JP2017511640A - ネットワークのためのトークンに基づくデータ管理システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

無線ネットワークの内部でデータ管理するための装置、システムおよび方法には、マスターデバイスからスレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、マスターデバイスにおいて、トークンを伴う場合にのみスレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、マスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベース内にスレーブデバイスからのアーカイブ記録を記憶するステップと、が含まれる。

Description

危険エリアにおける電気機器の安全な作動を保証するためには、異なる保護技術が使用され得る。危険エリアというのは概して、可燃性ガスおよび／または粒子が存在するまたは存在し得るエリアのことである。可燃性ガスまたは粒体の偶発的着火を防止するための２つの一般的な保護方法には、防爆性および／または本質的に安全なものとして格付けされている電気設備を使用することが含まれる。防爆性とは、電子機器内に進入する可燃性ガスおよび粒子状物質の結果としてもたらされる内部爆発を閉じ込めるように設計されている設備を意味する。内部爆発を閉じ込めるこの能力は、周囲の雰囲気の後続する着火を防止する。本質的安全要件は、例えば機器が爆発性ガスを含む環境内に適正に設置されている場合など、機器の作動または故障により着火がひき起こされる可能性がないことを保証するように意図されたものである。これは、最悪の故障状況においてデバイスの中に貯えられている最大エネルギーを制限することによって達成される。過度のエネルギー放出は火花または過熱を導く場合があり、これにより、内部で送信機が作動し得る爆発性環境に着火させられる可能性がある。

このような技術およびツールは、オペレータが所与のプロセス設備内のフィールドデバイスと好適に通信できおよび／または問い合わせすることができるようにするため、プロセスの制御および測定に関連する業界において極めて有用である。このようなプロセス設備の例としては、石油、医薬品、化学、パルプおよび他の加工設備がある。このような設備において、プロセス制御および測定ネットワークは、数十さらには数百基ものさまざまな防爆性のおよび本質的に安全なフィールドデバイスを含む場合がある。しかしながら、１つのネットワークの内部における１つ以上のデバイス間の通信は、詳細にはネットワーク内部の本質的に安全なデバイスがエネルギーの使用に関して制限を受けている可能性があることから、ネットワーク内部のデータ通信の適時性または信頼性を損なうことなどの理由で制限される場合がある。したがって、特に防爆性容器を含みおよび／または本質的に安全であるデバイスと一般に関連付けられる危険な環境においては、デバイスと通信する能力を増大させるという優先事項が残っている。

本発明の好ましい実施形態の詳細な説明のために、ここで添付図面への参照がなされる。

本開示の１つ以上の実施形態に係るネットワーク内部の通信を管理するための装置、システムおよび／または方法のシーケンスダイアグラムの概略図を示す。 本開示の１つ以上の実施形態に係る無線ネットワークの概略図を示す。 本開示の１つ以上の実施形態に係るマスターデバイスとして使用され得るネットワークコンピュータシステムの斜視図を示す。

以下の論述は、本発明のさまざまな実施形態に向けられている。図面に示された図は必ずしも原寸に比例していない。実施形態の一部の特徴は、縮尺が誇張されているかまたは幾分か概略的な形態で示されている場合があり、従来の要素の一部の詳細は、明確さおよび簡潔さを期して図示されていない場合がある。これらの実施形態の１つ以上は好ましいものであり得るが、開示された実施形態は、特許請求の範囲を含めた本開示の範囲を限定するものとして解釈または使用されるべきではない。所望の結果を生成するために、以下で論述する実施形態の異なる教示を別個にまたは任意の好適な組合せの形で利用してよいということを充分に認識しなければならない。さらに、当業者であれば、以下の説明が広い適用範囲を有し、任意の実施形態の論述がその実施形態を例示するように意図されたものに過ぎず、特許請求の範囲を含めた本開示の範囲がその実施形態に限定されることを公表するように意図されたものではないということを理解するものである。

以下の説明および特許請求の範囲を通して、いくつかの用語は、特定の特徴または構成要素を意味するために使用されている。当業者であれば認識する通り、異なる人であれば同じ特徴または構成要素を異なる名称で呼ぶ場合がある。本明細書は、名前が異なっているものの同じ構造または機能である構成要素または特徴を区別することを意図していない。図面に示された図は必ずしも原寸に比例していない。本明細書中の一部の特徴および構成要素は、縮尺が誇張されているかまたは幾分か概略的な形態で示されている場合があり、従来の要素の一部の詳細は、明確さおよび簡潔さを期して図示されていない場合がある。

以下の論述および特許請求の範囲において、「含む」および「備える」なる用語は、制約のない形で使用され、したがって、「〜を含むが、これに限定されない」を意味するように解釈されるべきである。同様に、「結合する」なる用語は、間接的または直接的連結の何れをも意味するように意図されている。さらに、「軸方向の」および「軸方向に」なる用語は概して、中心軸（例えば本体またはポートの中心軸）に沿っているかまたは平行であることを意味し、一方「半径方向の」および「半径方向に」なる用語は概して、中心軸に対して垂直であることを意味している。例えば、軸方向距離とは、中心軸に沿ってまたは中心軸に平行に測定された距離を意味し、半径方向距離は、中心軸に垂直に測定された距離を意味する。「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」およびこれらの用語の変形形態は、便宜上使用されており、構成要素の何れか特定の配向を要求するものではない。

