CN102823200A - 用于互连由屏障隔开的无线网络的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于桥接无线现场设备网络之间的无线通信屏障的装置，包括由跨越该屏障的有线链路连接的一对本地供电无线设备。本地供电无线设备中的至少一个与将被互连的每个无线网络无线通信。无线设备包括无线收发器和天线。来自一个无线现场设备网络的、被编址到另一个无线现场设备网络的成员节点的信息由屏障一侧的无线设备接收，并经由有线链路传输至屏障另一侧的另一个无线设备，用于发送至所述另一个无线现场设备网络的所述成员节点。

Description

用于互连由屏障隔开的无线网络的装置
技术领域
本发明主要涉及无线网络，并且更特别地，涉及互连由无线通信的屏障逻辑地或物理地彼此隔开的无线现场设备网络。
背景技术
无线现场设备网络包括具有中央控制器或网关的大量设备或节点。无线网络中的节点能够发送和接收信息。在以普及的格式为例的星形网络中，网络的范围受到主机设备的传输范围的限制。来自从属设备的所有通信根据主机的通信进度表通过主机发送。通过允许从属设备为不同网络的成员，使得可以以分散网状形式通过多个网络将信息从主机转播(relay)至从属设备，可以扩展无线星形网络的范围。星形网络也可以在互连网络之间形成系谱关系；从属设备变为子网络的主机设备。星形网络拓扑的使用在通信的发送方面带来了一定的低效率，因为可以强制信息采取到达目的节点的次优路径的主-从关系存在僵化性。
网状网络是更灵活的网络架构，其在工业应用中正变得普遍。网状网络包括大量节点和控制器或网关，但通过允许同一网络内的邻近节点彼此直接通信、避免至控制器的通信的不必要的发送而避免了星形网络拓扑的多种限制。每个节被分配有多个通信路径，这些通信路径是互换的以补偿瓶颈和链接故障。通过允许邻近节点形成直接到达目标节点的通信转播，并且通过在故障或瓶颈周围发送，网络响应时间得以改善，同时通过最小化转播信息所需要的传输次数而最小化网络功率使用。利用多个通信路径提供了路径多样性，这改善了网络可靠性。网状网络也可以通过共用节点而彼此通信。当存在冲突时利用算法确定网络之间的优先权，这些共用节点可以保持它作为其中的一部分的每个网络的通信进度表。
无线网络在无线网络不或不能彼此通信时是独立的。对通信的屏障可以归于物理障碍物，如到自然障碍物(如山或树)或人造障碍物(如混凝土结构)的长距离，或网络固有的逻辑问题，如网络协议的差异。网络之间的通信的缺失是低效率的，并且可能是危险的。当控制系统不能监测位于不同的独立网络中的子系统时，中央定位的控制系统的效用被明显地降低。链接不同的独立网络的挑战在于，解决方案必须灵活、可靠和有效，同时不贵。如采用由内联网或由单独的无线中枢链路(如，Wi-Fi)连接的网关、或无线电转发器、或家庭铺设网络电缆互连独立的无线网络的常见方法要求大的费用用于昂贵的配线和设备的安装。这些机制的其它问题在于，它们通常需要在无线现场设备网络服务的多个区域中不容易获得或不实际的外部功率源。
术语“现场设备”涉及执行控制或过程监测系统或工厂监测系统中的功能的任何现场安装式设备，包括用在工业装置、过程或过程设备的测量、控制和监测中的所有设备，包括工厂环境、健康和安全设备。现场设备通常包括传感器或致动器或二者，并且可以进行控制或警报功能。在被设计用于基于传感器/致动器的应用的无线网络系统中，在不带来更大的安装费用的情况下，网络中的多个设备必须是本地供电的，因为电力设施，如120VAC设施或供电数据总线，不位于附近，或不允许进入仪器、传感器和致动器以及安全监测器或人接口装置必须位于其中的危险位置。“本地供电”是指由本地功率源，如独立电化学源(如，长寿命电池或燃料电池)或由低功率能量提取型功率源(如，振动、日光、或热电)供电。本地功率源的共有特征是它们存储的(如在长寿命电池情况中)或产生的(如在太阳能电池板的情况中)有限的能量容量或有限的功率容量。通常，对低安装成本的经济需求推动了对作为无线现场设备网络的一部分的通信的电池供电设备的需求。有限的功率源(如不能再充电的原电池)的有效利用对有效地运行无线现场设备至关重要。期望电池持续大于五年时间，并且优选地持续与产品寿命一样长的时间。
为了节省功率，一些无线网络协议通过仅仅开启它们自己的转发器有限的时间量来接听信息，限制任何节点或设备在任何时间周期期间可以处理的通信量。因此，为了降低平均功率，协议可以允许在收发器开启(ON)和关闭(OFF)状态之间工作循环。一些无线网络协议可以使用全局工作循环来节省功率，使得整个网络同时开启和关闭。其它协议(如，基于TDMA的协议)可以使用局部工作循环，其中仅链接在一起的通信节点对被排定时间，从而在预定时间以同步方式开启和关闭。典型地，通过为该节点对及时指定具体通信时隙、将由收发器使用的RF频道、在该时刻谁将接收和谁将发送，预先确定链路(如，如具有信道跳转协议(如无线)的TDMA)。
无线现场设备网络用来控制和监测不同的过程和环境。例如，无线现场设备网络可以用在油田中。油田包括在分散在大量区域范围内的钻井平台上对中的大量离散位置。这些隔离的本地区域之间的通信对于油田的整体管理是必要的。钻井平台处的无线现场设备网络监测和控制所有事情，从流量和流体温度到阀的状态和位置以及潜在泄漏。所产生的数据通过网络转播至控制器，控制器分析数据并且精确控制机制，以管理生产或防止故障。从每个隔离的钻井平台到中央监测站的本垒打电缆可能不切实际地昂贵，因此通常采用无线管理和控制采集系统(SCADA：WirelessSupervisory and Control Data Acquisition system)来将钻井平台连接在一起成星形网络。然而，SCADA系统的安装昂贵，并且通常需要昂贵的、带有给它们供电的备用电池的太阳能电池板。油田环境对于无线网状网络可靠地运行来说可能极其困难。钻井平台之间的距离通常大于无线现场设备的标准范围，并且通常存在对无线通信的物理障碍，如土台、罐、处理设备、摇杆/杆式泵和棚屋。网络之间的无线链路通常被诸如树和矮树丛之类的自然织物阻挡。树以约0.35dB/m吸收2.4GHz频谱无线电发射，快速地消耗用在无线网络中的低供电无线电设备的链路预算。RF信号强度通常不够使用低水平和低供电无线的现场设备覆盖钻井平台之间的距离和克服被要求与其它无线现场设备网络通信的障碍。这些钻井平台位置通常遥远，限制了对便利的电力源的迅速接近。这限制了可以安装的无线收发器的功率：在不存在外部电力供给的情况下，功率更大的收发器将快速地和迅速地吸取存储的能量，并且推高更换和维护成本，同时引起网络内部连接的频繁中断。
用于互连分散式独立网络的一种方法是在每个网络中安装网关或基站设备，并通过硬连线中枢链路或通过单独的无线中枢链路(如，Wi-Fi或独占点对点RF网络)链接每个网络。这些设备存在两个主要不足：它们昂贵，并且它们是能量密集设备。远程位置可能没有足够的功率源可用于在不会频繁地维修的情况下使网关或基站长时间运行。还存在与网关或基站相关联的附加成本，网关或基站通常昂贵并且需要大的功率源。将电缆铺设在在大的区域中分散的整个网络中是困难的，并且非常昂贵。
为了避免安装单独的通信中枢链路的困难，网络系统可以采用无线转发器来增加范围或克服障碍。转发器为大功率设备，其通过以更高的功率发送接收到的低功率信号使得信号将克服障碍并且远处的网络可以检测到它而运行。这种转发器需要外部功率源来提供必要的放大。远程位置可能不具有可用的足够功率源来使转发器运行。
在其中物理空间限制是因素的应用中，克服两个网络之间的障碍的一种解决方案是采用具有两个天线的无线电收发器。通过将单独的天线放置在将互连的每个区域中，单个无线电收发器可以在两个区域中发送和接收信号。外部RF电缆通过供电或无源RF分路器将两个天线中的每一个连接至无线电设备。外部RF电缆和RF分路器的使用造成了对所使用的电缆的长度的严重限制。例如，LMR-400低损耗RF电缆将在2.4GHz处引起约0.22dB/米的信号损失，并且无源RF分路器在每个输出端处将可用RF信号强度降低一半。实际上，这种解决方案仅可以互连两个网络，并且这些网络在信号损失使得设备无用之前必须彼此非常靠近。用RF开关替代RF分路器并在两个天线之间切换RF信号恢复一些损失的信号中，但是无线设备增加了相当大的复杂性，并且仍然留下与额外的RF天线电缆相关联的大的损失。
发明内容
本发明采用由跨越屏障的有线链路连接的至少一对本地供电无线设备来桥接无线通信屏障。在至少一对本地供电无线设备中的至少一个无线设备与将被互连的每个无线网络无线通信。无线设备包括无线收发器和天线。来自一个无线现场设备网络的、被编址到另一个无线现场设备网络的成员节点的信息由在屏障一侧上的无线设备接收，并经由有线链路传输至在屏障另一侧上的另一个无线设备，用于发送至所述另一个无线现场设备网络的所述成员节点
本发明的另一个实施例包括用于桥接在无线现场设备网络之间的无线通信屏障的方法。在与第一无线现场设备网络无线通信的本地供电无线设备处接收来自第一无线现场设备网络的、被编址到第二无线现场设备网络的成员节点的信息。信息在有线链路上传输通过屏障。与第二无线现场设备网络无线通信的本地供电无线设备接收来自有线链路的信息，并将信息传输到第二无线现场设备网络中，用于发送到成员节点。
附图说明
图1为图示本发明的采用有线链路穿过屏障互连两个无线网状网络的实施例的实施方案的示意图。
图2A-2D为示出本发明的采用两个本地供电无线设备的实施例的示意图，这两个本地供电无线设备包括一个无线收发器和一个无线设备，该无线设备包括数据路由器以控制本地收发器和远程无线收发器二者，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。
图3A-3C为示出本发明的采用两个本地供电无线数据路由器的实施例的示意图，每个本地供电无线数据路由器放置在不同的无线网状网络中，在这两个本地供电无线数据路由器之间共用有线链路，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图4A-4H为示出本发明的采用包括一个无线现场设备和一个无线数据路由器的两个本地供电无线设备的实施例的示意图，每个本地供电无线设备放置在不同的无线网状网络中，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图5A-5J为示出本发明的采用包括两个本地供电无线设备的实施例的示意图，每个本地供电无线设备放置在不同的无线网状网络中，在这两个本地供电无线现场设备之间共用有线链路，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图6为图示本发明的穿过数个屏障互连多个无线网状网络的实施例的实施方案的示意图。
