(57)【要約】      （修正有）【課題】無線メッシュネットワークを介して送信される通信を向上させるための方法および装置を提供する。【解決手段】無線メッシュネットワークは、少なくとも１つのデータ収集装置１０５を含む。無線メッシュネットワークは、相互に、および少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合された複数の指向性アンテナも含む。無線メッシュネットワークは、約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている。【選択図】図１
2013013076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのデータ収集装置（１０５）と、
相互に、および前記少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合された複数の指向性アンテナ（２８０）とを備え、
約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている、無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのデータ収集装置（１０５）と前記複数の指向性アンテナ（２８０）のうちの少なくとも１つとのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された、少なくとも１つの全方向性アンテナ（２６５）をさらに備える、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項３】
前記複数の指向性アンテナ（２８０）が、
第１の全方向性アンテナ（２６５）の通信範囲に位置する第１の指向性アンテナ（２８０）と、
第２の全方向性アンテナ（２６５）の通信範囲に位置する第２の指向性アンテナ（２８０）とを備える、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項４】
少なくとも１つのメモリ装置（１１０）および前記少なくとも１つのメモリ装置に結合された少なくとも１つのプロセッサ（１１５）をさらに備え、前記少なくとも１つのメモリ装置が、
少なくとも１つのセンサ測定装置（２３５）から送信されたデータを格納して、
前記プロセッサに、前記少なくとも１つのメモリ装置に格納されたデータの少なくとも一部を、
前記複数の指向性アンテナ（２８０）と
前記複数の指向性アンテナのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された少なくとも１つの全方向性アンテナ（２６５）とのうちの少なくとも１つに送信するよう命令するためにプログラムされたコンピュータ命令を格納するように構成されている、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項５】
前記複数の指向性アンテナ（２８０）が、低速無線ネットワークについての電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格８０２．１５．４商標に準拠する方法で、前記少なくとも１つのメモリ装置（１１０）からデータの一部を送信する、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項６】
複数の全方向性アンテナ（２６５）を備える第１の部分（２６０）と、
前記複数の指向性アンテナ（２８０）を備える第２の部分（２８５）とをさらに備え、前記複数の指向性アンテナのうちの少なくとも１つが前記複数の全方向性アンテナのうちの少なくとも１つに動作可能に結合されている、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項７】
前記複数の指向性アンテナ（２８０）が、相互に対抗および隣接する２つの指向性アンテナを備える、請求項１記載の無線メッシュネットワーク（２２０）。
【請求項８】
少なくとも１つのセンサ測定装置（２３５）と、
少なくとも１つのデータ収集装置（１０５）と、
前記少なくとも１つのデータ収集装置および前記少なくとも１つのセンサ測定装置に結合された無線メッシュネットワーク（２２０）であって、相互に、および前記少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合された複数の指向性アンテナ（２８０）を備える無線メッシュネットワークとを備え、
前記無線メッシュネットワークが、約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている、監視システム（２００）。
【請求項９】
前記少なくとも１つのデータ収集装置（１０５）と前記複数の指向性アンテナ（２８０）のうちの少なくとも１つとのうちの少なくとも１つに動作可能に結合された、少なくとも１つの全方向性アンテナ（２６５）をさらに備える、請求項８記載の監視システム（２００）。
【請求項１０】
