CN114641978B - 使用蓝牙来配置无线hart设备的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种在过程自动化技术的WirelessHART现场设备中启用和禁用蓝牙通信的方法。本发明还公开一种实现在WirelessHART现场设备中启用和禁用蓝牙通信的本发明方法的过程自动化系统。

Description

使用蓝牙来配置无线HART设备的方法
技术领域
本公开一般涉及与过程自动化现场设备的WirelessHART和蓝牙通信。
背景技术
过程自动化现场设备是在过程自动化系统中使用的分立设备，用于测量一些物理现象或用于控制一些设备，诸如阀门、泵、开关等。在现场设备的典型实施例中，现场设备包括电子器件，诸如微控制器、存储器、换能器和模数转换器。现场设备可以包括数字和模拟输出，并且现场设备可以包括诸如显示屏的用户界面。现场设备将包括封装和保护现场设备的组件的壳体。
过程自动化现场设备通常包括用于与过程自动化系统的中央控制器通信的通信接口。该通信接口可以是有线接口，诸如4-20mA电流回路、HART网络或数字现场总线，或者该通信接口可以是无线接口，诸如Wi-Fi或WirelessHART。
经由WirelessHART连接到过程自动化系统的现场设备可以是电池供电的现场设备。电池供电的WirelessHART现场设备在过程自动化系统中需要较少的安装基础设施，因为这样的现场设备不需要用于电力或通信的有线连接。然而，电池供电的现场设备的电池将需要不时地更换，因为现场设备的操作耗尽了电池的能量存储。
这样的电池供电的WirelessHART现场设备经由WirelessHART网关而连接到过程自动化系统。在本发明上下文中，网关通常被理解为是指两个不兼容的网络系统通过其连接或耦合的单元。在此情况下，WirelessHART网关将过程自动化系统的网络耦合到现场设备的WirelessHART网络。WirelessHART网关从过程自动化系统接收消息，并经由WirelessHART将该消息转发到现场设备，将过程自动化系统网络的协议转换为WirelessHART协议。WirelessHART网关还经由WirelessHART从现场设备接收消息，并经由过程自动化系统网络将该消息转发到过程自动化系统，将WirelessHART协议转换成过程自动化系统网络的协议。
经常需要与现场设备进行点对点通信。例如，维护或校准现场设备的技术员可能需要直接访问现场设备，以读取、修改和写入现场设备的内部参数。对于点对点通信，经由过程自动化系统的控制网络(例如，经由WirelessHART)访问现场设备可能不切实际或不可能。因此，过程自动化现场设备可以包括附加的通信接口，诸如用于点对点通信的蓝牙或蓝牙低功耗接口。
WirelessHART和蓝牙通信协议都使用相同的2.5GHz工业、科学、医疗(ISM)频带。因此，以WirelessHART和蓝牙进行通信的现场设备不能同时以两种协议进行通信，因为这两种协议会相互干扰。然而，现场设备可以将这两种协议一起进行时间切片，并交替地以WirelessHART和蓝牙进行通信。这由图1的图表中的示例间隔b示出，其中WirelessHART通信周期性地每10毫秒(msec)一次，并且其中蓝牙通信在WirelessHART周期之间周期性地每10msec一次。
如果蓝牙仅用于与现场维护工具的点对点通信，则能够以蓝牙通信的现场设备不需要总是启用蓝牙。实际上，如果在电池供电的现场设备，诸如在WirelessHART中通信的现场设备中持续启用蓝牙，则当不需要蓝牙时，现场设备的电池将由于蓝牙通信而不必要地耗尽。在这样的电池供电的现场设备中，希望蓝牙在需要时打开，并且在不再需要时关闭。
发明内容
因此，仍然需要在这一技术领域做出进一步的贡献。根据本公开的至少一个实施例，公开一种用于维护过程自动化技术的现场设备的方法。该方法包括提供：过程自动化系统，其包括具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用；包括过程自动化网络接口、WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的WirelessHART网关，其中第一现场设备经由WirelessHART与该WirelessHART网关通信；过程自动化网络；以及中央控制器，其包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口，其中中央控制器经由过程自动化网络与第一WirelessHART网关通信，并且其中中央控制器包括用于控制该过程自动化系统的软件。该方法还包括提供具有蓝牙通信接口的便携式计算机。该方法包括：经由蓝牙将便携式计算机连接到WirelessHART网关；经由蓝牙从便携式计算机向WirelessHART网关发送第一命令，其中第一命令指导WirelessHART网关启用第一现场设备中的蓝牙通信；在该WirelessHART网关中接收第一命令，在WirelessHART网关中处理第一命令，并且经由WirelessHART从WirelessHART网关向第一现场设备发送第二命令，其中该第二命令指导第一现场设备启用其蓝牙通信接口；在第一现场设备中接收第二命令，在第一现场设备中处理第二命令，并且在第一现场设备中启用蓝牙通信，其中该蓝牙通信与WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；结束该便携式计算机与WirelessHART网关之间的蓝牙连接；进行便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；以及经由蓝牙和便携式计算机来维护该第一现场设备。
在该方法的一些实施例中，该方法还包括：结束便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；进行便携式计算机与WirelessHART网关之间的蓝牙连接；经由蓝牙从便携式计算机向WirelessHART网关发送第三命令，其中该第三命令指导WirelessHART网关禁用第一现场设备中的蓝牙；在WirelessHART网关中接收第三命令，在WirelessHART网关中处理第三命令，并且经由WirelessHART从该WirelessHART网关向第一现场设备发送第四命令，其中该第四命令指导第一现场设备禁用其蓝牙通信接口；以及在第一现场设备中接收第四命令，在第一现场设备中处理第四命令，并且在第一现场设备中禁用蓝牙通信。
