CN109565516A - 工作人员安全系统 - Google Patents

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CN109565516A CN201780038089.2A CN201780038089A CN109565516A CN 109565516 A CN109565516 A CN 109565516A CN 201780038089 A CN201780038089 A CN 201780038089A CN 109565516 A CN109565516 A CN 109565516A
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R.阿鲁纳查拉姆
B.哈斯
H.辛
L.麦克拉肯
S.朱贝克
D.J.丁科
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Abstract

一种用于连接多个网络节点的网络包括领头节点和多个跟随节点。领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且其中在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点的每个传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。网络节点是环境感测装置，其是工作人员安全系统的部分。

Description

工作人员安全系统
优先权
本申请要求下列临时申请的权益，通过引用将其每个完整地结合于此：美国序号62/324573，2016年4月19日提交(ISCI-0026-P01)；美国序号62/364935，2016年7月21日提交(ISCI-0027-P01)；以及美国序号62/385688，2016年9月9日提交(ISCI-0037-P01)。
本申请还涉及下列美国专利和专利申请，通过引用将其每个完整地结合到本文中：美国专利号9000910，2011年6月24日提交(ISCI-0020-U01)，美国专利号9575043，2015年4月1日提交(ISCI-0020-U01-C01)，美国专利申请序号15/376823，2016年12月13日提交(ISCI-0020-U01-C01-C01)，美国专利号6338266，2000年4月5日提交(ISCI-0005-U01)，美国专利号6435003，2001年11月8日提交(ISCI-0005-U01-V01)，美国专利号6888467，2002年12月10日提交(ISCI-0014-U01)，美国专利号6742382，2002年12月24日提交(ISCI-0015-U01)，美国专利号6442639，2000年4月19日提交(ISCI-0006-U01)，美国专利号7007542，2003年6月16日提交(ISCI-0009-U01-V01)，以及美国专利申请序号2016/0209386(标题为“MODULAR GAS MONITORING SYSTEM”，2016年1月15日提交(ISCI-0023-U01))。
技术领域
本公开涉及用于安全仪器之间的自组网格无线网络、从仪器到远程位置的通信方式以及使用来自仪器的数据的最终使用应用。
发明内容
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给多气体检测仪器操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收临时指配信息；以及采用临时指配信息来标记安全装置数据。在这个方面和本文所公开的其他方面，不要求多个NFC标签的编程。实际上，预先编程NFC标签可购买以供本文所公开的系统和方法中使用。操作还包括在安全装置数据日志中存储所标记安全装置数据。操作还包括将所标记安全装置数据无线传送给基于云的或者另一远程日志和第二装置中的至少一个。操作还包括通过使安全装置再次接近至少一个NFC标签来消除临时指配。安全装置是多气体检测仪器、气体检测仪器或者呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及在安全事件的检测时触发报警和消息中的一个或多个，其中触发器通过临时指配信息来过滤。用于识别个人的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。触发还包括基于指配标签的编程信息来应用过滤器。安全装置是多气体检测仪器、气体检测仪器、呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。安全事件是气体事件。
在一个方面，工业安全监测系统包括：指配给工作人员的个人NFC标签，其中指配给工作人员的标签包括工作人员的身份的信息；指配给位置的多个位置NFC标签，放置在位置中的每个位置标签包含放置位置标签的位置的信息；检测环境参数的数据的至少一个便携环境感测装置，至少一个便携环境感测装置配置成(i)读取个人NFC标签并且传送使用感测装置的工作人员的身份的信息，以及(ii)读取多个位置NFC标签的至少一个并且传送至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的位置的信息；以及至少一个处理器，与至少一个便携环境感测装置进行通信，并且从至少一个便携环境感测装置来接收(i)环境参数的所检测数据、(ii)使用至少一个便携环境感测装置的工作人员的身份的信息和(iii)至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的位置的信息，其中至少一个处理器编程为确定使用感测装置的工作人员的环境参数和所确定环境参数的位置。该系统还包括与至少一个便携环境感测装置(其在便携环境感测装置数据日志中存储所检测数据和信息)进行通信的存储器。该系统还包括无线发射器，其将所检测数据和信息传送给基于云的或者另一远程日志和第二便携环境感测装置中的至少一个。用于识别工作人员的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。至少一个便携环境感测装置是多气体检测仪器、气体检测仪器、呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及基于临时指配信息来触发安全装置的功能的激活。
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及基于临时指配信息来触发安全装置的设定的修改。
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；在安全事件的检测时触发报警和消息中的一个或多个，其中所触发报警或消息通过临时指配信息来过滤；以及将所触发报警或消息传递给具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个另一安全装置，以供第二安全装置上的呈现。用于识别个人的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。触发还包括基于指配标签的编程信息来应用过滤器。安全装置是多气体检测仪器和气体检测仪器中的至少一个。安全装置是呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。安全事件是气体事件。
在一个方面，一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；基于临时指配信息来触发安全装置的设定的修改；以及将所修改设定传递给具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个另一安全装置，以供第二安全装置的设定的修改。
在一个方面，一种告警系统包括安全装置(其包括GPS系统)和接口，接口配置成：基于来自GPS系统的数据将安全装置的位置传送给远程服务器；响应远程服务器确定安全装置的位置对应于危险位置而从远程服务器接收告警信息，其中远程服务器基于从安全装置、离安全装置预定义距离之内的区域中的第二安全装置、区域监测器和第三方数据中的一个或多个所检测的条件来确定危险位置；以及将告警信息传递给通过安全装置所接合的具有如本文所述特征的网格网络中的一个或多个装置。接口是安全装置、网络网关或智能电话的组件。
在一个方面，一种告警系统包括安全装置(其配置成读取包含与放置标签的位置有关的信息的多个位置NFC标签的至少一个)和接口，接口配置成：基于来自位置NFC标签的信息将安全装置的位置传送给远程服务器；以及响应远程服务器确定安全装置的位置对应于危险位置而从远程服务器接收告警信息，其中远程服务器基于从安全装置、位置中的第二安全装置、位置中的区域监测器以及与位置相关的第三方数据中的一个或多个所检测的条件来确定危险位置。接口是安全装置、网络网关或智能电话的组件。接口还配置成将告警信息传递给安全装置所接合的网格网络中的一个或多个装置。
在一个方面，一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一气体读数和第一位置；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内并且气体读数超过阈值时将告警和气体读数中的一个或多个传送给第二装置，其中第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个对等装置。
在一个方面，一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一气体读数和第一位置，其中第一位置由第一装置从位置中的位置NFC标签来读取；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内并且气体读数超过阈值时将告警和气体读数中的一个或多个传送给第二装置。第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个对等装置。
在一个方面，一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一安全事件和第一位置；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内时将告警和安全事件传送给第二装置，其中第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个对等装置。
在一个方面，一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一安全事件和第一位置，其中第一位置由第一装置从位置中的位置NFC标签来读取；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内时将告警和安全事件传送给第二装置。第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的具有如本文所述特征的网格网络中的至少一个对等装置。
在一个方面，一种系统包括：工作区中的多个便携环境感测装置，适合在具有如本文所述特征的网格网络中相互通信；以及通信设施，将数据从多个便携环境感测装置的至少一个传送给远程计算机，远程计算机配置成基于来自多个便携环境感测装置的至少一个的数据来监测危险条件和工作区中的应急按钮的激活中的至少一个，其中远程计算机配置成从至少一个便携环境感测装置来接收与危险条件或者应急按钮的激活相关的报警，并且向便携环境感测装置的任一个传送要在整个网格网络所传播的指令。指令是检查至少一个便携环境感测装置的用户的安全性的请求、疏散指令、风险减轻指令等。远程计算机还配置成在工作区的地图中显示便携环境感测装置的位置，其中远程计算机传送地图以供便携环境感测装置的任一个上的显示。数据是所感测气体数据，其中危险条件基于所感测气体数据超过阈值，以及远程计算机还配置成在工作区的地图中显示所感测气体数据。气体数据的表示的大小与气体水平成比例。远程计算机还配置成在至少一个便携环境感测装置的位置请求紧急响应。
在一个方面，一种用于提供洗眼站的具有如本文所述特征的自组网格网络的系统包括：传感器，设置在洗眼站内以监测条件，传感器适合与网格网络中的节点进行通信；以及数字标志，其中数字标志适合经过网格网络从传感器接收与条件相关的数据以供呈现。
在一个方面，一种用于提供洗眼站的具有如本文所述特征的自组网格网络的系统包括：传感器，设置在洗眼站内以监测条件，传感器适合与网格网络中的节点进行通信；以及网格网络中的装置，配置成从传感器接收与条件相关的通信，并且基于条件满足阈值或标准来生成报警。该系统还包括网格网络中的数字标志，其中数字标志适合经过网格网络从装置接收报警以供呈现。网格网络中的装置还配置成得到工作人员生物特征数据和区域环境数据中的一个或多个。网格网络中的装置还配置成将报警传送给远程计算机。网格网络中的装置还配置成在使装置的NFC无线电单元接近NFC标签时从洗眼站附近的区域中的NFC标签来得到潜在危险的详细目录。辅助报警基于详细目录中的至少一项来生成。
在一个方面，一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时修改工作人员的授权级别，其中授权级别存储在工作人员的装置上。
在一个方面，一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时，将安全问题传递给工作人员的安全装置以供安全装置上的呈现。该方法还包括将安全问题传递给第二工作人员的第二安全装置以供呈现，其中安全装置和第二安全装置是网格网络中的对等体。
在一个方面，一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时，向第二工作人员的安全装置传递向工作人员报到的请求。
在一个方面，一种用于提供远程工作地点的具有如本文所述特征的低功率自组网格网络的系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；以及网络装置，适合在网格网络中相互通信，而无需中央网络控制器；其中多个网络装置的第一网络装置将对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据传送给多个网络装置的第二网络装置以供第二网络装置上的呈现。
在一个方面，一种系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在具有如本文所述特征的网格网络中相互通信；以及网络网关，其中多个网络装置经过网关向远程计算机传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据。
在一个方面，一种系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在具有如本文所述特征的网格网络中相互通信；以及远程连网装置的装置接口，其中多个网络装置向远程连网装置传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据，远程连网装置配置成向远程计算机进一步传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据。
在一个方面，一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时向工作人员或第三方提供告警。告警经由网络连接从一个或多个身体佩戴传感器传送给远程位置。告警从一个或多个身体佩戴传感器直接传送给位于工地的一个或多个工作人员。分析传感器数据的步骤在身体佩戴传感器内进行。传感器数据经由无线网络从身体佩戴传感器传送给远程位置以供传感器数据的分析。远程位置与身体佩戴传感器进行通信，以便在所分析传感器数据识别安全问题的存在时通知佩戴身体佩戴传感器的工作人员。远程位置与工地上的第三方进行通信，以通知第三方关于所分析传感器数据指示与佩戴身体佩戴传感器的工作人员相关的安全问题的存在。生理影响包括对ECG、心率、血压、呼吸率、皮肤温度、姿势、活动、加速度测量、血压、脉搏、体臭、血液酒精含量、血糖水平和氧饱和度中的至少一个的影响。行为影响包括对步态、行走模式、姿势、眼睛移动、瞳孔大小、运动模式、噪声以及在规定时间之前从人体移开传感器中的至少一个的影响。身体佩戴传感器包括心率传感器、血压传感器、步态检测传感器、嗅觉传感器、皮肤电响应传感器、接近传感器、加速计、眼睛跟踪传感器、图像传感器、话筒、红外传感器、气体传感器、电容传感器、指纹传感器、连网信号检测器和位置检测器中的一个或多个。该方法还包括存储传感器数据并且将当前传感器数据与所存储传感器数据进行比较以确定指示安全问题的方差的步骤。该方法还包括来自多个工作人员的典型传感器数据并且将工作人员的当前传感器数据与多个工作人员的所存储传感器数据进行比较以确定指示安全问题的方差的步骤。该方法还包括在识别安全问题之后阻止工作人员访问系统的步骤。该方法还包括对工作人员建议行为变更以避免安全问题的步骤。
在一个方面，一种用于提供远程工作地点的低功率自组网格网络的系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个感测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在具有如本文所述特征的网格网络中相互通信；其中多个网络装置的第一网络装置将对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据传送给多个网络装置的第二网络装置以供第二网络装置上的呈现。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，该跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。跟随节点各自包括用于跟踪来自领头的同步消息的接收的计数器。计数器在接收同步消息时递增，而在没有接收同步消息时递减。当跟随节点的任一个的计数器达到预定值时，该跟随节点发起查找新领头节点的过程。当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据。传输周期的长度通过网络中的网络节点的数量来确定。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配。信息涉及气体的浓度或者环境属性。网络节点是环境感测装置，以及一个或多个性质通过读取NFC标签来指配。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点的每个传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，该跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。公告领头节点的性质的消息在信道的预定子集上广播。尝试加入网络的新跟随节点监听信道的预定子集，以接收公告领头节点的至少一个性质的消息，以便学习领头节点的至少一个性质，以促进新跟随节点加入网络。至少一个性质包括已经在网络上的网络节点的总数，以及新跟随节点在网络节点的总数超过预定值时将阻止尝试加入网络。在预定间隔之后，领头节点对至少一个网络间隔阻止发送同步消息并且进入睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。领头节点是气体传感器。如果领头节点接收公告不同领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点开始停止作为领头节点起作用的过程，并且开始作为不同领头节点的跟随节点起作用。如果领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点继续作为领头节点起作用。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息时，消息采用单跳来传送，使得接收消息的节点不重传消息。
在一个方面，一种操作具有如本文所述特征的无线网格网络的方法，包括下列步骤：提供多个节点，其中每个节点可操作以作为领头节点或跟随节点起作用，其中，一个节点起作用以将其自己识别为领头节点，而一个或多个其他节点作为跟随节点进行操作；领头节点向跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，领头节点和跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，该跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。公告领头节点的性质的消息在信道的预定子集上广播。尝试加入网络的新跟随节点监听信道的预定子集，以接收公告领头节点的至少一个性质的消息，以便学习领头节点的至少一个性质，以促进新跟随节点加入网络。至少一个性质包括已经在网络上的网络节点的总数，以及新跟随节点在网络节点的总数超过预定值时将阻止尝试加入网络。在预定间隔之后，领头节点对至少一个网络间隔阻止发送同步消息并且进入睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。领头节点是气体传感器。如果领头节点接收公告不同领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点开始停止作为领头节点起作用的过程，并且开始作为不同领头节点的跟随节点起作用。如果领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点继续作为领头节点起作用。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息时，消息采用单跳来传送，使得接收消息的节点不重传消息。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：第一领头节点；以及多个跟随节点，其中第一领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点的每个传送公告第一领头节点的一个或多个性质的消息；以及在传输周期中，第一领头节点监听公告第二领头节点的一个或多个性质的信息。公告第二领头节点的性质的消息在预定信道上传送。第一领头节点监听预定信道。公告第二领头节点的性质的消息也在第二预定信道上传送。第一领头节点还监听第二预定信道。第一领头节点监听比网络间隔的长度要大的时间周期。当第一领头节点接收公告第二领头节点的一个或多个性质的信息时，第一领头节点停止作为领头节点起作用，并且适合开始作为跟随节点来接合第二领头节点的序列。多个跟随节点适合检测第一领头节点的不存在，并且开始接合新领头节点的序列。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。一个或多个性质通过读取NFC标签来指配。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，多个跟随节点各自包括用于跟踪从领头节点所接收的同步消息的接收的计数器，并且计数器在接收同步消息时递增而在没有接收同步消息时递减，其中多个跟随节点的任一个将在计数器减少到预定值时开始选择新领头节点的过程。领头节点和多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息。其计数器已经递减到预定值的跟随节点传送第一任命消息，以开始选择新领头节点的过程。第一任命消息在预定信道上传送。第一任命消息还在第二预定信道上传送。第一任命消息包含与跟随节点发送第一任命消息以充当领头节点的适合性相关的数据。该数据从自网络上的其他网络节点所接收的信号的强度和可靠性来计算。该数据通过利用跟随节点的仪器类型、电池电荷状态和以往信号质量中的至少一个来计算。第一任命消息和数据由其他网络节点来接收，并且该数据由接收网络节点与涉及接收网络节点充当领头节点的适合性的数据进行比较，其中接收网络节点采用应答任命消息(其中具有指示充当领头节点的较高适合性的数据)或者(在接收网络节点没有充当领头节点的较高适合性时的)放弃消息进行应答。当发送第一任命消息的跟随节点仅接收放弃消息时，那个跟随节点承担领头节点的作用，并且公告自身的至少一个性质以使其他网络节点成为跟随节点。当发送第一任命消息的跟随节点接收具有指示充当领头节点的较高适合性的数据的任命消息时，那个跟随节点发送放弃消息。放弃消息在预定信道上传送。放弃消息还在第二预定信道上传送。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示连续网络间隔的开始的同步消息，其中在由跟随节点对预定数量的同步消息的未接收时，那个跟随节点通过发送第一任命消息(其包含与跟随节点充当领头节点的适合性相关的数据)来发起选择新领头节点的过程。多个跟随节点各自包括用于跟踪从领头节点所接收的同步消息的接收的计数器，并且计数器在接收同步消息时递增，而在没有接收同步消息时递减，其中多个跟随节点的任一个在计数器减少到预定值时将开始选择新领头节点的过程。第一任命消息在预定信道上传送。第一任命消息还在第二预定信道上传送。该数据从自网络上的其他网络节点所接收的信号的强度和可靠性来计算。该数据通过利用跟随节点的仪器类型、电池电荷状态和以往信号质量中的至少一个来计算。第一任命消息和数据由其他网络节点来接收，并且该数据由接收网络节点与涉及接收网络节点充当领头节点的适合性的数据进行比较，其中接收网络节点采用应答任命消息(其中具有指示充当领头节点的较高适合性的数据)或者(在接收网络节点没有充当领头节点的较高适合性时的)放弃消息进行应答。当发送第一任命消息的跟随节点仅接收放弃消息时，那个跟随节点承担领头节点的作用，并且公告自身的至少一个性质以使其他网络节点成为跟随节点。当发送第一任命消息的跟随节点接收具有指示充当领头节点的较高适合性的数据的任命消息时，那个跟随节点发送放弃消息。放弃消息在预定信道上传送。放弃消息还在第二预定信道上传送。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。网络节点是环境感测装置。