したがって、本明細書中に開示されているのは、ネットワーク内部、そして詳細には少なくとも部分的に危険エリアの内部に位置付けまたは格納されている無線ネットワークの内部で通信を管理するための装置、システムおよび方法である。無線ネットワークは、相互通信状態にあるマスターデバイスと１つ以上のスレーブデバイスとを含んでいてよい。方法には、マスターデバイスからスレーブデバイスに対し、トークンを送信するステップと、マスターデバイスにおいて、トークンを伴う場合にのみスレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、マスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベース内にスレーブデバイスからのアーカイブ記録を記憶するステップと、が含まれる。詳細には、アーカイブ記録は、トークンが随伴している場合にのみスレーブデバイスにより送信されおよび／またはマスターデバイスにおいて受信され得る。方法には、さらに、スレーブデバイスからのアーカイブ記録を用いてマスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベースを更新するステップが含まれていてよい。ネットワーク内部で利用可能な帯域幅およびマスターデバイスと通信状態にあるスレーブデバイスの数に基づいて、マスターデバイスから１つ以上のスレーブデバイスまでトークンが送信されてよい。アーカイブ記録がマスターデバイスに送信される場合、アーカイブ記録は、最も古い未伝送アーカイブ記録から最も新しい未伝送アーカイブ記録への順序で、スレーブデバイスから送信されマスターデバイスにおいて受信される。アーカイブ記録はスレーブデバイスにおいて作成されてよい。スレーブデバイスは流量計を含んでいてよく、アーカイブ記録は、流量計により測定される流量および特性のデータを含んでいてよい。詳細には、スレーブデバイスは、オリフィス流量計またはタービン流量計などの流量計から測定値をとり得る埋込み形フローコンピュータを含んでいてよい。さらに、マスターデバイスおよびスレーブデバイスの全てとは言わないまでも少なくとも１つは、抗井現場内部に位置付けされ、ここでマスターデバイスは防爆性容器を含み、および／または本質的に安全なデバイスである。

ここで図１を参照すると、本開示の１つ以上の実施形態に係るネットワーク１００内部で通信を管理するための装置、システムおよび／または方法のシーケンスダイアグラムの概略図が示されている。本開示は、詳細には、危険エリア内部に少なくとも部分的に位置付けまたは格納された無線ネットワーク内部における通信の管理に関するものであり得る。図１に示されている通り、ネットワーク１００はマスターデバイス１０２および、相互通信状態にある１つ以上のスレーブデバイス１０４を含んでいてよい。マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４の一方向制御を有していてよく、１つ以上の実施形態において、マスターデバイス１０２は、２つ以上のデバイスの群の中から選択されてよく、そのとき残りのデバイスはスレーブデバイス１０２として使用される。

マスターデバイスに加えて１つのスレーブデバイスを使用して、１つ以上のアーカイブ記録を作成してよい。例えば、図１は、第１のアーカイブ記録１０６を作成し第２のアーカイブ記録１０８を作成するスレーブデバイス１０４を示している。１つのアーカイブ記録には、特定の場所および／または特定の時間に帰属可能であり得るスレーブデバイス１０４によって記録されたデータが含まれていてよい。一実施形態において、スレーブデバイス１０４は、アナログおよび／またはデジタルセンサーなどの１つ以上のセンサーを含みおよび／またはこのセンサーに作動的に結合されていてよい。したがって、スレーブデバイス１０４は、アーカイブ記録を作成するとき、１つ以上のセンサーからの１つ以上の測定値を含み得る。

上述の通り、ネットワーク１００は、抗井現場内で使用される少なくとも１つ以上の構成要素を含んでいてよい。したがって、本開示の１つ以上の実施形態に係るスレーブデバイスおよび／またはマスターデバイスは、抗井現場の１つ以上の特性および／または特徴を測定するためのデバイス、例えば流量計および／または当該技術分野において公知の他の任意のタイプの測定用デバイスを含んでいてよい。このような実施形態において、スレーブデバイスは、抗井現場を通る流れに関する特性および／または特徴に関連する１つ以上の測定値を収集することができてよい。したがって、スレーブデバイスの流量計によって作成されたアーカイブ記録には、体積流量、質量流量および／またはエネルギー流量などの流量データが含まれていてよい。さらにアーカイブ記録には、抗井現場の１つ以上の他の特性および／または特徴、例えば流量に関連する静圧、差圧および／または温度が含まれていてよい。スレーブデバイス１０４は次に、例えば所定の時間量が過ぎたときおよび／または所定の事象が発生したときにアーカイブ記録を作成することなどによって、所定の間隔でアーカイブ記録を作成してよい。例えば、１つ以上の実施形態において、スレーブデバイス１０４は、毎日、毎時および／または毎分のベースでアーカイブ記録を作成してよい。

