CN114765581A

CN114765581A - 建议性设备连接规划

Info

Publication number: CN114765581A
Application number: CN202210043502.7A
Authority: CN
Inventors: C·戴维
Original assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Current assignee: Fisher Rosemount Systems Inc
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-07-19
Also published as: JP2022109875A; DE102022100446A1; US20220232393A1; GB202119028D0; US11418969B2; GB2603853A

Abstract

一种网络设计工具使得用户能够容易地和快速地图形化地设计过程控制环境中的无线通信网络的模型。具体而言，网络设计工具可以提供包括画布的交互式用户界面，该画布使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示模型设备和链路的符号来设计网络模型。该工具可以在用户在画布上四处移动指针或光标时动态地指示潜在位置处的通信链路的强度，并且可以自动地建议要添加到期望位置的设备。在选择了期望的设备之后，该工具可以基于对工厂环境、现有设备和新设备的真实世界位置、以及现有设备和新设备的信号传递属性的分析，自动地将所选择的设备连接到模型中的其他设备。

Description

建议性设备连接规划

技术领域

本公开内容总体上涉及设计和管理无线网络，具体而言，涉及用于通过交互式用户界面来图形化地设计过程控制环境中的无线网络的技术。

背景技术

分布式过程控制系统，诸如分布式或可扩展过程控制系统，如在发电、化学、石油或其他过程中使用的那些，通常包括一个或多个过程控制器，所述过程控制器通过过程控制网络彼此通信耦接，通信耦接到至少一个主机或操作员工作站，并且通过模拟、数字或混合的模拟/数字总线通信耦接到一个或多个仪表或现场设备。

现场设备执行过程或工厂内的功能，例如打开或关闭阀、接通和断开设备以及测量过程参数。示例现场设备包括阀、阀定位器、开关和变送器(例如，包括用于测量温度、压力或流速的传感器的设备；和用于传送所感测的温度、压力和流速的变送器)。

过程控制器通常位于工厂环境中，接收指示由现场设备进行的过程测量的信号(或与现场设备有关的其他信息)，并执行控制器应用程序，该控制器应用程序运行例如不同控制模块，这些控制模块做出过程控制决策，基于所接收的信息生成控制信号，并与在智能现场设备(例如，

和

Fieldbus现场设备)中实现的控制模块或块协调。

控制模块的执行使得过程控制器通过通信链路或信号路径将控制信号发送到现场设备，从而控制过程工厂或系统的至少一部分的操作(例如，控制在工厂或系统内运行或执行的一个或多个工业过程的至少一部分)。例如，第一组控制器和现场设备可以控制由过程工厂或系统控制的过程的第一部分，并且第二组控制器和现场设备可以控制过程的第二部分。

输入/输出(I/O)卡(有时称为“I/O设备”或“I/O模块”)(通常也位于工厂环境中)通常通信地设置在控制器和一个或多个现场设备之间，使得能够在其间进行通信(例如，通过将电信号转换为数字值，反之亦然)。通常，I/O卡用作过程控制器与一个或多个现场设备输入或输出之间的中间节点，所述现场设备输入或输出被配置用于与I/O卡所使用的通信协议相同的一个或多个通信协议。

如本文所使用的，现场设备、控制器和I/O设备通常被称为“过程控制设备”，并且通常位于、设置或安装在过程控制系统或工厂的现场环境中。由一个或多个控制器、通信连接到所述一个或多个控制器的现场设备、以及促进所述控制器与现场设备之间的通信的中间节点形成的网络可以被称为“I/O网络”或“I/O子系统”。

可使得来自I/O网络的信息通过数据高速通道或通信网络(“过程控制网络”)可用于一个或多个其他硬件设备，例如操作员工作站、个人计算机或计算设备、手持设备、数据历史记录装置、报告生成器、集中式数据库或其他通常放置在控制室或远离工厂的更恶劣现场环境的其他位置(例如，在过程工厂的后端环境中)的集中式管理计算设备。

通过过程控制网络传送的信息使操作员或维护人员能够经由连接到网络的一个或多个硬件设备执行关于过程的期望功能。这些硬件设备可以运行应用程序，这些应用程序使操作员能够例如改变过程控制例程的设置、修改过程控制器或智能现场设备中的控制模块的操作、查看过程的当前状态或过程工厂中的特定设备的状态、查看由现场设备和过程控制器生成的警报、为了培训人员或测试过程控制软件而仿真过程的操作、诊断过程工厂中的问题或硬件故障等。由硬件设备、控制器和现场设备使用的过程控制网络或数据高速通道可以包括有线通信路径、无线通信路径或有线和无线通信路径的组合。

一般而言，通信网络(例如，过程控制环境中的I/O网络)包括作为数据的发送者和接收者的节点以及连接节点的通信链路或路径。另外，通信网络通常包括负责在节点之间引导业务的专用路由器，以及可选地，负责配置和管理网络的专用设备。一些或所有节点还可以适于用作路由器，以便引导在其他网络设备之间发送的业务。网络设备可以以有线或无线方式互连，并且网络设备可以具有不同的路由和传输能力。例如，专用路由器可能能够进行大容量传输，而一些节点可能能够在相同的时间段上发送和接收相对少的业务。另外，网络上的节点之间的连接可以具有不同的吞吐能力和不同的衰减特性。例如，由于介质固有的物理限制的差异，光缆能够提供比无线链路高几个数量级的带宽。

在过程控制工业中，已知使用标准化通信协议来使得由不同制造商制造的设备能够以易于使用和易于实现的方式彼此通信。在过程控制工业中使用的一个这种公知的通信标准是高速通道可寻址远程发射器(HART)通信基础协议，通常称为HART协议。一般而言，HART协议支持专用线或线组上的组合数字和模拟信号，其中在线过程信号(诸如控制信号、传感器测量等)作为模拟电流信号(例如，范围从4至20毫安)提供，而诸如设备数据、对设备数据的请求、配置数据、警报和事件数据等其他信号作为数字信号提供，该数字信号作为模拟信号叠加或复用到相同的线或线组上。然而，典型的HART实施方式依赖于专用的硬连线通信线路，导致过程工厂内的相当大布线需求。

多年来，已经有将无线技术结合到包括过程控制工业的各种工业中的趋势。然而，在过程控制环境和工业中存在限制无线技术的全面结合、接受和使用的显著障碍，由于过程控制工业需要完全可靠的过程控制网络，因为信号的丢失可能引起工厂的控制的丧失，导致灾难性的后果，包括爆炸、致命化学品或气体的释放等。此外，在无线通信系统的使用中已经有了许多进展，它们大体上可以应用于过程控制工业，但是还没有以允许或提供可靠的、并且在某些情况下完全无线的过程工厂内的通信网络的方式应用于过程控制工业。

此外，用于设计过程控制环境中的无线通信网络的现有工具提出了许多挑战。一般而言，使用这些工具设计无线网络是耗时且乏味的过程。

注意，本背景技术描述提供了便于理解和领会以下具体实施方式的上下文。在背景技术部分中描述的程度上(以及在提交时可能不以其他方式构成现有技术的背景技术描述的方面)，当前署名的发明人的工作既不明确地也不隐含地被认为是本公开内容的现有技术。

发明内容

在实施例中，一种方法包括以下中的任何一个或多个：(1)显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型；(2)检测画布上的表示包括在网络模型中的模型设备集合的设备符号集合；(3)检测对画布上的画布位置的选择；为模型设备集合计算在与画布位置相对应的真实世界位置处的一个或多个信号强度；(4)为模型设备集合计算在与画布位置相对应的真实世界位置处的一个或多个信号强度；和/或(5)生成并显示选自多个潜在的模型设备中的、要被放置在画布位置处并被添加到网络模型的建议的模型设备的用户可选择的列表，其中，用户可选择的列表基于以下来生成：(i)所计算的在真实世界位置处的一个或多个信号强度；以及(ii)多个潜在设备的无线信号传递属性。所计算的一个或多个信号强度可以基于对以下各项的分析来计算：(i)与画布位置相对应的真实世界位置；(ii)包括在网络中的模型设备集合中所包括的每个模型设备的真实世界位置；以及(iii)包括在网络中的模型设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性。

在实施例中，一种系统包括以下中的任何一个或多个：(1)用户接口，包括显示器和用户输入部件；和/或(2)耦接到用户接口的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器可以被配置为进行以下中的任何一个或多个：(1)经由所述显示器显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网状网络中的网络设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网状网络的网状网络模型；(2)检测画布上的表示包括在网状网络模型中的设备的设备符号集合；(3)经由用户输入部件检测对画布上的画布位置的选择；(4)基于对以下各项的分析来为设备集合计算在与画布位置相对应的真实世界位置处的一个或多个信号强度：(i)与画布位置相对应的真实世界位置；(ii)包括在网状网络中的设备集合中所包括的每个设备的真实世界位置；以及(iii)包括在网状网络中的设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性；和/或(5)生成并经由显示器显示从多个潜在设备中选择的、要被放置在画布位置处并被添加到网状网络模型的建议的设备的用户可选择的列表，其中，用户可选择的列表基于以下各项来生成：(i)所计算的在真实世界位置处的一个或多个信号强度；以及(ii)多个潜在设备的无线信号传递属性。

在实施例中，一种方法包括以下中的任何一个或多个：(1)显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网络中的网络设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型；(2)检测画布上的表示包括在网状网络模型中的设备的设备符号集合；(3)在画布上的第一画布位置处检测表示用户的位置的指针；和/或(4)动态地显示一个或多个信号强度指示，所述信号强度指示表示设备集合相对于指针的一个或多个信号强度。动态地显示一个或多个信号强度指示可以包括以下中的任何一个或多个：(i)为设备集合计算在与第一画布位置相对应的第一真实世界位置处的一个或多个信号强度；(ii)显示一个或多个信号强度指示，使得它们拥有表示第一真实世界位置处的一个或多个信号强度的第一属性；(iii)检测指针从第一画布位置移动到第二画布位置；(iv)通过重新计算与第二画布位置相对应的第二真实世界位置处的一个或多个信号强度来响应检测到用户指针元件移动；和/或(v)更新一个或多个信号强度指示以指示重新计算的一个或多个信号强度，其中，经更新的一个或多个信号强度指示拥有表示重新计算的在第二真实世界位置处的一个或多个信号强度的第二属性。