图7A-7B为本发明的采用单个数据路由器的实施例的示意图，该数据路由器采用单独的天线控制一对收发器，每个天线放置在不同的无线网状网络中，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。有线链路包括RF电缆。
具体实施方式
将在桥接屏障方面讨论本发明，无论是逻辑地还是物理地屏障在使用至少局部网状网络拓扑的无线现场设备网络之间的通信。本领域技术人员将会认识到，本发明同样适合其它网络拓扑，并且不仅仅限于所描述的实施例，而是本发明将包括落入随附权利要求的保护范围之内的所有实施例。
本发明包括与将被互连的每个独立的无线现场设备网络相关联的本地供电无线设备和连接至少一对无线设备的有线链路，该有线链路穿透任何通信屏障。采用本发明，无线设备能够在有线链路上双向地直接发送所接收到的信息，穿过屏障，到达与其它现场设备网络相关联的其它无线设备。对这些信息的响应沿着反向路径通过有线链路进入发端网络。这允许在互连的无线现场设备网络中的一个的控制器或节点访问任何其它互连的现场设备网络的节点，形成包括无线现场设备网络的所有单独的部分的单个统一现场设备网络。在网状网络拓扑中，这允许统一无线现场设备网络仅使用一个网络管理器和一个接入点(或一个网关)用于整个扩展网络。通过在有线链路上采用总线数据协议，形成有线数据链路并以单独可寻址的、多站、多点方式将数个本地供电无线设备连接至有线数据链路，本发明的不同实施例可以具有其它的功效。多站为具有诸如数据路由器之类的一个主机或驱动设备和位于数据总线上的多个从属设备或接收器设备的布置。多点是在数据总线上具有多于一个的主机或驱动设备的布置。缺乏无线通信能力的现场设备可以被集成为桥接装置中的本地供电无线设备的一部分，使现场设备具有无线能力并将它链接至无线现场设备网络的其余部分。可替换地，现场设备可以连接至桥接装置中有线数据链路，将它链接至无线现场设备网络的其余部分。通过允许在有线链路上的本地供电现场设备通过有线链路将功率提供至有线链路上的其它设备，可以具有其它的功效。
通过允许在无线网络中的节点直接地询问位于分开的无线现场设备网络中的远程传感器和其它节点，以其它方式互连独立的无线现场设备网络以形成统一现场设备网络来增加效率。这增加了在整个统一现场设备网络内立即可获得的信息，允许对变化的事件作出更精确和及时的响应。本发明提供比用于在障碍物附近发送网络间通信的现有方法更低的成本、更低的损耗和更低的功率的解决方案。代替包括具有RF分路器或RF开关和链接多个天线的外部RF电缆的标准方法，使用有线数据链路明显地降低信号损失。通过降低RF损失，无线设备的功率要求降低，使得本地供电设备是切实可行的。本发明容易安装。有线链路仅需要足够长以横跨障碍物，避免了因特网中枢链路或本地铺设链路所要求的昂贵的长的配线铺设。由于无线设备容易被编程以采用任何标准网络协议，因此与现有网络中当前硬件存在现成的互操作性。采用多个无线设备还允许本发明连接使用不同网络协议的网络，使得更容易管理、升级和扩展现有现场设备网络。
本发明通过桥接无线通信的屏障而互连无线现场设备网络，特别是无线现场设备网状网络。无线现场设备网状网络的每个节点包括用来与其邻近通信的无线设备。无线设备为无线收发器、无线数据路由器或无线现场设备。无线收发器包括集成在单个设备中的收发器和天线。无线数据路由器包括集成在单个设备中的无线收发器和数据路由器。无线现场设备包括集成在单个设备中的无线数据路由器和现场设备。无线收发器为用于发射和接收RF基通信数据的设备。数据路由器为发送由无线收发器接收到的数据包的设备，拆包由所连接的现场设备消耗的通信有效载荷(如果该设备的地址匹配包中的最终目的地址)或将通信有效载荷向回转发至无线收发器，以向回转发到网络中，到达逻辑路径中的下一个目的地。通过在与其它不同的现场设备网络相关联的多个本地供电无线设备之间连接有线链路和采用有线链路在位于不同的现场设备网络中的本地供电无线设备之间交换信息，本发明桥接无线通信的屏障。
图1图示本发明的采用有线链路穿过屏障互连两个无线网状网络的实施例的实施方案。图1示出统一无线现场设备网状网络10，其由被无线通信的屏障16隔开的无线现场设备网状网络12a和12b形成。屏障16可以为物理屏障，如建筑物的墙壁、天花板、地板；树、矮树丛或其它植物；建筑物和其它人造障碍物，如罐、塔和容器；陡峭地形，如悬崖、山和峡谷或地下结构，如矿井、洞穴、隧道或下水道；或由于使用不同无线电设备或不同通信协议引起的屏障。屏障16也可以为网络12a和12b之间不相容的协议形式。网络12a包括网关18、网状节点群20a-20h...20N、以及网络管理器22。节点20a-20N与网关18对接，网关18访问工厂网络24和主机26，并控制网络12a的通信循环。网络管理器22为位于机载网关18上的软件程序，网关18处理来自网络12a的节点信息，产生无线链路、控制信息、通信进度表和为适合情况的数据询问。可替换地，网络管理器22可以位于远程地连接至网关18的计算机上，例如，连接至工厂网络24的主机26或计算机。
网络12b包括网状无线节点群30a-30h...30N。网络12b的节点被屏障16阻止与网络12a的节点无线通信。如图1中所示，网络12b不具有通过其可以直接地与工厂网络24对接的网关。相反地，为了访问工厂网络24，网络12b依赖于与网络12a的网关18通信。在其它实施例中，网络12b也可以具有其自己的连接至工厂网络24的网关或无线接入点，但仅需要一个网络管理器用于连接的网络12a和12b。
为了将无线现场设备网状网络12a和12b集成在单个无线现场设备网状网络10中，有线链路32铺设在本地供电无线设备34和36之间并越过屏障16。有线链路32为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。这种布置允许无线设备34在有线链路32上将来自网络12a的信息发送至无线设备36并发送到网络12b中，并且允许无线设备36在有线链路32上将来自网络12b的信息发送至无线设备34并发送到网络12a中。例如，如果主机26需要节点30c上包含的信息，则来自主机26的信息由网关18发送到网络12a中，信息在网络12中从一个节点转发到另一个节点，直到信息到达无线设备34。无线设备34确定信息朝向网络12b内的节点30c，并在有线链路32上将该信息发送至无线设备36。该信息随后被发送到网络12b并转播到目的节点30c。对信息的响应沿着反向路径返回至网关18和主机26。如果无线通信的屏障16包括非物理障碍物，如不同的频带或协议，则无线设备34和36能够将该信息转换成适合用于在有线链路32上传输的常见格式，并将该信息分别地再转换成适合发送到网络12a和12b中的格式。此外，采用与无线网络相关联的标准‘存储和传送’路由机制，无线设备34和36分别在它们各自的网络12a和12b中发送标准无线信息。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10，其中每个节点可以通过网关18与主机26通信。
图2A-2D为示出本发明的采用两个本地供电无线设备的实施例的示意图，这两个本地供电无线设备包括一个无线收发器和一个无线设备，该无线设备包括数据路由器以控制本地收发器和远程无线收发器二者，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。
图2A为图1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用单个无线数据路由器来控制远程无线收发器，以采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。统一无线现场设备网状网络10由被无线通信的屏障16隔开的无线现场设备网状网络12a和12b形成。无线设备36c为本地供电无线收发器，包括集成在单个组件中的本地功率源39、收发器40和天线42。无线设备34a为本地供电无线数据路由器，包括集成在单个组件中的本地功率源45、收发器46、天线48和数据路由器50。有线链路32a越过通信屏障16并通过将数据路由器50连接至收发器40而连接无线设备34a和无线设备36c。有线链路32a为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路32a采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000091
FoundationTCP/IP或
Figure BDA00002076834000093
收发器46和数据路由器50之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
Figure BDA00002076834000094
和通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000095
Foundation
Figure BDA00002076834000096
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000097
数据路由器50控制本地收发器40和远程收发器46二者。
本地功率源39和45包括独立电化学源(如，长寿命电池或燃料电池)和低功率能量提取型功率源(如，振动、阳光或热电)中的至少一个。如图所示，本地功率源39和45被集成在它们所连接的无线设备中。可替换地，这种本地功率源与所连接的无线设备物理地隔开，但被电连接以向所连接的无线设备提供功率。例如，连接至邻近振动源的振动发生器或连接至诸如热管之类的附近热源的热电发电机电连接至无线设备以供电。此外，低功率能量提取型功率源还包括在必要时维持电力的能量存储装置(如，可再充电电池或存储电容器)。例如，太阳能功率源需要能量存储装置，如可再充电电池，以在夜间供电。