マスターデバイスは、１つ以上のトークンをスレーブデバイスに送信して、スレーブデバイスからマスターデバイスへの通信を有効にしてよい。したがって、図１において、マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４に２つのトークン１１０を送信し、スレーブデバイス１０４はこれらのトークンを受信し得る。ひとたびスレーブデバイス１０４がマスターデバイス１０２からのトークンを入手したならば、スレーブデバイス１０４は次に、トークンと共にスレーブデバイス１０４により作成されたアーカイブ記録をマスターデバイス１０２に送信してよい。１つ以上の実施形態において、スレーブデバイス１０４は、マスターデバイス１０２に対しトークンと共にアーカイブ記録を直ちに送信する必要はなく、こうしてスレーブデバイス１０４は、アーカイブ記録が作成されマスターデバイス１０２に送信される準備が整うまで、１つ以上のトークンを保持してよい。

スレーブデバイス１０４は、各アーカイブ記録と共にトークンを送信し、マスターデバイス１０４はこれを受信してよい。詳細には、図１において、マスターデバイス１０２はスレーブデバイス１０４から、第１のアーカイブ記録を２つのトークン１１２のうちの一方と共に受信してよく、マスターデバイス１０２はスレーブデバイス１０４からトークン１１２の１つを伴う場合にのみ第１のアーカイブ記録を受信し得る。１つ以上の実施形態において、アーカイブ記録は、トークンが随伴している場合またはトークンと共に受信される場合にのみ、マスターデバイス１０４において受信され得る。この構成により、ネットワーク１００は、１つ以上のデバイス間の通信を容易にするための帯域幅およびリソースに制限がある場合、これらのデバイス間の通信、特にスレーブデバイスからマスターデバイスへの通信を確立し体系化することができる可能性がある。

１つ以上の実施形態において、トークンが随伴しないかぎりスレーブデバイスがアーカイブ記録をマスターデバイスに送信しない場合がある。スレーブデバイスがマスターデバイスに送信すべきアーカイブ記録を多数含んでいる場合、各々の異なるアーカイブ記録と共に１つのトークンがマスターデバイスに送信されてよい。さらにスレーブデバイスが、マスターデバイスに送信すべきアーカイブ記録を多数含んでいる場合、スレーブデバイスはアーカイブ記録を、最も古い未伝送アーカイブ記録から最も新しい未伝送アーカイブ記録への順序で、マスターデバイスに送信してよい。アーカイブ記録がエラーなく適正に送信または受信されたものとしてスレーブデバイスにより送信されなかった場合、またはそのようにマスターデバイスにより受信されなかった場合、アーカイブ記録は未伝送および／または未受信となり得る。この場合、スレーブデバイスは、未伝送のアーカイブ記録の中から、どれが最も古いか、例えば、どのアーカイブ記録が最も古いタイムスタンプを有しおよび／または最も古い測定／記録日時を伴う情報を格納しているかを決定してよい。図１に関しては、第１のアーカイブ記録は第２のアーカイブ記録が作成される１０８前に作成されている１０６ことから、このとき、第１のアーカイブ記録は、最も古い未伝送アーカイブ記録であった。したがって、スレーブデバイス１０４は、マスターデバイス１０２からトークンを受信した後、マスターデバイス１０２に対し第１のアーカイブ記録を送信した。

スレーブデバイスがアーカイブ記録を送信しマスターデバイスがこれを受信した後、マスターデバイスは次に、マスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベースの内部にスレーブデバイスからのアーカイブ記録を記憶してよい。例えば、マスターデバイス１０２は、マスターデバイス１０２においてアーカイブ記録データベースの内部にスレーブデバイス１０４から受信した第１のアーカイブ記録を記憶してよい。詳細には、マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４から受信した第１のアーカイブ記録で、マスターデバイス１０２に記憶したアーカイブ記録データベースを更新してよい。このような実施形態において、第１のアーカイブ記録は、アーカイブ記録データベース内部の１つ以上のアーカイブ記録を置換するために記憶／保存されてよく、および／または第１のアーカイブ記録は、アーカイブ記録データベース内部に、追加のアーカイブ記録として記憶／保存されてもよい。

さらに、１つ以上の実施形態において、ネットワーク内部にマスターデバイスおよび１つ以上のスレーブデバイスは互いに同期して、例えばスレーブデバイスが、マスターデバイスに送信されていない何れかのアーカイブ記録を有するか否かを比較および／または確認してよい。例えば一実施形態において、マスターデバイス１０２は、アーカイブ記録データベース内部に含まれるアーカイブ記録のマスターデバイスレジスタを有していてよく、スレーブデバイス１０４は、アーカイブ記録データベース内部に含まれるアーカイブ記録のスレーブデバイスレジスタを有していてよい。スレーブデバイス１０４用のアーカイブ記録データベースは、スレーブデバイス１０４用のアーカイブ記録の各々を含んでいてよい。したがって、１つ以上の実施形態において、スレーブデバイスレジスタは、スレーブデバイス１０４用のアーカイブ記録データベースの内部に含まれるアーカイブ記録のリスティングを含み得る。マスターデバイス１０２用のアーカイブ記録データベースは、マスターデバイス１０２用のアーカイブ記録を含んでいてよく、スレーブデバイス１０４から受信したアーカイブ記録を含んでいてよく、および／またはマスターデバイス１０２と通信状態にある他の任意のスレーブデバイスから受信したアーカイブ記録を含んでいてよい。したがって、１つ以上の実施形態において、マスターデバイスレジスタは、マスターデバイス１０２用のアーカイブ記録データベースの内部に含まれるアーカイブ記録のリスティングを含んでいてよい。