前記複数の指向性アンテナ（２８０）が、
第１の全方向性アンテナ（２６５）の通信範囲に位置する第１の指向性アンテナ（２８０）と、
第２の全方向性アンテナ（２６５）の通信範囲に位置する第２の指向性アンテナ（２８０）とを備える、請求項８記載の監視システム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、一般的に無線通信に関し、より具体的には、無線メッシュネットワークを介して送信される通信を向上させるための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの知られている通信ネットワークは、無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）として構成されている。このようなＷＭＮは、メッシュトポロジ内で構成された複数の無線ノードを含む。少なくともいくつかの知られているＷＭＮは、Ｗｉ−Ｆｉネットワークと呼ばれることもある無線ブロードバンドネットワークであり、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）の規格８０２．１６（商標）を使用する。このようなＷｉ−Ｆｉネットワークは、１０メガビット／秒（Ｍｂｉｔ／秒）を上回る大量の情報を送信し、２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）を上回る周波数範囲内で動作する。また、このようなＷｉ−Ｆｉネットワークは全方向性アンテナ、指向性アンテナ、またはそれらの組合せを使用し、ネットワーク装置ごとに４００ミリアンペア（ｍＡ）を上回るなど、電力消費率が比較的高いことで知られている。
【０００３】
さらに、少なくともいくつかの知られているＷＭＮは、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）仕様またはＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）規格のどちらかを使用し、どちらも低速無線ネットワークのＩＥＥＥ規格８０２．１５．４（商標）に基づく。このような低速無線ネットワークは、約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下などの、比較的少量の情報を送信する。このような低速無線ネットワークは、約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で動作する。また、このような低速無線ネットワークは、Ｗｉ−Ｆｉネットワークと比較すると電力消費率が比較的低く、たとえば装置ごとに５０ｍＡを下回る。
【０００４】
このような低速無線ネットワークはより単純であり、より高価なＷｉ−Ｆｉネットワークの代わりに費用効率が高く、ネットワークトラフィックが一般的にセンサ情報に限定されている産業設備で使用されている。しかし、こうした知られている低速無線ネットワークは全方向性アンテナだけを使用する。このような全方向性アンテナは、約２５メートル（ｍ）（８２フィート（ｆｔ））の範囲を有する。さらに、多くの産業設備は険しい地形の領域に位置しており、それぞれが互いの５０メートル以内に設置された多数の全方向性アンテナを必要としている場合があり、したがって導入コストおよびその複雑性が増大する。また、いくつかの極度に険しい地形では、実質上全方向性アンテナを使用する余地がない場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、無線メッシュネットワークが提供される。無線メッシュネットワークは、少なくとも１つのデータ収集装置を含む。無線メッシュネットワークは、相互に、および少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合している複数の指向性アンテナも含む。無線メッシュネットワークは、約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている。
【０００６】
他の態様では、ネットワークを組み立てる方法が提供される。本方法は、少なくとも１つのデータ収集装置を提供するステップ、および複数の指向性アンテナを提供するステップを含む。本方法は、複数の指向性アンテナのうちの少なくとも１つを少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合するステップも含む。ネットワークは約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている。
【０００７】
