CN101960875B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN101960875B
CN101960875B CN200980106515.7A CN200980106515A CN101960875B CN 101960875 B CN101960875 B CN 101960875B CN 200980106515 A CN200980106515 A CN 200980106515A CN 101960875 B CN101960875 B CN 101960875B
Authority
CN
China
Prior art keywords
equipment
mesh network
physical space
module
wireless mesh
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200980106515.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101960875A (zh
Inventor
约瑟夫·Ⅲ·奇特拉诺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fisher Rosemount Systems Inc
Original Assignee
Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41016719&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN101960875(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fisher Rosemount Systems Inc filed Critical Fisher Rosemount Systems Inc
Publication of CN101960875A publication Critical patent/CN101960875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101960875B publication Critical patent/CN101960875B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)

Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明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。
背景技术
无线网状网络为由组成网状拓扑的多个无线设备(即，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。
发明内容
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为图示用作根据本发明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为根据本发明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为根据本发明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为根据本发明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为根据本发明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为图示根据本发明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。
具体实施方式
本发明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为图示根据本发明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图像表示。由用户输入的物理空间的表示(即，图像)，可以为能够由通用计算机显示的任何类型(如，位图、JPEG、可移植文档格式(PDF)、AutoCAD制图文件等)。例如，由用户输入的图像可以为航拍图片、来自谷歌地图的屏幕截图或表示由网状网络占据的物理空间的示意图。图像或透视图可以在二维空间或三维空间表示。
在已经选择图像之后，用户可以经由比例模块42、密度模块44和设备模块46选择和提供输入，以限定所选定物理空间的各个方面并限定占据物理空间的网状网络的布局。比例模块42连接为接收用户输入，该输入允许设计工具将特定比例与表示由网状网络占据的物理空间的图像相关联。设备节点之间的通信极大地依赖设备之间的距离。同样的，物理空间的合适的缩放比例对放在作为所提出的网状网络布局的一部分的物理空间上的设备之间的通信能力的准确估计是重要的。所限定的比例与由总图模块40限定和显示的物理空间相关联。
密度模块44从用户接收输入，允许用户将各种“密度”等级与物理空间相关联，或者与和物理空间相关联的特定区域相关联。密度涉及可能阻止设备相互通信能力的那些物理因素。将不同密度等级指定给物理空间允许设计工具模拟各种环境将对网状网络通信能力的影响。
设备模块46也从用户接收输入，允许用户将构成所提出的网状网络布局的各种设备节点放置在由总图模块40限定的物理空间内的特定位置上。设备模块46允许用户从多种类型的设备中进行选择，并选择性地将它们放置在所限定的物理空间内。
设计参数模块48从用户接收输入(虽然它没有必要接收用户输入)，限定将用来评定所提出的网状网络设计有效性的那些参数。用户可以基于应用，或者基于与网状网络相关的目标可靠性，改变设计参数。
基于由总图模块限定的物理空间(包括所限定物理空间内的设备的比例、密度和位置)和由设计参数模块48提供的设计参数，验证模块50确定所提出的网状网络布局是否满足要求，并将结果显示给用户。
相对于在图3-6B中提供的屏幕截图更详细地讨论设计工具。屏幕截图以采用由Emerson Process Management提供的资产优化产品产生的例子为基础。
图3为图示由设计工具提供的显示装置60的屏幕截图。由设计工具提供的显示装置60为用户提供与设计工具交互的接口，并包括工具栏61、设备工作区窗口62、设计参数窗口64以及总图窗口66。这些窗口包括在所提供的每一个屏幕截图中，虽然用户可以根据需要选择去除、隐藏或重新排列这些窗口。工作区窗口62显示设备，包括网关设备、外部天线设备和具有内部天线设备的THUM设备(“HART更新模块”)，其可以选择性地在在总图窗口66中提供的图像上拖放。设计参数窗口64表示将要用在网状网络上的设计要求。如下文更详细地讨论的那样，这些参数用来验证所提出的网状网络的有效性。总图窗口66用来显示表示由网状网络占据的物理空间的图像。
