數(shù)據(jù)包傳輸和交付系統(tǒng)與方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年9月14日提交的美國臨時專利申請序列號61/700, 942的 權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)包傳輸和交付系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個方面中，本發(fā)明涉及一 種用于在客戶服務器（customer server)與第一遙遠的現(xiàn)場單元（field unit)之間傳輸 數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報的方法和系統(tǒng)，該第一遙遠的現(xiàn)場單元位于具有多個地理上鄰近的現(xiàn)場單 元的遙遠的地理區(qū)域內(nèi)。在本發(fā)明另一個方面中，本發(fā)明涉及遙遠監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集。在本 發(fā)明另一個方面中，本發(fā)明涉及一種反復地從遙遠的源收集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。在本發(fā)明 另一個方面中，本發(fā)明涉及一種射頻通信系統(tǒng)，該射頻通信系統(tǒng)通過沿著預定路線傳輸數(shù) 據(jù)包來進行通信。在本發(fā)明另一個方面中，本發(fā)明涉及監(jiān)控和通信系統(tǒng)，諸如用于監(jiān)控和報 告與遙遠數(shù)據(jù)生成設(shè)施相關(guān)聯(lián)的各種參數(shù)。在本發(fā)明另一個方面中，本發(fā)明涉及一種無線 射頻通信系統(tǒng)，用于在地理區(qū)域內(nèi)的多個地理上鄰近的生成現(xiàn)場單元與遙遠客戶服務器之 間傳輸命令和數(shù)據(jù)包。在本發(fā)明的又一個方面中，本發(fā)明涉及一種用于通過預定路徑在遙 遠的分離的基站之間進行無線通信的方法。本發(fā)明還涉及一種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議服務器，被配置 為接收用于與在地理上分散的現(xiàn)場站之間通信的數(shù)據(jù)報，并且至少部分根據(jù)所接收到的數(shù) 據(jù)報生成一個或多個通信數(shù)據(jù)包。此外，本發(fā)明涉及基于傳感器監(jiān)控定義的技術(shù)信息以生 成至少部分由射頻通信系統(tǒng)沿著定義的數(shù)據(jù)從遙遠位置通信給客戶服務器的數(shù)據(jù)。
【背景技術(shù)】
[0004] 在中心位置從遙遠的源收集數(shù)據(jù)是司空見慣的。收集方法已從手動收集和書寫報 告演變成手動或者電子地收集電子報告。電子地收集數(shù)據(jù)在無線互聯(lián)網(wǎng)接入充足的城市地 區(qū)很常見，但是在互聯(lián)網(wǎng)接入不可用或者使用昂貴的邊遠地區(qū)，這更加困難并且很昂貴。
[0005] 設(shè)計了用于電子數(shù)據(jù)收集的多個系統(tǒng)。另外，在多跳節(jié)點至節(jié)點通信系統(tǒng)和方法 的領(lǐng)域中還存在多種公開。例如，Silvers的美國專利第7, 242, 317號公開了利用從井監(jiān) 控器通過射頻（RF)網(wǎng)絡(luò)跳躍到井監(jiān)控器的信號將井數(shù)據(jù)和生產(chǎn)控制命令從客戶服務器傳 輸至位于遙遠位置的油氣和井監(jiān)控器。
[0006] Melnick的美國專利第6, 842, 430號公開了一種數(shù)據(jù)包跳躍無線網(wǎng)絡(luò)，其中，通過 共用的射頻信道將數(shù)據(jù)包從節(jié)點傳輸至節(jié)點來傳送數(shù)據(jù)。每個單獨的節(jié)點優(yōu)選地被編程為 執(zhí)行比較其自身的邏輯地址與包含在其接收的每個數(shù)據(jù)包內(nèi)的路由邏輯地址的步驟，并且 根據(jù)比較結(jié)果丟棄、重新傳輸或者處理數(shù)據(jù)包。包含在所接收的數(shù)據(jù)包內(nèi)的路由邏輯地址 包含沿著由路由邏輯地址所規(guī)定的通信路徑將數(shù)據(jù)包從發(fā)送節(jié)點路由至目的地節(jié)點所需 要的全路由信息。
[0007] 此外，美國專利申請第2007/0080150號公開了焊接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，其中，從與第一 焊接型裝置相關(guān)聯(lián)的第一節(jié)點傳輸并且在與第二焊接型裝置或監(jiān)控設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第二節(jié) 點處接收無線數(shù)據(jù)信號。第二節(jié)點從無線數(shù)據(jù)信號確定預期的接收標識符。在預期的接收 標識符與第二節(jié)點的標識符匹配時處理無線數(shù)據(jù)信號。如果預期的接收標識符與第二節(jié)點 的標識符不匹配，則中繼無線數(shù)據(jù)信號。