在一个方面，一种向具有如本文所述特征的无线网格通信网络中的多个跟随节点提供与领头节点有关的信息的方法包括：指定领头节点；指定多个跟随节点；将一个或多个预定频率范围指定为公共信道；从领头节点并且在具有预定时间长度的多个网络间隔期间，在每个网络间隔的开始向多个跟随节点传送同步消息；以及在由跟随节点的任一个接收同步消息的每个网络间隔期间，在同步消息的接收之后在至少一个公共信道上从接收同步消息的多个跟随节点的任一个传送公告领头节点的至少一个性质的消息。领头节点还在传送同步消息的任何网络间隔中发送公告领头节点的至少一个性质的消息。该方法还可包括：提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到广播领头节点的至少一个性质；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。跳频参数还包括网络间隔的时间长度。领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。领头节点和跟随节点是环境感测装置。
在一个方面，一种将新装置加入具有如本文所述特征的网格无线网络的方法包括：提供网格无线网络，其包括领头节点和多个跟随节点；将至少一个预定频率范围指定为公共信道；在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息；通过网格无线网络的新装置，监听公共信道的公告领头节点的至少一个性质的所传送信息；使用描述领头节点的至少一个所公告性质将新装置配置成跟随领头装置；通过网格无线网络的新装置，接收从领头节点所传送的同步消息；以及请求领头节点加入网格无线网络。在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息的步骤由跟随节点的至少一个响应同步消息的接收而执行。在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息的步骤由领头节点在同步消息的传输之后执行。领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。跳频参数还包括网络间隔的时间长度。领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。
在一个方面，一种将跟随节点接合到具有如本文所述特征的无线网格通信网络中的领头节点的方法包括：指定领头节点；指定多个跟随节点；将一个或多个预定频率范围指定为公共信道；从领头节点并且在具有预定时间长度的多个网络间隔期间，在每个网络间隔的开始向多个跟随节点传送同步消息；在由跟随节点的任一个接收同步消息的每个网络间隔期间，在同步消息的接收之后在至少一个公共信道上从接收同步消息的多个跟随节点的任一个传送公告领头节点的至少一个性质的消息；提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到领头节点的至少一个性质被广播并且由新跟随节点来接收；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。该方法还包括：提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到广播领头节点的至少一个性质；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。跳频参数还包括网络间隔的时间长度。领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。领头节点是环境感测装置。装置是环境感测装置。领头节点和跟随节点是环境感测装置。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。发射时间在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于较低优先数据的第二发射时间之间划分。第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示连续网络间隔的开始的连续多个同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在每个网络间隔的传输周期期间传送信息，领头节点按照信道变更计划表在后续网络间隔中改变同步消息的信道，多个跟随节点按照相同信道变更计划表来改变信道以接收连续网络间隔的同步消息，以及领头节点在网络间隔的传输周期期间不改变传输的信道。信道变更计划表对每个连续网络间隔改变信道。信道变更计划表在多个网络间隔之后改变信道。信道变更计划表按照线性同余发生器来改变。当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点传送公告信道变更计划表的一个或多个性质的消息。信道变更计划表按照线性同余发生器来改变。信道变更计划的一个或多个性质包括线性同余发生器的籽晶、乘数和截距。信道变更计划表还指示广播同步消息不可用的信道。信道变更计划表还指示广播同步消息可用的信道。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
在一个方面，一种静态存储器装置包括：仪器，包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，仪器工作在第一睡眠循环，其中仪器生成与仪器类型相关的数据；无线无线电单元，用于在具有如本文所述特征的无线网格网络上发送和接收信息，无线电单元工作在第二循环(其在周期和相位的至少一个方面与第一睡眠循环不同)；以及共享存储器，在操作上连接到仪器和无线电单元，共享存储器包括静态消息存储器，其包含与仪器相关的静态消息；出局存储器部分，其从仪器接收出局信息并且向无线电单元传送出局信息以供无线网格网络上的传输，入局存储器部分，其从无线电单元接收入局信息并且向仪器传送入局信息，共享存储器还包括无线电单元和仪器的请求和准予线，以允许无线电单元和仪器对入局存储器或出局存储器请求和准予数据，其中共享存储器适合不允许无线电单元和仪器同时对入局或者出局存储器产生准予线和准予数据。该装置还包括无线电内部缓冲器，以用于向无线电单元提供附加存储器空间。第一和第二睡眠循环在周期和相位方面有所不同。共享存储器还包括紧急线，其对仪器或无线电单元提供关于应当立即访问出局或入局存储器部分中的信息的指示符。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的网络包括：静态存储器装置，其包括：仪器，包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，仪器工作在第一睡眠循环，其中仪器生成与仪器类型相关的数据；无线无线电单元，用于在具有如本文所述特征的无线网格网络上发送和接收信息，无线电单元工作在第二睡眠循环(其在周期和相位的至少一个方面与第一睡眠循环不同)；以及共享存储器，在操作上连接到仪器和无线电单元，共享存储器包括静态消息存储器，其包含与仪器相关的静态消息；出局存储器部分，其从仪器接收出局信息并且向无线电单元传送出局信息以供无线网格网络上的传输，入局存储器部分，其从无线电单元接收入局信息并且向仪器传送入局信息，共享存储器还包括无线电单元和仪器的请求和准予线，以允许无线电单元和仪器对入局存储器或出局存储器请求和准予数据，其中共享存储器适合不允许无线电单元和仪器同时对入局或出局存储器产生准予线和准予数据；以及与无线电单元进行通信的无线网格网络，包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。网络还包括无线电内部缓冲器，以用于向无线电单元提供附加存储器空间。第一和第二睡眠循环在周期和相位方面有所不同。共享存储器还包括紧急线，其对仪器或无线电单元提供关于应当立即访问出局或入局存储器部分中的信息的指示符。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境。
在一个方面，一种用于连接到具有如本文所述特征的网格无线网络并且在其上发送和接收信息的网格网络装置包括：仪器，其包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，无线电单元，用于在网格无线网络上传送和接收信息；以及显示器，用于呈现无线电单元到网格无线网络的其他节点的连接的信号质量指示符，信号质量指示符从网格无线网络中的全部仪器的接收信号强度(RSS)和分组接收比(PRR)的组合来得出。仪器将从网格网络中的每个节点所接收的最近消息的RSS与PRR(其是从网格无线网络中的每个装置所接收的分组与来自网格无线网络中的每个相应装置的预计分组的数量的比率)相乘。RSS表示分组所采取的最近网络跳。PRR是计数器，其以预定数值开始，并且在接收或者没有接收预计分组时分别递增和递减。增量和减量值分别为3和2。信号质量指示符基于每个节点的RSS×PRR的乘积，与网络中的节点的数量合计和相除。当信号质量指示符下降到低于预定等级时，报警发出。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中多个跟随节点的每个在传输周期期间随机选择传送数据的间隔，而没有考虑其他跟随节点的任一个所选的时间。随机所选的时间参照传输周期的开始。网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。传输周期在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于较低优先数据的第二发射时间之间划分，并且其中随机选择以传送数据的时间参照第一发射时间和第二发射时间的开始。第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
在一个方面，一种用于连接多个网络节点的具有如本文所述特征的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中传输周期在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于传送较低优先数据的第二发射时间之间划分。多个跟随节点的每个在传输周期期间随机选择传送数据的间隔，而没有考虑其他跟随节点的任一个所选的时间，并且其中随机选择以传送数据的时间参照第一发射时间和第二发射时间的开始。网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。网络节点是环境感测装置。信息通过读取NFC标签来指配给节点。信息涉及气体的浓度。信息涉及环境属性。
通过以下对优选实施例和附图的详细描述，本领域的技术人员将会清楚地知道本公开的这些及其他系统、方法、对象、特征和优点。
通过引用将本文所述的全部文献完整地结合于此。提到单数项应当被理解为包括复数项，反过来也是一样，除非另加说明或者从文本显而易见。语法连接词意在表达连带子句、句子、词等的任一个分离和连接组合，除非另加说明或者从上下文显而易见。
附图说明
可通过参照附图来了解本公开及其某些实施例的以下详细描述。
图1示出工作人员安全系统的概览。
图2示出用于连网的复杂环境。
图3示出用于在网格网络中传播报警的系统。
图4示出频率信道重叠。
图5示出共享存储器接口。
图6A示出显示器上的仪器的列表。
图6B示出影子气体显示器。
图7示出无线网络的脚本过程。
图8示出同步方案，以及图8A示出用于从网络的成员中选择领头的方法。
图9示出领头选择过程。
图10示出睡眠循环过程。
图11示出无线网络网格架构。
图12示出实现无线网络兼容性的硬件如何能够使用到因特网的网关来扩展到平台。
图13示出7层OSI模型中的无线网络拟合。
图14示出本公开的方法。
图15示出本公开的实施例的框图。
图16示出提供安全告警的方法。
具体实施方式
参照图1，为了实时或者近实时地提供针对便携环境感测装置、危险检测装置和其他安全仪器和装置的各种服务和监测，仪器和装置(这种系统)需要可靠方法相互通信和/或与远程位置进行通信，全部在处于复杂环境的同时。本公开描述工作人员安全系统的各个方面，其一般组件在图1中示出。本公开描述实现与工作人员安全性相关的各种应用和服务的各种通信策略和技术。除了示出这种系统的一般组件之外，图1和伴随描述提供通信方式和策略、某些有用附件以及工作人员安全系统所实现的各种应用的概述。
图1示出某些便携环境感测装置108和区域监测器110，但是应当注意，其他安全装置可与该系统配合使用，例如多气体检测仪器、气体检测仪器、便携电化学气体感测设备、呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器或者化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器。在实施例中，环境感测装置可如“VENTIS PRO”美国专利号9000910、9575043、6338266、6435003、6888467和6742382中所述，通过引用将其完整地结合到本文中。在实施例中，例如本文所述以及美国专利申请发表号2016/0209386(标题为“MODULARGAS MONITORING SYSTEM”，2016年1月15日提交)中所述的区域监测器，通过引用将其公开完整地结合到本文中。在本公开中，术语环境感测装置(或仪器)108、区域监测器110，并且应当理解，本文所述的方法、系统、应用、接口等的任一个可由环境感测装置(或仪器)108和区域监测器110的任一个来使用。另外，本公开可将环境感测装置和区域监测器统称为“仪器”。在实施例中，环境感测装置108和区域监测器110可使用移动自组无线网络(MANET)104相互通信。如本文所使用的术语“MANET”是无线连接的移动装置的连续自配置、无基础设施网络。可实现的一个这种MANET是网格网络。如本文所使用，网格网络是一种网络拓扑，其中每个节点转发网络的数据，以及全部网格节点在网络的数据的分配中进行协作。本文中将进一步描述环境感测装置108与区域监测器110之间的网格网络的实施例。在实施例中，网格网络能够实现系统的组件之间的通信，而无需无线通信的其他常规通信技术(例如WiFi、卫星或蜂窝技术)。因为网格无线网络克服操作计算机网络(其中装置只与集中装置(例如集线器、交换机或路由器)进行通信)的难题，所以网络在复杂环境(其中障碍物或距离阻止从装置到集线器的无线通信)中更好地操作。通过利用网格网络，装置能够相互通信，以便将消息从装置传送给其他装置，以便相互通信或者在装置之间传递信息或者最终将消息传送给网络的周长上的装置，以用于转发到另一个网络(例如云中的装置)。工业环境通常还表示复杂环境，因为传感器可不断移动或者规则地改变位置，环境能够较大或者远离公共无线基础设施，大障碍物(例如金属箱)可阻挡信号，并且环境可在地下。本公开还可包括装置、节点等，其在对等网络(P2P)(其可以是网格网络的组成部分)上进行通信。应当理解，本文所述的实施例可在网格网络、P2P网络或者类似类型的网络上进行操作。图1还示出例如经由API 114、智能装置118或者另一移动网关131、网关112和扩展坞122最终将数据从仪器传递给云或远程服务器的各种方式。
在实施例中，本公开的网格网络104向仪器平台分发“准备使用”无线功能性。当配备有与网格网络104兼容的硬件和嵌入式固件时，仪器能够相互无线通信。网格无线连网提供仪器特征，例如另一个仪器的屏幕上来自一个仪器的对等报警或“影子”读数—全部在工业安全性典型的复杂环境之内。网格连网特征集合可用于区域监测器和便携仪器，并且实现互通，从而允许便携和区域监测器仪器的混合网络共享读数和报警。
仪器108还经由网格网络与其他网格网络使能基础设施装置(其进一步实现即时监测、自动化消息传递和位置感知)进行通信，这类其他网格网络使能基础设施装置包括网络网关装置(本文中又称作“网关”)112和扩展坞122。例如，网络网关装置112可放置在接近仪器、装置、计算机、车辆、设备等的位置中，以实现与网络基础设施的通信。仪器可经过网格网络104与网络网关装置112进行通信，以及在实施例中，数据可最终经由连网技术(例如WiFi、蜂窝、卫星等)来传递给云服务器，以供例如由如本文所述的远程服务器下游使用。可存在经过网关112的双向通信，使得云中运行的远程服务器或应用可用来经过网关112来控制、配置或者以其他方式与仪器108、110进行通信。
在实施例中，扩展坞122或对接站可与仪器配合使用，以提供预测诊断信息，如美国专利号6442639(标题为“Docking Station for Environmental MonitoringInstruments”)中所述，通过引用将其完整地结合到本文中。对接站或网关112(或者如本文所述的API 114/智能装置118/移动网关131)可通常经由因特网来连接到远程服务器130，以及曝光数据、校准数据和诊断数据从仪器传递给对接站并且从对接站传递给远程服务器130。来自全部可用来源的所收集数据的数学分析由远程服务器130来执行，以生成通知用户关于潜在仪器故障的预测警告等，因而允许预先维护、事故管理等。分析方法包括主成分分析和其他统计方法、模糊逻辑和神经网络。在实施例中，工作人员安全系统能够从系统的组件获取数据，存储这类数据，生成报告以便基于数据来分类，并且将数据传递给用户。传递给用户的这类数据能够包括例如事件、对校准/碰撞测试的需要、维护记录、关于设定是不正确或未达最佳的告警以及错误代码。远程服务器130还可生成告警以发送给用户，能够远程改变设定，能够通知用户关于另一个用户是否具有报警并且提供关于响应位置的信息以及如本文所述的其他最终使用应用。
网格网络可适应工作人员-工作人员通信的独特需要。在实施例中，无线网络可适用于危险气体检测的难题—在本文所述的复杂环境中的一组气体检测仪器之间转发报警和读数。参照图2，示出特定复杂环境。仪器108和110与信标102、标签132、可佩戴134进行通信以及经过到云138的外部蜂窝、卫星或WiFi网络136与网关112进行通信。大金属箱140存在于环境中，信号将不会通过其中。图2示出仪器108和110与附近仪器108和/或110进行通信，而没有与远程仪器或者被障碍物(例如箱200)所阻挡的仪器进行通信。仪器108和110配合操作，以便为不是直接连接的仪器108与110之间的数据创建通路。
允许传感器相互直接通信的真正网格通信在便携气体检测中是新的。区域监测的菊花链报警(例如周长或栅栏线)存在，但是便携装置108的当前无线实现仅向中央显示器或“控制器”(例如膝上型计算机或专用显示装置)转发信息。
本公开描述无线网络的特征以及这些特征如何协同工作以解决工作人员-工作人员通信的难题。这些难题包括易于使用、困难环境、动态网络拓扑和功率消耗。
网格无线网络104可将报警通知从一个仪器转发给另一个仪器。“对等体”可能是例如由全体人员的两个成员所佩戴的两个便携仪器、包围工作区的三个区域监测器或者它们的某个组合。对等体在网络中是相等的，以及信息可沿两个方向交换。
网络中的点称作节点。网格无线网络104中的节点可包括仪器108和110、装置118、信标102(其在本文中进一步描述)、网关131和112、扩展坞122等。大多数无线网络具有协调器节点，即，网络中协调其他节点的活动的单个实体。在星形网络拓扑(例如WiFi)中，协调器节点是接入点。在蓝牙中，协调器节点是主控(智能电话或PC)。在其他网格协议(例如Zigbee和WirelessHART)中，使用专用协调器节点。ZigBee是Philips Electronics NorthAmerican Corporation的注册商标。WirelessHART是Hart Communication Foundation的注册商标。在全部这些情况下，协调器作用是网络进行操作所需的，并且是用于执行协调器功能的专用装置。协调器管理路由选择表，设置时分多址(TDMA)时隙，协调跳频，等等。协调器可以是线路供电的，以获得通信的可靠性和可用性。例如，在WirelessHART中，协调器的作用是至关重要的，备用协调器保持为备用，只在主协调器出故障的情况下。
不要求协调器节点具有网格无线网络104，因为它是真正自组网络。两个或更多仪器的任何集合可形成网络，而无需任何基础设施。网格网络104能够在任何时间容许任何成员的丢失，而没有警告，因为每个装置与范围内的全部其他装置进行通信，并且保持装置(从其中接收通信)的数据库。在预定时间周期之内尚未接收来自装置的消息时，从数据库中消除该装置。
为了安全性，每一个节点具有缺省私有加密密钥，其可被改变。通过改变加密密钥，网络能够保持为安全，但是也能够改变成保持预计在相同空间中与相互通信分开操作，例如阻止工业环境中的不同承包商的网络相互联络。网络对工作在不同加密密钥的节点是盲目的。又为了安全性，实现动态跳频(如以下所述)，使得信道(网络将在其上进行通信)是伪随机的并且不断变化。最后，可通过使节点与近场通信装置(“NFC”)相接触或者近接触以识别和授权网络上的那个节点，来实现安全性，如以下所述。
例如战场上使用的高带宽、低等待时间MANET是极为复杂的。它们涉及多无线电单元和有效通信处理硬件，但是无线环境感测(例如气体检测)可以不要求这个性能等级。网格网络104擅长以较低(例如数秒)延迟与多个其他仪器共享少量信息，而没有现有高带宽、低等待时间MANET的复杂度。消除其他MANET的复杂度的一个特征在于，网格网络104假定消息到达其目的地。
在实施例中，网格网络104强调使用信息的功率有效广播的能量效率。网络104工作在恒定网络间隔(例如1秒)。在网络间隔内是广播周期和睡眠循环周期。此外，广播周期的长度在网格网络104中基于当前加入网络的装置的数量来改变，使得通过增加每个网络间隔内的睡眠循环周期，具有极少装置的网络能够甚至更加功率有效，如下面进一步描述。
在实施例中，网格网络104可以不是长程链路。网格网络104通常可在单独节点之间的100-200 m的距离进行操作，而不是预计用于远处地点的远程监测。网格网络104特征集合预计在工作人员之间进行通信，以及通知同一编组内并且在同一地区工作的工作人员。它通过平衡网格拓扑来提供可接受范围和覆盖。
网格网络104与其他仪器共享信息和报警，而无需专用协调器节点或者在这方面的任何固定节点。
在实施例中，网格网络104提供没有专用协调器节点的无设定、自形成、自愈、弹性无线网络。如以下所述，不要求用户设定、没有信道选择并且没有要输入的PAN id。在一个实施例中，通过两个仪器接触在一起的直觉动作，可形成网络。将另一个仪器接触到网络的现有成员将新仪器加入网络中(若该仪器尚未在网络本身中)。接触仪器可以是分接、双分接、碰撞、两者一起摇晃、仪器顶部的接触、仪器底部的接触等。在实施例中，如果当分接仪器时确定它们各自已经是不同网络的成员，则可提示每个仪器离开其网络，以及如果一个离开，则在重新分接时，网络加入可以是成功的。按照分布式方式，当成员仪器来往并且围绕工业设定典型的复杂RF环境移动时，网络被保持并且进行适配。
无线网络的适应性和弹性是对无线分集的强调的结果。这个分集采取三种形式：空间分集、频率分集和时间分集。空间分集涉及通过若干不同传播通路来传送无线信号，要理解，不同通路遭遇完全不同的RF阻碍。空间分集是大多数WiFi接入点具有多于一个天线的原因—甚至将两个天线分隔几英寸也显著减少通过从墙壁或其他物体的反射所引起的覆盖的“死点”。在网格网络104上进行操作的仪器太小而无法获益于多个天线；但是网格网络(例如104，其中消息能够采取经过网络的备选通路)提供相同效果，甚至采用少至三个节点—如以上示例所示。
频率分集(又称作跳频)是一种方案，其中通信系统规则地改变用于通信的频率(信道)。频率分集帮助克服死区的一些来源，因为因RF反射引起的相消干扰(称作多径衰落或多径干扰)的区域以不同频率在不同位置发生。频率分集还帮助避免对无线谱的其他用户的干扰。如果附近装置仅使用频谱的一部分，则仅影响部分传输。在实施例中，网格网络104可实现慢跳方案。在每个网络间隔(例如大约每秒一次)，网络可优选地使用伪随机序列来切换频率。这与“快跳”系统(例如蓝牙，其每秒1600次改变频率)形成比较。当只有数毫秒的中断有关系—例如从电话到立体声流播音频—时，快跳是适当的。慢跳要求更少计算马力(节省功率)，并且简化定位和加入网络的过程。