在实施例中，一种系统包括以下中的任何一个或多个：(1)用户接口，包括显示器和用户输入部件；和/或(2)耦接到用户接口的一个或多个处理器。一个或多个处理器可以被配置为进行以下中的任何一个或多个：(1)经由显示器显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网络中的网络设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型；(2)检测画布上的表示包括在网状网络模型中的设备符号集合；(3)经由用户输入部件检测表示用户在画布上的第一画布位置处的位置的指针；和/或(4)经由显示器动态地显示表示设备集合相对于指针的一个或多个信号强度指示。使一个或多个处理器动态地显示一个或多个信号强度指示可以包括使一个或多个处理器执行以下操作中的任何一个或多个：(i)为设备集合计算在与第一画布位置相对应的第一真实世界位置处的一个或多个信号强度；(ii)显示一个或多个信号强度指示，使得它们拥有表示第一真实世界位置处的一个或多个信号强度的第一属性；(iii)检测指针从第一画布位置移动到第二画布位置；(iv)通过重新计算与第二画布位置相对应的第二真实世界位置处的一个或多个信号强度来响应检测到用户指针元件移动；和/或(v)更新一个或多个信号强度指示以指示重新计算的一个或多个信号强度，其中，经更新的一个或多个信号强度指示拥有表示重新计算的在第二真实世界位置处的一个或多个信号强度的第二属性。

附图说明

图1是根据本文所述技术的包括可经由网络设计工具设计和配置的无线I/O网络的示例性网络的框图。

图2是图1所示的网络设计工具的示例性架构的框图，该工具可用于图形地设计、生成或编辑可用于配置网络的网络模型。

图3示出了包括可以由图1和图2中所示的网络设计工具呈现的画布的交互式窗口，该交互式窗口使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。

图4示出了用于提供包括画布的用户界面(例如，经由网络设计工具)的示例方法，该画布使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。

图5示出了用于在可视地设计过程控制环境中的模型无线网络的用户界面内提供(例如，经由网络设计工具)模型网络中的模型设备的链路或信号强度的指示或可视化表示的示例方法。

图6示出了显示与可以由网络设计工具呈现的画布的示例用户交互的示例屏幕截图，其中，示出链路可视化表示以指示(i)网络模型中的现有模型设备与(ii)可以添加新模型设备的用户指针的当前位置之间的可能链路的强度。

图7示出了用于建议要被添加到网络模型的模型设备以及用于自动地将新模型设备连接到包括在网络模型中的其他模型设备的示例方法。

图8示出了显示与可以由网络设计工具呈现的画布的示例用户交互的示例屏幕截图，其中用户(由指针表示)选择新模型设备的期望位置。

图9示出了显示与可以由网络设计工具呈现的画布的示例用户交互的示例屏幕截图，其中用户(由指针表示)选择新模型设备的期望位置。

图10是示出了描绘与可以由网络设计工具呈现的画布的示例用户交互的示例屏幕截图。

具体实施方式

所描述的方法和系统使得用户能够容易地和快速地图形化地设计过程控制环境中的通信网络的无线网络模型。具体而言，网络设计工具可以提供包括画布的交互式用户界面，该画布使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在网络中的设备和链路的模型的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。通过该工具设计的网络模型可被用来配置它所表示的网络。

画布可以显示工厂的缩放图像或布局，包括墙壁、设备等。虽然用户界面可以包括表示模型网络设备和链路的图标或符号库，用户可以将其拖到画布上以设计网络模型，但是用户界面还可以通过自动建议将一个或多个模型设备放置在画布上的位置(表示真实世界位置)来对用户点击该位置(或以其他方式与该位置交互)做出响应。该工具可以分析工厂环境(例如，墙壁、设备等)的地图或布局、模型中的现有设备的位置、这些设备的信号传递(signaling)属性或强度、网络偏好或约束、或者潜在设备的信号传递属性，以(从潜在设备)识别针对期望地点或位置的建议模型设备的集合。网络偏好或约束中的一个或多个可以是可由用户调整的。

可以被添加到网络模型的示例模型网络设备包括：无线接入点、网关、路由器、交换机、无线计算机/移动设备、无线现场设备、用于有线现场设备的无线适配器等。

示例网络偏好或约束包括网络拓扑(例如，网状网络(mesh network)、星形网络等)。网状网络是一种网络拓扑，其中节点直接、动态地、和非分层地连接到尽可能多的其他节点，并且彼此协作以有效地从/向客户端路由数据。这种不依赖于一个节点允许许多节点参与信息的中继。通常，网状网络动态地自组织和自配置，这可以减少安装开销。自配置的能力使得能够动态分配工作负载，特别是在一些节点发生故障的情况下。这又有助于容错和降低维护成本。星形网络是辐条式轮毂分布拓扑。在星形网络中，每个主机连接到中央集线器。在其最简单的形式中，一个中央集线器用作传送消息的管道。在一些情况下，一系列星形网络可以彼此连接以形成单个网络。

在任何情况下，在已经向用户建议模型设备之后，用户然后可以从所建议的模型设备的列表中进行选择，从而使得相应地更新画布和网络模型。如果需要，在用户选择所需位置或设备之前，该工具可以基于用户在画布上的位置(例如，基于用户的光标或点位置)自动地且动态地显示可以被建立以将新模型设备连接到所示网络的潜在通信链路的强度的指示或可视化表示。在用户选择要添加到网络模型的新模型设备之后，该工具可以自动分析已经包括在模型网络中的模型设备和新模型设备(例如，信号传递属性、真实世界位置等)、工厂布局(例如，包括诸如设备和墙壁的障碍物)或网络偏好或约束，并且可以基于分析自动将新模型设备连接到一个或多个现有模型设备。

模型网络和设备可以包括相关的配置信息，其最终可以被下载到由网络模型所表示的网络设备或负责配置和管理网络设备的网络管理器。配置信息可以包括路由和调度信息、邻居信息等。该配置信息可以基于默认值或在用户使用网络设计工具时提供的信息来生成。

在创建或编辑了模型网络之后，可相应地配置网络。例如，物理设备可以安装在工厂中与网络模型中的模型设备的位置相对应的位置处，并且网络设备中的一个或多个(例如，网关、接入点、路由器等)或网络管理器设备可以用存储到网络模型的配置信息来更新，使得网络如所设计的那样执行。相关的配置数据可以直接下载到网络设备，或者可以通过“管理”网络的各个方面(例如，用于通信的时隙的分配)的网络管理器下载。

I.示例网络

图1示出了根据本文所述技术的示例性网络10，其包括可以经由网络设计工具45设计和配置的无线I/O网络14。无线I/O网络14可根据过程工厂中的I/O网络的协议，例如无线HART来操作。

除了无线I/O网络14之外，网络10还可以包括工厂自动化网络12，其可以包括通过通信主干线20连接的一个或多个固定工作站16和一个或多个便携式工作站18。主干线20可以通过以太网、RS-485、Profibus DP或其他合适的通信协议来实现。工厂自动化网络12和无线I/O网络14可以经由网关22连接。具体而言，网关22可以以有线方式连接到主干线20，并且可以通过使用任何合适的已知协议与工厂自动化网络12通信。网关22可以被实现为独立设备、实现为可插入主机或工作站16或18的扩展槽中的卡、或者实现为基于PLC或基于DCS的系统的IO子系统的一部分、或者以任何其他方式实现。网关22向在网络12上运行的应用程序提供对无线I/O网络14的各种设备的访问。除了协议和命令转换之外，网关22可以提供由无线I/O网络14的调度方案的时隙和超帧(在时间上等间隔的通信时隙的集合)使用的同步时钟。

一般而言，“超帧”可以被理解为在时间上重复的时隙的集合。给定超帧中的时隙的数量(超帧大小)确定每个时隙多久重复一次，从而为使用这些时隙的网络设备设置通信调度。每个超帧可以与某个图形标识符相关联。在一些实施例中，网络14可以包含不同大小的若干并发超帧。此外，超帧可以包括多个无线电信道或无线电频率。

在任何情况下，在一些情形中，网络10/12/14可以具有多于一个网关22。通过为无线I/O网络14和工厂自动化网络12或外部世界之间的通信提供附加带宽，这些多个网关可以用于提高网络的有效吞吐量和可靠性。另一方面，网关22设备可以根据无线HART网络内的网关通信需要从适当的网络服务请求带宽。网关22还可以在系统运行时重新评估必要的带宽。例如，网关22可以从驻留在无线I/O网络14外部的主机接收请求以检索大量数据。网关设备22然后可以从诸如网络管理器的专用服务请求附加带宽，以便适应该事务。网关22然后可以在完成事务时请求释放不必要的带宽。

在一些实施例中，网关22在功能上被划分为虚拟网关24和一个或多个网络接入点25。一般而言，“接入点”是将有线业务(例如，分组)转换成无线业务并且反之亦然的设备。它可以被认为是有线网络或子网络与无线网络或子网络之间的节点。

