用于利用以太网/IPI/O的控制器冗余和控制器网络冗余的系统和方法与流程

本公开通常涉及自动化与控制系统。更加具体而言，本公开涉及用于利用以太网/IP I/O的控制器冗余和控制器网络冗余的系统和方法。

背景技术：

以太网工业协议（以太网/IP）是在工业自动化中使用的用于过程控制的通信协议。以太网/IP是应用层协议，被用于在工业控制系统和其组件（例如，可编程自动化控制器、可编程逻辑控制器和输入/输出（I/O）系统）之间的通信。在一些方面中，以太网/IP类似于简单网络管理协议(SNMP)。各个供应商制造以太网/IP I/O设备或者为控制系统提供能够利用以太网/IP工作的控制器。开放式设备网供应商协会（ODVA）提供以太网/IP协议的管理并且通过要求到建立的标准的依附性确保多供应商的系统互操作性。

技术实现要素：

本公开提供了用于利用以太网/IP I/O的控制器冗余和控制器网络冗余的系统和方法。

在第一实施例中，一种装置包括第一控制器，其具有至少一个接口和至少一个处理设备。所述至少一个接口被配置用于与第二控制器以及与受控网络通信，所述受控网络具有多个以太网/IP兼容输入/输出（I/O）模块和多个以太网/IP兼容受控设备。所述至少一个处理设备被配置用于在所述第二控制器与所述I/O模块的至少一个和所述受控设备的至少一个通信同时检测与所述第二控制器相关联的故障。所述至少一个处理设备还被配置当检测到与所述第二控制器相关联的故障时用于恢复与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备的通信，而所述至少一个I/O模块不更新所述至少一个受控设备到失效保护状况。

在第二实施例中，一种方法包括：在第二控制器与受控网络中的多个以太网/IP兼容输入/输出（I/O）模块的至少一个和多个以太网/IP兼容受控设备的至少一个通信同时，在被配置用于与第二控制器通信的第一控制器处检测与所述第二控制器相关联的故障。所述方法还包括：当检测到与所述第二控制器相关联的故障时在所述第一控制器处恢复与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备的通信，而所述至少一个I/O模块不更新所述至少一个受控设备到失效保护状况。

在第三实施例中，利用计算机可执行的指令编码非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行的指令被执行时引起至少一个处理设备用于在第二控制器与受控网络中的多个以太网/IP兼容输入/输出（I/O）模块的至少一个和多个以太网/IP兼容受控设备的至少一个通信同时，在被配置用于与第二控制器通信的第一控制器处检测与所述第二控制器相关联的故障。还利用计算机可执行的指令编码非暂时性计算机可读介质，当所述计算机可执行的指令被执行时引起至少一个处理设备用于当检测到与所述第二控制器相关联的故障时在所述第一控制器处恢复与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备的通信，而所述至少一个I/O模块不更新所述至少一个受控设备到失效保护状况。

对于本领域的技术人员来说根据下面附图、描述和权利要求，其它技术特征可能是很容易地显而易见。

附图说明

为了更加完整理解本公开，现在参考连同附图一起进行的下面描述，其中：

图1和图2图解了根据本公开的示例性过程控制系统；

图3图解了根据本公开的被配置用于控制器冗余和控制器网络冗余的示例性以太网/IP过程控制系统的另外细节；以及

图4图解了根据本公开的用于操作以太网/IP过程控制系统的示例性方法。

具体实施方式

下面讨论的图1到图4以及在本专利文档中用于描述本发明的原理的各个实施例仅仅通过图解的方式并且不应该以任何方式被解释为限制本发明的内容。本领域的技术人员将理解的是：可以以任何类型的适当布置的设备或系统来实现本发明的原理。

一些过程控制系统（例如由HONEYWELL的EXPERION）被配置用于支持以太网/IP通信协议。通常，大多数以太网/IP系统不提供特别地适合于以太网/IP协议的任何种类的网络或控制器冗余。如果在这些系统中在控制器级或控制器网络级上出现故障，那么能够在所述系统的一个或多个受控设备处出现I/O脱落（I/O shed）。更加具体而言，当在没有合适冗余供应的情况下在以太网/IP系统中出现故障时，到一个或多个受控设备的连接可能丢失，并且丢失的连接可能导致所述受控设备脱落它们的I/O。例如，如果在以太网/IP系统中的输出设备丢失到控制所述输出设备的所述控制器的连接，则所述输出设备可能进入不同于其之前操作状态的失效保护操作状态。在工业厂环境中，这能够导致一个或多个过程中的中断而所述厂正在运行。在这样的情况中，维护工人或工程师不得不识别问题（导致丢失连接的故障）的原因并且然后把所述系统带回到运行状态。这可能导致在所述厂处显著的财政和时间损失。

