[發明專利]用于增強無線網狀網絡通信的器件和方法

無效

• 申請號: 201210338708.9
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102857935A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: R·R·尼克爾斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04W24/00;H04W84/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;朱海煜

技術領域

本文描述的實施例通常涉及無線通信，并且更特別地，涉及用于增強經由無線網狀網絡傳送的通信的方法和器件。

背景技術

許多已知的通信網絡配置為無線網狀網絡(Wireless?Mesh?Network，WMN)。這樣的WMN包含以網狀拓撲組織的多個無線電節點。至少一些已知的WMN是無線寬帶網絡，有時稱為Wi-Fi網絡，其使用電氣和電子工程師協會(IEEE)標準802.16^TM。這樣的Wi-Fi網絡以超過10兆比特每秒(Mbits/sec)傳送大量信息并且操作于超過2.4千兆赫(GHz)的頻率范圍內。而且，這樣的Wi-Fi網絡使用全向天線、定向天線、或其組合，并且已知具有相對高的功耗率，例如，超過400毫安(mA)每網絡裝置。

此外，至少一些已知的WMN使用規格或WirelessHART^TM標準，兩者都基于用于低速率無線網絡的IEEE標準802.15.4^TM。這樣的低速率無線網絡傳送相對少量的信息，例如，大致250千比特每秒(Kbits/sec)或更少。這樣的低速率無線網絡以大致2.4千兆赫(GHz)或更低的頻率操作。同樣，與Wi-Fi網絡相比，這樣的低速率無線網絡具有相對低的功耗率，例如少于50mA每裝置。

對于更昂貴的Wi-Fi網絡這樣的低速率無線網絡是復雜度更低、具有成本效益的替代品，并且用于網絡業務典型地限于傳感器信息的工業設施中。然而，這樣的已知的低速率無線網絡排他地使用全向天線。這樣的全向天線具有大致25米(m)(82英尺(ft))的范圍。此外，很多工業設施安置在具有崎嶇地形的區域中，并且可能要求大量的全向天線，每個放置在彼此之間50m之內，由此增加了安裝的復雜性和成本。而且，一些極其崎嶇的地帶可能實質上排除全向天線的使用。

發明內容

在一個方面，提供一種無線網狀網絡。無線網狀網絡包含至少一個數據收集裝置。無線網狀網絡還包含多個定向天線，其可操作地(operatively)彼此耦合并耦合到該至少一個數據收集裝置。無線網狀網絡配置為以大致250千比特每秒(Kbits/sec)或更低的數據速率、并且以大致2.4千兆赫(GHz)或更低的頻率傳送信息。

在另一方面，提供一種組裝網絡的方法。該方法包含提供至少一個數據收集裝置以及提供多個定向天線。該方法還包含將多個定向天線中的至少一個可操作地耦合到該至少一個數據收集裝置。該網絡配置為以大致250千比特每秒(Kbits/sec)或更低的數據速率、并且以大致2.4千兆赫(GHz)或更低的頻率傳送信息。

在又一方面，提供一種監測系統。監測系統包含至少一個傳感器測量裝置和至少一個數據收集裝置。監測系統還包含耦合到該至少一個數據收集裝置和該至少一個傳感器測量裝置的無線網狀網絡。無線網狀網絡包含多個定向天線，其可操作地彼此耦合并且耦合到該至少一個數據收集裝置。無線網狀網絡配置為以大致250千比特每秒(Kbits/sec)或更低的數據速率、并且以大致2.4千兆赫(GHz)或更低的頻率傳送信息。

附圖說明

通過結合附圖參考以下描述可以更好地理解本文所描述的實施例。

圖1是可以用于監測和/或控制機器的操作的示范性的計算裝置的框圖。

圖2是示范性的機器監測系統的框圖，該系統包含機器控制器以及經由網絡的一部分在通信上耦合的設施控制器。

圖3是圖2所示出的機器監測系統的示意圖。

圖4是可以與圖3所示出的監測系統一起使用的多個示范性的全向天線的示意圖。

圖5是可以與圖3所示出的監測系統一起使用的多個定向天線的示意圖。

圖6是將圖4所示出的全向天線和圖5所示出的定向天線集成在圖2所示出的監測系統的示意圖。

圖7是組裝圖6所示出的網絡的示范性的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1是可以用于監測和/或控制機器(在圖1中未示出)的操作的示范性的計算裝置105的框圖。在一些實施例中，計算裝置105是數據收集裝置。計算裝置105包含存儲器裝置110和可操作地耦合到存儲器裝置110用于執行指令的處理器115。在一些實施例中，可執行指令存儲于存儲器裝置110中。計算裝置105配置為通過編程處理器115來進行本文所描述的一個或多個操作。例如，處理器115可以通過將操作編碼為一個或多個可執行指令以及在存儲器裝置110中提供可執行指令來編程。處理器115可包含一個或多個處理單元(例如，在多核配置中)。