CN117378121A - 具有应急备用电源和无线通信的危险区域照明 - Google Patents

Abstract

监测用于作为过程控制系统所利用的无线网状网络的节点的照明器节点的应急电源的健康状况的系统和方法包括：由该照明器节点利用市电来(i)经由该无线网络路由该过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)对照明器节点的光照源进行通电和/或维持与另一照明器的通信；由该照明器节点将能量存储在被配置为在市电断电期间执行这些功能的能量存储设备中；由该照明器节点监测该能量存储设备以确定与该能量存储设备相关联的健康状态；以及由该照明器节点经由该过程控制系统所利用的该无线网状网络来发送与该能量存储设备相关联的该健康状态的指示。

Description

具有应急备用电源和无线通信的危险区域照明

技术领域

本公开涉及监测工业环境中的照明器的备用电源的健康状况。

背景技术

本文件内提供的背景技术描述是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。当前提及的发明人在本背景技术部分描述的范围内的工作以及在提交时可能未取得现有技术资格的描述的各方面既不明确地也不暗示地承认是相对于本公开的现有技术。

照明器、照明单元和灯具可在诸如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿场、仓库、建筑物等工业环境内提供一般环境光、任务或聚焦光和/或应急照明。这些工业环境中的一些工业环境可能是危险环境，并且因此，要求在其中操作的照明器、照明单元和灯具是本质安全的和/或防爆的，例如以防止诸如可燃气体和/或粉尘的危险大气混合物的点燃和/或爆炸，以保护照明器内的电子器件免受损害或损坏，以抑制可能发生的任何爆炸等。一般而言，本质安全的和/或防爆的照明器、照明单元和灯具的设计旨在限制在它们的正常使用和维护期间以及在故障条件期间产生的热能和/或电能的不期望的和/或危险的影响。

危险和/或非危险工业环境中的已知照明器、照明单元和灯具可包括或附接到一个或多个传感器，该一个或多个传感器感测或测量照明器、照明单元和灯具所位于的环境中的条件，诸如环境光、温度、湿度等。最近，“智能”照明器、照明单元和灯具已经被设计成使用计算功能和照明网络连接来提供更复杂的特征，诸如照明网络的照明器组的连接控制、日光采集(即，基于环境光的强度通过变暗或变亮来调整强度)以及高级运动检测(即，基于个体通过设施的预测运动来打开和关闭灯)。此外，在工业环境内，一些智能照明器、照明单元和灯具可以与过程控制系统协作以代表过程控制系统在各种过程控制设备、部件和节点之间路由过程控制消息，从而利用照明器和所连接的照明网络来在工业环境内递送过程控制消息。

例如，一些照明器利用无线通信接口来根据需要传送数据、驱动或控制命令和/或状态更新，以提供智能照明特征和/或路由过程控制消息。在一些布置中，照明器通过适合的无线通信协议诸如或其他短程协议、Wi-Fi、无线高速公路可寻址远程传感器协议/>或其他无线通信协议来发送和接收无线传输。在其他布置中，照明器经由无线通信网络向主机或后端系统发送无线传输，以经由一个或多个无线通信网络进行处理和转发。

发明内容

照明器可安装在工业环境的各种室内和/或室外位置，以提供环境定向任务和/或应急照明。照明器可主要经由市电供电，诸如经由电力网基础设施或其他外部电源递送到工业环境的交流(AC)电力。将电力递送到各种照明器的布线通常是封闭的并且与恶劣工业环境隔离，例如在墙壁或天花板后面、在管道内或其他物理屏蔽物内等。每个照明器可包括电池或其他本地电力存储设备，照明器可以在市电断电的情况下利用该电池或其他本地电力存储设备。照明器可以是独立的照明器，或者可以经由所连接的照明网络通信地连接以执行和协调工业环境内的智能照明特征的执行。例如，照明器可经由无线照明网络与其他照明器和其他节点(诸如后端服务器、数据历史记录装置、用户界面设备等)通信以协调环境内的光照功能、传输与照明活动相关的状态和/或其他管理消息等。

由照明器服务的许多工业环境利用一个或多个有线和无线过程控制网络(在本文中也可互换地称为“过程控制通信网络”、“过程控制数据网络”、“工业网络”、“工业通信网络”或“工业数据网络”)来向各种部件、设备(例如，包括现场设备)和/或节点发送过程控制消息(例如，数据、命令、状态等)以及从各种部件、设备(例如，包括现场设备)和/或节点接收过程控制消息(例如，数据、命令、状态等)，从而控制工业过程。例如，工业环境内的过程控制系统(PCS)可利用该一个或多个过程控制无线网络(其可以是网状无线网络)来传输和接收过程控制和其他相关消息。工业环境内的部件、设备(例如，包括现场设备)和/或节点可通常通过利用专门为工业控制应用而设计的标准化协议经由该一个或多个无线网络传输消息。即，工业无线通信网络所利用的工业无线协议使得能够对去往和来自工业环境中的接收和发送节点的过程控制消息进行定时和递送，使得节点可在指定的时间间隔内对消息内容进行操作以控制过程的各个部分。特别地，经由无线网络的过程控制消息的递送是在整个网络上调度和控制的，使得工业过程不会变得不稳定，并且无线网络不会变得过载，从而导致错误、故障、不受控制的行为，并且在某些情况下，还会导致爆炸、泄漏、火灾等危险后果，这些后果可能导致装备的损失，更重要的是，人员的生命损失。这种常用的无线工业协议的一个示例是WirelessHART；然而，可利用支持网络的节点之间的过程控制消息的递送和接收的调度和时间同步以控制工业过程并由此管理工业环境内的风险的任何合适的无线协议。一般而言，无线网络管理器为工业无线通信网络生成或创建网络调度，并且网络管理器将调度的各个部分提供给无线网络的节点，使得每个节点被配置为在各个调度或指定的时间或时隙接入无线网络以发送和/或接收过程控制相关消息，并且使得工业无线通信网络的节点之间的通信以协调和受控的方式在网络上传输。

在一些情况下，照明器可包括在过程控制无线网络中以用作无线网络内的附加路由和/或连接点或节点。例如，照明器(至少由于其在整个工业环境中各自的、易于访问的位置)可以被配置为用作过程控制无线网络内的路由或中间节点。在一些情况下，照明器可用作一个或多个过程控制设备或部件(例如，传感器、致动器、阀和/或其他类型的现场设备)与无线网络的其余部分(例如，控制器、网关、服务器、用户设备等)之间的桥、集线器、本地网关或连接节点，使得该一个或多个过程控制设备经由照明器通信地连接到过程控制无线网络的其余部分。在一些情况下，至少由于它们各自连接到市电，照明器可充当用于一个或多个过程控制设备或部件的本地电源(例如，市电或后备电源)。

然而，目前，当照明器用作过程控制无线网络的中间路由桥或连接节点时，由于照明器节点不再可用，到照明器的市电断电导致整个过程控制无线网络断开。此外，如果照明器节点用作其他过程控制设备经由无线网络进行通信的桥或连接节点，则由于照明器节点不可用，其他过程控制设备被切断与过程控制系统的通信。工业网状无线网络和此类网络所利用的协议(例如，WirelessHART)能够通过重新路由分组和/或重新配置或调整总体网络调度(例如，按网络管理器的方向)来从这些和其他类型的节点故障自动恢复。然而，这种自动重新路由、重新配置以及路由和调度的调整通常花费大量的时间，在此期间，过程控制网络功能受到损害。例如，具有50个节点的无线过程控制网络可能花费12小时到24小时的时间来重新配置其自身并且稳定，即使当照明器处的市电断电的持续时间仅为几分钟时。实际上，具有更大数量的节点(例如，数百或数千节点)的无线过程控制网络可能花费数天来重新调度和重新组织。此外，不仅由照明器路由节点服务的过程控制设备不能与过程控制系统的其余部分通信，而且在网络重新组织时，其他过程控制消息可能被次优地路由通过过程控制系统网络，从而导致延迟、增加网络流量以及减少网络带宽，这损害过程控制系统的性能和保真度并且可能由于延迟和/或丢失消息而增加风险。