为了解决这些问题，本公开的实施例提供一种以太网/IP网络，其包括控制器冗余或控制器网络冗余特征。这样的特征可以连同各种各样的控制器（例如，由HONEYWELL的EXPERION C300控制器）一起被使用。关于工业厂的过程控制系统描述本公开的实施例。然而，本公开不限于工业厂环境。在此所公开的原理也可适用于其他环境和工业。

图1和图2图解了根据本公开的示例性过程控制系统100。如在图1中所示出的，所述系统100包括一个或多个过程元件102a-102b。过程元件102a-102b表示可以执行各种各样功能中任意功能的过程或生产系统中的组件。例如，过程元件102a-102b能够表示用于制造化学、药物、纸或石化产品的装备。过程元件102a-102b的每个包括用于执行过程或生产系统中的一个或多个功能的任何合适结构，例如传感器或致动器。

两个控制器104a-104b被耦合到所述过程元件102a-102b。控制器104a-104b控制所述过程元件102a-102b的操作。例如，控制器104a-104b能够从传感器接收测量结果并且为致动器产生控制信号以便控制化学、药物、纸、石化或其它产品的生产。每个控制器104a-104b包括用于控制过程元件102a-102b的一个或多个的任何合适结构。

两个服务器106a-106b被耦合到控制器104a-104b。服务器106a-106b执行各种功能以支持控制器104a-104b和过程元件102a-102b的操作和控制。例如，服务器106a-106b能够将由控制器104a-104b收集或产生的信息，例如与过程元件102a-102b的操作相关的状态信息记入日志。服务器106a-106b还能够执行控制控制器104a-104b的操作的应用，由此控制过程元件102a-102b的操作。另外，服务器106a-106b能够提供到控制器104a-104b的安全访问。服务器106a-106b的每个包括用于提供到控制器104a-104b的访问或控制器104a-104b的控制的任何合适结构。

一个或多个操作员站108a-108b被耦合到服务器106a-106b，并且一个或多个操作员站108c被耦合到控制器104a-104b。所述操作员站108a-108b表示提供到服务器106a-106b的用户访问的计算或通信设备，所述服务器106a-106b然后能够提供到控制器104a-104b和过程元件102a-102b的用户访问。所述操作员站108c表示提供到控制器104a-104b的直接用户访问的计算或通信设备。作为特别示例，操作员站108a-108c能够允许用户使用由所述控制器104a-104b和/或所述服务器106a-106b收集的信息回顾过程元件102a-102b的操作历史。操作员站108a-108c还能够允许用户调整过程元件102a-102b、控制器104a-104b或服务器106a-106b的操作。操作员站108a-108c的每个包括用于支持所述系统100的用户访问和控制的任何合适结构。

在这个示例中，操作员站108b的至少一个远离服务器106a-106b。所述远离站通过网络110被耦合到所述服务器106a-106b。所述网络110促进所述系统100的各个组件之间的通信。例如，网络110可以在网络地址之间传递互联网协议（IP）分组、帧中继帧、异步传输模式（ATM）信元、或其它信息。网络110可以包括一个或多个局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、全球网络（例如因特网）的所有或一部分或在一个或更多位置处一个或多个任何其它通信系统。

在本示例中，所述系统100包括两个另外的服务器112a-112b。服务器112a-112b执行各种应用以控制所述系统100的整体操作。例如，所述系统100能够被用在加工或生产厂或其它设施中，并且所述服务器112a-112b能够执行用于控制所述厂或其它设施的应用。作为特别示例，所述服务器112a-112b能够执行诸如企业资源计划(ERP)、制造执行系统（MES）之类的应用或任何其它或另外厂或过程控制应用。服务器112a-112b的每个包括用于控制所述系统100的整体操作的任何合适结构。