在该方法的一些实施例中，过程自动化系统还包括具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中第二现场设备被实施以时间切片的方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用，并且该第二命令从WirelessHART网关经由WirelessHART的发送包括该第二命令向第二现场设备的发送。在这样的实施例中，该方法可以还包括在第二现场设备中接收第二命令，在第二现场设备中处理第二命令，并且在第二现场设备中启用蓝牙通信，其中蓝牙通信与WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的。
在该方法的一些实施例中，该方法还包括结束便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；进行便携式计算机与第二现场设备之间的蓝牙连接；以及经由蓝牙和便携式计算机来维护该第二现场设备。
在该方法的一些实施例中，该方法还包括结束便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；以及在第一现场设备内的蓝牙通信不活跃一段时间之后，禁用该第一现场设备内的蓝牙通信。
根据本公开的另一实施例，公开一种用于维护过程自动化技术的现场设备的方法。该方法包括提供过程自动化系统，其包括：具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用；包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第一WirelessHART网关，其中第一现场设备经由WirelessHART与第一WirelessHART网关通信；过程自动化网络；包括无线网络的云网络，其中该云网络与过程自动化网络连接；以及中央控制器，其包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口和附加网络接口，其中中央控制器经由过程自动化网络与第一WirelessHART网关连接，其中中央控制器经由附加网络接口与云网络连接，并且其中该中央控制器包括用于控制该过程自动化系统的软件。该方法还包括提供具有蓝牙通信接口和网络接口的便携式计算机。该方法还包括：进行便携式计算机与云网络之间的网络连接；经由云网络从便携式计算机向中央控制器发送第一命令，其中该第一命令指导中央控制器在第一WirelessHART网关与便携式计算机之间建立通信信道；在中央控制器中接收第一命令并在中央控制器中处理第一命令，其中该处理包括经由云网络和过程自动化网络在便携式计算机与第一WirelessHART网关之间建立通信信道；经由该通信信道从第一WirelessHART网关向便携式计算机发送现场设备的列表，其中该列表包括与第一WirelessHART网关进行WirelessHART通信的现场设备，并且其中通过建立该通信信道在WirelessHART网关中触发该现场设备的列表的发送；在便携式计算机中接收该现场设备的列表，并且在便携式计算机上呈现该列表；从便携式计算机上的该现场设备的列表选择第一现场设备，并且经由通信信道向第一WirelessHART网关发送该选择；在第一WirelessHART网关中接收第一现场设备的选择，并经由WirelessHART从第一WirelessHART网关向第一现场设备发送第二命令，其中该第二命令指导第一现场设备启用其蓝牙通信；在第一现场设备中接收第二命令，在第一现场设备中处理第二命令，并且在第一现场设备中启用蓝牙通信，其中蓝牙通信与WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；进行便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；以及经由蓝牙和便携式计算机来维护该第一现场设备。
在该方法的一些实施例中，过程自动化系统还包括具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中第二现场设备被配置成以时间切片的方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用，并且其中第二现场设备经由WirelessHART与第一WirelessHART网关通信。在这样的实施例中，该方法还包括：结束便携式计算机与第一现场设备之间的蓝牙连接；从便携式计算机上的现场设备的列表选择第二现场设备，并且经由通信信道向WirelessHART网关发送该选择；在第一WirelessHART网关中接收第二现场设备的该选择，并经由WirelessHART从第一WirelessHART网关向第二现场设备发送第二命令，其中该第二命令指导第二现场设备启用其蓝牙通信；在第二现场设备中接收第二命令，在第二现场设备中处理第二命令，并且在第二现场设备中启用蓝牙通信，其中蓝牙通信与WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；进行便携式计算机与第二现场设备之间的蓝牙连接；以及经由蓝牙和便携式计算机来维护该第二现场设备。
在该方法的某些实施例中，过程自动化系统还包括：具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中第二现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用；以及包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第二WirelessHART网关，其中第二现场设备经由WirelessHART与第二WirelessHART网关通信。在该方法的这样的实施例中，该第一命令的发送包括向中央控制器发送便携式计算机的全球定位系统(GPS)坐标。在该方法的这样的实施例中，该方法还包括确定第一WirelessHART网关还是第二WirelessHART网关更接近便携式计算机，其中便携式计算机的GPS坐标和第一WirelessHART网关的GPS坐标和第二WirelessHART网关的GPS坐标用于确定更近的WirelessHART网关，其中中央控制器在便携式计算机与第一和第二WirelessHART网关中的更近网关之间建立通信信道。