他の態様では、監視システムが提供される。監視システムは、少なくとも１つのセンサ測定装置および少なくとも１つのデータ収集装置を含む。監視システムは、少なくとも１つのデータ収集装置および少なくとも１つのセンサ測定装置に結合された無線メッシュネットワークも含む。無線メッシュネットワークは、相互に、および少なくとも１つのデータ収集装置に動作可能に結合された複数の指向性アンテナを含む。無線メッシュネットワークは、約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）以下のデータ速度で、および約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）以下の周波数で情報を送信するように構成されている。
【０００８】
本明細書に記載の実施形態は、以下の説明を添付の図面と併せて参照することによってよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】機械の動作を監視および／または制御するために使用できる例示的なコンピューティングデバイスのブロック図である。
【図２】ネットワークの一部を介して通信するように結合された機械コントローラおよび設備コントローラを含む例示的な機械監視システムのブロック図である。
【図３】図２に示された機械監視システムの概略図である。
【図４】図３に示された監視システムで使用できる複数の例示的な全方向性アンテナの概略図である。
【図５】図３に示された監視システムで使用できる複数の指向性アンテナの概略図である。
【図６】図２に示された監視システムに組み込まれた、図４に示された全方向性アンテナおよび図５に示された指向性アンテナの概略図である。
【図７】図６に示されたネットワークを組み立てる例示的方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、機械（図１には示さず）の動作を監視および／または制御するために使用できる例示的なコンピューティングデバイス１０５のブロック図である。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１０５はデータ収集装置である。コンピューティングデバイス１０５は、メモリ装置１１０、および命令を実行するためにメモリ装置１１０に動作可能に結合されたプロセッサ１１５を含む。いくつかの実施形態では、実行可能命令はメモリ装置１１０に格納される。コンピューティングデバイス１０５は、プロセッサ１１５をプログラミングすることによって、本明細書に記載の１つまたは複数の動作を実行するように構成できる。たとえばプロセッサ１１５は、動作を１つまたは複数の実行可能命令として符号化して、その実行可能命令をメモリ装置１１０に提供することによってプログラムできる。プロセッサ１１５は、１つまたは複数の処理装置を含むことができる（たとえば、マルチコア構成で）。
【００１１】
例示的実施形態では、メモリ装置１１０は、実行可能命令および／または他のデータなどの情報を格納および取得できるようにする１つまたは複数の装置である。メモリ装置１１０は、これに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ソリッドステートディスク、ハードディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、および／または不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリなどの、１つまたは複数のコンピュータ可読メディアを含むことができる。上記のメモリタイプは例示的なものに過ぎず、コンピュータプログラムを格納するために使用できるメモリのタイプについて限定するものではない。
【００１２】
さらに、本明細書で使用されるように「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は交換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアントおよびサーバによって実行するためにメモリに格納されたあらゆるコンピュータプログラムを含む。
【００１３】
メモリ装置１１０は、これに限定されないが、振動読取り、フィールド電圧および電流読取り、フィールド参照セットポイント、固定子電圧および電流読取り、ローター速度読取り、保守タスク、ならびに／または他の任意のタイプのデータを含む、動作測定値を格納するように構成され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１５は、データの古さに基づいてメモリ装置１１０からデータを削除または「パージ」する。たとえば、プロセッサ１１５は、後続の時間および／またはイベントに関連する、以前に記録および格納されたデータを上書きできる。さらに、または代替で、プロセッサ１１５はあらかじめ定められた時間間隔を超えるデータを削除できる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１０５は、プロセッサ１１５に結合されたプレゼンテーションインターフェース１２０を含む。プレゼンテーションインターフェース１２０は、ユーザインターフェースおよび／またはアラームなどの情報をユーザ１２５に提示する。