在一些实施例中，控制器104a-104b的每个包括一个或多个处理设备116，例如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路或离散逻辑设备。控制器104a-104b的每个还包括存储由一个或多个处理设备116使用、收集或产生的指令和数据的一个或多个存储器118，例如随机存取存储器或快闪存储器或其它只读存储器。另外，控制器104a-104b的每个包括促进通过一个或多个网络或通信链路的通信的一个或多个接口120。在特别实施例中，控制器104a-104b的每个包括三个接口120，两个接口用于通过冗余网络对进行通信以及第三个接口用于与其它控制器通信。

如在图1中所示的，所述系统100包括各种冗余网络114a-114b和单独网络116a-116c，其支持在所述系统100中的组件之间的通信。这些网络114a-114b，116a-116c的每个表示促进在所述系统100中的组件之间的通信的任何网络或网络的组合。网络114a-114b，116a-116c例如能够表示以太网网络。

在操作的一个方面中，所述系统100管理用于生产或处理一个或多个产品（或其部件）的一个或多个过程。作为特别示例，控制器104a-104b和服务器106a-106b能够使用过程元件102a-102b管理用于生产化学、药物、纸、或石化产品的一个或多个过程。所述系统100可以执行程序性自动化机制，所述程序性自动化机制帮助自动化所述生产过程。例如，程序性自动化机制可以确定何时能够执行生产过程中的某些任务以及在那些任务期间使用哪些过程元件102a-102b。

根据本公开，所述系统100的各个组件支持以太网/IP通信协议。例如，控制器104a-104b可以表示以太网/IP控制器，所述过程元件102a-102b可以表示以太网/IP设备以及所述网络114a-114b和116a-116c可以表示以太网/IP网络。所述控制器104a-104b和所述网络114a-114b和116a-116c的一个或多个可以被配置具有控制器冗余或控制器网络冗余以在没有导致输入/输出脱落的情况下提供故障转移支持。下面提供关于这个功能性的另外细节。

图2图解了以太网/IP过程控制系统200的示例部分，其可以连同图1的所述系统100一起被使用。在基于以太网/IP网络的系统中，控制器传递指令和数据到一个或多个I/O模块和受控设备（也称为“现场设备”），用于控制一个或多个过程。在所述控制器和所述受控设备之间的通信中的任何故障能够导致对其中所述受控设备操作的所述过程失去控制。如在图2中所示的，控制器202通过交换机204被连接到输入I/O模块206和输出I/O模块208。所述输入I/O模块206被连接到输入现场设备210，例如传感器。所述输出I/O模块208被连接到输出现场设备212，例如马达。所述控制器202被配置用于控制所述设备206-212。

在正常操作中，所述控制器202例如通过从所述输入I/O模块206周期地扫描数据接收与所述输入设备210（所述传感器）的操作相关联的输入数据。所述控制器202对所述输入数据执行处理，并且基于所述处理的输入数据，通过将数据或信号传输到所述输出I/O模块208控制所述输出设备212（所述马达）。所述输出I/O设备212继而能够驱动适当电压、电流或其它信号到所述输出设备212。

所述输出I/O模块208可能期望从所述控制器202定期地接收控制信号。如果所述输出I/O模块208不能在期望的时间从所述控制器202接收信号，可以启动超时时钟以测量在没有来自所述控制器的信号情况下流逝的时间量。如果在没有恢复来自所述控制器202的信号情况下流逝预定时间段，则所述输出I/O模块208能够确定发生故障状况。

如果有故障状况，所述输出I/O模块208可以关闭与所述控制器202的连接，并且可能发生输出脱落。在输出脱落中，所述输出I/O模块208更新所述输出设备212到失效保护状况。在失效保护状况中，所述输出设备212的一个或多个参数从当前值更新到失效保护值。例如，如果所述输出设备212是马达，则马达速度可以从当前操作速度减少到更低失效保护速度或甚至停止。与所述失效保护状况相关联的参数可以利用所述输出I/O模块208被预先配置或可以是用户可配置的。

尽管失效保护模式可以帮助保护所述输出设备212或关联的系统免受损害，但是其中所述输出设备212操作的整体过程仍然被中断。在工业厂环境中，维护工人或工程师不得不识别中断的原因并且然后把所述系统带回到运行状态。在大型工业设置中，这能够导致显著的财政和时间损失。