还公开一种过程自动化系统，其包括：具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用；包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第一WirelessHART网关，其中第一现场设备经由WirelessHART与第一WirelessHART网关通信；过程自动化网络；包括无线网络的云网络，其中该云网络与过程自动化网络连接；以及中央控制器，其包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口和附加网络接口，其中中央控制器经由过程自动化网络与第一WirelessHART网关连接，其中中央控制器经由附加网络接口与云网络连接，并且其中该中央控制器包括用于控制该过程自动化系统的软件。在所公开的过程自动化系统中，中央控制器的软件被配置成：管理云网络与便携式计算机之间的网络连接，经由该云网络从便携式计算机接收第一命令，其中该第一命令指导中央控制器在便携式计算机与第一WirelessHART网关之间建立通信信道，经由云网络和过程自动化网络在便携式计算机与第一WirelessHART网关之间建立通信信道，从第一WirelessHART网关接收现场设备的列表，并经由该通信信道向便携式计算机发送该现场设备的列表，其中该列表包括与第一WirelessHART网关进行WirelessHART通信的现场设备，以及从便携式计算机接收现场设备的选择，并经由该通信信道向第一WirelessHART网关发送该选择。在这样的过程自动化系统中，第一WirelessHART网关被配置成从中央控制器接收现场设备的该选择，并经由WirelessHART向该选定的现场设备发送第二命令，其中第二命令指导该选定的现场设备启用其蓝牙通信。
在所公开的过程自动化系统的一些实施例中，该系统还包括：具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中第二现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中WirelessHART接口默认被启用，并且其中蓝牙通信接口默认未启用；以及包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第二WirelessHART网关，其中第二现场设备经由WirelessHART与第二WirelessHART网关通信，其中第二WirelessHART网关经由该过程自动化网络与中央控制器连接。在这样的过程自动化系统中，中央控制器的软件还被配置成：从便携式计算机接收该便携式计算机的全球定位系统(GPS)坐标，基于便携式计算机的GPS坐标、第一WirelessHART网关的GPS坐标和第二WirelessHART网关的GPS坐标来确定该便携式计算机在地理上更接近第一WirelessHART网关还是第二WirelessHART网关，以及在便携式计算机与第一和第二WirelessHART网关中的更近网关之间建立通信信道。
附图说明
图1示出以时间切片方式操作的WirelessHART和蓝牙；
图2示出根据本公开实施例的过程自动化系统；
图3示出根据本公开实施例的方法的流程图；
图4示出根据本公开实施例的第二过程自动化系统；以及
图5示出根据本公开实施例的方法的流程图。
具体实施方式
本公开公开一种用于在过程自动化系统中的WirelessHART现场设备中启用蓝牙的方法。本公开还公开一种过程自动化系统，其实现了根据本公开的在现场设备中启用蓝牙的方法。现将结合示出实施例的附图来呈现所公开方法和系统的各种实施例。应当理解，因此并不旨在限制本公开的范围。
图2示出根据本公开实施例的过程自动化系统200。过程自动化系统200可以包括连接到过程自动化网络220的中央控制器210。过程自动化网络220可以是任何合适的过程自动化网络，诸如基金会现场总线、过程现场总线、以太网等。过程自动化系统200也可以包括连接到过程自动化网络220的WirelessHART网关230。除了WirelessHART之外，WirelessHART网关230还可以支持蓝牙通信协议，并且WirelessHART网关230可以默认启用这两种通信协议。WirelessHART网关230可以经由WirelessHART与现场设备240通信，并且可以经由过程自动化网络220与中央控制器210通信。
过程自动化系统200的现场设备240可以支持WirelessHART通信协议和蓝牙通信协议两者。然而，默认情况下，现场设备240中仅WirelessHART协议被启用并运行。现场设备240内的蓝牙协议默认未启用且未运行。
图2中还示出具有维护工具280的维护技术员270。维护工具280可以是支持蓝牙通信协议的任何便携式计算单元(例如，移动智能电话、平板计算机、笔记本计算机或专有维护工具)。维护工具280可以支持用于维护现场设备240的专有软件。由维护技术员270使用维护工具280对现场设备240的维护可以包括从现场设备240读取参数、改变现场设备240上的参数值以及在现场设备240上存储新的或附加的软件。
使用维护工具280对现场设备240的维护可以使用蓝牙通信来完成。然而，如前所述，在现场设备240上默认未启用蓝牙通信。因此，在现场设备240的维护之前，维护工具280必须启用现场设备240中的蓝牙通信。
图3示出根据本公开的在现场设备240上选择性地启用蓝牙通信的方法300。方法300可以用如图2所示的过程自动化系统200来执行。
