无线传感器网络网关(102)包括由壳体(126)支撑的安全侧电路(120)、危险侧电路(124)和隔离电路(122)。安全侧电路(120)包括安全侧电源电路(140)和安全侧数据输入/输出(I/O)电路(142)。危险侧电路(124)包括危险侧电源电路(148)和危险侧数据I/O电路(152)。隔离电路(122)将安全侧电路(120)与危险侧电路(124)分开。隔离电路(122)包括将安全侧电源电路(140)耦合到危险侧电源电路(148)并在安全侧电源电路(140)和危险侧电源电路(148)之间形成本质安全屏障的电源隔离电路(154)以及将安全侧数据I/O电路(142)耦合到危险侧数据I/O电路(152)并在安全侧数据I/O电路(142)和危险侧数据I/O电路(152)之间形成本质安全屏障的数据隔离电路(156)。数据隔离电路(156)。数据隔离电路(156)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于现场安装的接入点天线的集成本质安全输出的无线传感器网络网关
[0001]本公开的实施方案总体上针对一种无线传感器网络网关，该无线传感器网络网关用于为位于危险环境中的无线传感器的一个或多个接入点智能天线供电并与其通信。
技术介绍
[0002]工业过程现场设备用于工业过程控制和监视系统中，以使用过程传感器(例如压力传感器、温度传感器等)来监视工业过程变量和/或控制一个或多个与工业过程互动的控制设备(例如，致动器、阀门等)。
[0003]通常，受控制或监视的工业过程位于危险环境中，诸如具有易燃气体或蒸气、易燃液体、可燃粉尘、可燃纤维等的空气环境，在这种环境中始终存在可能着火或爆炸的风险。根据行业公认的危险环境分类惯例，在正常运行条件下具有或可能具有可燃浓度的易燃气体或蒸气的环境被指定为0区、1区或1分区区域，而仅在异常条件下才可能出现可燃浓度的易燃气体或蒸气的环境被指定为2区或2分区区域。不存在可燃或易燃材料的环境通常被称为非危险或安全区域。
[0004]通常，必须使用诸如“本质安全”之类公认的技术来构造将要位于危险环境中的现场设备，使其具有防爆保护。本质安全设备通过限制电子器件中存在的能量并确保电子组件之间的距离足够远以防止在发生电气故障时产生电弧，从而防止易燃气体着火。电子元件产生的热量也得到控制。在2区或2分区危险环境中使用的设备要求不那么严苛，因为仅在异常条件下，易燃或可燃材料才以可燃浓度存在。
技术实现思路
[0005]本公开的实施方案针对于无线传感器网络网关，其被配置为位于非危险环境中，并为位于危险环境中的无线传感器网络的一个或多个天线供电并与其通信数据。在一个实施方案中，网关包括安全侧电路、危险侧电路和隔离电路。安全侧电路包括被配置为从非本质安全电源接收电力的安全侧电源电路，以及被配置为与非本质安全设备通信数据的安全侧数据输入/输出(I/O)电路。危险侧电路包括被配置为向天线传送电力的危险侧电源电路，以及被配置为向或从天线传递数据信号的危险侧数据I/O电路。隔离电路将安全侧电路与危险侧电路分开。隔离电路包括将安全侧电源电路耦合到危险侧电源电路并在安全侧电源电路和危险侧电源电路之间形成本质安全屏障的电源隔离电路，以及将安全侧数据I/O电路耦合到危险侧数据I/O电路并在安全侧数据I/O电路和危险侧数据I/O电路之间形成本质安全屏障的数据隔离电路。网关的壳体支撑安全侧电路、危险侧电路和隔离电路。
[0006]网关的另一个实施方案被配置为向位于危险环境中的无线传感器网络的多个天线供应电力并与其通信数据。网关包括安全侧电路、危险侧电路和隔离电路。安全侧电路包括被配置为从非本质安全电源接收电力的安全侧电源电路，以及多个安全侧数据输入/输出(I/O)电路，每个安全侧数据输入/输出电路被配置为与非本质安全设备通信数据。危险
侧电路包括被配置为向多个天线传送电力的危险侧电源电路；以及多个危险侧数据I/O电路，每个危险侧数据I/O电路被配置为将向或从多个天线中的一个传递数据信号。隔离电路将安全侧电路与危险侧电路分开。隔离电路包括将安全侧电源电路耦合到危险侧电源电路并在安全侧电源电路和危险侧电源电路之间形成本质安全屏障的电源隔离电路，以及多个数据隔离电路，每个数据隔离电路将多个安全侧数据I/O电路中的一个耦合到多个危险侧数据I/O电路中的对应的一个，并在多个安全侧数据I/O电路与对应的多个危险侧数据I/O电路之间形成本质安全屏障。网关的壳体支撑安全侧电路、危险侧电路和隔离电路。
[0007]提供本
技术实现思路
以简化形式介绍一些概念，这些概念在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中指出的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
[0008]图1是根据本公开的实施方案的包括无线传感器网络网关的工业过程传感器网络的简化图。
[0009]图2是根据本公开的实施方案的示例性网关的简化图。
[0010]图3是根据本公开的实施方案的示出用于将图2的网关连接到多个天线的电源连接和数据连接的简化图。
[0011]图4是根据本公开的实施方案的包括示例性网关的无线传感器网络的示例的简化图。
[0012]图5是根据本公开的实施方案的示出用于将图4的网关连接到多个天线的电源连接和数据连接的简化图。
[0013]图6是根据本公开的实施方案的图4的网关的简化图。
[0014]图7是根据本公开的实施方案的无线传感器网络网关的示例的简化图示。
[0015]图8是根据现有技术的工业过程控制系统的无线传感器网络的简化图。