为了解决这个问题，本公开的实施例提供包括控制器冗余和控制器网络冗余的基于以太网/IP过程控制系统。可以使用这些机制以便减少或避免系统故障和相应I/O脱落。

尽管图1和图2图解了过程控制系统100的一个示例，但是可以对图1和图2进行各种改变。例如，过程控制系统可以包括任意数目的过程元件、控制器、服务器、操作员站和网络。另外，所述系统100的组成和布置仅仅是用于图解。根据特定需要可以在任意其它配置中添加、省略、组合或放置组件。另外，尽管被描述为用于生产或处理某些类型的产品，但是可以以任何其它方式使用所述系统100。

图3图解了根据本公开的被配置用于控制器冗余和控制器网络冗余的示例性以太网/IP过程控制系统300的另外细节。所述系统300可以表示图1的所述系统100或图2的所述系统200或可以连同图1的所述系统100或图2的所述系统200一起被使用。

如在图3中所示的，所述系统300包括控制器系统302，所述控制器系统302包括主要控制器304和次要控制器306。每个控制器304-306表示用于控制以太网/IP网络中的一个或多个设备的任何合适以太网/IP兼容控制器。在一些实施例中，每个控制器304-306可以是EXPERION C300控制器。每个控制器304-306被连接到主要控制器网络308和次要控制器网络310。放置在所述控制器304-306和所述过程控制系统300的其它部分之间的防火墙312-314对所述控制器304-306的进入和传出业务提供安全级别。

所述主要控制器304经由有线连接或电缆316被直接地耦合到所述次要控制器306。所述电缆316允许在所述控制器304-306之间的直接通信。根据本公开，所述控制器304-306能够通过所述电缆̖316共享关于每个控制器304-306和每个控制器网络308-310的操作状况或“健康”的状态信息（或者可以被用于确定何时发生或将要发生故障状况的任何其它状态信息）。这在下面被更加详细描述。

所述控制器系统302还包括耦合到所述控制器304-306的至少一个服务器318。所述服务器318可以表示图1的所述服务器106a-106b，112a-112b的一个或多个。在一些实施例中，所述服务器318可以是EXPERION PKS服务器。所述过程控制系统300还包括两个操作员站320。所述操作员站320可以表示图1的所述操作员站108a-108c的一个或多个。在一些实施例中，所述操作员站320可以是EXPERION PKS工作站。所述服务器318和操作员站320被配置用于最初地提供或更新编程逻辑到所述控制器304-306并且监视和维护所述控制器304-306，控制器系统302和过程控制系统300。尽管在图3中示出一个服务器318和两个操作员站320，但是其它数目的服务器318和操作员站320是可能的。

所述控制器系统302经由一对交换机330-332被耦合到受控网络350。所述交换机330-332在所述控制器系统302和所述受控网络350之间路由信息和信号。每个交换机330-332可以表示供在以太网/IP网络中使用的任何合适交换机。

所述受控网络350包括由一个或多个控制器304-306控制的多个受控设备。所述受控网络350还包括不可以直接地由所述控制器304-306控制的但是是所述受控网络350的操作的一部分的其它装备或设备。在这个示例中，所述受控网络350包括一个或多个防火墙352、一个或多个交换机354、一个或多个PF驱动器356、一个或多个网络监督器358、一个或多个输入或输出I/O模块360、一个或多个受控设备362、以及一个或多个操作员站364。在所述受控网络350之中的某些设备可以被组织为一个或多个子网络。示例性子网络可以被配置为环形、为星形、被线性地配置、或在任何其它合适网络配置中。例如，如在图3中所示的，所述网络监督器358、I/O模块360和受控设备362的一些可以被配置为环形网络。

根据本公开，所述系统300被配置用于控制器冗余和控制器网络冗余二者以便避免系统故障和相应I/O脱落。通过所述主要控制器304和所述次要控制器306在所述系统300中提供控制器冗余。在操作的一个方面中，所述主要控制器304通常是所述系统300的有源控制器，以及所述次要控制器306通常是无源的。所述主要控制器304通过所述交换机330-332发送信号到所述受控网络350以及从所述受控网络350接收信号。因此，在正常操作状况中，所述主要控制器304提供对所述受控网络350以及相关联的受控设备362的控制。

尽管所述主要控制器304提供对所述受控网络350的控制，但是所述主要控制器304通过所述电缆316经由信号交换与所述次要控制器306通信。当所述主要控制器304执行控制器操作时，可以跨越所述电缆316将关于所述主要控制器304的操作状况或“健康”的控制器操作信息和其它状态信息同步到所述次要控制器306。这样的信息可以包括所述主要控制器304最近与哪些I/O模块360或受控设备362通信以及与这些I/O模块360或受控设备362交换什么操作值或数据。