たとえば、プレゼンテーションインターフェース１２０は、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、および／または「電子インク」ディスプレイなどのディスプレイ装置（図示せず）に結合され得るディスプレイアダプタ（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、プレゼンテーションインターフェース１２０は１つまたは複数のディスプレイ装置を含む。さらに、または代替で、プレゼンテーションインターフェース１２０は音声出力装置（図示せず）（たとえば音声アダプタおよび／またはスピーカ）および／またはプリンタ（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、プレゼンテーションインターフェース１２０は、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）（図示せず）を使用することなどによって、同期機（図１には示さず）に関連するアラームを提示する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１０５はユーザ入力インターフェース１３０を含む。例示的実施形態では、ユーザ入力インターフェース１３０はプロセッサ１１５に結合されており、ユーザ１２５から入力を受信する。ユーザ入力インターフェース１３０は、たとえばキーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチパネル（たとえばタッチパッドまたはタッチスクリーン）、ジャイロスコープ、加速度計、位置検出器、および／または音声入力インターフェース（たとえばマイクを含む）を含むことができる。タッチスクリーンなどの単一のコンポーネントは、プレゼンテーションインターフェース１２０およびユーザ入力インターフェース１３０の両方のディスプレイ装置として機能できる。
【００１６】
通信インターフェース１３５はプロセッサ１１５に結合されており、センサまたは他のコンピューティングデバイス１０５などの１つまたは複数の他の装置と通信するよう結合されるように、ならびにこのような装置に関する入出力動作を実行するように構成されている。たとえば、通信インターフェース１３５は、これに限定されないが、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、モバイル遠隔通信アダプタ、シリアル通信アダプタ、および／またはパラレル通信アダプタを含むことができる。通信インターフェース１３５は、１つまたは複数の遠隔装置から／にデータを送受信できる。たとえば、あるコンピューティングデバイス１０５の通信インターフェース１３５は、他のコンピューティングデバイス１０５の通信インターフェース１３５にアラームを送信できる。
【００１７】
プレゼンテーションインターフェース１２０および／または通信インターフェース１３５は、両方とも本明細書に記載の方法で使用することに適した情報を提供できる（たとえばユーザ１２５または他の装置に）。したがって、プレゼンテーションインターフェース１２０および通信インターフェース１３５は出力装置と呼ばれる場合がある。同様に、ユーザ入力インターフェース１３０および通信インターフェース１３５は、本明細書に記載の方法で使用することに適した情報を受信できるので、入力装置と呼ばれる場合がある。
【００１８】
図２は、機械２０５を監視および／または操作するために使用できる例示的システム２００のブロック図である。いくつかの実施形態では、システム２００はデータ収集システム（ＤＡＳ）および／または監視制御データ収集システム（ＳＣＡＤＡ）のうちの１つである。機械２０５は、これに限定されないが、化学処理反応器、熱回収蒸気発生器、スチームタービン、ガスタービン、変電所（ｓｗｉｔｃｈｙａｒｄ）回路遮断器、および変電所変圧器を含む、何らかの産業処理のための任意の産業機器でよい。例示的実施形態では、機械２０５は、より大きな統合産業設備２０８の一部である。設備２０８は、これに限定されないが、複数台の機械２０５を含むことができる。例示的実施形態では、設備２０８は、これに限定されないが、山岳地帯および広大な水路（図示せず）を含む険しい地形も含む。さらに、例示的実施形態では、システム２００は、ネットワーク２２０を介して相互に通信するように結合された機械コントローラ２１０および設備コントローラ２１５を含む。
【００１９】
