用于控制低能量设备的通信数据速率的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于控制低能量设备的通信数据速率的方法、装置和制品。示例性装置包括：蓝牙低能量(BLE)无线电装置；以及功率管理器，用于基于(1)储存在电源中的与BLE无线电装置相关联的能量和(2)电源的充电速率来确定是否将第一计算任务划分为至少第二计算任务和第三计算任务，并且当第一计算任务将由BLE无线电装置执行并且第一计算任务基于该确定来划分时，指示BLE无线电装置在第二计算任务被执行之后进入睡眠模式，以及调用BLE无线电装置来从睡眠模式转变到操作模式以执行第三计算任务，该调用响应于与电源相关联的测量结果满足能量阈值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制低能量设备的通信数据速率的方法和装置
相关申请
[0001]本专利是于2018年9月27日提交的美国专利申请序列号16/144,748的部分继续申请，该美国申请要求于2017年10月2日提交的美国临时专利申请序列号62/567,051的权益。美国专利申请序列号16/144,748和美国临时专利申请序列号62/567,051在此通过引用整体并入本文。在此要求美国专利申请序列号16/144,748和美国临时专利申请序列号62/567,051的优先权。


[0002]本公开内容总体上涉及过程控制系统，更具体地，涉及用于控制低能量设备的通信数据速率的方法和装置。

技术介绍

[0003]实施工业通信协议以管理与位于工业过程控制环境中的现场设备和其它类型的过程装备相关联的工业过程控制操作。此类工业通信协议的示例包括高速公路可寻址远程换能器(HART)通信协议、PROFIBUS通信协议、FOUNDATION Fieldbus通信协议、MODBUS通信协议等。
[0004]实施蓝牙低能量(BLE)通信协议作为无线个域网通信协议，其促进兼容BLE的设备之间的无线通信。这种兼容BLE的设备的示例通常包括台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机和个人数字助理(PDA)。常规地，根据BLE通信协议格式化的数据与根据上述工业通信协议格式化的数据不兼容。

技术实现思路

[0005]本文公开了用于控制低能量设备的通信数据速率的方法和装置。在一些公开的示例中，公开了一种用于管理过程控制环境中的现场设备的网络桥接器的功率简况(power profile)的装置。该示例性装置包括蓝牙低能量(BLE)无线电装置和功率管理器，所述功率管理器用于：基于(1)储存在电源中的与所述BLE无线电装置相关联的能量和(2)所述电源的充电速率，确定是否将第一计算任务至少划分为第二计算任务和第三计算任务；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行并且所述第一计算任务基于所述确定来划分时，执行以下操作：在所述第二计算任务被执行之后，指导(instruct)所述BLE无线电装置进入睡眠模式；以及调用所述BLE无线电装置来从所述睡眠模式转变到操作模式以执行所述第三计算任务，所述调用响应于与所述电源相关联的测量值满足能量阈值。
[0006]在一些公开的示例中，公开了一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质。该示例性指令在被执行时使过程控制环境中的现场设备的网络桥接器的至少一个处理器至少执行以下操作：基于(1)储存在电源中的与所述网络桥接器的蓝牙低能量(BLE)无线电装置相关联的能量和(2)所述电源的充电速率，确定是否将将第一计算任务划分为至少第二计算任务和第三计算任务；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行并且所述
第一计算任务基于所述确定来划分时，执行以下操作：在所述第二计算任务被执行之后，指导所述BLE无线电装置进入睡眠模式；以及调用所述BLE无线电装置来从所述睡眠模式转变到操作模式以执行所述第三计算任务，所述调用响应于与所述电源相关联的测量值满足能量阈值。