如果所述主要控制器304的操作以某种方式失败，诸如由于电源故障或硬件故障，则在所述主要控制器304处发生故障状况。假设在所述主要控制器304处发生故障状况，则所述次要控制器306接管所述主要控制器304的控制功能。在那时，（在主要模式中操作的）所述次要控制器306继续控制以太网/IP受控网络350中的一个或多个组件而不导致到任何I/O模块360或受控设备362的连接丢失并且不导致I/O脱落。

为了避免连接丢失和I/O脱落，所述次要控制器306检测在所述主要控制器304处的故障状况并且快速地恢复针对所述受控网络350的控制操作。这样，I/O模块360和受控设备362没有检测到将导致I/O脱落的所述主要控制器304处的中断或故障。换句话说，所述次要控制器306被配置用于检测所述主要控制器304处的故障状况并且以无缝方式接管控制以便所述受控网络350的设备仍然相信它们在与所述主要控制器304通信。

通过所述主要控制器网络308和次要控制器网络310在所述系统300中提供控制器网络冗余。所述主要控制器304和所述次要控制器306的每个被耦合到至少两个网络电缆，其中每个电缆与所述控制器网络308-310之一相关联。特别地，所述主要控制器304被耦合到与所述主要控制器网络308相关联的电缆308a以及耦合到与所述次要控制器网络310相关联的电缆310a。类似地，所述次级控制器306被耦合到与所述主要控制器网络308相关联的电缆308b以及耦合到与所述次要控制器网络310相关联的电缆310b。在一些实施例中，电缆308a-308b和310a-310b是以太网电缆，以及每个控制器304-306包括多个以太网连接点或插座，相关联的电缆被连接到所述多个以太网连接点或插座。

在操作的一个方面中，所述主要控制器网络308通常是有源控制器网络，通过其，在所述主要控制器304或次要控制器306和所述受控网络350之间的通信发生。到所述受控网络350的通信传递通过所述主要控制器网络308、通过一个或两个交换机330-332并且到所述受控网络350中的目的地设备。对于来自所述受控网络350的通信遵循反向路径。相反，所述次要控制器网络310通常是无源的。也就是说，在正常操作期间，所述次要控制器网络310不承载与所述受控网络350的控制相关联的主信号传输，尽管在正常操作期间所述次要控制器网络310可以承载辅助信号传输（例如，与故障状况的检测相关的那些传输）。

尽管所述主要控制器304或次要控制器306经由所述主要控制器网络308提供了对所述受控网络350的控制，但是所述主要控制器304或次要控制器306可以不断地检测和确定关于所述主要控制器网络308的操作状况或“健康”的状态信息。如果所述主要控制器网络308的操作以某种方式（例如由于电缆断裂）失败，则在所述主要控制器网络308上发生故障状况。如果所述主要控制器304或次要控制器306检测到在所述主要控制器网络308上的故障状况，则所述主要控制器304或次要控制器306打开与所述次要控制器网络310的通信。在那时，在所述次要控制器网络310上恢复I/O通信而不导致到任何I/O模块360或受控设备362的连接丢失并且不导致I/O脱落。为了避免连接丢失和I/O脱落，所述主要控制器304或次要控制器306检测在所述主要控制器网络308中的故障状况并且快速地切换通信到所述次要控制器网络310。结果，所述I/O模块360和受控设备362没有检测到将导致I/O脱落的任何中断或故障。

在一些实施例中，在所述控制器304-306的应用层中实现编程指令以便提供冗余能力。所述指令能够被特别地开发以与以太网/IP协议兼容。例如，可以利用指令编程所述次要控制器306用于在故障时检测所述主要控制器304与其通信的所述以太网/IP受控网络350中的所有设备。还可以利用指令编程所述次要控制器306以假设在所述主要控制器304处出现故障状况时恢复与那些设备的通信。同样地，可以利用指令编程每个控制器304-306用于检测所述主要控制器网络308中的故障并且经由所述次级控制器网络310恢复通信。这样的指令可以最初地被安装到控制器304-306中并且稍后由工程师或系统员工使用服务器318或操作员站320来维护。一旦指令被安装，控制器304-306可以独立地操作和提供冗余能力而不是由操作员站320或服务器318来连续管理或监督。