１つ以上の実施形態において、ネットワークの内部のマスターデバイスおよび１つ以上のスレーブデバイスを同期するために、マスターデバイスおよびスレーブデバイスのレジスタを互いに比較して、もしあれば、送信されずおよび／またはマスターデバイスにより受信されなかったどのアーカイブ記録が、スレーブデバイスによって作成されたかを、決定することができる。こうして、図１に関して、マスターデバイス１０２とスレーブデバイス１０４とは互いに同期し得る１１４。マスターデバイス１０２は、マスターデバイス１０２のマスターデバイスレジスタとスレーブデバイス１０４のスレーブデバイスレジスタとを比較することによって、スレーブデバイス１０４と同期し得る。マスターデバイスレジスタとスレーブデバイスレジスタとを比較する場合、マスターデバイス１０２および／またはスレーブデバイス１０４は、作成されたがマスターデバイス１０２に送付されずマスターデバイス１０２により受信されなかった何れかのアーカイブ記録をスレーブデバイス１０４が有しているか否かを決定し得る。したがって、マスターデバイス１０２およびスレーブデバイス１０４は、マスターデバイス１０２におけるアーカイブ記録データベースとスレーブデバイス１０４におけるアーカイブ記録データベースとの間にギャップが存在するか否かを決定してよい。さらに、マスターデバイス１０２におけるアーカイブ記録データベースおよびマスターデバイスレジスタが、マスターデバイス１０２および／またはマスターデバイス１０２と通信状態にある他のスレーブデバイスについての情報を含んでいる場合があり得るものの、１つ以上の実施形態におけるマスターデバイス１０２は、作成されたがマスターデバイス１０２に送信されずおよび／またはマスターデバイス１０２により受信されなかった何れかのアーカイブ記録をスレーブデバイス１０４が有するか否かを決定する上で、スレーブデバイス１０４に関連する情報を比較してよい。

マスターデバイス１０２により受信されなかった何れかのアーカイブ記録をスレーブデバイス１０４が有しているか否かを決定することに加えて、マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４がトークンを有するか否かそしてトークンをいくつ有し得るかを決定してよい。１つ以上の実施形態において、マスターデバイスはスレーブデバイスに対し１つ以上のトークンを送信して、スレーブデバイスがマスターデバイスにより受信されなかった各アーカイブ記録に１つずつのトークンを有するようにすることができる。図１に関しては、マスターデバイス１０２およびスレーブデバイス１０４が互いに同期する１１４場合、マスターデバイスレジスタおよびスレーブデバイスレジスタを互いに比較して、マスターデバイス１０２にまだ送信されていない第２のアーカイブ記録をスレーブデバイス１０４が有することを決定することができる。マスターデバイス１０２は同様に、スレーブデバイス１０４がまだ使用されていないトークンをなおも有していることを決定してもよい。したがって、マスターデバイス１０２はさらに、まだマスターデバイス１０２により受信されていない１つのアーカイブ記録および第２のアーカイブ記録を送信するための１つのトークンをスレーブデバイス１０４が有しており、そのためスレーブデバイス１０４が第２のアーカイブ記録を送信するためにさらなるトークンを必要としていないことを決定してよい。

さらに図１を参照すると、スレーブデバイス１０４は、２つのトークン１１６のうちの第２のものと共に第２のアーカイブ記録を送信してよく、マスターデバイス１０２はこれを受信してよい。第２のアーカイブ記録が受信された後、マスターデバイス１０２およびスレーブデバイス１０４は、マスターデバイスレジスタとスレーブデバイスレジスタとを再び比較して、マスターデバイス１０２により受信されていない何れかのアーカイブ記録をスレーブデバイス１０４が有しているか否かを決定してよい。この実施形態において、スレーブデバイス１０４は、第１のアーカイブ記録および第２のアーカイブ記録の両方を作成し、各々１つのトークンに随伴された状態でこれらをマスターデバイス１０２に送信したことから、マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４により作成された全てのアーカイブ記録がマスターデバイス１０２により受信されたことを決定してよい。さらに、この実施形態において、マスターデバイス１０２は、スレーブデバイス１０４がさらなるトークンを全く有していないことを決定してもよい。したがって、このような実施形態において、マスターデバイス１０２は、１つ以上の追加のトークン１１８をスレーブデバイス１０４に送信して、アーカイブ記録がひとたび作成された時点でこれを各々のトークンと共にスレーブデバイス１０４がマスターデバイス１０２に送り返すことができるようにしてよい。