网络接入点25可以是与网关22有线通信的单独的物理设备，以便增加无线I/O网络14的带宽和整体可靠性。然而，尽管图1示出了物理上分离的网关22和接入点25之间的有线连接26，但是应当理解，元件22-26也可以被提供为集成设备。因为网络接入点25可以与网关设备22物理地分离，所以接入点25可以策略性地放置在若干不同的位置。除了增加带宽之外，多个接入点25还可以通过在一个或多个其他接入点处补偿一个接入点处的潜在较差信号质量来增加网络的整体可靠性。具有多个接入点25还在接入点25中的一个或多个处发生故障的情况下提供冗余。注意，在网络14的设计阶段期间，工具45可以建议将表示接入点25的模型接入点添加到网络模型中(例如，当用户已经选择了在网络中的其他设备的范围的末端处或附近的期望位置时)。例如，当用户将模型设备放置在模型网络中的其他设备的范围之外的位置时，工具45可以自动地将一个或多个模型接入点放置在新设备与模型中的其他设备之间，以扩展范围并便于新设备到网络的连接。

网关设备22可以另外包含网络管理器软件模块27和安全管理器软件模块28。在另一实施例中，网络管理器27和/或安全管理器28可以在工厂自动化网络12上的主机之一上运行。例如，网络管理器27可以在主机16上运行，而安全管理器28可以在主机18上运行。网络管理器27可以负责网络的配置、调度无线HART设备之间的通信(例如，配置超帧)、路由表的管理以及监视和报告无线I/O网络14的健康状况。尽管支持冗余网络管理器27，但是可以预期，每个无线I/O网络14应当仅有一个运行中的网络管理器27。

再次参考图1，无线I/O网络14可以包括一个或多个现场设备30-40。通常，过程控制系统，如在化学、石油或其他过程工厂中使用的那些，包括诸如阀、阀定位器、开关、传感器(例如，温度、压力和流速传感器)、泵、风扇等的现场设备。现场设备执行过程中的控制功能，例如打开或关闭阀以及进行过程参数的测量。在无线I/O网络14中，现场设备30-40可以是无线HART数据分组的生产者和消费者。当用户设计诸如网络14之类的网络时，工具45可以建议模型无线现场设备，并且用户可以将模型现场设备的符号添加到由工具45提供的画布，以将模型现场设备添加到模型网络。

外部主机41可以连接到网络43，该网络又可以经由路由器44连接到工厂自动化网络12。一般而言，“路由器”是沿着网络转发数据分组的设备，并且连接到至少两个网络，通常是两个LAN、WAN、或者LAN及其ISP的网络。路由器可以位于两个或更多网络连接的“网关”处。通常，路由器使用头部和转发表来确定用于转发分组的路径，并且使用协议来彼此通信以配置主机之间的路由。这与网络交换机形成对比，网络交换机通常将业务转发到下一节点，而不必知道业务的最终目的地或业务到最终目的地的路径。

在任何情况下，网络43可以是例如万维网(WWW)。尽管外部主机41既不属于工厂自动化网络12也不属于无线I/O网络14，但是外部主机41可以经由路由器44访问两个网络上的设备。如果需要，网络设计工具45可以在外部主机41上驻留并运行，并提供下面更详细讨论的无线网络配置和仿真功能。可替换地，网络设计工具45可以在固定工作站16上、在便携式工作站18(其可以是被配置用于触摸输入的膝上型计算机或平板计算机)上、或在直接连接到无线I/O网络14的便携式设备上运行。在一些实施例中，网络设计工具45可以以分布式方式在网络10的若干主机上运行。在又一个实施例中，网络设计工具45可以在独立主机47上运行，因此不能接入或仅周期性接入网络12或网络14。在这种情况下，可以借助于主机47将与无线网络14的性能有关的反馈信息手动输入到网络设计工具45中。

网络设计工具45可以被实现为使用诸如C/C++、C#、WPF或JAVA之类的一种或多种编程语言的软件包。网络设计工具45的软件可以以传统方式存储在一个或多个主机16、18、41或47上。可替换地，网络设计工具45可以被提供在诸如CD或DVD之类的便携式存储盘上，并且可以在操作期间被加载到计算机主机的易失性存储器中。例如，主机16、18、41和47中的一些或全部可以包括能够永久存储软件的硬盘驱动器和闪存驱动器以及与包含网络设计工具45的CD或DVD兼容的CD和DVD驱动器。在另一实施例中，网络设计工具45可以作为分布式web服务或者远程运行并且经由互联网或内联网可访问的软件来提供。例如，远程主机41可以包含网络设计工具45的一些软件部件，而工作站16可以经由键盘、鼠标、计算机屏幕和类似的输入/输出设备向操作员提供用户接口。根据该实施例，操作员可以访问网络设计工具45的一些或全部特征并从中受益，但是出于安全或版权原因，网络设计工具45的软件可以远程驻留。

无线I/O网络14可使用诸如无线HART之类的协议，该协议提供有线HART设备所经历的类似操作性能。该协议的应用可以包括过程数据监视、关键数据监视(具有更严格的性能要求)、校准、设备状态和诊断监视、现场设备故障查找、调试和监督过程控制。这些应用要求无线I/O网络14使用协议，该协议可以在必要时提供快速更新，在需要时移动大量数据，并且支持仅临时加入无线I/O网络14以进行调试和维护工作的网络设备。

再次参考图1，现场设备30-36可以是无线HART设备。即，现场设备30、32、34或36可被提供为支持无线HART协议栈的所有层的整体单元。在网络10中，现场设备30可以是无线HART流量计，现场设备32可以是无线HART压力传感器，现场设备34可以是无线HART阀定位器，并且现场设备36可以是无线HART压力传感器。重要的是，无线HART设备30-36是支持用户期望从有线HART协议获得的所有的HART设备。在一些实施例中，所有无线HART设备包括核心强制能力，以便允许在不损害系统操作的情况下交换等效设备类型。此外，无线HART协议向后兼容HART核心技术，例如设备描述语言(DDL)。在实施例中，所有HART设备应当支持DDL，这确保终端用户立即具有开始使用无线HART协议的工具。

另一方面，现场设备38可以是传统4-20mA设备，而现场设备40可以是有线HART设备。现场设备38和40可经由无线HART适配器(WHA)50连接到无线HART网络13。另外，WHA 50可以支持其他通信协议，例如Foundation Fieldbus、PROFIBUS、DevicesNet等。在这些实施例中，WHA 50支持在协议栈的较低层上的协议转换。另外，可以设想，单个WHA 50也可以用作复用器并且支持多个HART或非HART设备。

工厂人员可以另外使用手持设备来安装、控制、监视和维护网络设备。一般而言，手持设备是可以直接连接到无线I/O网络14或通过网关22作为工厂自动化网络12上的主机连接到无线I/O网络14的便携式设备。如图1所示，无线HART连接的手持式设备55直接与无线I/O网络14通信。当与所形成的无线I/O网络14一起操作时，该设备可以作为仅另一无线HART现场设备加入网络14。当与未连接到无线HART网络的目标网络设备一起操作时，手持设备55可以通过与目标网络设备形成其自己的无线HART网络，而作为网关设备22和网络管理器27的组合来操作。

连接工厂自动化网络的手持设备(未示出)通过诸如Wi-Fi之类的已知联网技术连接到工厂自动化网络12。该设备以与外部工厂自动化服务器(未示出)或工作站16和18相同的方式通过网关设备22与网络设备30-40对话。

另外，无线I/O网络14可以包括路由器设备60，其可以经由工具45被添加到网络14的模型。路由器设备60是将分组从一个网络设备转发到另一个网络设备的网络设备。充当路由器设备的网络设备使用内部路由表来决定它应当将特定分组转发到哪个网络设备。在无线I/O网络14上的所有设备都支持路由的那些实施例中，可能不需要诸如路由器60之类的独立路由器。然而，向网络添加专用路由器60可能是有益的(例如，用以扩展网络，或节省网络中现场设备的电力)。在设计阶段期间，工具45可以建议将表示路由器60的模型路由器添加到模型网络，或者可以自动地添加这样的模型路由器(例如，当用户放置否则将在网络中的其他设备的范围之外的设备时作为中间节点)。

直接连接到无线I/O网络14的所有设备可以被称为网络设备。特别地，为了路由和调度的目的，无线HART现场设备30-36、适配器50、路由器60、网关22、接入点25和无线HART连接的手持式设备55是无线I/O网络14的网络设备或节点。可以经由工具45将这些网络设备中的每一个的模型添加到网络14的模型。

为了提供非常稳健和容易扩展的网络，可以设想，所有网络设备都可以支持路由，并且每个网络设备都可以由其HART地址进行全局标识。网络管理器27可以包含完整的网络设备列表(例如，以网络模型中的模型设备的形式)，并且可以为每个设备分配短的、网络唯一的16位昵称。另外，每个网络设备可以存储与更新速率、连接会话和设备资源相关的信息。简而言之，每个网络设备维护与路由和调度相关的最新信息。该路由/调度信息可以从经由工具45创建的网络和设备的模型下载到设备。即，该信息可被存储以对在设计阶段期间创建的网络和设备进行建模，并且然后可被下载到相关设备以便实现所设计的网络。每当新的设备加入网络时，或者每当网络管理器检测到或发起无线I/O网络14的拓扑或调度的改变时，网络管理器27可以向网络设备传送相关的路由和调度信息。

此外，每个网络设备可以存储和维护“邻居信息”，包括网络设备在监听操作期间已经识别的邻居设备的列表。一般而言，网络设备的邻居是潜在地能够根据由对应网络施加的标准来建立与网络设备的连接的任何类型的另一网络设备。在无线I/O网络14的情况下，连接是无线连接。然而，将理解，邻居设备也可以是以有线方式连接到特定设备的网络设备。如稍后将讨论的，网络设备通过通告或在指定时隙期间发出的特殊消息来促进其他网络设备发现它们。可操作地连接到无线I/O网络14的网络设备具有它们可以根据通告信号的强度或根据某个其他原则来选择的一个或多个邻居。再次参考图1，在通过直接无线连接65连接的一对网络设备中，每个设备将另一个识别为邻居。因此，无线I/O网络14的网络设备可以形成大量的连接65。在两个网络设备之间建立直接无线连接65的可能性和期望度由若干因素确定，例如节点之间的物理距离、节点之间的障碍物、两个节点中的每一个处的信号强度等。工具45可以生成网络14的模型，该模型在建议将设备添加到模型时、在可视化现有节点与潜在新节点之间的链路或潜在链路时、和/或当在用户将新设备模型添加到网络模型时自动建立模型中的链路(和/或中间节点)时考虑这些因素(例如，节点之间的距离、诸如墙壁或设备之类的障碍物、节点的信号强度)中的任何一个或多个。