如参照图2讨论的那样，总图模块40接收由用户提供的图像，并将所选择的图像显示在总图窗口66中。响应于用户输入图像的要求(通过位于工具栏61上的“工具(tools)”按钮要求)，“设置总图”窗口68被显示，提示用户选择将要输入的特定图像。在该实施例中，用户选择标示为“SouthTank Farm.Jpg”的图像文件，这是图示网状网络在其中运行的物理空间的JPEG文件。
图4A和4B为图示比例选择的屏幕截图。响应于用户指定比例(通过工具栏61上的“工具(tools)”按钮选择)的请求，设计工具打开刻度线69和比例窗口70。用户被允许操纵刻度线69在相互隔开已知距离的两个点之延伸。在图4A中示出的例子中，用户操纵刻度线69在已知隔开300英尺的两个壁之间延伸。用户在比例窗口70中输入由刻度线69长度表示的距离，并根据该值，设计工具(即，比例模块40)分配比例到表示由网状网络占据的物理空间的图像。在图4B中示出的例子中，基于指定给刻度线69的值，设计工具将比例(比例71)与由网状网络占据的物理空间相关联。
此外，图4A和4B图示由网状网络占据的物理空间的区域的密度的指定。如上所述，密度涉及可能妨碍设备相互通信能力的那些物理因数。在图4A和4B中示出的例子中，用户被允许在三个密度等级之间进行选择：低、中和高。低密度等级将指定给室外使用，如油井和气井、油库(其中设备安装在油罐的顶部上)、以及其中从网关可看见大量点的开阔场地，或者指定给具有很少障碍的室内应用，其中设备位于同一房间或由清水墙隔开。中密度等级将指定给包括设备、油罐和管道或其它障碍物的室内或者室外应用，多个设备从网关可以看见，设备位于同一层或主要位于与网关相同的房间。高密度等级将指定给其中由于区域中的障碍设备、油罐和管道而使多个设备节点从其它设备节点不可见的室内或室外应用。此外，如果设备将位于分离房间或不同楼层，这将适用，其中在信号之间存在多种障碍物，永久的和临时的都有。
低密度区域表示其中无线信号将在设备之间相对地不受阻碍地传播的区域，中密度区域将遇到无线信号的中等阻抗，高密度区域将遇到无线信号的大阻抗。因此，位于高密度区域中的设备将需要设置成比位于中密度或低密度区域的设备更临近。
在图4A和4B中图示的例子中，整个区域指定为中密度区域(如由位于密度选择框72上的“M”附近的框指示)。在其它实施方式中，图像内的选定子区域可以被选择，并指定与每个区域的特定物理特性相关的独有密度。选定的密度确定了将要应用于每个区域的参数。例如，设计参数窗口64将最大通信范围分配给每个密度范围，所述范围表示将要考虑的相邻设备运行的最大距离。在该实施例中，高密度区域指定100英尺的最大距离，中密度区域指定250英尺的最大距离，低密度指定500英尺的最大距离。
图5为图示根据本发明实施方式的设备在物理空间图像上的布置的屏幕截图。工作区窗口62显示可以选择性地拖放在表示由网状网络占据的物理空间的图像上的各类设备(网关设备75、外部天线设备76和THUM设备78)。在图5中图示的例子中，一个网关设备80、五个外部天线设备76a、76b、76c、76d和76e、以及两个“升级HART模块”(THUM)设备78a和78b选择性地放置在表示所占据的物理空间的图像内。这些设备表示所提出的由设计工具验证的网状网络布局。
每次一个设备拖放在表示物理空间的图像上，“新设备”窗口74向用户提示关于该设备的其它信息，包括设备标签(如，诸如名字、地址等之类的标识符)和设备高度。设备标签允许在现场中的布局的实现和分析期间被唯一地标识。设备高度是相关联的，因为相邻设备之间的通信高度依赖于设备之间的距离。如果一个设备位于250英尺塔架的顶部，另一个设备位于塔架的底部，如果没有高度信息，由于相互相对较近，则设备的位置可能被设计工具误译。
在图5A中提供的例子中，外部天线设备76c(一般标识为“外部天线设备1”)在由网状网络占据的物理空间内的特定位置处拖放。新设备窗口74被用户用来将设备标签(标识为“TT-257J”)和高度(如，5英尺)分配给该设备。
图6A和6B图示了所提出的网状网络布局的验证。基于由用户提供的输入，包括与物理空间相关的比例、与物理空间相关的密度以及放置在物理空间上的设备的类型和位置，设计工具(即，验证模块50)确定所提出的网状网络是否将满足在设计参数窗口64中定义的设计参数。在图6A中提供的例子中，设计参数包括“高密度范围(High Density Range)”、“中密度范围(Medium Density Range)”、“低密度范围(Low Density Range)”、“外部天线设备”、“THUM设备”、“网关范围内的设备的百分比(％ of DeviceswithinGateway Range)”、“网络中最少设备(Minimum Devices in Network)”以及“可以到达网关的所有设备(All Devices Can Reach Gateway)”。低、中和高密度范围基于设备在其中运行的物理环境限定设备的最大通信范围。如上所述，高密度指定要求设备相互之间更靠近，以确保可靠的通信。在图6A中示出的例子中，整个区域限定为中密度。结果，要求设备相互之间在250英尺的范围内，以限定为邻居。
“外部天线设备”参数指示必须位于每个外部天线设备(标识76a，76b，76d，76e和76f)的通信范围内的设备的数量。在该实施例中，该参数指示至少三个设备必须位于每个外部天线设备的通信距离内。“THUM设备”参数指示必须位于每个THUM设备(标识78a和78b)的通信范围内的设备的数量。在该实施例中，该参数指示至少四个设备必须位于每个THUM设备的通信距离内。
“网关范围内的设备的百分比”参数指示必须位于网关设备(标识80)的通信范围内的设备的百分比(相对于总的设备数)。在该实施例中，该参数指示所有设备的25％必须位于网关设备80的通信范围内。
这些参数中的每一种可以由用户修改。为了提供具有较高可靠性的布局，参数可以变紧(即，使得更严格)。相反地，具有较低可靠性要求的布局可以允许用户放宽参数。在其它实施方式中，可靠性参数可以由用户选择(如，通过滑动条或定量场的方式)。基于用户要求的目标可靠性水平，由设计工具自动选择参数。
为了开始所提出的网状网络的验证测试，用户点击工具栏61上的检查按钮81。基于由用户提供的关于物理空间比例、设备在物理空间内的位置、与物理空间相关的密度描述的输入以及由用户提供的参数值，设计工具分析网状网络，以确定它是否与所规定的参数一致。在该网络与所述参数中的一个或多个不一致的情况中，设计工具指示无效的设计参数，以及指示造成该无效的设备(如果可以识别单个设备)。在图6A中提供的例子中，要求每个外部天线设备位于三个设备的通信范围内的设计参数是无效的，如由该参数在设计参数窗口64内的高亮显示指示的那样。此外，造成该无效的外部天线设备76f被识别，并在该设备周围画圈82，以高亮显示外部天线设备76f的有效通信范围，并高亮显示在该通信范围内缺少足够的设备(如由无效设计参数要求的那样)。
