CN102684720A - 用于在过程控制或监测环境中进行无线通信的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在过程控制或监测环境中进行无线通信的方法和装置。一种通信设备中的方法，其实现通信堆栈，以根据通用无线通信协议与远程设备无线通信，其中，所述远程设备在过程控制环境中操作，该方法包括：接收来自软件模块的请求，以建立与所述远程设备的无线通信链路；建立所述软件模块与所述通信堆栈之间的直接连接，其中，所述直接连接不用中间服务；以及根据工业自动化协议，通过所述无线通信链路在在所述软件模块与所述远程设备之间通信过程数据，其中，所述无线通信链路利用所述通用无线通信协议。

Description

用于在过程控制或监测环境中进行无线通信的方法和装置

技术领域

本发明一般地涉及一种过程控制网络，更具体地，涉及通过便携式设备对现场设备进行操作。

背景技术

对诸如在化学制品或是石油过程工厂中使用的自动化过程控制系统进行配置、监测、和寻找故障的操作员，经常在现场使用手持式或是便携式现场维修设备来访问系统部件。典型地，用于控制和/或监测过程的系统包括一个或是多个集中的或是非集中的过程控制器，其经由模拟、数字或是联合的模拟/数字总线可通信地耦接至至少一个主机或是操作者工作站和一个或是多个诸如现场设备等过程控制和检测设备。现场设备，其可以是例如阀、阀定位器、开关、传送机、和传感器(例如温度、压强、和流速传感器)，设置在过程工厂环境内，并且执行诸如打开或是关闭阀、测量过程参数、增加或是减少流体流动等过程中的功能。智能现场设备，诸如遵照公知的FOUNDATION^TM现场总线(下文中称为“现场总线”)协议(例如FOUNDATION现场总线版本5.1)或是协议(例如，在2010年4月由国际电工委员会认证作为IEC 62591的版本)的现场设备，也可执行控制计算、警告功能、和其它通常在过程控制器内实现的控制功能。

过程控制器，其通常设置在过程工厂环境内，接收指示了由现场设备产生的或是与之相关的过程测量值或是过程变量的信号和/或其它与现场设备有关的信息，并执行控制器应用。控制器应用例如实现不同的控制模块，其做出过程控制决定、基于所接收的信息产生控制信号、以及与在诸如HART和现场总线现场设备等现场设备中执行的控制模块或块协调。在过程控制器中的控制模块通过通信线路或是信号路径发送控制信号至现场设备，由此控制过程的操作。

来自现场设备和过程控制器的信息通常可被诸如操作者工作站、维修工作站、个人计算机、手持式设备、数据历史记录器、报告产生器、集中的数据库等一个或多个其他硬件设备获取，以使操作或维修人员对应于诸如改变过程控制例程的设定、调整过程控制器或是智能现场设备内的控制模块的操作、观察过程工厂内的过程或是特定的设备的当前状态、观察由现场设备和过程控制器产生的警报、为训练人员或是测试过程控制软件目的而模拟过程的操作、诊断过程工厂内的问题或是硬件故障等过程，而执行所需的功能。

尽管通常的过程工厂具有与一个或是多个过程控制器相连的许多过程控制和检测设备，诸如阀、传送机、传感器等，但是还有过程操作所需的或是与之相关的许多其它的支持设备。这些额外的设备包括例如供电设备、发电和配电设备、诸如涡轮、电动机等转动设备，其在通常工厂中设置于许多位置。尽管该额外的设备并不必然产生或是使用过程变量，在许多实例中，为了影响过程操作的目的，而不受过程控制器控制甚至没有耦接至过程控制器，该设备仍然对于过程的适当操作很重要，并且是过程的合适操作最终所必需的。

众所周知，问题经常出现在过程工厂环境中，特别是在具有大量现场设备和支持设备的过程工厂中。上述问题可表现为故障或是非正常设备、诸如软件例程等处于不合适的模式下的逻辑元件、不适当地调整的过程控制环、一个或是多个过程工厂内的设备之间的通信上的故障等形式。尽管实际上很多，但这些和其它问题通常引起过程在不正常状态下操作(例如过程工厂处于不正常条件下)，其一般与过程工厂的次优性能相关。