本開示の１つ以上の実施形態によると、ネットワーク内部のマスターデバイスは、ネットワーク内部で利用可能な帯域幅およびマスターデバイスと通信状態にあるスレーブデバイスの数などの１つ以上の要因に基づいて、１つ以上のスレーブデバイスに対して１つ以上のトークンを送信し分配してよい。一実施形態において、スレーブデバイスの数が増大するにつれて、マスターデバイスと特定の各スレーブデバイスとの間で送信されるトークンの数は減少し得る。例えば、マスターデバイスと通信状態にあるスレーブデバイスの数が倍増したネットワーク内では、スレーブデバイスの各々が、各スレーブデバイスとマスターデバイスとの間の適正な通信を確保するために半数のトークンを受信し得る。別の実施形態では、ネットワークの内部で利用可能な帯域幅が増大するにつれて、マスターデバイスとスレーブデバイスとの間で送信されるトークンの数も同様に増加し得る。例えば、ネットワークの内部のマスターデバイス、スレーブデバイスおよび／または別の構成要素は、ネットワークの内部の利用不可能な（例えば使用されている）帯域幅および／または利用可能な（例えば未使用の）帯域幅を測定し、マスターデバイスが１つ以上のスレーブデバイスと通信するために充分な帯域幅が利用可能であるか否かを決定してよい。詳細には、デバイスまたは構成要素は、ネットワーク内部で利用可能な帯域幅が所定量を超えているか否かを決定してよい。利用可能な帯域幅が所定量を超えている場合、マスターデバイスは、スレーブデバイスがマスターデバイスに対しアーカイブ記録を送るように通信を有効にするために、スレーブデバイスに対してトークンを送信してよい。さらに、利用可能な帯域幅が、第２の所定量などの他の所定量を超えている場合、マスターデバイスは、スレーブデバイスに対して多数の（例えば２つの）トークンを送信して、スレーブデバイスがマスターデバイスに対し２つのアーカイブ記録を送信できるようにしてよい。

１つ以上の実施形態において、ネットワーク内部のスレーブデバイスの１つ以上、例えば各々のスレーブデバイスは、例えばスレーブデバイスが実時間データを生成している期間、伝送されたアーカイブ記録の量、および／または非同期スレーブ構造の数などの１つ以上の要因に基づいて、マスターデバイスと通信するのにどれだけの帯域幅が必要とされるかを決定してよい。推定帯域幅は、伝送時間を単位としていてよい。スレーブデバイスからマスターデバイスに送信される１つのパケット、例えばメンテナンスパケットの内部には、マスターデバイスと通信するための推定帯域幅についてのリクエストを出すスレーブデバイスが存在し得る。マスターデバイスは、帯域幅リクエストを収集し、リクエストの数および要求された帯域幅の量に基づいて、各スレーブデバイスに対し、例えば伝送時間単位での供与される帯域幅のレベルにより応答する。例えば、マスターデバイスは、例えば選択されたスレーブデバイスが何れかの伝送キューを空にできるようにするため、各スレーブデバイスに対し非対称な量の帯域幅を供与してもよい。トークンが全く残っていないことをスレーブデバイスが指示した時点で、マスターデバイスは、例えばスレーブデバイスからの計算期間の比率または割合および発行済みトークンの最小および最大量の限度内にある供与された帯域幅などに基づいて、スレーブデバイスに対し追加のトークンを発行してよい。例えば一実施形態において、発行されたトークンの最小量は２であり得、発行されたトークンの最大量は２０であり得る。したがって、１つのスレーブデバイスのための特定の帯域幅必要量に基づいて、スレーブデバイスは、一定割合のこれらのトークンを通信のために受信し得る。次に、スレーブデバイスは、以上で詳述した通りこのプロセスを反復して、所与の何れのスレーブデバイスでも、キューが空になった時点で供与されていたと考えられる帯域幅を解放しおよび／または必要に応じて異なるスレーブデバイスに帯域幅を割当てることができるようにしてよい。

ここで図２を参照すると、本開示の１つ以上の実施形態に係る無線ネットワーク２００の概略図が示されている。上述の通り、本開示は、特に、少なくとも部分的に危険エリアの内部に位置付けされているかまたは格納されている無線ネットワーク内の通信の管理に関するものであり得る。したがって、無線ネットワーク２００の１つ以上の構成要素が、図示されている通り、例えば抗井現場の内部などの危険エリアの内部に含まれていてよい。