如果所提出的布局的验证测试失败，则用户被提示通过向该布局添加其它设备节点来修正该布局。在已经在外部天线设备76f(如在图6B中由外部天线设备76g和76c的添加所图示的那样)的通信范围内添加其它设备之后，有效性测试再次运行。假设所提出的布局通过验证，则检查网络窗口84向用户提供所提出的设计已经通过验证测试的指示。
以这种方式，本发明提供了一种设计工具，其允许用户相对于由网状网络占据的物理空间限定网状网络并验证所限定的网络。
无线网状网络在物理空间上的覆盖
组织网状网络的分析通常涉及再检查由网关维持的连接列表，指示哪个设备标识为邻居、父-子等。这些列表中的变化表示网络或由网络占据的物理空间的变化，并可以用来诊断网络中的问题。现有方法提供显示设备之间的通信的可视输出，但不能将该设备与由该网络占据的物理空间关联，或者不能关联将每个设备相对于其它设备的位置。在没有将设备之间的通信路径示意图与由每个设备占据的物理空间关联的信息的情况下，检查该网络内的与物理空间的变化相关的问题是难以诊断的。通过将无线网状网络覆盖在由该网络占据的物理空间上，本发明克服了这些限制。
参照图2-6B描述的设计工具(其实施方式参照采用由Emerson ProcessManagement提供的资产优化产品产生的屏幕截图描述)可以作为诊断工具操作。在这种操作模式中，不采用参照图2描述的一些模块，同时不被设计工具采用的其它新模块由诊断工具采用。
图7为图示根据本发明的编程为执行通用计算机30(如图1)上的软件(如，由Emerson Process Management提供的资产优化产品)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用作用于实现参照图7描述的功能模块的专用工具(即，诊断工具)。诊断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组织的可视输出。此外，通用计算机30可以相对于网关18远程设置(如，在控制室中)，或者可以直接连接至网关18(如，膝上型电脑可以连接至位于没有太多基础设施的区域中的网关)，以获取关于该网络的组织的信息。
这些模块包括总图模块90、设备模块92和组织模块94。所述模块表示由诊断工具提供的功能性方面，包括由每个模块提供的帮助与正被监测的网状网络相关的诊断的输出。在该实施方式中，通用计算机30连接至允许与网关18(或网络管理器，或者位于网关18上，或者单独位于计算机、服务器或控制系统的其它部分上)通信以获取关于该网状网络的状态的信息的网络。
总图模块90以与参照图2描述的总图模块40非常相同的方式运行，其中该模块接收表示由正被分析的网状网络占据的物理空间的图像输入。设备模块90允许用户选择性将设备放置在由网状网络占据的物理空间，从此将所述设备与由网状网络占据的物理空间和所述设备相互之间的位置相关联。为了诊断目的，重要的是放在表示物理空间的图像上的设备与由该网状网络采用的设备的实际位置相关联。此外，对于由设备模块92提供的位于物理空间上的设备来说也重要的是，以允许由网关18提供的组装数据(表示实际设备之间的通信)与由总图模块90提供的布局中的合适的设备相关联的方式被识别。
在其它实施方式中，通过输入采用设计工具设计的布局(假设所提出的布局与所实现的网状网络布局非常好地联系起来)，自动进行将包含在网状网络内的设备覆盖在由该网状网络占据的物理空间上。所输入的布局立刻再次将所述设备与由网状网络占据的物理空间和设置相互之间的位置相关联。
组织模块94接收由网关18提供的关于网状网络的结构的组织数据。该信息可以包括由网关18接收的实际无线通信、由网关18维持(或由每个设备独立维持)的识别网状网络中的设备之间的父-子关系的列表、识别网状网络中的设备之间的邻居关系的列表、以及关于网状网络的设备之间的各种路径的稳定性的信息。
基于由网关18提供的通信信息和相对于由网状网络占据的空间限定的无线网络布局，组织模块产生描述该网状网络的当前组织的输出。自动将关于网状网络的组织的信息覆盖在由网状网络占据的物理空间上的好处是，它允许技术人员/操作人员更容易评估网络组织中的变化是否(是否正或负)可归因于设备占据的物理空间。例如，如果与特定设备的通信每天在几乎相同的时间处中断，则技术人员可以每天寻找可能造成通信中断的环境变化(如，卡车每天同时移动金属辊通过工厂)。此外，网状网络的组织在由该网络占据的物理空间上的自动显示允许用户分析使该网络最优的方式，评估该网状网络响应于物理环境(如，相邻设备之间的墙壁构造)的变化将是否保持可靠，并评估如果一个或多个设备节点断开时整个网络的结果。以这种方式，该工具不仅在感官方面是诊断性的，而且还允许用于进行预测。
在一种实施方式中，诊断工具以有规律的间隔从网关18接收并存储组织数据。组织数据包括关于网状网络的组织和与该网络相关的网络统计数据(如，RSSI值、路径稳定性、潜伏时间)的数据。
存储的组织数据可以用于法庭辩论目的，以确定该网络的特定部分为什么在特定时间出现故障，或者可以用来检测该网络的组织趋势。在其它实施方式中，网关18以有规律的间隔在一定时间内存储组织数据。响应于来自诊断工具的请求，网关18将存储的组织数据传递至诊断工具，用于分析。
图8为图示由诊断工具提供的显示装置的屏幕截图，该诊断工具将网状网络的组织覆盖在由该网络占据的物理空间上。在该实施例中，显示装置100包括工具栏101、设计参数窗口102和总图窗口104。提供在显示装置中的设备包括网关设备106、位于所限定的物理空间内的不同位置处的外部天线设备108a-108n、以及THUM 110a和110b。由网关18提供的组织数据用来确定网状网络的当前组织。基于该组织数据，诊断工具自动产生识别(在该特定显示装置中)限定信息从每个设备运行到网关106的可用路径的父-子关系的箭头。在其它实施方式中，连接设备的线可以表示限定为邻居的设备或设备之间的实际通信。以这种方式，诊断工具自动向用户提供该网状网络的组织的可视显示(相对于由该网状网络占据的物理空间提供)。
虽然已经参照示例性实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，在不偏离本发明保护范围的条件下，可以进行多种改变，并且可以用等同物替换其中的元件。此外，在不偏离本发明的实际保护范围的条件下，可以进行多种修改，以使特定情况或材料适应于本发明的教导。因此，目的是本发明不限于所公开的特定实施方式，本发明将包括落入随附的权利要求的范围之内的所有实施方式。
虽然已经参照优选实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可以在形式和细节方面进行改变。

Claims (18)

1.一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。
2.根据权利要求1所述计算机执行的可视化工具，还包括：