本文所述的系统、方法、照明器和技术使用照明器提供增加的网络可靠性，并且特别地，当在照明器处发生市电部分断电或完全断电时。一般而言，根据本文所述的系统、方法和技术配置的照明器用作无线过程控制系统的节点，并且因此经由无线网状网络路由并可选地向过程控制设备传输过程控制消息和/或从过程控制设备接收过程控制消息，从而控制工业过程。即，照明器包括在工业工厂或环境的无线过程控制网络中。因此，在本公开内，此类照明器通常称为“照明器节点”，因为照明器是过程控制网络以及光照源的节点。照明器节点可以是经由有线和/或无线照明网络通信地连接的多个照明器中的一个，其中利用有线和/或无线照明网络来协调和控制该多个照明器的照明和其他特性。照明网络内的一个或多个其他照明器也可以是照明器节点，并且一个或多个其他照明器可以不是照明器节点。另选地，照明器节点可以是不通信地连接到任何照明网络的独立照明器，即使照明器节点通信地连接到过程控制网络。

无论如何，在照明器节点检测到市电部分或完全断电时，照明器节点分配存储在电池或其他能量存储设备中的剩余可用电力的至少一部分以支持和维持经由过程控制网络的过程控制消息的继续路由。类似地，照明器分配一些剩余存储能量或不分配剩余存储能量来支持和维持照明功能、活动和/或其子集。因此，照明器节点在照明器节点处的市电断电期间和之后维持过程控制消息的路由，从而减轻、减少并且在一些情况下消除由于照明器处的市电断电而导致的过程控制网络的任何低效或错误。有利地，利用本文所述的系统、方法、照明器节点和技术，可以部分地或完全地消除网络低效的小时数和天数以及所导致的对工业过程的不期望的影响(例如，由于无线过程控制网络重新调度和重新组织其自身所需的时间)，并且可以增加无线过程控制网络的总体鲁棒性和可靠性。

特别地，照明器节点可以周期性地(例如，每天、每周、每月等或在工厂维护或停机期间)或连续地监测电池或其他能量存储设备的健康状况，以确定电池或其他能量存储设备的性能是否已经劣化，并经由网络向操作者或其他用户发送电池或其他能量存储设备的健康状况的指示。这可包括监测电池或其他能量存储设备的电压，以预测电池或其他能量存储将能够提供电力以支持和维持经由过程控制网络的过程控制消息的连续路由和/或在市电部分或完全断电的情况下维持照明功能或活动的时间长度。在一些示例中，照明器节点可基于来自用户的命令触发自测试例程以测试电池或其他能量存储设备的健康状况，并且经由网络向操作者或其他用户提供电池或其他能量存储设备的性能的指示。有益地，利用本文所述的系统、方法、照明器节点和技术，操作者或其他用户可根据需要基于电池或其他能量存储设备的所测量的健康状况或剩余寿命来启动电池或其他能量存储设备的更换，以便防止完全停电。此外，在一些示例中，可以基于电池或其他能量存储设备的所测量的健康状况或剩余寿命来实现单独的或组级照明器调光功能，以便节省电池或其他能量存储设备的电力。另外，在一些示例中，可以基于电池或其他能量存储设备的所测量的健康状况或剩余寿命来调整过程控制消息的路由或调度，以便节省电池或其他能量存储设备的电力。

在一个实施方案中，一种监测用于作为过程控制系统所利用的无线网状网络的节点的照明器节点的应急电源的健康状况的方法，该方法包括：由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由该无线网络路由该过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对该照明器节点的光照源进行通电或者维持与另一照明器的通信；由该照明器节点将能量存储在能量存储设备中，该能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由该无线网络路由该过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制该工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对该照明器节点的该光照源进行通电或维持与另一照明器的通信；由该照明器节点监测该能量存储设备以确定与该能量存储设备相关联的健康状态；以及由该照明器节点经由该无线网络发送与该能量存储设备相关联的该健康状态的指示。

在一个实施方案中，一种包括在多个节点中的照明器节点，该多个节点利用市电经由无线网络传输并接收过程控制消息，从而控制工业过程，该照明器节点包括：由市电供电的光照源；以及能量存储设备，该能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以对该光照源进行通电，并且经由该无线网络传输并接收该过程控制消息，从而控制该工业过程，该照明器节点被配置为：监测该能量存储设备以确定与该能量存储设备相关联的健康状态的指示；以及经由该无线网络发送包括与该能量存储设备相关联的该健康状态的指示的消息。

在一个实施方案中，一种测试用于作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点的应急电源的方法，该方法包括：由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由该无线网络路由该过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对该照明器节点的光照源进行通电或者维持与另一照明器的通信；由该照明器节点将能量存储在能量存储设备中，该能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由该无线网络路由该过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制该工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对该照明器节点的该光照源进行通电或维持与另一照明器的通信；由该照明器节点启动自测试例程以测试该照明器节点的该能量存储设备；以及将来自该自测试例程的一组结果从该照明器节点传输到最终用户设备。

附图说明

图1示出了其中可通过利用本公开的系统、方法、照明器节点和/或技术来维持过程控制无线网络可靠性的示例性工业环境。

图2是可在图1的示例性工业环境中使用的示例性照明器节点的框图。

图3是监测用于作为过程控制系统所利用的无线网状网络的节点的照明器节点的应急电源的健康状况的示例性方法的流程图。

图4是测试用于作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点的应急电源的示例性方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了示例性工业环境100，其中可以实现本文所述的系统、方法、照明器和技术的实施方案。在一些情况下，示例性工业环境可以设置在其中部件(诸如照明器、通信网络、过程控制设备等)的危险环境100诸如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿场等内。如本文中可互换使用的，术语“照明器”、“照明单元”和“灯具”通常是指电动部件，其操作以提供在人眼可见的电磁波谱的部分中(例如，从约380纳米至740纳米)的一般光或环境光和/或任务或聚焦光。如图1所示，工业环境100包括后端环境102和现场环境105。在一些工业环境100中，诸如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿场等的环境中，现场环境105是危险环境。因此，设置在危险现场环境105内的部件(例如，照明器、通信网络部件、过程控制设备等)必须遵守适用于它们被设置在其中的特定危险环境的所有标准和/或规章规则，以限制在它们的正常使用和维护期间以及在故障条件期间所产生的热能和/或电能的不期望的和/或危险的影响。

如图1所示，根据本文描述的技术中的一种或多种技术配置的三个照明器110a、110b、112c设置在现场环境105内。即，照明器节点110a、110b、110c中的每一者是照明器节点。例如，照明器节点110a、110b、110c中的每一者分别被配置112a、112b、112c(例如，经由硬件和/或存储在存储器上的计算机可执行指令和配置)，以提供光照、支持维护过程控制或工业无线网络可靠性和/或连接性，以执行如本文所述的与其相关的其他动作和技术。在图1中，照明器节点110a、110b、110c中的每一者是无线过程控制网络115(其链路在图1中由实线表示)的相应节点，其中无线过程控制网络115还包括其他无线节点118a-118g和无线网关120。在一个实施方案中，无线过程控制网络115可以是利用时间同步无线协议的无线网状网络。无线节点118a-118g可以是例如无线现场设备、服务于各个有线现场设备的无线适配器、路由器和/或过程控制系统(PCS)的其他过程控制设备。如图1所示，过程控制设备118e-118g经由照明器节点110a通信地连接到无线网络115的其余部分，使得任何过程控制相关消息经由照明器节点110a被路由到设备118e-118g以及从这些设备路由。过程控制设备118d经由过程控制设备118c和经由照明器节点110c两者通信地连接到无线网络115。

