數據包傳輸和交付系統與方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年9月14日提交的美國臨時專利申請序列號61/700, 942的 權益，通過引用將其全部內容結合于本文中。
技術領域
[0003] 本發明涉及一種數據包傳輸和交付系統。在本發明的一個方面中，本發明涉及一 種用于在客戶服務器（customer server)與第一遙遠的現場單元（field unit)之間傳輸 數據包或數據報的方法和系統，該第一遙遠的現場單元位于具有多個地理上鄰近的現場單 元的遙遠的地理區域內。在本發明另一個方面中，本發明涉及遙遠監控和數據收集。在本 發明另一個方面中，本發明涉及一種反復地從遙遠的源收集數據的系統和方法。在本發明 另一個方面中，本發明涉及一種射頻通信系統，該射頻通信系統通過沿著預定路線傳輸數 據包來進行通信。在本發明另一個方面中，本發明涉及監控和通信系統，諸如用于監控和報 告與遙遠數據生成設施相關聯的各種參數。在本發明另一個方面中，本發明涉及一種無線 射頻通信系統，用于在地理區域內的多個地理上鄰近的生成現場單元與遙遠客戶服務器之 間傳輸命令和數據包。在本發明的又一個方面中，本發明涉及一種用于通過預定路徑在遙 遠的分離的基站之間進行無線通信的方法。本發明還涉及一種互聯網協議服務器，被配置 為接收用于與在地理上分散的現場站之間通信的數據報，并且至少部分根據所接收到的數 據報生成一個或多個通信數據包。此外，本發明涉及基于傳感器監控定義的技術信息以生 成至少部分由射頻通信系統沿著定義的數據從遙遠位置通信給客戶服務器的數據。
【背景技術】
[0004] 在中心位置從遙遠的源收集數據是司空見慣的。收集方法已從手動收集和書寫報 告演變成手動或者電子地收集電子報告。電子地收集數據在無線互聯網接入充足的城市地 區很常見，但是在互聯網接入不可用或者使用昂貴的邊遠地區，這更加困難并且很昂貴。
[0005] 設計了用于電子數據收集的多個系統。另外，在多跳節點至節點通信系統和方法 的領域中還存在多種公開。例如，Silvers的美國專利第7, 242, 317號公開了利用從井監 控器通過射頻（RF)網絡跳躍到井監控器的信號將井數據和生產控制命令從客戶服務器傳 輸至位于遙遠位置的油氣和井監控器。
[0006] Melnick的美國專利第6, 842, 430號公開了一種數據包跳躍無線網絡，其中，通過 共用的射頻信道將數據包從節點傳輸至節點來傳送數據。每個單獨的節點優選地被編程為 執行比較其自身的邏輯地址與包含在其接收的每個數據包內的路由邏輯地址的步驟，并且 根據比較結果丟棄、重新傳輸或者處理數據包。包含在所接收的數據包內的路由邏輯地址 包含沿著由路由邏輯地址所規定的通信路徑將數據包從發送節點路由至目的地節點所需 要的全路由信息。
[0007] 此外，美國專利申請第2007/0080150號公開了焊接設備的網絡，其中，從與第一 焊接型裝置相關聯的第一節點傳輸并且在與第二焊接型裝置或監控設備相關聯的第二節 點處接收無線數據信號。第二節點從無線數據信號確定預期的接收標識符。在預期的接收 標識符與第二節點的標識符匹配時處理無線數據信號。如果預期的接收標識符與第二節點 的標識符不匹配，則中繼無線數據信號。
[0008] 在所有的這些跳躍系統中，利用針對各個監控器的地址將客戶服務器編程具有數 據庫。這個系統需要針對客戶協議寫入代碼內的軟件包并且需要客戶服務器的擴展編程。 只要各個客戶具有相同的協議就可以使用相同的基礎軟件。然而，不同的行業具有不同的 協議并且必須為幾個協議中的每一個編寫新軟件。如果在系統中具有任何問題，那么需要 技術人員調查客戶設施以解決任何軟件問題。
[0009] 此外，這些系統需要一些專業的技術支持以在現場建立系統。因此，供應商必須派 遣受過訓練的外勤人員來安裝和建立這些跳躍系統。
[0010] 通過引用將在該部分中討論的所有參考文獻并入本文中。

【發明內容】

[0011] 根據本發明，一種用于在客戶服務器與位于具有多個地理上鄰近的數據收集現場 單元的遙遠的地理區域內的第一遙遠的數據收集或記錄現場單元之間傳輸數據包或數據 報的方法，包括：通過網絡將針對來自第一遙遠的數據收集現場單元的特定數據的請求數 據報從客戶服務器發送至IP主機；在IP主機上將包括第一地理上遙遠的數據收集現場 單元以及其他多個地理上鄰近的數據收集現場單元中的至少一個的第一定義的跳躍路徑 (hopping path)加入請求數據報，以生成數據請求數據包（data request packet，數據請 求包）；沿著至第一遙遠的數據收集現場單元的第一定義的跳躍路徑將數據請求數據包發 送至第一地理上遙遠的數據收集現場單元；以及將由IP主機從客戶服務器接收到的數據 報交付給第一地理上遙遠的數據收集現場單元。