设计参数模块，用于限定一个或多个设计参数，每个设计参数限定该无线网状网络的布局必须满足的要求；和
验证模块，基于与该物理空间相关的比例和设备在该物理空间上的布置，确定无线网状网络布局是否与每个设计参数一致，其中该验证模块提供指示该布局是否与设计参数一致的可视输出。
3.根据权利要求2所述计算机执行的可视化工具，其中，由验证模块提供的指示该布局与设计参数不一致的可视输出高亮显示不能满足所述设计参数中的一个或多个的每个设备，这种高亮显示是通过显示指示该设备的通信范围的圆圈和显示该设备不能满足的设计参数的方式进行的。
4.根据权利要求2所述计算机执行的可视化工具，还包括：
密度模块，从用户接收将密度等级与由所接收的图像限定的物理空间相关联的输入，其中验证模块还基于与该物理空间相关联的密度等级确定无线网状网络布局是否与所述设计参数中的每一个一致。
5.根据权利要求1所述计算机执行的可视化工具，还包括：
输入装置，该输入装置被连接以接收组织数据，该组织数据由网关设备提供，该网关设备被连接以与该无线网状网络通信；和
组织模块，自动在表示由实际无线网状网络占据的物理空间的图像上显示由网关设备提供的组织数据，其中，当它与由该网状网络占据的物理空间相关联时，所显示的组织数据表示该网状网络的当前组织。
6.根据权利要求5所述计算机执行的可视化工具，其中，由网关设备提供给设计工具的组织数据包括下述数据中的至少一种：与该网状网络相关联的设备之间的实际通信，与该网状网络上的设备相关联的当前父-子关系列表，限定与该网状网络上的设备相关联的每个邻居的邻居列表，或该网状网络上的设备之间的路径稳定性。
7.一种用于验证无线网状网络布局的计算机执行的设计工具，该设计工具包括：
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，显示放置在由总图模块限定的物理空间上可用的一个或多个设备，其中设备在物理空间上的放置限定了将被验证的无线网状网络的布局；
设计参数模块，用于限定一个或多个设计参数，每个设计参数限定该无线网状网络的布局必须满足的要求；和
验证模块，基于与该物理空间相关联的所述比例、分配给所述物理空间中的一个或多个区域的密度等级、以及设备在该物理空间上的放置，确定无线网状网络布局是否与所述设计参数中的每一个一致，其中，该验证模块提供指示该布局是否与设计参数一致的可视输出。
8.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，还包括：
密度模块，从用户接收将密度等级与由所接收的图像限定的物理空间相关联的输入，其中，验证模块还基于与该物理空间相关联的密度等级确定无线网状网络布局是否与所述设计参数一致。
9.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，其中，比例模块包括：
相对于所接收的图像设置的刻度线，该刻度线具有能够由用户修改的位置和长度；和
比例提示模块，用于向用户提示由刻度线表示的距离值，其中，比例模块基于所述刻度线的选定长度和与所述刻度线相关联的所述距离值向接收到的图像分配比例。
10.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，其中，设计参数模块包括从由下述参数值构成的组中选择的多个参数值中的至少一个：与每个密度等级相关联的通信范围、要求位于第一类型的每个设备的通信范围内的设备数量、要求位于第二类型的每个设备的通信范围内的设备数量、要求位于网关设备的通信范围内的设备的百分比、以及每个设备是否能够到达网关设备。
11.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，其中，响应于用户将来自设备模块的设备放置到所述物理空间上，设备模块向用户提示关于该设备的标识和与该设备相关联的高度的输入。
12.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，其中，由验证模块提供的指示该布局与设计参数不一致的可视输出高亮显示不能满足所述设计参数中的一个或多个的每个设备，这种高亮显示是通过显示指示该设备的通信范围的圆圈和显示该设备不能满足的设计参数的方式进行的。
13.根据权利要求7所述计算机执行的设计工具，其中，设计工具由通用机器执行，该通用机器被编程为执行用于实现总图模块、比例模块、设备模块、设计参数模块和验证模块的指令。
14.一种计算机执行的诊断工具，用于在表示由自组织无线网状网络占据的物理空间的图像上叠加该自组织无线网状网络的组织，该诊断工具包括：
输入装置，该输入装置被连接以接收组织数据，该组织数据由网络管理器提供，该网络管理器被连接以与一个或多个无线网状网络通信，每个无线网状网络由多个设备组成；
总图模块，接收作为输入的表示由所述一个或多个无线网状网络占据的物理空间的图像，并将接收到的图像显示给用户；
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，接收标识由所述一个或多个无线网状网络占据的物理空间内的每个设备的位置的输入，并将所述多个设备中的每一个的位置叠加在提供给用户的、所显示的图像上；和
组织模块，自动将由网络管理器提供的组织数据显示在表示由所述一个或多个无线网状网络占据的物理空间的图像上，其中，组织数据在它们与由所述网状网络占据的物理空间相关时表示所述网状网络的当前组织。
15.根据权利要求14所述的计算机执行的诊断工具，其中，由网络管理器提供给诊断工具的组织数据包括下述数据中的至少一种：与该网状网络相关联的设备之间的实际通信，与该网状网络上的设备相关联的当前父-子关系列表，限定与该网状网络上的设备相关联的每个邻居的邻居列表，或该网状网络上的设备之间的路径稳定性。
16.根据权利要求15所述的计算机执行的诊断工具，其中，网络管理器位于连接至所述无线网状网络中的一个的网关设备上。
17.根据权利要求14所述的计算机执行的诊断工具，其中，组织数据被以识别该网状网络上的设备之间的关系的线和/或箭头的形式进行图像显示。
18.根据权利要求14所述的计算机执行的诊断工具，其中，诊断工具由通用机器执行，该通用机器被编程为执行用于实现总图模块、设备模块和组织模块的指令。
CN200980106515.7A 2008-02-27 2009-02-27 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 Active CN101960875B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3184108P 2008-02-27 2008-02-27
US3183808P 2008-02-27 2008-02-27
US61/031,838 2008-02-27
US61/031,841 2008-02-27