可使用诸如艾默生475通讯器等手持式现场维修设备、或是使用在诸如智能手机或个人数字助理(PDA)等通用便携式设备上运行的软件应用而对现场设备和其它设备在现场被本地地进行分析。例如，来自艾默生过程管理的ValveLink Mobile软件能够在便携式设备上执行，且提供开启、校准、和故障查找功能。一般来说，尽管某些设备支持有线和无线通信，但操作者寻找对多数应用适用的无线连接。

典型地，便携式设备建立无线连接，用于根据某种工业自动化协议(诸如HART或是现场总线)使用虚拟串行(“COM”)端口来传输过程控制或是诊断信息至现场设备，或是从该现场设备传输过程控制或是诊断信息。更具体地，便携式设备包括无线通信堆栈，其支持根据诸如

等某一标准的无线通信。仿真软件支持虚拟COM端口功能，以起到在便携式设备上运行的应用与通信堆栈之间的接口的作用。因此，支持COM通信的软件应用使用仿真软件连接至虚拟COM端口，并不直接与通信堆栈交互而经由无线通信链路来传输和接收数据。

但是，经由虚拟COM端口的通信需要很大的配置努力。例如，为了在便携式设备上配置应用以经由蓝牙来与现场设备交换HART消息，用户必须打开便携式设备的蓝牙无线，将便携式设备与耦接至现场设备的HART调制解调器配对，建立与已配对的现场设备相关联的输出虚拟COM端口，引导应用以将虚拟COM与已配对的现场设备关联。此外，在应用完成与已配对的现场设备之间的消息交换之后，用户必须记得关闭蓝牙无线。

发明内容

在某些实施例中，软件应用不用打开虚拟COM端口，而通过访问合适的通信堆栈就与远程设备建立无线通信链路，以交换过程控制和/或监测数据。软件应用可在诸如智能手机、PDA等便携式设备上运行。为了以这种方式访问通信堆栈(在此称为“直接访问”)，应用可调用一个或者多个用于直接处理通信堆栈的应用程序接口函数(API)(在此称为“通信API”)。根据该实施例，通信API响应于同步或是异步函数调用。例如，通信API可允许应用直接调用与通信堆栈相关联的函数，以使所调用的函数位于应用的调用堆栈中。替代地，通信API允许应用与作为单独任务(例如过程、进程)实现的服务交互，该服务可对通信堆栈进行服务。

通信堆栈可根据诸如蓝牙或是红外线数据连接(IrDA)等通信标准而提供短程的无线通信。根据该实施例，通信堆栈可被提供作为便携式设备的操作系统的一部分、或是作为诸如由Broadcom公司提供的WIDCOMM蓝牙堆栈或是由微软公司提供的蓝牙堆栈等独立提供的软件组件。可经由一组标准API提供通信堆栈。

在某些实施例中，软件应用直接或是通过嵌入应用代码的通信API来调用与通信堆栈关联的函数。在其它实施例中，通信API被提供作为诸如动态链接库(DLL)等可独立安装的部件。

在某些实施例中，通信API使得应用建立与远程设备的无线通信链路，所述远程设备根据诸如HART等通信协议操作，所述通信协议支持被特别定义以用于传输过程控制和/或监测信息的命令和/或信息元素。

附图说明

图1示出了示例性过程控制系统，在该过程控制系统能使用实现本发明的技术的便携式通讯器；

图2是在图1的系统中进行操作的示例性便携式通讯器的框图；

图3A是现有技术的软件系统的框图，其中，应用通过无线通信链路通信过程控制或是监测信息；

图3B是便携式设备的示例性界面屏幕，由此用户可调用建立和配置函数；

图4是示例性软件系统的框图，其中，应用与无线通信堆栈直接交互，以通信过程控制或是监测信号；

图5是示例性方法的流程图，其用于在便携式设备上建立与无线通信堆栈的直接连接；

图6是示例性方法的流程图，其用于在便携式设备上配置与无线通信堆栈的直接连接。

具体实施方式

图1示出了示例性过程控制系统10，其具有操作者能使用便携式通讯器12来进行控制和/或监测的设备。在此讨论的实施例中，便携式通讯器12装备有通过无线通信堆栈起作用的双向无线模块。便携式通讯器12是专用手持式现场维修设备(例如艾默生475通讯器)或是诸如智能手机或PDA等通用便携式设备，其具有可允许软件应用直接访问无线通信堆栈的软件组件，从而应用不需要依赖于虚拟COM端口。通过这种方式，操作者可容易且快速地访问设备。