此外，两个或更多个直接无线连接65可以形成在不能形成直接无线连接65的节点之间的路径。例如，无线HART手持式设备55和无线HART设备36之间的直接无线连接65连同无线HART设备36和路由器60之间的第二直接无线连接65一起形成设备55和60之间的通信路径(节点36可以被认为是节点55和60之间的中间节点)。

每个无线连接或链路65由与传输频率、接入无线电资源的方法等有关的大参数集合表征。本领域的普通技术人员将认识到，通常，无线通信协议可以在指定频率上操作，诸如由美国联邦通信委员会(FCC)分配的频率，或者在无线电频谱的非授权部分(2.4GHz)中操作。虽然本文讨论的系统和方法可以应用于在任何指定频率或频率范围上操作的无线网络，但是下面讨论的实施例涉及在无线电频谱的非授权或共享部分中操作的无线I/O网络14。根据该实施例，无线I/O网络14可以容易地被启动并被调整为根据需要在特定的非授权频率范围中操作。

如上所述，在一个实施例中，支持无线I/O网络14的协议是无线HART协议。更具体而言，每个直接无线连接65可根据无线HART协议的物理和逻辑要求来传送数据。无线HART协议可以是在2.4GHz ISM无线电频带中操作的安全的无线网状联网技术。在一个实施例中，无线HART协议可以在逐个事务的基础上利用具有信道跳变的IEEE 802.15.4b兼容的直接序列扩展频谱(DSSS)无线电。可以使用时分多址或时分多址(TDMA)来仲裁该无线HART通信以调度链路活动。所有通信优选地在指定时隙内执行。可以调度一个或多个源设备和一个或多个目的设备以在给定时隙中通信，并且每个时隙可以专用于来自单个源设备的通信，或者专用于多个源设备之间的类似CSMA/CA的共享通信接入模式。源设备可以向特定目标设备发送消息，或者向被分配到该时隙的所有目的地设备广播消息。

为了增强可靠性，无线HART协议可以将TDMA与将多个无线电频率与单个通信资源相关联的方法或信道跳变相结合。信道跳变提供了使干扰最小并减少多径衰落效应的频率分集。此外，无线HART协议可提供将信道列入黑名单或限制网络设备对无线电频带中的某些信道的使用的附加特征。网络管理器27可以响应于检测到信道上的过度干扰或其他问题而将无线电信道列入黑名单。此外，操作员或网络管理员可以将信道列入黑名单，以便保护使用无线电频带的固定部分的无线服务，否则该无线电频带的固定部分将与无线I/O网络14共享。

在一个实施例中，网络管理器27负责至少部分地基于已经经由工具45生成的网络模型来分配、指派和调整用于网络14的时隙资源。

I/O网络14所使用的协议可以提供网络设备之间的基于会话的通信。端到端通信可以在网络层上由会话管理。网络设备可以具有为给定对等网络设备定义的多于一个会话。可以预期，在一些实施例中，几乎所有网络设备都可以具有与网络管理器27建立的至少两个会话：一个用于成对通信，一个用于来自网络管理器27的网络广播通信。此外，所有网络设备可以具有网关会话密钥。会话可以通过分配给它们的网络设备地址来区分。每个网络设备可以保持跟踪设备参与的每个会话的安全信息(加密密钥、现时计数器)和传输信息(可靠的传输序列号、重试计数器等)。

回到网络设计工具45，应当注意，在设计阶段，重要的是考虑网络设备的与诸如设备和墙壁之类的障碍物相关的位置，使得无线网络14可以以有效和可靠的形式建立其自身。在一些情况下，可能需要在工厂设备可能阻挡或严重影响无线连接的位置中添加路由器60。网络工具45可以分析工厂环境的地图或布局，以识别有问题的位置，并建议适当的设备，以减轻当用户指示他或她希望将网络设备放置在给定位置时可能发生的任何干扰或阻挡，和/或在必要时(例如，当障碍物阻挡来自现有设备的一个或多个信号到达该位置时)自动添加中间设备。

在任何情况下，即使在设计阶段期间考虑了大多数物理障碍，也可能希望无线网络14是自愈的。为此，无线网络14可以具有冗余路径和调度，使得响应于检测到一个或多个直接无线连接65的故障，网络14中的设备可以经由替代路由来路由数据。工具45可以在用户设计网络的同时自动地定义或建立这样的冗余路径和调度，使得确保冗余的工作对于设计者而言更容易。在一些实例中，工具45可以被配置为以防止任何窄点(例如，其中单个链路将网络的一部分连接到网络的另一部分，并且因此表示单个故障点)的方式自动添加模型设备和通信链路。

II.示例网络设计工具

图2示出了网络设计工具45的示例性架构，其可以用于图形化地设计、生成或编辑网络模型324(其可以类似于图1所示的网络10、12或14中的任何一个或多个)。工具45可以是可由(例如，设备16、18、47、41或55中的一个或多个的)一个或多个处理器执行以使设备(例如，设备16、18、47、41或55中的一个)实现本文描述的功能的例程或指令集(例如，存储在设备16、18、47、41或55中的一个的存储器处)。

工具45可以包括引擎300，其包含用于显示用户界面的工具逻辑，以使得用户能够通过用户在画布中放置和布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。引擎300可以实现逻辑以提供本文描述的与自动设备建议、链路可视化和自动网络连接功能有关的技术(例如，其中当用户将新的设备模型添加到由工具45提供的画布时，工具45自动建立到现有节点的链路和/或添加可能是必要的或优选的任何中间节点)。

工具45可以包括图形生成器302和调度生成器(或“调度器”)304，它们又可以彼此交互以生成或做出组合的路由和调度决定。引擎300还可包括优化规则306的集合。每个优化规则306可以包含优化策略的特定方面的算法描述，并且还可以取决于一个或多个用户参数。例如，优化规则306中的一个可以声明禁止创建到某个节点的多于X个的连接。用户可经由用户界面312向X分配特定值，使得引擎300可在操作期间应用该规则。简而言之，引擎300可以封装网络设计工具45的智能部件。引擎300可与用户界面310-312的一个或多个实例交互。在一些实施例中，网络设计工具45可以以分布式方式运行，并且可以向多个操作员提供对引擎300的功能的同时访问。例如，工作站16可以执行或提供用户界面310，而远程主机41可以执行引擎302和用户界面312。用户界面实例310和312中的每一个可以根据在每个对应主机处的硬件可用性来定制，并且还可以针对操作员的特定需求和偏好(例如语言)来定制。如图所示，用户界面312可以与诸如鼠标314、键盘316、监视器318和可能的打印机(未示出)之类的物理设备交互。本领域技术人员还将理解，用户界面312或用户界面310可以类似地连接到其他输入和输出设备。

如上所述，网络设计工具45可以通过一个或多个交互窗口提供用户界面。如熟悉Microsoft Windows^TM或类似图形环境的人所认识到的，交互式窗口通常包括包含文本和图形的画布区域、提供对相应软件的各种功能的访问的工具栏、设置在工具栏上提供对频繁使用的功能或图形对象的快捷方式的按钮、以及允许用户将可视窗口与画布的特定部分对准的垂直和水平滚动条。一般而言，网络设计工具45可以在任何操作系统上实现。然而，在其上执行网络设计工具45的用户界面部件的操作系统优选地支持图形界面。在以下讨论的实施例中，网络设计工具45允许用户操纵诸如圆形、正方形和箭头之类的几何形状形式的视觉对象，尽管也可以使用其他图形对象。此外，网络设计工具45可以以不同的颜色在监视器318上呈现图形对象，以指示对象的状态或传达其他附加信息。

引擎300还可以与实况网络接口(live network interface)320的一个或多个实例交互。实况网络接口320可以将来自网络14的数据报告给引擎300。具体而言，实况网络接口320可以报告与由网络14的网络设备测量的信号强度、时间延迟以及其他网络性能数据有关的测量结果。响应于经由实时网络接口320从网络14接收网络性能数据，引擎300可以经由用户界面310或312将这些报告传送给一个或多个用户。另外，引擎300可自动调整对应于无线网络14的网络模型324的路由和调度。如图2所示，网络模型324可以存储在耦接到主机16、18、41、47或55之一的存储器326中。III.由网络设计工具提供的示例画布

图3示出了交互式窗口380，其包括画布382，该画布可以由网络设计工具45呈现以使得用户能够通过用户在画布382中放置和布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。有利地，用户可以通过简单地点击画布上用户想要新设备的点(spot)来将设备添加到画布382。然后，工具45基于例如对工厂环境和已经添加到网络模型的设备的分析，建议将一个或多个设备添加到该点。下面，在参考图4-图10讨论建议性放置技术之前讨论传统的拖放技术。

虽然图3中未示出，但是在典型的实施例中，画布382可以在画布382的背景中描绘设计者意图在其中实现所设计的网络的工厂环境的物理特征的表示。所描绘的工厂环境可以是照片真实的，或者可以是象征性地表示相关特征(例如，墙壁、过程控制设备、通信死区等)的简化图形渲染。所描绘的工厂环境可以基于存储到存储器(例如存储器326)的地图或布局数据来呈现。画布382可以被缩放到所描绘的工厂环境，使得画布382上的网络设备符号之间的距离准确地表示最终将基于模型在网络中实现的设备之间的空间关系。实际上，即使在画布382是空白的实施例中，画布382也可以被缩放以保持该缩放的空间关系。画布382到真实世界环境的这种缩放使得设计者能够根据真实世界的障碍物和约束(例如，距离、墙壁和设备)来容易地评估信号传递能力。