無線ネットワーク２００は、マスターデバイス２０２と共に、マスターデバイス２０２と通信状態にある１つ以上のスレーブデバイス２０４を含んでいてよい。上述の通り、マスターデバイス２０２および／または１つ以上のスレーブデバイス２０４は、抗井現場の１つ以上の特性および／または特徴を測定するため、流量計および／または当該技術分野において公知の他の任意のタイプの測定用デバイスとして使用されてよい。例えば、スレーブデバイス２０４の１つ以上は、抗井現場を通る流れに関する特性および／または特徴に関連する１つ以上の測定値を収集することができる場合がある。したがって、スレーブデバイス２０４の１つ以上により作成されるアーカイブ記録は、体積流量、質量流量および／またはエネルギー流量などの流量データを含んでいてよい。さらに、アーカイブ記録は、抗井現場の１つ以上の他の特性および／または特徴、例えば流量に関連する静圧、差圧および／または温度を含んでいてよい。

こうして、図２に関して、第１のスレーブデバイス２０４Ａを用いて、抗口２１０の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定すること、例えばケーシング圧を監視し測定することができる。第２のスレーブデバイス２０４Ｂは、チョークマニホールド２１２内に流入する物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用され得る。第３のスレーブデバイス２０４Ｃは、チョークマニホールド２１２から外におよび／またはセパレータ２１４内に流れる物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用されてよい。第４のスレーブデバイス２０４Ｄは、セパレータ２１４から流出するガスなどの物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用されてよい。第５のスレーブデバイス２０４Ｅおよび／または第６のスレーブデバイス２０４Ｆは、セパレータ２１４から流出する水などの物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用されてよい。第７のスレーブデバイス２０４Ｇは、セパレータ２１４から外におよび／またはサージタンク２１６内に流入する油などの物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用されてよい。さらに、第８のスレーブデバイス２０４Ｈは、サージタンク２１６から外に流出するガスなどの物質の１つ以上の特性および／または特徴を監視し測定するために使用されてよい。

マスターデバイス２０２は次に、スレーブデバイス２０４の１つ以上と通信状態にあってよい。さらに、コンピュータ２１８が、例えばマスターデバイス２０２および／または１つ以上のスレーブデバイス２０４に関する情報を検索するために、マスターデバイス２０２と通信状態にあってよい。このような実施形態において、マスターデバイス２０２が抗井現場の内部に位置付けされている一方で、コンピュータ２１８は、非危険エリア内で例えばＭｏｄｂｕｓ（登録商標）通信プロトコルを通して、マスターデバイス２０２と通信し得る。さらに、スレーブデバイス２０４の１つ以上は自立していて、そのためマスターデバイス２０２とスレーブデバイス２０４との間の接続状態とは独立して、スレーブデバイス２０４は情報およびデータを収集し続け、後でマスターデバイス２０２に伝送されるように記録を保管してよい。

本明細書中で開示されている実施形態の態様、例えば、トークンを伴うアーカイブ記録の送受信、アーカイブ記録の作成および記憶、レジスタの比較、並びに、１つ以上の他の機能は、危険エリア内での使用に特化したコンピュータおよび／または使用されているプラットフォームの如何に関わらずあらゆるタイプのコンピュータ上に実装可能である。例えば、図３に示されている通り、本明細書中で開示されている実施形態に係るマスターデバイスとして使用され得るネットワークコンピュータシステム３０２は、プロセッサ、付随するメモリー、記憶デバイスおよび今日のコンピュータに典型的な他の多くの要素および機能性を含んでいてよい。ネットワークコンピュータ３０２は、同様に、入力手段、例えばタッチスクリーンおよび／または１つ以上の防爆ボタン並びに出力手段、例えばディスプレーも含んでいてよい。ネットワークコンピュータ３０２は、ネットワークインターフェース接続および／または無線ネットワーク接続を介して、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（例えばインターネット）に接続されてよい。当業者であれば、これらの入力および出力手段が他の多くの形態をとり得るということを認識するものである。さらに、コンピュータシステムは、ネットワークに接続されていなくてもよい。さらに、当業者であれば、上述のコンピュータ３０２の１つ以上の要素が、遠隔の場所に位置設定され、ネットワーク上で他の要素に接続されてよいということを認識するものである。

本開示に係るネットワークは、抗井現場内のような危険エリアの内部に位置付けされ得ることから、マスターデバイスおよび／またはスレーブデバイスは、本質的に安全でありおよび／または防爆性容器を含み得る。こうして、本開示の１つ以上の実施形態によると、本明細書中で使用される「防爆性」なる用語は、共に「防爆性」なる用語の定義づけを補助した全国防火協会（ＮＦＰＡ）および米国電信コード（ＮＥＣ（登録商標））と整合性のある文脈で使用される。危険な（と分類された）場所で使用するために製品を設計する際に許容可能な複数のタイプの保護技術の定義としては、防爆性、粉塵着火防止、防塵、パージされた／加圧された、本質的に安全な、および密閉されたものという定義が含まれるが、これらに限定されるわけではない。これらの定義は、危険な（と分類された）場所に設置される全ての設備が満たさなければならない基準を定める。したがって、１つ以上の実施形態によると、防爆性格付けの基準を満たすためには、容器は、そのハウジング内部に由来するあらゆる爆発を閉じ込め、周囲の空気中の蒸気、気体、粉塵および／または繊維にそのハウジング内からの火花が着火するのを防ぐことができなければならない。したがって、電気的容器に言及する場合の防爆性は、それが外部爆発に耐えることができるということを意味していない。それよりむしろ、防爆性は、内部火花または爆発がはるかに大規模な爆破をひき起こすのを防ぐ容器の能力である。さらに、１つ以上の実施形態において、防爆性容器は、それが設置されるべき特定の利用分野の温度要件を満たすことができる。このことはすなわち、モーター（およびその容器）または他の構成要素の作動温度が、構成要素が設置される予定の雰囲気中のガスまたは粉塵の最低着火／燃焼温度よりも高くなり得ないということを意味している。