过程控制系统10包括一个或是多个过程控制器14，其连接至一个或是多个主机工作站或是计算机15(其可以是任意类型的个人计算机或是工作站)，且连接至输入/输出(I/O)设备20、22的库，它们均依次连接至一个或是多个现场设备25。控制器14，举例来说可以是由费希尔-罗斯蒙特系统股份有限公司(Fisher-RosemountSystems，Inc.，)出售的DeltaV^TM控制器，通过例如以太网链路40或是其它通信连接方式与主机计算机15通信地连接。类似地，控制器14使用任意希望的硬件和软件与现场设备25通信连接，该硬件和软件与例如标准4-20ma设备和/或诸如现场总线或是HART协议等任意智能通信协议相关。众所周知，控制器14实现或是监视存储在其中或是与其相关的过程控制例程，并与设备25-36通信，从而以任意希望的方式对过程进行控制。

现场设备25可以是任意类型的设备，诸如传感器、阀、发射机、定位器等，而在库20和22内的I/O卡可以是任意类型的I/O设备，其遵照任意希望的通信或控制器协议，诸如HART、现场总线、过程现场总线(profibus)等。在图1说明的实施例中，现场设备25a-25c是标准的4-20ma设备，其通过模拟线路与I/O卡22a通信。现场设备25d-25f被表示为与兼容HART的I/O卡20A连接的HART设备。相似地，现场设备25j-25l是智能设备，诸如现场总线的现场设备，其使用例如现场总线协议通信通过数字总线42或44与I/O卡20B或22B通信。当然，现场设备25和I/O卡20和22的库可遵照除4-20ma、HART或现场总线协议之外的任意希望的标准或是协议，其包括未来发展起来的任意标准或是协议。

在一实施例中，各控制器14配置成通常被称为的函数块来实现控制策略，其中，各函数块是全体控制例程中的一部分(例如子例程)，其(通过称为链接的通信)与其它函数块一起来实现在过程控制系统10中的过程控制环。函数块通常执行诸如与发射机、传感器或是其它过程参数测量设备相关的输入函数、诸如与执行PID、模糊逻辑等控制相关的控制函数、和对诸如阀等某些设备的操作进行控制以在过程控制系统10内执行某些物理功能的输出函数中的一个。当然，也存在函数块的混合和其它类型的函数块。此外，函数块的组可称为模块。函数块和模块可存储在控制器14中并由其执行，这种情况通常是在这些函数块用于、或是与标准的4-20ma设备和某些类型的智能现场设备相关时的情况，或是函数块和模块可存储在现场设备中并由其实现，这种情况可以是具有现场总线设备的情况。尽管在此使用函数块控制策略来提供控制系统的描述，但也可使用诸如梯形逻辑、顺序流程图等其它惯用手段、以及使用任意希望的专有或非专有的程序语言来实现或是设计控制策略。

当检查或是开启新设备时，或是当对现场设备进行配置或是故障查找时，操作者有时必须(且经常更喜欢)物理上靠近系统部件，并在工作中近距离观察这些部件。如上所示，操作者可使用便携式通讯器12来建立与系统10的一个或多个部件的短程无线连接。为此，系统10可包括一个或多个用于无线接入的接入点，诸如无线调制解调器60a和60b。在示例性实施例中，无线调制解调器60a包括按蓝牙标准操作的无线接口、在蓝牙上对HART通信协议的消息进行分层的适配器、和通过相应的有线连接与HART设备25f交换消息的有线接口。作为另一实例，无线调制解调器60b包括按蓝牙标准操作的无线接口、在蓝牙上对现场总线通信协议的消息进行分类的适配器、和通过数字总线44与现场总线设备25j、25k、和25l交换消息的有线接口。