无线网关120经由数据高速公路或骨干125将无线过程控制网络115与后端环境102和/或过程控制系统的其他有线部分122通信地连接，该数据高速公路或骨干可以是以太网、宽带光纤或任何合适类型的有线骨干。过程控制系统的有线部分122可以至少部分地设置在工业环境100的现场环境105中，并且可包括例如控制器、I/O设备、编组装备、有线现场设备和/或其他类型的有线过程控制设备。因此，照明器节点110a、110b、110c中的每一者包括在过程控制系统的无线网络115中，该过程控制系统包括设置在现场环境105中的无线部分115和有线部分122，其中过程控制系统操作以控制工业环境100内的工业过程。因此，每个照明器110a、110b、110c可被配置112a、112b、112c，以支持维持无线过程控制网络115的可靠性。

如上所述，无线过程控制网络115通常利用诸如WirelessHART的时间同步无线协议或其他合适的无线协议来在无线节点之间传递控制、数据和其他类型的消息。因此，网络115包括无线网络管理器128，如图1所示，该无线网络管理器包括在无线网关120中。(然而，在其他实施方案中，无线网络管理器128可以是网络112的单独节点并且不与无线网关120集成。)如前所述，无线网络管理器128执行与过程控制无线网络115相关的管理和协调任务，诸如生成、重新组织、更新和管理网络调度、将网络调度的各个部分分配给各个节点、管理无线节点之间的时间同步、在过程控制网络的无线部分115、有线部分122和/或后端环境102之间递送消息等等。

在图1中，除了作为过程控制系统的无线过程控制网络115的节点之外，照明器节点110a、110b、110c中的每一者也是照明网络130的相应节点(其链路在图1中由虚线表示)，其中照明网络130可包括不是过程控制系统的无线网络115的一部分的一个或多个其他照明器110d。即，照明器节点110a、110b、110c可以同时是无线过程控制网络115的节点和照明网络130的节点两者，而照明器节点110d不是无线过程控制网络115的节点而是照明网络130的节点。照明网络130的至少一部分或全部可以是无线网状网络，并且在一些实施方案中，照明网络130所利用的无线网状网络的至少一部分和无线过程控制网络115所利用的无线网状网络的至少一部分可以相交并且包括相同的链路、节点等。在一些实施方案中，照明网络130(或其无线部分)可以利用诸如WirelessHART的时间同步无线协议或其他合适的无线协议来在照明网络节点之间递送照明命令、指令和/或管理信息。在一些配置中，照明网络130所利用的时间同步无线协议和无线过程控制网络115所利用的时间同步无线协议是相同的协议。在这些配置中，无线照明网络130和无线过程控制网络115两者均可以在网络管理器128的指导下，例如用于调度、时间同步以及其他此类目的。

照明网络130的照明器节点110a、110b、110c和照明器110d操作以协调和控制工业环境100内的光照，以及例如通过经由照明网络130发送和接收照明控制、数据和其他类型的消息来执行与提供光照相关的其他任务。在各实施方案中，照明网络130包括协调照明网络130的照明/光照活动及其管理的照明控制器132。在图1中，照明控制器132被示为包括在无线网关120中；然而，照明控制器132可以包括在照明网络130的任何期望的节点中，在实施方案中包括单机，并且照明控制器132通常通信地连接到数据高速公路125或另一数据高速公路。照明控制器132可以与网络管理器128通信连接，并且在一些实施方案中，照明控制器132和网络管理器128是集成单元(未示出)。

在图1的示例性工业环境100中，照明网络130被描绘为利用无线网络115的时间同步协议的无线网络，并且因此照明器节点110a、110b、110c和照明器110d经由无线网关120和数据骨干125(例如，经由无线过程控制网络115所利用的相同无线网关120和骨干125)与后端环境102通信地连接。即，无线过程控制网络115的至少一部分和照明网络130的至少一部分(例如，节点、链路、网关等)相交或被两个网络115、130共同利用，并且在网络管理器128的管理联网权限下；然而，这仅仅是为了便于说明而不是为了限制目的。例如，在其他实施方案(未示出)中，无线过程控制网络115和照明系统网络115可以共同地利用更少或更多的部件，并且在又一些实施方案(也未示出)中，无线照明网络130可以经由其自己的独立网关和/或其自己的与网关120和主干122分开并且不同的数据骨干通信地连接到后端环境102，并且可以可选地利用其自己的网络管理器。此外，注意，尽管照明网络130在图1中被示为无线网络，但是在各实施方案中，照明网络130可以由任何数量的有线和/或无线链路和联网技术和/或其组合来实现。

工业环境100的后端环境102免受现场环境105的恶劣条件的影响，并且因此，后端的各种部件可以安全地设置在后端环境102中。例如，过程控制系统(PCS)的一个或多个后端服务器135可以设置在后端环境102中，并且可以提供支持PCS的实时操作的功能，诸如配置、数据历史记录、分析、报告等。另外，照明网络130的一个或多个后端服务器138可以设置在后端环境中，并且可以提供支持照明网络130提供的协调光照的功能，诸如配置、控制指令、数据历史记录、分析、报告等。注意，虽然PCS后端服务器135和照明网络后端服务器138在图1中被示为独立的服务器集合，但是在一些实施方案(未示出)中，PCS后端服务器135的至少一部分和照明网络服务器138的至少一部分可以被实现为一个或多个集成服务器。此外，在各实施方案中，PCS后端服务器135的至少一部分和/或照明网络服务器138的至少一部分可以物理地设置在物理上远离环境100的位置中，诸如在远程服务器组处、在云计算系统中等。

工业环境100的后端环境102还可包括一个或多个本地或远程设置的用户界面设备140a-140d，其可包括本地或远程设置的计算设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、电话、智能设备、连接的车辆设备和/或其他类型的个人电子设备(PED)。例如，分别由操作者和/或由过程控制系统和/或照明网络130的配置工程师利用的一个或多个用户界面设备140a可以以有线方式本地连接到数据高速公路125。一个或多个用户界面设备140b可以分别由操作者和/或由过程控制系统和/或照明网络130的配置工程师使用，可以远离工业环境现场100设置，并且可以例如经由系统网关142和一个或多个公共和/或私有通信或数据网络145通信地连接到数据高速公路125。附加地或另选地，一个或多个用户界面设备140c、140d可以由位于工业环境100的现场环境105内的人员利用，其中设备140c、140d可以经由本地装置(例如，经由无线网络115、照明网络130的无线部分或其他合适的无线链路和/或网络)直接通信地连接到相应的过程控制和/或照明系统。例如，用户界面设备140c、140d中的一个或多个用户界面设备可以经由联网装置远程地通信地连接到过程控制网络115或其节点和/或照明网络130或其节点，例如通过利用邻近或包括在现场环境105中的普通最后一英里无线局域网(例如，Wi-Fi、蜂窝、短程无线协议等)、一个或多个公共和/或私有网络145和系统网关142。

