(shù)據(jù)。因此，在這個(gè)實(shí)施例中，適配器114將來(lái)自無(wú)線HART 啟用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線HART 信號(hào)轉(zhuǎn)換或適配為手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以處理的HART 信號(hào)。在另一實(shí)施例中，其中，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以具有根據(jù)例如藍(lán)牙的相對(duì)低功率射頻通信協(xié)議進(jìn)行通信的能力，適配器114不需要與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具或無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備物理耦合。在本實(shí)施例中，適配器114將來(lái)自手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的信號(hào)轉(zhuǎn)換為例如無(wú)線HART 的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)，然后，所述信號(hào)被傳送到無(wú)線啟用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或過(guò)程通信網(wǎng)絡(luò)。適配器114還將來(lái)自無(wú)線啟用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)轉(zhuǎn)換為手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以處理和/或存儲(chǔ)的藍(lán)牙信號(hào)。優(yōu)選地，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具和適配器114被構(gòu)造為符合例如以上所述的本質(zhì)安全規(guī)范。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定和/或記錄相對(duì)于無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后”數(shù)據(jù)方法的流程圖。方法200在塊202開始，其中，無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合?？梢晕锢淼?04或經(jīng)由藍(lán)牙配對(duì)206來(lái)完成在塊202中實(shí)施的耦合。以上描述了該技術(shù)的每一種。方法200在塊208繼續(xù)，其中，技術(shù)人員與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)設(shè)備交互以產(chǎn)生對(duì)校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。接下來(lái)，在塊210，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)設(shè)備與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器交互來(lái)與無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信，以確定和/或記錄校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)。此外， 可以存儲(chǔ)相對(duì)于測(cè)量、無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的條件、設(shè)備配置或任何其它適當(dāng)信息的任何適當(dāng)附加信息。附加信息可以包括時(shí)間和/或日期戳，以及由GPS傳感器指示的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的位置指示。方法200繼續(xù)到塊212，其中，存儲(chǔ)校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)。如圖4所示，該數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)可以是如塊214所示在手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具中，或者如塊216所示，經(jīng)由設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)或設(shè)備管理軟件包。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器明顯有利的另一共同的維護(hù)任務(wù)是過(guò)程通信段和環(huán)的驗(yàn)證測(cè)試。維護(hù)人的共同責(zé)任是“驗(yàn)證測(cè)試”控制環(huán)或段以驗(yàn)證安裝在控制環(huán)或段上的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被正確的有線連接、布線完整和準(zhǔn)確、電源可用以及根據(jù)需要適當(dāng)?shù)陌惭b和配置警告。通常使用諸如手持式通信器或加載所需軟件的膝上型PC之類的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具來(lái)執(zhí)行該驗(yàn)證測(cè)試，所需軟件實(shí)施來(lái)自不同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的所需響應(yīng)以測(cè)試過(guò)程通信環(huán)中例如儀表、記錄器或警告的其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。在歷史上，使用便攜式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試需要訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，或與控制室物理相連的過(guò)程通信環(huán)，或在工廠或現(xiàn)場(chǎng)。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行這種測(cè)試允許技術(shù)人員驗(yàn)證來(lái)自環(huán)中其它設(shè)備的期望響應(yīng)(例如，儀表指示或音頻警報(bào))。但是，取決于環(huán)中接入點(diǎn)的位置，構(gòu)建物理連接可能是困難或耗時(shí)的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可以將信號(hào)從優(yōu)選是本質(zhì)安全的手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)設(shè)備傳送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或過(guò)程通信環(huán)中的網(wǎng)關(guān)，以“驗(yàn)證測(cè)試”控制環(huán)或段來(lái)驗(yàn)證例如，設(shè)備被正確安裝、布線是完整和準(zhǔn)確的、電源可用、根據(jù)需要適當(dāng)?shù)匕惭b和配置警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施例中，適配器114與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的有線端子物理耦合。例如， 端子140、142可以與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的端子物理耦合。然后，適配器114使用有線過(guò)程通信模塊138將來(lái)自手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的有線HART⑧信號(hào)實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)換為可以由無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊120傳送到無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)。適配器114還可以將來(lái)自無(wú)線啟用現(xiàn)
8場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)關(guān)的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)轉(zhuǎn)換或適配為手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以處理的過(guò)程有線信號(hào)。優(yōu)選地，根據(jù)至少一個(gè)本質(zhì)安全規(guī)范構(gòu)造手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具和適配器114。在另一實(shí)施例中，適配器114可以與手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具間隔開。在本實(shí)施例中， 適配器114接收例如來(lái)自手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具的藍(lán)牙信號(hào)的低功率射頻信號(hào)并使用適當(dāng)?shù)呐渲煤?或軟件指令，控制器130可以將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)臒o(wú)線過(guò)程通信信號(hào)。例如， 可以將藍(lán)牙信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線HART 信號(hào)。可以將這些無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)傳送到無(wú)線啟用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)關(guān)。適配器114還被配置為將無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)轉(zhuǎn)換為手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具可以處理的藍(lán)牙信號(hào)。在另一實(shí)施例中，適配器114可以與需要軟件來(lái)運(yùn)行的藍(lán)牙啟用計(jì)算機(jī)物理連接或位于其遠(yuǎn)程位置以執(zhí)行環(huán)測(cè)試和/或段測(cè)試。在本實(shí)施例中，適配器114將來(lái)自計(jì)算機(jī)的藍(lán)牙信號(hào)轉(zhuǎn)換為例如無(wú)線HART 信號(hào)的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)，然后，無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)被傳送到無(wú)線啟用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)關(guān)。