窗口380可包括工具栏384，其以下拉列表的形式提供对子菜单342-348的交互式访问，使得能够访问由工具45提供的或以其他方式与之相关联的不同功能。例如，窗口380可包括拓扑子菜单346中的按钮或元件，其使得工具345显示网络模型324(也在图2中示出)的视图。交互窗口380可以包括画布区域382、工具栏384和滚动条386-388。另外，工具栏384可以包括一个或多个快捷按钮390。快捷按钮390可以向用户提供将表示各种模型网络设备的符号添加到画布区域382的容易且有效的方法。特别地，用户可以操作快捷按钮390之一来选择表示网关设备、网络接入点、现场设备、路由器等的符号。另外，工具栏384可以包括对应于诸如墙壁的物理障碍物的非网络元件按钮392。用户于是可以使用鼠标314或类似的定点设备将所选符号拖到画布区域382上。在其他实施例中，用户可以操作键盘键来输入文本命令，以便选择符号并将这些符号定位在画布区域382中。

画布区域382可以是网络14在其中操作的工厂区域的符号表示，其可以基于存储到存储器的工厂的地图或布局来呈现。表示模型网络设备的符号的放置可以准确地反映当安装在工厂中时实际设备之间的相对距离。即，画布区域382上的模型324的图形表示可以是按比例的。还设想画布区域382可包括网格(未示出)以便简化准确地将符号相对于彼此放置的任务。在又一实施例中，画布区域382可包括工厂的示意性表示。例如，画布区域382可以包括罐、阀、管道和过程控制系统的其他部件的二维或三维的按比例的表示，以便用户可以容易地看到模型324和对应的物理设备的实际地理定位之间的对应关系。更进一步，画布区域382可以示意性地表示实际的物理障碍物，例如墙壁，以及不可接近或“禁止”区域，例如走廊或办公室。

在画布区域382上放置表示模型网络设备或障碍物的符号之后，用户可以通过选择符号、调用交互式参数化窗口、以及输入特定于所建模的设备的参数集来进一步配置所建模的设备。在图3所示的示例中，用户已经在画布区域382上放置了几个网络设备符号，包括设备符号400。更具体而言，用户可以已经从快捷按钮390中选择了表示现场设备的符号，通过鼠标点击或类似方法激活了该符号，并且将该符号的副本拖到画布区域382中的期望位置。在该示例性实施例中，现场设备符号是包围字母“D”的圆，该字母用作区分各种网络设备类型的视觉辅助。然后，用户可以通过点击例如预定义的鼠标按钮来调用参数化菜单，并指定对应于设备符号400的物理现场设备通过电池供电。结果，无线网络设备工具45可以显示在设备符号400旁边的电池符号402。

用户还可以针对每个现场设备指定设备向另一网络设备报告测量或其他数据的速率。这个报告速率也被称为突发速率。在网络14的示例中，现场设备将数据向上游报告给网关设备22。无线网络设备工具45可以将突发速率显示为放置在设备符号400旁边的指示符404。用户还可以指定与设备符号400相对应的物理设备传送无线电信号的功率。在一个实施例中，用户可以通过按下预定义的键盘或鼠标键来调用功率设置选项。响应于检测到按键事件，网络设计工具45可以显示交互窗口，用户可以在其中输入例如以瓦特为单位测量的信号强度。可替换地，用户可以配置网络设计工具45以将每个网络设备与相同的预定功率电平相关联，以便简化配置网络模型324的过程。

当将设备符号添加到画布区域382时，网络设计工具45可以为每个新符号分配序列号。在另一实施例中，网络设计工具45可以根据在相应的图的宽度优先遍历中遇到符号的顺序来分配编号，其中为网关符号之一分配序列号0并且将其放置在图的头部。在图3所示的示例中，网络设计工具45可以将序列号显示为设备符号400旁边的指示符406。

再次参考图3，用户可能已经在画布区域382上放置了网关符号410和网络接入点符号412。如上参考图1所讨论的，网关设备22可以以高度可靠和有效的方式连接到多个网络接入点25，诸如通过一对专用线。网络设计工具45可以借助于表示有线链路414的实线来指示网关到网络接入点连接的相对可靠性。相反，网络设计工具45可以借助于虚线来图示无线链路，例如在设备符号400和412之间的无线链路416的情况下。当然，网络设备之间的无线和有线连接也可以以任何其他方式来描绘，并且线414和416仅作为示例来提供。

接着，网络设计工具45可以鉴于诸如每个设备处的信号强度、设备之间的距离、每个设备的功率、接收设备的类型以及可能衰减无线电信号的障碍物的存在等因素，通过评估每对网络设备之间的每个无线链路的质量来开始分析网络模型324。因为每个设备可以以唯一的功率电平传送无线电信号，所以从设备A到设备B的单向链路的参数可以不同于从设备B到设备A的单向链路的参数。例如，网络设计工具45可以通过计算由对应于设备符号400的物理设备在由符号400和412表示的物理网络设备之间的距离上传送的无线电信号的衰减来估计单向无线链路404的质量。如上所述，如果按比例绘制模型324，则由符号400和412表示的设备之间的距离可以由符号400或412的相对放置来准确地反映。可替换地，用户可以例如通过选择网络模型324上的无线链路、激活适当的设置屏幕、以及以英尺或米为单位输入距离来指定一对网络设备之间的距离。在完成计算时，网络工具45可以在无线链路416旁边显示信号质量指示符420。再次参考图3，表示现场设备的符号422和表示路由器设备的符号424可以通过无线链路连接，并且可以分开距离X，而符号422和符号426可以分开距离Y。网络设计工具可以相应地在从设备422延伸到设备424和426的单向链路旁边显示指示符428和430。

网络设计工具45可以在用户向画布382添加新的网络设备时评估每条无线链路。因此，如果网络模型324包括网络设备符号S1、S2、…Sn，则设备符号Sn+1的添加要求网络设计工具45评估每对符号{S1，Sn+1}、{S2，Sn+1}、…{Sn，Sn+1}之间的n条新链路。为了避免混乱，工具栏384可以包括切换优化的呈现模式的按钮432。更具体而言，其中一个切换按钮432可以使网络设计工具45仅显示那些通过预定义质量标准的无线链路，例如超过-10dB的信号质量。相反，另一个切换按钮432可以使网络设计工具45显示所有无线链路，而不管质量如何。

通过预定义的质量标准集合的无线链路以及将网关设备连接到网络接入点的有线链路的集合形成主图435，其可以被保存到存储器作为模型324的一部分。另外，一对网络设备之间的每条路径，例如从现场设备符号422到网关设备符号412的路径，形成单独的图。此外，每个图可以是关于网关之一的上游或下游图。网络设计工具45可以借助于箭头来图示每个无线链路的方向，诸如链路416上的箭头指向网络接入符号412的方向，以指示链路416是上游图的一部分。工具栏384还可以包含图形模式选择器437，用户可以操作该选择器以便在诸如仅显示下游图、仅显示上游图、或同时显示上游和下游图的查看选项之间进行选择。

IV.用于提供用户界面的示例方法

图4示出了用于提供包括画布的用户界面的示例方法400，该画布使得用户能够通过用户在画布内放置并且布置表示要被包括在网络中的设备和链路的符号来设计过程控制环境中的网络的网络模型。方法400可以全部或部分地由图1和图2中所示的工具45来实现。在实施例中，方法400可以由存储到存储器并且可由处理器执行以实现方法400的功能的指令或例程的集合来体现。例如，图1中所示的设备16、18、47、41或55中的任何一个或多个可以根据实施例来实现工具45和方法400。

在步骤405，工具45显示包括画布的用户界面(“UI”)，所述画布诸如图3中所示的画布382，用户可以通过在画布上放置表示模型网络设备的符号来设计网络模型。画布可以通过任何合适的电子显示器来显示。

在步骤410，工具45显示表示已经被添加到网络模型的模型设备和链路的图标或符号。如果网络模型是从头开始设计的，并且当前不包括设备，则可以跳过步骤410。

在步骤415，工具45确定其是否检测到用户输入元件(例如光标或指针)的悬停。当用户与画布交互(例如，在画布上检测到鼠标光标或手指)而没有选择期望的点(例如，没有点击点、双击点等)时，可以认为她处于“悬停”。例如当使用触摸输入屏时，指针可以是不可见元件。即，在一些实例中，工具45可以检测不表示选择的触摸输入(例如，用户在屏幕上四处移动她的手指而不做手势以指示她已经选择了期望的位置)。如果检测到用户“悬停”在画布内，则工具45进行到步骤420。否则，工具45进行到步骤425。

在步骤420，工具45动态地显示表示已经包括在网络模型中的设备的一个或多个信号强度指示或可视化表示。下面参考图5更详细地讨论用于呈现这样的可视化表示的示例技术。

在步骤425，工具45确定其是否检测到显示画布上的选定位置(例如，经由触摸屏上的鼠标点击、双击等)。如果没有检测到位置选择，则工具45返回到步骤410。否则，工具45进行到步骤430。

在步骤430，工具45可以建议将模型设备集合放置在选定位置，并且可以将所选择的模型设备放置在画布上，并且基于对工厂布局、现有设备和新设备的位置以及现有设备和新设备的信号传递属性的分析，将新模型设备自动连接到模型网络中的一个或多个设备。参考图7更详细地描述用于建议设备并自动将所选择的设备添加到网络模型的示例技术。在步骤430之后，工具45可以返回到步骤410。

V.用于可视化链路的示例方法

图5示出了用于在可视地设计过程控制环境中的模型无线网络的用户界面内提供模型网络中的模型设备的链路或信号强度的指示或可视化表示的示例方法500。方法500可以全部或部分地由图1和图2中所示的工具45来实现。在实施例中，方法500可由存储到存储器并可由处理器执行以实现方法500的功能的指令或例程的集合来体现。例如，图1所示的设备16、18、47、41或55中的任何一个或多个可以实现工具45和方法500，这取决于实施例。