时间分集涉及在不同时刻传送相同信息。消息被阻挡多次的机会与消息只发送一次时相比要低许多。在网格网络104中，时间分集可通过至少两种手段来取得。首先，网格网络104上的仪器可相当频繁地—至少每几秒一次—传送其信息。其次，从网格网络104上的仪器的每个规则传输可以是仪器当前条件的完全(但紧凑)快照(称作基于状态的通信)。例如，网络104上的仪器可以是气体传感器，其向网络传送其当前状态，包括将它识别为气体传感器的信息、气体读数、报警状态、之间的应急是否已经按下、仪器状态等。在实施例中，无关紧要的只发送一次(基于事件的通信)，例如在气体传感器中，装置当前条件的快照例如可在每一个网络循环来发送。如果一个传输例如因与另一个仪器的传输的冲突而丢失，则下一个消息可能使它通过。当与频率分集相组合时，时间分集是特别有效的，因为下一个传输将使用RF谱的不同部分(其具有不同RF阻碍)。
在利用网格连网(其是直接地或者经过一个或多个中间节点相互通信的无线节点的集合)的实施例中，节点可协调一致操作，从而通过基于它们对网络的知识进行转发(路由选择)判定协作地将信息从点A传递到点B。通过这个协作，网格网络能够通过长距离延伸和操作，而不管网络的节点的一部分之间的极差RF“视线”条件。
通过称作绑定的过程(其涉及将两个或更多节点放入同一网络中的过程)，无线网络104可自动校正仪器之间的设定失配，例如网络间隔的定时和跳频序列。这样，用户、例如工业卫生学家或管理员所输入的网络设定中进行的任何错误能够在两个仪器绑定时自动校正。
无线网络可实现结合网格连网技术的无线电单元。无线电单元使用与ZigBee中所使用的相似的比较通用的IEEE 802.15.4无线电单元。无线电单元增加网络操作系统层，其实现自形成网格路由选择层。连网功能随网络来分布，它不要求用于操作的中央协调器节点。全部节点能够转发分组，从而创建和更新其自己的路由选择表。
在实施例中，最终应用(例如气体检测仪器110或108)使用新方式与连网层进行交互。无线电模块实现虚拟机，其中具有对几乎全部无线电模块和连网功能的访问。无线电单元和网络的行为能够通过应用层来设计和高度优化，以便对使用定制脚本的应用的特定需要来操作本发明的网格网络。无线网络行为能够高度适应气体检测的独特需要。
在实施例中，无线网络可通过脚本(本文中称作“无线电脚本”或“脚本”)来实现。无线网络脚本在网络操作系统(又称作“无线电固件”或“固件”)内运行。
网络操作系统平台还包括硬件抽象层(HAL)，其将应用与无线电硬件具体细节隔离。这允许相同脚本未经修改地在不同的所支持无线电硬件上运行。
无线电模块使用符合IEEE 802.15.4的无线电单元。这些无线电单元能够工作在不同频率。无线网络因其几乎普遍全球认可(无需最终用户许可证)以及具有大量金属障碍物的工业环境中的改进性能而使用2.4 GHz频段。在实施例中，2.4 Ghz 802.15.4系统中可存在16个可用信道，各为2 MHz宽。
参照图4，信道可与Wi-Fi、蓝牙以及其他消费者和工业系统所使用的相同频谱重叠，因此无线网络可设计成通过本文所引入的分集方案(特别是频率分集)与其他无线系统共存。
关于功率保存，睡眠循环是一种过程，其中整个网格网络在规则的小时间窗口期间相互通信。重要的是要理解，整个网络在相同时间唤醒和睡眠。睡眠循环的优点是降低的功率消耗。通过允许节点在停播的同时睡眠，平均电流消耗降低。通信时间与睡眠时间的比率可与平均电流消耗成正比。如果无线电单元在通信周期中仅花费其时间的10%，则其平均电流消耗将为通态电流的大约10%(睡眠电流是可忽略的)。网格网络中的睡眠循环的优点是其简洁性—在到了通话时间，网格网络表现为好像它常通一样。不需要为每对节点计划时隙或者了解网络的物理拓扑，这更易于采用专用协调器进行。睡眠循环网络中的难题是使每个人继续相同计划表，但是能够采用如本文所述的同步技术来克服。
仪器本身(例如气体检测器)和无线网络无线电单元均可采用睡眠循环。大多数仪器每秒(或者在一些情况下两秒)唤醒一次，以测量环境参数(例如气体)，并且在回到睡眠之前执行总务功能，以降低平均功率消耗。如本文所述，无线网络在网络领头的指导下也睡眠。在实施例中，这两个睡眠循环不能同步。不同仪器具有不同唤醒/睡眠计划表，以及测量气体浓度的速率经受相当大的监管。其中气体测量速率不是决定性的系统难以证实。这两个睡眠系统之间的通信是困难的。
为了解决无线电单元和仪器工作在不同唤醒和睡眠循环的难题，网格网络104的节点可采用无线电与仪器之间的共享存储器接口。在功能上描述，共享存储器接口可与邮箱类似。任何人能够停在邮箱并且插入另外某个人的项目，同时检查任何入局邮件是否已经到达。第二人能够进行相同操作。两个人无需同时在邮箱以交换信息。如果邮箱中存在另一人的紧急情况，则可产生指示符标志，以确保它们在下一个时机拾取。如果两个人同时到达并且同时设法检查/传递邮件，则他们可能最终在忙乱中将某个邮件丢到地上。共享存储器接口使用“请求”和“准予”线，各用于无线电单元和仪器，以确保两个人没有同时进入“邮箱”。仲裁器是一种特殊电路，其防止两个“准予”在任何时刻是活动的。共享存储器还实现“紧急”线，其相当于邮箱上的指示符标志。
参照图5，在结构上描述共享存储器。共享存储器是简单32 kB静态RAM芯片502。在这个存储器空间内，无线网络为不同类型的信息实现不同存储位置。通常发送的消息具有专用存储器位置(静态消息504)。静态消息的示例是指示附连到节点的仪器的类型的消息。无线电单元520的配置和状态可使用寄存器组508来传递。入局510和出局512邮箱操控没有通过静态消息类型所涵盖的全部消息传递。最后，某个存储器被分配给无线电模块、无线电内部缓冲器514，供其内部使用，因为可限制网络OS内可用的存储器结构。
此外，每一个节点(例如网格网络104中的便携环境感测装置108和区域监测器110)包括精确定时器集成电路522，如以下所述。
在实施例中，主仪器518可控制与无线网络无线电单元有关的几乎每一个方面。可提供配置消息，以修改无线电设定的绝大多数。在几种情况下，仪器518也可通过寄存器来修改设定。仪器518还可控制无线网络无线电单元520的状态，并且能够随意将无线电单元520放入睡眠或停播模式。
在实施例中，与网格网络104兼容的仪器可发送极少量消息。最常见消息是instUpdt()。这个消息的有效载荷是仪器状态的快照。
为了使网络业务为最小，无线网络可实现instUpdt()消息的两个不同特点。如果全部对仪器是正常的，并且全部传感器读数接近“零”，则发送instUpdt()消息的短(“简洁”)版本。简洁版本基本上比如说是“I’m Ok”。如果仪器检测气体或者遭遇任何报警，则发送更详细“冗长”格式，其包括全部传感器读数和报警细节。
在实施例中，具有6个传感器的冗长消息可以为大约40字节。消息的简洁形式可以仅为10字节长。仪器可按照简洁格式发送状态消息，除非：另一个仪器请求它变成简洁(例如，如果它想要显示受限空间进入的实时气体读数)，气体读数高于无线死区(当前设置在低报警等级的25%)，或者仪器因任何原因(包括应急和人员跌倒)而处于报警中。
当一个仪器想要查看来自另一个仪器的全部信息时(例如当值班人员想要显示来自受限空间进入者的实时读数时)，甚至是接近零读数，它能够通过发出setVerbose()消息来请求仪器发送冗长格式。例如，当仪器被遮蔽时，例如当仪器佩戴者进入受限空间时，可请求仪器进入冗长模式。这个消息的有效载荷可包括发送方请求冗长消息被发送的秒数。
称作“身份”的消息集合可提供正确解释instUpdt()消息的有效载荷的比较静态的信息。这些消息可包含与仪器有关的配置细节，包括传感器的数量和类型、仪器类型、序列号、当前用户和当前地点。当仪器首次加入网络时，它可广播这个信息，以供已经在网络中的其他仪器保存。后来加入的或者因任何原因而需要填写与另一个仪器有关的细节的仪器能够使用idReq()消息请求仪器重发这个数据(广播或单播)。
使用存在于instUpdt()中存在的信息和身份消息，生成较完整图片，以反映网络中的任何仪器的当前状态。
参照图6A，当instUpdt()消息到达时，预计接收仪器提取相关信息，将它与正确仪器相互关连，并且相应地更新其内部对等状态列表。当消息从新仪器到达时，如新媒体访问控制(“MAC”)地址所指示，仪器被添加到对等列表，以及从身份消息来填充缺失信息。MAC地址是指配给网络接口以用于在网络段的数据链路层的通信的唯一标识符，其唯一地识别网络上的装置。当仪器离开网络(例如用户选择“断开”或者对仪器断电)时，它发送特殊“断开”消息(其可重复地发送)，并且应当从网络上的其他节点的对等列表中消除。仪器预计在每个网络循环中收到来自每个对等体的instUpdt()消息。如果这些消息在网络循环的预定次数到期之后停止，则对等仪器可被标记“丢失”，并且可发出警告(若启用的话)。
参照图6B，影子气体是用来描述仪器特征的术语，其中一个仪器能够远程显示另一个仪器的实时读数，这对受限空间用例是特别有帮助的。影子气体特征通过从仪器列表中选择对等仪器来激活，如图6A所示。表示远程仪器的屏幕可被显示并且近实时地更新。在这种情况下，甚至接近零的气体读数可需要被显示，以便向用户提供关于读数实际上被转发给观察者的置信度。除了影子气体读数之外，其他仪器的位置也可例如在地图上显示。
为了实现这个功能性，使用身份消息和setVerbose()的某种组合。当选择远程仪器时，仪器将采集信息(例如用户名、传感器细节等)，以装载影子气体显示。远程仪器将设置成传送冗长读数。
改进无线网络的健壮性的方式之一是例如通过在用户屏幕上显示相关信号质量指示符(与大多数蜂窝电话上显示的“4条”类似)来获取最终用户的帮助。信号质量指示符帮助用户诊断连接问题本身，从而减少支持呼叫。它还警告用户关于通信的迫近丢失，因此他们能够解决它。优选地，信号质量指示符显示网络上的全部节点的连接的质量的指示符。备选地，信号质量指示符显示仪器与网络上的预定义节点之间的连接的质量。备选地，信号质量指示符显示仪器以及与另一个节点的最强直接连接之间的连接的质量。
对于网格网络104，信号质量指示符可从给定网络中的全部仪器的接收信号强度(RSS)和分组接收比(PRR，或者“健康计数器)的组合来得出。这与蜂窝电话(其仅显示电话与最接近塔之间的信号质量)不同。
RSS是从每个接收分组的无线电单元的MAC层可用的。仪器记录来自从每个对等仪器所接收的最后一个消息的RSS。信号强度表示消息所采取的网络最后一跳。PRR或健康计数器是接收消息的最近数量与预计消息的数量的量度(基于网络间隔)。对每个对等体跟踪PRR或健康计数器。PRR或健康计数器是计数器，其以预定数值(例如10)开始，并且在接收或者没有接收预计分组时分别递增和递减。增量和减量值可以不相同，例如递增3和递减2。当健康计数器达到零时，节点假定它从网络丢失。
信号质量指示符基于每个节点的RSS×PRR的乘积，与网络中的仪器的数量合计和相除。可对一个或多个远程节点设置告警，以监测信号强度，以及警告在强度下降到低于阈值时可发生，并且报警在信号丢失时可发出。当所监测信号是安全监测点时，可设置关键告警。
无线网络特征集合可在仪器的若干部件或层中实现，包括仪器固件、无线电脚本和无线电固件。随着特征演进，系统的每个部件可需要更新。可需要健壮系统，以允许现场更新，同时确保全部段保持为兼容。
参照图7，无线网络脚本可通过使用入口IDE 703所开发的脚本语言来编写。脚本702(Script.py)则能够“编译”成特定无线电模块(或“平台”)的字节码，编译到.spy文件704中(例如，SM200无线电模块和SM220无线电模块具有不同的.spy文件)。入口IDE还提供编译脚本的校验和(以后使用)。转换器应用708(例如基于Windows的PC应用SpyConverter)可用来将.spy文件类型704转换为.bin文件710。.bin文件710使用编程实用程序(例如JFLASH)来转换成.hex文件，并且与仪器固件的其他部分合并。脚本的校验和(来自入口IDE)、无线电硬件版本(例如SM200=0x01 ...)和脚本版本(3字节Major.Minor.Build)可再次使用编程实用程序来附加到脚本文件，以供仪器在校验无线电的编程中使用。校验和和版本(包括硬件和脚本)应当与无线电模块所报告的相匹配，或者可生成错误。完整.hex文件可通过仪器引导加载程序(例如仪器固件的任何其他部分)来加载到仪器存储器中。附件软件、iNet、服务器、工作人员安全系统和对接站没有关于仪器固件镜像实际上还包含无线电单元的固件的知识。
在加电时，仪器可检查无线电模块的脚本版本，其可在启动屏幕上显示并且通过Modbus是可用的。当仪器检测过时脚本时，它可开始脚本更新过程。这个过程使用无线电单元与仪器之间的特殊通信端口。仪器使用嵌入式脚本上传器实用程序(与引导加载程序相似)将文件(按照块)从仪器存储器传递给无线电存储器。当完成时，在重新引导无线电模块并且正常操作开始之前对新脚本检查有效性。
一旦无线网络脚本运行，仪器还可检查无线电模块的固件版本(其在无线电模块上开始预先加载)。它在启动屏幕上显示，并且通过Modbus是可用的。仪器检查无线电模块固件版本与仪器固件和脚本预计的版本相比是相同的或者更新(这个值在仪器的固件中硬编码)。这种方式基于如下理解：在实施例中，特征可被添加但不会从无线电网络操作系统中消除。如果无线电模块版本过时(不支持)，则仪器可禁用无线网络功能性(仪器继续操作)，并且指示用户使无线电模块固件被更新。
一旦无线网络脚本运行，则无线电模块类型(或平台，例如SM200等)可由无线电模块来读取，转化为单字节值(例如SM200=0x01 ...)，并且作为无线电硬件版本来发布到主接口。仪器可将这个值发布到modbus。在加电时，仪器可将无线电硬件版本与附加到程序员hex文件的值进行比较。这可允许仪器确认任何将来仪器固件或无线电脚本更新与所安装的无线电硬件是兼容的。
与网格网络兼容的仪器包括本文所述的任一个以及气压计，其可在室内位置是可操作的。读数可以是使用主接口可用的。气压计读数可保存到Modbus寄存器，以实现工厂测试。使用气压计，可检测仪器的高程。这个特征能够例如用来确定仪器的最低水平(例如在地下设施中)。实现为位于例如地平面的网络上的仪器的补偿气压计能够用来确定参考水平的大气压。使用所检测大气压力和参考大气压力，能够确定仪器的最低水平。这个信息可通过网络并且可能通过网关来转发，并且转发到外部网络，其中仪器的位置能够在计算机上显示，以按照纬度、经度和高度来示出仪器的位置。
在无线网络正常操作的同时，它是睡眠循环、跳频和加密。在这种模式中，可能难以执行某些活动，例如在制造中测试无线电单元或者执行无线电模块固件的空中更新。由于这个原因，可实现测试模式。在测试模式中，无线电停止睡眠和跳频，并且将加密密钥切换成能够与服务中心、制造应用等共享的加密密钥。在测试模式中，无线电单元可响应若干外部无线命令，其允许无线电单元的工厂测试以及对无线电固件的空中更新。在实施例中，测试模式可通过将特殊密码写到测试模式Modbus寄存器(例如，使用软件、例如DUSS或者制造应用)是可访问的。
在实施例中，网格网络104中的每一个节点(例如便携环境感测装置108和区域监测器110)包括精确定时器集成电路522。这个定时器522应当是稳定定时器，例如对一小时或以上稳定到几毫秒之内。
在大多数网络中，同步由专用协调器节点来操控。在网格网络104中，这个工作由网络的成员之一(称作领头)来执行。领头的最重要工作是同步网格。领头向网络的成员定期广播无线同步消息，其标记网络能够主动通信的周期的开始，原本称作“同步消息”或sync()消息。跟随节点采用领头的指令来保持同步。领头节点成为“主计时器”，以及全部其他节点调整其内部定时器的间隔和相位，以匹配领头的定时器。
由领头所发出的这些同步消息还可包含表示领头认为当前在网络中的节点的数量的值。领头将这个值基于报告消息(例如，状态消息或读数消息、例如气体状态读数)的仪器的数量。网络保持为唤醒的时间量优选地取决于网络的大小，以节省电力。每个节点基于它接收的最后一个同步消息中的值来计算其唤醒时间。例如，仅具有3个仪器的网络将花费比具有20个仪器的网络要少许多的时间唤醒，从而节省电力。
在实施例中，如果跟随节点没有接收sync()消息，则它仍然可在规定时间唤醒并且与其他节点交换消息。因为硬件定时器如此稳定，所以即使若干同步消息缺失或破坏，节点也继续在正确时间唤醒。跟随对第二-第二传输不取决于领头，但是如果同步消息完全停止，则跟随最终可判定它丢失了领头，并且将开始重新加入网络的过程，如本文所述。每次网络唤醒时，它使用跳频序列中的下一个信道，如本文针对频率分集所述。
总之，通过同步网格的时钟，无线网络能够甚至在没有专用协调器的情况下也具有睡眠循环和跳频的能力。
因为网格网络104进行睡眠循环和跳频，所以它仅对给定信道每隔14秒仅操作大约一次，并且存在与给定无线网络使用信道的哪一个集合有关的极小确定性。因此，在没有相当大延迟的情况下可能难以将新仪器加入现有网络中。
网格网络104通过使用在公共信道上公告消息来解决这个问题。网络的成员允许其他成员通过在预定义公共信道上进行“公告”来加入(或重新加入)网络。新(或丢失)节点能够通过监听这些信道来定位现有网络。在每一个网络循环期间，领头和全部跟随在两种公共信道上使用消息(其示例称作boPeep())来公告当前网络参数。boPeep()消息可包括与现有网络进行同步所需的全部信息，包括定时器的同步、网络上的装置的数量和跳频序列的识别码。新成员或者丢失与网络的同步的成员可使用这些网络参数来加入网络并且与领头再同步。boPeep()消息(与大多数其他无线网络消息不同)可以仅采用网络单跳来发送。这被进行以防止采用重传来溢满网络。此外，跟随可在从其领头接收到sync()消息时在网络间隔中仅发送boPeep()消息。因此，每个跟随帮助仅识别当前网络领头。
现在参照图8，大多数例行无线消息在没有启用冲突避免或冲突检测措施的情况下广播，这是网格网络104的同步方案的副产物。在第一时间间隔期间(T0至T1)，跟随监听领头以广播sync()消息。当接收sync()时，跟随计算下一个预计网络间隔的时间。如果sync()消息没有被接收并且对网络间隔的预定数量尚未接收，则节点确定它丢失网络并且开始网络重新加入序列，如以下所述。
在实施例中，为了补偿缺乏冲突避免或检测的不利方面，网络间隔期间的唤醒时间分为段(S0、S1、S2、...、Sm)，在此期间，节点选择转向广播以帮助对网络为活动的时间展开网络业务(因而降低冲突的可能性)。最高优先级的消息(例如仪器状态消息)在周期T1至T2期间首先发送。全部其他消息在每个仪器被给予发送其状态消息的时机之后发送(T2至T4)。传输将停止，并且然后留下适当时间，以允许全部消息传播网络(T4至T5)。最后，如果在那个网络循环中听到sync()消息，则节点转到每个公共信道，并且发送boPeep()消息以公告丢失节点或者想要加入的新节点的网络参数(T5至T6)。在T6之后，节点转到睡眠，直到下一个网络间隔。
在实施例中，时隙(S0-Sm)的数量可与网络中的仪器的数量(n)成比例，以及当时隙的数量与网络中的仪器的数量成比例时，领头在每个sync()消息中广播(n)。每个节点计算网络定时，并且随机选择用于广播的时隙。虽然这不保证专用时隙，但是这个机制在扩展网络业务仍然可以是有效的。还考虑每个节点的时钟可与其他节点略微异相—时钟同步允许节点与领头多达10 mS异相。典型无线传输可花费少于4 mS。另一个关键点在于，用于广播的每个节点的时隙对每个网络间隔随机重选。即使节点正巧在与另一个节点相同的时间进行传送，那两个节点也极不可能在下一个网络间隔中选择相同时隙。甚至对于大网络，大多数消息通过，并且任一个节点不可能对若干背靠背消息被阻挡。此外，通过增加可用于传输的时隙的数量与网络中的装置的数量，冲突的机会降低。
在实施例中并且参照图8A，无线网络从网络的成员中选择“领头”。任何节点必须准备进行领头的工作。在当前领头突然消失的情况下，不同节点执行领头的工作。挑选领头的过程由任命、选择和正进行监测来组成。
在实施例中，在第一步骤800，当新节点转到公共信道以搜索网络时，它监听(例如对4秒)第一公共信道上的boPeep()消息，其指示已经存在活动领头。在步骤802，如果听到boPeep()，则节点承担节点(从其中接收到boPeep())的跟随作用。在步骤804，如果没有听到boPeep()，则新节点切换到辅助公共信道，并且再次监听(例如对另外4秒)。如果听到boPeep()，则节点承担节点(从其中在步骤804接收到boPeep())的跟随作用。如果在任一个公共信道上没有听到boPeep()，则节点返回到主公共信道，并且在步骤806开始选择过程。
在实施例中，在步骤806，节点发送nominate()消息，其可包含领头资格得分。领头资格得分可基于仪器类型、电池电荷状态和以往信号质量来计算。仪器类型可以是作为领头的适合性的相对量度—例如固定区域监测器构成比便携仪器要好的领头。这些参数确定哪一个无线电单元最终将被选择用于领头作用。作为另一示例，具有大电池容量的仪器类型构成最佳领头，因为领头消耗比跟随要多的功率，以及大电池引起更少领头中断。一些仪器类型可较大，并且因功率和天线大小而具有更大范围。一些仪器(例如固定区域监测器)构成良好领头，因为它们没有移动，可具有更高功率，并且通常位于网格中心附近。
在实施例中，在步骤808，任命节点可对某个时间周期(例如对1秒)监听公共信道。监听的任何其他节点可比较任命消息，并且根据节点自己的领头资格得分与任命节点的领头资格得分相比的情况来发送concede()或nominate()消息。随后，下列情况之一发生：1)在步骤810，如果任命节点听到concede()消息但是没有nominate()消息，它通过发出boPeep()来声明为领头；或者2)如果任命节点听到任何nominate()消息，它将发送方领头资格得分与其自己的进行比较，以及在步骤812，如果发送方的得分更好，则它发送concede()消息，或者3)在步骤814，如果发送方的得分更差，则它发送另一个nominate()消息，并且等待附加时间周期(例如对另外1秒)。如果资格得分相同，则较低MAC地址被认为更好。在步骤816，如果任命节点在1秒之后没有听到消息，则它在步骤806发送另一个nominate()消息，其可重复发送(例如在任命节点没有听到消息时发送另外4次)。如果例如在5秒或预定数量的nominate()消息之后，任命节点没有听到消息，则它在重复进行选择过程之前在步骤800对附加时间周期(例如另外8秒)转回监听公共信道。
在选择作为网络的领头之后，领头将通过在每个连续网络间隔中改变广播信道开始跳频。通过在公共信道广播boPeep()，它将允许丢失的节点加入其网络的选择，并且跟随其跳频序列。
在实施例中，无线网络上的某些区域监测器可无限地继续这个过程，使得每当第二区域监测器加电时(并且在同一信道上)，它们将自动连接。可预计某些便携气体检测器在无线电单元断电以节省电力之前仅对有限时间(例如数分钟)停留在这种搜索模式。
除了同步网络之外，领头还具有几个其他重要工作。一个可以是防止给定网络的多个领头的过程。这个步骤在解决领头变成与网络分离或者网络的一半变成与另一个分离(例如当领头离开多个装置时)的情况中是重要的。在这种情况下，与领头分离的装置将任命新领头。但是，如果两个领头开始接近先前跟随不同领头的装置，则混乱能够从具有相同网络ID的两个网络领头的存在所产生。这些情况能够引起同一网络的多个领头，这又能够导致错误行为。因此，需要领头偶尔停止以监听网络中的其他领头。
在那个方面并且现在参照图9和图10，在规则间隔(例如每隔60秒)，就在网络唤醒周期结束之后，不是转到睡眠，领头而是保持为唤醒(步骤902)，以及转到公共信道，并且监听公告消息，以确定其他节点是否为范围中的其他网络的领头(步骤904)。在这个时间期间，领头对下一个网络循环有意略过发送sync()消息。这使领头自己的跟随在那个循环中不发送boPeep()消息。在这个时间期间，领头监听公共信道上的任何boPeep()消息。如果领头听到一个，则意味着在范围内存在以相同网络名称进行操作的另一个领头。领头放弃领导地位，并且开始跟随另一领头(步骤906)。领头的旧跟随(通过领头健康监测)将认识到其领头消失，以及还将转到监听公共信道，并且将查找新网络。为了保持领头健康监测，领头健康计数器被保持，并且在网络间隔中听到领头时递增一而在没有听到领头的网络间隔中递减一。当领头健康计数器达到零时，节点假定它已经丢失其领头，并且开始查找新领头的过程。因此，这操控网络一分为二的困难情况。每一半选择其自己的领头，但是仍然以旧网络名称进行操作。当这两组重新进入彼此的范围时，上述行为使它们重新加入。新领头还通过在sync()消息的有效载荷中包含网络大小n = #对等体+1来设置网络的新唤醒时间间隔。领头的无线电单元将网络大小基于其仪器软件(活动或丢失)所报告的对等仪器的数量加1(领头)。网络大小(对等体+1)也在每个boPeep()中发送，以防止多于容许数量的仪器加入一个网络。
如果没有选择新领头(步骤908)，则领头继续其作为领头的作用，并且在网络间隔的开始恢复发送sync()消息。
领头还需要知道称作“孤独领头”的特殊状况。考虑全部对等体离开网络(没有活动或丢失对等体)的情况，领头不应当在没有跟随的情况下继续操作网络。仪器而是将放弃领导地位，并且将返回到监听公共信道，当检测到另一个仪器时准备好形成新网络。