例示的実施形態では、ネットワーク２２０は無線メッシュネットワークであり、より具体的には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）仕様を使用する低速無線メッシュネットワーク（ＷＭＮ）である。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、米国カリフォルニア州サンラモンのＺｉｇＢｅｅアライアンスの登録商標である。あるいは、ネットワーク２２０は、ハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ（登録商標））プロトコルに基づいてＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）規格を使用する低速ＷＭＮである。ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）は商標であり、ＨＡＲＴ（登録商標）は米国テキサス州オースティンのハート通信協会の登録商標である。ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）規格とＺｉｇＢｅｅ（登録商標）仕様の両方は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）規格８０２．１５．４商標に基づく。あるいは、ネットワーク２２０が本明細書に記載されるように動作できるようにする、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４商標に基づくあらゆる低速仕様、規格、および／またはプロトコルが使用される。ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４商標は、米国ニュージャージー州ピスカタウェイのＩＥＥＥ規格協会の商標である。
【００２０】
低速無線ネットワーク２２０は、比較的少量の情報、すなわち約２５０キロビット／秒（Ｋｂｉｔ／秒）またはそれ以下の情報を、約２．４ＧＨｚまたはそれ以下の周波数で送信する。ネットワーク２２０の実施形態は、これに限定されないが、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、および／または仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）を含むことができる。以下で、特定のコンピューティングデバイス１０５に関するいくつかの動作が説明されているが、どのコンピューティングデバイス１０５も記載の動作のうちの１つまたは複数を実行できると考えられる。たとえば、コントローラ２１０およびコントローラ２１５は以下の全ての動作を実行できる。
【００２１】
図１および２を参照すると、機械コントローラ２１０および設備コントローラ２１５はコンピューティングデバイス１０５である。例示的実施形態では、それぞれのコンピューティングデバイス１０５は、通信インターフェース１３５を介してネットワーク２２０に結合されている。代替実施形態では、コントローラ２１０はコントローラ２１５に統合されている。
【００２２】
コントローラ２１０は第１のオペレータ２２５と対話する（たとえば、ユーザ入力インターフェース１３０および／またはプレゼンテーションインターフェース１２０を介して）。たとえば、コントローラ２１０はアラームなどの機械２０５についての情報をオペレータ２２５に提示できる。設備コントローラ２１５は第２のオペレータ２３０と対話する（たとえば、ユーザ入力インターフェース１３０および／またはプレゼンテーションインターフェース１２０を介して）。たとえば、設備コントローラ２１５はアラームおよび／または保守タスクを第２のオペレータ２３０に提示できる。本明細書で使用されるように、「オペレータ」という用語は、これに限定されないが、シフト業務職員、保守技術者、および設備管理者を含む、設備２０８の動作および保守に関する何らかの資格があるあらゆる人を含む。
【００２３】
機械２０５は、１つまたは複数の監視センサ２３５を含む。例示的実施形態では、監視センサ２３５は、これに限定されないが、振動読取り、フィールド電圧および電流読取り、フィールド参照セットポイント、固定子電圧および電流読取り、ローター速度読取り、保守タスク、ならびに／または他の任意のタイプのデータを含む動作測定値を収集する。監視センサ２３５は、現在の時間の動作測定値読取りを繰返し（たとえば、定期的、連続的、および／または要求に応じて）送信する。たとえば、監視センサ２３５は最小値（たとえば４ミリアンペア（ｍａ））と最大値（たとえば２０ｍａ）との間の電流を生成できる。最小値はフィールド電流が検出されないという表示を表す。最大値はフィールド電流の最高検出可能量が検出されたという表示を表す。コントローラ２１０は動作測定値読取りを受信して処理する。
【００２４】
設備２０８は、これに限定されないが、ローカルな風の速さ、ローカルな風の速度、およびローカル外気温を含めた、これに限定されないが使われていない機械２０５からのデータおよび設備環境データを含む、設備２０８の残りに関連する動作データ測定値を収集する、監視センサ２３５と類似したさらなる監視センサ（図示せず）を含む。このようなデータはネットワーク２２０を通じて送信され、これに限定されないが、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、および携帯情報端末（ＰＤＡ）（いずれも図示せず）を含む、ネットワーク２２０にアクセスできるあらゆるデバイスによってアクセスされ得る。
【００２５】