[0007]在一些公开的示例中，公开了一种用于管理过程控制环境中的现场设备的网络桥接器的功率简况的方法。该示例性方法包括：基于(1)储存在电源中的与所述网络桥接器的蓝牙低能量(BLE)无线电装置相关联的能量和(2)所述电源的充电速率，确定是否将第一计算任务划分为至少第二计算任务和第三计算任务；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行并且所述第一计算任务基于所述确定来划分时，执行以下操作：在所述第二计算任务被执行之后，指导所述BLE无线电装置进入睡眠模式；以及调用所述BLE无线电装置来从所述睡眠模式转变到操作模式以执行所述第三计算任务，所述调用响应于与所述电源相关联的测量值满足能量阈值。
附图说明
[0008]图1是根据本公开内容的教导的包括示例性现场设备的示例性环境的示意图，该示例性现场设备具有示例性网络桥以桥接通过示例性BLE连接在现场设备与示例性远程设备之间的通信。
[0009]图2是根据本公开内容的教导的包括图1的示例性现场设备的图1的示例性环境的另一个示意图，该示例性现场设备具有图1的示例性网络桥接器以桥接通过示例性BLE连接在现场设备与第一到第三示例性远程设备之间的通信。
[0010]图3是图1
‑
图2的示例性网络桥接器的示例性实现方式的框图。
[0011]图4是示例性远程设备与示例性现场设备之间的示例性BLE通信路径的框图。
[0012]图5是属性协议(Attribute Protocol)分组的示例性实现方式的框图。
[0013]图6A是描绘基于示例性BLE通告数据格式的示例性数据分组的示例性实现方式的框图。
[0014]图6B是描绘基于示例性BLE通告数据格式的示例性数据分组的示例性实现方式的框图，示例性BLE通告数据格式是基于图6A的示例性BLE通告数据格式。
[0015]图6C是基于示例性BLE扩展通告数据格式的示例性数据分组的框图。
[0016]图7A是描绘基于示例性BLE扫描响应数据格式的示例性数据分组的示例性实现方式的框图。
[0017]图7B是基于示例性BLE扫描响应数据格式的示例性数据分组的框图，示例性BLE扫描响应数据格式基于图7A的BLE扫描响应数据格式。
[0018]图8A是基于示例性BLE数据通道分组格式的示例性数据分组的框图。
[0019]图8B描绘了可以由图1
‑
图2的现场设备处理的示例性工业协议数据分组的框图。
[0020]图8C描绘了示例性串接的HART帧集合。
[0021]图9A是示例性制造商命令配置文件(manufacturer command profile)和示例性制造商命令服务的示例性实现方式的框图。
[0022]图9B是图9A的制造商命令服务的示例性实现方式的示例性表。
[0023]图9C是图9A的制造商命令服务的另一示例性实现方式的示例性表，其中传送和接
收数据流是分开的。
[0024]图10是描绘对应于示例性制造商命令服务的示例性特性的示例性属性的示例性表，其中该特性包括示例性传送特性和示例性接收特性。
[0025]图11是描绘与示例性制造商命令服务的特性相对应的示例性声明属性和示例性值属性的示例性表，其中该特性将示例性传送特性和示例性接收特性分开。
[0026]图12是描绘与示例性制造商命令服务的特性相对应的示例性声明属性、示例性值属性和示例性描述符属性的示例性表，其中该特性将示例性传送特性和示例性接收特性分开。
[0027]图13A是描绘对应于示例性应用程序接口(API)命令的示例性服务的示例性表。
[0028]图13B是描绘示例性API命令和示例性API响应的示例性格式的示例性表。
[0029]图14描绘对应于由图1
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图3的示例性网络桥接器执行的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于管理过程控制环境中的现场设备的网络桥接器的功率简况的装置，所述装置包括：蓝牙低能量(BLE)无线电装置；以及功率管理器，所述功率管理器用于执行以下操作；基于(1)储存在电源中的与所述BLE无线电装置相关联的能量和(2)所述电源的充电速率，确定是否将第一计算任务划分为至少第二计算任务和第三计算任务；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行并且所述第一计算任务基于所述确定来划分时，执行以下操作：在所述第二计算任务被执行之后，指导所述BLE无线电装置进入睡眠模式；以及调用所述BLE无线电装置来从所述睡眠模式转变到操作模式以执行所述第三计算任务，所述调用响应于与所述电源相关联的测量值满足能量阈值。