PCT/US2009/035409 WO2009108834A2 (en) 2008-02-27 2009-02-27 System for visualizing design and organization of wireless mesh networks in physical space

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101960875A CN101960875A (zh) 2011-01-26
CN101960875B true CN101960875B (zh) 2014-06-11

Family

ID=41016719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980106515.7A Active CN101960875B (zh) 2008-02-27 2009-02-27 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

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8364742B2 (zh)
EP (1) EP2255562B1 (zh)
JP (1) JP5725866B2 (zh)
CN (1) CN101960875B (zh)
WO (1) WO2009108834A2 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9220018B1 (en) 2011-06-16 2015-12-22 The Boeing Company Communications quality analysis
US20130197955A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Apparatus and method for establishing maintenance routes within a process control system
WO2014128777A1 (ja) * 2013-02-20 2014-08-28 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 携帯情報端末の制御方法及びプログラム
US10575558B2 (en) 2014-02-03 2020-03-03 Rai Strategic Holdings, Inc. Aerosol delivery device comprising multiple outer bodies and related assembly method
US9351182B2 (en) 2014-06-30 2016-05-24 At&T Intellectual Property I, Lp Method and apparatus for monitoring and adjusting multiple communication services at a venue
CN104750248B (zh) * 2015-01-31 2017-12-29 苏州佳世达电通有限公司 电子装置配对方法
US9646371B2 (en) 2015-03-09 2017-05-09 Dresser, Inc. Utilizing an image of a valve assembly to identify the valve assembly found on a process line
JP6755646B2 (ja) * 2015-08-26 2020-09-16 矢崎エナジーシステム株式会社 設計装置
US10212080B2 (en) * 2016-04-22 2019-02-19 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Wireless mesh network analysis and configuration
JP6896449B2 (ja) * 2017-02-16 2021-06-30 キヤノン株式会社 ネットワーク機器とその方法
US20230345277A1 (en) * 2022-04-20 2023-10-26 L3Vel, Llc Computing Systems and Methods for Managing and Monitoring Mesh-Based Communication Systems

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6711166B1 (en) 1997-12-10 2004-03-23 Radvision Ltd. System and method for packet network trunking
US6185208B1 (en) 1998-04-30 2001-02-06 Phone.Com, Inc. Method and apparatus for fragmenting messages for a wireless network using group sharing of reference numbers
US6317599B1 (en) 1999-05-26 2001-11-13 Wireless Valley Communications, Inc. Method and system for automated optimization of antenna positioning in 3-D
US6832251B1 (en) 1999-10-06 2004-12-14 Sensoria Corporation Method and apparatus for distributed signal processing among internetworked wireless integrated network sensors (WINS)
US6826607B1 (en) 1999-10-06 2004-11-30 Sensoria Corporation Apparatus for internetworked hybrid wireless integrated network sensors (WINS)
US6971063B1 (en) 2000-07-28 2005-11-29 Wireless Valley Communications Inc. System, method, and apparatus for portable design, deployment, test, and optimization of a communication network