此外，如图1所示，每个用户界面设备140a-140d可以执行应用程序、瘦客户端或其他类型的用户界面，它们中的每一者服务于过程控制系统、照明系统或这两个系统。例如，物理地设置在工业环境100的后端环境102中的用户界面设备140a可包括(并且执行)一个或多个过程控制系统特定用户界面应用程序和/或一个或多个照明系统特定用户界面应用程序。在另一示例中，远程用户界面设备140b(例如，其由远程定位的人员利用)可以执行对应于一个或多个过程控制系统用户界面、一个或多个照明系统界面或两者的一个或多个应用程序、瘦客户端等。在又一示例中，用户界面设备140c被配置为仅服务于过程控制系统而不服务于照明系统，并且因此执行过程控制用户界面(例如，其可以经由无线网络115与过程控制系统通信)而不执行照明系统用户界面。用户界面设备140d被配置为仅服务于照明系统而不服务于过程控制系统，并且因此执行照明系统用户界面(例如，其可以经由照明网络130与照明系统通信)而不执行过程控制系统用户界面。

图2是可在图1的示例性工业环境中使用的示例性照明器节点200的框图。例如，照明器节点200的一个或多个部分或全部可以包括在图1的照明器节点110a、110b和/或110c中，或者可以包括在经由照明网络通信地连接的其他照明器中。在另一示例中，照明器节点200可以是用于照明/光照目的的独立照明器200，并且因此不通信地连接到任何其他照明器。同时参考图1来描述照明器节点200；然而，这仅仅是为了说明的清楚而不是限制目的。例如，照明器节点200的实例可以在工业环境100之外的环境中使用，或者照明器节点200可以是独立照明器200。

照明器节点200包括一个或多个处理器202、一个或多个驱动器205(例如，用于光照或可见光源)以及一个或多个照明或可见光源208a-208n，该一个或多个照明或可见光源封闭在封闭物210中、由其包围和/或以其他方式由其保护，该封闭物是危险环境封闭物。另外，照明器节点200包括一个或多个通信接口212a、212b，照明器节点200可以经由这些通信接口通信地连接到无线过程控制网络(例如无线网络115)并且可选地连接到照明网络(例如照明网络130)，并且因此可包括相应的数字信号处理器(DSP)、收发器、天线等。例如，该一个或多个通信接口212a、212b可包括一个或多个无线通信接口，照明器节点200可以经由这些通信接口无线地与无线过程控制网络115通信(例如，经由WirelessHART或其他合适的时间同步无线协议)并且可选地与照明网络通信(例如，经由时间同步无线协议或一些其他合适的无线协议)。在一些实施方案中，该一个或多个通信接口212a、212b可包括一个或多个有线接口，照明器节点200经由该一个或多个有线接口以有线方式与照明网络130的其他照明器和部件通信。在一些实施方案中，该一个或多个通信接口212a、212b可包括混合有线/无线通信接口。

照明器节点200包括将照明器节点200电连接到市电电源的市电接口或端口215，该市电通常是通用交流(AC)电源，例如由公用电源、电网、发电机等提供。对于大部分，在正常操作期间，照明器节点200可以经由市电来供电，该市电经由市电接口/端口215接收。照明器节点200还包括能量存储设备218，例如电池、电容器或其他合适的功率存储设备，其可以充当备用电源，并且经由其可以在某些情况期间(例如当市电断开、间歇或以其他方式不可用时)向照明器节点200供电。通常，在检测到市电不再经由市电接口215可用时，照明器节点200可自动切换到使用能量存储设备218作为其电源，并且在检测到市电恢复时，照明器节点200可以自动返回到利用市电作为其主要能量源。

一般而言，为了提供光照或可见光照明以及执行与光照/照明相关的任务(例如管理任务、诊断、维护操作等)的目的，照明器节点200包括存储一组计算机可执行照明指令222的一个或多个存储器220。该一个或多个处理器202可执行照明指令222以使照明器节点200执行照明相关任务，例如指示该一个或多个驱动器205例如单独地或独立地和/或作为一组或一组以协调的方式对该一个或多个光照源208a-208n进行通电或启动。例如，执行照明指令222可以基于传感器信号或其他检测到的条件来指示该一个或多个驱动器205来对照明器节点200的该一个或多个光照源208a-208n进行通电、启动、断电或停用。如果照明器节点200连接到照明网络130，则执行照明指令222可以基于由照明网络130的照明控制器132(图2中未示出)传输并且经由通信接口212a、212b和照明网络130在照明器节点200处接收的驱动命令来指示该一个或多个驱动器205对照明器节点200的该一个或多个光照源208a-208n进行通电、启动、断电或停用。在一些连接的照明配置中，该一个或多个处理器202可以执行照明指令222以经由通信接口212a、212b和照明网络130向照明控制器132发送管理消息(和/或从其接收管理消息)，例如使用统计、部件状态等，以执行诊断等。照明器节点200利用(并且在一些情况下，读取和/或写入)以执行照明相关功能、活动和任务的照明数据225可以存储在照明器节点200的该一个或多个存储器220中。照明数据225可以存储例如定义或指导照明器节点的照明相关通信的网络调度的部分(例如，如由无线网络管理器128生成并且从该无线网络管理器接收的)、照明器节点200作为照明网络130内的照明节点或者作为独立照明器200的配置、照明事件的记录、数据、诊断结果和/或统计等等。

由于照明器节点200用作过程控制系统的无线网络115的节点时，照明器节点200还包括存储在其一个或多个存储器220上的一组过程控制联网指令228。该一个或多个处理器202可以执行过程控制联网指令228以使照明器节点200执行过程控制联网任务，例如根据由无线网络115的网络管理器128生成的时间同步调度将过程控制消息路由到其他无线节点以及从其他无线节点路由过程控制消息。例如，当照明器节点110a被配置为照明器节点200的实例时，照明器节点可接收将要路由到过程控制设备118g、118f和118e的过程控制消息，并且可以根据网络调度(经由无线网络115)将此类消息转发到它们各自的接收者118g、118f、118e/从它们各自的接收者转发。以类似的方式，当照明器节点110c被配置为照明器节点200的实例时，照明器节点110c可以从过程控制设备118d接收过程控制消息，并且可以根据网络调度将此类消息转发(经由无线网络115)到它们各自的接收者。由此，照明器节点200的存储器220存储过程控制联网数据230以支持由照明器节点220执行的过程控制联网任务。例如，过程控制联网数据230可以存储网络调度的部分(例如，如由无线网络管理器128生成并且从其接收)，该网络调度的部分定义或指导照明器节点的过程控制消息路由活动、照明器节点200作为无线网络115内的无线节点的配置、过程控制联网事件的记录、数据和/或统计等等。

当然，除了与照明和过程控制联网有关的那些指令之外，照明器节点200的存储器220还可以存储其他指令232和其他数据235。

照明器节点200提高了过程控制无线网络115的可靠性，并且特别地，当在照明器节点处发生市电部分或完全断电时。市电部分断电可包括例如在照明器节点200处间歇地接收到市电的情况。市电完全断电可包括例如在照明器节点200处根本没有接收到市电的情况。

在照明器节点200检测到市电接口或端口215处的市电部分或完全断电时，照明器节点200可分配存储在能量存储设备218中的剩余电力的至少一部分，以支持和维持经由过程控制网络115的过程控制消息的继续路由。类似地，无论照明器节点200是独立照明器还是连接/联网到其他照明器，照明器节点200可分配存储在能量存储设备218中的剩余能量中的一些或不分配剩余能量，以支持和维持照明功能。在照明器节点200仅检测到市电部分断电的情况下，照明器节点200可分配市电的剩余部分来支持和维持过程控制消息的继续路由、支持和维持照明功能、和/或在照明器节点200处执行其他任务，例如对能量存储设备218充电。

