用于可视化设计的系统和物理空间中的无线网状网络的组织技术方案

一种可视化工具，用于相对于由自组织网状网络占据的物理空间显示包括在该网络内的设备。该可视化工具接收表示由该无线网状网络占据的物理空间的图像、限定接收到的图像的比例的比例信息、以及限定每个设备在表示由该网络占据的物理空间内的位置的位置信息。基于这些输入，该可视化工具相对于由该无线网状网络占据的物理空间显示该无线网状网络的布局。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自组织无线网状网络，且特别地，涉及用于在物理空间定向网状网络 的工具。
技术介绍
无线网状网络为由组成网状拓扑的多个无线设备(S卩，节点)构成的通讯网络。 在实际的无线网状网络中，其也可以称为自组织多路程段(multi-hop)网络，每个设备必 须能够为其本身和网络中的其它设备的路由消息。通过网络从节点到节点的信息跳跃 (hopping)概念是有益的，因为可以使用小功率RF无线电通信设备，并且网状网络可以跨 越重要的物理区域，从一个端点向另一个端点传递信息。与其采用直接与中央基站通信的 远程设备的点对点系统不同，在网状网络中不需要大功率无线电通信设备。术语“自组织”涉及网状网络形成用于设备之间以及设备和数据收集器或者到一 些高层、高速数据总线的网桥或网关之间通信的替换路径的能力。即使由于环境影响或由 于干扰使其它路径变得阻塞或恶化，通过确保存在用于信息的至少一条替换路径，具有用 于无线信息的替换、冗余路径增强了数据可靠性。从每个节点提供至网桥或网关的路径是动态的，意味着路径可以响应于正被阻塞 的路径或正被添加的新路径而改变。例如，当设备节点被授权时，它将产生可以与其通信的 设备(即，邻居)列表。该列表可以特别是动态的，由网络占据的射频(RF)环境和物理空 间是变化的(如，在两个设备之间构造的壁或金属屏蔽，限制所述设备之间的通信)。基于 动态邻居列表，所述设备选择父/子设备，其限定至/来自设备至网关设备的通信路径。父 /子设备列表也是动态的，但通常比邻居列表动态变化弱。由于这些动态，无线网状网络的 组织是连续改变的。一种分析网状网络的运行的方法是基于网络提供的邻居列表、父_子列表等再检 查网状网络的组织。该网络的组织变化用来诊断与该网络相关的问题。现有分析列表的方 法包括用连接邻居和/或父-子对的线将每个节点显示在示意图中。然而，这种示意图不 能在由构成网状网络的设备占据的物理空间中定向该示意图。结果，可能不能认识到物理 空间对网络性能的影响。这种网状网络和它占据的物理空间之间的连续的缺乏在网状网络设计中也是明 显的。典型地，设计者通过手或在计算机的帮助下展开网状网络，但不利用用于分析特定网 络将如何在特定物理环境中起作用的工具。用于相对于由网状网络占据的物理空间显示该网络的设计/诊断工具将会是有 益的。
技术实现思路
一种可视化工具，用于相对于由自组织网状网络占据的物理空间显示包括在该自组织网状网络内的设备。该可视化工具接收表示由该无线网状网络占据的物理空间的图 像、限定接收到的图像的比例的比例信息、以及限定每个设备在表示由该网络占据的物理 空间内的位置的位置信息。基于这些输入，该可视化工具相对于由该无线网状网络占据的 物理空间显示该无线网状网络的布局。附图说明图1为图示其中在主机和现场设备之间发送信息的自组织网状网络系统的示意 图。图2为图示用作根据本专利技术实施方式的用于设计和验证自组织网状网络系统的 设计工具的一部分的模块的框图。图3为根据本专利技术实施方式的设计工具的屏幕截图，图示了表示由网状网络占据 的物理空间的图像的输入。图4A和4B为根据本专利技术实施方式的设计工具的屏幕截图，图示了表示由网状网 络占据的物理空间的图像的缩放比例的分配。图5A为根据本专利技术实施方式的设计工具的屏幕截图，图示了设备位置到表示由 网状网络占据的物理空间的图像中的放置。图6A和6B为根据本专利技术实施方式的设计工具的屏幕截图，图示了基于由用户提 供的布局确认网状网络。图7为图示根据本专利技术实施方式的用作用来监测自组织网状网络系统的诊断工 具的一部分的模块的框图。图8为图示网状网络在由该网络占据的物理空间上的组织的显示的屏幕截图。 具体实施例方式本专利技术提供用于相对于由自组织网状网络占据的物理空间显示包括该网络的设 备的工具。