本開示に係る装置は、以下の利点の１つ以上を提供し得る。本開示に係る装置は、本質的に安全であり、そのため危険な環境内で装置を使用してもよい。以上で論述され説明された装置は、最大貯蔵エネルギー、電力消費量を制限されてよく、および／または火花または過熱を防止するための装置と共に使用可能である。例えば、本開示のデータ管理システムは、長時間にわたり電力消費量を非常に低くすることができる。

当業者であれば、さまざまな異なる技術および技法の何れかを用いて、情報および信号を表現してよいということを理解するものであると思われる。例えば、以上の説明を通して言及されている可能性のあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、通信およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子またはこれらの任意の組合せによって表現され得る。

当業者であればさらに、本明細書中で開示されている実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたはその両方の組合せとして実装されてよいということを認識するものである。ハードウェアとソフトウェアとのこの互換性を明確に例示するために、さまざまな例示的構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップについて、概してそれらの機能性の観点から以上で説明してきた。このような機能性がハードウェアとして実装されるかまたはソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課せられる特定の応用および設計上の制約によって左右される。当業者は、各々の特定の利用分野のためにさまざまな方法で上述の機能性を実装してよいが、このような実装の決定は、本発明の範囲からの逸脱をひき起こすものとして解釈されるべきではない。

本明細書中に開示されている実施形態に関連して説明されたさまざまな例示的論理ブロック、モジュールおよび回路は、本明細書中に記載の機能を実施するように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組合せを用いて実装または実施されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替的にはプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラー、マイクロコントローラー、または状態マシンであってよい。プロセッサは同様に、計算デバイスの組合せとして、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用した１つ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のこのような構成としても実装されてよい。

本明細書中に開示された実施形態と関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアの形、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの形、またはその２つの組合せの形で実施されてよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリー、フラッシュメモリー、ＲＯＭメモリー、ＥＰＲＯＭメモリー、ＥＥＰＲＯＭメモリー、レジスター、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭまたは、当該技術分野において公知の他の任意の形態の記憶媒体中に存在してよい。例示的な記憶媒体がプロセッサに結合されており、こうしてプロセッサが記憶媒体から情報を読取り、記憶媒体に情報を書込むことができるようになっている。代替的には、記憶媒体はプロセッサと一体になっていてよい。プロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在していてよい。ＡＳＩＣはユーザーターミナル内に存在していてよい。代替的には、プロセッサと記憶媒体は個別の構成要素としてユーザーターミナル内に存在してもよい。

本発明が具体的詳細に関して説明されてきたが、このような詳細は、それらが添付の特許請求の範囲中に含まれている場合を除き、本発明の範囲に対する限定とみなされるべきものとして意図されていない。

Claims (20)