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到它到达无线设备34a。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递到数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段并将该信息格式化，用于由与网络12b通信的无线收发器36c传输。数据路由器50经由有线链路32a将格式化的信息发送至在屏障16的另一侧上的收发器40。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播到目的节点。返回信息沿着反向路径返回。数据路由器50将从收发器40或46接收到的信息重新格式化成适合由其它收发器46或40广播的格式，以允许装置桥接在不同网络协议中的屏障。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图2B为图1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用单个无线数据路由器来控制远程无线收发器，以采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。与图2A的实施例相比，无线数据路由器34a由无线现场设备34b代替。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。无线设备34b为本地供电无线现场设备，包括集成在单个组件中的本地功率源45、收发器46、天线48、数据路由器50和现场设备52。有线链路32a越过通信屏障16并连接无线设备34b和无线设备36c。现场设备52和数据路由器50之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
Figure BDA00002076834000101
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34a。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，或者将信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化，用于由与网络12b通信的无线收发器36c传输。数据路由器50经由有线链路32a将格式化的信息发送至在屏障16的另一侧上的收发器40。无线收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播到目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图2C为图1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用单个无线数据路由器来控制远程无线收发器，以采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加电连接但物理上隔开的现场设备54之外，该实施例与图2A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备54由有线链路56a连接至无线设备34a的数据路由器50。有线链路56a为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。现场设备54和无线设备34a之间的通信采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000111
Figure BDA00002076834000112
Foundation
Figure BDA00002076834000113
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000114
用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34a通过有线链路56a提供。
操作如为图2A中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器50检查信息的地址字段时，数据路由器50或者将该信息格式化用于在有线链路56a上传输至现场设备54，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的无线收发器36c传输。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50经由有线链路56a将格式化的信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34a连接到统一的无线现场设备网状网络10。
图2D为图1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用单个无线数据路由器来控制远程无线收发器，以采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。该实施例结合图2B和2C中示出的实施例。操作如为图2B和2C描述的一样。
虽然图2A-2D中图示的实施例示出了两个本地功率源，但理解的是，本发明仅需要一个本地功率源用于桥接装置。例如，在图2A中，无线收发器36c可以不由它自己的功率源39供电，而是由无线设备34a在有线数据链路32a上供电。在这种情况中，无线设备36c和34a二者都是由功率源45本地供电的。
图3A-3C为示出本发明的采用两个本地供电无线数据路由器的实施例的示意图，每个本地供电无线数据路由器放置在不同的无线网状网络中，在这两个本地供电无线数据路由器之间共用有线链路，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图3A为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。统一无线现场设备网状网络10由被无线通信的屏障16隔开的无线现场设备网状网络12a和12b形成。无线设备36a为本地供电无线数据路由器，其包括集成在单个组件中的本地功率源39、收发器40、天线42和数据路由器44。无线设备34a为本地供电无线数据路由器，其包括集成在单个组件中的本地功率源45、收发器46、天线48和数据路由器50。有线链路32b越过通信屏障16并通过将数据路由器50连接到数据路由器44而连接无线设备34a和无线设备36a。有线链路32b为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路32b采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000121
Foundation
Figure BDA00002076834000122
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000123
收发器40和数据路由器44之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN、或
Figure BDA00002076834000124
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34a。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递到数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段并将该信息格式化，用于在有线链路32b上传输至与网络12b通信的无线设备36a。数据路由器50经由有线链路32b将格式化的信息发送至在屏障16的另一侧上的数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播到目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图3B为图1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线数据路由器采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备54之外，该实施例与图3A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备54由有线链路56a连接至无线设备34a的数据路由器50。用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34a通过有线链路56a提供。
操作如为图3A中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器50检查信息的地址字段时，数据路由器50或者将该信息格式化用于在有线链路56a传输至现场设备54，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的无线设备36a传输。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50经由有线链路56a将格式化的信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34a连接到统一的无线现场设备网状网络10。
图3C为图1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线数据路由器采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备58之外，该实施例与图3B中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备58由有线链路60a连接至无线设备36a的数据路由器44。有线链路60a是任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。现场设备58和无线设备36a之间的通信采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000131
FoundationTCP/IP或用于现场设备58的电力被本地地或远程地提供或由无线设备36a通过有线链路60提供。