现参照图2，根据一实施例，便携式通讯器12包括：天线72；四向无线射频(RF)模块74(其可具有数字信号处理(DSP)部件、编码器、调制器等)；计算机可读存储器76，其储存数据和计算机程序；以及处理单元78，其执行这些指令。RF模块74可支持蓝牙(例如按802.15.1协议在2005年被批准的蓝牙版本1.2)、IrDA(例如IrDA物理层规范v1.4、IrDA链路访问协议v1.1、IrDA链路管理协议v1.1)、或是其它通信协议或标准。在某些实施例中，RF模块74根据例如按IEEE802.11(例如IEEE802.11-2007)或是802.15标准之一批准的协议通信。处理单元78还耦合至系统80，用于分别接收和提供用户输入输出。根据该实施例，系统80包括一个或多个键盘、定点设备、屏幕或是触摸屏。此外，便携式通讯器12可包括本地电源储存模块82，诸如可更换电池等。在某些实施例中，便携式通讯器12遵照固有安全性要求，以能安全地在例如石油钻塔或是炼油厂中使用。

如下文更详细地说明，储存在计算机可读存储器76中的程序可包括软件组件，其能使便携式通讯器12根据诸如HART、现场总线、或是过程现场总线等一个或是多个工业自动化协议通过被RF模块74支持的通信协议来传输消息。接着，参照图3A来说明通过使用虚拟COM端口而使应用经由无线通信链路来进行通信的现有技术的软件系统，随后再说明应用例如不使用虚拟COM端口直接地地访问无线通信堆栈的图4的高效系统。图3A和图4说明的软件系统可在例如便携式通讯器12等设备中实现。

首先参照图3A，系统100包括软件构架102，其支持无线堆栈服务104、虚拟COM端口服务106、应用108、和其它可能的服务和应用，其中，所述无线堆栈服务104维护诸如蓝牙等无线通信堆栈，所述虚拟COM端口服务106服务一个或是多个虚拟COM端口，所述应用108用于使用诸如HART等工业自动化协议来监测和/或控制过程控制系统的部件。软件构架102可包括诸如Windows Mobile、塞班、或是安卓等操作系统。一般来说，软件构架102提供对便携式通讯器的物理和逻辑资源及诸如文件系统操作等基本服务的访问、对用户输入和输出设备的访问等。在某些实施例中，无线堆栈服务104与软件构架102一体化。与相应的硬件部件一起，软件构架102规定便携式通讯器的平台。

为了使用通过无线堆栈服务104起作用的无线通信堆栈，应用108调用一个或是多个COM端口API 110，以与由虚拟COM端口服务106仿真的虚拟COM端口交互。但是，用户必须激活无线堆栈服务104，对虚拟COM端口服务106(和在某些情况下为无线堆栈服务104)进行配置，建立与目标设备的无线连接，和指示应用关联虚拟COM端口至目标设备。只有在用户完成上述配置步骤之后，应用102开始与目标设备交换监测和/或控制信息。

如上所述，上述建立和配置程序耗时且易于出错。例如，参照图3B所示的示例性触摸屏接口屏幕120，用户必须通过控制件122激活“连接蓝牙”效用，在相应的平台上接着与蓝牙建立步骤相关联的过程，并通过操作控制件124来开始虚拟COM端口建立过程。为了实施阀冲程测试，例如，用户可接着操作控制件126，以调用合适的软件应用。应用通常地显示对话，以允许用户经由分别使用控制件124和122配置而成的虚拟COM端口和蓝牙连接来配置无线连接。

而且，上面所述的配置问题经常混合着不同的供应商的、在无线通信堆栈的实现上的不同，更具体地，混合着配置效用上的不同。例如，某些供应商需要用户在启动利用端口的应用之前建立虚拟COM端口，而其它供应商需要以相反顺序执行上述步骤。

相比之下，图4所说明的系统150包括应用122，该应用经由一组API126直接与无线堆栈服务124与互动，进而不需要与虚拟COM端口相关的复杂配置。应用152能够使用一组无线堆栈API156而与无线堆栈服务154直接互动。更具体地，应用152根据诸如HART、现场总线、Profibus等工业自动化协议、在由便携式通讯器支持无线通信堆栈上来传输消息。在一实施例中，应用122是由艾默生过程管理所销售的ValveLink Mobile，其提供阀的远程控制、监测、和诊断。