无论如何，照明器节点200在照明器节点200处的市电断电期间和之后维持过程控制消息的路由，从而减轻、减少并且在一些情况下消除由于照明器节点200处的市电断电而导致的过程控制网络115的任何低效或错误，并且从而维持过程控制网络115的可靠性和鲁棒性。如图2所示，照明器节点200可包括能量分配器240，其中能量分配器240包括存储在一个或多个存储器220上并且可由一个或多个处理器202执行的一组计算机可执行指令，以使照明器节点200在到照明器节点200的市电部分或完全断电时采取这些分配和其他减轻动作。一般而言，并且如在本公开内其他地方更详细地描述的，当可用于由照明器节点200消耗的能量发生改变时，例如由于市电部分或完全断电、存储在能量存储设备218中的能量的水平降低、市电的恢复等，能量分配器240将存储在能量存储设备218中的可用能量分配给支持过程控制联网和/或分配给支持照明、照明联网和/或照明管理任务。在一个实施方案中，能量分配器240利用存储在照明器节点200的一个或多个存储器220中的分配配置245来为不同的能量相关事件例如以诸如本文其他地方描述的方式确定对应的能量分配。在一个实施方案中，能量分配器240例如以诸如本文中其他地方描述的方式响应于从过程控制网络115、照明网络130和/或用户界面设备140a-140d的其他部件接收的指令。

此外，如图2所示，照明器节点200可包括能量存储设备健康监测器250，其中能量存储设备健康监测器250包括存储在一个或多个存储器220上并且可由一个或多个处理器202执行的一组计算机可执行指令，以使照明器节点200监测能量存储设备218以确定与能量存储设备218相关联的至少一个健康状态，并且经由过程控制网络115和/或照明网络130向网络管理器128、照明控制器132和/或一个或多个用户界面设备140-140d发送指示健康状态的消息，如以下关于图3更详细讨论的。在一个实施方案中，能量存储设备健康监测器250利用能量存储设备自测试应用程序255来启动自测试例程以测试能量存储设备218并且经由过程控制网络115和/或照明网络130将来自自测试例程的一组结果传输到网络管理器128、照明控制器132和/或一个或多个用户界面设备140-140d，如关于图4更详细讨论的。在一些实施方案中，能量存储设备健康监测器250和/或能量存储设备自测试应用程序255例如以诸如本文中其他地方描述的方式响应于从过程控制网络115、照明网络130和/或用户界面设备140a-140d的其他部件接收的指令。

图3描绘了根据本文档内所公开的原理和技术中的至少一些的用于监测用于作为过程控制系统所利用的无线网状网络的节点的照明器节点的应急电源的健康状况的示例性方法300的流程图。例如，照明器节点可执行方法300的至少一部分。在示例性具体实施中，照明器节点是图1的照明器节点110a、110b或110c或图2的照明器节点200，并且照明器节点110a、110b、110c、200执行方法300的至少一部分，例如通过执行用于能量存储设备健康监测的指令250和可选地其他指令232。然而，为了便于讨论，而不是为了限制目的，本公开同时参考图1的工业环境100、图1的照明器节点110a、110b、110c和/或图2的照明器节点200讨论了方法300，尽管方法300可以在除了环境100之外的环境中和/或结合除了照明器节点110a、110b、110c、200之外的照明器节点来执行。在一些实施方案中，方法300包括除了图3所示的那些动作之外的一个或多个另选的和/或附加动作。

在框302处，方法300可包括由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由无线网络路由过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)执行照明、光照和/或光照相关活动，例如对光照源通电、维持与另一照明器和/或照明网络的照明控制器的通信、执行照明相关诊断、收集和发送照明统计等。即，照明器可以是过程控制系统所利用的无线网络的节点和照明网络的节点两者，并且因此可以是照明器节点。过程控制系统所利用的无线网络和照明网络的至少一部分可以是相同或不同的无线网状网络。在一些配置中，过程控制系统所利用的无线网络的至少一部分也可以由照明网络使用。在一个实施方案中，照明器节点可利用时间同步协议(例如，WirelessHART或其他合适的时间同步时间同步协议)来经由无线过程控制网络和照明网络两者进行通信。

例如，当市电可用时，照明器节点200可利用经由其市电接口215输送的市电来充当无线过程控制网络115的节点，包括向相关联的通信接口端口212a、212b供电；处理传入和传出的过程控制消息；执行过程控制联网指令228等，以由此通过过程控制无线网络115将过程控制消息路由到接收方无线网络节点以及从接收方无线网络节点路由过程控制消息。另外，当市电可用时，照明器节点200可利用市电来向照明驱动器205供电以对光照源208a-208n进行通电；处理传入和传出的照明管理和控制消息；向相关联的通信接口端口212a、212b供电；执行照明指令222等，以由此例如以独立模式或结合照明网络130的其他节点执行一组照明活动。例如，照明器节点200可由网络管理器128配置有对应于照明器节点200的网络调度的一部分，并且照明器节点200可根据在照明器节点处存储的所定义的网络调度经由过程控制网络115并且可选地经由照明网络130来路由消息。参考图1进行说明，照明器节点110a可经由链路148a、148b直接向/从过程控制节点118e-118g以及向/从无线过程控制网络115的其他节点路由过程控制消息，并且照明器节点110a可经由链路150a、150b传输和接收照明网络130通信。照明器节点110c可经由链路148c、148d直接向/从过程控制节点118d以及向无线过程控制网络115的其他节点路由过程控制消息，并且照明器节点110c可经由链路150c、150d和150e来传输和接收照明网络130通信。

在框304处，方法300可包括由照明器节点200将能量存储在能量存储设备(例如，电池、电容器或类似物)中，该能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由无线网路由过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)执行照明、光照和/或光照相关活动，例如对光照源进行通电、维持与另一照明器和/或照明网络的照明控制器的通信、执行照明相关诊断、收集和发送照明统计等。例如，照明器节点可在检测到市电接口215处的市电部分或完全断电时利用能量存储设备218来供电。

在框306处，方法300可包括由照明器节点200监测能量存储设备218以确定与能量存储设备218相关联的健康状态。例如，照明器节点200可通过监测与能量存储设备218相关联的电压来监测与能量存储设备218相关联的健康状态。作为另一示例，照明器节点200可通过监测与能量存储设备218相关联的备用时间或放电循环来监测与能量存储设备218相关联的健康状态。此外，在一些示例中，监测能量存储设备218以确定与能量存储设备218相关联的健康状态可包括执行能量存储设备的测试以确定能量存储设备的健康状态(例如，如关于图4更详细地讨论的)。照明器节点200可以周期性地(例如，每天、每周等)或基于触发事件来执行此类测试。例如，在一些示例中，触发事件可以是预定时段的工厂停机或维护。此外，在一些示例中，触发事件可以是来自操作者或其他用户的命令，例如，源自无线过程控制网络115的网络管理器节点128或最终用户设备，诸如用户界面设备140a-140d之一。在一些示例中，方法300还可包括基于与能量存储设备218相关联的健康状态来预测能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的时间量。

在框308处，方法300可包括由照明器节点200经由无线过程控制网络115传输与能量存储设备218相关联的健康状态的指示。在一些示例中，照明器节点200可基于与能量存储设备218相关联的健康状态低于健康状态阈值来传输指示(例如，可以仅当健康状态低于健康状态阈值时选择性地传输指示)。此外，在一些示例中，该消息可包括能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的预测时间量。例如，方法300可包括向过程控制网络115和/或照明网络130通知或警告与能量存储设备218相关联的健康状态和/或能量存储设备218能够在市电断电损失期间向照明器节点200提供电力的预测时间量。例如，照明器节点200可以向网络管理器128、照明控制器132以及可选地还向一个或多个用户界面设备140-140d传输警告消息和/或与能量存储设备218相关联的健康状态的指示和/或能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的预测时间量。在一些示例中，网络管理器128可基于与能量存储设备218相关联的健康状态和/或基于能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的预测时间量来调整过程控制消息的路由或调度。