在实施例中，无线网络可使用跳频，其中每一个网络间隔在不同信道或频率上发生。本文描述跳频的示范过程和架构。在实施例中，信道(在IEEE 802.15.4网络的情况下的16个信道)可在活动信道与公共信道之间划分。优选地，存在两个公共信道，以及可用信道的其余部分是活动信道。活动信道可用于跳频序列中，而公共信道用于形成/加入/重新加入网络，如上所述。优选地，公共信道将是不相邻的，并且应当利用未被大量利用的频率(例如在WiFi频段之间、被管理频谱等)。
活动信道缺省地可以是除了公共信道之外的全部信道；但是信道能够通过使用活动信道掩码来“列入黑名单”。一些活动信道可因当地监管或者因已知为在信道上的高业务等级而被列入黑名单。例如，在信道上操作的无线摄像机将在那个信道上创建繁重业务，并且因此可期望避免那个信道。
在操作期间，不同活动信道可用于每个网络循环，称作跳频。跳频的顺序可以是重复非随机序列或者伪随机序列，例如使用线性同余发生器(LCG)的序列。
对发生器的输入(“跳频参数”)是乘数、截距和籽晶。在加电时，在它曾经被指派领导网络的情况下，每个节点随机选择跳频参数的有效集合，并且保存它们。在实施例中，使用具有16信道环境中的公共信道4和9并且没有信道被列入黑名单的推荐设定，算法生成跳频序列，其中下一个信道始终离开当前信道至少2个信道(不相邻)。如果修改公共信道或者掩码，则情况不一定是这样。
当节点胜出领头选择时，它在公告消息(boPeep)中发送其跳频参数。跟随使用领头的参数来计算该序列，并且进行到下一个信道，等待收听领头的sync()消息。通过每个网络间隔，领头和全部跟随在序列中进行一步。
领头和跟随在每一个网络循环结束附近在公告消息(boPeep)中在两种公共信道上传送跳频参数，以允许其他仪器查找网络。想要加入给定网络的仪器只需要监听公共信道之一，以计算适当序列和下一个信道。节点进行到下一个信道，并且等待领头的sync()消息开始跳频。
LCG使用下式计算下一个信道：
其中X是伪随机值的序列，以及
m, m > 0 “模量”
a, m > a > 0 “乘数”
c, m > c ≥ 0 “截距”
X0, m > X0 ≥ 0 “籽晶”
这些值全部是整数，其定义序列。在模量为已知的序列(例如具有总共16个信道的网络)中，模量可由全部节点所采取，而不是在sync()消息中传送。此外，当公共信道或列入黑名单的信道是序列的结果时，节点能够选择下一个非保留信道或者序列中的下一个信道。
使用无线技术引入某些信息安全风险。该系统可包括防止对仪器读数和状态的未经授权窃听、防止错误/误解信息(例如假报警)对网络中的注入以及防止会阻止无线特征集合的有效使用的干扰或其他拒绝服务攻击的措施。
无线消息内容缺省地可加密。加密意味着无线消息的内容经变码并且是不可识别的，除非接收方知道秘密密码(称作“密钥”)。无线网络可将具有128位密钥长度的高级加密标准(AES)加密用于无线发送的消息。这个加密是所使用的802.15.4无线电单元的标准。这些无线电单元可具有内置硬件加密引擎，因此使用加密对吞吐量或功率消耗具有最小影响。
无线网络安全性的多种方式可以是可能的。在一种方式中，每个无线网络兼容装置可带有缺省密钥离开工厂。密钥保持为保密，并且它不是最终用户在任何装置或软件中可见的—它嵌入(以及在实施例中隐藏)在仪器源代码之内。由于全部仪器具有相同缺省密钥，所以无需在装置之间传送它，只需要同意使用缺省密钥。在另一种方式中，如果用户希望，则他们能够使用仪器UI、iNet或另一维护工具将消费者密钥输入其装置中—一旦被输入则这个密钥再次从不显示。为了确保新仪器能够使用定制密钥来添加到网络，密钥可作为绑定过程的组成部分来共享。
无线网络的绑定系统还帮助防止对给定网络的未经授权访问。为了参与给定网络，用户首先通过与仪器(其已经是编组的成员)的密切联络来学习网络的唯一名称(经由IR或近场通信)。
绑定是将两个或更多无线装置加入同一无线网络中的过程。绑定中暗示的是关于装置想要共享报警和/或信息的理解—即不存在没有共享信息的意图的网络。本公开的绑定过程没有包括经连接以供将来使用的概念。如果节点连接到网络，则它共享和广播。如果装置使用接触过程来绑定到网络，则不需要进一步认证，下面进一步描述。通过允许新进入来信任网络中的任何人。绑定与点对点网络(包括蓝牙)中使用的“组对”的过程相似。但是，网络104是网格网络，因此绑定多半实际上使新装置进入包括若干其他装置的现有网络，因此“组对”不是完全准确的，因为它仅暗示涉及两个装置。也就是说，本文中的“对”或“组对”的任何提法能够包含本文所述的绑定。在某些实施例中，网格网络104可在仪器110和/或108和/或网关中通过NFC绑定过程来建立，其中传递网络参数，并且区域监测器中的对等网络可通过选择相同命名的网络来建立。
无线网络可具有多种绑定方法，例如命名网络和安全简单绑定。
命名网络在无线网络中实现为预定义网络的列表，比如说“A”至“J”，其在这个示例中将称作“信道”，但是它们可与所使用频率无关。每个无线网络兼容装置可在离开工厂时对这些信道预先编程。连接两个装置可简单地确保它们均设置到相同信道(字母)。设置到同一信道的两个仪器在处于彼此的范围之内时可在加电时自动连接。
通过命名网络，所选信道在工厂设为缺省，并且通过功率循环被记住。在加电时，装置可挑出并且连接到范围中的任何其他装置，并且设置到同一信道。因为其主无线网络用例是菊花链电缆的取代，所以区域监测器可使用命名网络作为其主绑定机制。区域监测器可随缺省网络设定来装运，并且“开箱即用”连接。更老练用户能够通过将不同信道用于不同编组来建立区域监测器的不同编组。
区域监测器可记住其网络设定，并且在每次被加电时设法重新连接。这意味着区域监测器可与现有网络无意连接。在给定更少数量的这些装置和用户专业知识的一般更高水平、指令和训练的情况下，这个问题应当是可管理的。
安全简单绑定(SSB)可在无线网络中通过传递网络“秘密”(例如蓝牙中的PIN)来实现。SSB利用第二简单短程通信技术(称作带外(OOB)链路)向加入成员传递网络的凭证。在无线网络的情况下，可使用仪器的红外线(例如IrDAA)以及OOB链路的近场通信(NFC)。
具有无线网络兼容性的便携仪器可使用简单安全绑定(SSB)作为其主机制。近场通信(NFC)可用于带外(OOB)链路。便携绑定实现可偏置到1)防止意外连接和空报警，以及2)易于连接。在实施例中，便携可在断电时忘记其网络关联。当仪器加电时，它们处于断开状态，但是始终注视另一个仪器的NFC接口。当两个便携放置在一起时，它们连接到同一网络，其中不要求其他用户干预。将仪器接触在一起的简单动作确保连接是故意的。
存在要考虑的三种情形：1.如果没有装置当前处于网络中，则两个装置可形成新网络并且连接；2.如果一个装置已经参与网络，则它向新仪器传递现有网络凭证，并且允许它加入现有网络；以及3.另一方面，如果两种装置均已经是不同网络的组成部分，则绑定过程失败，以及两种仪器显示询问用户是否想要离开其旧网络的屏幕。在用户的至少一个离开其现有网络之后，绑定过程能够成功地重复进行。
区域监测器还可实现作为辅助机制的简单安全绑定(SSB)。这是用于连接任何两个区域监测器的健壮方法。不管其配置如何改变(定制加密、不同信道设定等)，执行SSB将仲裁这些设定，因此它们进行连接。按照同样的方式，租用或取代监测器能够添加到网络，而无需专业用户、专门软件(例如ISAS软件或iNET)等。区域监测器上的SSB还可用来连接便携仪器，以加入现有区域监测器网络。
下列信息可在安全简单绑定过程期间传递：MAC地址的低3字节、所建议网络名称、要使用的活动信道、主公共信道、辅助公共信道和定制加密密钥(若使用的话)。
一旦交换这个信息，仪器可具有它们完成连接所需的全部信息。可发射确认音(和/或振动信号)，以指示仪器不再需要保持在一起。
在两个仪器交换绑定信息之后，它们必须判定哪一个仪器的设定将用于网络中。如果一个仪器已经是网络的组成部分(即，它发送“允许”消息)，则使用其设定。如果没有仪器是网络的组成部分，则使用具有更低MAC地址的仪器的设定，除了在一个仪器使定制加密被启用而另一个使缺省加密被启用的情况之外。在这种情况下，定制加密被认为是更健壮的，并且将被使用。
在仲裁之后，仪器将适当设定应用于无线电模块，并且尝试连接。当连接成功(通过至少一个另一仪器的状态消息的接收所指示)时，确认音可发出，并且可照亮无线图标。预计连接过程在几秒之内完成。
关于性能，范围是链路预算减去路径损耗的函数。链路预算是发射器输出功率(包括天线增益/损耗)与接收器灵敏度之间的差。输出功率受到监管和/或电池使用寿命所限制，而接收灵敏度是电子设计质量和数据速率的函数。
以下所示的是自由空间路径损耗等式，其预测RF信号的范围(d)。
- Pt是发射的功率，Pr是接受的功率
- Gt是发射器，Gr是接收器天线增益
- d是发射器与接收器之间的距离或者范围
- Lambda是波长 =c/f=光速/频率
等式1
使用无线电模块作为示例：Pt = 3dbm；Pr = -100dbm；and d = 250m，包括15 db的保守衰落余量。衰落余量捕获接收器的实际灵敏度，并且包括天线偏振、反射、多径干扰等。6dB的衰落余量表示理想条件(晴朗天气、对齐天线等)；更保守数值为15 dB。
工业设定中的实际范围与自由空间环境不同。通过典型仓库环境，无线电模块的实际范围可以为大约75 m。通过大工厂的高低线可以为大约100 m。实际范围可根据环境广泛地改变，以及网格拓扑显著延伸有效范围。离地高度也可影响范围。
在实施例中，网格网络104可设计成与给定网络中的2与25之间的仪器配合操作。如果对存在存在过少节点，则网络可能没有足够路径以便是有效的。当网络增长过大时，单独节点必须争用网络带宽的共享资源。因此，在实施例中，最佳网络大小通常在8与15之间的仪器。
由于802.15.4无线电单元的跳频和短传输时间，数百个仪器能够在同一区域内无干扰地操作，只要它们在不同网络上操作，如本文所述。本文针对加入/重新加入网络的论述提供关于如何控制网络大小的细节。
实现无线网络兼容性的硬件可包括：网络操作系统所支持的802.15.4无线电芯片上系统(“SoC”)(通常为预先认证模块)；存储器IC和电路，其实现共享存储器接口；以及精确定时器，用来保持网络同步。在一些实施例中，还可包含气压计。
实现无线网络兼容性的硬件可直接在便携气体检测仪器主板上实现。对于没有无线功能性的便携气体检测仪器的模型，这些部件缩减。在其他实施例中，例如对于区域监测器，实现无线网络兼容性的硬件可在可插拔PCB(模块)中实现，例如对于区域监测器。模块还可添加GPS接收器(其可以或者可以不装载)。虽然不是特征集合的技术部分，但是GPS特征可实现为无线电SoC上运行的脚本的组成部分。虽然略有不同的无线电模块可在区域监测器上使用，但是其他电路可与便携仪器的硬件实现相同(除了GPS之外)。
图11示出无线网络架构。图11中，示出具有无线电模块(其在无线网格网络中进行交互)的两个仪器108、110的结构。仪器的每个示为是相似的，但是仪器可以是不同仪器，并且其结构可以是便携装置、区域监测器等的结构。每个仪器可具有一个或多个最终应用，例如气体检测、对等报警、影子气体等。每个仪器可在网络管理中涉及诸如对等仪器列表、信号质量、连接/断开、识别等的活动。仪器-无线电接口1114(例如串行数字I/O)示为进行操作以便将仪器应用组件与无线电模块1118及其无线网络协议相连接。无线接口1120、无线网格网络示为在无线电模块1118之间。图13示出7层OSI模型中的无线网络拟合。
在实施例中，无线网络中有用的相同无线无线电单元可按照主-从关系用于仪器与其附件之间。在这种情况下，每个附件装置可包括与仪器相似的无线电单元。可能附件包括辅助报警装置、智能样本抽吸泵或者甚至到智能电话或其他移动网关或计算装置的桥接器。桥接器使用无线网络技术与仪器进行通信，但是将通信转换成另一种格式。另一格式可能是连接到智能电话118的蓝牙，或者工业协议(例如HART)或WirelessHART或WiFi。附件还可包括附加感测装置(气体、工作人员生命特征等)，其共享气体检测器中已经存在的显示器、数据日志和报警。另一个示例是适配器，其保持联机苯过滤器，并且与仪器进行通信，以指示过滤器状态(啮合/绕过)或过滤器年限。
在某些实施例中，气体检测器的部件(传感器、显示器、报警等)实际上可以是无线连接的独立装置。通过这种模型，传感器可与智能电话118进行通信。
图12示出实现无线网络兼容性的硬件如何能够使用到因特网的网关112来扩展到平台以用于远程监测的最终应用等。例如，网关装置112可经过网格网络104从仪器118、110接收数据，并且经由小区、Wi-Fi、以太网或卫星将它传送给云。网关装置112可固有地是安全的、延长电池功率(例如7天)、粗糙和壁安装或者可运输的。图12示出与图11所示相似的仪器108、110的结构，但是仪器108、110在这种情况下经由无线网格网络(例如网格网络104)与网关112进行通信。网关112可包括无线电模块1118，其中具有到单板计算机1214的串行连接。单板计算机1214可包括网关应用1218，其与数据库进行通信，并且经过通信协议与网络(例如因特网、以太网、蜂窝、WiFi、卫星等)进行通信。网络可最终允许最终用户采用PC/移动装置1220来连接到工作人员安全系统。网关112在图1中示出，其中无线网络兼容性使用到因特网的网关来扩展到平台。数据可使用网格网络104在装置之间传送，并且数据可使用网格网络104来传送给网关112。网关112可经由蜂窝技术、WiFi和/或卫星将数据传送给云，其中它可用于多种应用中，如本文进一步描述。例如，当气体检测器进入报警并且数据回传给云时，远程定位监督员可部署响应团队，将消息回送给气体检测器，在独立电话上或者在气体检测器本身上(若它具有远程通信功能性)呼叫伴随气体检测器的工作人员，请求另一个附近工作人员向该工作人员报到，等等。可随时间聚合与报警有关的数据和其他安全相关数，以识别区域中的风险或安全相关问题，如本文所述。
继续参照图1，数据可使用通信协议(例如NFC、蓝牙等)从仪器108、110传递给其他装置(例如移动装置、平板计算机、本地计算机、信标等)。在例如图1所示的说明性示例中，API 114可用来在仪器108、110与智能装置118/移动网关131之间传递数据，其中智能装置可使用数据本身或者经由WiFi、蜂窝、卫星等将数据传递到远程服务器130或云。在一些实施例中，仪器108、110可例如通过具有集成WiFi、蜂窝或卫星技术将数据直接传送给远程位置。可存在经过装置118或移动网关131的双向通信，使得云中运行的远程计算机或应用可用来经过装置118或移动网关131来控制、配置或者以其他方式与仪器108、110进行通信。例如，来自气体检测器或一组气体检测器(其已经达到气体阈值)的报告可发送给远程定位监督员。可使监督员能够经过工作人员安全系统采取许多动作，例如重新传递给仪器、改变实时标志上的显示、控制本地装置(例如无人机安装气体检测器或照相装置)等。在实施例中，工作人员安全系统可基于来自仪器的报告自动控制本地装置或仪器。
现在参照图3，示出工作区中适合在网格网络104中相互通信的多个便携环境感测装置108、110。图3中，一些装置108、110示为经由通信设施(例如扩展坞122、网关112、移动网关131或智能电话118)与远程服务器130或计算机进行通信。网格网络104中的其他装置可以不与远程服务器130或计算机直接通信，而是依靠经过网格网络104从其他装置108、110(其与远程服务器130和计算机进行通信)接收数据或指令。通信设施将数据从多个便携环境感测装置的至少一个传送给远程计算机，其中远程计算机配置成基于来自多个便携环境感测装置的至少一个的数据来监测危险条件以及工作区中的应急按钮的激活中的至少一个。远程计算机配置成从至少一个便携环境感测装置来接收与危险条件相关的报警或者应急按钮的激活，并且向便携环境感测装置的任一个传送要在整个网格网络传播的指令。指令可以是检查至少一个便携环境感测装置的用户的安全性的请求、疏散指令、风险减轻指令等。远程计算机还可配置成在工作区的地图中显示便携环境感测装置的位置，并且传送地图以供便携环境感测装置的任一个上的显示。由通信设施所传送的数据能够是所感测气体数据，其中危险条件基于所感测气体数据超过阈值。远程计算机还可配置成在工作区的地图中显示所感测气体数据，其中气体数据的表示的大小与气体水平成比例。远程计算机还可配置成在至少一个便携环境感测装置的位置请求紧急响应。
在说明性示例中，驻留在智能装置上的应用可将数据发送给云。由云或另一远程服务器130所服务的应用可接收智能装置所发送或者来自网关112的数据，并且为各种最终使用应用(例如监测、绘制工作人员和报警/事件、通知、报警、电子准许、顺应性、紧急响应、安全检查、责任性、风险管理、顺应性、独立工作人员解决方案、第三方集成、装置/仪器控制等)提供万维网接口，如本文中将进一步描述。
继续看图1，仪器108示为与信标102进行通信。信标102允许向仪器108广播信息。在实施例中，由信标102所广播的数据可由仪器108来存储。
图1还与仪器108并且因而与系统的其他组件有关地示出NFC标签。例如，由仪器108从NFC标签所收集的数据可用来标记气体检测数据，以实现快速识别气体检测仪器操作员和位置，以便使气体检测信息是更加可操作的。
气体检测仪器、便携环境感测装置以及具有整合技术的其他安全装置(其收集临时指配和位置信息)可实现对气体暴露数据、安全事件和用户行为的宝贵认识，同时在管理资产和调查潜在问题时是有用的。标记气体检测数据和其他所收集数据允许任何人审查数据，以易于查看谁具有仪器以及操作员使用它的位置，从而使信息是更加可操作的。本公开可在系统和方法的描述和示例中参照气体检测仪器和区域监测器。这类参考意在适用于本文所述系统的组件，例如环境感测装置108、区域监测器110、网关112、API 114/智能装置118或移动网关131，应当理解，其他环境感测装置、区域监测器和组件可与以下所述实施例配合使用。
NFC标签是短程小型非加电标签，其中具有小存储器以及附连到天线的无线电芯片。没有电源，由于磁感应，它们从对它们进行读取的装置吸取功率。当读取器足够靠近标签时，对它进行激励，并且从那个标签传递数据。指配标签可以较小、较轻、不要求电池，并且可耐受恶劣户外环境。指配标签可采取多种样式，例如粘附标签、防水粘附标签、户外标签、钥匙串标签等。指配标签可根据需要连续改写或者锁定，使得它们无法重新编程。
采用NFC技术的气体检测仪器可支持多种指配类型，例如重复和临时指配。重复指配可在仪器重启时随仪器存留。重复指配可使用应用或软件进行，例如iNet控制、DSSAC(对接站软件管理控制台)或者驻留在仪器或系统的另一组件(其与仪器进行通信)上的附件软件。临时指配可经由应用或者经过仪器设定进行。临时指配可改写重复指配并且随仪器存留，直到它被重启。在重启时，具有临时指配的仪器可回复到重复指配(若指配可用的话)。如果不存在重复指配，则仪器可以未指配。备选地，为了消除临时指配，指配标签可在不再需要指配时重新接触到仪器。
在实施例中并且参照图14，为了利用气体检测仪器的NFC指配能力，指配标签1402可使用指配应用1404或另一指配软件来编程有指配。标签可需要仅编程一次。标签然后可分配给仪器操作员或者安装在某个位置。然后，仪器用户可将气体检测仪器108接触到指配标签，使得仪器中的NFC无线电单元可感测指配标签。
用于识别个人的指配标签可编程有多种标识数据，例如姓名、大小和体重(例如以便能够计算个人特定气体危险阈值)、典型工作位置、工作职能、安全性和/或授权信息(其可包含用户是否经授权以使用特定仪器或者处于特定位置中)、用户所使用的典型仪器、用户所引起或遭遇的预先存在事件(例如优先报警或气体事件)、用户已知的语言、优先报警等。用于识别位置的指配标签可编程有多种数据，例如空间中的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的其他环境条件、位置处的最近气体事件、在位置所触发的最近人员跌倒报警、在位置所触发的最近报警、在位置所触发的最近消息等。
现在参照图15，如本文所述，工作人员或工业安全监测系统可包括指配给工作人员的个人NFC标签1502，其中指配给工作人员的标签包含工作人员的身份信息，例如姓名、大小、体重、职别/工作职能、公司、所说语言、证书/许可证、住处、批准任务、批准位置、批准设备、工作小时数、典型工作位置、所使用的典型仪器/设备、预先存在问题、优先报警、优先气体或安全事件、任何优先辐射暴露水平、优先消息、安全许可等。
NFC指配标签1502可由工作人员携带或者附连到名牌、职员ID、安全帽、工具带或另一个人物品。该系统还可包括指配给位置的多个位置NFC标签1504和/或与其交互，放置在位置中的每个位置标签包含放置位置标签的位置的信息。与位置关联的某些参数可编程到NFC标签中，例如位置名称、高程/经度/GPS坐标、典型温度、典型湿度、进入/服务于位置所需的授权级别、位置中的设备的类型、在位置操作设备所需的证书/许可证、所要求的人员保护或安全装置、要遵循的指令、现场设备的指令、附近的气体检测仪器扩展坞位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒报警、最近报警、最近消息等。
检测环境参数的数据的便携环境感测装置1508可配置成(i)读取人员NFC标签并且存储使用感测装置的工作人员的身份信息，(ii)读取多个位置NFC标签的至少一个并且存储至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的位置的信息，(iii)关联位置信息、标识信息和/或感测装置所检测的任何参数，并且存储这种关联信息，以及(iv)将上述信息的任一个传送给系统的其他组件。要注意，数据的传输可按照本文所述方法例如经由P2P网络、网格网络和/或送往和/或经过云按照本文所述方式来完成。对数据进行接收和操作的组件可如本文所述。按照本文的描述，至少一个处理器1510(其例如可位于另一个仪器108/110中或者作为远程服务器130的组成部分)可与至少一个便携环境感测装置1508进行通信，并且可从至少一个便携环境感测装置1508来接收以上(i)-(iv)的信息的任一个。在实施例中，至少一个处理器1510本身可编程为基于它从感测装置1508所接收的数据来确定使用感测装置1508的工作人员的环境参数以及所确定环境参数的位置。该系统还包括远程服务器1512，其包括与至少一个便携环境感测装置1508(其在数据日志中存储所检测数据和信息)进行通信的存储器1514。该系统还可包括无线发射器1514，其向基于云的或者另一远程服务器130或日志传送(包括按照本文所述的方式)所检测数据和信息。发射器可以是如本文中结合图1所述的网关112、API 114/智能装置118或移动网关131。在实施例中，无线发射器1514向另一个便携环境感测装置1508或另一安全装置传送所检测数据和信息。例如，第一便携环境感测装置上的所检测事件可采取消息、告警或原始数据的形式来传送给一个或多个其他便携环境感测装置、气体检测仪器、安全装置、服务器、计算机、智能电话等，其中传输可包括从NFC标签所得出的信息。
在一个方面，工作人员可简单地通过将NFC指配标签分接到仪器将姓名和位置无线输入装置1508或仪器108/110中。备选地，位置信息可经由GPS或另一位置感测技术自动收集。一旦用户和/或地点信息从指配标签传递给仪器，由装置1508或仪器108/110所记录的数据可采用用户和位置信息来标记，并且在仪器数据日志中保存或者无线传送给基于云的或者另一远程服务器130。
在另一个示例中，每个职员可接收识别他们的其自己的指配标签，其能够附连到名牌、职员ID或另一个人物品。然后，职员每天可从共享池或工具箱挑选仪器，其中仪器可在他或她的班次开始时顺应、校准和/或碰撞测试。当仪器接触到指配标签时，指配完成。装置还可对用户需要和/或规范来配置，并且还可包括与用户有关的数据。这可以是临时指配的示例。在临时指配的另一个示例中，指配应用可用来将位置“油箱1”指配给指配标签。标签然后能够安装在油箱1的入口。当仪器操作员进入油箱1时，他们能够将其仪器接触到标签，以及位置指配将保存到仪器。这些示例可描述独立情形或单个情形。例如，仪器操作员可从工具箱临时自行指配仪器，然后在到达油箱1时指配‘油箱1’位置。因此，数据将采用用户标识以及收集其他数据的位置来标记。
在实施例中，使用NFC标签，可建立基于准许的周边栅栏。例如，如果仅允许某些用户进入‘油箱1’，则只有那些用户可以能够对其仪器指配‘油箱1’位置，其然后例如可用于对‘油箱1’的电子输入。
在实施例中，图15的系统包括信标102，其可重复传送信息消息、信标的有效载荷。
在实施例中，定制屏幕上消息可对气体检测仪器提供特定信息或指令，例如帮助用户了解在仪器报警发生的情况下如何正确反应的指令文本。消息可编程到仪器本身或者与仪器进行通信的任何系统组件中，并且例如通过一个或多个特定气体的检测或者气体的阈值量的检测自动触发。在其他实施例中，消息可例如从监督员、另一个仪器用户、设施管理员、仪器管理员、控制中心等手动传递。某些消息可在仪器启动序列期间显示。某些消息可在气体或其他安全事件期间显示。在实施例中，唯一指令消息可对每个传感器的这些事件的每个来设置：存在气体(告警、低报警和高报警)、STEL(短期暴露极限)和TWA(时间加权平均)。例如，报警动作消息可对气体检测仪器的每个传感器的全部告警/报警设置点的每个来编程，以通过通知用户(通过其母语)关于他们是否应当佩戴呼吸器、离开区域、寻求庇护所或者采取公司紧急响应计划所规定的无论什么动作。报警动作消息意味着仪器用户无需经过训练以解释和理解全部气体读数的含意，用户而是只需要阅读显示并且留意指令。报警动作消息可基于所指配用户或位置发生变化。