再参照图2，无线堆栈服务124可对RF模块74进行控制，该模块可以是蓝牙无线电、IrDA通信模块等。软件组件152、154、156、和162可被储存在存储器76，并由CPU78执行。

在某些实施例中，API156是一组由无线堆栈服务154暴露的一组函数，即，由用于发送和接收数据的无线堆栈服务154的开发者所提供的函数。在其它实施例中，API156包括由无线堆栈服务154暴露的API的“包装”，以在应用与无线通信堆栈之间定义端接层。在一实施例中，例如，API156作为诸如动态链接库(DLL)等作为单独的软件组件被提供，以供多个应用使用。

在示例性系统150中，应用152和无线堆栈服务154是使用由构架128提供的进程间通讯(IPC)机制而互动的单独的任务(例如过程、进程)。例如，构架128可提供通信，用于经由共享的存储区域交换信息的机制等。相应地，应用152与无线堆栈服务154之间的互动可包括异步函数调用。但是，在其它实施例中，无线通信堆栈154的无线堆栈函数可以被执行在应用152的调用堆栈上。换句话说，应用152可以以同步的方式直接(或通过API156)调用函数162。在这些实施例的至少一些中，无线堆栈服务154不作为单独任务被执行。

另一方面，在其它实施例中，无线堆栈API156可与作为应用152与无线堆栈服务154之间的接口而运作的其它任务互动。一般的，应当理解，应用152与无线堆栈函数162的直接互动可在相同调用堆栈或是单独的调用堆栈上通过函数调用来实现，并且根据所述实现(这继而取决于构架160的需求)使用一个或是多个任务。

为了实现对无线通信堆栈的直接访问，应用152和/或无线堆栈API156可提供由应用152使用的、工业自动化协议的驱动的功能。例如，若应用152使用HART来监测或是控制现场设备，则无线堆栈API156可以每条命令为基础而被定义，以仿真HART连接的定时、屏蔽、和其它属性。因而，无线堆栈API156识别，并且在这些实施例中的一些中，部分地执行(例如提供返回码、进度指示、调度指示等)所接收到的HART命令，以实现与应用152的HART通信链路。作为一个更具体的实例，无线堆栈API156中的一个可实现HART命令0(零)的格式化和传输，该命令使接收HART设备用扩展设备码、修正标准、和设备识别编号来答复。API可将命令格式化，并使该格式化后的命令经由无线通信堆栈传输，并确保合适的计时和屏蔽等。在一实施例中，API也利用状态机来处理对HART命令0的响应，检查错误，等。在其它实施例中，API在经由通信堆栈传输HART命令之后立即返回对调用应用152的控制，另一软件组件(例如线程)接收和处理来自无线堆栈服务154的通知：已接收该响应。响应(或通知)接着被转发至应用152。

一般的，无线堆栈API156(以及，在某些实施例中、在构架160里作为独立任务运行、以有助于应用与由无线堆栈服务154所服务的无线通信堆栈之间的直接访问的部件)提供与工业自动化协议相关联的通信方案，该方案通常不由便携式通讯器的通信堆栈提供。例如，众所周知，蓝牙标准不提供主从通信协议。

此外，在某些实施例中，应用152和/或无线堆栈API156利用无线堆栈154来允许其它服务或应用调用无线堆栈功能。例如，若在智能手机上执行系统150且无线堆栈服务154根据蓝牙标准操作，则应用152仅使用无线堆栈服务154的某些资源，且无线堆栈154可将音频传输至用户的耳机中，例如同时与现场设备通信。

在某些实施例中，例如在用户启动应用152时，无线堆栈API156可通过传输适当的命令至无线堆栈服务154来提供诸如自动打开RF模块74(参见图2)等功能。通过这种方式，使得配置进一步简化，操作者不需要记得在使用应用之前激活无线链路。

此外，无线堆栈API156可自动确定无线堆栈服务154的类型(例如制造商、版本)，并自动选择合适的配置选项。例如，某个无线堆栈API可查询构架160，以确定蓝牙通信堆栈是微软堆栈或是Widcomm堆栈，并根据查询结果，选择合适的顺序以建立应用152与无线堆栈服务154之间的链路。