[0008] 在所有的這些跳躍系統(tǒng)中，利用針對各個監(jiān)控器的地址將客戶服務器編程具有數(shù) 據(jù)庫。這個系統(tǒng)需要針對客戶協(xié)議寫入代碼內(nèi)的軟件包并且需要客戶服務器的擴展編程。 只要各個客戶具有相同的協(xié)議就可以使用相同的基礎(chǔ)軟件。然而，不同的行業(yè)具有不同的 協(xié)議并且必須為幾個協(xié)議中的每一個編寫新軟件。如果在系統(tǒng)中具有任何問題，那么需要 技術(shù)人員調(diào)查客戶設(shè)施以解決任何軟件問題。
[0009] 此外，這些系統(tǒng)需要一些專業(yè)的技術(shù)支持以在現(xiàn)場建立系統(tǒng)。因此，供應商必須派 遣受過訓練的外勤人員來安裝和建立這些跳躍系統(tǒng)。
[0010] 通過引用將在該部分中討論的所有參考文獻并入本文中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 根據(jù)本發(fā)明，一種用于在客戶服務器與位于具有多個地理上鄰近的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場 單元的遙遠的地理區(qū)域內(nèi)的第一遙遠的數(shù)據(jù)收集或記錄現(xiàn)場單元之間傳輸數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù) 報的方法，包括：通過網(wǎng)絡(luò)將針對來自第一遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元的特定數(shù)據(jù)的請求數(shù) 據(jù)報從客戶服務器發(fā)送至IP主機；在IP主機上將包括第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場 單元以及其他多個地理上鄰近的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元中的至少一個的第一定義的跳躍路徑 (hopping path)加入請求數(shù)據(jù)報，以生成數(shù)據(jù)請求數(shù)據(jù)包（data request packet，數(shù)據(jù)請 求包）；沿著至第一遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元的第一定義的跳躍路徑將數(shù)據(jù)請求數(shù)據(jù)包發(fā) 送至第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元；以及將由IP主機從客戶服務器接收到的數(shù)據(jù) 報交付給第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元。
[0012] 在一個實施方式中，通過沿著包括IP主機和多個地理上鄰近的通信單元中的至 少一個的第二定義的跳躍路徑傳輸響應數(shù)據(jù)報，遙遠的現(xiàn)場單元可以將響應數(shù)據(jù)報發(fā)送回 客戶服務器。此外，IP主機可以通過網(wǎng)絡(luò)將響應數(shù)據(jù)報傳輸至客戶服務器。
[0013] 在一個實施方式中，一個或多個通信單元與數(shù)據(jù)收集或記錄現(xiàn)場單元相關(guān)聯(lián)。
[0014] 在一個實施方式中，IP主機地理上遠離客戶。此外，IP主機可以在地理上接近一 個或多個地理上分隔的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元。在一個實施方式中，請求數(shù)據(jù)報可以包括第一 地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元的標識，并且IP主機可以讀取請求數(shù)據(jù)報中的第一地理 上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元的標識作為將第一定義的跳躍路徑加入請求數(shù)據(jù)報中的動作 的一部分。
[0015] 另外，IP主機可以具有為多個地理上鄰近的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元中的每個定義的跳 躍路徑的表，并且可以從定義的跳躍路徑的表中選擇第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元 的第一定義的跳躍路徑作為將第一定義的跳躍路徑加入請求數(shù)據(jù)報中的動作的一部分。此 外，IP主機可以將具有第一定義的跳躍路徑的報頭（header)和報尾（footer)加入請求數(shù) 據(jù)報中。此外，在傳輸給客戶監(jiān)控器之前，可以從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報中剝落第一定義的 跳躍路徑。