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述测量值是第一测量值并且所述能量阈值是高能量阈值，并且所述装置还包括：输入/输出接口，所述输入/输出接口用于执行以下操作：从第一比较器获取第一中断，所述第一比较器将所述第一测量值与所述高能量阈值进行比较；以及从第二比较器获取第二中断，所述第二比较器将与所述电源相关联的第二测量值与低能量阈值进行比较；并且所述功率管理器用于执行以下操作：当所述第一中断指示所述第一测量值满足所述高能量阈值时，指导所述BLE无线电装置进入所述操作模式；并且当所述第二中断指示所述第二测量值不满足所述低能量阈值时，指引所述BLE无线电装置进入所述睡眠模式。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括BLE栈处置器，所述BLE栈处置器用于执行以下操作：当所述充电速率为第一充电速率时，向所述BLE无线电装置指派第一数据速率；当所述第一充电速率被更改为第二充电速率时，对于所述BLE无线电装置将所述第一数据速率调整为第二数据速率，所述第二充电速率小于所述第一充电速率，所述第二数据速率小于所述第一数据速率；以及当所述第一计算任务将由所述BLE无线电装置执行时，基于所述第二数据速率来促进所述BLE无线电装置和与所述现场设备分离的设备之间的数据通信。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述BLE栈处置器通过以下各项中的至少一项来将所述第一数据速率调整为所述第二数据速率：(1)将第一数据量调整为第二数据量，以便在射频操作期间进行传送，或(2)将第一数据间隔调整为第二数据间隔，所述第一数据间隔和所述第二数据间隔对应于所述BLE无线电装置的射频操作之间的持续时间。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述现场设备为所述电源充电，并且所述功率管理器用于执行以下操作：基于数据缓冲器中的第一数据确定所述电源的第一充电速率，所述现场设备将所述第
一数据写入所述数据缓冲器；基于所述第一充电速率确定与所述BLE无线电装置相关联的功率预算；以及当所述第一充电速率在所述现场设备将第二数据写入所述数据缓冲器时被更改为所述第二充电速率时调整功率预算，所述第二充电速率不同于所述第一充电速率，所述第二数据不同于所述第一数据。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括BLE栈处置器，所述BLE栈处置器用于执行以下操作：当所述充电速率为第一充电速率时，指导所述BLE无线电装置通过以第一数据间隔促进所述BLE无线电装置和与所述现场设备分离的设备之间的第一数据量的通信来执行所述第二计算任务；以及当所述充电速率为第二充电速率时，指导所述BLE无线电装置通过以第二数据间隔促进所述BLE无线电装置和所述设备之间的第二数据量的通信来执行所述第二计算任务，所述第二数据量小于所述第一数据量，所述第二数据间隔比所述第一数据间隔更长，所述第二充电速率小于所述第一充电速率，所述第一数据间隔和所述第二数据间隔对应于所述BLE无线电装置的射频操作之间的持续时间。7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述能量阈值是对应于所述电源储存的第一能量的量的第一能量阈值，所述第一计算任务不由所述BLE无线电装置执行，并且所述功率管理器用于执行以下操作：确定具有第一优先级的第一任务队列包括所述第一计算任务；确定具有第二优先级的第二任务队列包括第四计算任务，所述第一优先级大于所述第二优先级；计算第二能量的量以执行所述第一计算任务；计算第三能量的量以执行所述第四计算任务；确定所述第一能量的量与所述第二能量的量和第三能量的量之和的差值；以及当所述差值大于与第二能量阈值相关联的第四能量的量时，调用平台管理器来执行所述第一计算任务和所述第四计算任务，所述第一计算任务将在第一时间被执行，所述第四计算任务将在所述第一时间之后的第二时间被执行，所述第四能量的量小于所述第一能量的量。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，当所述差值不大于所述第四能量的量时，所述功率管理器用于执行以下操作：将所述第四计算任务划分为至少第五计算任务和第六计算任务；指导所述平台管理器执行所述第一计算任务和所述第五计算任务，所述第一计算任务将在所述第一时间被执行，所述第五计算任务将在所述第二时间被执行；以及指导所述平台管理器执行所述第六计算任务，所述第六计算任务将在所述第二时间之后的第三时间被执行，所述平台管理器从所述第二时间到所述第三时间处于所述睡眠模式。9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二计算任务和所述第三计算任务是所述BLE无线电装置的射频操作，并且所述功率管理器用于执行以下操作：识别将执行的第四计算任务，所述第四计算任务不由所述BLE无线电装置执行；