图4描绘了根据本文档内公开的原理和技术中的至少一些的用于测试作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点的应急电源的示例性方法400的流程图。例如，照明器节点可执行方法400的至少一部分。在示例性具体实施中，照明器节点是图1的照明器节点110a、110b或110c或图2的照明器节点200，并且照明器节点110a、110b、110c、200执行方法400的至少一部分，例如通过执行用于能量存储设备健康监测的指令250和可选地其他指令232。然而，为了便于讨论，而不是为了限制目的，本公开同时参考图1的工业环境100、图1的照明器节点110a、110b、110c和/或图2的照明器节点200讨论了方法400，尽管方法400可以在除了环境100之外的环境中和/或结合除了照明器节点110a、110b、110c、200之外的照明器节点来执行。在一些实施方案中，方法400包括除了图4所示的那些动作之外的一个或多个另选的和/或附加动作。

在框402处，方法400可包括由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由无线网络路由过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)执行照明、光照和/或光照相关活动，例如对光照源通电、维持与另一照明器和/或照明网络的照明控制器的通信、执行照明相关诊断、收集和发送照明统计等。即，照明器可以是过程控制系统所利用的无线网络的节点和照明网络的节点两者，并且因此可以是照明器节点。过程控制系统所利用的无线网络和照明网络的至少一部分可以是相同或不同的无线网状网络。在一些配置中，过程控制系统所利用的无线网络的至少一部分也可以由照明网络使用。在一个实施方案中，照明器节点可利用时间同步协议(例如，WirelessHART或其他合适的时间同步时间同步协议)来经由无线过程控制网络和照明网络两者进行通信。

例如，当市电可用时，照明器节点200可利用经由其市电接口215输送的市电来充当无线过程控制网络115的节点，包括向相关联的通信接口端口212a、212b供电；处理传入和传出的过程控制消息；执行过程控制联网指令228等，以由此通过过程控制无线网络115将过程控制消息路由到接收方无线网络节点以及从接收方无线网络节点路由过程控制消息。另外，当市电可用时，照明器节点200可利用市电来向照明驱动器205供电以对光照源208a-208n进行通电；处理传入和传出的照明管理和控制消息；向相关联的通信接口端口212a、212b供电；执行照明指令222等，以由此例如以独立模式或结合照明网络130的其他节点执行一组照明活动。例如，照明器节点200可由网络管理器128配置有对应于照明器节点200的网络调度的一部分，并且照明器节点200可根据在照明器节点处存储的所定义的网络调度经由过程控制网络115并且可选地经由照明网络130来路由消息。参考图1进行说明，照明器节点110a可经由链路148a、148b直接向/从过程控制节点118e-118g以及向/从无线过程控制网络115的其他节点路由过程控制消息，并且照明器节点110a可经由链路150a、150b传输和接收照明网络130通信。照明器节点110c可经由链路148c、148d直接向/从过程控制节点118d以及向无线过程控制网络115的其他节点路由过程控制消息，并且照明器节点110c可经由链路150c、150d和150e来传输和接收照明网络130通信。

在框404处，方法400可包括由照明器节点200将能量存储在能量存储设备(例如，电池、电容器或类似物)中，该能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由无线网路由过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)执行照明、光照和/或光照相关活动，例如对光照源通电、维持与另一照明器和/或照明网络的照明控制器的通信、执行照明相关诊断、收集和发送照明统计等。例如，照明器节点可在检测到市电接口215处的市电部分或完全断电时利用能量存储设备218来供电。

在框406处，方法400可包括由照明器节点200启动自测试例程以测试能量存储设备218。照明器节点200可在预定时段的工厂停机或维护期间周期性地(例如，每天、每周等)启动自测试例程，或者基于来自操作者或其他用户的命令(例如，源自无线过程控制网络115的网络管理器节点128或最终用户设备，诸如用户界面设备140a-140d之一)启动自测试例程。例如，照明器节点200可通过测试与能量存储设备218相关联的电压和/或阻抗来测试能量存储设备218。作为另一示例，照明器节点200可通过测试与能量存储设备218相关联的备用时间或放电循环来测试能量存储设备218。在一些示例中，方法300还可包括基于与存储设备218相关联的一组测试结果来预测能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的时间量。

在框408处，方法400可包括由照明器节点200经由无线过程控制网络115传输来自自测试例程的与能量存储设备218相关联的一组测试结果。例如，照明器节点200可将与能量存储设备218相关联的该组测试结果传输到网络管理器128、照明控制器132，并且可选地还发送给一个或多个用户界面设备140-140d，或者发送给与网络管理器128、照明控制器132和/或用户界面设备140-140d中的一者或多者相关联的控制应用程序。例如，在一些示例中，传输该组测试结果可包括传输能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的预测时间量的指示。在一些示例中，照明器节点200可基于与能量存储设备218相关联的一组测试结果低于阈值来传输指示(例如，在一些示例中，可以仅当该组测试结果指示与能量存储设备218相关联的健康状态低于健康状态阈值时传输该组测试结果)。在一些示例中，网络管理器128可以对该组测试结果执行分析，并且可以基于来自自测试例程的与能量存储设备218相关联的该组测试结果的分析和/或基于能量存储设备218能够在市电断电期间向照明器节点200提供电力的预测时间量来调整过程控制消息的路由或调度。

在一个实施方案中，方法300和/或方法400还可包括向过程控制网络115和/或照明网络130通知或警告在照明器节点处的任何检测到的市电断电。例如，照明器节点200可以向网络管理器128、照明控制器132并且可选地还向一个或多个用户界面设备140-140d传输警告消息和/或市电断电指示。

例如，在一些示例中，基于检测到市电断电，方法300和/或方法400可包括利用存储在照明器节点的能量存储设备中的剩余能量的至少一部分来根据网络调度维持过程控制消息经由无线网络的路由。即，在一些示例中，在市电断电期间，当可用于照明器节点的电力受存储在能量存储设备中的能量的量限制时，照明器节点可以优先于执行与照明网络相关的活动来使用所存储的能量来维持过程控制消息的路由，以由此维持无线过程网络可靠性。另外，在市电断电期间，方法300和/或方法400可包括基于存储在能量存储设备中的剩余能量的至少一部分来维持过程控制消息经由无线网络的路由来分配存储在能量存储设备中的剩余能量的量(例如，无或有限量)以执行照明网络相关活动，诸如对照明器节点的光照源通电、维持与其他照明器、照明控制器和/或照明网络的其他节点的通信等。

一般而言，使用所存储的能量来对照明器节点处的过程控制联网活动进行供电可以优先于在市电断电期间由用户所存储的能量来对照明器节点处的照明活动进行供电，例如以由此减轻或消除由于照明器节点200与网络115断开连接(甚至在相对短的时间量内)而对过程控制网络115造成的不期望的影响。例如，可以消除过程控制网络115由于在市电断电期间丢失与照明器节点200的通信而重新调度和重新组织自身所需的小时数和可能的天数。另外，在市电断电期间，可以消除必须用于执行过程控制网络115的重新组织的网络流量和网络带宽(例如，通过传送更新的调度的已调整的和/或新的部分、通过路由过程控制消息以避开照明器节点200等)以及其对过程控制网络115的性能和保真度的不期望的影响。因此，在一个实施方案中，在市电断电期间，分配电力量以执行照明网络相关活动可包括分配能量存储设备218中剩余的剩余可用电力中的任何剩余可用电力或者不分配剩余可用电力中的任何剩余可用电力，例如，在可用电力中的至少一些已被分配/用于维持过程控制消息的路由、用于执行一个或多个照明活动之后剩余的剩余可用电力中的任何剩余可用电力。例如，在一些情况下，诸如当在市电断电期间存储在电池/能量存储设备中的可用电力小于预定阈值水平时，存储在电池/能量存储设备中的被分配用于执行照明网络相关活动的可用电力可以是零或无。在一些情况下，在市电断电期间分配有限的剩余存储电量用于执行照明活动，但是所分配的电量不足以允许照明器节点执行其所有所配置的照明活动。在这些情况下，在市电断电期间，照明器节点可以仅执行照明活动的子集和/或可以仅在较小程度上执行一个或多个照明活动。例如，当分配给照明活动的电力小于在市电断电期间能够支持在照明器节点处配置的全部照明活动时，照明器节点可以放弃本地光照，同时维持照明相关消息经由照明网络的路由，或者照明器节点可以放弃一般环境照明但是仍然执行应急照明。附加地或另选地，在市电断电期间，对于分配用于照明目的的不同剩余电量，照明器节点可以调暗其本地光照源以较小的程度进行光照，例如分别为最大光照的70％、50％和30％。