在实施例中，气体检测仪器可包含听觉、视觉和/或振动报警指示符，其可按照多种模式来使用。例如，听觉指示符可以能够以编程分贝级(在实施例中为95 dB)以预设距离传递信号音。在另一个实施例中，输出可能是视觉的，例如变化颜色(例如红色和两个蓝色)的四个超亮LED的闪烁作用可吸引用户和周围其他人的注意。在又一个实施例中，振动报警可在最高噪声环境中对用户提供触觉告警。
在实施例中，装置1508或仪器108/110可运行应用，其编程为利用指配数据(例如用户标识和位置或者编程到指配标签的其他信息)来触发报警和/或消息或者过滤触发。应用可由服务器130周期地更新，例如以修改变量，其将在特定位置或者与工作人员变量和报警触发有关的关系引起触发。例如，在一个特定位置，特定气体的检测可能不是报警的原因，但是在条件可能不同的另一个位置，相同检测浓度的相同气体可能是有关或危险的。例如，在特定水平所检测的甲烷在点火源存在的位置可触发报警和/或消息，而在已知没有点火源存在的位置没有引起触发。在另一个示例中，气体检测仪器可以仅在所指配用户高于某个体重时才触发高一氧化碳报警。
如本文所述，经过网关112或装置传送给远程位置的数据可在各种最终应用中单独地或者与其他数据、其他装置、其他信息等结合使用。可设想工作人员安全系统的任何数量的应用，本文将描述多个示范应用。
在一个示例中，来自仪器108、110或其他节点的数据可用于连续安全检查。特定测量变量的极限可在安全参数的自动化实时监测方面对个人和/或编组来设置。工作人员安全系统可在极限接近适当听众时发出警告。
在一个示例中，来自仪器108、110或其他节点的数据可用于独立工作人员监测。例如，如果独立工作人员的装置触发报警(例如气体报警)，则仪器到智能装置例如经由API114的连通性允许那个报警被远程检测。报警的远程检测可允许监督员例如向独立工作人员报到或者能够根据需要发送帮助。
在示例中，从仪器108、110传送给云的数据可用于电子准许。某些受限空间在没有首先对受限空间中的环境进行取样的情况下无法进入，因而取样装置可需要存在。通常，准许进入受限空间使用手动数据输入以申请准许进行。本文的本公开使对受限空间的环境收集数据的相同装置能够将那个数据传送给电子准许申请，以供申请进入受限空间的准许中使用。在实施例中，装置118可以是具有集成气体传感器或者具有到仪器108、110(其提供气体感测)的连接的抗震平板，其中所感测数据自动提供以自动填充板载应用或者传送给云以供应用中使用，以及在实施例中自动提交给相关准许机构。
在示例中，从仪器108、110传送给云的数据可与第三方数据来协调。例如，附加危险可通过采用第三方数据(例如NOAA数据、新闻/威胁/恐怖分子数据或其他外部/第三方数据)覆盖从装置118或仪器108、110所得出的位置数据经过仪器108、110来报警。这种能力对独立工作人员可以是特别重要的。
在示例中，从仪器108、110传送给云的数据可由火警响应者和其他第一响应者来使用。除了SCBA数据之外，来自环境监测的数据(例如气体数据)还能够自动传递给火警响应者(或者其他第一响应者)，以提供地点/一体化安全性。工作人员安全系统可支持第一响应者的自动配置紧急节点。例如，自动配置/组对可对监测编组中的紧急响应者使用发生。在实施例中，独立指示符可用于响应者佩戴节点。
在示例中，从仪器108、110和各种安全装置传送给云的数据可由工作人员安全系统用于个人的各种生理和/或行为属性的人员监测中，以便得到与工作场所安全性相关的信息，或者通知附近用户关于工作场所安全状况。因此，工作人员安全系统提供与自组P2P或网格网络中的节点的远程和本地生物特征监测接口。用户佩戴节点具有到工作人员的接口，以监测生理和/或行为属性。所测量生物特征水平用于远程监测和报警。这种监测的目标可以是确定工作场所中的死亡和受伤的根本原因和急性症状，并且减轻工作场所中的死亡的风险或者重大事故或暴露(例如来自火灾或爆炸的伤害、暴露于有害物质或环境、跌倒、滑倒、绊倒、与物体和设备接触、攻击和暴力行动、自杀、恐怖主义、运输事故、用力过度、重复运动等)。另一目标可以是确定和了解根本原因的生理和行为影响以及工作场所中的死亡和受伤的急性症状。工作人员安全系统在各种工业中(例如在矿山、柴油/燃料工厂、冷冻、化肥厂、饮食、消防、化学处理和制造、危险物质、医疗、执法、保险等)可以是有用的。
说明性生理标记可包括ECG、心率、呼吸率、皮肤温度、姿势、活动、加速度测量、血压、脉搏、体臭、血液酒精含量、血糖水平、氧饱和度等。说明性行为标记可包括步态、行走模式、眼睛移动、运动模式、噪声、在规定时间之前从人体移开传感器等。
生理和/或行为属性可由传感器(例如与仪器108、110所集成的传感器、位于个人身体、服装和/或个人所佩戴装置上的传感器)来测量。在实施例中，各种传感器可用来测量个人的生理和行为，例如心率传感器、血压传感器、步态检测传感器、嗅觉传感器、皮肤电响应传感器、接近传感器、加速计、眼睛跟踪传感器、照相装置/图像传感器、话筒、红外传感器、气体传感器、电容传感器、指纹传感器、信号检测器(例如WiFi、蓝牙、移动电话等)、位置检测器(例如GPS传感器)等中的一个或多个。
生理和/或行为属性信息可用来获得对个人、部门或职员类别的特性(其可对安全和工作条件具有影响)的认识。例如，工作人员安全系统可得到个人的数据，以得到日常基准，并且可将当前信息与基准信息进行比较。在另一个示例中，工作人员安全系统可将个人的信息与数据池或者与相似状况中的同事进行比较。工作人员安全系统可得到和分析生理和/或行为数据，以确定个人的生理状态(例如在受力时、疲劳等)、工作场所中的事故原因，或者进行与工作场所事故有关的预测。工作人员安全系统可利用所感测数据和算法输出来提供对个人或其他关注方的干预(例如，在两次“侥幸脱险”之后，通知监督员，并且可安排再培训)，以阻止用户能够访问某些系统(例如，在检测与温度变化相结合的步态的变化之后，信号被发送给附近重型机械，以阻止对个人的访问)，允许用户访问系统(例如这个个人因流感而被阻止，但是其温度这时是正常的)，建议行为变更以避免事故(例如在眼睛跟踪指示疲劳时，采用休息一下的建议发信号通知该用户)，等等。所收集数据可转到数据池中，其能够用于后续比较。
工作人员安全系统可使用人体(例如人类生理和人类行为)作为安全传感器或监测器来检测危险，包括测量人的生理和行为的各种传感器，并且然后利用来自人或一组人的(生理和行为的)数据、利用数据算法来识别安全问题，并且利用来自人或一组人的数据使用某些生理或行为标记来防止事故或疲劳。在实施例中，经部署以得到人类生理和人类行为的传感器可形成人体区域网络。
在实施例中，来自人或一组人的(生理和行为的)数据的使用可用来预测事故、工作场所伤害、事故、“侥幸脱险”等；确定人是否处于危险中；确定环境是否危险；识别危险或危险系列；进行与人、一组人或环境的安全有关的判断；进行与人、一组人或环境的安全性有关的判断；经由视觉、听觉、触觉报警等通知人、一组人或者将进行干预的某个人；确定此人是否有将来事故的风险(包括侥幸脱险数据的使用)；寻找已知模式或者识别与人员安全性相关的新模式等。
在实施例中，数据算法的使用可按照下列方式用来识别安全问题：将人员在不久的时间或历史时间与自身进行比较；将人员与来自群体的数据进行比较；把来自一个人的数据与在那个时间点配合工作的其他人进行比较，等等。
在实施例中，来自人或一组人的数据的使用可用来使用生理或行为标记来防止事故或疲劳。例如，心率、眼睑闭合、瞳孔大小、血压、姿势、掉下巴、呼吸率、ECG、皮肤温度和出汗可用作防止运输领域中的事故或疲劳的标记。在另一个示例中，步态、加速度、血压、心率、呼吸率和姿势中的至少一个可用作防止与物体或设备接触的领域中的事故或疲劳的标记。在另一个示例中，步态、加速度、血压、心率、呼吸率、姿势、ECG、出汗和皮肤温度中的至少一个可用作防止滑倒、绊倒或跌倒的领域中的事故或疲劳的标记。在另一个示例中，步态、加速度、血压、心率、呼吸率、姿势、ECG、出汗和皮肤温度中的至少一个可用作防止暴露于有害物质的领域中的事故或疲劳的标记。在另一个示例中，血压、心率、呼吸率、姿势、ECG、出汗和皮肤温度中的至少一个可用作防止攻击或暴力的领域中的事故或疲劳的标记。在又一个示例中，步态、加速度、血压、心率、呼吸率、姿势、ECG、出汗和皮肤温度中的至少一个可用作防止火灾或爆炸的领域中的事故或疲劳的标记。
在实施例中，传感器读数的数据库可用来确定安全问题的适当预测或识别以及适当响应。传感器读数可无线传送给计算机、仪器108/110或装置118，并且近实时或实时地处理，以提供与安全性和危险问题有关的信息和认识。可咨询数据库以用于匹配传感器读数并且匹配传感器读数的组合。传感器读数的每个组合可与一个或多个特定安全问题关联，并且可与一个或多个特定响应关联。安全问题和/或响应可通过附加因素(例如监督员或管理员偏好、设施偏好、位置、用户、上下文、季节或商业规则)进一步限制。在一个方面，本公开的一种方法可包括从用户所佩戴的一个或多个生理和行为传感器得到传感器数据(1602)，分析传感器数据以识别安全问题(1604)，并且向用户或关注方提供与所识别安全问题有关的告警(1608)。分析可包括将传感器数据与传感器读数组合的数据库中的传感器读数的已知组合进行匹配。在实施例中，驻留在仪器108/110或装置118上的应用可基于传感器读数和算法来确定对安全性是危险的条件，以便确定读数是否指示事故的根本原因或急性症状。如果识别根本原因或急性症状，则告警可被生成并且经由无线网络104经过仪器/装置来发送，以通知其他用户并且最终发送到服务器130。在实施例中，所传送信息可用来对来自区域或设备的用户撤消授权，部署人员，远程关闭区域，请求向用户报到，等等。
在实施例中，当某些生理标记按照已知模式与某些行为标记相组合时，可确定条件，并且可引出告警或响应。在一个示例中，当人跌倒或几乎跌倒时，条件的生理标记可包括心跳加速、血压升高、出汗、肺部呼吸更快以及肢体的温度可下降。条件的行为标记可包括形成噪声、突然加速然后不移动的周期等。联系在一起的这些标记可形成指示跌倒或几乎跌倒的模式。
在另一个示例中，当个人缺乏睡眠时，条件的生理标记可包括增加的心率、增加的血压和降低的瘦素水平。条件的行为标记可包括增加的眼睑闭合、眼睛滚动和打呵欠。
表1示出各种事故及其可能的根本原因或急性症状。当文本存在于单元中时，它是关于事故与可能的根本原因或急性症状之间存在相关性的指示。在一些实施例中，可存在对相关性的时间方面，例如当根本原因或症状能够在事故之前(之前)、事故之后(之后)或两者(两者)时。在一些情况下，指示简单相关性(相互关连)。如果没有相关性是当前已知的，则表1中的单元为空。
表1.事故的根本原因或急性症状
根本原因或急性症状 运输 暴力 与物体/设备接触 跌倒、滑倒、绊倒 暴露于有害物质/环境 火灾和暴露
应激 两者 两者
疲劳 之前
被影响(药物/酒精) 两者 相互关连 两者
分散注意 之前 相互关连
超速 之前
设备故障 相互关连
天气 相互关连 之前 之前
攻击 相互关连
愤怒 两者
害怕 之后 之后
笨拙步态 两者
伤害 之前
老年 两者
牵引力不足 之前
移动速度 之前
光/暗 之前 之前
温度 之前 之前
针对疲劳，包括心率、血压、眼睑闭合(慢闭合、闭合频率)、瞳孔大小、头部位置和掉下巴的标记以及其他心血管扰动和交感神经活动可用来识别条件。
针对应力，包括心率(例如增加的心率)、出汗、扩张瞳孔、浅呼吸、增加的血压、人的语音(音调、速率、音量)的变化、气味和紧绷头皮的标记可用来识别条件。
针对被影响，包括呼吸率、增加的血压、增加的心率、步态和话音变化的标记可用来识别条件。
针对愤怒，包括牙关紧闭/磨牙、头痛胃痛、增加的血压、增加的呼吸率、增加的心率、出汗(特别是手)、颈部/脸部感觉热、摇晃/发抖和眩晕的标记可用来识别条件。
针对滑倒、绊倒和跌倒，包括呼吸率、血压、心率和笨拙步态的标记可用来预测或识别滑倒、绊倒或跌倒。例如，恐高的模式(其是潜在跌倒的指示符)可以是心率增加、应力温度降低和心脏收缩BP增加。但是，如果状况包括活动(例如爬楼(其可能单独增加心率))，则增加步态测量可以是确定个人是否在运动所需的。
针对一氧化碳暴露，包括恶心、呕吐、不安、欣快、快速心率、低血压、心律失常、幻觉妄想、眩晕、不稳定步态/蹒跚、迷惘、抽搐、中枢神经系统抑郁、无意识、呼吸速率变化和呼吸停止的标记可用来识别条件。
表2示出各种生理标记如何与特定根本原因或症状关联。
表2，第1部分.根本原因或症状的生理标记
根本原因或急性症状 心率 血压 出汗 呼吸率 步态 瞳孔大小变化 摇晃/发抖 眩晕
应激 X X X X X X X
疲劳 X X X X X
被影响(药物/酒精) X X X X X X X
分散注意
超速
设备故障
天气 X X X X
攻击
愤怒 X X X X X X
害怕 X X X X X
笨拙步态 X X
伤害 X
老年 X
牵引力不足 X
移动速度 X
表2，第2部分.根本原因或症状的生理标记
根本原因或急性症状 胃痛 头痛 热晕红脸部和颈部 体温 O2水平 气味 眨眼 头部位置、脸部变化、掉下巴 语音变化
应激 X
疲劳 X X X X X
被影响(药物/酒精) X X X
分散注意
超速
设备故障
天气 X X X
攻击
愤怒 X X X
害怕 X X
笨拙步态
伤害
老年
牵引力不足
移动速度
在实施例中，用于监测生理和行为以识别或预测安全问题并且减轻风险的系统和方法可通过可佩戴装置来体现。在实施例中，可佩戴装置可包括例如本文所述的多个生理或行为传感器。在实施例中，可佩戴装置可以是具有一个或多个嵌入式传感器的服装、手表、便携装置、徽章、眼镜、戒指等。可佩戴装置可包括无线发射器，以按照本文所述方式来传送数据并且最终传送给服务器以供分析。装置可包括显示器，以基于所分析数据来呈现来自服务器的内容。内容可以是信息或告警。服装可以是汗衫、安全帽、连衣裤、皮带、带子等。
在实施例中，模拟软件可在对人员监测的数据收集的周期之后开发的数据模型来构建。模拟软件可具有输入变量(例如行为、机械、环境和物理)，并且可识别风险。在一个示例中，输入变量可以是一个人员保护设备，以及可识别模拟工作环境和风险因素。
在实施例中，驻留在装置(例如仪器108和110、安全装置、移动装置等)上的软件应用可使用增强现实将安全问题覆盖于周围环境的实时视图上。
安全问题能够预先识别或者也能够实时地识别。
在实施例中，某些行为可以是基于所收集数据的分析来提供给在安全性/顺应性方面正确操作的工作人员的奖励和激励。例如，如果数据集合指示工作人员跌倒并且然后在所设置时间周期之内向医务室登记，则可采用餐券等来奖励他们。可对其他顺应行为(例如将仪器归还工具箱、采用基于位置的NFC标签来标记仪器数据、正确佩戴PPE、向另一个工作人员报到等)给予奖励。
所公开系统和方法中有用的市场销售可佩戴装置包括诸如ZephyrBioHarnessTM、Aframe Digital MobileCare Monitor、BodyMedia FIT、Nonin、ValencellPerformtek、Gaitometer、Wahoo Strap Monitor、Stress Thermometer等的装置。
继续工作人员安全系统的应用的另一个示例，应用(其可在仪器108/110、装置118、服务器130上或者第三方装置上运行)可准备自组P2P或网格网络中的节点位置的动态地图视图，以监测和显示一个或多个节点位置。地图可无需参照区域地图而显示相对位置，参照区域地图来显示绝对位置或者地形图或隧道系统上的3D位置。地图视图可呈现报警位置。在实施例中，多个仪器108/110(其可被启用以便在无线网络104中进行通信或者可以是NFC使能的)可向服务器130传送(至少部分通过无线网络104所传送)数据(例如所感测数据、指配数据、位置数据、校准状态等)，其中数据可在地图视图中进一步显示。
继续工作人员安全系统的应用的另一个示例，实时信息标志可与从仪器108、110所收集的数据结合使用。例如，实时标志可例如通过WiFi、蓝牙、RFID等与一个或多个仪器108/110、装置118、服务器130或第三方装置进行电子通信。实时标志可位于区域中，并且可基于来自附近仪器108、110的报警来显示数据，并且可用作远程报警。数据可使用无线网络104直接传送给标志，或者可传送给云，其中它经处理以确定它是否应当在实时信息标志上显示。在实施例中，多个仪器108/110(其可被启用以便在无线网络104中进行通信或者可以是NFC使能的)可向服务器130(至少部分通过无线网络104)传送数据(例如所感测数据、指配数据、位置数据、校准状态等)，其中数据可通过实时标志来显示。
在工作人员安全系统的应用的另一个示例中，从仪器108、110(例如噪声测量计)所收集的数据可用来向工作人员报警。例如，如果气体检测器穿过检测阈值但是噪声测量计指示高于某个分贝范围的噪声，则气体检测器仪器将被发信号通知，以经由触觉和照亮消息传递以及听觉报警来转发其报警。此外，报警消息还可在附近实时信息标志上显示。
在工作人员安全系统的应用的另一个示例中，从仪器108、110所收集的数据可确定环境中的氧量。在某些氧浓度条件下，催化珠传感器可能不工作，因此仪器可提供警告。可通知远程定位监督员关于状况，并且将附加资源(例如人员或不同传感器)部署到该区域，以确保安全准确监测。
在工作人员安全系统的应用的另一个示例中，从仪器108、110所收集的数据可结合用来触发各种等级的告警/报警。例如，如果仪器读取高一氧化碳水平，则报警可发出，但是它可以仅在进行读取的仪器发出。如果仪器的加速计确定人员跌倒，则报警可在该仪器以及几个附近仪器上(如通过相同无线网络104或邻近(例如GPS位置、对位置的相同NFC登记、手动识别位置)中的存在所确定)发出。如果仪器确定一氧化碳较高以及人员跌倒跌倒，则关键报警可在仪器上向附近工作人员以及在大区域中发出。
在工作人员安全系统的应用的又一个示例中，该系统可用于泄漏检测/管线监测。例如，用于安全和顺应监测的管线泄漏检查的传感器(例如用来检测泄漏的车辆或无人机安装气体检测器、热导率或IR传感器、光学传感器、地下传感器、燃气公司仪器等)可直接地或者经过装置118或网关131、112向云或另一远程位置传送数据。在这个示例中，无人机可按照双向方式远程操作，使得控制能够本地进行，或者如果该区域需要疏散，则控制能够是远程的。应用可使用数据远程配置传感器，并且保持传感器的状态。
在工作人员安全系统的应用的又一个示例中，系统可从洗眼站、化学淋浴器、救护站、AED/去颤器、灭火器、吸附站或其他固定资产124来得到数据。在洗眼站或化学淋浴器的一个示例中，传感器可放置在站/排水，以检测从用户洗掉的危险/毒素，其中传感器可通过本文所述的任何通信方法直接地或者经过装置118或网关131、112将数据回传给云或远程位置。在实施例中，传感器可以是具有远程通信能力的独立传感器，或者可具有在附近扩展坞或仪器(其进一步传送数据)处的本地通信能力。在任何情况下，这种信息可在应用中由第一响应者用来确定要部署哪些设备/人员。数据可与工作人员安全系统(其可通过使用共享指配(例如NFC标签)或已知位置(例如GPS或已知固定资产124固定位置)来定位到相同区域)所收集的其他数据相组合。继续这个示例，排水传感器可确定特定毒素，以及除了温度和可见性数据之外，烟雾检测器中的传感器还可指示来自火灾的空气中的微粒的特性。图像还可从附近照相装置来捕获。组合在一起的这些数据可通知第一响应者关于不仅存在火灾，而且它是化学火灾以及是哪一种特定化学品引起了火灾。还可通知第二响应者关于特定清理需要将是哪一种。因此，在没有任何现场人员呼叫紧急号码并且说明状况的情况下，第一和第二响应者可具有空前状况感知。
继续这个示例，辅助报警可从洗眼/淋浴拉力来生成。可需要区域中的物品的详细目录，以便生成辅助报警，其中详细目录在远程位置是已知的，使得它在洗眼/淋浴拉力时向第一和第二响应者显示，或者详细目录由附近仪器来采集并且远程传送。详细目录可包括信息，例如强酸存在、磷化氢罐存在、气体存在、化学品存在、气体和化学品的组合存在或者会在张贴危险标语牌上的任何信息。
继续促成工作人员安全系统的固定资产124的示例，附近传感器或集成传感器可以能够传送与火灾期间所使用的灭火器的种类(例如水、泡沫、干粉、一氧化碳、ABC、钾盐水溶液灭火剂、金属等)或者哪一种吸附剂用于溢出有关的数据。这种信息可以是第一或第二响应者在确定要部署的设备和人员中有用的。
继续促成工作人员安全系统的固定资产124的示例，感测酸溢出或其他类似危险的区域中的传感器可向远程位置回传数据以供处理。取决于所检测危险的种类，指令或信息可传送给区域中的装置，在实时信息标志上显示，传送给响应者，等等。例如，对最近洗眼/淋浴的指导可在感测酸溢出或另一危险时传送给区域中的仪器或实时标志。如果存在多个危险，则在一个或多个尚未维护或者已经在使用中时，关于要转到哪一个站的指令可以是特定的。附近仪器还可被通知关于危险、附近洗眼/淋浴站的激活，或者被请求向附近仪器的用户报到，或者被警告保持远离某个区域。当第一工作人员被请求向第二工作人员报到时，他们可接收请求的提醒，直到工作人员安全系统检测工作人员彼此靠近或者是否已经传送另外某个联络证明。例如，来自第二工作人员的声纹或者第二工作人员的图像可采用进行检查的第一工作人员的仪器或装置来记录。
继续促成工作人员安全系统的固定资产124的示例，与洗眼站或淋浴的集成传感器可用来自动化和加速相对安全检查、与当地或联邦要求的顺应性对流率、总容量、水温、盐分、pH等的周期测试，并且预测对维护的需要。通过与工作人员安全系统进行通信的集成传感器，可传递自动化维护提醒，可创建测试结果的自动化记录，以及技术人员执行测试、可生成顺应性的自动化证书、可采集性能统计等。
在实施例中，工作人员安全系统的一个组件执行工作危险分析(JHA)，并且然后应用危险控制的分级结构。分析特定工作以了解各个安全相关方面，例如任务的识别、潜在危险的识别(例如气体、电、化学、热、噪声等)等。工作人员安全系统可具有与各种任务和已知潜在危险有关的信息，并且可执行分析以确定危险是否能够从任务中消除。如果不是的话，则工作人员安全系统可推荐减轻危险的方式。例如，某些控制可用来使危险为最小，例如工程/机械控制。例如通过训练的改变行为，如本文所述的实时标志、指令消息等可用来使危险为最小。管理(例如调度)在使危险为最小方面也可以是有用的。
在实施例中，工作人员安全系统可基于所识别危险和任务来确定用来使危险为最小的适当PPE或另一保护技术(例如泡沫保护、听力保护、跌倒等)。工作人员安全系统通过使用所连接仪器和装置可确定PPE的正确子类型是否最终由工作人员来选择，所选PPE是否已经维护，所选PPE是否已经穿上或者正在使用中，所选PPE是否正确使用，等等。例如，工作可要求使用空气净化呼吸器，其按照化学或机械方式进行过滤，以阻挡灰尘、烟雾或气体。工作人员安全系统可基于任务来推荐一次性与可再用/再填充呼吸器，工作人员安全系统可确定可再用呼吸器是否正确维护，以及基于来自呼吸器的压力读数，工作人员安全系统可确定呼吸器正在正确使用。此外，空气净化呼吸器可配备有传感器(例如RFID)。在工作人员安全系统检测工作人员处于要求PPE的区域中或者指示要求PPE的任务已经开始但是RFID没有被工作人员的仪器检测到，则报警可发出。
在另一个示例中，工作人员安全系统可基于所识别危险和任务来确定要求独立呼吸设备(SCBA)。所提供氧气筒上的传感器可用来确定质量、功效(例如过滤器安装传感器)、压力(例如软管或话筒安装传感器)、操作状态等。传感器可与信标、装置、仪器、网关进行通信或者直接与云或另一远程位置进行通信。基于传感器读数，工作人员安全系统能够基于使用和操作状态而不是基于计划表来预计或预测维护。工作人员安全系统能够存储压力测试结果以供年度认证。工作人员安全系统能够在必要时帮助建立更换箱。
在实施例中，工作人员安全系统可基于所识别危险和任务来确定要求跌倒保护(例如吊带、自动回卷生命线、轨道/保护、检索设备等)。附连到工作人员或者集成在伴随用户的仪器中的传感器可用来确定工作人员是否在空中。此外，已知那个数据，工作人员安全系统能够确定适当跌倒保护设备是否由工作人员校验，跌倒保护是否已经维护，他们是否已经穿上，保护设备是否佩戴，以及他们是否正确使用它。
可在工作人员安全系统中使用的各种气体监测器可包括气体传感器(例如IR、(LED)、LEL、催化珠、电化学、冗余气体传感器)、湿度传感器、温度传感器(例如以确定热应力)、风速传感器、话筒、加速计(例如以测量没有运动，以便进一步确定人员跌倒，加速度/减速度以确定跌倒)、微粒传感器、气压计、生物特征传感器、相位、飞行时间、信号强度、GPS或另一位置感测技术、应急按钮(例如发出响亮报警，以远程传送信号)、NFC、蓝牙、无线电模块、WiFi、集成蜂窝技术等。
在一种模式中，报警可基于所设置阈值(例如一个或多个特定气体的检测或者气体的阈值量的检测)来触发。在另一种模式中，气体检测仪器可包括专用应急按钮。例如，当应急按钮被按下并且保持3秒时，可发出报警。这可允许用户在危难的情况下在按下按钮时通知其他人。在另一种模式中，气体检测仪器可采用人员跌倒报警来编程。例如，如果仪器对预定秒数经由内置加速计没有检测到运动，则可触发报警，并且通知队友。在又一种模式中，报警可提供低于低报警设置点的及早警告。例如，当气体浓度超过可确认气体告警设置点时，仪器可激活报警指示符，以通知用户关于她可能正接近危险条件。用户可需要采取初步或缓解动作，但是能够在她继续工作的同时确认和禁止告警。如果条件持续超过30分钟，则可重新激活告警。