適配器114還可以反向操作，將來(lái)自無(wú)線啟用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或網(wǎng)關(guān)的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的藍(lán)牙信號(hào)。在另一實(shí)施例中，適配器114可以與計(jì)算機(jī)上的USB端口物理連接。然后，計(jì)算機(jī)運(yùn)行適當(dāng)?shù)能浖詧?zhí)行無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上的環(huán)和/或段測(cè)試。在本實(shí)施例中，適配器114將經(jīng)由USB模塊134接收的通信信息轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)臒o(wú)線過(guò)程通信信號(hào)以用于通過(guò)無(wú)線過(guò)程通信模塊120傳送。適配器114還可以反向操作，將從模塊120接收的無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)經(jīng)由模塊134傳送到計(jì)算機(jī)。此外，在適配器114包括GPS模塊144的實(shí)施例中，可以使用相對(duì)于適配器114的位置的附加數(shù)據(jù)來(lái)增加環(huán)測(cè)試和/或段測(cè)試。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例執(zhí)行無(wú)線過(guò)程通信環(huán)和/或設(shè)備的環(huán)和/或段測(cè)試方法的流程圖。方法250在塊252開始，其中，手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具或適當(dāng)?shù)挠?jì)算設(shè)備與無(wú)線過(guò)程通信適配器耦合。可以物理地(254)進(jìn)行該耦合，例如使用過(guò)程有線連接(256)或使用 USB連接058)。附加地或備選地，耦合可以是無(wú)線的沈0。方法250在塊262繼續(xù)，其中， 啟動(dòng)環(huán)/段測(cè)試。隨后，塊264通過(guò)無(wú)線過(guò)程通信適配器執(zhí)行手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具或個(gè)人計(jì)算機(jī)與無(wú)線過(guò)程通信環(huán)和/或一個(gè)或多個(gè)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的交互。一旦塊264的交互完成， 在塊266記錄測(cè)試結(jié)果?？梢栽谑殖质浆F(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具中記錄測(cè)試結(jié)果和/或?qū)y(cè)試結(jié)果存儲(chǔ)在無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器中以用于隨后將其傳送到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備管理系統(tǒng)或其它適當(dāng)軟件應(yīng)用中。盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改變。
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權(quán)利要求
1.一種無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，包括 電源；與電源耦合的控制器；與控制器耦合的低功率射頻通信模塊；與控制器耦合的無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊；以及其中，控制器被配置為基于從低功率射頻通信模塊接收的信息，通過(guò)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，控制器還被配置為基于從無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊接收的信息，通過(guò)低功率射頻通信模塊進(jìn)行通信。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，低功率射頻通信模塊根據(jù)藍(lán)牙規(guī)范進(jìn)行通信。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊根據(jù)無(wú)線 HART規(guī)范進(jìn)行通信。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，電源是可再充電電池。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，還包括與電源和控制器可操作耦合的 USB通信模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，還包括可操作地布置在多個(gè)終端和控制器之間的有線過(guò)程通信協(xié)議模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，有線過(guò)程通信協(xié)議模塊是HART過(guò)程通信協(xié)議模塊。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，還包括GPS接收機(jī)，與控制器耦合，以向控制器提供對(duì)適配器的地理位置的指示。
10.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，控制器具有可更新的固件。
11.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，還包括與控制器耦合的附加低功率射頻通信模塊。
12.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，其中，控制器還被配置為對(duì)多個(gè)低功率射頻通信模塊之間的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
13.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器，還包括附加無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊，其中，多個(gè)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊被配置為根據(jù)不同的無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議來(lái)進(jìn)行通信。
14.一種確定相對(duì)于無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后信息的方法，所述方法包括 將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器；使用手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具產(chǎn)生對(duì)于校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)的請(qǐng)求； 基于請(qǐng)求構(gòu)造無(wú)線過(guò)程通信信號(hào)，將該信號(hào)傳送至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備； 從無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收校準(zhǔn)前數(shù)據(jù)/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)，作為無(wú)線過(guò)程通信信息；以及存儲(chǔ)校準(zhǔn)前/校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器包括將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具物理耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器包括根據(jù)無(wú)線握手過(guò)程將兩個(gè)設(shè)備配成對(duì)。
17.一種使用手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具對(duì)過(guò)程通信環(huán)或段進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試的方法，方法包括將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器；使用手持式現(xiàn)場(chǎng)維持工具啟動(dòng)驗(yàn)證測(cè)試；使用無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器與至少一個(gè)無(wú)線過(guò)程設(shè)備交互；以及記錄驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器包括將手持式現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工具物理耦合至無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，物理耦合是經(jīng)由無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器中的過(guò)程有線通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，物理耦合是經(jīng)由通用串行總線連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)適配器(114)包括電源(132)、控制器(130)、低功率射頻通信模塊(122)和無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊(120)?？刂破?130)與電源(132)耦合。低功率射頻通信模塊(122)還與控制器(130)耦合。無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊(120)與控制器(130)耦合?？刂破?130)被配置為基于從低功率射頻通信模塊(122)接收的信息，通過(guò)無(wú)線過(guò)程通信協(xié)議模塊(120)進(jìn)行通信。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102365596SQ201080014264
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者克拉克·T·盧埃林, 大衛(wèi)·J·貝克, 奧爾登·C·拉塞爾, 托德·M·托普克, 斯圖爾特·A·哈利斯, 斯蒂芬·阿姆斯特朗, 約瑟夫·奇特拉諾, 阿蘭·R·杜威 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司