[发明专利]分集天线外壳

说明书

背景技术

本发明大体上涉及无线设备，并且更具体地涉及具有电路卡的工业过程现场设备，该工业过程现场设备具有基于设备方向和接收信号强度指示(RSSI)测量而选择的用于发送和接收的多个分级集成天线。

术语“现场设备”覆盖测量和控制参数(例如，压力、温度和流速)的大范围的过程管理设备。很多现场设备包括收发机，该收发机充当工业过程可变传感器和远程控制或监视设备(例如，计算机)之间的通信中继。例如，传感器的输出信号通常不足以有效地与远程控制或监视设备进行通信。现场设备通过从传感器接收通信，将此信号转换为更有效用于较长距离通信的形式(例如，调制4-20mA电流环信号或无线协议信号)，并向远程控制或监视设备发送已转换的信号，来弥补此不足。

现场设备用于监视并控制工业过程的各种参数(包括，压强、温度、粘性和流速)。其他现场设备促动阀门、泵和工业过程的其他硬件。每个现场设备一般包括：包含促动器和/或传感器的密封外壳，用于接收和处理传感器和控制信号的电子器件，以及用于发送已处理的传感器信号使得可以远程监视每个现场设备和工业过程参数的电子器件。大规模工业制造工厂一般使用跨越广泛领域分布的很多现场设备。这些现场设备通常与公共控制或监视设备进行通信，允许中央监视和控制工业过程。已经将各种无线网络结构(包括，星型网络(具有和不具有层级分支)和网状网络)用于现场设备。

多种无线设备使用具有分集位置和/或方向的多个天线，用于更加鲁棒的信号接收和发送。具有分集天线阵列的两个设备之间通信的信号强度和噪声电平在接收和发送设备的每个天线组合之间可以是不同的。一些无线系统合并来自多个分集天线的信号，(假定N个独立瑞利分布信号)的单个合成信号，而其他无线系统一次仅使用一个天线，选择该天线用于优化信号强度或降低噪声。一次仅使用一个天线用于发送和接收的系统普遍用于功率受限设备(例如，以电池或收集的能量而操作的设备)，以最小化发送和接收期间的功率消耗。

存在各种方法用于在分集天线系统中选择单个天线用于信号发送和/或接收。一些系统仅在配置模式期间检测RSSI或噪声电平，选择最强或最小噪声天线，并将此天线用于发送和/或接收，直到手动地返回配置模式。其他系统基于连续地或周期地使用所选择的天线测试噪声电平，并且每当所测量的噪声电平超过预定阈值时自动地发起类似配置模式。若干系统使用设备位置来选择发送或接收天线。

发明内容

本发明涉及无线设备，所述无线设备包括多个分集天线、被配置为确定所述无线设备的方向的加速计以及处理器。所述处理器被配置为：首先基于所确定的所述无线设备的方向选择主链路配置。主链路配置指定：所述多个分集天线中的一个或更多个，以及被配置为传输所述有效载荷消息的另一无线设备的一个或更多个分集天线。所述处理器还被配置为：使用所述主链路配置接收有效载荷消息，记录针对所接收的有效载荷消息的接收信号强度指示(RSSI)值，以及周期性地测试针对备选链路配置的RSSI。所述处理器比较所述主链路配置和所述备选链路配置之间的RSSI，并且如果所述比较指示所述备选链路配置RSSI大于主链路配置RSSI，则修改所述主链路配置。

附图说明

图1是根据本发明的现场设备的透视图。

图2是图1的现场设备的示意性方框图。

图3是包括图1的现场设备的无线网络的示意图。

图4a是图1的现场设备所使用的用于选择天线配置的方法的流程图。

图4b是图1的现场设备所使用的用于选择天线配置的备选方法的流程图。

具体实施方式

图1是现场设备10的一个可能实施例的透视图，现场设备10包括：外壳12、平板部14、密封盖16、装配点18和天线20(以虚线示出)。现场设备10是感测或促动工业过程参数的工业过程现场设备，在下文中将参考图2进一步详细描述。现场设备10可以与外部过程换能器(未示出)相连，或可以包括内部换能器。可能的换能器类型包括温度、压强、流量和粘性传感器，以及泵、阀门和引擎促动器。现场设备10能够使远程设备(例如，中央处理监视和控制系统)无线地向换能器发送和接收传感器数据和/或命令。