相对于由网状网络占据的物理空间显示设备允许在网状网络的设计中以及在所 实现的网络的分析和监测中说明物理环境的影响。图1示出了过程通信系统10，其包括主机12、高速网络14、无线网状网络16 (其包 括网关18和无线现场设备或节点20a-20i)和网络计算机30。网关18将网状网络16与高 速网络14上的主机12连接。信息可以通过网络14从主机12传递至网关18，随后通过数 个不同路径中的一个传递至网状网络16中的选定节点。类似地，来自网状网络16的各个 节点的信息在数个路径中的一个上从节点到节点被传送通过网状网络16，直到它们到达网 关18处，随后通过高速网络14传递至主机12。主机12可以为分布式的控制系统主机，其运行应用程序，以便于将信息发送至现 场设备20a-20i，并从现场设备20a-20i接收并分析包含在信息中的数据。主机12例如可 以采用AMS(TM)设备管理器作为应用程序，以允许用户监测和与现场设备20a-20i交互作用。网关18可以采用大量不同的通信协议通过网络14与主机12通信。在一种实施 方式中，网络14为RS485 二线通信线路，在该信线路上网关18可以采用MODBUS协议与主 机12通信。在其它实施方式中，网络14为以太网，并且网络14上的通信可以以太网接口支持 MODBUS TCP/IP。物理空间中的无线网状网络的自动设计图1图示了通常采用的可视化自组织无线网络的方法，其中相邻设备之间的通信 由虚线图示。当邻居列表和/或父-子列表出现变化时(即，当网状网络自组织时)，节点 之间的箭头改变，以指示设备节点之间的变化关系。这种可视化自组织网络的方法通常用 来理解设备如何相互通信，但不采集或显示与设备占据的物理空间的相关的因素。基于图 1中显示的图示表现的关于为什么特定网络不工作(或为什么网络工作)的分析不能识别 与物理空间相关的有助于网络运行的因素。图2-6B图示了一种设计工具，其基于由自组织网状网络占据的物理空间为该网 络的设计和验证而设。图2为图示根据本专利技术的编程为在通用计算机30上执行软件(如，由Emerson Process Management提供的资产优化(Asset Optimization)产品)的一个或多个处理器 组件的框图。这种被编程的处理器组件使通用计算机30用作用于执行参照图2描述的功 能模块的专用工具(即，设计工具)。设计工具允许用户提供输入(如，经由连接的键盘、鼠 标等)，并监测图示自组织网状网络的设计和验证所提出的网状网络布局的运行的测试结 果的视觉输出。功能性设计工具模块包括总图模块40、比例模块42、密度模块44、设备模块46、设 计参数模块48和验证模块50。所述模块表示由设计工具提供的功能性方面，包括由每个模 块提供的输出，以帮助设计和验证网状网络。参照图3-6B描述由每个模块执行的功能，图 3-6B为图示由用户提供的输入和由设计工具提供的输出的屏幕截图。在下文描述的实施方式中，通用计算机30连接至允许与网关18通信的网络。如 下文关于将所实现的网状网络覆盖在物理空间上并分析网状网络上的通信所描述的那样， 对通用计算机30可能有益的是被连接为从网关18接收信息。然而，在设计阶段，将计算机 30连接为与网关18 (关于这一点，或为网络14)通信是没有必要的。响应于用户请求，总图模块40为用户提供提示，以选择由网状网络占据的物理空 间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机执行的可视化工具，用于在包括多个设备的无线网状网络和由该无线网状网络占据的物理空间之间建立关联，该可视化工具包括：总图模块，接收作为输入的表示由该无线网状网络占据的物理空间的图像，并将该图像显示给用户；比例模块，从用户接收表示与由所接收的图像限定的物理空间相关联的比例的输入，其中所述比例与由总图模块限定的物理空间相关联；设备模块，显示一个或多个设备，并接收指示每个设备在表示由该无线网状网络占据的物理空间的图像内的位置的输入，所述位置指示该无线网状网络相对于由该网络占据的物理空间的布局；和显示模块，显示该无线网状网络相对于由该无线网状网络占据的物理空间的布局。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫Ⅲ奇特拉诺，
申请(专利权)人：费希尔罗斯蒙德系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]