一般而言，在用户已经开始经由工具45设计网络模型之后，并且在已经将一个或多个模型设备添加到所显示的画布之后，实现方法500。

在步骤505，工具45检测显示在工具45的画布上的每个网络设备的信号传递属性(例如，范围)。

在步骤510，工具45确定在画布上是否检测到表示用户位置的指针、光标或某个其他用户界面元件。在一些实例中(例如，当工具45经由触摸显示器实现时)，该“指针”对于用户可以是不可见的。如果没有检测到用户，则工具45保持在步骤510直到检测到用户。如果检测到用户，则工具45进行到步骤515。

在步骤515-525，工具45动态地显示一个或多个信号强度指示或可视化表示，其表示至已经放置在画布上的模型设备的潜在链路的信号强度。一般而言，这些指示向用户指示在用户的当前位置处的潜在通信链路的数量和质量或强度。当用户移动时，重新计算信号强度，并且相应地更新所显示的可视化表示的一个或多个视觉属性(例如，颜色、虚线或点之间的间隔等)以指示重新计算的信号强度，从而使得用户能够快速地在画布上四处移动并且在他在画布上四处移动时评估用户位置处的链路的可用性和质量。当越过某些阈值时，可以即时更新可视化表示，或者可以逐渐更新可视化表示，使得它们看起来随着用户在画布上移动而缓慢改变。在一些实施例中，工具45可以替代地或附加地动态更新除了线之外的信号强度的视觉指示，例如根据任何期望的标度(例如，0-100、0-10、A-F等)分级的文本指示、条形图或条形图集合等。

更具体而言，在步骤515，工具45基于以下中的任何一个或多个来计算一个或多个信号强度：(i)对应于用户的当前画布位置的真实世界位置，(ii)对应于当前包括在网络模型中的模型设备的画布位置的真实世界位置，(iii)当前设备的真实世界位置与用户的当前位置的真实世界位置之间的距离，(iv)各种设备之间的环境的布局；以及(v)当前包括在网络模型中的模型设备的信号传递属性。示例性信号传递属性包括信号强度、辐射模式(radiation pattern)和/或大小，针对其来配置建模的设备的相关无线电(例如，全向、双向、单向)等。工具45然后显示表示所计算的信号强度的可视化表示或指示。

在步骤520，工具45检测用户移动到画布上的新位置。

在步骤525，工具45基于对应于用户的新画布位置的新的真实世界位置来重新计算信号强度，并且更新所显示的可视化表示以反映重新计算的信号强度。步骤515-525可以连续运行，从而当用户在画布上四处移动时，能够实时动态显示信号强度。

在步骤530，工具45确定用户是否已经选择了一个位置作为新设备模型的期望位置(例如，与简单地悬停在该位置上方不同)。如果已经检测到位置的用户选择，则工具45进行到步骤535。否则，它返回到步骤505。

在步骤535，工具45可以建议要放置在该位置的模型设备，并且用户可以选择所建议的模型设备之一。下面参考图7更详细地描述用于处理设备建议和选择的示例方法。

图6是示出与可以由工具45呈现的画布600的示例用户交互的屏幕截图，其中示出了链路可视化表示615以指示网络模型中的现有模型设备的符号610与可能添加新模型设备的用户的指针605的当前位置之间的可能链路的强度。如图所示，画布示出了过程工厂环境的布局，使用户理解工厂环境的各个部分和可能放置在工厂环境中的任何网络设备之间的布局和空间关系。

如图所示，可视化表示615可以是具有梯度着色的线，该梯度着色指示沿着该线的各个点处的信号强度(例如，绿色表示强信号，红色表示弱信号)。在一些实例中，线可以被划分为多个段，而不是按照梯度来着色，每段具有指示该段的信号强度的颜色或图案(例如，绿色段用于强信号，黄色段用于普通信号，红色段用于弱信号)。在一些实例中，线可终止而不是一直延伸到指针605(例如，指示信号的最大范围)。在一些实例中，线可以使用间隔。

当用户移动指针605时，链路可视化表示615可以实时更新以根据用户的新位置来描绘信号强度。例如，可视化表示610可以是随着用户移动而扩展和收缩、更新颜色和/或虚线和点之间的间隔等的线。

VI.用于建议和添加新设备的示例方法

图7示出了用于建议要被添加到网络模型的模型设备以及用于自动地将新模型设备连接到包括在网络模型中的其他设备的示例方法700。方法700可以全部或部分地由图1和图2中所示的工具45来实现。在实施例中，方法700可由存储到存储器且可由处理器执行以实现方法700的功能的指令或例程的集合来体现。例如，图1中所示的设备16、18、47、41或55中的任何一个或多个可以根据实施例来实现工具45和方法700。

一般而言，在用户已经开始经由工具45设计网络模型之后，并且在已经将多个模型设备添加到所显示的画布之后，实现方法700。

在步骤705，工具45检测包括在模型网络中的模型设备集合。现有模型设备集合可能已经在当前进行的同一会话期间被放置，或者可能已经从保存的表示在前一会话期间设计的模型网络的文件中被加载。

在步骤710，工具45检测表示对画布上位置的选择的用户输入。例如，图8是示出与可以由工具45呈现的画布800的示例用户交互的屏幕截图，其中用户(由指针805表示)选择新模型设备的期望位置810。在一些实施例中，当用户选择位置810时，工具45可以显示新模型设备的占位符符号(例如，其可以在用户选择要添加的模型设备之后改变)。在其他实施例中，工具45可以仅在用户实际选择了模型设备(例如，从建议的设备列表中)之后显示表示新设备的符号。

返回图7，在步骤715，工具45计算在所选择的画布位置处的模型设备集合的信号强度。一般而言，通过计算与所选择的画布位置相对应的真实世界位置和与已经包括在网络模型中的模型设备的画布位置相对应的多个真实世界位置的每一个之间的距离来进行该计算。在一些实例中，该计算的距离可以考虑到任何一个或多个现有模型设备的用户定义的高度和/或新设备的用户定义的高度。

在步骤720，工具45分析多个潜在的模型设备以识别和显示要添加到画布上表示的模型网络的建议的模型设备的列表。可以基于现有模型设备、它们的信号属性、它们的工厂位置、它们的高度、环境中的障碍物以及障碍物可能对要建议的潜在设备的信号强度、信号属性的影响等来生成建议。

例如，图9是示出与可以由工具45呈现的画布900的示例用户交互的屏幕截图，其中用户(由指针905表示)选择新模型设备的期望位置910。在用户选择期望位置910之前，模型设备909可能已经存在于网络模型中，并且可以被显示在画布上。响应于用户选择位置910，工具945可以显示包括建议的设备915的集合的窗口901。

如关于步骤720所述，当用户选择期望位置910时，工具45可以计算在位置910处每个现有模型设备(例如，模型设备909)的信号强度。基于模型设备909的信号强度和将被放置在位置910的潜在模型设备的信号传递属性，工具745可以(从潜在模型设备中)选择要被放置在位置910的建议的模型设备921-925的集合。在一些实施例中，用户可以选择新设备的期望高度，这可以影响所计算的新模型设备的计划位置910和现有模型设备909(以及任何其他现有模型设备)之间的距离。在一些实施例中，工具45不向用户提示期望的高度。

返回图7，在步骤725，工具45检测用户对建议的模型设备(例如，图9中所示的设备921-925中的一个)的选择。

在步骤730，工具45自动地将表示所选择的模型设备的符号添加到画布，并且通过在所选择的模型设备和模型网络中的现有模型设备之间添加通信链路，来自动地将模型设备添加到模型网络。如果用户已经选择了模型网络中现有设备的范围之外的位置，则工具45可以自动地在新设备和现有设备之间添加一个或多个中间节点，并且可以经由这些中间节点建立到网络的(一个或多个)链路。此外，如果需要，工具45可以被配置为在用户添加工具时检测“窄点(pinch point)”，其中新设备仅在模型网络中的单个现有设备的范围内。一般而言，窄点表示单个故障点。因此，可能需要在设计阶段期间避免窄点。因此，如果工具45在用户将新模型设备添加到网络模型时检测到窄点连接，则工具45可以建立到现有模型设备的一个或多个次级链路，这可以涉及添加中间节点。对于被认为太弱的信号的阈值可以是用户定义的，或者可以是默认值。

例如，图10是示出与可以由工具45呈现的画布1000的示例用户交互的屏幕截图，包括由用户已经由工具45设计的网络模型1001。网络模型包括设备1005、1010、1015、1020和1025。此外，网络模型1001包括将设备1005连接到设备1010的链路1051；将设备1005连接到设备1015的链路1052；将设备1005连接到设备1020的链路1053；将设备1005连接到设备1025的链路1054；将设备1010连接到设备1015的链路1055；以及将设备1020连接到设备1025的链路1056。

在示例操作中，设备1025可能已经是添加到网络模型1001的最后一个模型设备，并且工具45可以基于对工厂环境、现有模型设备1005-1020的位置、现有模型设备1005-1020的信号传递属性、新设备1025的信号属性、模型设备1005-1025中的任何一个或多个的高度；等等的分析而自动连接到设备1005和1020(而不是设备1015和1010)。

VII.其他考虑

当以软件实现时，本文描述的应用程序、服务和引擎中的任何一个可被存储在任何有形非暂时性计算机可读存储器中，诸如存储在磁盘、激光盘、固态存储器设备、分子存储器存储设备或其他存储介质上、计算机或处理器的RAM或ROM中等等。尽管将本文公开的示例系统公开为包括在硬件上执行的软件或固件以及其他部件，但是应当注意，这样的系统仅仅是说明性的，并且不应当被认为是限制性的。例如，可以设想，这些硬件、软件和固件部件中的任何一个或全部可以专门以硬件、专门以软件或以硬件和软件的任何组合来实现。因此，虽然将本文描述的示例系统描述为在一个或多个计算机设备的处理器上执行的软件中实现，但是本领域普通技术人员将容易理解，所提供的示例不是实现这样的系统的唯一方式。