在一实施例中，无线堆栈API156允许应用152自动发现支持HART、现场总线、或是由应用152使用的其它工业自动化协议的设备。例如，应用152可自动发现在便携式通讯器的范围内操作的HART蓝牙调制解调器。用户接着从在启动应用152之后自动产生的列表中选择他或是她想要连接的设备。接着，无线堆栈API156可自动尝试建立与已知现场设备的连接。此外，如果需要，无线堆栈API156可允许应用自动地重新建立丢失的连接。

此外，在某些实施例中，应用152和/或无线堆栈API156过滤掉不是HART蓝牙调制解调器的所有临近的蓝牙设备。为此，应用152可以例如使无线堆栈服务154发现所有的蓝牙设备，通过相应的蓝牙连接传输命令以确定该同等设备是否是HART设备，并在没有接收到对该命令的响应时、或是在收到的响应表明该设备不是HART设备时，使无线堆栈服务154从所发现的设备列表中删除该设备。

在一实施例中，应用152和/或无线堆栈API156实现自动化电源管理，从而RF模块74可有效地使用电源储存器82(参见图2)。在例如应用152从耦接至HART蓝牙调制解调器的HART传感器中读取到周期更新数据时，应用152可根据周期更新调度(例如每2s有50毫秒的周期)(通过例如无线堆栈服务154)打开蓝牙RF模块74。

如果需要，在没有其他运行在便携式通讯器的服务或是应用正在使用无线堆栈服务154的情况下，在某些实施例中的应用152可使无线堆栈服务154在用户结束应用152之后关闭RF模块74。因而，用户不需要记得在无线链路不使用时关闭RF模块74。

图5是示例性方法200的流程图，该方法可由在便携式通讯器上运行的系统150或是类似的软件系统上实现，该便携式通讯器提供对无线通信堆栈的直接访问。在框202中，接收到用于建立与远程设备进行无线连接的请求，用于交换过程控制和/或监测信息。例如，当用户启动诸如ValveLink Mobile等应用时，该应用可自动地发起请求。根据该实施例，该请求可由在该应用的调用堆栈上或是在独立任务中执行的无线堆栈API层处理。接着，在框204中，例如，使用由无线协议堆栈暴露的API来直接建立无线链路。在一实施例中，应用启动状态机，以控制与诸如HART等工业化通信协议相关联且经由诸如蓝牙等通用无线链路建立的连接的计时、屏蔽、和其它参数。接着，在框206中，通过无线链路来交换过程控制和/或监测数据。因而，应用可使用蓝牙堆栈API来模拟HART通信链路。

图6是示例性方法210的流程图，应用可执行该方法作为方法200的一部分，例如用于便携式通讯器的进一步简化配置。在框212中，确定无线通信堆栈(例如蓝牙)的类型。为此，查询可被传输至无线堆栈服务，并相应的响应可以被处理。该查询可报告例如该无线堆栈服务的制造商和软件版本。接着，在框214中，可自动选择合适的API。若例如无线堆栈服务将自身标识为Widcomm堆栈，则可使用Widcomm专用的API、状态机、参数等。

尽管上面文字提出本发明的各种不同实施方式的具体描述，但应当理解，本发明的范围由本专利最后所提出的权利要求的文字来加以限定。具体描述只是用来构造以供参照，并且由于若非必要，描述每种可能的实施方式是不切实际的，因而没有描述本发明的每种可能的实施方式。可以使用现有技术或在本专利提交之后发明的技术来实现各种等同替代方式，其仍将落入限定本发明的权利要求的保护范围中。

此外，能在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对在此描述和说明的技术和结构进行多种变型和改变。因此，应当理解，在此描述的方法和装置仅为例示，其不构成对本发明范围的限定。

Claims (24)