操作如为图3B中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器44检查信息的地址字段时，数据路由器44或者将该信息格式化用于在有线链路60a上传输至现场设备58，或者将信息格式化用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将该信息广播到网络12b以转播到目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。如果信息用于现场设备58，则数据路由器44经由有线链路60a将格式化的信息发送至现场设备58。自身没有无线能力的现场设备58通过无线设备36a连接到统一的无线现场设备网状网络10。
虽然图3A-3C中图示的实施例示出了两个本地功率源，但理解的是，本发明仅需要一个本地功率源用于桥接装置。例如，在图3A中，无线收发器36a可以不由它自己的功率源39供电，而是由无线设备34a在有线数据链路32b上供电。在这种情况中，无线设备36a和34a二者都是由功率源45本地供电的。
图4A-4H为示出本发明的采用包括一个无线现场设备和一个无线数据路由器的两个本地供电无线设备的实施例的示意图，每个本地供电无线设备放置在不同的无线网状网络中，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图4A为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。统一无线现场设备网状网络10由被无线通信的屏障16隔开的无线现场设备网状网络12a和12b形成。无线设备36a为本地供电无线数据路由器，其包括集成在单个组件中的本地功率源39、收发器40、天线42和数据路由器44。无线设备34b为本地供电无线现场设备，其包括集成在单个组件中的本地功率源45、收发器46、天线48、数据路由器50和现场设备52。有线链路32b越过通信屏障16并通过将数据路由器50连接至数据路由器44而连接无线设备34b和无线设备36a。
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段并将该信息格式化，用于在有线链路32b上传输至与网络12b通信的无线设备36a。数据路由器50经由有线链路32b将格式化的信息发送至在屏障16的另一侧上的数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图4B为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32c越过通信屏障16并通过将现场设备52连接至数据路由器44而连接无线设备34b和无线设备36之外，该实施例与图4A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备52包括用于发送和接收有线信号的通信线路。有线链路32c为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路32c采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000151
Foundation
Figure BDA00002076834000152
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000153
现场设备52和数据路由器50之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
Figure BDA00002076834000154
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，或者将信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化，用于在有线链路32c传输至与网络12b通信的无线设备36a。在该实施例中，数据路由器50将格式化的信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路32c将信息发送至屏障16的另一侧的无线设备36a的数据路由器44。数据路由器44检查该信息的地址字段并重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图4C为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备54，该实施例与图4A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备54通过有线链路56a连接至无线设备34a的数据路由器50。用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34b通过有线链路56a提供。
操作如为图4A中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器50检查信息的地址字段时，数据路由器50或者将该信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化用于在有线链路56a传输至现场设备54，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的无线设备36a传输。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50经由有线链路56a将格式化的信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图4D为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32c和有线链路56b连接至现场设备52之外，该实施例与图4C中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。有线链路56b为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路56b采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000161
Foundation
Figure BDA00002076834000162
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000163
用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34b通过有线链路56b提供。
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将它传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，或者将信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化用于在有线链路56b上传输至现场设备54，或者将该信息格式化，用于由与网络12b通信的无线设备36a传输。在该实施例中，数据路由器50将格式化的信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路32c将信息发送至屏障16的另一侧的无线设备36a的数据路由器44。数据路由器44检查该信息的地址字段并重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50将用于现场设备54的格式化信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路56b将信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图4E为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备58之外，该实施例与图4A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备58通过有线链路60a连接至无线设备36a的数据路由器44。用于现场设备58的电力被本地地或远程地提供或由无线设备36a通过有线链路60a提供。
操作如为图4A中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器44检查信息的地址字段时，数据路由器44或者将该信息格式化用于在有线链路60a传输至现场设备58，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。如果信息用于现场设备58，则数据路由器44经由有线链路60a将格式化的信息发送至现场设备58。自身没有无线能力的现场设备58通过无线设备36a连接至统一无线现场设备网状网络10。
图4F为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32c越过通信屏障16并通过将现场设备52连接至数据路由器44而连接无线设备34b和无线设备36a之外，该实施例与图4E中示出的实施例相同。
操作如为图4E中示出的实施例描述的一样，除了在该实施例中，数据路由器50将格式化的信息发送至现场设备52，并且现场设备52经由有线链路32c将该信息发送至屏障16的另一侧的无线设备36a的数据路由器44。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图4G为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。该实施例结合图4C和4E中示出的实施例。操作如为图4C和4E中示出的实施例描述的一样。
图4H为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用一个无线现场设备和一个无线数据路由器，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。该实施例结合图4D和4F中示出的实施例。操作如为图4D和4F中示出的实施例描述的一样。
虽然图4A-4H中图示的实施例示出了两个本地功率源，但理解的是，本发明仅需要一个本地功率源用于桥接装置。例如，在图4A中，无线收发器36a可以不由它自己的功率源39供电，而是由无线设备34b在有线数据链路32b上供电。在这种情况中，无线设备36a和34b二者都是由功率源45本地供电的。