方法300可以包括在维护工具280和与现场设备240进行WirelessHART通信的WirelessHART网关230之间建立蓝牙连接的步骤305。为了建立蓝牙连接，维护技术员270可以在维护工具280上输入命令或调用菜单项或执行类似的动作，以触发维护工具280建立与WirelessHART网关230的蓝牙连接。蓝牙连接将是点对点连接，能够在维护工具280与WirelessHART网关230之间经由蓝牙实现双向通信。
方法300可以包括步骤310，经由蓝牙连接从维护工具280向WirelessHART网关230发送命令，指令WirelessHART网关230经由WirelessHART向现场设备240发送“启用蓝牙”命令。方法步骤310通过维护技术员270在维护工具280上的动作来触发。从WirelessHART网关230到现场设备240的“启用蓝牙”命令将指导现场设备240启用其蓝牙通信。
方法300还可以包括步骤315，其中WirelessHART网关230经由WirelessHART向现场设备240发送“启用蓝牙”命令，指导现场设备240启用其蓝牙通信。在方法步骤315中，现场设备240经由WirelessHART从WirelessHART网关230接收“启用蓝牙”命令，并且现场设备240处理该命令并因此启用其蓝牙通信。
一旦现场设备240已经启用其蓝牙通信，蓝牙和WirelessHART通信以时间切片的方式在现场设备240上一起操作，如图1的图表中的间隔b所示。如图1中的间隔b所示，现场设备240中的蓝牙通信的启用不影响WirelessHART通信的传输，因为这两种协议在交替的时间周期中操作。
此外，一旦现场设备240已经启用其蓝牙通信，就不再需要维护工具280与WirelessHART网关230之间的蓝牙连接。因此，方法300可以包括维护工具280结束其与WirelessHART网关230的蓝牙连接并建立与现场设备240的蓝牙连接的步骤320。方法步骤320通过维护技术员270在维护工具280上的动作来触发。在维护工具280与现场设备240之间建立的蓝牙连接将是点对点连接，能够在维护工具280与现场设备240之间经由蓝牙实现双向通信。
通过在维护工具280与现场设备240之间建立的蓝牙连接，维护工具280可以被用来访问现场设备240的内部参数。因此，方法300可以包括维护技术员270使用维护工具280来维护现场设备240的步骤325。现场设备240的维护可以包括读取和写入现场设备240的参数以及执行诊断过程，并且还可以包括在现场设备240上存储新的和附加的软件模块。
在步骤325中现场设备240的维护之后，方法300可以包括维护工具280结束其与现场设备240的蓝牙连接的步骤330。方法步骤330通过维护技术员270在维护工具280上的动作来触发。一旦维护工具280与现场设备240之间的蓝牙连接结束，现场设备240可以自动禁用其蓝牙功能性。替代地，现场设备240可以使其蓝牙功能性保持启用，以供维护工具280进行后续连接。在方法300的实施例中，如果现场设备240在步骤330之后保持其蓝牙通信启用，则现场设备240可以在预定的不活跃时段之后禁用其蓝牙通信，使得现场设备240随后仅用WirelessHART进行通信，如图1中的间隔c所示。
方法300可以包括步骤335，其中维护工具280重新连接到WirelessHART网关230并经由蓝牙向WirelessHART网关230发送命令，指令WirelessHART网关230经由WirelessHART向现场设备240发送“禁用蓝牙”命令。从WirelessHART网关230到现场设备240的“禁用蓝牙”命令将指导现场设备240禁用其蓝牙通信。
方法300可以包括步骤340，其中WirelessHART网关230经由WirelessHART向现场设备240发送“禁用蓝牙”命令，指导现场设备240禁用其蓝牙通信。方法步骤340可以包括现场设备240经由WirelessHART从WirelessHART网关230接收“禁用蓝牙”命令，并且因此现场设备240禁用其蓝牙通信。
当过程自动化系统200包括一个以上现场设备240时，可以使用由WirelessHART网关230发送到现场设备240的“禁用蓝牙”命令，以确保当现场设备240的维护已经完成时，过程自动化系统中的所有现场设备240禁用它们的蓝牙。
无论现场设备240在与维护工具280断开后是否立即禁用其蓝牙通信，或者现场设备240是否在预定的不活跃时段后禁用其蓝牙通信，或者现场设备240是否在接收和处理“禁用蓝牙”命令后禁用其蓝牙，现场设备240随后仅使用WirelessHART进行通信，如图1的间隔c所示。
在本公开的至少一个实施例中，过程自动化系统200可以包括一个以上现场设备240(如图2中虚线所示)。在过程自动化系统200的这样的实施例中，方法步骤315则包括由WirelessHART网关230经由WirelessHART向与WirelessHART网关230进行WirelessHART通信的所有现场设备240发送“启用蓝牙”命令。此外，在方法步骤315中，接收“启用蓝牙”命令并能够进行WirelessHART和蓝牙通信的所有现场设备240将处理该命令并启用它们的蓝牙通信。
在具有一个以上现场设备240的过程自动化系统200的这样的实施例中，在方法300的步骤320中，维护技术员270可以选择已经启用其蓝牙通信的第一现场设备240。在方法步骤325中，维护技术员270可以维护第一现场设备240，并且在方法步骤330中，在维护之后与第一现场设备240断开。此后，维护技术员270可以返回到该方法的步骤320，并与已经启用其蓝牙通信的第二现场设备240进行蓝牙连接。因此，维护技术员270可以以此方式来维护所有现场设备240。在方法步骤315中在过程自动化系统200的所有现场设备240中启用蓝牙使得现场设备240的维护更容易，因为维护技术员270不需要每次都回到WirelessHART网关230来为每一单独的现场设备240启用蓝牙。
此外，在这样的具有一个以上现场设备240的过程自动化系统200中，在方法步骤340中由WirelessHART网关发送的“禁用蓝牙”命令被发送到与WirelessHART网关230进行WirelessHART通信的所有现场设备240。接收命令的所有现场设备240将返回到仅用WirelessHART进行通信，如图1中的间隔c所示。
