[發明專利]分集天線外殼

在審

• 申請號: 201310308982.6
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103700921A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 布萊特·羅伯特·莫里森;查德·邁克爾·麥克蓋爾;丹尼爾·克利福德·卡爾森
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q21/00;H04B7/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 閆曄

背景技術

本發明大體上涉及無線設備，并且更具體地涉及具有電路卡的工業過程現場設備，該工業過程現場設備具有基于設備方向和接收信號強度指示(RSSI)測量而選擇的用于發送和接收的多個分級集成天線。

術語“現場設備”覆蓋測量和控制參數(例如，壓力、溫度和流速)的大范圍的過程管理設備。很多現場設備包括收發機，該收發機充當工業過程可變傳感器和遠程控制或監視設備(例如，計算機)之間的通信中繼。例如，傳感器的輸出信號通常不足以有效地與遠程控制或監視設備進行通信。現場設備通過從傳感器接收通信，將此信號轉換為更有效用于較長距離通信的形式(例如，調制4-20mA電流環信號或無線協議信號)，并向遠程控制或監視設備發送已轉換的信號，來彌補此不足。

現場設備用于監視并控制工業過程的各種參數(包括，壓強、溫度、粘性和流速)。其他現場設備促動閥門、泵和工業過程的其他硬件。每個現場設備一般包括：包含促動器和/或傳感器的密封外殼，用于接收和處理傳感器和控制信號的電子器件，以及用于發送已處理的傳感器信號使得可以遠程監視每個現場設備和工業過程參數的電子器件。大規模工業制造工廠一般使用跨越廣泛領域分布的很多現場設備。這些現場設備通常與公共控制或監視設備進行通信，允許中央監視和控制工業過程。已經將各種無線網絡結構(包括，星型網絡(具有和不具有層級分支)和網狀網絡)用于現場設備。

多種無線設備使用具有分集位置和/或方向的多個天線，用于更加魯棒的信號接收和發送。具有分集天線陣列的兩個設備之間通信的信號強度和噪聲電平在接收和發送設備的每個天線組合之間可以是不同的。一些無線系統合并來自多個分集天線的信號，(假定N個獨立瑞利分布信號)的單個合成信號，而其他無線系統一次僅使用一個天線，選擇該天線用于優化信號強度或降低噪聲。一次僅使用一個天線用于發送和接收的系統普遍用于功率受限設備(例如，以電池或收集的能量而操作的設備)，以最小化發送和接收期間的功率消耗。

存在各種方法用于在分集天線系統中選擇單個天線用于信號發送和/或接收。一些系統僅在配置模式期間檢測RSSI或噪聲電平，選擇最強或最小噪聲天線，并將此天線用于發送和/或接收，直到手動地返回配置模式。其他系統基于連續地或周期地使用所選擇的天線測試噪聲電平，并且每當所測量的噪聲電平超過預定閾值時自動地發起類似配置模式。若干系統使用設備位置來選擇發送或接收天線。

發明內容

本發明涉及無線設備，所述無線設備包括多個分集天線、被配置為確定所述無線設備的方向的加速計以及處理器。所述處理器被配置為：首先基于所確定的所述無線設備的方向選擇主鏈路配置。主鏈路配置指定：所述多個分集天線中的一個或更多個，以及被配置為傳輸所述有效載荷消息的另一無線設備的一個或更多個分集天線。所述處理器還被配置為：使用所述主鏈路配置接收有效載荷消息，記錄針對所接收的有效載荷消息的接收信號強度指示(RSSI)值，以及周期性地測試針對備選鏈路配置的RSSI。所述處理器比較所述主鏈路配置和所述備選鏈路配置之間的RSSI，并且如果所述比較指示所述備選鏈路配置RSSI大于主鏈路配置RSSI，則修改所述主鏈路配置。

附圖說明

圖1是根據本發明的現場設備的透視圖。

圖2是圖1的現場設備的示意性方框圖。

圖3是包括圖1的現場設備的無線網絡的示意圖。

圖4a是圖1的現場設備所使用的用于選擇天線配置的方法的流程圖。

圖4b是圖1的現場設備所使用的用于選擇天線配置的備選方法的流程圖。

具體實施方式

圖1是現場設備10的一個可能實施例的透視圖，現場設備10包括：外殼12、平板部14、密封蓋16、裝配點18和天線20(以虛線示出)。現場設備10是感測或促動工業過程參數的工業過程現場設備，在下文中將參考圖2進一步詳細描述。現場設備10可以與外部過程換能器(未示出)相連，或可以包括內部換能器。可能的換能器類型包括溫度、壓強、流量和粘性傳感器，以及泵、閥門和引擎促動器。現場設備10能夠使遠程設備(例如，中央處理監視和控制系統)無線地向換能器發送和接收傳感器數據和/或命令。