在一些示例中，方法300和/或方法400可包括基于存储在照明器节点处的分配配置(例如存储在照明器节点200的存储器220中的分配配置245)来确定用于维持过程控制消息经由无线网络的路由的所存储能量的至少一部分和/或用于执行照明网络相关活动的所存储能量的所分配量。例如，分配配置245可以相对于维持过程控制消息的路由的优先级来指示执行照明网络相关活动(或其子集和/或其程度)的优先级。分配配置245可能已经例如由网络管理器128、PCS服务器135、照明控制器132、照明网络服务器138或用户界面设备140a-140d下载或以其他方式提供给照明器节点245。分配配置245的内容可以是预定的，并且可以例如经由用户界面设备140a-140d来更改或修改。

分配配置245可以存储，在市电断电期间相对于(例如，相对于)在照明器节点200处的各种条件下维持过程控制联网的优先级，维持至少一些照明活动(全部或较小程度)的相应优先级的指示。可以在分配配置245内以任何合适的方式来指示相对优先级，诸如通过权重、百分比、差异等。在一些实施方案中，相对优先级可以由在市电断电期间在照明器节点处针对过程控制活动的可用存储能量的分配的指示、在照明器节点处针对照明活动的可用存储能量的分配的指示或者两种类型的分配的指示来指示，其可以针对不同的条件而变化。

不同的条件可包括例如在市电断电期间存储在能量存储设备218中的剩余能量的量、各种过程控制消息和/或照明消息的优先级、由照明器节点200提供的光照类型(例如，应急照明、环境照明等)的优先级等等。例如，相对于在市电断电期间维持过程控制联网的优先级，维持至少一些照明活动的相对优先级可以针对存储在能量存储设备中的剩余可用电力的不同水平而变化。因此，随着存储在电池或能量存储设备中的能量随时间耗尽时，相对优先级也可以随时间变化(例如，当达到不同水平的剩余能量时)，从而影响用于维持过程控制联网的电量以及分配给照明器节点以执行照明活动的电量。因此，检测这些和/或其他触发条件可以改变维持过程控制网络连接性和执行照明相关活动的相对优先级。此类触发条件可包括例如检测市电的恢复、检测电池/能量存储设备218的剩余电力已经降低到各种阈值水平、检测照明器节点200与无线过程控制网络115的另一节点之间的通信连通性的丢失、获得用户指令或覆盖、从PCS服务器135和/或照明服务器138接收指令或覆盖、从网络管理器128和/或照明控制器132接收对网络调度的更新等。因此，在检测到触发条件的发生时，方法300和/或方法400可包括修改剩余存储能量的量以维持过程控制消息的路由和/或分配给光照源的通电或与另一照明器的通信的维持中的至少一者的剩余存储能量的量。

在一些示例中，在照明器节点检测到305市电断电时和/或在检测到另一触发条件时，方法300和/或方法400可包括向网络管理器128、照明控制器132和/或一个或多个用户界面设备140a-140d通知市电断电和/或触发条件的发生。例如，照明器节点200可以向网络管理器128、照明控制器132和/或一个或多个用户界面设备140a-140d通知每种类型的所检测到的触发条件的发生、仅一些类型的触发条件的发生、仅在照明器节点200的一些操作状态期间发生的触发条件、和/或在照明器节点200处的所存储的分配配置245中未指示或者当照明器节点200不包括所存储的分配配置245时的条件的发生。

在一些实施方案中，方法300和/或方法400可包括向网络管理器128、照明控制器132、PCS后端服务器145、照明网络服务器138和/或一个或多个用户界面设备140a-140d通知在照明器节点200的能量存储设备218中存储的剩余电量(例如，以电力为单位、以时间为单位、能量存储设备218的剩余寿命等)，例如，在检测到市电功率的损失时、在发生触发条件时、在剩余存储的能量下降到阈值水平时或在任何其他时间。在这些实施方案中，基于所接收的通知，网络管理器128、PCS后端服务器145、照明网络服务器138、照明控制器132或者一个或多个用户界面设备140a-140d可导致向照明器节点200提供对网络调度的更新，其中所更新的调度至少部分地基于通知。附加地或另选地，基于通知，网络管理器128、PCS后端服务器145、照明网络服务器138、照明控制器132或一个或多个用户界面设备140a-140d可导致向照明器节点200提供指令或命令以调整其在过程控制联网支持与照明行动援护之间的相对优先级，和/或修改用于过程控制联网支持的可用电量和/或分配用于照明活动支持的可用电量。此类指令或命令可以覆盖在照明器节点200处的任何所存储的分配配置245，或者可以在缺少在照明器节点200处的所存储的分配配置(例如，针对检测到的触发条件或者针对作为整体的照明器节点)的情况下提供。

触发条件的发生和/或可用于照明器200的本地存储的电力的剩余量的通知的接收方以及对应的指令或命令的发送方可以是过程控制网络115和/或照明网络130的相同或不同实体。例如，本地布置的用户设备140c可以从照明器节点200接收触发条件(和/或可用存储电力的剩余水平)的发生的通知，通知照明网络服务器138，并且照明网络服务器138可以指示照明器节点200调整其各自的优先级。在另一示例中，网络管理器128和/或照明控制器132可以从照明器节点200接收可用的、本地存储的电力的剩余水平的通知，通知用户界面设备140b，并且用户界面设备140b可以例如基于由正在监测网络115、130的状态的操作者提供的用户输入来向照明器节点200传输相对优先级的覆盖。

以下附加考虑适用于上述讨论。

可与本文所公开的照明器节点(例如，照明器110a、110b、110c、200)的实施方案结合操作的用户界面设备、个人电子设备或便携式计算设备诸如设备140b、140c、140d可为能够进行无线通信的任何合适的设备，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴或体载设备、无人机、相机、流媒体加密狗或其他个人媒体设备、无线热点、毫微微蜂窝基站或宽带路由器。此外，便携式计算设备和/或所公开的照明器的实施方案可作为物联网(IoT)设备或工业物联网(IIoT)设备操作。

某些实施方案在本公开中被描述为包括逻辑或多个部件或模块。模块可以是软件模块(例如，存储在非暂时性机器可读介质上的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行某些操作并且可以某一方式配置或布置的有形、非暂时性单元。例如，硬件模块可以包括被永久地配置为执行某些操作(例如，被配置为专用处理器，如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))的专用电路系统或逻辑。硬件模块还可以包括由软件临时地配置为执行某些操作的可编程逻辑或电路系统(例如，如通用处理器或其他可编程处理器中所包含的)。应了解到，在专用且永久配置的电路系统中或在临时配置的电路系统中(例如，由软件配置)实施硬件模块的决策可能受成本和时间考虑因素驱使。