图4示出根据本公开实施例的过程自动化系统400。过程自动化系统400可以包括连接到过程自动化网络420的WirelessHART网关430。过程自动化网络420可以是任何合适的过程自动化网络，诸如基金会现场总线、过程现场总线、以太网等。过程自动化系统400还可以包括云405，云405包括中央控制器410以及将在过程自动化系统400中使用的任何数量的设备、控制器和通信网络。
WirelessHART网关430是否支持蓝牙通信在所公开的过程自动化系统的该实施例中是不相关的，因为维护技术员经由云405而不是经由蓝牙连接到WirelessHART网关。
中央控制器410可以是可编程逻辑控制器(PLC)或包括过程自动化网络接口和附加网络接口的类似计算设备。中央控制器410可以包括处理器以及用于存储和执行软件算法的瞬态和非易失性存储器。中央控制器410被实施为管理和控制过程自动化系统400。
过程自动化系统400可以包括现场设备440。现场设备440可以支持WirelessHART通信协议和蓝牙通信协议两者。然而，默认情况下，现场设备440中仅WirelessHART协议被启用并运行。现场设备440内的蓝牙协议默认未启用且未运行。
图4中还示出具有维护工具480的维护技术员470。维护工具480可以是支持蓝牙通信协议的任何便携式计算单元(例如，移动智能电话、平板计算机、笔记本计算机或专有维护工具)。维护工具480可以附加地支持用于维护现场设备440的专有软件。由维护技术员470使用维护工具480对现场设备440的维护可以包括从现场设备440读取参数、改变现场设备440上的参数值以及在现场设备440上存储新的或附加的软件。
使用维护工具480对现场设备440的维护可以使用蓝牙通信来完成。然而，如前所述，在现场设备440上默认禁用蓝牙通信。因此，在现场设备440的维护之前，维护工具480必须启用现场设备440中的蓝牙通信。
图5示出根据本公开的在现场设备440上启用蓝牙通信的方法500。方法500可以用如图4所示的过程自动化系统400来实践。
方法500可以包括在维护工具480与云405之间建立通信的步骤505。为了建立通信，维护技术员470可以在维护工具480上输入命令或调用菜单项或执行类似的动作，以触发维护工具480建立与云405的通信。维护工具480与云405之间的通信允许维护工具480与作为云405的一部分的中央控制器410通信。尽管如图4所示，维护工具480与云405之间的连接是无线连接，但是通信可以经由任何合适的网络，诸如Wi-Fi、蜂窝、有线以太网等。
方法500可以包括在维护工具480与WirelessHART网关430之间建立通信路径的步骤510。方法步骤510通过维护技术员470在维护工具480上的动作来触发。在方法步骤510中，建立通信路径的命令从维护工具480经由云405发送到中央控制器410。中央控制器410处理该命令并将该命令路由到WirelessHART网关430。WirelessHART网关430接收并处理命令，并且因此建立维护工具480与WirelessHART网关430之间的通信路径。
方法500可以包括步骤515，其中WirelessHART网关430通过经由通信路径向维护工具480返回与WirelessHART网关430进行WirelessHART通信的支持蓝牙的现场设备440的列表，来响应与维护工具480的通信路径的建立。尽管图4仅示出一个现场设备440，方法500预期多个现场设备440可以经由WirelessHART与WirelessHART网关430连接。
方法500可以包括步骤520，其中维护工具480从WirelessHART网关430接收支持蓝牙的现场设备440的列表，并将现场设备440的列表呈现给维护技术员470。方法步骤520包括维护技术员470从现场设备440的列表中选择一个现场设备440。该选择通过维护技术员470与维护工具480上的现场设备440的列表交互来进行。选定的现场设备440将是维护技术员470希望维护的设备。在方法步骤520中，经由在维护工具480与WirelessHART网关430之间建立的通信信道，将现场设备440的选择从维护工具480发送回WirelessHART网关430。
方法500可以包括WirelessHART网关430从维护工具480接收现场设备440的选择的步骤525。在方法步骤525中，当WirelessHART网关430接收到现场设备440的选择时，WirelessHART网关430经由WirelessHART向选定的现场设备440发送“启用蓝牙”消息。在方法步骤525中，选定的现场设备440经由WirelessHART从WirelessHART网关430接收“启用蓝牙”命令，并且选定的现场设备440处理该命令并因此启用其蓝牙通信。
一旦选定的现场设备440已经启用其蓝牙通信，蓝牙和WirelessHART通信以时间切片的方式在选定的现场设备440上一起操作，如图1的图表中的间隔b所示。如图1中的间隔b所示，选定的现场设备440中的蓝牙通信的启用不影响WirelessHART通信的传输，因为这两种协议在交替的时间周期中操作。
方法500可以包括维护工具480建立与选定的现场设备440的蓝牙连接的步骤530。在维护工具480与选定的现场设备440之间的蓝牙连接是点对点连接，能够在维护工具480与选定的现场设备440之间经由蓝牙实现双向通信。
在维护工具480与选定的现场设备440之间的蓝牙连接就位的情况下，维护工具480可以访问选定的现场设备440的内部参数。因此，方法500可以包括维护技术员470使用维护工具480来维护选定的现场设备440的步骤535。选定的现场设备440的维护可以包括读取和写入选定的现场设备440的参数以及执行诊断过程，并且还可以包括在选定的现场设备440上存储新的和附加的软件模块。
在步骤535中现场设备440的维护之后，方法500可以包括维护工具480结束其与选定的现场设备440的蓝牙连接的步骤540。方法步骤540通过维护技术员470在维护工具480上的动作来触发。一旦维护工具480与选定的现场设备440之间的蓝牙连接结束，选定的现场设备440可以自动禁用其蓝牙功能性。替代地，选定的现场设备440可以使其蓝牙功能性保持启用，以供维护工具480进行后续连接。在方法500的实施例中，如果选定的现场设备440在步骤540之后保持其蓝牙通信启用，则选定的现场设备440可以在预定的不活跃时段之后禁用其蓝牙通信，使得选定的现场设备440随后仅用WirelessHART进行通信，如图1中的间隔c所示。
