無線裝置和接口模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線裝置和接口模塊。
[0002]本申請要求于2013年5月20日提交的日本專利申請N0.2013-106466的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)上，在工廠、制造廠等中，為了實(shí)現(xiàn)精密的自動操作，正在建立現(xiàn)場裝置(測量裝置、操作裝置)和執(zhí)行其控制的控制設(shè)備通過通信裝置連接的分布式控制系統(tǒng)(DCS)。雖然構(gòu)造這種分布式控制系統(tǒng)的多數(shù)現(xiàn)場裝置執(zhí)行有線通信，但是近年來，也實(shí)現(xiàn)了用于實(shí)行符合諸如ISA100.11a,Wireless HART(注冊商標(biāo))等工業(yè)無線通信標(biāo)準(zhǔn)的無線通信的裝置(無線現(xiàn)場裝置)。
[0004]在上述無線現(xiàn)場裝置的殼體中，通常包括:輸入/輸出裝置，其執(zhí)行工業(yè)處理中的狀態(tài)量(例如，壓強(qiáng)、溫度、流量等)的測量或操作；無線通信裝置，其實(shí)行符合上述工業(yè)無線通信標(biāo)準(zhǔn)的無線通信；以及控制裝置，其控制和管理無線現(xiàn)場裝置的操作，各個裝置利用從單個電源供應(yīng)的電力來操作。這里，不必像常規(guī)現(xiàn)場裝置那樣將無線現(xiàn)場裝置連接至通信線路或通信總線，而無線現(xiàn)場裝置基本單獨(dú)地安裝在工廠等中，以使得多數(shù)無線現(xiàn)場裝置具有作為上述單個電源內(nèi)置的電池。
[0005]下面的專利文獻(xiàn)1公開了一種無線裝置，其安裝在不具有無線通信裝置的常規(guī)現(xiàn)場裝置中，以將常規(guī)現(xiàn)場裝置作為上述無線現(xiàn)場裝置操作。更具體地說，以下專利文獻(xiàn)1中公開的無線裝置包括連接至常規(guī)現(xiàn)場裝置的接口、實(shí)行無線通信的無線通信裝置和經(jīng)接口將電力供應(yīng)至常規(guī)現(xiàn)場裝置的電源裝置。當(dāng)來自現(xiàn)場裝置的信號經(jīng)接口裝置輸入時，該無線裝置將來自無線通信裝置的信號發(fā)送至傳輸目的地(例如，上層控制器)，并且當(dāng)在無線通信裝置中接收到指定用于現(xiàn)場裝置的信號時，其將通過接口裝置接收的信號輸出至現(xiàn)場
目-。
[0006]引文列表
[0007][專利文獻(xiàn)1]美國專利申請公開N0.2008/0211664

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]現(xiàn)在，在上述專利文獻(xiàn)1中公開的無線裝置被構(gòu)造為將連接至現(xiàn)場裝置以實(shí)行與現(xiàn)場裝置的通信的接口和實(shí)行與外部裝置的無線通信的無線通信裝置進(jìn)行集成。因此，上述專利文獻(xiàn)1中公開的無線裝置具有以下⑴至⑶中示出的問題。
[0010](1)必須設(shè)計(jì)在現(xiàn)場裝置中使用的各個通信協(xié)議
[0011]設(shè)置在無線裝置中的接口用于實(shí)行與如上所述的現(xiàn)場通信裝置的通信，從而在無線裝置的接口中使用的通信協(xié)議需要適于現(xiàn)場裝置中使用的通信協(xié)議(例如，諸如HART(注冊商標(biāo))、BRAIN等的雙線通信中使用的通信協(xié)議)。當(dāng)用于無線裝置的接口中的通信協(xié)議不適于現(xiàn)場裝置中使用的通信協(xié)議時，整個無線裝置需要被重新設(shè)計(jì)以適于現(xiàn)場裝置中使用的通信協(xié)議。
[0012](2)需要對各種類型的無線裝置進(jìn)行裝置認(rèn)證
[0013]以無線方式實(shí)行通信的無線裝置需要接收通常適于相應(yīng)國家的法律的認(rèn)證(無線標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證)。該無線標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證基本需要針對各種類型的無線裝置被接收，例如，以使得即使無線通信裝置相同，接口的類型或形狀不同的對應(yīng)的無線裝置也需要接收無線標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。由于該無線標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證需要被國家或區(qū)獨(dú)立地接收，因此當(dāng)無線裝置的制造商或零售商想要展開全球商業(yè)時，需要相當(dāng)長的時間、相對大的成本和人力。
[0014](3)安裝無線裝置的自由度低，并且穩(wěn)定的通信變得困難
[0015]許多無線裝置安裝在現(xiàn)場裝置附近。這是為了省略用于保護(hù)連接無線裝置和現(xiàn)場裝置的連接線的管道的安裝工作，以抑制成本。然而，現(xiàn)場裝置通常安裝在由于大量的安裝管道和生產(chǎn)設(shè)施等而可能發(fā)生波的反射或屏蔽的環(huán)境中，從而在其中接口與無線通信裝置集成的無線通信裝置中，穩(wěn)定的無線通信可能變得困難。
[0016]這里，當(dāng)天線可利用例如天線線纜與無線通信裝置分離時，由于安裝天線的位置的自由度增加，因此可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線通信。然而，由于噪聲的影響和天線線纜的損耗，因此對可延伸線纜長度存在限制，從而不一定出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定無線通信的情況。
[0017]鑒于如上所述的環(huán)境，本發(fā)明的一個目的是提供這樣的無線裝置和接口模塊，它們可盡可能地減少重新設(shè)計(jì)和裝置認(rèn)證并且還可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線通信而不管現(xiàn)場裝置的安裝位置如何。