图5A-5J为示出本发明的采用包括两个本地供电无线设备的实施例的示意图，每个本地供电无线设备放置在不同的无线网状网络中，在这两个本地供电无线现场设备之间共用有线链路，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图5A为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。统一无线现场设备网状网络10由被无线通信的屏障16隔开的无线现场设备网状网络12a和12b形成。无线设备36b为本地供电无线现场设备，其包括集成在单个组件中的本地功率源39、收发器40、天线42、数据路由器44和现场设备62。无线设备34b为本地供电无线现场设备，其包括集成在单个组件中的本地功率源45、收发器46、天线48、数据路由器50和现场设备52。有线链路32b越过通信屏障16并通过将数据路由器50连接至数据路由器44而连接无线设备34b和无线设备36b。现场设备62和数据路由器44之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到它到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将它传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化，用于在有线链路32b传输至与网络12b通信的无线设备36b。数据路由器50经由有线链路32b将格式化的信息发送至屏障16的另一侧的数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备62，或者重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图5B为图示1中示出的桥接装置的另一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32c越过通信屏障16并通过将现场设备52连接至数据路由器44而连接无线设备34b和无线设备36b之外，该实施例与图5A中示出的实施例相同。
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到信息到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化，用于在有线链路32c上传输至与网络12b通信的无线设备36b。在该实施例中，数据路由器50将格式化的信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路32c将该信息发送至在屏障16的另一侧上的无线设备36b的数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备62，或者重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图5C为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32d越过通信屏障16并通过将现场设备52连接至现场设备62而连接无线设备34b和无线设备36b之外，该实施例与图5A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备52和现场设备62中的每一个包括用于发送和接收有线信号的通信线路。有线链路32d为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路32d采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000191
Foundation
Figure BDA00002076834000192
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000193
在操作中，用于网络12b中的节点的信息被通过网络12a转播，直到它到达无线设备34b。收发器46通过天线48接收信息并将信息传递至数据路由器50。数据路由器50检测该信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化，用于在有线链路32d传输至与网络12b通信的无线设备36b。在该实施例中，数据路由器50将格式化的信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路32d将该信息发送至在屏障16的另一侧上的无线设备36b的现场设备62。现场设备62将该信息传递至数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备62，或者重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图5D为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备54，该实施例与图5A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备54通过有线链路56a连接至无线设备34b的数据路由器50。用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34b通过有线链路56a提供。
操作如为图5A中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器50检查信息的地址字段时，数据路由器50或者将该信息拆包用于现场设备52，或者将该信息格式化用于在有线链路56a传输至现场设备54，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的无线设备36b传输。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50经由有线链路56a将格式化的信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图5E为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32e越过通信屏障16并通过将数据路由器50连接至现场设备62而连接无线设备34b和无线设备36b之外，该实施例与图5D中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。有线链路32e为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路32e采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000211
Foundation
Figure BDA00002076834000212
TCP/IP、或
Figure BDA00002076834000213
操作如为图5D中示出的实施例描述的一样，除了在该实施例中，数据路由器50经由有线链路32e将格式化的信息发送至屏障16的另一侧的无线设备36b的现场设备62。现场设备62将该信息传递至数据路由器44。数据路由器44检查信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备62，或者重新格式化该信息用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图5F为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32d和有线链路56b连接至现场设备52之外，该实施例与图5E中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。用于现场设备54的电力被本地地或远程地提供或由无线设备34b通过有线链路56a提供。
操作如为图5E中示出的实施例描述的一样，除了在该实施例中，数据路由器50将用于网络12b的格式化的信息发送至现场设备52，并且现场设备52经由有线链路32d将该信息发送至屏障16的另一侧的无线设备36b的现场设备62。如果信息用于现场设备54，则数据路由器50将用于现场设备54的格式化信息发送至现场设备52，现场设备52经由有线链路56b将该信息发送至现场设备54。自身没有无线能力的现场设备54通过无线设备34b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图5G为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了有线链路32c连接至数据路由器44之外，该实施例与图5F中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。
操作如为图5F中示出的实施例描述的一样，除了在该实施例中，现场设备52将用于网络12b的格式化的信息发送至无线设备36b的数据路由器44。数据路由器44检测该信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备62，或者将该信息重新格式化，用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。在功能上，两个单独的网络12a和12b变为统一无线现场设备网状网络10。
图5H为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备58之外，该实施例与图5D中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备58通过有线链路60a连接至无线设备36b的数据路由器44。用于现场设备58的电力被本地地或远程地提供或由无线设备36b通过有线链路60a提供。