US7246045B1 (en) 2000-08-04 2007-07-17 Wireless Valley Communication, Inc. System and method for efficiently visualizing and comparing communication network system performance
US7055107B1 (en) 2000-09-22 2006-05-30 Wireless Valley Communications, Inc. Method and system for automated selection of optimal communication network equipment model, position, and configuration
US6973622B1 (en) 2000-09-25 2005-12-06 Wireless Valley Communications, Inc. System and method for design, tracking, measurement, prediction and optimization of data communication networks
EP1202145B1 (en) 2000-10-27 2005-02-09 Invensys Systems, Inc. Field device with a transmitter and/ or receiver for wireless data communication
JP2002196996A (ja) * 2000-12-27 2002-07-12 Canon Inc 情報処理装置、ネットワークシステム、デバイス管理方法、及び記憶媒体
EP1293853A1 (de) 2001-09-12 2003-03-19 ENDRESS + HAUSER WETZER GmbH + Co. KG Funkmodul für Feldgerät
JP3906981B2 (ja) * 2001-12-28 2007-04-18 日本電気株式会社 移動通信処理方法及び移動通信端末
US7562393B2 (en) 2002-10-21 2009-07-14 Alcatel-Lucent Usa Inc. Mobility access gateway
US7420952B2 (en) 2002-10-28 2008-09-02 Mesh Dynamics, Inc. High performance wireless networks using distributed control
US7295119B2 (en) * 2003-01-22 2007-11-13 Wireless Valley Communications, Inc. System and method for indicating the presence or physical location of persons or devices in a site specific representation of a physical environment
US7539495B2 (en) 2003-03-24 2009-05-26 Strix Systems, Inc. Node placement method within a wireless network, such as a wireless local area network
US8248968B2 (en) * 2003-10-03 2012-08-21 Apple Inc. Method and apparatus for providing mobile inter-mesh communication points in a multi-level wireless mesh network
US20040259554A1 (en) 2003-04-23 2004-12-23 Rappaport Theodore S. System and method for ray tracing using reception surfaces
US7460865B2 (en) 2003-06-18 2008-12-02 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Self-configuring communication networks for use with process control systems
US7564842B2 (en) 2003-07-02 2009-07-21 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Methods and apparatuses for routing data in a personal area network
US7701858B2 (en) 2003-07-17 2010-04-20 Sensicast Systems Method and apparatus for wireless communication in a mesh network
SG135194A1 (en) 2003-11-17 2007-09-28 Rockwell Automation Tech Inc Distributed modular input/output system with wireless backplane extender
US20050201349A1 (en) 2004-03-15 2005-09-15 Honeywell International Inc. Redundant wireless node network with coordinated receiver diversity
EP1728407A4 (en) 2004-03-25 2007-05-30 Research In Motion Ltd WIRELESS ACCESS POINT PROCESS AND DEVICE FOR REDUCED POWER CONSUMPTION AND REDUCED COSTS
WO2005120101A1 (en) 2004-06-04 2005-12-15 De Sousa Elvino Silveira Medin Autonomous infrastructure wireless networks
US7620409B2 (en) 2004-06-17 2009-11-17 Honeywell International Inc. Wireless communication system with channel hopping and redundant connectivity