在用维护工具480维护该选定的现场设备440之后，维护技术员470可能希望维护不同的现场设备440。为此，维护技术员470从在方法步骤515中由WirelessHART网关430发送的在维护工具480上的现场设备440的列表中选择不同的现场设备440。响应于新的选择，可以针对新选择的现场设备重复以下方法步骤：步骤525(在新选择的现场设备440中启用蓝牙)；步骤530(将维护工具480连接到新选择的现场设备440)；步骤535(维护该新选择的现场设备)；以及步骤540(结束维护工具480与新选择的现场设备440之间的蓝牙连接)。现场设备440的列表中的每一现场设备440可以以类似的方式被维护。
如果在过程自动化系统400的实施例中存在一个以上WirelessHART网关430(图4中虚线所示)，则方法500可以被修改以适应地理上最接近维护工具480的WirelessHART网关430的选择。方法500选择距离维护工具480最近的WirelessHART网关，因为方法500假设维护技术员470和维护工具480在要维护的现场设备440附近，或者至少在要维护的现场设备440的蓝牙范围内。因此，该方法假设距离维护工具480最近的WirelessHART网关430是与要维护的现场设备440进行WirelessHART通信的WirelessHART网关430。
为了支持选择距离维护工具480最近的WirelessHART网关430，可以修改在维护工具480与WirelessHART网关430之间建立通信路径的方法步骤510，以包括经由云405向中央控制器410发送维护工具480的地理位置(即，全球定位系统(GPS)坐标)。使用维护工具480的GPS坐标以及过程自动化系统400中所有WirelessHART网关430的GPS坐标，中央控制器410确定具有地理上最接近维护工具480的位置的WirelessHART网关430。中央控制器410然后在维护工具480与被确定为最接近维护工具480的WirelessHART网关430之间建立通信路径。
针对包括一个以上WirelessHART网关430的过程自动化系统400，方法500的剩余步骤可以不变：向维护工具480发送支持蓝牙的现场设备440的列表(步骤515)；在维护工具480中接收该列表，并选择现场设备440(步骤520)；在选定的现场设备440中启用蓝牙通信(步骤525)；在维护工具480与选定的现场设备440之间建立蓝牙连接(步骤530)；维护该选定的现场设备440(步骤535)；以及结束与该选定的现场设备440的蓝牙连接(步骤540)。过程自动化系统400中的每一支持蓝牙的现场设备440因此可以以类似的方式被维护。
在包括一个以上WirelessHART网关430的过程自动化系统400的实施例中，具有维护工具480的维护技术员470可以移动到过程自动化系统400内的不同地理位置，用于其他支持蓝牙的现场设备440的维护。在新的位置，方法步骤510将包括发送维护工具480的新GPS坐标，并且方法500的剩余方法步骤可以从过程自动化系统内的新位置再次执行，用于维护该现场设备440。
如果在包括一个以上WirelessHART网关430的过程自动化系统400的实施例中，两个或更多个WirelessHART网关430与维护工具480等距，则方法步骤510可以包括向维护工具480发送维护工具480可以连接的WirelessHART网关430的列表。用户470可以经由维护工具480从其选择包括要维护的现场设备440的WirelessHART网关。WirelessHART网关430的该选择触发了云405和中央控制器410建立维护工具480与选定的WirelessHART网关430之间的通信信道。
尽管当网关与现场设备之间的连接是经由WirelessHART，并且维护工具与现场设备之间的连接是蓝牙时，本公开找到了最大的适用性，但是实施例仅仅是借助于在此描述的公开内容的非限制性示例的方式提供的。因此，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变和修改，并且可以用等同物来代替其中的元件。本公开并不旨在穷举或限制本公开主题的范围。
此外，在描述代表性实施例时，本公开可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在一定程度上，该方法或过程不依赖于本文陈述的特定步骤顺序，该方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。其他步骤序列可以是可能的，且因此仍在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种用于维护过程自动化技术的现场设备的方法，所述方法包括：
提供过程自动化系统，所述过程自动化系统包括：
具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中所述第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用；
包括过程自动化网络接口、WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的WirelessHART网关，其中所述第一现场设备经由WirelessHART与所述WirelessHART网关通信；
过程自动化网络；以及
中央控制器，所述中央控制器包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口，其中所述中央控制器经由所述过程自动化网络与所述WirelessHART网关通信，并且其中所述中央控制器包括用于控制所述过程自动化系统的软件；
提供具有蓝牙通信接口的便携式计算机；
经由蓝牙将所述便携式计算机连接到所述WirelessHART网关；
经由蓝牙从所述便携式计算机向所述WirelessHART网关发送第一命令，其中所述第一命令指导所述WirelessHART网关启用所述第一现场设备中的蓝牙通信；