操作如为图5D中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器44检查信息的地址字段时，数据路由器44或者将该信息格式化用于在有线链路60a传输至现场设备58，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。如果信息用于现场设备58，则数据路由器44经由有线链路60a将格式化的信息发送至现场设备58。自身没有无线能力的现场设备58通过无线设备36b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图5I为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备58，该实施例与图5G中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备58通过有线链路60a连接至无线设备36b的数据路由器44。用于现场设备58的电力被本地地或远程地提供或由无线设备36b通过有线链路60a提供。
操作如为图5G中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器44检查信息的地址字段时，数据路由器44或者将该信息格式化用于在有线链路60a上传输至现场设备58，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的收发器40传输。收发器40随后通过天线42将信息广播到网络12b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。如果信息用于现场设备58，则数据路由器44经由有线链路60a将格式化的信息发送至现场设备58。自身没有无线能力的现场设备58通过无线设备36b连接至统一无线现场设备网状网络10。
图5J为图示1中示出的桥接装置的一个实施例的框图，该桥接装置采用两个无线现场设备，从而采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连这两个无线网状网络。除了添加现场设备58，该实施例与图5F中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。现场设备58通过有线链路60b连接至无线设备36b的现场设备62。有线链路60b为任何合适类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。现场设备58和无线设备36b之间的通信采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000231
Foundation
Figure BDA00002076834000232
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000233
操作如为图5F中示出的实施例描述的一样，除了在数据路由器44检查信息的地址字段时，数据路由器44或者将该信息拆包用于现场设备62，或者将该信息格式化用于在有线链路60b上传输至现场设备58，或者将该信息格式化用于由与网络12b通信的收发器40传输。如果信息用于现场设备58，则数据路由器44将用于现场设备58的信息发送至现场设备62，现场设备62经由有线链路60b将该信息发送至现场设备58。自身没有无线能力的现场设备58通过无线设备36b连接至统一无线现场设备网状网络10。
虽然图5A-5J中图示的实施例示出了两个本地功率源，但理解的是，本发明仅需要一个本地功率源用于桥接装置。例如，在图5A中，无线收发器36b可以不由它自己的功率源39供电，而是由无线设备34b在有线数据链路32b上供电。在这种情况中，无线设备36a和34b二者都是由功率源45本地供电的。
图6为图示本发明的穿过数个屏障互连多个无线网状网络的实施例的实施方案的框图。在图6中，多个无线现场设备网状网络，网络112a、112b和112c，结合成统一无线现场设备网状网络110。网络112a、112b和112c由无线通信屏障160、162和164分开。每个网络112a、112b和112c分别包括彼此通信的大量节点，节点120a-120f…120N、130a-130f…130N、140a-140f…140N。每个网络112a、112b和112c通常由它自己的网络管理器控制，网络管理器通常分别地位于网关118、128和136的一个中。工厂网络124、134和142可以具有它们自己的主机126、152和154并且可以不彼此通信。在该图示中，位于网关118上的网络管理器122控制统一无线现场设备网状网络110。可替换地，统一无线现场设备网状网络110可以由位于网关128和136中的一个上、位于分别远程地连接至网关118、128和136中的一个的计算机(例如，主机126、152和154)上、或位于连接至工厂网络124、134和142中的一个的计算上的网络管理器管理。
为了将无线现场设备网状网络112a、112b和112c集成为统一网状网络，图示了上文示出的桥接装置的实施例中的几个，其采用两个本地供电无线设备以采用两个无线网状网络之间的外部有线链路穿过屏障互连两个无线网状网络。有线链路170越过屏障162并连接本地供电无线数据路由器172和本地供电无线数据路由器174，采用上文在图3A中图示的类型的实施例分别互连无线网络112a和112b。有线链路176越过屏障160并连接本地供电无线现场设备178和本地供电无线现场设备180，采用上文在图5A-5C中图示的类型的实施例分别互连无线网络112a和112c。最后，有线链路182越过屏障164并连接本地供电无线现场设备184和本地供电无线数据路由器186，采用上文在图4A-4B中图示的类型的实施例分别互连无线网络112b和112c。有线链路170、176和182为任何适合类型，例如，EIA/RS-485、以太网或者甚至私有类型。有线链路170、176和182采用合适的通信协议，例如，HDLC、
Figure BDA00002076834000241
Foundation
Figure BDA00002076834000242
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000243
在操作中，如果网络管理器122需要存储在位于网络112c中的节点140a上的信息，则请求被产生并发送至网关118，在网关118处该请求被广播到网络112a中并通过网络112a转播。信息通过网络112a直到它由无线现场设备178接收。无线现场设备178确定信息的目的地存在于网络112c中，并在有线链路176上将信息发送至无线现场设备180。无线现场设备180接收信息，格式化信息用于无线传输，并将信息广播到网络112c中以转播至目的节点140a。返回信息沿着反向路径返回网关118和网络管理器122。如果预期的目的节点位于网络112b中，则用于发送和接收信息的过程相同，除了在有线链路170上将信息从无线数据路由器172发送至无线数据路由器174，并且是无线数据路由器174格式化信息用于无线传输以及将信息广播到网络112b中而不是广播到112c中。无线现场设备网状网络112a、112b和112c变为统一无线现场设备网状网络110，其中每个主机系统126、152和154根据需要访问其它网络中的任一个中的所有节点和从任何节点接收控制信号或将控制信号发送至任何节点。
本发明的另一个优点在于，有线链路170、176和182一起提供冗余，用于改善连接可靠性。如果在之前的示例中，其中网络管理器122需要存储在位于网络112c中的节点140a上的信息，则有线链路176离线，连接路径仍将存在。例如，与之前一样，请求被产生并发送至网关118，在网关118处该请求被广播到网络112a中并通过网络112a转播。信息通过网络112a直到信息由无线现场设备172接收。无线数据路由器172在有线链路176上将信息发送至无线数据路由器174。无线数据路由器174接收信息，格式化信息用于无线传输，并将信息广播到网络112b中以转播至无线现场设备184。无线现场设备18在有线链路182上将信息发送至无线数据路由器186。无线数据路由器186接收信息，格式化信息用于无线传输，并将信息广播到网络112c中以转播至目的节点140a。返回信息沿着反向路径返回网关118和网络管理器122。
图6还图示了本发明的穿过数个屏障互连多个无线网状网络的另一个实施例。为了将无线现场设备网状网络112a、112b和112c集成为统一网状网络，本地供电无线设备192、194和196采用有线数据链路190连接在一起。无线设备192与网络112a无线通信；无线设备194与网络112b无线通信；无线设备196与网络112c无线通信。有线数据链路190越过屏障160、162和162。有线数据链路190采用总线数据协议以单独可寻址、多站、多点方式将本地供电无线设备192、194和196连接至有线数据链路190。合适的总线类型例如包括EIA/RS-485或以太网。合适的总线数据协议例如包括HDLC、
Figure BDA00002076834000261
Foundation
Figure BDA00002076834000262
TCP/IP或
Figure BDA00002076834000263
典型地，每个本地供电无线设备192、194和196包括它自己的本地功率源。然而，与图2A-5J中图示的实施例一样，所理解的是，本发明仅需要一个本地功率源向有线数据链路190和所连接的设备供电。例如，在图6中，如果无线设备196的本地功率源除了向无线设备196供电之外还足以向无线设备192和194供电，则无线设备192和194不需要由它们自己的功率源供电并且由无线设备196通过有线数据链路190进行本地供电。
如果网络管理器122需要存储在位于网络112c中的节点140a上的信息，则请求被产生并发送至网关118，在网关118处该请求被广播到网络112a中并通过网络112a转播。信息通过网络112a直到信息由无线设备192接收。无线设备192确定信息的目的地存在于网络112c中，并在有线数据链路190上将信息发送至无线设备196。无线设备196接收信息，格式化信息用于无线传输，并将信息广播到网络112c中以转播至目的节点140a。返回信息沿着反向路径返回网关118和网络管理器122。如果预期的目的节点位于网络112b中，则用于发送和接收信息的过程相同，除了在有线数据链路190上将信息发送至无线设备194，并且是无线设备194格式化信息用于无线传输以及将信息广播到网络112b中而不是广播到112c中。无线现场设备网状网络112a、112b和112c变为统一无线现场设备网状网络110，其中每个主机系统126、152和154根据需要访问其它网络中的任一个中的所有节点和从任何节点接收控制信号或将控制信号发送至任何节点。