US20050280555A1 (en) * 2004-06-22 2005-12-22 Warner Frederick M Iv Mathods & apparatus dynamically managing parking
US8929228B2 (en) 2004-07-01 2015-01-06 Honeywell International Inc. Latency controlled redundant routing
WO2006011412A1 (ja) * 2004-07-30 2006-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 高周波回路素子および高周波回路
US7505734B2 (en) 2004-09-10 2009-03-17 Nivis, Llc System and method for communicating broadcast messages in a mesh network
US8223027B2 (en) 2004-11-24 2012-07-17 Robertshaw Controls Company Wireless tank monitoring system having satellite communications capability
US7705729B2 (en) 2005-03-30 2010-04-27 Memsic, Inc. Surveillance system and method
US20060227729A1 (en) 2005-04-12 2006-10-12 Honeywell International Inc. Wireless communication system with collision avoidance protocol
US7746866B2 (en) 2005-05-13 2010-06-29 Intel Corporation Ordered and duplicate-free delivery of wireless data frames
US7440436B2 (en) * 2005-05-13 2008-10-21 Natural Lighting Systems, Inc. Self-organizing multi-channel mesh network
US7848223B2 (en) 2005-06-03 2010-12-07 Honeywell International Inc. Redundantly connected wireless sensor networking methods
US7742394B2 (en) 2005-06-03 2010-06-22 Honeywell International Inc. Redundantly connected wireless sensor networking methods
US8463319B2 (en) 2005-06-17 2013-06-11 Honeywell International Inc. Wireless application installation, configuration and management tool
US20070030816A1 (en) 2005-08-08 2007-02-08 Honeywell International Inc. Data compression and abnormal situation detection in a wireless sensor network
US7801094B2 (en) 2005-08-08 2010-09-21 Honeywell International Inc. Integrated infrastructure supporting multiple wireless devices
US20070071006A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Peter Bosch Delivery of communications services in developing regions
US7567179B2 (en) * 2005-10-17 2009-07-28 Reva Systems Corporation Configuration management system and method for use in an RFID system including a multiplicity of RFID readers
US20070290924A1 (en) * 2005-12-14 2007-12-20 Innerwireless, Inc. Wireless resource monitoring system and method
CN101401472A (zh) * 2006-01-11 2009-04-01 费希尔-罗斯蒙德系统公司 无线网状网络中现场设备消息路由的可视映射
US8761125B2 (en) * 2006-05-01 2014-06-24 The Hong Kong University Of Science And Technology Scalable wireless mesh networks
US7508787B2 (en) 2006-05-31 2009-03-24 Cisco Technology, Inc. Graphical selection of information display for wireless mesh hierarchies
US7711371B2 (en) 2006-06-27 2010-05-04 Motorola, Inc. Method and system for analysis and visualization of a wireless communications network
US7714742B1 (en) * 2006-08-31 2010-05-11 Streetline Networks Wireless mesh network parking measurement system
US7822802B2 (en) * 2006-09-29 2010-10-26 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Apparatus and method for merging wireless data into an established process control system
US9167423B2 (en) * 2006-09-29 2015-10-20 Rosemount Inc. Wireless handheld configuration device for a securable wireless self-organizing mesh network