1.一种通信设备中的方法，其实现通信堆栈，以根据通用无线通信协议与远程设备无线通信，其中，所述远程设备在过程控制环境中操作，所述方法包括：

接收来自软件应用的请求，以建立与所述远程设备的无线通信链路；

建立所述软件组件与所述通信堆栈之间的直接连接，其中，所述直接连接不用中间服务；以及

根据工业自动化协议、通过所述无线通信链路在所述软件组件与所述远程设备之间通信过程数据；

其中，所述无线通信链路利用所述通用无线通信协议。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述直接连接包括不打开虚拟串行端口以与所述通信堆栈通信。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通用无线通信协议遵照IEEE 802.11或IEEE 802.15标准。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通用无线通信协议是蓝牙。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工业自动化协议支持多个命令，该多个命令被专门定义以用于在过程控制环境中交换控制或诊断数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述工业自动化协议是HART或Fieldbus中的一个。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于接收来自所述软件组件的所述请求，而自动识别所述通信堆栈的类型；

其中，建立所述软件组件与所述通信堆栈之间的所述直接连接包括根据所述识别的类型来建立所述直接连接；

其中，所述类型标识至少所述通信堆栈的制造商和版本。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信堆栈在无线通信模块上操作，所述方法还包括以下步骤中的至少一个：

响应于接收来自所述软件模块的所述请求，而打开所述无线通信模块；以及

响应于检测到所述软件模块不再使用所述无线通信链路，而关闭所述无线通信模块。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述直接连接通过在所述软件模块的调用堆栈中的应用程序接口建立。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通信所述过程数据包括：

接收与所述工业自动化协议相关联的多个命令中的一个；以及

部分地执行所述多个命令中的所述所接收到的一个，以模拟根据所述工业自动化协议操作的物理链路。

11.一种在通信设备中使用的软件模块，所述通信设备具有存储器和处理器，其中，所述通信设备实现通信堆栈，以根据通用无线通信协议与在过程控制环境中操作的远程设备无线通信，其中，所述软件模块被作为计算机可执行指令存储在所述存储器中，且由所述处理器执行，以：

接收来自在所述通信设备中执行的软件应用的请求，以建立与所述远程设备的无线通信链路；

建立所述软件应用与所述通信堆栈之间的直接连接，其中，所述直接连接不用中间服务；以及

根据工业自动化协议通过所述无线通信链路在所述软件应用与所述远程设备之间通信过程数据；

其中，所述无线通信链路利用所述通用无线通信协议。

12.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，以动态链接库的方式实现所述软件模块。

13.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，所述动态链接库在所述软件应用的调用堆栈中被执行。

14.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，所述动态链接库实现多个应用程序接口功能，各应用程序接口功能对应于所述工业自动化协议的多个命令中的各自的一个。

15.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，所述软件模块在专用服务的调用堆栈中执行，该服务作为与所述软件应用分开的进程被执行。

16.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，所述直接连接不使用与所述通信堆栈相关联的虚拟串行端口。

17.如权利要求11所述的软件模块，其特征在于，所述通用无线通信协议遵照IEEE 802.11或IEEE 802.15标准；以及

所述工业自动化协议支持多个命令，该多个命令被专门地定义以用于在过程控制环境中交换控制或诊断数据。

18.一种通信装置，包括：

处理器；

无线通信模块，配置成建立所述通信设备与在过程控制环境中操作的远程设备之间的无线通信链路，其中，所述无线通信链路根据通用无线通信协议操作；

存储器，存储计算机可执行指令，该指令包括：

通信堆栈，实现所述通用无线通信协议；

软件模块，可由所述处理器执行，且配置成(i)响应于来自所述软件应用的请求而建立所述通信堆栈与由所述处理器执行的软件应用之间的直接连接，其中，所述直接连接不用中间服务；并且(ii)根据工业自动化协议、使用所述无线通信链路在所述软件应用与所述远程设备之间通信过程数据。

19.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述软件模块以动态链接库的方式实现。

20.如权利要求19所述的通信设备，其特征在于，所述动态链接库执行多个应用程序接口功能，各应用程序接口功能对应于所述工业自动化协议的多个命令中的各自的一个。

21.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述软件模块还被配置成根据所述软件应用是否正在传输或接收过程数据而有选择地打开所述无线通信模块。

22.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述软件应用被配置成接收来自所述远程设备的诊断数据、将控制数据传输至所述远程设备，或者两者兼之。

23.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述软件模块还被配置成自动识别所述通信堆栈的类型，其中，该类型标识至少所述通信堆栈的制造商和版本。

24.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述软件模块被配置成不配置虚拟串行端口而建立所述直接连接。

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