图6中图示的实施例的另一个特征是缺少无线通信能力的现场设备也可以被集成到统一无线现场设备网状网络110中。现场设备198和200缺少无线通信能力。现场设备198和200以多站、多点方式连接至有线数据链路190，并且与无线设备192、194和196一样，是独立可寻址的。如果网络管理器122需要存储在位于网络112c中的现场设备200上的信息，则请求被产生并发送至网关118，在网关118处该请求被广播到网络112a中并通过网络112a转播。信息通过网络112a直到信息由无线设备192接收。无线设备192确定信息的目的地存在于网络112c中，并在有线数据链路190上将信息发送至现场设备200。返回信息沿着反向路径返回网关118和网络管理器122。自身没有无线能力的现场设备200通过无线设备192连接至统一无线现场设备网状网络110。
图7A-7B为本发明的采用控制一对收发器和两个天线的单个数据路由器的实施例的示意图，每个天线放置在不同的无线网状网络，以采用有线链路穿过屏障互连无线网状网络。
图7A为本发明的采用单个数据路由器控制一对收发器和两个天线以采用外部有线链路穿过屏障互连两个无线网状网络的桥接装置的一个实施例的框图。统一无线现场设备网状网络210由被无线通信的屏障216分开的无线现场设备网状网络212a和212b形成。有线链路232越过屏障216并连接与网络212a无线通信的本地供电无线设备234a和与网络212b无线通信的天线242。无线设备234a为本地供电无线数据路由器，包括集成为单个组件的本地功率源239、收发器240、收发器246、天线248和数据路由器250。收发器240和数据路由器250之间以及收发器246和数据路由器250之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
Figure BDA00002076834000271
数据路由器250控制收发器240和收发器246二者。有线链路232为连接至收发器240和天线242的RF电缆。与在之前的实施例中使用的有线链路不同，作为RF电缆的有线链路232引起信号损耗，这限制了线路可以跨越的距离。
根据一个实施例，本地功率源239包括独立电化学源(如，长寿命电池或燃料电池)和低功率能量提取型功率源(如，振动、日光或热电)中的至少一种。如图所示，本地功率源239集成到它所连接的无线设备中。可替换地，这种本地功率源是物理地分离的，但被电连接以提供电子至所连接的无线设备。
在操作中，用于网络212b中的节点的信息被转播通过网络212a，直达信息到达无线设备234a。收发器246通过天线248接收信息并将信息传递至数据路由器250。数据路由器250检查该信息的地址字段并格式化该信息用于传输到网络212b中。数据路由器250将格式化的信息发送至收发器240。收发器240则经由有线链路232将信息传输至天线242并将该信息广播到网络212b中以转播至目的节点。返回信息沿着反向路径返回。数据路由器250将从收发器240或246接收到的信息重新格式化为适合由另一个收发器246或240广播的格式，以允许该桥接装置桥接不同的网络协议中的屏障。在功能上，两个单独的网络212a和212b变为统一无线现场设备网状网络210。
图7B为本发明的采用单个数据路由器控制一对收发器和两个天线以采用外部有线链路穿过屏障互连两个无线网状网络的桥接装置的另一个实施例的框图。除了无线数据路由器234a由无线现场设备234b代替之外，该实施例与图7A中示出的实施例相同。所有具有相同编号的元件如上文描述的一样。无线设备234b为本地供电无线现场设备，包括集成为单个组件的本地功率源239、收发器240、收发器246、天线248、数据路由器250和现场设备252。现场设备252和数据路由器250之间的通信采用合适的本地通信总线，例如，UART、CAN或
Figure BDA00002076834000281
操作与为图7A中示出的实施例描述的一样，除了在该实施例中，数据路由器250检查信息的地址字段，并且或者将该信息拆包用于现场设备252，或者格式化该信息用于传输到网络212b中。在功能上，两个单独的网络212a和212b变为统一无线现场设备网状网络210。
如上所述，图7A-7B中示出的实施例采用用于有线链路的RF电缆。RF电缆引起信号损耗，这限制了有线链路越过无线通信的屏障可以跨越的距离。然而，与现有技术相反，本发明不采用将会增加成本的复杂的RF开关或将严重地限制有线链路可以跨越的距离的RF分路器。对于相对短的跨越，如，穿过墙壁，或对于逻辑屏障，如网络协议差异，图7A-7B的实施例会是最有效的解决方案。
在本发明的所有实施例中，有线链路由所连接的本地供电无线设备单独地供电。这与其中总线本身由外部源供电并且可以提供电力至现场设备的现有现场设备网络总线相反。本发明理想地适合其中这种外部源不容易获得的位置。为了保持低功率，有线链路的数据率应当相对高，至少具有与用来连接的无线协议的数据率一样的量级。例如，采用无线
Figure BDA00002076834000282
无线数据率为250Kbits/秒，因此有线链路数据率应当近似位于相同的速度范围内，例如，大于100Kbits/秒。因为有线链路的功率效率比无线链路的功率效率好很多，有线链路数据率可以稍微低于无线数据率，而不牺牲太多的可用本地功率，如电池寿命或能量采集输出。快速的数据率允许本发明的本地供电无线设备在开启(在它们快速通信时)和关闭之间工作循环，最小化开启时间和降低平均功率使用。
以其它方式互连独立的无线现场设备网络以形成统一现场设备网络通过使得单个网络管理器能够管理和控制组合的网络并且通过允许无线网络内的节点直接地询问位于分开的无线现场设备网络中的远程传感器和其它节点而增加效率。这增加了整个统一现场设备网络中立即可获得的信息，允许对变化事件的更精确和及时地响应。本发明提供具有比用于在障碍物附近路由网络间通信的当前方法低的成本、损失和功率的解决方案。代替包括具有链接多个天线的RF分路器或RF开关和外部RF电缆的单个无线电设备的当前方法，采用有线数据链路明显地降低了信号损耗。通过降低RF损失，无线设备的功率要求降低，使得本地供电设备是可行的。本发明容易安装。有线链路仅需要足够长以跨越障碍物，避免因特网中枢链路或本地铺设链路所需要的昂贵的长配线铺设。由于无线设备容易被编程以使用任何标准网络协议，因此与现有网络中的当前硬件存在现成可用的互操作性。采用多个无线设备还允许本发明连接使用不同网络协议的网络，使得更容易管理、升级和扩展现有现场设备网络。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，在不偏离本发明的范围的条件下，可以进行多种变化，并且可以用等同物代替其元件。此外，在不偏离本发明的本质范围的条件下，可以进行多种修改以使特定情况或条件适应本发明的教导。因此，意图是，本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入随附权利要求的保护范围内的所有实施例。

Claims (48)

1.一种用于桥接第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信屏障的装置，该装置包括：
与第一无线现场设备网络无线通信的本地供电式第一无线设备，第一无线设备包括：
第一数据路由器；
第一本地功率源；
第一收发器；和
第一天线；
与第二无线现场设备网络无线通信的第二无线设备，第二无线设备包括：
第二收发器；和
第二天线；和
将第一无线设备连接至第二无线设备的有线链路，其中有线链路跨越第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信屏障；
其中来自第一无线现场设备网络的、被编址为第二无线现场设备网络的成员节点的、由第一无线设备接收并由第二无线设备传输到第二无线现场设备网络中、用于发送至第二无线网络的成员节点的信息经由有线链路跨过无线通信屏障；并且
其中第二无线设备通过有线链路由第一功率源供电或由与第二无线设备相关联的第二本地功率源供电。
2.根据权利要求1所述的装置，其中第一无线设备将从第一无线现场设备网络接收到的无线通信格式化成与第二无线现场设备网络兼容的、用于在有线链路上传输通信协议，并且其中第一无线设备将在有线链路上接收到的来自第二无线现场设备网络的通信格式化成与到第一无线现场设备网络中的无线传输兼容的通信协议。
3.根据权利要求1所述的装置，其中第一无线设备还包括第一现场设备。
4.根据权利要求3所述的装置，还包括第二现场设备，其中第二现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第二现场设备与第一无线设备物理地隔开。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括第一现场设备，其中第一现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第一现场设备与第一无线设备物理地隔开。
6.根据权利要求1所述的装置，其中第二无线设备还包括第二数据路由器。
7.根据权利要求6所述的装置，其中第一无线设备将从第一无线现场设备网络接收到的无线通信格式化成与第二无线现场设备网络兼容的、用于在有线链路上传输通信协议，并且其中第一无线设备将在有线链路上接收到的来自第二无线现场设备网络的通信格式化为与到第一无线现场设备网络中的无线传输兼容的通信协议。
8.根据权利要求6所述的装置，还包括第一现场设备，其中第一现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第一现场设备与第一无线设备物理地隔开。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括第二现场设备，其中第二现场设备电连接至第二无线设备并能够与第二无线设备通信，并且其中第二现场设备与第二无线设备物理地隔开。
10.根据权利要求6所述的装置，其中第一无线设备还包括第一现场设备。
11.根据权利要求10所述的装置，其中第一无线设备将从第一无线现场设备网络接收到的无线通信格式化成与第二无线现场设备网络兼容的、用于在有线链路上传输通信协议，并且其中第一无线设备将在有线链路上接收到的来自第二无线现场设备网络的通信格式化为与到第一无线现场设备网络中的无线传输兼容的通信协议。
12.根据权利要求10所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
