工业无线网络中的分组区分优先次序制造技术

一种提供网络中的节点的无线通信装置(40)包括：无线传送器(48)；无线接收器(46)，传送缓冲器(52)；以及分组区分优先次序单元(50)，配置成：得到与要在网络中传送的分组相关的数据；得到分组的剩余生存期的指示，其中指示基于到达目的地节点所需的时间；按照剩余生存期指示来对分组区分优先次序，其中优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定；以及将分组放在传送缓冲器中供按照优先次序进行传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对工业无线网络中的分组的发送区分优先次序的方法及装置
一般来说，本专利技术涉及工业无线网络中的无线通信装置。更具体来说，本专利技术涉及一种用于对工业无线网络中的分组的发送区分优先次序的方法，以及涉及一种无线通信装置和一种用于无线通信装置的计算机程序产品。
技术介绍
无线传感器网络已知为用于过程控制系统中。关于这类网络的示例是ZigBee和WirelessHart、ISA100、WIA-PA和蓝牙。还存在一些基于WLAN的传感器网络。在这类系统中，分组可能保持在系统中，长时间等待传送。这由于多种原因而是成问题的。旧分组可能是无用的。在例如过程控制中，旧测量值最多是无用和无害的，而在最坏情况下是有害的，并且可导致控制中的问题。此外，如果系统中存在旧分组，则没有有效地使用系统资源。当无用数据正被传送时，有用数据可能在缓冲器中等待传送。因此，需要对传送区分优先次序。例如在US7668150中描述了移动电话系统中的优先次序，而US2011/0176521描述了无线传感器网络中的分组的优先次序。但是，仍然存在对本领域中的改进的需要。因此，存在对于相对工业无线网络的改进的需要。
技术实现思路
本专利技术针对提供改进的工业无线通信网络。本专利技术的一个目的是提供一种用于对工业无线网络中的分组的发送区分优先次序的改进方法。按照本专利技术的第一方面，这个目的通过一种用于对工业无线网络中的分组的发送区分优先次序的方法来实现，该方法由无线通信装置(其作为工业无线通信网络中控制过程的节点)来执行，该方法包括下列步骤：得到与要在网络中传送的分组相关的数据，得到所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，按照剩余生存期指示来对数据分组区分优先次序，其中优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定，以及按照优先次序来传送分组。本专利技术的另一方面是提供一种在工业无线网络中的改进无线通信装置。按照本专利技术的第二方面，这个目的通过一种用于工业无线网络的无线通信装置来实现，该无线通信装置提供工业无线通信网络中的节点并且包括：无线传送器，无线接收器，传送缓冲器，以及分组区分优先次序单元，配置成：得到与要在网络中传送的分组相关的数据，得到所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，按照剩余生存期指示来对分组区分优先次序，其中优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定，以及将分组放在传送缓冲器中供按照优先次序进行传送。本专利技术的另一目的是提供一种用于无线通信装置的计算机程序产品，该计算机程序产品提供改进无线通信装置。按照第三方面，这个目的通过一种用于无线通信装置的计算机程序产品来实现，用于无线通信装置，该无线通信装置提供工业无线网络中的节点，该计算机程序产品包括具有计算机程序代码的数据载体，计算机程序代码在运行于形成无线通信装置的区分优先次序单元(50)的处理器时使区分优先次序单元：得到与要在网络中传送的分组相关的数据，得到所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，按照剩余生存期指示来对数据分组区分优先次序，其中优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定，以及按照优先次序来传送分组。本专利技术具有多个优点。通过引入上述机制，允许多个应用通过同一无线传感器网络来传递分组是简单的。来自具有极严格等待时间要求的关键应用的分组可优先于较低关键的应用(例如监测)，除非监测分组具有短生存时间。附图说明下面将参照附图来描述本专利技术，附图包括：图1示意示出用于控制使用工业无线网络的过程的控制系统，图2示出工业无线网络中的无线通信装置的示意框图，图3示意示出提供有TTL指示符的数据分组，图4示出由无线通信装置所执行、用于对分组的发送区分优先次序的方法中的多个方法步骤的流程图，图5示意示出TTL值相对时间和过程周期的两个曲线，以及图6示意示出携带用于实现无线通信装置的区分优先次序单元的程序代码的数据载体。具体实施方式下面将给出本专利技术的优选实施例的详细描述。图1示意示出用于过程的控制系统10、即过程控制系统。该过程可以是工业过程，并且还可以是多种不同类型的过程的任一种，例如纸浆和纸张生产过程、石油或天然气生产或精炼过程、输电过程或配电过程。控制系统10例如可以是用于控制过程的基于对象的计算机化系统。图1中，过程控制系统10包括连接到第一总线B1的多个操作员终端12和14。还存在第二总线B2，并且在第一与第二总线B1、B2之间连接有提供过程的控制的第一服务器15、提供安全应用的第二服务器16以及提供监测应用(例如采取维护确定应用的形式)的第三服务器17。还存在设置于两个总线B1与B2之间的数据库18，以及在这个数据库18中，存储数据、例如与所有上述应用相关的历史数据。与第二总线B2还连接了网关20，该网关又连接到无线网络WN。无线网络WN可以是工业网络，并且也可以是无线通信网络。更具体来说，它可以是无线传感器和致动器网络(WSAN)，并且因而可以是与工业标准、例如WirelessHart兼容的工业无线传感器和致动器网络。在这个无线网络WN中，示出七个例示节点。