在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的部件、操作或结构。尽管将一个或多个方法的各个操作图示和描述为单独的操作，但是在某些实施例中可以同时执行各个操作中的一个或多个。

如本文所使用的，对“一个实施例”或“实施例”的任何引用意味着结合该实施例描述的特定元素、特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指同一实施例。

如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列要素的过程、方法、物品或装置不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的或这样的过程、方法、物品或装置固有的其他要素。此外，除非明确地相反地陈述，否则“或”是指包含性的或而不是排他性的或。例如，条件A或B由以下中的任何一个满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，且A和B两者均为真(或存在)。

此外，短语“其中该系统包括X、Y或Z中的至少一个”是指该系统包括X、Y、Z或其某种组合。类似地，短语“其中部件被配置用于X、Y或Z”意味着部件被配置用于X、被配置用于Y、被配置用于Z、或被配置用于X、Y和Z的某种组合。

此外，使用“一”或“一个”来描述本文实施例的元件和部件。本说明书和随后的权利要求书应被理解为包括一个或至少一个。单数也包括复数，除非明显地另外表示。

此外，在该文件结尾处的专利权利要求不旨在根据35U.S.C.§112(f)来解释，除非明确地表述传统的模块加功能的语言，诸如在权利要求中明确地波束的“用于……的模块”或“用于……的步骤”语音。本文描述的系统和方法的至少一些方面涉及对计算机功能的改进，并改进常规计算机的功能。

如本文所使用的，当在传送信息或数据的系统或设备的上下文中使用时，术语“网络”是指节点(例如，能够发送、接收或转发信息的设备或系统)和被连接以实现节点之间的电信的链路的集合。

根据实施例(除非另有说明)，每个所述网络可以包括负责转发节点之间的定向业务的专用路由器、交换机或集线器，以及可选地，负责配置和管理网络的专用设备。所述网络中的一些或所有节点也可适于用作路由器，以便引导在其他网络设备之间发送的业务。所述网络的节点可以以有线或无线方式互连，并且可以具有不同的路由和传输能力。

一般而言，术语“节点”是指连接点、重新分布点或通信端点。节点可以是能够发送、接收或转发信息的任何设备或系统(例如，计算机系统)。例如，发起或最终接收消息的终端设备或终端系统是节点。接收和转发消息(例如，在两个终端设备之间)的中间设备通常也被认为是“节点”。

除非另有说明，否则“通信链路”或“链路”是连接两个或更多个节点的路径或介质。链路可以是物理链路或逻辑链路。物理链路是信息在其上传送的接口或介质，并且本质上可以是有线或无线的。示例物理链路包括(i)有线链路，诸如具有用于传输电能的导体或用于传输光的光纤连接的线缆，以及(ii)无线链路，诸如经由对电磁波的一个或多个属性所做出的改变来携带信息的无线电磁信号。无线链路可以是经由对电磁波的一个或多个属性所做出的改变来携带信息的无线电磁信号。无线电磁信号可以是微波或无线电波，并且可以被称为无线电频率或“RF”信号。

两个或多个节点之间的逻辑链路表示连接两个或多个节点的底层物理链路或中间节点的抽象。例如，两个或更多个节点可以经由逻辑链路逻辑地耦接。逻辑链路可以经由物理链路和中间节点(例如，路由器、交换机或其他联网设备)的任何组合来建立。

链路有时被称为“通信信道”。在无线通信系统中，术语“通信信道”(或仅“信道”)通常是指特定频率或频带。可以在特定频率或在信道的特定频带内传送载波信号(或载波)。在一些实例中，可以在单个频带/信道上传送多个信号。例如，有时可以经由不同的子带或子信道在单个频带/信道上同时传送信号。作为另一个示例，有时可以通过分配时隙经由相同的频带来传送信号，相应的发射机和接收机在所述时隙上使用所讨论的频带。

如本文所使用的，短语“存储器”或“存储器设备”是指包括计算机可读介质或媒介(“CRM”)的系统或设备。“CRM”是指可由相关计算系统访问以放置、保持或检索信息(例如，数据、计算机可读指令、程序模块、应用程序、例程等)的介质。注意，“CRM”指本质上非暂时性的介质，而不指无实质的瞬态信号，诸如无线电波。

CRM可以用包括在相关计算系统中或与相关计算系统通信的任何技术、设备或设备组来实现。CRM可包括易失性或非易失性介质、以及可移动或不可移动介质。CRM可包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或者可用于存储信息并可由计算系统访问的任何其他介质。CRM可以通信地耦接到系统总线，从而使CRM与耦接到系统总线的其他系统或部件之间能够通信。在一些实施方式中，CRM可以经由存储器接口(例如，存储器控制器)耦接到系统总线。存储器接口是管理CRM和系统总线之间的数据流的电路。

本文描述的示例方法(例如，方法400、500和700)的各种操作可以至少部分地由一个或多个描述的或隐含公开的控制器或处理器执行。一般而言，术语“处理器”和“微处理器”可互换使用，各自都指被配置为获取和执行存储到存储器的指令的计算机处理器。

通过执行这些指令，所公开的(一个或多个)处理器可以执行由指令定义的各种操作或功能。所公开的(一个或多个)处理器可以被临时配置(例如，通过指令或软件)或永久配置为执行相关操作或功能(例如，用于专用集成电路或ASIC的处理器)，这取决于特定实施例。每个公开的处理器可以是芯片组的一部分，该芯片组还可以包括例如存储器控制器或I/O控制器。芯片组是集成电路中的电子部件的集合，其通常被配置为提供I/O和存储器管理功能以及多个通用或专用寄存器、定时器等。一般而言，所描述的处理器中的一个或多个可以经由系统总线通信地耦接到其他部件(诸如存储器设备和I/O设备)。

某些操作的执行可以分布在一个或多个处理器中，不仅驻留在单个机器内，而且跨多个机器部署。例如，当将单个处理器描述为执行一组操作时，应当理解，在一些实施例中，多个处理器可以根据跨多个处理器的任何期望分布来执行该组操作。在一些示例实施例中，一个或多个处理器可以位于单个位置(例如，在家庭环境、办公室环境内或作为服务器群)，而在其他实施例中，处理器可以分布在多个位置上。

诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“呈现”、“显示”等的词语可以指机器(例如，计算机)的动作或过程，该机器操纵或变换被表示为一个或多个存储器(例如，易失性存储器、非易失性存储器或其组合)、寄存器或接收、存储、传送或显示信息的其他机器部件内的物理(例如，电子、磁或光学)量的数据。

除非另有说明，否则本公开内容中描述的“例程”、“模块”或“应用程序”是指可以存储在CRM上的计算机可读指令集合。例如，工具45可以是存储在CRM上的例程。通常，CRM存储表示或对应于指令的计算机可读代码(“代码”)，并且该代码适于由处理器执行以促进被描述为由例程或应用程序表示或与其相关联的功能。每个例程或应用程序可以经由独立的可执行文件、可执行文件的套件或包、由可执行文件或程序使用的一个或多个不可执行文件、或其某种组合来实现。在一些实例中，除非另有说明，否则所描述的例程中的一个或多个例程可以被硬编码到一个或多个EPROM、EEPROM、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他硬件或固件元件中。

Claims

1.一种用于促进过程控制环境中的网络的可视设计的方法，所述方法包括：

显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过所述用户在画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网络中的设备和链路的符号来设计所述过程控制环境中的所述网络的网络模型；

检测所述画布上的表示包括在网络模型中的模型设备集合的设备符号集合；

检测对所述画布上的画布位置的选择；

基于对以下各项的分析来为模型设备集合计算在与所述画布位置相对应的真实世界位置处的一个或多个信号强度：(i)与所述画布位置相对应的真实世界位置；(ii)包括在所述网络中的所述模型设备集合中所包括的每个模型设备的真实世界位置；以及(iii)包括在所述网络中的所述模型设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性；以及

生成并显示选自多个潜在的模型设备中的、要被放置在所述画布位置处并被添加到所述网络模型的建议的模型设备的用户可选择的列表，其中，所述用户可选择的列表基于以下各项来生成：(i)所计算的在真实世界位置处的一个或多个信号强度；以及(ii)所述多个潜在设备的无线信号传递属性。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测对来自所述用户可选择的列表的选定模型设备的选择；

通过在所述画布位置处将表示所述选定模型设备的设备符号添加到所述画布来响应检测到所述选择；以及

基于包括在所述画布上的符号来生成所述网络模型，使得所述网络模型包括所述选定模型设备。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

分析所述一个或多个信号强度以从包括在所述网络模型中的所述模型设备集合中选择具有最强信号强度的一个或多个模型设备；

将表示以下各项之间的一个或多个链路的一个或多个链路符号自动添加到所述画布：(i)所述选定模型设备，以及(ii)从所述模型设备集合中选择的在所述真实世界位置处具有最强信号强度的所述一个或多个模型设备；

其中，基于包括在所述画布上的所述符号生成所述网络模型包括生成所述网络模型，使得所述网络模型包括以下各项之间的所述一个或多个链路：(i)所述选定模型设备，以及(ii)从所述模型设备集合中选择的在所述真实世界位置处具有最强信号强度的所述一个或多个模型设备。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

检测到所选择的一个或多个模型设备的信号强度低于阈值；

响应于检测到所述信号强度低于所述阈值，将表示中间设备的中间设备符号自动添加到所述画布；

其中，将所述一个或多个链路符号自动添加到所述画布包括添加(i)在表示所述选定模型设备的设备符号与所述中间设备符号之间的第一链路符号，以及(ii)在所述中间设备符号与在添加表示所述选定设备的设备符号之前在所述画布上的所述设备符号集合之间的第二链路符号；