便携环境感测装置或气体检测仪器可包括粗糙壳体设计，包含防止阻塞的现场可更换外部滤尘器、防止包胶剥离的塑料边缘、降低包胶撕裂的塑料轨道、面朝下时保护外部传感器过滤器的塑脊以及防止擦伤的凹进显示器。
在工作人员安全系统中有用的气体监测器可以是便携、独立、固定、电池供电、具有固定线路功率的壁安装、模块化等。在实施例中，每个形状因数可实现气体监测器的不同功能或能力。在实施例中，模块化气体监测器可采取中央感测单元的形式，其能够与各种形状因数啮合。例如，模块化气体监测器可以能够与独立基底啮合，与线路功率啮合的壁中的狭槽、机器人单元、一个重型设备(例如推土机、起重机等)等。
在与独立基底啮合中，中央感测单元可按照面向下方式设置在基底中，这保护它免受环境影响，并且允许对环境的基本上360度访问。独立基底可具有在区域中发出报警的喇叭。喇叭可以是基于压电的喇叭，其可电子设计用于固有安全性。中央感测单元可设计有模块表面上的凸起或其他啮合特征，以防止它们滑出基底。基底的接纳部分可设计成与啮合特征进行交互。
在实施例中，中央感测单元可在校准期间并且在建立期间发射响亮声音(例如108dB)。可能不存在通过操作或者通过调节来控制声音的电子方式。可提供附件组件，以用于放置在音频输出之上以抑制声音。附件组件内部的几何形状可提供附加表面面积以吸收声音。
在实施例中，工作人员安全系统中有用的监测器可以是区域监测器，例如周长监测器(例如在精炼厂的边缘)、灰尘/微粒监测、噪声/声音等级、气体/挥发发射、化学品/毒素、栅栏线监测(例如区域的警戒线)等。在实施例中，如本文所述的区域监测器的单纯放置和对等网络的建立可引起栅栏线和周界的自动建立。
虽然区域监测器110本身可感测环境参数(其可触发报警、通信的发送、控制另一个装置或系统等)，但是区域监测器110可例如经过无线网络104从装置108接收报告，并且发出可以是广泛可听的报警。区域监测器110可例如经过无线网络104从装置108或另一网络节点接收报告，并且向其他装置108和监测器110发出通信。区域监测器110可例如经由无线网络104从装置108接收报告，并且响应该报告而控制另一个装置或系统。
本公开的附加陈述
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1和图14-16所示。
条款集合A
条款1。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给多气体检测仪器操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收临时指配信息；以及采用临时指配信息来标记安全装置数据。
条款2。条款1的制造产品，还包括在安全装置数据日志中存储所标记安全装置数据。
条款3。条款1的制造产品，还包括将所标记安全装置数据无线传送给基于云的或者另一远程日志和第二装置中的至少一个。
条款4。条款1的制造产品，还包括通过使安全装置再次接近至少一个NFC标签来消除临时指配。
条款5。条款1的制造产品，其中，安全装置是多气体检测仪器。
条款6。条款1的制造产品，其中，安全装置是气体检测仪器。
条款7。条款1的制造产品，其中，安全装置是呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
条款8。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及在安全事件的检测时触发报警和消息中的一个或多个，其中触发器通过临时指配信息来过滤。
条款9。条款8的制造产品，其中，用于识别个人的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。
条款10。条款8的制造产品，其中，用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。
条款11。条款8的制造产品，其中，触发还包括基于指配标签的编程信息来应用过滤器。
条款12。条款8的制造产品，其中，安全装置是多气体检测仪器和气体检测仪器中的至少一个。
条款13。条款8的制造产品，其中，安全装置是呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
条款14。条款8的制造产品，其中，安全事件是气体事件。
条款15。一种工业安全监测系统包括：指配给工作人员的个人NFC标签，其中指配给工作人员的标签包括工作人员的身份的信息；指配给位置的多个位置NFC标签，放置在位置中的每个位置标签包含放置位置标签的位置的信息；检测环境参数的数据的至少一个便携环境感测装置，至少一个便携环境感测装置配置成(i)读取个人NFC标签并且传送使用感测装置的工作人员的身份的信息，以及(ii)读取多个位置NFC标签的至少一个并且传送至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的位置的信息；以及至少一个处理器，与至少一个便携环境感测装置进行通信，并且从至少一个便携环境感测装置来接收(i)环境参数的所检测数据、(ii)使用至少一个便携环境感测装置的工作人员的身份的信息和(iii)至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的位置的信息，其中至少一个处理器编程为确定使用感测装置的工作人员的环境参数和所确定环境参数的位置。
条款16。条款15的系统，还包括与至少一个便携环境感测装置(其在便携环境感测装置数据日志中存储所检测数据和信息)进行通信的存储器。
条款17。条款15的系统，还包括无线发射器，其将所检测数据和信息传送给基于云的或者另一远程日志和第二便携环境感测装置中的至少一个。
条款18。条款15的系统，其中，用于识别工作人员的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。
条款19。条款15的系统，其中，用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。
条款20。条款15的系统，其中，至少一个便携环境感测装置是多气体检测仪器、气体检测仪器、呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
条款21。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及基于临时指配信息来触发安全装置的功能的激活。
条款22。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；以及基于临时指配信息来触发安全装置的设定的修改。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1和图14-15所示。
条款集合B
条款1。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；在安全事件的检测时触发报警和消息中的一个或多个，其中所触发报警或消息通过临时指配信息来过滤；以及将所触发报警或消息传递给网格网络中的至少一个另一安全装置，以供第二安全装置上的呈现。
条款2。条款1的制造产品，其中，用于识别个人的指配标签采用信息来编程，信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。
条款3。条款1的制造产品，其中，用于识别位置的指配标签采用信息来编程，信息包括空间内的位置、GPS位置、位置处的设备、位置处的燃料源、位置处的已知危险、位置的典型气体浓度、位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。
条款4。条款1的制造产品，其中，触发还包括基于指配标签的编程信息来应用过滤器。
条款5。条款1的制造产品，其中，安全装置是多气体检测仪器和气体检测仪器中的至少一个。
条款6。条款1的制造产品，其中，安全装置是呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
条款7。条款1的制造产品，其中，安全事件是气体事件。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1和图14-15所示。
条款集合C
条款1。一种有形制造产品，其上存储了指令，其在被运行时使机器执行用于使用安全装置来跟踪操作员和操作员状态的操作，操作包括：采用指配信息对多个NFC标签进行编程，其中指配信息是放置在特定位置的NFC标签的位置指配和分配给安全装置操作员的标签的仪器操作员指配中的至少一个；在使安全装置的NFC无线电单元接近多个NFC标签的至少一个时在安全装置接收指配信息；基于临时指配信息来触发安全装置的设定的修改；以及将所修改设定传递给网格网络中的至少一个另一安全装置，以供第二安全装置的设定的修改。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1所示。
条款集合D
条款1。一种告警系统包括安全装置(其包括GPS系统)和接口，接口配置成：基于来自GPS系统的数据将安全装置的位置传送给远程服务器；响应远程服务器确定安全装置的位置对应于危险位置而从远程服务器接收告警信息，其中远程服务器基于从安全装置、离安全装置预定义距离之内的区域中的第二安全装置、区域监测器和第三方数据中的一个或多个所检测的条件来确定危险位置；以及将告警信息传递给通过安全装置所接合的网格网络中的一个或多个装置。
条款2。条款1的系统，其中，接口是安全装置的组件。
条款3。条款1的系统，其中，接口是网络网关的组件。
条款4。条款1的系统，其中，接口是智能电话的组件。
条款5。一种告警系统包括安全装置(其配置成读取包含与放置标签的位置有关的信息的多个位置NFC标签的至少一个)和接口，接口配置成：基于来自位置NFC标签的信息将安全装置的位置传送给远程服务器；以及响应远程服务器确定安全装置的位置对应于危险位置而从远程服务器接收告警信息，其中远程服务器基于从安全装置、位置中的第二安全装置、位置中的区域监测器以及与位置相关的第三方数据中的一个或多个所检测的条件来确定危险位置。
条款6。条款5的系统，其中，接口是安全装置的组件。
条款7。条款5的系统，其中，接口是网络网关的组件。
条款8。条款5的系统，其中，接口是智能电话的组件。
条款9。条款5的系统，其中，接口还配置成将告警信息传递给安全装置所接合的网格网络中的一个或多个装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1所示。
条款集合E
条款1。一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法，该方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一气体读数和第一位置；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内并且气体读数超过阈值时将告警和气体读数中的一个或多个传送给第二装置，其中第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的网格网络中的至少一个对等装置。
条款2。一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法，该方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一气体读数和第一位置，其中第一位置由第一装置从位置中的位置NFC标签来读取；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内并且气体读数超过阈值时将告警和气体读数中的一个或多个传送给第二装置。
条款3。条款2的方法，其中，第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的网格网络中的至少一个对等装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1所示。
条款集合F
条款1。一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法，该方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一安全事件和第一位置；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内时将告警和安全事件传送给第二装置，其中第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的网格网络中的至少一个对等装置。
条款2。一种用于提供实时定位和气体暴露监测的计算机实现方法，该方法包括：由计算机处理器从第一装置接收第一安全事件和第一位置，其中第一位置由第一装置从位置中的位置NFC标签来读取；由计算机处理器从第二装置接收第二位置；以及在第二位置处于离第一位置预定距离之内时将告警和安全事件传送给第二装置。
条款3。条款2的方法，其中，第二装置将告警和/或气体读数转发给通过第二装置所接合的网格网络中的至少一个对等装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1和图3所示。
条款集合G
条款1。一种系统包括：工作区中的多个便携环境感测装置，适合在网格网络中相互通信；以及通信设施，将数据从多个便携环境感测装置的至少一个传送给远程计算机，远程计算机配置成基于来自多个便携环境感测装置的至少一个的数据来监测危险条件和工作区中的应急按钮的激活中的至少一个，其中远程计算机配置成从至少一个便携环境感测装置来接收与危险条件或者应急按钮的激活相关的报警，并且向便携环境感测装置的任一个传送要在整个网格网络所传播的指令。
条款2。条款1的系统，其中，指令是检查至少一个便携环境感测装置的用户的安全性的请求。
条款3。条款1的系统，其中，指令是疏散指令。
条款4。条款1的系统，其中，指令是风险减轻指令。
条款5。条款1的系统，其中，远程计算机还配置成在工作区的地图中显示便携环境感测装置的位置。
条款6。条款5的系统，其中，远程计算机传送地图，以供便携环境感测装置的任一个上的显示。
条款7。条款1的系统，其中，数据是所感测气体数据。
条款8。条款7的系统，其中，危险条件基于所感测气体数据超过阈值。
条款9。条款7的系统，其中，远程计算机还配置成在工作区的地图中显示所感测气体数据。
条款10。条款9的系统，其中，气体数据的表示的大小与气体水平成比例。
条款11。条款1的系统，其中，远程计算机还配置成在至少一个便携环境感测装置的位置请求紧急响应。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1所示。
条款集合H
条款1。一种用于提供洗眼站的自组网格网络的系统包括：传感器，设置在洗眼站内以监测条件，传感器适合与网格网络中的节点进行通信；以及数字标志，其中数字标志适合经过网格网络从传感器接收与条件相关的数据以供呈现。
条款2。一种用于提供洗眼站的自组网格网络的系统包括：传感器，设置在洗眼站内以监测条件，传感器适合与网格网络中的节点进行通信；以及网格网络中的装置，配置成从传感器接收与条件相关的通信，并且基于条件满足阈值或标准来生成报警。
条款3。条款2的系统，还包括网格网络中的数字标志，其中数字标志适合经过网格网络从装置接收报警以供呈现。
条款4。条款2的系统，其中，网格网络中的装置还配置成得到工作人员生物特征数据和区域环境数据中的一个或多个。
条款5。条款2的系统，其中，网格网络中的装置还配置成将报警传送给远程计算机。
条款6。条款2的系统，其中，网格网络中的装置还配置成在使装置的NFC无线电单元接近NFC标签时从洗眼站附近的区域中的NFC标签来得到潜在危险的详细目录。
条款7。条款6的系统，其中，辅助报警基于详细目录中的至少一项来生成。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图16所示。
条款集合I
条款1。一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时修改工作人员的授权级别，其中授权级别存储在工作人员的装置上。
条款2。一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时，将安全问题传递给工作人员的安全装置以供安全装置上的呈现。
条款3。条款2的方法，还包括将安全问题传递给第二工作人员的第二安全装置以供呈现，其中安全装置和第二安全装置是网格网络中的对等体。
条款4。一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时，向第二工作人员的安全装置传递向工作人员报到的请求。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13所示。
条款集合J
条款1。一种用于提供远程工作地点的低功率自组网格网络的系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；以及网络装置，适合在网格网络中相互通信，而无需中央网络控制器；其中多个网络装置的第一网络装置将对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据传送给多个网络装置的第二网络装置以供第二网络装置上的呈现。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13所示。
条款集合K
条款1。一种系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在没有中央网络控制器的网格网络中相互通信；以及网络网关，其中多个网络装置经过网关向远程计算机传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据。
条款2。一种系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个工作人员监测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在没有中央网络控制器的网格网络中相互通信；以及远程连网装置的装置接口，其中多个网络装置向远程连网装置传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据，远程连网装置配置成向远程计算机进一步传送对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图16所示。
条款集合L
条款1。一种感测工地上的工作人员的死亡或受伤的根本原因或症状的方法包括：从附连到工作人员身体的一个或多个身体佩戴传感器来得到传感器数据，其中传感器数据涉及工作人员死亡或受伤的根本原因的一个或多个生理和行为影响；分析传感器数据，以识别安全问题；以及在所分析传感器数据识别安全问题的存在时向工作人员或第三方提供告警。
条款2。条款1的方法，其中，告警经由网络连接从一个或多个身体佩戴传感器传送给远程位置。
条款3。条款1的方法，其中，告警从一个或多个身体佩戴传感器直接传送给位于工地的一个或多个工作人员。
条款4。条款1的方法，其中，分析传感器数据的步骤在身体佩戴传感器内进行。
条款5。条款1的方法，其中，传感器数据经由无线网络从身体佩戴传感器传送给远程位置以供传感器数据的分析。
条款6。条款5的方法，其中，远程位置与身体佩戴传感器进行通信，以便在所分析传感器数据识别安全问题的存在时通知佩戴身体佩戴传感器的工作人员。
条款7。条款5的方法，其中，远程位置与工地上的第三方进行通信，以通知第三方关于所分析传感器数据指示与佩戴身体佩戴传感器的工作人员相关的安全问题的存在。
条款8。条款1的方法，其中，生理影响包括对ECG、心率、血压、呼吸率、皮肤温度、姿势、活动、加速度测量、血压、脉搏、体臭、血液酒精含量、血糖水平和氧饱和度中的至少一个的影响。
条款9。条款1的方法，其中，行为影响包括对步态、行走模式、姿势、眼睛移动、瞳孔大小、运动模式、噪声以及在规定时间之前从人体移开传感器中的至少一个的影响。
条款10。条款1的方法，其中，身体佩戴传感器包括心率传感器、血压传感器、步态检测传感器、嗅觉传感器、皮肤电响应传感器、接近传感器、加速计、眼睛跟踪传感器、图像传感器、话筒、红外传感器、气体传感器、电容传感器、指纹传感器、连网信号检测器和位置检测器中的一个或多个。
条款11。条款1的方法，还包括存储传感器数据并且将当前传感器数据与所存储传感器数据进行比较以确定指示安全问题的方差的步骤。
条款12。条款1的方法，还包括来自多个工作人员的典型传感器数据并且将工作人员的当前传感器数据与多个工作人员的所存储传感器数据进行比较以确定指示安全问题的方差的步骤。
条款13。条款12的方法，还包括在识别安全问题之后阻止工作人员访问系统的步骤。
条款14。条款12的方法，还包括对工作人员建议行为变更以避免安全问题的步骤。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13和图16所示。
条款集合M
条款1。一种用于提供远程工作地点的低功率自组网格网络的系统包括：多个网络装置，其包括一个或多个感测装置和一个或多个区域监测装置，其中网络装置监测对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据中的至少一个；网络装置，适合在网格网络中相互通信，而无需中央网络控制器；其中多个网络装置的第一网络装置将对等报警、工作人员生物特征数据或区域环境数据传送给多个网络装置的第二网络装置以供第二网络装置上的呈现。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合N
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款2。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款3。条款2的无线网格网络，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款4。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。
条款5。条款1 的无线网格网络，其中，跟随节点各自包括用于跟踪来自领头的同步消息的接收的计数器。
条款6。条款5的无线网格网络，其中，计数器在接收同步消息时递增，而在没有接收同步消息时递减。
条款7。条款6的无线网格网络，其中，当跟随节点的任一个的计数器达到预定值时，该跟随节点发起查找新领头节点的过程。
条款8。条款1的无线网格网络，其中，当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。
条款9。条款1的无线网格网络，其中，同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据。
条款10。条款9的无线网格网络，其中，传输周期的长度通过网络中的网络节点的数量来确定。
条款11。条款1的无线网格网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款12。条款11的无线网格网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配。
条款13。条款11的无线网格网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款14。条款11的无线网格网络，其中，信息涉及环境属性。
条款15。条款2的无线网格网络，其中，网络节点是环境感测装置，以及一个或多个性质通过读取NFC标签来指配。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合O
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点的每个传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款2。条款1的无线网格网络，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款3。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。
条款4。条款1的无线网格网络，其中，公告领头节点的性质的消息在信道的预定子集上广播。
条款5。条款4的无线网格网络，其中，尝试加入网络的新跟随节点监听信道的预定子集，以接收公告领头节点的至少一个性质的消息，以便学习领头节点的至少一个性质，以促进新跟随节点加入网络。
条款6。条款5的无线网格网络，其中，至少一个性质包括已经在网络上的网络节点的总数，以及新跟随节点在网络节点的总数超过预定值时将阻止尝试加入网络。