当在软件中实施时，这些技术可作为操作系统的一部分、多个应用程序使用的库、特定软件应用程序等提供。软件可由一个或多个通用处理器或一个或多个专用处理器执行。

在阅读本公开后，本领域的技术人员将通过本公开中公开的原理理解用于照明器节点诸如照明器110a、110b、110c、200的仍额外的替代性结构和功能设计。因此，虽然本文件说明和描述了特定实施例和应用，但所公开的实施例不限于所公开的精确构造和组件。在不脱离所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以对所公开的方法和装置的布置、操作和细节进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、改变和变化。

在本专利申请的末尾的专利权利要求并不旨在根据35U.S.C.§112(f)进行解释，除非明确地叙述了传统的手段加功能(means-plus-function)语言，例如在权利要求中明确叙述的“用于……的构件”或“用于……的步骤”。本文中所描述的系统和方法涉及对计算机功能的改进，并改进传统计算机的功能。

Claims (52)

1.一种监测用于作为过程控制系统所利用的无线网状网络的节点的照明器节点的应急电源的健康状况的方法，所述方法包括：

由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由所述无线网络路由所述过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对所述照明器节点的光照源进行通电或者维持与另一照明器的通信；

由所述照明器节点将能量存储在能量存储设备中，所述能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由所述无线网络路由所述过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制所述工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对所述照明器节点的所述光照源进行通电或维持与另一照明器的通信；

由所述照明器节点监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的健康状态；以及

由所述照明器节点经由所述无线网络发送与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的指示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的所述健康状态包括执行所述能量存储设备的测试以确定所述能量存储设备的所述健康状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其中周期性地执行所述能量存储设备的所述测试。

4.根据权利要求2所述的方法，其中基于触发事件执行所述能量存储设备的所述测试。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述触发事件是工厂停机或维护周期的开始。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述触发事件是命令。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述命令源自所述无线网络的网络管理器节点。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述命令源自最终用户设备。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线网络是无线网状网络。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述过程控制消息中的一者或多者源自一个或多个现场设备或者由一个或多个现场设备接收。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示传输到所述无线网络的网络管理器；以及

经由所述网络管理器基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态来调整所述过程控制消息的所述路由或调度。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

由所述照明器节点基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态来预测所述能量存储设备能够在市电断电期间向所述照明器节点提供电力的时间量。

13.根据权利要求12所述的方法，其中与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示包括所预测的时间量的指示。

14.根据权利要求1所述的方法，其中基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态低于健康状态阈值来发送与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示。

15.根据权利要求1所述的方法，其中监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的所述健康状态包括监测与所述能量存储设备相关联的阻抗。

16.根据权利要求1所述的方法，其中监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的指示包括监测与所述能量存储设备相关联的电压。

17.根据权利要求1所述的方法，其中监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的指示包括监测与所述能量存储设备相关联的备用时间或放电循环。

18.根据权利要求1所述的方法，其中与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示被发送到控制应用程序。

19.一种包括在多个节点中的照明器节点，所述多个节点利用市电经由无线网络传输并接收过程控制消息，从而控制工业过程，所述照明器节点包括：

由市电供电的光照源；以及

能量存储设备，所述能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以对所述光照源进行通电，并且经由所述无线网络传输并接收所述过程控制消息，从而控制所述工业过程，

所述照明器节点被配置为：

监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的健康状态的指示；以及

经由所述无线网络发送包括与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示的消息。

20.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为通过执行所述能量存储设备的测试以确定与所述能量存储设备相关联的健康状态来监测所述能量存储设备以确定与所述能量存储设备相关联的所述健康状态。

21.根据权利要求20所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为周期性地执行所述能量存储设备的所述测试。

22.根据权利要求20所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为基于触发事件执行所述能量存储设备的所述测试。

23.根据权利要求22所述的照明器节点，其中所述触发事件是工厂停机或维护周期的开始。

24.根据权利要求22所述的照明器节点，其中所述触发事件是命令。

25.根据权利要求24所述的照明器节点，其中所述命令源自所述无线网络的网络管理器节点。

26.根据权利要求24所述的照明器节点，其中所述命令源自最终用户设备。

27.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述无线网络是无线网状网络。

28.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述过程控制消息中的一者或多者源自一个或多个现场设备或者由一个或多个现场设备接收。

29.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被进一步配置为：

将与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示传输到所述无线网络的网络管理器；以及

经由所述网络管理器基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态来调整所述过程控制消息的所述路由或调度。

30.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被进一步配置为基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态来预测所述能量存储设备能够在市电断电期间向所述照明器节点提供电力的时间量。

31.根据权利要求30所述的照明器节点，其中与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示包括所述能量存储设备能够在市电断电期间向所述照明器节点提供电力的所预测的时间量的指示。

32.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为基于与所述能量存储设备相关联的所述健康状态低于健康状态阈值来发送与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示。

33.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为通过监测与所述能量存储设备相关联的阻抗来监测与所述能量存储设备相关联的所述健康状态。

34.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为通过监测与所述能量存储设备相关联的电压来监测与所述能量存储设备相关联的所述健康状态。

35.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述照明器节点被配置为通过监测与所述能量存储设备相关联的备用时间或放电循环来监测与所述能量存储设备相关联的所述健康状态。

36.根据权利要求19所述的照明器节点，其中所述消息被发送到控制应用程序。

37.一种测试用于作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点的应急电源的方法，所述方法包括：

由作为过程控制系统所利用的无线网络的节点的照明器节点利用市电来(i)经由所述无线网络路由所述过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对所述照明器节点的光照源进行通电或者维持与另一照明器的通信；

由所述照明器节点将能量存储在能量存储设备中，所述能量存储设备被配置为在市电断电期间提供电力以(i)经由所述无线网络路由所述过程控制系统所利用的过程控制消息，从而控制所述工业过程，以及(ii)进行以下操作中的至少一者：对所述照明器节点的所述光照源进行通电或维持与另一照明器的通信；

由所述照明器节点启动自测试例程以测试所述照明器节点的所述能量存储设备；以及

将来自所述自测试例程的一组结果从所述照明器节点传输到最终用户设备。

38.根据权利要求37所述的方法，还包括周期性地启动所述自测试例程。

39.根据权利要求37所述的方法，还包括在工厂停机或维护周期期间启动所述自测试例程。

40.根据权利要求37所述的方法，还包括响应于命令启动所述自测试例程。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述命令源自所述无线网络的网络管理器节点。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述命令源自最终用户设备。

43.根据权利要求37所述的方法，其中所述无线网络是无线网状网络。

44.根据权利要求37所述的方法，其中所述过程控制消息中的一者或多者源自一个或多个现场设备或者由一个或多个现场设备接收。

45.根据权利要求37所述的方法，还包括：

将来自所述自测试例程的所述一组结果传输到所述无线网络的网络管理器；

经由所述网络管理器执行对所述一组结果的分析；以及

经由所述网络管理器基于对所述一组结果的所述分析来调整所述过程控制消息的所述路由或调度。

46.根据权利要求37所述的方法，还包括：

由所述照明器节点基于来自所述自测试例程的所述一组结果来预测所述能量存储设备能够在市电断电期间向所述照明器节点提供电力的时间量。

47.根据权利要求46所述的方法，其中与所述能量存储设备相关联的所述健康状态的所述指示包括所预测的时间量的指示。

48.根据权利要求37所述的方法，其中基于所述一组结果指示与所述能量存储设备相关联的健康状态低于健康状态阈值来传输来自所述自测试例程的所述一组结果。

49.根据权利要求37所述的方法，其中所述自测试例程包括测试与所述能量存储设备相关联的阻抗。

50.根据权利要求37所述的方法，其中所述自测试例程包括测试与所述能量存储设备相关联的电压。

51.根据权利要求37所述的方法，其中所述自测试例程包括测试与所述能量存储设备相关联的备用时间或放电循环。

52.根据权利要求37所述的方法，其中来自所述自测试例程的所述一组结果被传输到控制应用程序。