具体实施方式
[0016]下文参考附图更充分地描述本公开的实施方案。使用相同或相似附图标记标识的元件是指相同或相似元件。然而，本公开的各种实施方案可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开将是透彻和完整的，并且这些实施方案将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
[0017]如本文所用，术语“危险环境”是指已被归类为危险的环境(例如，被归类为0区、1区、2区、1分区或2分区的环境)，其中电子现场设备必须满足特定防爆安全标准，诸如本质安全标准。如本文所用，术语“非危险环境”或“安全环境”是指已被归类为非危险的环境，其中现场设备不需要满足防爆安全标准，或者被归入2区或2分区的环境，其中防爆要求不那么严苛。
[0018]图8是根据现有技术的工业过程控制系统的无线传感器网络300的简化图。在所示的系统中，无线过程变量传感器302安装在危险环境304中，并被配置为与接入点智能天线306无线通信数据。天线306通常还位于危险环境304内并且靠近传感器302以实现最佳网络
性能。因此，传感器302和天线306都必须被配置为本质安全设备，以便在危险环境304中运行。
[0019]无线传感器网络网关310用于为天线306供电并将从天线306传递的数据信号路由到非本质安全(NIS)设备312。由于由NIS电源314提供的运行网关310所需的电力，将网关310设计为满足危险环境的本质安全要求是不切实际的，因为对电压、电流和电力的限制很严格。因此，网关310必须位于防爆要求不那么严苛的2区或2分区区域内或在非危险环境316中。
[0020]可以通过有线数据连接318在天线306和网关310之间传送数据信号，并且可以通过有线电源连接320从网关310向天线306供应电力。为了确保天线306满足危险环境304的本质安全标准，沿着非危险区域316内的网关310和天线306之间的连接318和320设置本质安全屏障322和324。
[0021]图8中所示的分区网关310以及本质安全屏障322和324布置大体上对应于无线传感器网络300的常规配置，诸如使用Emerson 1410D网关和Emerson781远程链路(智能天线)形成的那些。然而，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线传感器网络网关，所述无线传感器网络网关被配置为位于非危险环境中，并为位于危险环境中的无线传感器网络的天线供电并与其通信数据，所述网关包括：安全侧电路，所述安全侧电路包括：被配置为从非本质安全电源接收电力的安全侧电源电路；以及被配置为与非本质安全设备通信数据的安全侧数据输入/输出(I/O)电路；危险侧电路，所述危险侧电路包括：被配置为向所述天线传送电力的危险侧电源电路；以及被配置为将数据信号传递到所述天线以及从所述天线传递数据信号的危险侧数据I/O电路；隔离电路，所述隔离电路将所述安全侧电路与所述危险侧电路分开，所述隔离电路包括：将所述安全侧电源电路耦合到所述危险侧电源电路，并在所述安全侧电源电路和所述危险侧电源电路之间形成本质安全屏障的电源隔离电路；以及将所述安全侧数据I/O电路耦合到所述危险侧数据I/O电路，并在所述安全侧数据I/O电路和所述危险侧数据I/O电路之间形成本质安全屏障的数据隔离电路；以及壳体，所述壳体支撑所述安全侧电路、所述危险侧电路和所述隔离电路。2.根据权利要求1所述的网关，其中所述电源隔离电路包括变压器。3.根据权利要求2所述的网关，其中所述数据隔离电路包括电流隔离电路。4.根据权利要求3所述的网关，其中所述电流隔离电路包括光耦合器。5.根据权利要求3所述的网关，其中所述危险侧电源电路包括电压输出调节电路，所述电压输出调节电路被配置为调节输送到所述天线的电力的电压。6.根据权利要求5所述的网关，其中所述安全侧电源电路包括熔断器。7.根据权利要求3所述的网关，其中所述数据隔离电路被配置为阻止电信号在所述安全侧数据I/O电路和所述危险侧数据I/O电路之间直接传播。8.根据权利要求3所述的网关，其中所述安全侧数据I/O电路和/或所述危险侧数据I/O电路被配置为实施选自由以下组成的组的数据通信标准：RS
‑
485、基金会现场总线、现场总线本质安全概念和IEEE 802.3cg/APL/2
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WISE。9.根据权利要求1所述的网关，其中：所述壳体包括模块接收器；并且所述网关包括：可移除地容纳在所述模块接收器内的模块，所述模块包括所述隔离电路的至少一部分和/或危险侧电路的至少一部分；以及被配置为将所述模块固定在所述模块接收器内的协作连接器，其中当所述模块容纳在所述模块接收器内时，在所述安全侧电路与所述危险侧电路的所述部分和/或所述隔离电路的所述部分之间形成电连接。10.根据权利要求9所述的网关，其中所述模块包括以下中的一者：所述电源隔离电路的至少一部分和/或所述危险侧电源电路的至少一部分；以及所述数据隔离电路的至少一部分和/或所述危险侧数据I/O电路的至少一部分。11.一种无线传感器网络网关，所述无线传感器网络网关被配置为位于非危险环境中，
并为位于危险环境中的无线传感器网络的多个天线供...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：
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