図３は機械監視システム２００の概略図である。例示的実施形態では、コンピューティングデバイス１０５は機械コントローラ２１０および／または設備コントローラ２１５のうちの１つである。また、例示的実施形態では、それぞれのコンピューティングデバイス１０５は通信インターフェース１３５を介してネットワーク２２０に結合されている。ネットワーク２２０は、ゲートウェイデバイス２５０を含み、デバイス２５０は、これに限定されないが、ルータ、モデム、およびスイッチを含む、本明細書に記載されるようにネットワーク２２０内で通信できる任意のゲートウェイデバイスである。ネットワーク２２０は無線メッシュネットワーク２２０の第１の部分２６０も含む。第１の部分２６０は、少なくとも１つの全方向性アンテナを有する複数の無線データノード２６５、すなわちＯＡＲＤＮ２６５を含む。それぞれのＯＡＲＤＮ２６５は通信ノードであり、より具体的には、リピータデバイスのうちの１つであり、例示的実施形態では全方向性無線センサインターフェースモジュール（ｗＳＩＭ）である。あるいは、それぞれのＯＡＲＤＮ２６５は任意の全方向性無線センサインターフェース装置である。少なくとも１つのＯＡＲＤＮ２６５はゲートウェイデバイス２５０と通信するように動作可能に結合されている。
【００２６】
図４は監視システム２００で使用できる複数のＯＡＲＤＮ２６５の概略図である。それぞれのＯＡＲＤＮ２６５は、少なくとも１つの隣接するＯＡＲＤＮ２６５と通信するように動作可能に結合されている。また、それぞれのＯＡＲＤＮ２６５は、範囲サークル２７０によって示されるように約２５メートル（ｍ）（８２フィート（ｆｔ））の範囲を有するので、重複領域２７５が定義される。したがって、隣接するＯＡＲＤＮ２６５間の動作距離は約５０ｍ（１６４ｆｔ）以下である。
【００２７】
図５は、監視システム２００で使用できる少なくとも１つの指向性アンテナを有する複数の無線データノード２８０、すなわちＤＡＲＤＮ２８０の概略図である。ＤＡＲＤＮ２８０は、ネットワーク２２０の第２の部分２８５を定義する。それぞれのＤＡＲＤＮ２８０は、対抗および隣接するＤＡＲＤＮ２８０と通信するように動作可能に結合している。また、それぞれのＤＡＲＤＮ２８０は、範囲楕円２９０によって示されるように約１００ｍ（３２８ｆｔ）から１７５ｍ（５７４ｆｔ）の範囲を有するので、重複領域２９５が定義される。このような範囲は隣接するＤＡＲＤＮ２８０に関連付けられ、隣接するＯＡＲＤＮ２６５（図４に示される）を含む他の構成では変わる場合がある。このような範囲は、ＤＡＲＤＮ２８０のゲイン値および／または地理的位置に応じて変わる場合もある。さらに、それぞれのＤＡＲＤＮ２８０は通信ノードであり、より具体的には、例示的実施形態では指向性ｗＳＩＭである。あるいは、それぞれのＤＡＲＤＮ２８０は任意の指向性無線センサインターフェースデバイスである。
【００２８】
図６は、監視システム２００に組み込まれたＯＡＲＤＮ２６５およびＤＡＲＤＮ２８０の概略図である。第１のＤＡＲＤＮ２８０に隣接しているそれぞれのＯＡＲＤＮ２６５が通信するように動作可能に結合できるように、無線メッシュネットワーク２２０の第１の部分２６０および第２の部分２８５が結合されている。さらに、第１のＤＡＲＤＮ２８０および第２のＤＡＲＤＮ２８０は相互に通信するように動作可能に結合されている。さらに、第２のＤＡＲＤＮ２８０はさらなるＯＡＲＤＮ２６５（図６には示さず）と通信するように動作可能に結合されている。したがって、ＯＡＲＤＮ２６５を使用する余地がない険しい地形の領域を含む設備２０８（図２に示される）は、ＤＡＲＤＮ２８０を使用して、そうした地理的に険しい地域を通じてネットワーク２２０を拡大できる。このようなＤＡＲＤＮ２８０を使用することによって、ネットワーク２２０の導入コストおよびその複雑性も軽減する。
【００２９】
図７は、ネットワーク２２０（図６に示される）を組み立てる例示的方法３００の流れ図である。例示的実施形態では、少なくとも１つのコンピューティングデバイス１０５／２１０／２１５（図１、２、および３に示される）が提供される（３０２）。ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４（商標）に準拠するプログラムされたコンピュータ命令が、コンピューティングデバイス１０５／２１０／２１５の少なくとも一部にインストールされる（３０４）。具体的には、ネットワーク２２０は、ＩＥＥＥ規格８０２．１５．４（商標）に基づくＺｉｇＢｅｅ（登録商標）仕様、または代替ではＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（商標）規格を使用する低速無線メッシュネットワークである。少なくとも１つの全方向性アンテナ、すなわちＯＡＲＤＮ２６５（図３、４、および６に示される）および複数の指向性アンテナ、すなわちＤＡＲＤＮ２８０（図５および６に示される）が提供される（３０６）。ＯＡＲＤＮ２６５のうちの少なくとも１つと、複数のＤＡＲＤＮ２８０のうちの少なくとも１つとが、コンピューティングデバイス１０５／２１０／２１５に動作可能に結合される（３０８）。
【００３０】