1. 無線ネットワークの内部で通信するための方法において、
   マスターデバイスからスレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、
   前記マスターデバイスにおいて、前記トークンを伴う場合にのみ前記スレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、
   前記マスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベース内に前記スレーブデバイスからの前記アーカイブ記録を記憶するステップと、
   を含む方法。
2. 前記アーカイブ記録を記憶するステップには、前記スレーブデバイスからの前記アーカイブ記録を用いて前記マスターデバイスにおいて前記アーカイブ記録データベースを更新するステップが含まれる、請求項１に記載の方法。
3. 前記アーカイブ記録データベースのマスターデバイスレジスタと、前記アーカイブ記録データベースのスレーブデバイスレジスタとを比較するステップと、
   前記比較に基づいて、前記マスターデバイスにより受信されていない何れかのアーカイブ記録を前記スレーブデバイスが有しているか否かを決定するステップと、
   アーカイブ記録が前記マスターデバイスにより受信されていなかった場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対し前記トークンを送信するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対し複数のトークンを送信するステップと、
   前記マスターデバイスにおいて、前記複数のトークンの各々を伴う場合にのみ前記スレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、
   をさらに含み、前記複数のトークンの各々には異なるアーカイブ記録が随伴している、請求項１に記載の方法。
5. 前記アーカイブ記録が、最も古い未伝送アーカイブ記録から最も新しい未伝送アーカイブ記録への順序で、前記スレーブデバイスから前記マスターデバイスにおいて受信される、請求項４に記載の方法。
6. 前記マスターデバイスにおいて、前記スレーブデバイスが何れかのトークンを有するか否かを決定するステップと、
   前記スレーブデバイスがトークンを全く有していないことが決定された場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対してトークンを送信するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
7. 前記無線ネットワーク内で利用可能な帯域幅が所定量を超えているか否かを決定するステップと、
   前記利用可能な帯域幅が前記所定量を超えている場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 前記無線ネットワーク内で利用可能な帯域幅が第２の所定量を超えているか否かを決定するステップと、
   前記利用可能な帯域幅が前記第２の所定量を超えている場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対し第２のトークンを送信するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
9. 前記スレーブデバイスにおいて前記アーカイブ記録を作成するステップをさらに含み、
   前記スレーブデバイスが流量計を含み、
   前記アーカイブ記録が前記流量計により測定される流量および特性のデータを含んでいる、
   請求項１に記載の方法。
10. 前記マスターデバイスと前記スレーブデバイスとが相互通信状態にない場合、前記スレーブデバイスが前記アーカイブ記録を作成し、前記マスターデバイスと前記スレーブデバイスとの間に通信が確立された時点で前記スレーブデバイスが前記マスターデバイスに対して前記トークンと共に前記アーカイブ記録を送信する、請求項９に記載の方法。
11. 前記無線ネットワークが複数のスレーブデバイスを含み、
    前記マスターデバイスと前記複数のスレーブデバイスとのうちの少なくとも１つが危険エリアの内部に位置付けされており、
    前記マスターデバイスと前記複数のスレーブデバイスとのうちの少なくとも１つが抗井現場の内部に位置付けされており、
    前記マスターデバイスが防爆性容器を含んでいる、
    請求項１に記載の方法。
12. マシンにより実行されたときに、前記マシンにオペレーションを実施させるコードを含む非一時的マシン可読媒体において、前記オペレーションには、
    マスターデバイスからスレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、
    前記マスターデバイスにおいて、前記トークンを伴う場合にのみ前記スレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、
    前記マスターデバイスにおいて、アーカイブ記録データベース内に前記スレーブデバイスからの前記アーカイブ記録を記憶するステップと、
    が含まれる、非一時的マシン可読媒体。
13. 前記アーカイブ記録を記憶する前記ステップには、前記スレーブデバイスからの前記アーカイブ記録を用いて前記マスターデバイスにおいて前記アーカイブ記録データベースを更新するステップが含まれる、請求項１２に記載のマシン可読媒体。
14. 前記オペレーションにはさらに、
    前記アーカイブ記録データベースのマスターデバイスレジスタと、前記アーカイブ記録データベースのスレーブデバイスレジスタとを比較するステップと、
    前記比較に基づいて、前記マスターデバイスにより受信されていない何れかのアーカイブ記録を前記スレーブデバイスが有しているか否かを決定するステップと、
    アーカイブ記録が前記マスターデバイスにより受信されていなかった場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、
    が含まれる、請求項１２に記載のマシン可読媒体。
15. 前記オペレーションにはさらに、
    前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対し複数のトークンを送信するステップと、
    前記マスターデバイスにおいて、前記複数のトークンの各々を伴う場合にのみ前記スレーブデバイスからアーカイブ記録を受信するステップと、
    が含まれ、前記複数のトークンの各々には異なるアーカイブ記録が随伴している、請求項１２に記載のマシン可読媒体。
16. 前記オペレーションにはさらに、
    前記マスターデバイスにおいて、前記スレーブデバイスが何れかのトークンを有するか否かを決定するステップと、
    前記スレーブデバイスがトークンを全く有していないことが決定された場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対してトークンを送信するステップと、
    が含まれる、請求項１２に記載のマシン可読媒体。
17. 前記オペレーションにはさらに、
    前記無線ネットワーク内で利用可能な帯域幅が所定量を超えているか否かを決定するステップと、
    前記利用可能な帯域幅が前記所定量を超えている場合、前記マスターデバイスから前記スレーブデバイスに対しトークンを送信するステップと、
    が含まれる、請求項１２に記載のマシン可読媒体。
18. 前記オペレーションにはさらに、前記スレーブデバイスにおいて前記アーカイブ記録を作成するステップがさらに含まれ、
    前記スレーブデバイスが流量計を含み、
    前記アーカイブ記録が前記流量計により測定される流量および特性のデータを含んでいる、
    請求項１２に記載のマシン可読媒体。
19. 前記マスターデバイスと前記スレーブデバイスとが相互通信状態にない場合、前記スレーブデバイスが前記アーカイブ記録を作成し、前記マスターデバイスと前記スレーブデバイスとの間の通信が確立された時点で前記スレーブデバイスが前記マスターデバイスに対して前記トークンと共に前記アーカイブ記録を送信する、請求項１８に記載のマシン可読媒体。
20. マスターデバイスからスレーブデバイスに対しトークンを送信する手段と、
    前記マスターデバイスにおいて、前記トークンを伴う場合にのみ前記スレーブデバイスからアーカイブ記録を受信する手段と、
    前記マスターデバイスにおいてアーカイブ記録データベース内に前記スレーブデバイスからの前記アーカイブ記録を記憶する手段と、
    を含む装置。

Images