[0018][技術(shù)方案]
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一方面的無線裝置包括接口模塊和無線模塊。接口模塊包括接口和第一局域通信裝置。無線模塊包括第二局域通信裝置和無線通信裝置。接口連接至現(xiàn)場裝置，并且接收從現(xiàn)場裝置輸出的第一信號。第一局域通信裝置通過第一局域通信將第一信號發(fā)送至無線模塊。第二局域通信裝置通過第一局域通信從第一局域通信裝置接收第一信號。無線通信裝置以無線方式從第二外部裝置接收指定用于現(xiàn)場裝置的第二信號。第二局域通信裝置通過第二局域通信將第二信號發(fā)送至第一局域通信裝置，并且接口將第二信號輸出至現(xiàn)場裝置。
[0020]根據(jù)一方面，經(jīng)第一局域通信裝置和第二局域通信裝置將從現(xiàn)場裝置輸出至接口模塊的第一信號輸出至無線模塊，從而從無線模塊的無線通信裝置以無線方式發(fā)送至第一外部裝置。另一方面，在無線模塊的無線通信裝置中接收從第二外部裝置發(fā)送的指定用于現(xiàn)場裝置的第二信號，然后經(jīng)第二局域通信裝置和第一局域通信裝置輸出至接口模塊，并且從接口模塊輸出至現(xiàn)場裝置。
[0021]而且，在上述無線裝置中，接口模塊和無線模塊中的至少一個包括將電力供應(yīng)至現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊中的至少一個的電源，或者包括從電源或外部電源接收供電的電源端子。
[0022]而且，上述無線裝置還包括連接接口模塊和無線模塊的第一連接部。在這種情況下，經(jīng)第一連接部供應(yīng)電力。
[0023]作為另外一種選擇，無線裝置還包括連接接口模塊和無線模塊的第二連接部。在這種情況下，第一局域通信和第二局域通信經(jīng)第二連接部實(shí)行，并且經(jīng)第二連接部供應(yīng)電力。
[0024]而且，在上述無線裝置中，無線模塊還可包括設(shè)置接口模塊退出睡眠狀態(tài)的第一控制器。在這種情況下，當(dāng)接口模塊被第一控制器設(shè)置為退出睡眠狀態(tài)時，其執(zhí)行將電力供應(yīng)至現(xiàn)場裝置以實(shí)行與現(xiàn)場裝置的通信。
[0025]而且，在上述無線裝置中，無線模塊還可包括第二控制器，其設(shè)置無線模塊退出睡眠狀態(tài)。在這種情況下，當(dāng)無線模塊被第二控制器設(shè)置為退出無線模塊的睡眠狀態(tài)時，其以無線方式將第一信號發(fā)送至第一外部裝置。
[0026]而且，在上述無線裝置中，在第二外部裝置發(fā)送第二信號之前，第二控制器利用指示通過第二外部裝置發(fā)送無線信號的時刻的進(jìn)度信息設(shè)置無線模塊退出睡眠狀態(tài)。
[0027]而且，在上述無線裝置中，接口模塊還包括第一殼體(C1)，其至少容納接口和第一局域通信裝置。而且，無線模塊還包括第二殼體(C2)，其至少容納第二局域通信裝置和無線通信裝置。
[0028]而且，在上述無線裝置中，接口模塊和無線模塊中的任一個是以下中的至少一個:顯示裝置，其顯示現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊的狀態(tài)；以及設(shè)置裝置，其對現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊執(zhí)行設(shè)置。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面的接口模塊包括接口和局域通信裝置。接口連接至現(xiàn)場裝置，并且從現(xiàn)場裝置接收第一信號。局域通信裝置通過第一局域通信將第一信號發(fā)送至無線模塊。局域通信裝置通過第二局域通信接收以無線方式從外部裝置發(fā)送和以無線方式通過無線模塊接收的指定用于現(xiàn)場裝置的第二信號。接口將第二信號輸出至現(xiàn)場裝置。
[0030]而且，接口模塊還可包括電源，其將電力供應(yīng)至現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊中的至少一個；或者從電源或外部電源接收供電的電源端子。
[0031]而且，接口模塊還包括控制器，其利用指示外部裝置發(fā)送第二信號的時刻的進(jìn)度信息在外部裝置發(fā)送第二信號之前設(shè)置無線模塊退出睡眠狀態(tài)。
[0032]而且，接口模塊還包括殼體，其至少容納接口和第一局域通信裝置。
[0033]而且，接口模塊還包括:顯示裝置，其顯示現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊的狀態(tài)；以及設(shè)置裝置，其對現(xiàn)場裝置、接口模塊和無線模塊執(zhí)行設(shè)置。
[0034]而且，接口模塊還包括控制器，當(dāng)從無線模塊接收到用于使得接口進(jìn)入活動狀態(tài)的第三信號時，該控制器使得接口進(jìn)入活動狀態(tài)，并且當(dāng)從現(xiàn)場裝置接受了第一信號時，該控制器使得接口進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
[0035][有益效果]
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一方面，具有可減少無線裝置的重新設(shè)計(jì)和裝置認(rèn)證的優(yōu)點(diǎn)。而且，還可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無線通信，而不管現(xiàn)場裝置的安裝位置如何。
【附圖說明】
[0037]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的無線裝置的主要部件的構(gòu)造的框圖；
[0038]圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的無線裝置的命令響應(yīng)操作的時序圖；
[0039]圖3是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的無線裝置的感測操作的時序圖；
[0040]圖4是用于說明