条款7。条款1的无线网格网络，其中，在预定间隔之后，领头节点对至少一个网络间隔阻止发送同步消息并且进入睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。
条款8。条款7的无线网格网络，其中，领头节点是气体传感器。
条款9。条款7的无线网格网络，其中，如果领头节点接收公告不同领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点开始停止作为领头节点起作用的过程，并且开始作为不同领头节点的跟随节点起作用。
条款10。条款7的无线网格网络，其中，如果领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点继续作为领头节点起作用。
条款11。条款1的无线网格网络，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款12。条款1的无线网格网络，其中，当跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息时，消息采用单跳来传送，使得接收消息的节点不重传消息。
条款13。一种操作无线网格网络的方法，包括下列步骤：提供多个节点，其中每个节点可操作以作为领头节点或跟随节点起作用，其中，一个节点起作用以将其自己识别为领头节点，而一个或多个其他节点作为跟随节点进行操作；领头节点向跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，领头节点和跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款14。条款13的方法，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款15。条款13的方法，其中，当多个跟随节点的任一个无法接收来自领头节点的同步消息时，跟随节点阻止在网络间隔期间传送公告领头节点的性质的消息。
条款16。条款13的方法，其中，公告领头节点的性质的消息在信道的预定子集上广播。
条款17。条款16的方法，其中，尝试加入网络的新跟随节点监听信道的预定子集，以接收公告领头节点的至少一个性质的消息，以便学习领头节点的至少一个性质，以促进新跟随节点加入网络。
条款18。条款17的方法，其中，至少一个性质包括已经在网络上的网络节点的总数，以及新跟随节点在网络节点的总数超过预定值时将阻止尝试加入网络。
条款19。条款13的方法，其中，在预定间隔之后，领头节点对至少一个网络间隔阻止发送同步消息并且进入睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。
条款20。条款19的方法，其中，领头节点是气体传感器。
条款21。条款19的方法，其中，如果领头节点接收公告不同领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点开始停止作为领头节点起作用的过程，并且开始作为不同领头节点的跟随节点起作用。
条款22。条款19的方法，其中，如果领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则领头节点继续作为领头节点起作用。
条款23。条款13的方法，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款24。条款13的方法，其中，当跟随节点传送公告领头节点的一个或多个性质的消息时，消息采用单跳来传送，使得接收消息的节点不重传消息。
条款25。一种用于连接多个网络节点的网络包括：第一领头节点；以及多个跟随节点，其中第一领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且在网络间隔的传输周期的预定时间期间，接收到同步消息的跟随节点的每个传送公告第一领头节点的一个或多个性质的消息；以及在传输周期中，第一领头节点监听公告第二领头节点的一个或多个性质的信息。
条款26。条款25的无线网格网络，其中，公告第二领头节点的性质的消息在预定信道上传送。
条款27。条款26的无线网格网络，其中，第一领头节点监听预定信道。
条款28。条款26的无线网格网络，其中，公告第二领头节点的性质的消息还在第二预定信道上传送。
条款29。条款28的无线网格网络，其中，第一领头节点还监听第二预定信道。
条款30。条款25的无线网格网络，其中，第一领头节点监听比网络间隔的长度要大的时间周期。
条款31。条款25的无线网格网络，其中，当第一领头节点接收公告第二领头节点的一个或多个性质的信息时，第一领头节点停止作为领头节点起作用，并且适合开始作为跟随节点来接合第二领头节点的序列。
条款32。条款31的无线网格网络，其中，多个跟随节点适合检测第一领头节点的不存在，并且开始接合新领头节点的序列。
条款33。条款25的无线网格网络，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款34。条款1的无线网格网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款35。条款34的无线网格网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配。
条款36。条款34的无线网格网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款37。条款34的无线网格网络，其中，信息涉及环境属性。
条款38。条款34的无线网格网络，其中，一个或多个性质通过读取NFC标签来指配。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合P
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，多个跟随节点各自包括用于跟踪从领头节点所接收的同步消息的接收的计数器，并且计数器在接收同步消息时递增而在没有接收同步消息时递减，其中多个跟随节点的任一个将在计数器减少到预定值时开始选择新领头节点的过程。
条款2。条款1的无线网格网络，其中，领头节点和多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息。
条款3。条款1的无线网格网络，其中，其计数器已经递减到预定值的跟随节点传送第一任命消息，以开始选择新领头节点的过程。
条款4。条款3的无线网格网络，其中，第一任命消息在预定信道上传送。
条款5。条款4的无线网格网络，其中，第一任命消息还在第二预定信道上传送。
条款6。条款4的无线网格网络，其中，第一任命消息包含与跟随节点发送第一任命消息以充当领头节点的适合性相关的数据。
条款7。条款6的无线网格网络，其中，该数据从自网络上的其他网络节点所接收的信号的强度和可靠性来计算。
条款8。条款6的无线网格网络，其中，该数据通过利用跟随节点的仪器类型、电池电荷状态和以往信号质量中的至少一个来计算。
条款9。条款6的无线网格网络，其中，第一任命消息和数据由其他网络节点来接收，并且该数据由接收网络节点与涉及接收网络节点充当领头节点的适合性的数据进行比较，其中接收网络节点采用应答任命消息(其中具有指示充当领头节点的较高适合性的数据)或者(在接收网络节点没有充当领头节点的较高适合性时的)放弃消息进行应答。
条款10。条款9的无线网格网络，其中，当发送第一任命消息的跟随节点仅接收放弃消息时，那个跟随节点承担领头节点的作用，并且公告自身的至少一个性质以使其他网络节点成为跟随节点。
条款11。条款9的无线网格网络，其中，当发送第一任命消息的跟随节点接收具有指示充当领头节点的较高适合性的数据的任命消息时，那个跟随节点发送放弃消息。
条款12。条款11的无线网格网络，其中，放弃消息在预定信道上传送。
条款13。条款12的无线网格网络，其中，放弃消息还在第二预定信道上传送。
条款14。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示连续网络间隔的开始的同步消息，其中在由跟随节点对预定数量的同步消息的未接收时，那个跟随节点通过发送第一任命消息(其包含与跟随节点充当领头节点的适合性相关的数据)来发起选择新领头节点的过程。
条款15。条款14的无线网格网络，其中，多个跟随节点各自包括用于跟踪从领头节点所接收的同步消息的接收的计数器，并且计数器在接收同步消息时递增，而在没有接收同步消息时递减，其中多个跟随节点的任一个在计数器减少到预定值时将开始选择新领头节点的过程。
条款16。条款14的无线网格网络，其中，第一任命消息在预定信道上传送。
条款17。条款16的无线网格网络，其中，第一任命消息还在第二预定信道上传送。
条款18。条款14的无线网格网络，其中，该数据从自网络上的其他网络节点所接收的信号的强度和可靠性来计算。
条款19。条款14的无线网格网络，其中，该数据通过利用跟随节点的仪器类型、电池电荷状态和以往信号质量中的至少一个来计算。
条款20。条款14的无线网格网络，其中，第一任命消息和数据由其他网络节点来接收，并且该数据由接收网络节点与涉及接收网络节点充当领头节点的适合性的数据进行比较，其中接收网络节点采用应答任命消息(其中具有指示充当领头节点的较高适合性的数据)或者(在接收网络节点没有充当领头节点的较高适合性时的)放弃消息进行应答。
条款21。条款20的无线网格网络，其中，当发送第一任命消息的跟随节点仅接收放弃消息时，那个跟随节点承担领头节点的作用，并且公告自身的至少一个性质以使其他网络节点成为跟随节点。
条款22。条款20的无线网格网络，其中，当发送第一任命消息的跟随节点接收具有指示充当领头节点的较高适合性的数据的任命消息时，那个跟随节点发送放弃消息。
条款23。条款22的无线网格网络，其中，放弃消息在预定信道上传送。
条款24。条款23的无线网格网络，其中，放弃消息还在第二预定信道上传送。
条款25。条款1的无线网格网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款26。条款2的无线网格网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款27。条款2的无线网格网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款28。条款2的无线网格网络，其中，信息涉及环境属性。
条款29。条款14的无线网格网络，其中，网络节点是环境感测装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合Q
条款1。一种向无线网格通信网络中的多个跟随节点提供与领头节点有关的信息的方法包括：指定领头节点；指定多个跟随节点；将一个或多个预定频率范围指定为公共信道；从领头节点并且在具有预定时间长度的多个网络间隔期间，在每个网络间隔的开始向多个跟随节点传送同步消息；以及在由跟随节点的任一个接收同步消息的每个网络间隔期间，在同步消息的接收之后在至少一个公共信道上从接收同步消息的多个跟随节点的任一个传送公告领头节点的至少一个性质的消息。
条款2。条款1的方法，其中，领头节点还在传送同步消息的任何网络间隔中发送公告领头节点的至少一个性质的消息。
条款3。条款1的方法，还包括：提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到广播领头节点的至少一个性质；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。
条款4。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。
条款5。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。
条款6。条款5的方法，其中，跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。
条款7。条款5的方法，其中，跳频参数还包括网络间隔的时间长度。
条款8。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。
条款9。条款1的方法，其中，领头节点和跟随节点是环境感测装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合R
条款1。一种将新装置加入网格无线网络的方法包括：提供网格无线网络，其包括领头节点和多个跟随节点；将至少一个预定频率范围指定为公共信道；在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息；通过网格无线网络的新装置，监听公共信道的公告领头节点的至少一个性质的所传送信息；使用描述领头节点的至少一个所公告性质将新装置配置成跟随领头装置；通过网格无线网络的新装置，接收从领头节点所传送的同步消息；以及请求领头节点加入网格无线网络。
条款2。条款1的方法，其中，在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息的步骤由跟随节点的至少一个响应同步消息的接收而执行。
条款3。条款1的方法，其中，在公共信道上传送公告领头节点的至少一个性质的信息的步骤由领头节点在同步消息的传输之后执行。
条款4。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。
条款5。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。
条款6。条款5的方法，其中，跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。
条款7。条款5的方法，其中，跳频参数还包括网络间隔的时间长度。
条款8。条款1的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。
条款9。一种将跟随节点接合到无线网格通信网络中的领头节点的方法包括：指定领头节点；指定多个跟随节点；将一个或多个预定频率范围指定为公共信道；从领头节点并且在具有预定时间长度的多个网络间隔期间，在每个网络间隔的开始向多个跟随节点传送同步消息；在由跟随节点的任一个接收同步消息的每个网络间隔期间，在同步消息的接收之后在至少一个公共信道上从接收同步消息的多个跟随节点的任一个传送公告领头节点的至少一个性质的消息；提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到领头节点的至少一个性质被广播并且由新跟随节点来接收；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。
条款10。条款9的方法，还包括：提供尚未配置成接收同步消息的新跟随节点；通过新跟随节点，监听公共信道，直到广播领头节点的至少一个性质；以及从至少一个性质，使新跟随节点自行配置成在下一个网络循环与领头节点进行通信，以加入网络。
条款11。条款9的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数以及网络上的领头和跟随节点的总数中的至少一个。
条款12。条款9的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括跳频参数，其包括线性同余发生器的乘数、截距和籽晶。
条款13。条款12的方法，其中，跳频参数还包括信道掩码参数，其将预定信道定义为已使用和未使用中的任一个。
条款14。条款12的方法，其中，跳频参数还包括网络间隔的时间长度。
条款15。条款9的方法，其中，领头节点的至少一个性质包括网络上的领头和跟随节点的总数，以及其中新跟随节点在总数超过预定值时将不尝试加入网络。
条款16。条款1的方法，其中，领头节点是环境感测装置。
条款17。条款1的方法，其中，装置是环境感测装置。
条款18。条款9的方法，其中，领头节点和跟随节点是环境感测装置。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合S
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。
条款2。条款1的网络，其中，发射时间在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于较低优先数据的第二发射时间之间划分。
条款3。条款2的网络，其中，第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。
条款4。条款1的网络，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款5。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款6。条款4的无线网格网络，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款7。条款3的无线网格网络，其中，当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。
条款8。条款1的网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款9。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款10。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款11。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图8-10所示。
条款集合T
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示连续网络间隔的开始的连续多个同步消息，其中领头节点和多个跟随节点在每个网络间隔的传输周期期间传送信息，领头节点按照信道变更计划表在后续网络间隔中改变同步消息的信道，多个跟随节点按照相同信道变更计划表来改变信道以接收连续网络间隔的同步消息，以及领头节点在网络间隔的传输周期期间不改变传输的信道。
条款2。条款1的网络，其中，信道变更计划表对每个连续网络间隔改变信道。
条款3。条款1的网络，其中，信道变更计划表在多个网络间隔之后改变信道。
条款4。条款1的网络，其中，信道变更计划表按照线性同余发生器来改变。
条款5。条款1的网络，其中，当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点传送公告信道变更计划表的一个或多个性质的消息。
条款6。条款5的网络，其中，信道变更计划表按照线性同余发生器来改变。
条款7。条款6的网络，其中，信道变更计划的一个或多个性质包括线性同余发生器的籽晶、乘数和截距。
条款8。条款7的网络，其中，信道变更计划表还指示广播同步消息不可用的信道。
条款9。条款7的网络，其中，信道变更计划表还指示广播同步消息可用的信道。
条款10。条款1的网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款11。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款12。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款13。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图5所示。
条款集合U
条款1。一种静态存储器装置包括：仪器，包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，仪器工作在第一睡眠循环，其中仪器生成与仪器类型相关的数据；无线无线电单元，用于在无线网格网络上发送和接收信息，无线电单元工作在第二循环(其在周期和相位的至少一个方面与第一睡眠循环不同)；以及共享存储器，在操作上连接到仪器和无线电单元，共享存储器包括静态消息存储器，其包含与仪器相关的静态消息；出局存储器部分，其从仪器接收出局信息并且向无线电单元传送出局信息以供无线网格网络上的传输，入局存储器部分，其从无线电单元接收入局信息并且向仪器传送入局信息，共享存储器还包括无线电单元和仪器的请求和准予线，以允许无线电单元和仪器对入局存储器或出局存储器请求和准予数据，其中共享存储器适合不允许无线电单元和仪器同时对入局或者出局存储器产生准予线和准予数据。
条款2。条款1的装置，还包括无线电内部缓冲器，以用于向无线电单元提供附加存储器空间。
条款3。条款1的装置，其中，第一和第二睡眠循环在周期和相位方面有所不同。
条款4。条款1的装置，其中，共享存储器还包括紧急线，其对仪器或无线电单元提供关于应当立即访问出局或入局存储器部分中的信息的指示符。
条款5。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款6。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款7。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
条款8。一种用于连接多个网络节点的网络包括：静态存储器装置，其包括：仪器，包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，仪器工作在第一睡眠循环，其中仪器生成与仪器类型相关的数据；无线无线电单元，用于在无线网格网络上发送和接收信息，无线电单元工作在第二睡眠循环(其在周期和相位的至少一个方面与第一睡眠循环不同)；以及共享存储器，在操作上连接到仪器和无线电单元，共享存储器包括静态消息存储器，其包含与仪器相关的静态消息；出局存储器部分，其从仪器接收出局信息并且向无线电单元传送出局信息以供无线网格网络上的传输，入局存储器部分，其从无线电单元接收入局信息并且向仪器传送入局信息，共享存储器还包括无线电单元和仪器的请求和准予线，以允许无线电单元和仪器对入局存储器或出局存储器请求和准予数据，其中共享存储器适合不允许无线电单元和仪器同时对入局或出局存储器产生准予线和准予数据；以及与无线电单元进行通信的无线网格网络，包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款6。条款8的网络，还包括无线电内部缓冲器，以用于向无线电单元提供附加存储器空间。
条款7。条款8的网络，其中，第一和第二睡眠循环在周期和相位方面有所不同。
条款8。条款8的网络，其中，共享存储器还包括紧急线，其对仪器或无线电单元提供关于应当立即访问出局或入局存储器部分中的信息的指示符。
条款9。条款8的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款10。条款8的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款11。条款8的网络，其中，信息涉及环境。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13所示。
条款集合V
条款1。一种用于连接到网格无线网络并且在其上发送和接收信息的网格网络装置包括：仪器，其包括环境感测装置、危险检测装置和工业安全装置中的至少一个，无线电单元，用于在网格无线网络上传送和接收信息；以及显示器，用于呈现无线电单元到网格无线网络的其他节点的连接的信号质量指示符，信号质量指示符从网格无线网络中的全部仪器的接收信号强度(RSS)和分组接收比(PRR)的组合来得出。
条款2。条款1的网格网络装置，其中，仪器将从网格网络中的每个节点所接收的最近消息的RSS与PRR(其是从网格无线网络中的每个装置所接收的分组与来自网格无线网络中的每个相应装置的预计分组的数量的比率)相乘。
条款3。条款1的网格网络装置，其中，RSS表示分组所采取的最近网络跳。
条款4。条款1的网格无线装置，其中，PRR是计数器，其以预定数值开始，并且在接收或者没有接收预计分组时分别递增和递减。
条款5。条款4的网格无线装置，其中，增量和减量值分别为3和2。
条款6。条款1的网格无线装置，其中，信号质量指示符基于每个节点的RSS×PRR的乘积，与网络中的节点的数量合计和相除。
条款7。条款1的网格无线装置，其中，当信号质量指示符下降到低于预定等级时，报警发出。
条款8。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款9。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款10。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13所示。
条款集合W
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中多个跟随节点的每个在传输周期期间随机选择传送数据的间隔，而没有考虑其他跟随节点的任一个所选的时间。
条款2。条款1的网络，其中，随机所选的时间参照传输周期的开始。