在所述WirelessHART网关中接收所述第一命令，在所述WirelessHART网关中处理所述第一命令，并且经由WirelessHART从所述WirelessHART网关向所述第一现场设备发送第二命令，其中所述第二命令指导所述第一现场设备启用其蓝牙通信接口；
在所述第一现场设备中接收所述第二命令，在所述第一现场设备中处理所述第二命令，并且在所述第一现场设备中启用蓝牙通信，其中所述蓝牙通信与所述WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；
结束所述便携式计算机与所述WirelessHART网关之间的蓝牙连接；
进行所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；以及
经由蓝牙和所述便携式计算机来维护所述第一现场设备。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
结束所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；
进行所述便携式计算机与所述WirelessHART网关之间的蓝牙连接；
经由蓝牙从所述便携式计算机向所述WirelessHART网关发送第三命令，其中所述第三命令指导所述WirelessHART网关禁用所述第一现场设备中的蓝牙；
在所述WirelessHART网关中接收所述第三命令，在所述WirelessHART网关中处理所述第三命令，并且经由WirelessHART从所述WirelessHART网关向所述第一现场设备发送第四命令，其中所述第四命令指导所述第一现场设备禁用其蓝牙通信接口；以及
在所述第一现场设备中接收所述第四命令，在所述第一现场设备中处理所述第四命令，并且在所述第一现场设备中禁用蓝牙通信。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中所述过程自动化系统还包括具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中所述第二现场设备被实施为以时间切片的方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用，
其中所述第二命令从所述WirelessHART网关经由WirelessHART的发送包括所述第二命令向所述第二现场设备的发送，
所述方法还包括：
在所述第二现场设备中接收所述第二命令，在所述第二现场设备中处理所述第二命令，并且在所述第二现场设备中启用蓝牙通信，其中所述蓝牙通信与所述WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
结束所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；
进行所述便携式计算机与所述第二现场设备之间的蓝牙连接；以及
经由蓝牙和所述便携式计算机来维护所述第二现场设备。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
结束所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；以及
在所述第一现场设备内的蓝牙通信不活跃一段时间之后，禁用所述第一现场设备内的蓝牙通信。
6.一种用于维护过程自动化技术的现场设备的方法，所述方法包括：
提供过程自动化系统，包括：
具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中所述第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用；
包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第一WirelessHART网关，其中所述第一现场设备经由WirelessHART与所述第一WirelessHART网关通信；
过程自动化网络；
包括无线网络的云网络，其中所述云网络与所述过程自动化网络连接；以及
中央控制器，所述中央控制器包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口和附加网络接口，其中所述中央控制器经由所述过程自动化网络与所述第一WirelessHART网关连接，其中所述中央控制器经由所述附加网络接口与所述云网络连接，并且其中所述中央控制器包括用于控制所述过程自动化系统的软件；
提供具有蓝牙通信接口和网络接口的便携式计算机；
进行所述便携式计算机与所述云网络之间的网络连接；
经由所述云网络从所述便携式计算机向所述中央控制器发送第一命令，其中所述第一命令指导所述中央控制器在第一WirelessHART网关与所述便携式计算机之间建立通信信道；
在所述中央控制器中接收所述第一命令并在所述中央控制器中处理所述第一命令，其中所述处理包括经由所述云网络和所述过程自动化网络在所述便携式计算机与所述第一WirelessHART网关之间建立通信信道；
经由所述通信信道从所述第一WirelessHART网关向所述便携式计算机发送现场设备的列表，其中所述列表包括与所述第一WirelessHART网关进行WirelessHART通信的现场设备，并且其中通过建立所述通信信道在所述WirelessHART网关中触发所述现场设备的列表的发送；
在所述便携式计算机中接收所述现场设备的列表，并且在所述便携式计算机上呈现所述列表；
从所述便携式计算机上的现场设备的列表选择所述第一现场设备，并且经由所述通信信道向所述第一WirelessHART网关发送所述选择；
在所述第一WirelessHART网关中接收所述第一现场设备的选择，并经由WirelessHART从所述第一WirelessHART网关向所述第一现场设备发送第二命令，其中所述第二命令指导所述第一现场设备启用其蓝牙通信；
在所述第一现场设备中接收所述第二命令，在所述第一现场设备中处理所述第二命令，并且在所述第一现场设备中启用蓝牙通信，其中所述蓝牙通信与所述WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；
进行所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；以及