当符合(i)所述BLE无线电装置处于第一BLE状态或(ii)所述电源在所储存的能量满足所述能量阈值时处于第一电源状态中的至少一项时，调用平台管理器来执行所述第四计算任务；以及当符合(iii)所述BLE无线电装置处于不同于所述第一BLE状态的第二BLE状态或(iv)所述电源在所储存的能量不满足所述能量阈值时处于第二电源状态中的至少一项时，调用所述平台管理器来推迟所述第四计算任务的执行，其中，所述第四计算任务将被推迟，直到符合所述BLE无线电装置处于所述第一BLE状态或所述电源处于所述第一电源状态中的至少一项。10.一种非暂时性计算机可读存储介质，其包括指令，所述指令在被执行时使过程控制环境中的现场设备的网络桥接器的至少一个处理器至少执行以下操作：基于(1)储存在电源中的与所述网络桥接器的蓝牙低能量(BLE)无线电装置相关联的能量和(2)所述电源的充电速率，确定是否将第一计算任务划分为至少第二计算任务和第三计算任务；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行并且所述第一计算任务基于所述确定来划分时，执行以下操作：在所述第二计算任务被执行之后，指导所述BLE无线电装置进入睡眠模式；以及调用所述BLE无线电装置来从所述睡眠模式转变到操作模式以执行所述第三计算任务，所述调用响应于与所述电源相关联的测量值满足能量阈值。11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述测量值是第一测量值并且所述能量阈值是高能量阈值，并且所述指令在被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作：从第一比较器获取第一中断，所述第一比较器将所述第一测量值与所述高能量阈值进行比较；从第二比较器获取第二中断，所述第二比较器将与所述电源相关联的第二测量值与低能量阈值进行比较；当所述第一中断指示所述第一测量值满足所述高能量阈值时，指导所述BLE无线电装置进入所述操作模式；以及当所述第二中断指示所述第二测量值不满足所述低能量阈值时，指引所述BLE无线电装置进入所述睡眠模式。12.根据前述权利要求中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作：当所述充电速率为第一充电速率时，向所述BLE无线电装置指派第一数据速率；当所述第一充电速率被更改为第二充电速率时，对于所述BLE无线电装置将所述第一数据速率调整为第二数据速率，所述第二充电速率小于所述第一充电速率，所述第二数据速率小于所述第一数据速率；以及当所述第一计算任务由所述BLE无线电装置执行时，基于所述第二数据速率促进所述BLE无线电装置和与所述现场设备分离的设备之间的数据通信。13.根据前述权利要求中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时使所述至少一个处理器通过执行以下操作：
通过以下各项中的至少一项来将所述第一数据速率调整为所述第二数据速率：(1)将第一数据量调整为第二数据量，以在射频操作期间进行传送，或(2)将第一数据间隔调整为第二数据间隔，所述第一数据间隔和所述第二数据间隔对应于所述BLE无线电装置的射频操作之间的持续时间。14.根据前述权利要求中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述现场设备为所述电源充电，并且所述指令在被执行时使所述至少一个处理器执行以下操作：基于数据缓冲器中的第一数据确定所述电源的第一充电速率，所述现场设备将所述第一数据写入所述数据缓冲器；基于所述第一充电速率确定与所述BLE无线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：