条款3。条款1的网络，网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。
条款4。条款1的网络，其中，传输周期在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于较低优先数据的第二发射时间之间划分，并且其中随机选择以传送数据的时间参照第一发射时间和第二发射时间的开始。
条款5。条款4的网络，其中，第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。
条款6。条款1的网络，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款7。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款8。条款7的无线网格网络，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款9。条款8的无线网格网络，其中，当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。
条款10。条款1的网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款11。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款12。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款13。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
在一些实现中，在以下条款中可描述或者本文所述并且如图1-13所示。
条款集合X
条款1。一种用于连接多个网络节点的网络包括：领头节点；以及多个跟随节点，其中领头节点向多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中同步消息包含指示网络中的网络节点的数量的数据，领头节点和多个跟随节点在网络间隔的传输周期期间传送信息，而在网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，其中传输周期在用于传送高优先级数据的第一发射时间与用于传送较低优先数据的第二发射时间之间划分。
条款2。条款1的网络，其中，多个跟随节点的每个在传输周期期间随机选择传送数据的间隔，而没有考虑其他跟随节点的任一个所选的时间，并且其中随机选择以传送数据的时间参照第一发射时间和第二发射时间的开始。
条款3。条款2的网络，网络间隔具有固定时间长度，传输周期具有基于网络中的网络节点的数量的可变时间长度，以及睡眠周期包括传输周期之后的网络间隔的剩余时间。
条款4。条款3的网络，其中，第一发射时间和第二发射时间是相等长度时间周期。
条款5。条款1的网络，其中，领头节点和多个跟随节点在睡眠周期中比在传输周期中使用更少功率，多个跟随节点各自包括定时器，定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自领头节点的同步消息的情况下对多个将来网络间隔的传输周期和睡眠周期进行定时。
条款6。条款1的无线网格网络，其中，当多个跟随节点的任一个接收同步消息时，该跟随节点在网络间隔的预定周期期间传送公告领头节点的一个或多个性质的消息。
条款7。条款6的无线网格网络，其中，领头节点的一个或多个性质包括信道跳频序列以及网络上的网络节点的总数中的至少一个。
条款8。条款7的无线网格网络，其中，当定时器还适合对将来网络间隔的将来同步消息的预计接收进行定时时，并且当将来同步消息的实际接收对网络间隔的预定数量与将来同步消息的预计接收偏差预定时间量时，跟随节点将定时器调整成与将来同步消息的实际接收更密切对应。
条款9。条款1的网络，其中，网络节点是环境感测装置。
条款10。条款1的网络，其中，信息通过读取NFC标签来指配给节点。
条款11。条款1的网络，其中，信息涉及气体的浓度。
条款12。条款1的网络，其中，信息涉及环境属性。
本文所述的方法和系统可部分或完全经过机器(其在处理器上运行计算机软件、程序代码和/或指令)来部署。处理器可以是服务器、客户端、网络基础设施、移动计算平台、固定计算平台或其他计算平台的组成部分。处理器可以是任何种类的计算或处理装置，其能够运行程序指令、代码、二进制指令等。处理器可以是或者包括信号处理器、数字处理器、嵌入式处理器、微处理器或者任何变体，例如协处理器(数学协处理器、图形协处理器、通信协处理器等)等，其可直接或间接促进其上存储的程序代码或程序指令的执行。另外，处理器可实现多个程序、线程和代码的执行。线程可同时运行，以增强处理器的性能，并且促进应用的同时操作。通过实现，本文所述的方法、程序代码、程序指令等可在一个或多个线程中实现。线程可产生其他线程(其可具有与其关联的所指配优先级)；处理器可基于优先级或者根据程序代码中提供的指令的任何其他顺序来运行这些线程。处理器可包括存储器，其存储如本文或其他部分所述的方法、代码、指令和程序。处理器可经过接口来访问存储介质，其可存储如本文和其他部分所述的方法、代码和指令。与处理器关联的用于存储方法、程序、代码、程序指令或其他类型的指令(其能够由计算或处理装置所运行)的存储介质可包括但不限于CD-ROM、DVD、存储器、硬盘、flash驱动器、RAM、ROM、高速缓存等的一个或多个。
处理器可包括一个或多个核心，其可增强多处理器的速度和性能。在实施例中，过程可以是双核处理器、四核处理器、其他芯片级多处理器等，其组合两个或更多单独核心(称作管芯)。
本文所述的方法和系统可部分或完全经过机器(其在服务器、客户端、防火墙、网关、集线器、路由器或其他这种计算机和/或网络硬件上运行计算机软件)来部署。软件程序可与服务器(其可包括文件服务器、打印服务器、域服务器、因特网服务器、内联网服务器和其他变体(例如辅助服务器、主服务器、分布式服务器等))关联。服务器可包括存储器、处理器、计算机可读暂时和/或非暂时介质、存储介质、端口(物理和虚拟)、通信装置和接口(其能够经过有线或无线介质来访问其他服务器、客户端、机器和装置)等的一个或多个。如本文和其他部分所述的方法、程序或代码可由服务器来运行。另外，如本申请所述方法的执行所要求的其他装置可被理解为与服务器关联的基础设施的一部分。
服务器可提供到其他装置(非限制性地包括客户端、其他服务器、打印机、数据库服务器、打印服务器、文件服务器、通信服务器、分布式服务器等)的接口。另外，这个耦合和/或连接可促进程序跨网络的远程执行。这些装置的部分或全部的连网可促进程序或方法在一个或多个位置的并行处理，而没有背离本公开的范围。另外，经过接口附连到服务器的全部装置可包括至少一个存储介质，其能够存储方法、程序、代码和/或指令。中央资料库可提供程序指令以便在不同装置上运行。在这个实现中，远程资料库可充当程序代码、指令和程序的存储介质。
软件程序可与客户端(其可包括文件客户端、打印客户端、域客户端、因特网客户端、内联网客户端和其他变体(例如辅助客户端、主客户端、分布式客户端等))关联。客户端可包括存储器、处理器、计算机可读暂时和/或非暂时介质、存储介质、端口(物理和虚拟)、通信装置和接口(其能够经过有线或无线介质来访问其他客户端、服务器、机器和装置)等的一个或多个。如本文和其他部分所述的方法、程序或代码可由客户端来运行。另外，如本申请所述方法的执行所要求的其他装置可被理解为与客户端关联的基础设施的一部分。
客户端可提供到其他装置(非限制性地包括服务器、其他客户端、打印机、数据库服务器、打印服务器、文件服务器、通信服务器、分布式服务器等)的接口。另外，这个耦合和/或连接可促进程序跨网络的远程执行。这些装置的部分或全部的连网可促进程序或方法在一个或多个位置的并行处理，而没有背离本公开的范围。另外，经过接口附连到客户端的全部装置可包括至少一个存储介质，其能够存储方法、程序、应用、代码和/或指令。中央资料库可提供程序指令以便在不同装置上运行。在这个实现中，远程资料库可充当程序代码、指令和程序的存储介质。
本文所述的方法和系统可部分或完全经过网络基础设施来部署。网络基础设施可包括元件，例如本领域已知的计算装置、服务器、路由器、集线器、防火墙、客户端、个人计算机、通信装置、路由选择装置以及其他有源和无源装置、模块和/或组件。除了其他组件之外，与网络基础设施关联的(一个或多个)计算和/或非计算装置还可包括存储介质，例如闪速存储器、缓冲器、栈、RAM、ROM等。本文和其他部分所述的过程、方法、程序代码、指令可由网络基础设施元件的一个或多个来运行。
本文和其他部分所述的方法、程序代码和指令可在具有多个小区的蜂窝网络上实现。蜂窝网络可以是频分多址(FDMA)网络或码分多址(CDMA)网络。蜂窝网络可包括移动装置、小区站点、基站、转发器、天线、塔等。
本文和其他部分所述的方法、程序代码和指令可在移动装置上或者经过移动装置来实现。移动装置可包括导航装置、蜂窝电话、移动电话、移动个人数字助理、膝上型、掌上型、上网本、寻呼机、电子书阅读器、音乐播放器等。除了其他组件之外，这些装置还可包括存储介质，例如闪速存储器、缓冲器、RAM、ROM和一个或多个计算装置。可实现与移动装置关联的计算装置，以运行其上存储的程序代码、方法和指令。备选地，移动装置可配置成与其他装置协作运行指令。移动装置可与基站(其与服务器进行接口并且配置成运行程序代码)进行通信。移动装置可在对等网络、网格网络或其他通信网络上进行通信。程序代码可存储在与服务器关联的存储介质上，并且由服务器内嵌入的计算装置来运行。基站可包括计算装置和存储介质。存储装置可存储通过与基站关联的计算装置所运行的程序代码和指令。
计算机软件、程序代码和/或指令可在机器可读暂时和/或非暂时介质上存储和/或访问，机器可读暂时和/或非暂时介质可包括：计算机组件、装置和记录介质，其对某个时间间隔保持用于计算的数字数据；半导体存储装置，称作随机存取存储器(RAM)；通常用于更永久存储的大容量存储装置，例如光盘、磁存储形式(例如硬盘、磁带、磁鼓、卡和其他类型)；处理器寄存器、高速缓冲存储器、易失性存储器、非易失性存储器；光学存储装置，例如CD、DVD；可拆卸介质，例如闪速存储器(例如USB棒或USB key)、软盘、磁带、纸带、穿孔卡、独立RAM盘、Zip驱动器，可拆卸大容量存储装置、离线等；其他计算机存储器，例如动态存储器、静态存储器、读/写存储装置、可变存储装置、只读、随机存取、顺序访问、位置可寻址、文件可寻址、内容可寻址、网络附连存储装置、存储区域网络、条形码、磁性墨水等。
本文所述的方法和系统可将物理和/或无形项从一种状态变换成另一种状态。本文所述的方法和系统可将表示物理和/或无形项的数据从一种状态变换成另一种状态。
本文所述和所示的元件(包括附图中的流程图和框图)暗示元件之间的逻辑边界。但是，按照软件或硬件工程实践，所示元件及其功能可在机器上通过计算机可执行暂时和/或非暂时介质来实现，机器具有处理器，其能够运行介质上作为单片软件结构、独立软件模块或者采用外部例程、代码、服务等的模块或者这些的任何组合所存储的程序指令，并且全部这类实现可处于本公开的范围之内。这类机器的示例可包括但不限于个人数字助理、膝上型、个人计算机、移动电话、其他手持计算装置、医疗设备、有线或无线通信装置、换能器、芯片、计算器、卫星、平板PC、电子书、小配件、电子装置、具有人工智能的装置、计算装置、网络设备、服务器、路由器等。此外，流程图和框图中所示的元件或者任何其他逻辑组件可在能够运行程序指令的机器上实现。因此，虽然以上附图和描述提出所公开系统的功能方面，但是用于实现这些功能方面的软件的特定布置不应当从这些描述来推断，除非另加明确说明或者通过上下文显而易见。类似地，将会理解，以上所识别和描述的各种步骤可改变，并且步骤的顺序可适合本文所公开技术的特定应用。预计全部这类变更和修改落入本公开的范围之内。因此，各种步骤的顺序的图示和/或描述不应当被理解为要求那些步骤的特定执行顺序，除非特定应用所要求或者另加明确说明或者通过上下文显而易见。
上述方法和/或过程及其步骤可通过硬件、软件或者适合于特定应用的硬件和软件的任何组合来实现。硬件可包括专用计算装置或特定计算装置或特定计算装置的具体方面或组件。过程可在一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置中连同内部和/或外部存储器来实现。作为补充或替代，过程可包含在专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑或者可配置成处理电子信号的任何其他装置或者装置的组合中。还将会理解，过程的一个或多个可实现为能够在机器可读介质上运行的计算机可执行代码。
计算机可执行代码可使用结构化编程语言来创建，例如C、面向对象的编程语言(例如C++)或者任何其他高级或低级编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言和数据库编程语言及技术)，其可被存储、编译或解释以便在上述装置其中之一以及处理器、处理器架构或者不同硬件和软件的组合或者能够运行程序指令的任何其他机器的异构组合上运行。
因此，在一个方面，上述每个方法及其组合可通过计算机可执行代码来体现，其在一个或多个计算装置上运行时执行其步骤。在另一方面，方法可包含在执行其步骤的系统中，并且可按照多种方式分布于装置，或者全部功能性可集成到专用独立装置或其他硬件中。在另一方面，用于执行与上述过程关联的步骤的部件可包括上述硬件和/或软件的任一个。预计全部这类置换和组合落入本公开的范围之内。
虽然结合详细所示和所述的优选实施例公开了本公开，但是对其的各种修改和改进将是本领域的技术人员易于清楚知道的。相应地，本公开的精神和范围不是要通过上述示例所限制，而是要在法规允许的最广泛意义上理解。

Claims (44)

1.一种用于连接多个网络节点的网络，包括：
领头节点；以及
多个跟随节点，其中所述领头节点向所述多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中所述领头节点和所述多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在所述网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且其中在所述网络间隔的所述传输周期的预定时间期间，接收到所述同步消息的所述跟随节点的每个传送公告所述领头节点的一个或多个性质的消息。
2.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，所述领头节点的所述一个或多个性质包括信道跳频序列以及所述网络上的所述网络节点的总数中的至少一个。
3.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，当所述多个跟随节点的任一个无法接收来自所述领头节点的同步消息时，所述跟随节点阻止在所述网络间隔期间传送公告所述领头节点的性质的消息。
4.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，公告所述领头节点的性质的所述消息在信道的预定子集上广播。
5.如权利要求4所述的无线网格网络，其中，尝试加入所述网络的新跟随节点监听信道的所述预定子集，以接收公告所述领头节点的至少一个性质的所述消息，以便学习所述领头节点的所述至少一个性质，以促进所述新跟随节点加入所述网络。
6.如权利要求5所述的无线网格网络，其中，所述至少一个性质包括已经在所述网络上的网络节点的所述总数，以及所述新跟随节点在网络节点的所述总数超过预定值时将阻止尝试加入所述网络。
7.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，在预定间隔之后，所述领头节点对至少一个网络间隔阻止发送所述同步消息并且进入所述睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。
8.如权利要求7所述的无线网格网络，其中，所述领头节点是气体传感器。
9.如权利要求7所述的无线网格网络，其中，如果所述领头节点接收公告所述不同领头节点的至少一个性质的消息，则所述领头节点开始停止作为所述领头节点起作用的过程，并且开始作为所述不同领头节点的跟随节点起作用。
10.如权利要求7所述的无线网格网络，其中，如果所述领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则所述领头节点继续作为所述领头节点起作用。
11.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，所述领头节点和多个跟随节点在所述睡眠周期中比在所述传输周期中使用更少功率，所述多个跟随节点各自包括定时器，所述定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自所述领头节点的所述同步消息的情况下对所述多个将来网络间隔的所述传输周期和睡眠周期进行定时。
12.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，当所述跟随节点传送公告所述领头节点的所述一个或多个性质的所述消息时，所述消息采用单跳来传送，使得接收所述消息的节点不重传所述消息。
13.一种操作无线网格网络的方法，包括下列步骤：
提供多个节点，其中每个节点可操作以作为领头节点或跟随节点起作用，其中一个节点起作用以将其自己识别为所述领头节点，并且一个或多个其他节点作为跟随节点进行操作；
其中所述领头节点向跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中所述领头节点和所述跟随节点在传输周期期间传送信息，而在所述网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且其中在所述网络间隔的所述传输周期的预定时间期间，接收到所述同步消息的跟随节点传送公告所述领头节点的一个或多个性质的消息。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述领头节点的所述一个或多个性质包括信道跳频序列以及所述网络上的所述网络节点的总数中的至少一个。
15.如权利要求13所述的方法，其中，当所述多个跟随节点的任一个无法接收来自所述领头节点的同步消息时，所述跟随节点阻止在所述网络间隔期间传送公告所述领头节点的性质的消息。
16.如权利要求13所述的方法，其中，公告所述领头节点的性质的所述消息在信道的预定子集上广播。
17.如权利要求16所述的方法，其中，尝试加入所述网络的新跟随节点监听信道的所述预定子集，以接收公告所述领头节点的至少一个性质的所述消息，以便学习所述领头节点的所述至少一个性质，以促进所述新跟随节点加入所述网络。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个性质包括已经在所述网络上的网络节点的所述总数，以及所述新跟随节点在网络节点的所述总数超过预定值时将阻止尝试加入所述网络。
19.如权利要求13所述的方法，其中，在预定间隔之后，所述领头节点对至少一个网络间隔阻止发送所述同步消息并且进入所述睡眠周期，以及监听公告不同领头节点的至少一个性质的消息。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述领头节点是气体传感器。
21.如权利要求19所述的方法，其中，如果所述领头节点接收公告所述不同领头节点的至少一个性质的消息，则所述领头节点开始停止作为所述领头节点起作用的过程，并且开始作为所述不同领头节点的跟随节点起作用。
22.如权利要求19所述的方法，其中，如果所述领头节点没有接收公告另一个领头节点的至少一个性质的消息，则所述领头节点继续作为所述领头节点起作用。
23.如权利要求13所述的方法，其中，所述领头节点和多个跟随节点在所述睡眠周期中比在所述传输周期中使用更少功率，所述多个跟随节点各自包括定时器，所述定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自所述领头节点的所述同步消息的情况下对所述多个将来网络间隔的所述传输周期和睡眠周期进行定时。
24.如权利要求13所述的方法，其中，当所述跟随节点传送公告所述领头节点的所述一个或多个性质的所述消息时，所述消息采用单跳来传送，使得接收所述消息的节点不重传所述消息。
25.一种用于连接多个网络节点的网络，包括：
第一领头节点；以及
多个跟随节点，其中所述第一领头节点向所述多个跟随节点传送指示网络间隔的开始的同步消息，其中所述多个跟随节点在传输周期期间传送信息，而在所述网络间隔的睡眠周期期间不传送信息，并且其中在所述网络间隔的所述传输周期的预定时间期间，接收到所述同步消息的所述跟随节点的每个传送公告所述第一领头节点的一个或多个性质的消息；以及在传输周期中，所述第一领头节点监听公告第二领头节点的一个或多个性质的信息。
26.如权利要求25所述的无线网格网络，其中，公告所述第二领头节点的性质的所述消息在预定信道上传送。
27.如权利要求26所述的无线网格网络，其中，所述第一领头节点监听所述预定信道。
28.如权利要求26所述的无线网格网络，其中，公告所述第二领头节点的性质的所述消息还在第二预定信道上传送。
29.如权利要求28所述的无线网格网络，其中，所述第一领头节点还监听所述第二预定信道。
30.如权利要求25所述的无线网格网络，其中，所述第一领头节点监听比所述网络间隔的长度要大的时间周期。
31.如权利要求25所述的无线网格网络，其中，当所述第一领头节点接收公告第二领头节点的一个或多个性质的信息时，所述第一领头节点停止作为领头节点起作用，并且适合开始作为跟随节点来接合所述第二领头节点的序列。
32.如权利要求31所述的无线网格网络，其中，所述多个跟随节点适合检测所述第一领头节点的不存在，并且开始接合新领头节点的序列。
33.如权利要求25所述的无线网格网络，其中，所述领头节点和多个跟随节点在所述睡眠周期中比在所述传输周期中使用更少功率，所述多个跟随节点各自包括定时器，所述定时器适合在多个将来网络间隔期间没有持续接收来自所述领头节点的所述同步消息的情况下对所述多个将来网络间隔的所述传输周期和睡眠周期进行定时。
34.如权利要求1所述的无线网格网络，其中，所述网络节点是环境感测装置。
35.如权利要求34所述的无线网格网络，其中，所述信息通过读取NFC标签来指配。
36.如权利要求34所述的无线网格网络，其中，所述信息涉及气体的浓度。
37.如权利要求34所述的无线网格网络，其中，所述信息涉及环境属性。
38.如权利要求34所述的无线网格网络，其中，所述一个或多个性质通过读取NFC标签来指配。
39.一种工业安全监测系统，包括：
指配给工作人员的个人NFC标签，其中指配给所述工作人员的所述标签包含所述工作人员的身份的信息；
指配给位置的多个位置NFC标签，放置在位置中的每个位置标签包含其中放置所述位置标签的所述位置的信息；
检测环境参数的数据的至少一个便携环境感测装置，所述至少一个便携环境感测装置配置成(i)读取所述个人NFC标签，并且使用所述感测装置来传送所述工作人员的所述身份的所述信息，以及(ii)读取所述多个位置NFC标签的至少一个，并且传送所述至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的所述位置的所述信息；以及
至少一个处理器，与所述至少一个便携环境感测装置进行通信，并且从所述至少一个便携环境感测装置来接收(i)环境参数的所检测数据，(ii)使用所述至少一个便携环境感测装置的所述工作人员的所述身份的所述信息，以及(iii)所述至少一个便携环境感测装置所读取的位置标签的所述位置的信息，
其中所述至少一个处理器编程为确定使用所述感测装置的所述工作人员的环境参数以及所确定环境参数的所述位置。
40.如权利要求39所述的系统，还包括与所述至少一个便携环境感测装置(其在便携环境感测装置数据日志中存储所检测数据和所述信息)进行通信的存储器。
41.如权利要求39所述的系统，还包括无线发射器，其将所检测数据和所述信息传送给基于云的或者另一远程日志和第二便携环境感测装置中的至少一个。
42.如权利要求39所述的系统，其中，用于识别工作人员的所述指配标签采用信息来编程，所述信息包括姓名、尺寸、体重、典型工作位置、工作职能、所使用的典型仪器、预先存在问题、已知的语言、优先报警、优先气体事件、优先安全事件和优先消息中的一个或多个。
43.如权利要求39所述的系统，其中，用于识别位置的所述指配标签采用信息来编程，所述信息包括空间内的位置、GPS位置、所述位置处的设备、所述位置处的燃料源、所述位置处的已知危险、所述位置的典型气体浓度、所述位置的环境条件、最近气体事件、最近人员跌倒、最近报警和最近消息中的一个或多个。
44.如权利要求39所述的系统，其中，所述至少一个便携环境感测装置是多气体检测仪器、气体检测仪器、呼吸器、吊带、照明装置、防坠落装置、热检测器、火焰检测器以及化学、生物、放射性、核和爆炸物(CBRNE)检测器中的至少一个。
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