知られている無線メッシュネットワークとは対照的に、本明細書に記載の方法、システム、および装置は監視データの低コスト転送を提供する。具体的には、知られている無線メッシュネットワークとは対照的に、本明細書に記載の監視方法、システム、および装置は、設備に関連する動作データを遠隔および／またはアクセスが困難な領域の設備に送信することを容易にする。より具体的には、知られている無線メッシュネットワークとは対照的に、本明細書に記載の監視方法、システム、および装置は低データ速度および低電力消費の送受信装置を使用することを容易にする。
【００３１】
本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術効果は、（ａ）普通なら全方向性アンテナでアクセスできない遠隔領域の設備において監視データを送受信できるようにすることと、（ｂ）遠隔および／またはアクセスが困難な領域の設備において低電力／低データ速度の装置を使用できるようにして、長期間にわたってこのような低電力装置を使用することを容易にして、それによってこのような装置の信頼性を増加して完全に充電されたバックアップ装置の必要性を減少させることと、（ｃ）さらなる全方向性アンテナの数、およびその関連コストを減らすこととのうちの少なくとも１つを含む。
【００３２】
無線メッシュネットワーク、および遠隔および／またはアクセスが困難な領域の設備において監視データを送受信できるようにすることを容易にする監視システムの例示的実施形態を本明細書に記載した。具体的には、本明細書に記載の無線メッシュネットワークおよび監視システムは、全方向性アンテナを使用する余地がない険しい地形の領域を通じたこのようなネットワークおよび監視システムの拡大を容易にするために指向性アンテナを使用する。また具体的には、本明細書に記載の無線メッシュネットワークおよび監視システムは、より多数の全方向性アンテナと置き換えるために低電力／低データ速度のネットワークおよびシステムを有する指向性アンテナを使用して、それによってのこのような無線メッシュネットワークおよび監視システムの導入および動作の複雑性およびコストを軽減することを容易にする。
【００３３】
本明細書に記載の方法およびシステムは、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。たとえば、それぞれのシステムのコンポーネントおよび／またはそれぞれの方法のステップは、単独で、ならびに本明細書に記載の他のコンポーネントおよび／またはステップとは別々に使用ならびに／または実施できる。さらに、それぞれのコンポーネントおよび／またはステップは、他のアセンブリおよび方法で使用ならびに／または実施することもできる。
【００３４】
いくつかの実施形態は、１つまたは複数の電子またはコンピューティングデバイスを使用することを含む。このような装置は一般的に、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、および／あるいは本明細書に記載の機能を実行できる他の回路またはプロセッサなどの、プロセッサまたはコントローラを含む。本明細書に記載の方法は、これに限定されないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含む、コンピュータ可読メディアに実装された実行可能命令として符号化され得る。このような命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに本明細書に記載の方法の少なくとも一部を実行させる。上述の例は例示的なものに過ぎず、プロセッサという用語を定義および／または意味を限定することを意図するものでは決してない。
【００３５】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、特許請求の趣旨および範囲内で修正を加えて本発明を実施できることが当業者なら理解できよう。
【符号の説明】
【００３６】
１０５  コンピューティングデバイス
１１０  メモリ装置
１１５  プロセッサ
１２０  プレゼンテーションインターフェース
１２５  ユーザ
１３０  ユーザ入力インターフェース
１３５  通信インターフェース
２００  システム
２０５  機械
２０８  設備
２１０  機械コントローラ
２１５  設備コントローラ
２２０  ネットワーク
２２５  第１のオペレータ
２３０  第２のオペレータ
２３５  監視センサ
２５０  ゲートウェイデバイス
２６０  無線メッシュネットワークの第１の部分
２６５  全方向性アンテナを有する無線データノード（ＯＡＲＤＮ）
２７０  範囲サークル
２７５  重複領域
２８０  指向性アンテナを有する無線データノード（ＤＡＲＤＮ）
２８５  無線メッシュネットワークの第２の部分
２９０  範囲楕円
２９５  重複領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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