尽管图3图解了提供控制器冗余和控制器网络冗余的以太网/IP过程控制系统300的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，过程控制系统可以包括任何数目的过程元件、控制器、服务器、操作员站和网络。另外，所述过程控制系统300的组成和布置仅仅是用于图解。根据特定需要可以在任意其它配置中添加、省略、组合或放置组件。例如，尽管操作员站320被示为控制器系统302的一部分，但是操作员站320可以被认为在所述控制器系统302之外。另外，尽管被描述为用于生产或处理某些类型的产品，但是可以以任何其它方式使用所述过程控制系统300。

图4图解了根据本公开的用于操作以太网/IP过程控制系统的示例性方法400。所述方法400可以以与图1的所述系统100，图2的所述系统200或图3的所述系统300相关联地被执行。然而，所述方法400还可以供任何其它合适系统使用。

在步骤401，在所述以太网/IP系统中的主要控制器通过主要控制器网络与至少一个I/O模块和至少一个受控设备通信。在步骤403，在所述主要控制器与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备通信同时，次级控制器检测是否发生与所述主要控制器相关联的故障。

如果在步骤403处检测到故障，则所述方法继续到步骤405。在步骤405，当检测到所述故障时，所述次级控制器恢复与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备的通信。所述次级控制器足够快速地接管所述通信以便所述至少一个I/O模块不更新所述至少一个受控设备到失效保护状况。

如果在步骤403处没有检测到故障，则所述方法继续到步骤407。 在步骤407处，所述主要控制器（或者如果所述次要控制器正在所述主要模式中操作的话是所述次要控制器）检测是否发生与所述主要控制器网络相关联的故障。如果在步骤407处检测到故障，则所述方法继续到步骤409。 在步骤409，当检测到所述故障时，所述主要控制器或次级控制器将与所述至少一个I/O模块和所述至少一个受控设备的通信切换到所述次级控制器网络。到所述次级控制器网络的切换足够快速地发生以便所述至少一个I/O模块不更新所述至少一个受控设备到失效保护状况。如果在步骤407处没有检测到故障，则所述方法返回到步骤401，并且所述方法重复。

尽管图4图解了用于操作以太网/IP过程控制系统的方法400的一个示例，但是可以对图4进行各种改变。例如，尽管在图4中示出的各个步骤被示为一系列步骤，但是各个步骤可以重叠、并行地发生、以不同顺序发生、或多次发生。而且，一些步骤可以被组合或移除并且根据特定需要，可以添加另外步骤。

在一些实施例中，用由计算机可读程序代码形成并在计算机可读介质中体现的计算机程序来实现或支持上面所述的各种功能。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码以及可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、硬盘驱动器、紧凑式磁盘（CD）、数字视频磁盘（DVD）或任何其他类型的存储器。“非暂时”计算机可读介质排除传输暂时电或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时计算机可读介质包括其中可以永久地存储数据的介质和其中可以存储数据并在稍后覆写的介质，诸如可重写光盘或可擦存储器器件。

可有利地阐述遍及本专利文献使用的某些单词和短语的定义。术语“应用程序”和“程序”指代一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、程序、函数、对象、类、实例、相关数据或其一部分，其适合于用适当的计算机代码（包括源代码、目标代码或可执行代码）来实现。术语“发射”、“接收”和“通信”以及其派生词包括直接和间接通信两者。术语“包括”和“包含”以及其派生词意指在没有限制的情况下的包括。术语“或”是包括性的，意指和/或。短语“与...相关联”以及其派生词可意指包括、包括在...内、与...互连、包含、包含在...内、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、可与...通信、与...合作、交织、并置、接近于、绑定到或与...绑定、具有、具有...的特性、到…/与...具有关系等。术语“控制器”意指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分。可用硬件或硬件和软件/固件的组合来实现控制器。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式或分布式的，无论是本地地还是远程地。术语“……中的至少一个”在与一列项目一起使用时意指可使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。

虽然本公开已描述了某些实施例和一般关联方法，但这些实施例和方法的变更和替换对于本领域的技术人员而言将是显而易见。因此，示例性实施例的以上描述并不定义或约束本公开。在不脱离由以下权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下还可以有其它变更、替换以及变换。