经由蓝牙和所述便携式计算机来维护所述第一现场设备。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中所述过程自动化系统还包括具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中所述第二现场设备被配置成以时间切片的方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用，并且其中所述第二现场设备经由WirelessHART与所述第一WirelessHART网关通信，
所述方法还包括：
结束所述便携式计算机与所述第一现场设备之间的蓝牙连接；
从所述便携式计算机上的现场设备的列表选择所述第二现场设备，并且经由所述通信信道向所述WirelessHART网关发送所述选择；
在所述第一WirelessHART网关中接收所述第二现场设备的选择，并经由WirelessHART从所述第一WirelessHART网关向所述第二现场设备发送第二命令，其中所述第二命令指导所述第二现场设备启用其蓝牙通信；
在所述第二现场设备中接收所述第二命令，在所述第二现场设备中处理所述第二命令，并且在所述第二现场设备中启用蓝牙通信，其中所述蓝牙通信与所述WirelessHART通信是时间切片的，使得蓝牙和WirelessHART在交替的时间周期中是活跃的；
进行所述便携式计算机与所述第二现场设备之间的蓝牙连接；以及
经由蓝牙和所述便携式计算机来维护所述第二现场设备。
8.根据权利要求6所述的方法，
其中所述过程自动化系统还包括
具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中所述第二现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用；以及
包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第二WirelessHART网关，其中所述第二现场设备经由WirelessHART与所述第二WirelessHART网关通信，并且
其中所述第一命令的发送包括向所述中央控制器发送所述便携式计算机的全球定位系统(GPS)坐标，
所述方法还包括：
确定所述第一WirelessHART网关还是所述第二WirelessHART网关更接近所述便携式计算机，其中所述便携式计算机的GPS坐标和所述第一WirelessHART网关的GPS坐标和所述第二WirelessHART网关的GPS坐标用于确定更近的WirelessHART网关，
其中所述中央控制器在所述便携式计算机与所述第一WirelessHART网关和所述第二WirelessHART网关中的更近网关之间建立所述通信信道。
9.一种过程自动化系统，包括：
具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第一现场设备，其中所述第一现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用；
包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第一WirelessHART网关，其中所述第一现场设备经由WirelessHART与所述第一WirelessHART网关通信；
过程自动化网络；
包括无线网络的云网络，其中所述云网络与所述过程自动化网络连接；以及
中央控制器，所述中央控制器包括微处理器、非易失性存储器和易失性存储器，且进一步包括过程自动化网络接口和附加网络接口，其中所述中央控制器经由所述过程自动化网络与所述第一WirelessHART网关连接，其中所述中央控制器经由所述附加网络接口与所述云网络连接，并且其中所述中央控制器包括用于控制所述过程自动化系统的软件；
其中所述中央控制器的软件被配置成：
管理所述云网络与便携式计算机之间的网络连接，
经由所述云网络从所述便携式计算机接收第一命令，其中所述第一命令指导所述中央控制器在所述便携式计算机与所述第一WirelessHART网关之间建立通信信道，
经由所述云网络和所述过程自动化网络在所述便携式计算机与所述第一WirelessHART网关之间建立通信信道，
从所述第一WirelessHART网关接收现场设备的列表，并经由所述通信信道向所述便携式计算机发送所述现场设备的列表，其中所述列表包括与所述第一WirelessHART网关进行WirelessHART通信的现场设备，以及
从所述便携式计算机接收现场设备的选择，并经由所述通信信道向所述第一WirelessHART网关发送所述选择，并且
其中所述第一WirelessHART网关被配置成从所述中央控制器接收现场设备的选择，并经由WirelessHART向所选择的现场设备发送第二命令，其中所述第二命令指导所选择的现场设备启用其蓝牙通信。
10.根据权利要求9所述的过程自动化系统，还包括：
具有WirelessHART通信接口和蓝牙通信接口的第二现场设备，其中所述第二现场设备被配置成以时间切片方式操作每一通信接口，其中所述WirelessHART接口默认被启用，并且其中所述蓝牙通信接口默认未启用；以及
包括过程自动化网络接口和WirelessHART通信接口的第二WirelessHART网关，其中所述第二现场设备经由WirelessHART与所述第二WirelessHART网关通信，其中所述第二WirelessHART网关经由所述过程自动化网络与所述中央控制器连接，
其中所述中央控制器的软件还被配置成：
从所述便携式计算机接收所述便携式计算机的全球定位系统(GPS)坐标，
基于所述便携式计算机的GPS坐标、所述第一WirelessHART网关的GPS坐标和所述第二WirelessHART网关的GPS坐标来确定所述便携式计算机在地理上更接近所述第一WirelessHART网关还是所述第二WirelessHART网关，以及
在所述便携式计算机与所述第一WirelessHART网关和所述第二WirelessHART网关中的更近网关之间建立所述通信信道。
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