[0016] 在另一個實施方式中，第一跳躍路徑和第二跳躍路徑可以包括第一地理上遙遠的 數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元和至少一個地理上鄰近的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元。
[0017] 在另一個實施方式中，用于數(shù)據(jù)響應數(shù)據(jù)包（data response packet，數(shù)據(jù)響應 包）的第二定義的跳躍路徑可以是最后了解到的第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元與 IP主機之間的良好路徑。在某些情況下，最后了解到的良好路徑是用于在相反方向上傳輸 請求數(shù)據(jù)報的最后路徑并且可以是在相反方向上的第一跳躍路徑。
[0018] 網(wǎng)絡(luò)是在客戶服務器與IP主機之間的任何合適的電子網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)在客戶服 務器與遙遠的現(xiàn)場單元之間傳輸數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報。通常，客戶服務器和IP主機彼此地理上 遠離，例如，至少位于RF通信的所及范圍之外，并且更可能地彼此相距幾百或幾千英里。雖 然任何其他合適的網(wǎng)絡(luò)通信在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是優(yōu)選的網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)。
[0019] 在另一個實施方式中，網(wǎng)絡(luò)是在IP主機與遙遠的現(xiàn)場單元之間的任何合適的網(wǎng) 絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)在客戶服務器與遙遠的現(xiàn)場單元之間傳輸數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報。IP主機和遙遠的 現(xiàn)場單元在地理上鄰近其他遙遠的現(xiàn)場單元中的至少一個，例如在無線射頻通信的所及范 圍內(nèi)并且可以在寬闊的范圍內(nèi)變化，但是通常在1英里至10英里的范圍內(nèi)。通常，客戶服務 器和遙遠的現(xiàn)場單元彼此地理上遠離，例如，至少位于RF通信的所及范圍之外。在本發(fā)明 的一個優(yōu)選的實施方式中，900MHz頻率的無線電波用于沿著跳躍路徑將數(shù)據(jù)傳輸給因特網(wǎng) 提供站。對于900MHz頻率的射頻網(wǎng)絡(luò)，遙遠的現(xiàn)場單元通常間隔相距不到5英里。通常， 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，監(jiān)控跳躍動作包括通過射頻網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由通信模塊無線傳 輸在地理上分隔的遙遠的現(xiàn)場單元之間的聚集的數(shù)據(jù)。
[0020] 在另一個實施方式中，在遙遠的現(xiàn)場單元處的客戶監(jiān)控器的特定數(shù)據(jù)可以聚集并 且發(fā)送給通信單元，在該通信單元加入第二或最后了解的良好跳躍路徑。
[0021] 在另一個實施方式中，客戶服務器可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送請求數(shù)據(jù)報，用于從多個地 理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元中收集特定數(shù)據(jù)。
[0022] 此外，根據(jù)本發(fā)明，一種用于在客戶服務器與位于具有多個地理上鄰近的通信單 元的遙遠的地理區(qū)域內(nèi)的第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元之間傳輸數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)報 的系統(tǒng)包括：
[0023] 地理上遠離客戶服務器的IP主機通信耦接至客戶服務器并且被配置為：
[0024] 通過網(wǎng)絡(luò)從客戶服務器接收針對來自第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元的特 定數(shù)據(jù)的請求數(shù)據(jù)報；
[0025] 將包括第一地理上遙遠的數(shù)據(jù)收集現(xiàn)場單元以及其他多個地理上鄰近的數(shù)據(jù)收 集現(xiàn)場單元中的至少一個的第一定義的跳躍路徑加入請求數(shù)據(jù)報，以生成數(shù)據(jù)請求數(shù)據(jù) 包；以及
[0026] 沿著第一定義的跳躍路