其中，生成所述网络模型包括生成所述网络模型，使得所述网络模型包括(i)所述模型中间设备以及(ii)与所述第一链路符号和所述第二链路符号相对应的第一链路和第二链路。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述一个或多个信号强度包括：(i)接收用于所述选定模型设备的用户定义的高度；以及(ii)以考虑所述用户定义的高度的方式计算对应于所述画布位置的真实世界位置与所述模型设备集合中的每个模型设备的真实世界位置之间的一个或多个距离。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括接收所述模型设备集合中的所述模型设备的一个或多个期望高度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述一个或多个信号强度包括基于所述模型设备的默认高度来计算所述一个或多个信号强度。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述一个或多个信号强度的所述计算，检测到对应于所述画布位置的所述真实世界位置在所述模型设备集合的范围之外；

其中，生成并显示建议的模型设备的所述用户可选择的列表包括通过在建议的模型设备的所述用户可选择的列表中生成并显示模型转发器来响应所述检测到所述真实世界位置在范围之外。

9.一种用于促进过程控制环境中的网络的可视设计的系统，所述系统包括：

用户接口，包括显示器和用户输入部件；以及

一个或多个处理器，耦接到所述用户接口并且被配置为：

经由所述显示器显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过所述用户在所述画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网状网络中的网络设备和链路的符号来设计所述过程控制环境中的所述网状网络的网状网络模型；

检测所述画布上的表示包括在网状网络模型中的设备的设备符号集合；

经由所述用户输入部件检测对所述画布上的画布位置的选择；

基于对以下各项的分析来为所述设备集合计算在与所述画布位置相对应的真实世界位置处的一个或多个信号强度：(i)与所述画布位置相对应的真实世界位置；(ii)包括在所述网状网络中的所述设备集合中所包括的每个设备的真实世界位置；以及(iii)包括在所述网状网络中的所述设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性；以及

生成并经由显示器显示从多个潜在设备中选择的、要被放置在所述画布位置处并被添加到所述网状网络模型的建议的设备的用户可选择的列表，其中，所述用户可选择的列表基于以下各项来生成：(i)所计算的在真实世界位置处的一个或多个信号强度；以及(ii)所述多个潜在设备的无线信号传递属性。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：

检测对来自所述用户可选择的列表的选定模型设备的选择；

通过在所述画布位置处将表示所述选定模型设备的设备符号添加到画布来响应检测到所述选择；以及

11.根据权利要求10所述的系统，还包括：

12.根据权利要求11所述的系统，还包括：

检测到所选择的一个或多个模型设备的信号强度低于阈值；

响应于检测到所述信号强度低于所述阈值，将表示模型转发器的中间设备符号自动添加到所述画布；

其中，生成所述网络模型包括生成所述网络模型，使得所述网络模型包括(i)所述模型转发器以及(ii)与所述第一链路符号和所述第二链路符号相对应的第一链路和第二链路。

13.根据权利要求9所述的系统，其中，计算所述一个或多个信号强度包括：(i)接收用于所述选定模型设备的用户定义的高度；以及(ii)以考虑所述用户定义的高度的方式计算对应于所述画布位置的真实世界位置与所述模型设备集合中的每个模型设备的真实世界位置之间的一个或多个距离。

14.根据权利要求13所述的系统，还包括接收所述模型设备集合中的所述模型设备的一个或多个期望高度。

15.根据权利要求9所述的系统，其中，计算所述一个或多个信号强度包括基于所述模型设备的默认高度来计算所述一个或多个信号强度。

16.根据权利要求9所述的系统，还包括基于所述一个或多个信号强度的所述计算，检测到对应于所述画布位置的所述真实世界位置在所述模型设备集合的范围之外；

17.一种用于在用于设计过程控制环境中的网络的用户界面中动态可视化潜在通信链路的方法，所述方法包括：

显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过所述用户在所述画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网络中的网络设备和链路的符号来设计所述过程控制环境中的所述网络的网络模型；

检测所述画布上的表示包括在网状网络模型中的设备符号集合；

在所述画布上的第一画布位置处检测表示用户的位置的指针；以及

动态地显示一个或多个信号强度指示，所述信号强度指示表示设备集合相对于所述指针的一个或多个信号强度，包括：

(i)为所述设备集合计算在与所述第一画布位置相对应的第一真实世界位置处的一个或多个信号强度；

(ii)显示所述一个或多个信号强度指示，使得它们拥有表示第一真实世界位置处的所述一个或多个信号强度的第一属性；

(iii)检测所述指针从所述第一画布位置移动到第二画布位置；

(iv)通过重新计算与所述第二画布位置相对应的第二真实世界位置处的一个或多个信号强度来响应检测到用户指针元件移动；以及

(v)更新所述一个或多个信号强度指示以指示重新计算的一个或多个信号强度，其中，经更新的一个或多个信号强度指示拥有表示重新计算的在所述第二真实世界位置处的一个或多个信号强度的第二属性。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述一个或多个信号强度指示符是表示所述设备集合的一个或多个信号的线。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一属性为第一颜色，并且其中，所述第二属性为第二颜色。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，更新所述一个或多个信号强度指示符包括：随着所述点从所述第一画布位置移动到所述第二画布位置，将所述一个或多个信号强度指示符从所述第一颜色逐渐改变为所述第二颜色。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，更新所述一个或多个信号强度指示符包括：当超过所述第一画布位置和所述第二画布位置之间的阈值距离时，将所述一个或多个信号强度指示符从所述第一颜色瞬时改变为所述第二颜色。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述一个或多个信号强度指示符中的每一个信号强度指示符具有指示沿着所述信号强度指示符的多个点处的信号强度的梯度着色，使得所述第一颜色表示第一信号强度并且所述第二颜色表示比所述第一信号强度弱的第二信号强度。

23.根据权利要求18所述的方法，其中，所述一个或多个信号强度指示符是点或虚线，并且其中，所述第一属性表示虚线或点之间的第一间隔，并且所述第二属性表示大于所述第一间隔的第二间隔。

24.根据权利要求17所述的方法，其中，所述一个或多个信号强度指示符中的每一个是表示与其相对应的设备的信号强度的条形图。

25.根据权利要求17所述的方法，还包括：从用户接收要放置在所述画布上的下一设备的期望高度；以及

其中，所述计算包括：基于对以下各项的分析来计算所述第一真实世界位置处的所述一个或多个信号强度：(i)在对应于所述画布位置的第一真实世界位置与包括在所述设备集合中的每个设备的真实世界位置之间的一个或多个距离，其中，所述一个或多个距离被计算出；以及(ii)包括在网络中的所述设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性。

26.根据权利要求17所述的方法，其中，所述指针是表示所述用户的位置的不可见的用户界面元件。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，显示所述画布包括经由触摸屏显示所述画布。

28.一种用于在用于设计过程控制环境中的网络的用户界面中动态可视化潜在通信链路的系统，所述系统包括：

用户接口，包括显示器和用户输入部件；以及

一个或多个处理器，耦接到所述用户接口并且被配置为：

经由所述显示器显示画布，所述画布被配置为使得用户能够通过所述用户在画布内放置并且布置表示要被包括在过程控制环境中的网络中的网络设备和链路的符号来设计所述过程控制环境中的所述网络的网络模型；

经由所述用户输入部件检测表示用户在画布上的第一画布位置处的位置的指针；以及

经由所述显示器动态地显示表示所述设备集合相对于所述指针的一个或多个信号强度指示，包括：

(ii)显示所述一个或多个信号强度指示，使得它们拥有表示所述第一真实世界位置处的一个或多个信号强度的第一属性；

(v)更新一个或多个信号强度指示以指示重新计算的一个或多个信号强度，其中，经更新的一个或多个信号强度指示拥有表示重新计算的在所述第二真实世界位置处的一个或多个信号强度的第二属性。

29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述一个或多个信号强度指示符是表示所述设备集合的一个或多个信号的线。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述第一属性为第一颜色，并且其中，所述第二属性为第二颜色。

31.根据权利要求30所述的系统，其中，更新所述一个或多个信号强度指示符包括：随着所述点从所述第一画布位置移动到所述第二画布位置，将所述一个或多个信号强度指示符从所述第一颜色逐渐改变为所述第二颜色。

32.根据权利要求29所述的系统，其中，更新所述一个或多个信号强度指示符包括：当超过所述第一画布位置和所述第二画布位置之间的阈值距离时，将所述一个或多个信号强度指示符从所述第一颜色瞬时改变为所述第二颜色。

33.根据权利要求29所述的系统，其中，所述一个或多个信号强度指示符中的每一个信号强度指示符具有指示沿着所述信号强度指示符的多个点处的信号强度的梯度着色，使得所述第一颜色表示第一信号强度并且所述第二颜色表示比所述第一信号强度弱的第二信号强度。

34.根据权利要求29所述的系统，其中，所述一个或多个信号强度指示符是点或虚线，并且其中，所述第一属性表示虚线或点之间的第一间隔，并且所述第二属性表示大于所述第一间隔的第二间隔。

35.根据权利要求28所述的系统，其中，所述一个或多个信号强度指示符中的每一个是表示与其相对应的设备的信号强度的条形图。

36.根据权利要求28所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为经由所述用户输入部件接收要放置在所述画布上的下一设备的期望高度；以及

其中，重新计算与所述第二画布位置相对应的第二真实世界位置处的一个或多个信号强度包括：(i)计算所述第二真实世界位置与所述设备集合中的所述设备的真实世界位置之间的一个或多个距离；(ii)分析包括在所述网络中的所述设备集合中所包括的每个设备的无线信号传递属性；以及(iii)基于所述一个或多个距离和所述无线信号传递属性来重新计算所述一个或多个信号强度。

37.根据权利要求18所述的系统，其中，所述指针是表示所述用户的位置的不可见的用户界面元件。

38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述显示器是触摸屏。