存在第一节点24、第二节点26、第三节点28、第四节点30、第五节点32和第六节点34。这些节点采取无线通信装置或无线现场装置的形式来提供。这些现场装置以及网关是工业无线网络WN中的节点。因此，网关20可被认为是第七节点。现场装置是作为到过程的接口的装置，并且它们与网关20无线通信。在例示网络中，第一、第二和第三节点24、26、28还示为与网关20进行通信，而第四和第五节点30和32与第一、第二和第三节点24、26和28进行通信。第六节点34又与第四和第五节点30和32进行通信。虽然第四、第五和第六节点30、32和34没有与网关20直接通信，但是它们仍然能够使用单跳或多跳技术来与其通信。当例如第六节点34正发送数据时，这个数据经由第五或第六节点、连同经由第一、第二或第三节点24、26和28来转发给网关20。类似地，第一、第二和第三节点24、26、28可充当由第四和第五节点30和32所发送的数据的中继节点。实现第一、第二、第三、第四、第五和第六节点24、26、28、30、32和34的现场装置(若涉及到第一应用)可负责执行过程的某种类型的控制活动(例如，测量过程参数、例如过程的物理性质)或者提供过程中的控制活动(例如，起动阀门、操作泵、开关等)。现场装置的实际控制由服务器15来执行。它们也可提供其他应用的数据。图2示出无线通信装置40中组成工业无线网络中的节点的单元的示意框图。这个无线通信装置40可以是现场装置，其实现网络中的节点、例如第四节点30。但是，它也可以是网关20。无线通信装置40在这里包括分组区分优先次序单元50，其连接到应用操控单元42(其设置用于向应用提供数据并且从应用接收数据)。它还经由传送缓冲器52连接到传送器电路48或无线传送器。传送器电路48又连接到天线44，其也连接到接收器电路46或无线接收器。接收器和传送器电路46和48可结合在一个电路、即收发器电路中。图3示出包含目标地址DA、源地址SA、生存时间指示符TTL和数据DATA的例示数据分组DP。现在还将参照图4来描述本专利技术的第一实施例的机能，图4示出在无线通信装置中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对工业无线网络(WN)中的分组的发送区分优先次序的方法，所述方法由作为所述工业无线通信网络中控制过程的节点的无线通信装置(40)来执行，所述方法包括下列步骤：‑ 得到(64)与要在所述网络中传送的分组(DP)相关的数据，‑ 得到(58，60)所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，‑ 按照所述剩余生存期指示来对所述数据分组区分优先次序(66)，其中所述优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定，以及‑ 按照所述优先次序来传送(68)所述分组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对工业无线网络中的分组的发送区分优先次序的方法，所述方法由作为所述工业无线网络中控制工业过程的节点的无线通信装置(40)来执行，所述方法包括下列步骤：得到(54)与要在所述网络中传送的分组相关的数据，所述分组包括与不同应用关联的分组，得到(58，60)所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，其中所述剩余生存期的指示基于所述应用的重要性对于不同应用以不同方式来确定，以及与所述过程的控制相关的分组的所述剩余生存期的指示还基于其中测量足够新以在所述控制中具有任何作用的所述控制的周期，按照所述剩余生存期指示来对所述分组区分优先次序(66)，其中所述优先次序从低剩余生存期到高剩余生存期的指示按升序制定，以及按照所述优先次序来传送(68)所述分组，其中所述方法包括接收具有剩余生存期的指示的分组，并且按照下列更新函数来更新(60)所述剩余生存期的指示TTL(n)=TTL(n-1)-k*C*P/(P–t)，其中，TTL(n)是所述节点的所接收分组的所述剩余生存期的指示，TTL(n-1)是前一节点的所述剩余生存期的指示，k是常数，0<k<1，C是所述分组关键性，P是所述过程的周期，以及t是自所述分组的初始传送的时间，以及P/(P-t)能够采用(P-t)/P来取代。2.如权利要求1所述的方法，还包括丢弃(64)具有不足以到达所述目的地节点的剩余生存期的指示的分组。3.如权利要求2所述的方法，其中，具有不足剩余生存期的所述指示包括具有零或更小剩余生存期的指示的分组。4.如权利要求1所述的方法，其中，到达目的地节点所需的时间考虑所述分组到达目的地节点所需的跳数。5.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述得到数据包括得到在所述节点中生成供作为新数据分组传送的数据，以及所述得到剩余生存期的指示包括生成(58)所述指示。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述剩余生存期的指示作为分组关键性C、到所述目的地的距离d和所述过程的周期P的函数来生成。7.如权利要求1-4和6中的任一项所述的方法，其中，所述得到数据包括接收所传送分组的重传指示，并且按照更新函数来更新所述剩余生存期的指示。8.一种用于工业无线网络控制工业过程的无线通信装置(40)，所述无线通信装置提供所述工业无线网络中的节点(30)，并且包括：无线传送器(48)，无线接收器(46)，传送缓冲器(52)，以及分组区分优先次序单元(50)，配置成：得到与要在所述网络中传送的分组相关的数据，所述分组包括与不同应用关联的分组，得到所述分组的剩余生存期的指示，所述指示基于到达目的地节点所需的时间，其中所述剩余生存期的指示基于所述应用的重要性对于不同应用以...

【专利技术属性】
技术研发人员：P奥坦，T伦恩瓦尔，M吉德伦德，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH