(57)【要約】【課題】無線ネットワークシステム内における帯域幅の動的割り当てを提供する。【解決手段】装置は、ネットワークインターフェイスと、プロセッサであって、第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第１の要求を生成し、装置から第２の装置へのデータの転送用に第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の応答を受信し、第１のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送し、第１のデータ転送速度が利用不能であるときに、ネットワーク帯域幅の第２の要求を生成するように構成されたプロセッサとを含む。第２の要求は、少なくとも第２のデータ転送速度を含む。プロセッサは、第２のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークインターフェイスと、
第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第１の要求を生成し、
前記装置から第２の装置へのデータの転送用に前記第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の応答を受信し、
前記第１のデータ転送速度が利用可能であるときに、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送し、
前記第１のデータ転送速度が利用不能であるときに、少なくとも第２のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第２の要求を生成し、
前記第２のデータ転送速度が利用可能であるときに、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送するように構成されたプロセッサとを備える、装置。
【請求項２】
前記ネットワークインターフェイスが、無線メッシュネットワーキング（ＷＭＮ）プロトコル技術を含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１のデータ転送速度が、前記装置から少なくとも前記第２の装置に前記データを転送するための最大データ転送速度を含む、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記第２の要求が、前記第１のデータ転送速度から低減させたネットワーク帯域幅レベルにある前記第２のデータ転送速度を含む、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサが、前記装置から前記第２の装置への前記データの転送用に前記第２のデータ転送速度が利用不能であるときに、前記第２のデータ転送速度から低減させたネットワーク帯域幅レベルにある第３のデータ転送速度を含む第３の要求を生成するように構成された、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記装置から前記第２の装置への前記データの転送用に前記第３のデータ転送速度が利用不能であるときに、前記第３のデータ転送速度から低減させたネットワーク帯域幅レベルにある第４のデータ転送速度を含む第４の要求を生成するように構成された、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記第２の要求が、前記装置から少なくとも前記第２の装置および第３の装置への前記データの連続した転送用に前記第２のデータ転送速度を要求することを含む、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサが、前記第２のデータ転送速度における、前記装置から少なくとも前記第２の装置および前記第３の装置への前記データの転送が利用不能であるという表示を受信するように構成された、請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサが、第３のデータ転送速度の第３の要求を生成し、前記第３のデータ転送速度が利用可能であるときに、前記第３のデータ転送速度において、少なくとも前記第２の装置に前記データを転送するように構成された、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記プロセッサが、
前記第２のデータ転送速度における、前記装置から少なくとも前記第２の装置への前記データの転送が利用不能であるという表示を受信し、
前記第２のデータ転送速度の前記第２の要求からある期間が経過した後に、前記第１のデータ転送速度の第３の要求を生成するように構成された、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記ネットワークインターフェイスが、前記装置から前記第２の装置への前記データの転送をサポートするように構成され、前記データがファームウェアのデータパッケージを含む、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
コンピュータ実行可能コードが格納された非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コードが、
第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第１の要求を生成する命令と、
前記ネットワーク帯域幅を要求する装置から第２の装置へのデータの転送用に前記第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の応答を受信する命令と、
前記第１のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送する命令と、
前記第１のデータ転送速度が利用不能であるときに、少なくとも第２のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第２の要求を生成する命令と、
前記第２のデータ転送速度が利用可能であるときに、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送する命令とを含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
前記コードが、
低減させたデータ転送速度として前記第２の要求を生成する命令と、第２の低減させたデータ転送速度が利用可能であると判断されたときに、前記第２の低減させたデータ転送速度において、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送する命令とを含む、請求項１２記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記コードが、
前記装置から前記第２の装置への前記データの転送用に前記第２のデータ転送速度が利用不能であるときに、第２の低減させたデータ転送速度を含む第３の要求を生成する命令と、第３の低減させたデータ転送速度が利用可能であると判断されたときに、前記第３の低減させたデータ転送速度において、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から前記第２の装置に前記データを転送する命令とを含む、請求項１３記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記コードが、
前記装置から少なくとも前記第２の装置および第３の装置への前記データの連続した転送を行うために前記第２の要求を生成する命令と、前記第２のデータ転送速度が利用可能であると判断された場合に、前記ネットワークインターフェイスを介して前記装置から少なくとも前記第２の装置および前記第３の装置に前記データを同時に転送する命令とを含む、請求項１２記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記コードが、
第３のデータ転送速度の第３の要求を生成する命令と、前記第３のデータ転送速度が利用可能であると判断されたときに、前記第３のデータ転送速度において、少なくとも前記第２の装置に前記データを転送する命令とを含む、請求項１５記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記コードが、
前記第１の要求または前記第２の要求を伝送する命令と、
前記第１の応答または第２の応答のいずれが受信されたかどうかに対応する速度において、前記第２の装置に前記データを伝送する命令とを含む、請求項１２記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の要求を生成し、
前記装置から少なくとも第２の装置へのデータの転送用に前記第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の表示を受信し、
前記第１のデータ転送速度が利用可能である場合に、少なくとも前記第２の装置への前記データの伝送を行うためにデータ転送を生じ、
前記第１のデータ転送速度が利用不能である場合に、第２のデータ転送速度を含む、利用可能なネットワーク帯域幅の第２の要求を生成するように構成されたプロセッサを備える、装置。
【請求項１９】
前記プロセッサが、
前記装置から少なくとも前記第２の装置への前記データの転送用に前記第２のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第２の表示を受信し、
前記第１のデータ転送速度が利用可能である場合に、少なくとも前記第２の装置への前記データの伝送を行うために第２のデータ転送を生じるように構成された、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記プロセッサが、
前記装置から少なくとも前記第２の装置および第３の装置への前記データの転送用に前記第２のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第２の表示を受信し、
前記第２のデータ転送速度が利用可能である場合に、少なくとも前記第２および第３の装置への前記データの連続した伝送を行うために第２のデータ転送を生じるように構成された、請求項１８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、無線ネットワークシステムに関し、より具体的には、無線ネットワークシステム内における帯域幅の動的割り当てに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業プラントの制御および監視を行うネットワークなどのある特定の無線ネットワークは、通信経路を確立するために、ネットワーク上の任意の２つの装置が、まず、中央リソース管理プログラムに帯域幅を要求することを求める。一般にシステム管理プログラムと称される中央リソース管理プログラムが、ネットワーク帯域幅を事前に割り当てた後に、当該２つの装置は、通信、すなわちアプリケーションデータの交換が可能になる。たとえば、遠隔装置にファームウェアを転送するために使用されるゲートウェイ装置は、遠隔装置に向けて、ある特定のネットワーク帯域幅の要求を行い、遠隔装置もまた、ゲートウェイ装置に同様のことを行う。帯域幅が一旦割り当てられると、このゲートウェイは、ファームウェア転送プロトコルを使用してファームウェア転送を開始することができる。しかしながら、ネットワークの利用可能な帯域幅は、設計者またはユーザによって構築されたデータフローが異なること、ＲＦ条件が変動すること、およびネットワーク構成が異なることにより、短期間または長期間にわたって変動し得る。その結果、ファームウェア転送用にゲートウェイ装置が要求した帯域幅が、利用可能な状態ではないことがあり得、結果的に帯域幅割り当ての拒否と、それによるファームウェア転送の失敗とを招いてしまう。変動するこれらのネットワーク条件下において、ファームウェア転送に必要な最小帯域幅を成功裏に獲得する方法を提供することが、有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
出願当初に特許請求した発明に、範囲の点で対応するある特定の実施形態の概略を以下に述べる。これらの実施形態は、特許請求した発明の範囲を限定することを意図せず、むしろ、この発明の、想定される形式の概要を提示することのみを意図する。実際に、この発明は、以下に記載する実施形態に類似するか、またはそれとは異なることがあり得るさまざまな形式を包含し得る。
【０００４】
一実施形態において、装置は、ネットワークインターフェイスと、プロセッサであって、第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第１の要求を生成し、装置から第２の装置へのデータの転送用に第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の応答を受信し、第１のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送し、第１のデータ転送速度が利用不能であるときに、ネットワーク帯域幅の第２の要求を生成するように構成されたプロセッサとを含む。第２の要求は、少なくとも第２のデータ転送速度を含む。プロセッサは、第２のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送する。
【０００５】
第２の実施形態において、非一時的コンピュータ可読媒体は、コンピュータ実行可能コードが格納されており、コードは、第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の第１の要求を生成する命令と、ネットワーク帯域幅を要求する装置から第２の装置へのデータの転送用に第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の応答を受信する命令と、第１のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送する命令と、第１のデータ転送速度が利用不能であるときに、ネットワーク帯域幅の第２の要求を生成する命令とを含む。第２の要求は、少なくとも第２のデータ転送速度を含む。コードは、第２のデータ転送速度が利用可能であるときに、ネットワークインターフェイスを介して装置から第２の装置にデータを転送する命令を含む。
【０００６】
第３の実施形態において、装置は、プロセッサを含み、このプロセッサは、第１のデータ転送速度を含む、ネットワーク帯域幅の要求を生成し、装置から少なくとも第２の装置へのデータの転送用に第１のデータ転送速度が利用可能であるかどうかの第１の表示を受信し、第１のデータ転送速度が利用可能である場合に、少なくとも第２の装置へのデータの伝送を行うためにデータ転送を生じ、第１のデータ転送速度が利用不能である場合に、第２のデータ転送速度を含む、利用可能なネットワーク帯域幅の第２の要求を生成するように構成される。
【０００７】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、ならびに利点は、同じ文字記号が図面全体を通じて同じ部品を表す、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読まれると、より明解に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】産業プラントの制御および監視を行う無線メッシュネットワークシステムの一実施形態の概略図である。
【図２】産業プラントの制御および監視を行う無線メッシュネットワークシステムの別の実施形態の概略図である。
【図３】図１および図２の無線メッシュネットワークシステムにおいて、帯域幅を割り当てるのに好適なプロセスの実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の１つまたは複数の具体的実施形態を、以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、明細書内では、実際の実装物のすべての特徴を記載しないことがあり得る。このような実際の実装物のいずれにおいても、その開発では、あらゆる工学または設計のプロジェクトにおける場合と同様に、実装物毎に変動する可能性があるシステム関連およびビジネス関連の制約を遵守することなどの、開発者の具体的目標に到達するために、実装物に固有の多数の決定を下さなければならないことを認識されたい。さらに、このような開発努力が、複雑であって時間のかかるものであり得るが、それでもなお、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては、日常的な設計、製作、および製造の業務であり得ることを認識されたい。
【００１０】
本発明の種々の実施形態の要素を紹介する際に、冠詞の「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、１つまたは複数の要素が存在することを意味するものと意図する。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であって、列挙した要素以外にも付加的な要素が存在し得ることを意味するものと意図する。
【００１１】
本実施形態は、ゲートウェイおよびメッシュノード構成を使用して動的なネットワーク帯域幅割り当ての方法を実行する無線メッシュネットワークシステムに関する。当該無線メッシュネットワークシステムおよび方法は、最大帯域幅（すなわち、データ転送速度）で手続きを試み、失敗するとすぐに、タスクを実行するのに必要十分な最小量の帯域幅（すなわち、データ転送速度）が割り当てられるまで、連続する低減させた帯域幅（すなわち、データ転送速度）を要求することによって、ルーチンタスクを実行する際のネットワークの信頼性および頑強性を高める。このようなタスクには、ファームウェア転送を実行すること、遠隔フィールド装置を構成すること、遠隔フィールド装置からプロセスデータを収集することなどが含まれ得る。本明細書で使用されるファームウェア転送は、ファームウェアのダウンロード、アップロード、アップグレード、更新、またはこれらのいくつかの組み合わせを指し得る。本明細書に記載する方法が、任意の形式またはデータの転送に適用可能であり、ファームウェア転送にのみ適用可能ではないことも認識されたい。
【００１２】
前述の内容に留意すると、図１は、無線メッシュネットワークシステム１０の概略図であり、このシステム１０は、コンピュータ１４と、組込み型ゲートウェイ装置３０と、タービンシステム８０および温度表示装置８２、弁８４、ならびにポンプ８６などのさまざまな産業処理機器に各々が結合されたいくつかの遠隔フィールド装置５０とを含む。無線メッシュネットワークシステム１０は、無線周波数（ＲＦ）レンジ、低帯域幅データ速度、簡単な接続性およびバッテリ使用量を考慮すべき用途で利用され得る。無線メッシュネットワークシステム１０は、ピアツーピア、ポイントツーポイント、またはポイントツーマルチポイント構成における通信にも対応し得る可能性がある。たとえば、単一のゲートウェイ、または他の中央調整装置は、いくつかの遠隔メッシュノード無線機に通信し得る。２つのポイント間のレンジが、当該ポイントに位置する２つの無線機のレンジを上回る可能性がある用途においてでさえも、無線メッシュネットワークシステム１０は、中間メッシュノード無線機が、所望の無線機へ、および所望の無線機から、データを中継するように構成され得る。さらに、無線メッシュネットワークシステム１０は、さまざまなＲＦプロトコルを使用して構築されることもあり得る。たとえば、産業無線通信ネットワークにおいて、無線メッシュネットワークシステム１０は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔ、ＩＳＡ１００．１１ａ、またはＺｉｇＢｅｅ無線ネットワーキングプロトコル技術を含み得る。
【００１３】
一実施形態において、無線メッシュネットワークシステム１０は、コンピュータ１４を含み、このコンピュータ１４は、メモリ１８および記憶装置１６に動作的に結合されて、現在開示している方法を実施する命令を実行し得るプロセッサ２０および／または他のデータ処理回路を含み得る。これらの命令は、記憶装置１６および／またはメモリ１８などの有形の非一時的コンピュータ可読媒体に格納されたプログラム内で符号化され得る。プロセッサ２０は、ソフトウェアアプリケーションおよびシステム（たとえば、ウェブブラウザまたはシステム管理プログラム）を稼動させることが可能なオペレーティングシステム（すなわち、特定のプログラム）もサポートし得る。当該命令およびプログラムは、メモリ１８および／または記憶装置１６などの、これらの命令またはルーチンを少なくとも一括して格納する少なくとも１つの有形の非一時的コンピュータ可読媒体を含む、任意の好適な製品に格納され得る。
【００１４】
コンピュータ１４のメモリ１８および記憶装置１６は、たとえば、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、書き換え可能メモリ、フラッシュメモリ、ハードドライブ（複数可）、および／または光学ディスクを含み得る。コンピュータ１４は、たとえば、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）、および／または、無線メッシュネットワークシステム１０内での通信に関するデータを表示するための表示装置２２も含み得る。加えて、コンピュータ１４は、外部装置（たとえば、ＵＳＢ、マウス、キーボードなど）に接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート２４およびネットワークインターフェイス２６を含み得る。ネットワークインターフェイス２６は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（たとえば、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（たとえば、３ＧもしくはＬＴＥ）、近距離無線通信装置（ＮＦＣ）、物理接続（たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続）、および／または同様のものを介して、通信を提供し得る。ネットワークインターフェイス２６を通じて、コンピュータ１４は、その全域でファームウェア転送または他のソフトウェア命令に関するデータが送信および受信され得る通信ネットワークの一部となり得る。
【００１５】
ある特定の実施形態において、無線メッシュネットワークシステム１０は、コンピュータ１４に通信可能に結合された組込み型ゲートウェイ装置３０も含み得る。本明細書で使用する組込み型ゲートウェイ装置３０は、異なるネットワークプロトコルを使用する、少なくとも２つのネットワーク接続されたコンピュータまたは他の電子装置（たとえば、ラップトップ、携帯電話、無線機など）を接続するために使用される装置を指す。たとえば、一実施形態において、Ｗｉ−ＦｉまたはＬＡＮネットワークプロトコルに接続されたコンピュータ１４は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔネットワークプロトコルに接続された遠隔フィールド装置５０に通信する必要がある可能性がある。組込み型ゲートウェイ装置３０は、一方のネットワーク接続から他方のネットワーク接続へ、必要に応じてデータの再フォーマットを行いながら、データパケットまたはフレームを転送することができる。組込み型ゲートウェイ装置３０は、オペレーティングシステムをサポートし、ソフトウェアアプリケーションおよびシステムを稼動させることもできる。
【００１６】
さらに、組込み型ゲートウェイ装置３０は、プロセッサ３４、メモリ３６、記憶装置３２、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート３８、およびネットワークインターフェイス４０も含み得る。プロセッサ３４および／または他のデータ処理回路は、メモリ３６および記憶装置３２に動作的に結合されて、現在開示している方法を実施する命令を実行し得る。たとえば、プロセッサ３４は、メモリ３６および記憶装置３２と連携して、オペレーティングシステムをサポートしてタスクをスケジューリングし、記憶装置を管理し、入力／出力動作を制御し、周辺装置との通信を操作し、種々のアプリケーションを実行するように構成され得る。コンピュータ１４と同様に、記憶装置３２およびメモリ３６は、有形の非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。加えて、コンピュータ１４と同じく、組込み型ゲートウェイ装置３０は、ネットワークインターフェイス４０を含み得、このネットワークインターフェイス４０は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（たとえば、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（たとえば、３ＧもしくはＬＴＥ）、物理接続（たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続）、および／または同様のものを介した通信を許容する。
【００１７】
図１に示すように、組込み型ゲートウェイ装置３０は、ネットワークインターフェイス４０および他の外部装置に接続するための入力／出力ポート３８も含み得る。たとえば、ゲートウェイ装置３０は、ＲＳ−２３２／４８５シリアル通信ポートを含み得、このポートにおいて、ファームウェア転送または他の構成に関するデータが、９ピンもしくは２５ピンのコネクタシリアルケーブルを介して、コンピュータ１４の入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート２４に送信されるか、または、コンピュータ１４の入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート２４から受信される。入力／出力ポート３８は、たとえば、組込み型ゲートウェイ装置３０のパスコードおよびインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスなどの基本パラメータをプログラムするために利用されることもあり得る。加えて、組込み型ゲートウェイ装置３０のウェブベースの構成は、ネットワークインターフェイス４０（たとえば、ＬＡＮ、ＰＡＮ、またはＷＬＡＮ）を介してコンピュータ１４に通信することによって実行され得る。たとえば、一実施形態に従って、ユーザは、コンピュータ１４がサポートする管理クライアント（たとえば、ウェブブラウザ）を起動し、組込み型ゲートウェイ装置３０に割り振られたそれぞれのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスに移動することにより、組込み型ゲートウェイ装置３０を構成することができる。
【００１８】
再び図１を参照すると、組込み型ゲートウェイ装置３０は、遠隔フィールド装置５０への無線通信用に１つまたは複数の送受信装置４８も含み得る。送受信装置４８の各々により、組込み型ゲートウェイ装置３０は、種々の周波数で作動し、数々の無線技術を利用することが可能になり得る。たとえば、特定の送受信装置４８は、２．４〜２．４８ギガヘルツ（ＧＨｚ）のＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ（ＩＳＭ）帯域で作動するメッシュネットワーク組込み型ゲートウェイ装置３０の一部になり得るか、または、８００〜９００メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波数帯域で作動するセルラーゲートウェイ装置３０の一部になり得る。ある特定の実施形態において、無線メッシュネットワークシステム１０の一部として、組込み型ゲートウェイ装置３０の送受信装置４８の各々は、遠隔フィールド装置５０の送受信装置５２に電磁的に（たとえば、ＲＦ、マイクロ波などにより）結合され得る。組込み型ゲートウェイ装置３０は、無線で収集されたデータの信号変調および信号復調を実行するための回路を備えることができ、電力およびネットワーク接続性などのパラメータを表示するための発光ダイオード（ＬＥＤ）表示器の表示装置を含むこともできる。
【００１９】
図１に示す組込み型ゲートウェイ装置３０に対応して、いくつかの遠隔フィールド装置５０の各々は、プロセッサ６０、メモリ５４、記憶装置５６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート５８、およびネットワークインターフェイス６２を含み得る。プロセッサ６０および／または他のデータ処理回路は、メモリ５４および／または記憶装置５６に動作的に結合されて、現在開示している方法を実施する命令を実行することができる。ここでもまたコンピュータ１４と同様に、メモリ５４および記憶装置５６は、有形の非一時的コンピュータ可読媒体であり得る。ある特定の実施形態において、プロセッサ６０は、電気的に結合されたセンサ７０からデータを定期的にサンプリングすることができ、そのデータは、メモリ５４および記憶装置５６に格納され得る。遠隔フィールド装置５０の各々は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート５８も含み得、この入力／出力ポート５８は、遠隔フィールド装置５０を構成するために使用され得る。たとえば、遠隔フィールド装置５０の各々のＲＳ−２３２／４８５ポートは、構成されるために、シリアルケーブルを介して外部装置（たとえば、ラップトップ、ＵＳＢ）に接続することができる。
【００２０】
ある特定の実施形態において、遠隔フィールド装置５０の各々は、センサ７０に電気的に結合され得る。センサ７０は、タービンシステム８０、弁８４、およびポンプ８６などの処理機器に関する物理量を検知するための装置であり得る。認識されるように、遠隔フィールド装置５０の各々は、組込み型ゲートウェイ装置３０に物理的に、および無線で結合されて、ならびに／または、他の遠隔フィールド装置５０に物理的に、および無線で結合されて、双方の間でデータの送信および受信を行ない得る。たとえば、遠隔フィールド装置５０の各々は、所与のセンサ７０に電気的に結合され得、このセンサ７０は、装置の動作特性、たとえば弁８４における圧力を測定し得る。遠隔フィールド装置５０の各々は、次いで、これらの動作特性を処理して記録し、その結果を組込み型ゲートウェイ装置３０に無線で伝送することができ、または、その結果を別の遠隔フィールド装置５０を介して組込み型ゲートウェイ装置３０に中継することができる。遠隔フィールド装置５０の各々は、電力およびネットワーク接続性などのパラメータを表示するための発光ダイオード（ＬＥＤ）表示器の表示装置も含み得る。
【００２１】
以前に論じたように、図１のコンピュータ１４および組込み型ゲートウェイ装置３０の各々は、ソフトウェアアプリケーションおよびシステムを稼動させることが可能なオペレーティングシステムをサポートし得る。ある特定の実施形態において、コンピュータ１４は、当該コンピュータ１４がサポートするウェブブラウザであることができる、管理クライアントをサポートする。コンピュータ１４がサポートする管理クライアントは、ネットワーク上において、組込み型ゲートウェイ装置３０がサポートする管理サーバのインターフェイスとなるように使用され得る。たとえば、コンピュータ１４のユーザは、当該コンピュータ１４がサポートする管理クライアントを起動して、組込み型ゲートウェイ装置３０がサポートする管理サーバに対し、ネットワーク上で要求メッセージを送信する。コンピュータ１４の管理クライアントは次いで、応答メッセージを待つ。組込み型ゲートウェイ装置３０の管理サーバが一旦要求を受信すると、この管理サーバは、要求されたタスクを実行するか、または、要求されたデータを探し出してコンピュータ１４の管理クライアントに応答メッセージを返信する。
【００２２】
組込み型ゲートウェイ装置３０は、管理サーバに加え、ホストアプリケーション、ゲートウェイ、システム管理プログラム、およびバックボーンルータのソフトウェアアプリケーションおよびシステムをサポートし得る。これらのソフトウェアアプリケーションおよびシステムの各々、またはそれらの任意の組み合わせは、メモリ３６および記憶装置３２に格納されてプロセッサ３４により実行されることがあり得、入力／出力ポート３８およびネットワークインターフェイス４０にアクセスすることもあり得る。組込み型ゲートウェイ装置３０のホストアプリケーションは、他のソフトウェアアプリケーションおよびシステムに対し、データ、およびデータ格納、ファイル転送、データ処理などを含み得るサービスを提供することができる。組込み型ゲートウェイ装置３０がサポートするシステム管理プログラムは、無線メッシュネットワークシステム１０内の種々のタスクを実行するために、特に、アプリケーションと装置との間の通信のスケジューリング、データ経路の管理および調整、ならびに、帯域幅割り当ての責任を負うことができる。たとえば、ＩＳＡ１００．１１ａプロトコルを使用する組込み型ゲートウェイ装置３０に関し、システム管理プログラムは、帯域幅および記憶容量などのシステム計算リソースを監視および収集することによってネットワークを保守管理し、その後、必要とされる計算リソースの利用可能性に基づき、タスクをスケジューリングすることができる。組込み型ゲートウェイ装置３０のバックボーンルータは、組込み型ゲートウェイ装置３０の異なる通信ネットワーク間の接続ポイントとして働き得る。たとえば、ホストアプリケーションおよびシステム管理プログラムは、ＷＡＮネットワークの一部として稼動することができ、バックボーンルータは、ＷＡＮネットワークを無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）に接続することができる。
【００２３】
他の実施形態では、システム１０のコンピュータ１４および／または図２に示すシステム１２のコンピュータ９０などの単一の支援コンピュータ上において、上記の管理クライアント、管理サーバ、およびホストアプリケーションを格納して実行することが有用であり得る。上記のゲートウェイ、システム管理プログラム、およびバックボーンルータなどのソフトウェアアプリケーションおよびシステムを、いくつかの組込み型支援装置の間で分散させることも同じく有用であり得る。たとえば、以下により詳細に論じるように、ファームウェア転送などのタスクの実行は、まず、管理クライアントと管理サーバとの間の通信と、次いで、管理サーバとホストアプリケーションとの間の通信とを含み得る。たとえば、これらのソフトウェアアプリケーションおよびシステム（すなわち、管理クライアント、管理サーバ、およびホストアプリケーション）が単一のコンピュータ９０上において格納および実行されるような場合、ファームウェア転送または同様のタスクは、当該ソフトウェアアプリケーションおよびシステムが、互いへのローカルアクセスに加え、計算リソースおよびハードウェアへのローカルアクセスを有することにより、より高い費用対効果で実行され得る。同じく、１台の別個の組込み型支援装置（たとえば、図２に示す組込み型ネットワーク装置１１０）上においてゲートウェイおよびシステム管理プログラムを格納して実行し、もう１台の別個の組込み型支援装置（たとえば、図２に示す組込み型ルーティング装置１２８）上においてバックボーンルータを格納および実行することにより、プロセッサの速度、記憶および格納空間、ならびにネットワーク帯域幅などの計算および処理リソースが改善し得る。このような構成は、組込み型装置を構築するために、より費用がかからず、より商業的に採算の取れるハードウェアも生じ得る。
【００２４】
したがって、図２は、図１の無線メッシュネットワークシステム１０とほぼ同じ態様で構成された無線メッシュネットワークシステム１２を示す。無線メッシュネットワークシステム１２は、コンピュータ９０と、組込み型ネットワーク装置１１０と、組込み型ルーティング装置１２８と、タービンシステム８０および温度表示装置８２、弁８４、ならびにポンプ８６などのさまざまな産業処理機器に各々が結合されたいくつかの遠隔フィールド装置５０とを含み得る。上で論じたように、無線メッシュネットワークシステム１２は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔ、ＩＳＡ１００．１１ａ、またはＺｉｇＢｅｅなどのさまざまなＲＦネットワークプロトコルを実装し得る。無線メッシュネットワークシステム１２は、ピアツーピア、ポイントツーポイント、およびポイントツーマルチポイント構成における通信にも対応し得る可能性がある。
【００２５】
図１の無線メッシュネットワークシステム１０と同様に、無線メッシュネットワークシステム１２は、コンピュータ９０を含み得、このコンピュータ９０は、メモリ１００および記憶装置９８に動作的に結合されて、現在開示している方法を実施する命令を実行し得るプロセッサ９４および／または他のデータ処理回路を含み得る。これらの命令は、記憶装置９８および／またはメモリ１００などの有形の非一時的コンピュータ可読媒体に格納されたプログラム内で符号化され得る。プロセッサ９４は、ソフトウェアアプリケーションおよびシステム（たとえば、ウェブブラウザまたはシステム管理プログラム）を稼動させることが可能なオペレーティングシステムもサポートし得る。命令は、メモリ１００および／または記憶装置９８などの、これらの命令またはルーチンを少なくとも一括して格納する少なくとも１つの有形の非一時的コンピュータ可読媒体を含む、任意の好適な製品に格納され得る。コンピュータ９０のメモリ１００および記憶装置９８は、たとえば、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、書き換え可能メモリ、フラッシュメモリ、ハードドライブ（複数可）、および／または光学ディスクを含み得る。コンピュータ９０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１０２およびネットワークインターフェイス９６も含み得る。ネットワークインターフェイス９６は、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）（たとえば、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨａｒｔ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（たとえば、Ｗｉ−Ｆｉ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（たとえば、３ＧもしくはＬＴＥ）、近距離無線通信装置（ＮＦＣ）、物理接続（たとえば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続）、および／または同様のものを介して、通信を提供し得る。
【００２６】
ある特定の実施形態において、プロセッサ９４は、コンピュータ９０のメモリ１００および記憶装置９８と連携して、オペレーティングシステムをサポートするように構成され得、コンピュータ９０のネットワークインターフェイス９６および入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１０２は、組込み型ネットワーク装置１１０および組込み型ルーティング装置１２８と通信するように構成され得る。コンピュータ９０のオペレーティングシステムは、たとえば、ホストアプリケーション、管理クライアント、および管理サーバのソフトウェアアプリケーションおよびシステムを稼動させて、種々のタスクおよび演算を実行し得る。
【００２７】
さらに、コンピュータ９０は、組込み型ネットワーク装置１１０に通信可能に結合され得、この組込み型ネットワーク装置１１０は、通信ネットワーク１２４を介して組込み型ルーティング装置１２８に通信可能に結合され得る。通信ネットワーク１２４は、ＷＡＮ、ＬＡＮ、ＷＬＡＮ、ＰＡＮなどであり得る。上で論じた図１の組込み型ゲートウェイ装置３０と同じく、組込み型ネットワーク装置１１０は、プロセッサ１１２、メモリ１１６、記憶装置１１４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１１８、およびネットワークインターフェイス１２０を含み得る。組込み型ネットワーク装置１１０の前述のサブコンポーネント（すなわち、プロセッサ１１２、メモリ１１６、記憶装置１１４、ネットワークインターフェイス１２０、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１１８）の各々は、前に論じた図１の組込み型ゲートウェイ装置３０の機能性および構成と同一の機能性および構成を有し得る。たとえば、プロセッサ１１２は、ソフトウェアアプリケーションおよびシステムを稼動させることが可能なオペレーティングシステムをサポートし得る。同様に、組込み型ルーティング装置１２８は、プロセッサ１３６、メモリ１３２、記憶装置１３０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１３４、およびネットワークインターフェイス１３８に加え、送受信装置４８を含み得る。ここでもまた、サブコンポーネント（すなわち、プロセッサ１３６、メモリ１３２、記憶装置１３０、ネットワークインターフェイス１３８、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート１３４）の各々は、前に論じた図１の組込み型ゲートウェイ装置３０の機能性および構成と同一の機能性および構成を有し得る。
【００２８】
加えて、図２に示すように、無線メッシュネットワークシステム１２は、上記に論じたいくつかの遠隔フィールド装置５０を含み得る。遠隔フィールド装置５０は、組込み型ルーティング装置１３０に物理的に、および無線で結合されて、双方の間でデータの送信および受信を行ない得る。ここでもまた図１と同様に、遠隔フィールド装置５０の各々は、センサ７０に電気的に結合され得、当該センサ７０は、タービンシステム８０、弁８４、およびポンプ８６などの処理機器に関する物理量を検知するための装置であり得る。
【００２９】
本実施形態において、図１の無線メッシュネットワークシステム１０および図２の無線メッシュネットワークシステム１２の各々は、これから論じる、ファームウェア転送を信頼可能な態様で実行することに関する技法を実施するために利用され得、当該技法を実施するように構成され得る。第１の技法は、所与のファームウェアのデータパケットまたはフレームが、割り当てられた帯域幅（すなわち、データ転送速度）で１期間につき１台の遠隔フィールド装置５０に転送される、シリアルファームウェア転送技法を含む。この技法は、所与のファームウェアのデータパケットまたはフレームが、割り当てられた帯域幅（すなわち、データ転送速度）で１期間につきいくつかの遠隔フィールド装置５０へ同時に転送される、パラレルファームウェア転送技法を含む。例示の目的のために、前述のファームウェア転送技法を、図１の無線メッシュネットワークシステム１０に関して論じる。しかしながら、この転送技法が、図２のメッシュネットワークシステム１２を利用することによっても実行され得ることを認識されたい。
【００３０】
上で述べたように、ある特定の実施形態において、コンピュータ１４がサポートする管理クライアントは、組込み型ゲートウェイ装置３０がサポートする管理サーバに対し、いくつかの遠隔フィールド装置５０へのファームウェア転送を実行するように要求し得る。ファームウェア転送を実行せよとの要求に加え、コンピュータ１４の管理クライアントは、組込み型ゲートウェイ装置３０の管理サーバに対し、転送されるべきファームウェアのデータパッケージを配信し得る。組込み型ゲートウェイ装置３０の管理サーバは、次いで、組込み型ゲートウェイ装置３０のホストアプリケーションに対し、ファームウェア転送を実行するように要求し得る。一実施形態において、ホストアプリケーションは、組込み型ゲートウェイ装置３０がサポートするソフトウェアゲートウェイを介して、システム管理プログラムに対し、最大帯域幅（たとえば、１パケット／秒）を割り当てるように、そして、シリアルファームウェア転送として、いくつかの遠隔フィールド装置５０にシリアルに（すなわち、１期間につき１台の遠隔フィールド装置５０に）ファームウェア転送を実行するように要求する。システム管理プログラムは、ソフトウェアゲートウェイを介して、ホストアプリケーションに対し、それぞれの遠隔フィールド装置５０の帯域幅の利用可能性を伴う応答メッセージを送信する。最大帯域幅（たとえば、１パケット／秒）が利用可能である場合、ホストアプリケーションは、ネットワーク上でソフトウェアゲートウェイおよびバックボーンルータを介して、それぞれの遠隔フィールド装置５０にファームウェアを伝送することにより、それぞれの遠隔フィールド装置５０へのファームウェア転送を実行する。しかしながら、システム管理プログラムが、最大帯域幅（たとえば、１パケット／秒）が利用不能であると判断した場合、ホストアプリケーションは、所定の値だけ、その帯域幅割り当て要求を低減する（たとえば、１パケット／３秒）。ホストアプリケーションは、ファームウェア転送を成功裏に実行するのに求められる必要十分な最小の帯域幅（たとえば、１パケット／１５秒）が試みられるまで、帯域幅割り当て要求を低減する手続きを繰り返す。最小帯域幅が利用不能であるとすぐに、組込み型ゲートウェイ装置３０のホストアプリケーションは、コンピュータ１４の管理クライアントに対し、ファームウェア転送の失敗を報告することができ、ある期間が経過した後に、遠隔フィールド装置５０へのファームウェア転送を再試行し得る。
【００３１】
別の実施形態において、組込み型ゲートウェイ装置３０のホストアプリケーションは、組込み型ゲートウェイ装置３０のソフトウェアゲートウェイを介して、組込み型ゲートウェイ装置３０のシステム管理プログラムに対し、最小帯域幅（たとえば、１パケット／１５秒）を割り当てるように、そして、いくつかの遠隔フィールド装置５０に対して同時に（すなわち、１期間につき複数の遠隔フィールド装置５０に）ファームウェア転送を実行するように要求し得る。したがって、この転送は、パラレルファームウェア転送と称され得る。システム管理プログラムは、ソフトウェアゲートウェイを介して、ホストアプリケーションに対し、当該いくつかの数の遠隔フィールド装置５０のそれぞれの帯域幅の利用可能性を伴う応答メッセージを送信する。最小帯域幅（たとえば、１パケット／１５秒）が利用可能である場合、ホストアプリケーションは、ネットワーク上でソフトウェアゲートウェイおよびバックボーンルータを介して、それぞれの遠隔フィールド装置５０にファームウェアを伝送することにより、当該いくつかの遠隔フィールド装置５０へのファームウェア転送を実行する。たとえば、ホストアプリケーションは、ファームウェア転送が、最小帯域幅（たとえば、１パケット／１５秒）で６台の遠隔フィールド装置５０に対して同時に実行されることを要求し得る。しかしながら、システム管理プログラムが、その最小帯域幅（たとえば、１パケット／１５秒）が当該いくつかの遠隔フィールド装置（たとえば、６台の遠隔フィールド装置５０）に対して利用不能であると判断した場合、ホストアプリケーションは、所定の値だけ、最小帯域幅における台数の要求を低減する（たとえば、１パケット／１５秒のデータ転送速度で５台の遠隔フィールド装置５０）。ホストアプリケーションは、ファームウェア転送を成功裏に実行するのに求められる最小台数（たとえば、１パケット／１５秒のデータ転送速度で１台の遠隔フィールド装置）が試みられるまで、台数要求を低減する手続きを繰り返す。最小台数および帯域幅が利用不能であるとすぐに、組込み型ゲートウェイ装置３０のホストアプリケーションは、コンピュータ１４の管理クライアントに対し、ファームウェア転送の失敗を報告することができ、ある特定の期間が経過した後に、ファームウェア転送を再試行し得る。
【００３２】
前に述べたように、前に論じたシリアルファームウェア転送およびパラレルファームウェア転送は、その各々またはそれらの組み合わせも、図２に示す無線メッシュネットワークシステム１２を利用して実施され得る。無線メッシュネットワークシステム１２は、シリアルファームウェア転送およびパラレルファームウェア転送の技法を実施する際に、異なる構成を許容し得る。ある特定の実施形態において、コンピュータ９０は、ホストアプリケーション、管理クライアント、および管理サーバのソフトウェアアプリケーションおよびシステムをサポートするように構成され得る。さらに、組込み型ネットワーク装置１１０は、ソフトウェアゲートウェイおよびシステム管理プログラムのソフトウェアアプリケーションおよびシステムをサポートするように構成され得る。またさらに、組込み型ルーティング装置１２８は、バックボーンルータのソフトウェアアプリケーションをサポートするように構成され得る。上で述べたように、このような構成は、たとえば、計算およびネットワーク用リソースおよびハードウェアの、より費用対効果の高い構築および利用を実現し得る。
【００３３】
図３は、前に論じた、シリアルファームウェア転送およびパラレルファームウェア転送の技法のフロー図を示す。ブロック１５２では、ファームウェア転送通知が伝送される。ブロック１５４では、ファームウェア転送要求が、ホストアプリケーションによってなされる。ブロック１５６において、ホストアプリケーションは、システム管理プログラムに帯域幅の割り当てを要求する。ブロック１５８において、システム管理プログラムは、ファームウェア転送が、シリアルファームウェア転送技法に従い、遠隔フィールド装置５０に対して最大帯域幅でシリアルに実行され得るかどうか、または、パラレルファームウェア転送技法に従い、いくつかの遠隔フィールド装置５０に対して最小帯域幅でパラレルに実行され得るかどうかを判断する。システム管理プログラムが、ホストアプリケーションの帯域幅割り当て要求を認可した場合、ファームウェアは、ブロック１６０において遠隔フィールド装置５０に転送される。システム管理プログラムが、ホストアプリケーションの帯域幅割り当て要求を拒否した場合、ホストアプリケーションは、ブロック１６２において、低減させた帯域幅割り当てを要求し、ブロック１５６においてこの手続きを繰り返す。
【００３４】
この発明の技術的効果は、利用可能なネットワーク帯域幅が、ユーザによって構築されたデータフローおよびメッシュネットワーク構成が異なることによって長期間および短期間にわたり変動し得る無線メッシュネットワーク上で、ファームウェア転送を実行することに関する方法を含む。本明細書に記載するシリアルファームウェア転送およびパラレルファームウェア転送の技法は、種々のネットワークローディング条件下でファームウェア転送を実行する際に、信頼性および頑強性を高める機構を提供する。この発明は、手続きを試みることによってファームウェア転送を実行する際の信頼性および頑強性を高め、失敗するとすぐに、ファームウェア転送を効果的に実行するのに必要十分な最小の帯域幅が割り当てられるまで、より小さな帯域幅の割り当てを連続的に要求する。帯域幅を動的に割り当てることにより、ネットワークシステムは、ファームウェア転送を見込んでプリエンプティブに帯域幅を割り当てる必要のない可能性があり、それにより、より大きなネットワーク帯域幅が、別件のアプリケーションの実行用に提供される。
【００３５】
記載したこの説明は、実施例を用い、ベストモードを含めてこの発明を開示し、あらゆる装置またはシステムの製造および使用、ならびに盛り込まれたあらゆる方法の実行を含む、この発明の実施が、どのような当業者によっても可能になるようにもしている。この発明の特許可能な範囲は、請求項によって規定され、当業者が着想する他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、当該実施例が請求項の文言そのものと相違しない構造的要素を有する場合、または、請求項の文言そのものと僅かな相違を有する等価な構造的要素を含む場合、本請求項の範囲内に入ることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１０  無線メッシュネットワークシステム
１２  無線メッシュネットワークシステム
１４  コンピュータ
３０  組込み型ゲートウェイ装置
５０  遠隔フィールド装置
８０  タービンシステム
８２  温度表示装置
８４  弁
８６  ポンプ
２０  プロセッサ
１８  メモリ
１６  記憶装置
２２  表示装置
２４  Ｉ／Ｏポート
２６  ネットワークインターフェイス
３４  プロセッサ
３６  メモリ
３２  記憶装置
３８  Ｉ／Ｏポート
４０  ネットワークインターフェイス
４８  送受信装置
５２  送受信装置
６０  プロセッサ
５４  メモリ
５６  記憶装置
５８  Ｉ／Ｏポート
６２  ネットワークインターフェイス
７０  電気的に結合されたセンサ
９０  コンピュータ
１２  システム
１１０  組込み型ネットワーク装置
１２８  組込み型ルーティング装置
９４  プロセッサ
１００  メモリ
９８  記憶装置
１０２  Ｉ／Ｏポート
９６  ネットワークインターフェイス
１２４  通信ネットワーク
１１２  プロセッサ
１１６  メモリ
１１４  記憶装置
１１８  Ｉ／Ｏポート
１２０  ネットワークインターフェイス
１３６  プロセッサ
１３２  メモリ
１３０  記憶装置
１３４  Ｉ／Ｏポート
１３８  ネットワークインターフェイス
１５２  ブロック
１５４  ブロック
１５６  ブロック
１５８  ブロック
１６０  ブロック
１６２  ブロック
【図１】
2014093777.tif 000003
【図２】
2014093777.tif 000004
【図３】
2014093777.tif 000005
【外国語明細書】
2014093777000001.pdf