13.根据权利要求10所述的装置，还包括第二现场设备，其中第二现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第二现场设备与第一无线设备物理地隔开。
14.根据权利要求13所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
15.根据权利要求10所述的装置，还包括第二现场设备，其中第二现场设备电连接至第二无线设备并能够与第二无线设备通信，并且其中第二现场设备与第二无线设备物理地隔开。
16.根据权利要求15所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
17.根据权利要求15所述的装置，还包括第三现场设备，其中第三现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第三现场设备与第一无线设备物理地隔开。
18.根据权利要求17所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
19.根据权利要求10所述的装置，其中第二无线设备还包括第二现场设备。
20.根据权利要求19所述的装置，其中第一无线设备将从第一无线现场设备网络接收到的无线通信格式化成与第二无线现场设备网络兼容的、用于在有线链路上传输通信协议，并且其中第一无线设备将在有线链路上接收到的来自第二无线现场设备网络的通信格式化为与到第一无线现场设备网络中的无线传输兼容的通信协议。
21.根据权利要求19所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
22.根据权利要求19所述的装置，其中有线链路将第一现场设备连接至第二现场设备。
23.根据权利要求19所述的装置，还包括第三现场设备，其中第三现场设备电连接至第一无线设备并能够与第一无线设备通信，并且其中第三现场设备与第一无线设备物理地隔开。
24.根据权利要求23所述的装置，其中有线链路将第一数据路由器连接至第二数据路由器和第二现场设备中的一个。
25.根据权利要求23所述的装置，其中有线链路将第一现场设备连接至第二数据路由器和第二现场设备中的一个。
26.根据权利要求23所述的装置，还包括第四现场设备，其中第四现场设备电连接至第二无线设备并能够与第二无线设备通信，并且其中第四现场设备与第二无线设备物理地隔开。
27.根据权利要求26所述的装置，其中有线链路将第二数据路由器连接至第一数据路由器和第一现场设备中的一个。
28.根据权利要求26所述的装置，其中有线链路将第一现场设备连接至第二现场设备。
29.一种用于桥接多个无线现场设备网络之间的无线通信屏障的系统，每个网络包括多个无线设备，该系统包括：
有线链路，其中有线链路为跨越所述多个无线现场设备网络之间的无线通信屏障的本地供电有线数据链路；和
来自每个网络的至少一个本地供电无线设备，所述至少一个本地供电无线设备以多站、多点方式连接至有线数据链路，以通过有线数据链路在它的网络的无线设备和构成所述多个无线网络的其它网络的无线设备之间提供相互通信，其中每个连接的无线设备包括：
数据路由器；
本地功率源；
收发器；和
天线。
30.根据权利要求29所述的系统，其中连接至有线数据链路的所述本地供电无线设备中的至少一个还包括现场设备。
31.根据权利要求30所述的系统，其中有线数据链路连接至每个连接到有线数据链路的本地供电无线设备的现场设备和数据路由器中的一个。
32.根据权利要求29所述的系统，其中连接至有线数据链路的每个本地供电无线设备将接收到的无线通信格式化为用于在有线数据链路上传输的通信协议，并且其中连接至有线数据链路的每个本地供电无线设备将在有线链路上接收到的通信格式化为与到所述多个现场设备网络中的与其无线通信的一个中的无线传输兼容的通信协议。
33.根据权利要求29所述的系统，还包括多个现场设备，其中有线数据链路以多站、多点方式连接所述多个现场设备。
34.一种用于桥接多个无线现场设备网络之间的无线通信屏障的系统，每个网络包括多个无线设备，该系统包括：
有线链路，其中有线链路为跨越所述多个无线现场设备网络之间的无线通信屏障的本地供电有线数据链路；和
来自每个网络的至少一个本地供电无线设备，所述至少一个本地供电无线设备以多站、多点方式连接至有线数据链路，以通过有线数据链路在它的网络的无线设备和构成所述多个无线网络的其它网络的无线设备之间提供相互通信，其中每个连接的无线设备包括：
数据路由器；
收发器；和
天线；
其中本地供电无线设备中的至少一个还包括本地功率源；其中本地功率源给有线数据链路供电。
35.根据权利要求34所述的系统，其中连接至有线数据链路的本地供电无线设备中的至少一个还包括现场设备。
36.根据权利要求35所述的系统，其中有线数据链路连接到每个连接到有线数据链路的本地供电无线设备的现场设备和数据路由器中的一个。
37.根据权利要求34所述的系统，其中连接至有线数据链路的每个本地供电无线设备将接收到的无线通信格式化为用于在有线数据链路上传输的通信协议，并且其中连接至有线数据链路的每个本地供电无线设备将在有线链路上接收到的通信格式化为与到所述多个现场设备网络中的与其无线通信的一个中的无线传输兼容的通信协议。
38.根据权利要求34所述的系统，还包括多个现场设备，其中有线数据链路以多站、多点方式连接所述多个现场设备。
39.一种用于桥接第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信屏障的方法，该方法包括下述步骤：
在与第一无线设备网络无线通信的第一本地供电无线设备处接收来自第一无线现场设备网络的、被编址为第二无线现场设备网络的最终目的节点的信息；
采用连接至第一无线设备的有线链路将信息传输通过无线网络通信屏障；
在连接至有线链路并与第二无线现场设备网络无线通信的第二本地供电无线设备处接收来自有线链路的信息；
采用第二无线设备将信息重新传输到第二无线现场设备网络中；以及
以跳转的方式在跳转中将信息通过第二无线网络的节点发送到第二无线现场设备网络的最终目的节点。
40.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前采用封装协议以格式化从第一无线现场设备网络接收的信息；以及
在将信息传输到第二无线现场设备网络中之前采用封装协议以拆包从有线链路接收到的信息。
41.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
将从第一无线现场设备网络接收的信息的格式转换成与第二无线现场设备网络兼容的通信协议；
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前采用封装协议以重新格式化被转换成通信协议的信息；以及
在将信息传输到第二无线现场设备网络中之前采用封装协议以拆包从有线链路接收的信息。
42.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前采用封装协议以格式化从第一无线现场设备网络接收的信息；
在将信息的格式转换成与第二无线现场设备网络兼容的通信协议之前采用封装协议以拆包从有线链路接收的信息；
在将信息传输到第二无线现场设备网络将信息的格式转换成所述通信协议。
43.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前将从第一无线现场设备网络接收到的信息的格式转换成通信协议；
在将信息传输到第二无线现场设备网络中之前，将从有线链路接收到的来自通信协议的信息的格式向回转换成如在第一本地供电无线现场设备处接收到的信息的格式，其中所述通信协议与在有线链路上的传输兼容。
44.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
在将信息重新转换成第二通信协议之前，将从第一无线现场设备网络接收到的信息的格式转换成与第二无线现场设备网络兼容的第一通信协议；
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前将被转换成第一通信协议的信息的格式重新转换成第二通信协议；
在将信息传输到第二无线现场设备网络中之前将从有线链路接收到的来自第二通信协议的信息的格式转换成第一通信协议，其中所述第二通信协议与在有线链路上的传输兼容。
45.根据权利要求39所述的方法，其中该方法还包括下述步骤：
在将信息传输通过无线网络通信屏障之前将从第一无线现场设备网络接收到的信息的格式转换成第一通信协议；
在将信息的格式重新转换成与第二无线现场设备网络兼容的第二通信协议之前，将从有线链路接收到的、来自第一通信协议的信息的格式向回转换成如在第一本地供电无线现场设备处接收到的信息的格式，其中第一通信协议与在有线链路上的传输兼容；
在将信息传输到第二无线现场设备网络中之前将信息的格式重新转换成第二通信协议。
46.一种系统，包括：
第一无线现场设备网络；
第二无线现场设备网络；
与第一无线现场设备网络无线通信的本地供电式第一无线设备；
与第二无线现场设备网络无线通信的本地供电式第二无线设备；以及
将第一无线设备连接至第二无线设备的有线链路，其中有线链路跨越第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信屏障；
其中来自第一无线现场设备网络的、被编址到第二无线现场设备网络的成员节点的、由第一无线设备接收并由第二无线设备传输到第二无线现场设备网络中、用于发送至第二无线网络的成员节点的信息经由有线链路跨过无线通信屏障。
47.一种用于桥接第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信的屏障的装置，该装置包括：
本地供电无线设备，包括：
数据路由器；
本地功率源；
第一收发器；
第一天线；和
第二收发器；
第二天线；和
有线链路；
其中第一天线与第一无线现场设备网络无线通信；第二天线与第二无线现场设备网络无线通信；并且有线链路为将第二天线连接至第二收发器的RF电缆，其中有线链路跨越第一无线现场设备网络和第二无线现场设备网络之间的无线通信屏障；
其中来自第一无线现场设备网络的、被编址到第二无线现场设备网络的成员节点的、由第一天线接收并由第二天线传输到第二无线现场设备网络中、用于发送至第二无线网络的成员节点的信息经由有线链路跨过无线通信屏障。
48.根据权利要求47所述的装置，其中无线设备还包括现场设备。
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