[0012] 在一個實施方式中，通過沿著包括IP主機和多個地理上鄰近的通信單元中的至 少一個的第二定義的跳躍路徑傳輸響應數據報，遙遠的現場單元可以將響應數據報發送回 客戶服務器。此外，IP主機可以通過網絡將響應數據報傳輸至客戶服務器。
[0013] 在一個實施方式中，一個或多個通信單元與數據收集或記錄現場單元相關聯。
[0014] 在一個實施方式中，IP主機地理上遠離客戶。此外，IP主機可以在地理上接近一 個或多個地理上分隔的數據收集現場單元。在一個實施方式中，請求數據報可以包括第一 地理上遙遠的數據收集現場單元的標識，并且IP主機可以讀取請求數據報中的第一地理 上遙遠的數據收集現場單元的標識作為將第一定義的跳躍路徑加入請求數據報中的動作 的一部分。
[0015] 另外，IP主機可以具有為多個地理上鄰近的數據收集現場單元中的每個定義的跳 躍路徑的表，并且可以從定義的跳躍路徑的表中選擇第一地理上遙遠的數據收集現場單元 的第一定義的跳躍路徑作為將第一定義的跳躍路徑加入請求數據報中的動作的一部分。此 外，IP主機可以將具有第一定義的跳躍路徑的報頭（header)和報尾（footer)加入請求數 據報中。此外，在傳輸給客戶監控器之前，可以從傳輸的數據包或數據報中剝落第一定義的 跳躍路徑。
[0016] 在另一個實施方式中，第一跳躍路徑和第二跳躍路徑可以包括第一地理上遙遠的 數據收集現場單元和至少一個地理上鄰近的數據收集現場單元。
[0017] 在另一個實施方式中，用于數據響應數據包（data response packet，數據響應 包）的第二定義的跳躍路徑可以是最后了解到的第一地理上遙遠的數據收集現場單元與 IP主機之間的良好路徑。在某些情況下，最后了解到的良好路徑是用于在相反方向上傳輸 請求數據報的最后路徑并且可以是在相反方向上的第一跳躍路徑。
[0018] 網絡是在客戶服務器與IP主機之間的任何合適的電子網絡，通過網絡在客戶服 務器與遙遠的現場單元之間傳輸數據包或數據報。通常，客戶服務器和IP主機彼此地理上 遠離，例如，至少位于RF通信的所及范圍之外，并且更可能地彼此相距幾百或幾千英里。雖 然任何其他合適的網絡通信在本發明的范圍內，但是優選的網絡是因特網。
[0019] 在另一個實施方式中，網絡是在IP主機與遙遠的現場單元之間的任何合適的網 絡，通過網絡在客戶服務器與遙遠的現場單元之間傳輸數據包或數據報。IP主機和遙遠的 現場單元在地理上鄰近其他遙遠的現場單元中的至少一個，例如在無線射頻通信的所及范 圍內并且可以在寬闊的范圍內變化，但是通常在1英里至10英里的范圍內。通常，客戶服務 器和遙遠的現場單元彼此地理上遠離，例如，至少位于RF通信的所及范圍之外。在本發明 的一個優選的實施方式中，900MHz頻率的無線電波用于沿著跳躍路徑將數據傳輸給因特網 提供站。對于900MHz頻率的射頻網絡，遙遠的現場單元通常間隔相距不到5英里。通常， 在本發明的一個優選的實施方式中，監控跳躍動作包括通過射頻網絡經由通信模塊無線傳 輸在地理上分隔的遙遠的現場單元之間的聚集的數據。
[0020] 在另一個實施方式中，在遙遠的現場單元處的客戶監控器的特定數據可以聚集并 且發送給通信單元，在該通信單元加入第二或最后了解的良好跳躍路徑。
[0021] 在另一個實施方式中，客戶服務器可以通過網絡發送請求數據報，用于從多個地 理上遙遠的數據收集現場單元中收集特定數據。
[0022] 此外，根據本發明，一種用于在客戶服務器與位于具有多個地理上鄰近的通信單 元的遙遠的地理區域內的第一地理上遙遠的數據收集現場單元之間傳輸數據包或數據報 的系統包括：
[0023] 地理上遠離客戶服務器的IP主機通信耦接至客戶服務器并且被配置為：
[0024] 通過網絡從客戶服務器接收針對來自第一地理上遙遠的數據收集現場單元的特 定數據的請求數據報；
[0025] 將包括第一地理上遙遠的數據收集現場單元以及其他多個地理上鄰近的數據收 集現場單元中的至少一個的第一定義的跳躍路徑加入請求數據報，以生成數據請求數據 包；以及
[0026] 沿著第一定義的跳躍路