US8570922B2 (en) 2007-04-13 2013-10-29 Hart Communication Foundation Efficient addressing in wireless hart protocol
US8169974B2 (en) 2007-04-13 2012-05-01 Hart Communication Foundation Suspending transmissions in a wireless network
US20080273486A1 (en) 2007-04-13 2008-11-06 Hart Communication Foundation Wireless Protocol Adapter
US8325627B2 (en) 2007-04-13 2012-12-04 Hart Communication Foundation Adaptive scheduling in a wireless network
US8447367B2 (en) 2007-05-07 2013-05-21 Rosemount Tank Radar Ab Process measurement instrument adapted for wireless communication
US8954562B2 (en) * 2007-09-28 2015-02-10 Intel Corporation Entropy-based (self-organizing) stability management

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011517802A (ja) 2011-06-16
CN101960875A (zh) 2011-01-26
EP2255562A2 (en) 2010-12-01
JP5725866B2 (ja) 2015-05-27
EP2255562B1 (en) 2020-09-30
EP2255562A4 (en) 2014-03-05
US20090265635A1 (en) 2009-10-22
WO2009108834A2 (en) 2009-09-03
WO2009108834A3 (en) 2009-11-26
US8364742B2 (en) 2013-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101960875B (zh) 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
RU2483478C2 (ru) Способ составления визуальной карты маршрутов сообщений от полевых устройств в беспроводной ячеистой сети
US7295119B2 (en) System and method for indicating the presence or physical location of persons or devices in a site specific representation of a physical environment
CN104244277B (zh) 用于保持具有非对称或其他低质量无线链路的无线网络的可靠性的设备及方法
US8019352B2 (en) System, method, and apparatus for determining and using the position of wireless devices or infrastructure for wireless network enhancements
JP5714107B2 (ja) 電波伝搬環境計測装置、無線ネットワーク構築システムおよび電波伝搬環計測方法
CN104756098B (zh) 用于自组织网络的开放架构
US20050278440A1 (en) System and method of visualizing network layout and performance characteristics in a wireless network
US20040143428A1 (en) System and method for automated placement or configuration of equipment for obtaining desired network performance objectives
CN107078815A (zh) 呈现无线频谱使用信息
WO2002051053A2 (en) Textual and graphical demarcation of location, and interpretation of measurements
US10200877B1 (en) Systems and methods for telecommunications network design, improvement, expansion, and deployment
US20160249241A1 (en) System and method for generating a graphic illustration of wireless network performance
Akinci et al. Situational awareness in construction and facility management
CN115174416B (zh) 一种网络规划系统、方法、装置及电子设备
CN109460003A (zh) 车辆故障预测建模方法及系统
CN106780064A (zh) 一种区域划分方法、装置及网络设备
JP5144713B2 (ja) 無線通信システム、及び無線通信方法
CN109587721A (zh) 一种小区网络覆盖评估方法及装置
JP2008211632A (ja) マルチホップ無線通信システム、無線通信装置の位置情報取得方法、無線通信装置およびプログラム
CN113852204B (zh) 一种基于数字孪生的变电站三维全景监视系统及方法
JP6989280B2 (ja) 無線メッシュネットワークの解析および構成、無線プロセスメッシュネットワークを構成するシステム及び方法
CN110313214A (zh) 用于管理电信网络装置的方法和系统
CN101657806A (zh) 用于规划计算机系统资源需求的装置及相关方法
JP6965129B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant