过程控制环境中的便携计算机的制作方法

专利名称：过程控制环境中的便携计算机的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种过程控制系统，特别是涉及利用便携计算机在过程控制系统内提供加强支持。
背景技术：
过程控制系统，如那些用于化学、石油或其它过程的控制系统，通常包括通过模拟、数字或模拟/数字混合总线与至少一台主控或操作员工作站及一个或多个现场设备通信连接的中央过程控制器。这些现场设备可以是如阀门、阀门定位器、开关、传感器(如温度、压力及流速传感器)等，它们在过程中执行控制职能，如打开或关闭阀门，及测量过程参数。一般而言，过程控制器接收由这些现场设备产生的指示过程测量值的信号和/或其它有关这些现场设备的信息，并使用该信息来实现控制程序，然后生成控制信号，通过总线传送给这些现场设备以控制过程操作。来自这些现场设备和控制器的信息一般用于一个或多个应用程序，这些应用程序由操作员工作站执行，使操作者可以执行任何所期望的有关过程的功能操作，如查看过程的当前状态，更改过程的运作，执行诊断活动，优化过程，管理过程警报或警告，执行批处理活动等等。
尽管操作者或技术人员可以利用主控或操作员工作站来访问有关过程控制系统和其中单独设备的多种信息(如帮助、诊断、设置及配置信息)，但还是有很多过程控制活动需要技术人员进入没有主控或操作员工作站存在的实际工厂环境中去。这样的活动包括如亲眼视察某个过程控制设备或区域，在过程控制环境中连接设备或总线，进行手动测量，故障查找，修理和替换现场设备等。在这些情况下，该操作者或技术人员可能要携带与要在工厂中执行的功能操作有关的手册，并在现场查找任何所需信息。这一过程可能会非常麻烦。而且，该技术人员很可能还要一次或多次地返回操作员工作站，以查找他或她在执行所期望活动过程中可能会需要的任何信息，而这也是非常费时和易于出错的。有时候，该技术人员会携带一个无线电设备或步话机到工厂中，并通过无线电与位于操作员工作站的操作者联络，以获取所需的信息。但是，通过无线电提供的信息量有限，且由于基于人际通信，也易于出错。而且，由于技术人员一般用他或她的手来携带或操作无线电设备，因此无线电设备的使用会使某些功能操作的执行(如修理设备)更为麻烦和艰难。
随着更小的电子设备的出现，可佩带和/或手持计算机形式的便携计算机变得越来越容易可利用。一台可佩带和/或手持计算机一般包含封装在一个小外壳中的标准中央处理单元(CPU)和存储器，该小外壳可以放置在皮带上的袋子中，或用户(此处也称为“佩带者”)所佩带的为尽可能方便地携带此便携计算机而设计的装具中。有些情况下，手持计算机如个人数字助理(PDA)可以手拿、套在皮带或袋子中、或由用户按所需要或所期望的其它方式佩带。举例而言，某个用户可以在去往过程工厂的特定地点时将PDA放入皮套(即佩带着)，而在到达该地点后，可以将该PDA从套中取出，并开始将该PDA作为手持计算机来使用。为可佩带和/或手持计算机提供能源的电池可以放在装具的不同袋子中或整个计算机外壳室中。外围设备，如盘驱动器、硬盘驱动器、PCMCIA插槽、麦克风、条形码阅读器和键盘设备，都可以通过适当的线缆或总线与CPU通信耦合，而如果愿意，这些外围设备中的一个或多个也都可以放置在装具中，或与装具相连结。可替换或另外地，如果愿意，这些外围设备中的一个或多个还可以集成到便携计算机(即手持和/或可佩带计算机)内。还建议提供一个由可佩带计算机用户佩带的仰视显示器(HUD)，以向该用户或佩带者显示一个可视界面。由此，可佩带计算机提供给用户便携的计算能力和存储器，而且由于可佩带计算机是由用户佩带而不是手持的，所以用户的手只需要操作键盘或其它输入设备。当然，如果愿意，手持计算机如PDA也可以在用户佩带的一个袋子或类似物中，或通过手拿，被方便地带到工厂中的某个地点。然后用户可以套上该手持计算机，或利用其集成的支架(如果提供)将其放下，从而可以使用双手。
由于早先已建议在如办公室环境等这些环境中使用便携计算机，因此难以相信在过程控制系统中没有涉及和利用可佩带计算机或手持计算机，以增强操作者或技术人员在过程控制环境中识别设备和执行其它功能操作的能力。而且，多数的便携计算机要求使用某些种类的手动操作输入设备，如键盘或旋钮。尽管这些设备一般都按人体工程学设计以尽可能地减少麻烦，仍然需要使用佩带者的手来输入信息或数据。可是，在过程控制环境中，技术人员一般需要双手能自由活动，以执行复杂的操作，如校准和修理设备，在过程控制环境中连接设备等。

发明内容
一种用于在具有过程控制系统的过程环境中使用的便携计算机可以包含适于便携操作的外壳、安置在外壳内的处理单元、安置在外壳内并与处理单元相耦合的计算机可读取存储器、和安置在外壳内并与处理单元相耦合的显示屏。另外，该便携计算机还可以包含提供输入信号给处理单元的输入设备，和处理输入信号并通过显示屏提供有关过程控制系统信息的软件程序。
可替换或另外地，一种用于在具有主控系统的过程控制系统中使用的便携计算机可以包含适于手持操作的外壳、安置在外壳内的处理单元、和安置在外壳内并与处理单元相耦合的计算机可读取存储器。另外，该便携计算机还可以包含安置在外壳内并与处理单元相耦合的显示屏、安置在外壳内并与处理单元相耦合的键盘、和安置在外壳内并与处理单元相耦合的射频收发器。该射频收发器可适用于与主控系统通信。该便携计算机还可以包含处理从键盘接收的用户输入并通过射频收发器向主控系统发送命令的第一软件程序。另外，第二软件程序可以通过射频收发器接收从主控系统发来的回应该命令的过程信息，并通过显示屏显示接收到的过程信息。
可替换或另外地，一种用作与过程控制系统对接的手持计算机包含了适于手持操作的外壳、安置在外壳内的处理器、和安置在外壳内并与处理器相耦合的计算机可读取存储器。该手持计算机可进一步包含安置在外壳内并与处理器相耦合的电子显示屏、安置在外壳内并与处理单元相耦合的键盘、以及安置在外壳内并与处理单元通信耦合的收发器。该收发器可适用于与位于远端的处理器通信，而该手持计算机可以包含使用户可与过程控制系统对接的软件程序。


图1是一个具有与之远端耦合的便携计算机系统的过程处理网络的示意框图；图2是图1中的便携计算机系统的示意框图；图3是一个处理语音数据以识别图2的便携计算机系统中的命令的软件程序的流程图；图4是一个根据图2的便携计算机系统所采集的视频信息来自动识别过程控制设备的软件程序的流程图；图5是一组提供主控系统与图2的便携计算机系统之间的共享图像的软件程序的流程图；图6是一个为验证过程控制环境内通信连接的便携计算机用户提供支持的软件程序的流程图；图7是用于图6中软件程序的第一便携计算机屏幕显示；图8是用于图6中软件程序的第二便携计算机屏幕显示；图9是用于图6中软件程序的另一便携计算机屏幕显示；图10是一个可以用作图1和2所示便携计算机的手持计算机的简图；以及图11-14是各种可由图10所示手持计算机显示的图形图像的简图。
发明详细描述现在参见图1，一个过程控制系统10包含了通过输入/输出(I/O)卡20和22与一台主控工作站或计算机14(可为任何类型的个人计算机或工作站)及现场设备15、16、17、18、19相连的过程控制器12。控制器12(举例而言，可以是Fisher-Rosemount Systems，Inc.出售的DeltaVTM控制器)可以通过如以太网连接与主控计算机14通信连接，也可以利用与任何所期望通信协议(如FOUNDATIONTMFieldbus、HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net或CAN协议)相关联的硬件和软件与现场设备15-19通信连接。一般情况下，控制器12实施其存储的过程控制程序，并与设备15-22以及主控计算机14进行通信，以按任何所期望的方式来对过程进行控制。现场设备15-19可以是任何类型的设备，如传感器、阀门、发射器、定位器等等，而I/O卡20和22可以是遵从任何所期望的通信或控制器协议的任何类型的I/O设备。
如图1中所示，主控计算机14通过一个远程或无线通信设备(如远程以太网收发器32)与便携计算机系统30通信耦合。可替换或另外地，主控计算机14也可以通过物理连线或总线与便携计算机系统30相耦合，而这根物理连线或总线在整个过程控制环境中都具有端口，以便便携计算机系统30可以暂时性地与之连接或断开。
便携计算机系统30可以包含与远程收发器36和许多外围设备相耦合的可佩带和/或手持计算机34。最好但非必要地，可佩带和/或手持计算机34可以包含一块具视频、音频、RAM(如64Mb)、ROM和硬盘驱动器(如4.3Gb)的奔腾级CPU主板，而所有这些都可以放置在可佩带计算机装具(未显示)内。可替换或另外地，外围设备中的某些或所有设备也可以集成在计算机34的外壳内。计算机34可以包含任意数量的通信端口或插槽(如PCMCIA插槽)，其中的一个可以用于接收远程收发器36，而另一个可以用于接收视频处理卡(如视频帧捕捉卡)。与计算机34通信耦合的外围设备可以包含成像设备(可以是一台摄像机)、HUD 40、扬声器42(可以是一个头戴式耳机扬声器或其它任何类型的扬声器)、麦克风44和用户输入设备46，而用户输入设备46可以是如普通键盘、鼠标、轨迹球，或具有有限数量快捷键(例如功能键)的旋钮设备，其功能可以针对不同应用分别定义。便携计算机系统30还可以包含全球定位系统单元47，按下面将进一步描述的，该单元使便携计算机系统30可以将用户在过程控制工厂内的当前位置通知用户和/或主控工作站14。当然，其它任何外围设备都可以用以替换或附加于此处所明确描述的那些外围设备。
成像设备38最好是摄像机，但它也还可以是其它任何类型的成像设备，如小巧而易于由佩带者以空手的方式来携带的数码相机。最好但非必要地，摄像机38或其它成像设备可以安置在HUD 40或其他某些装置(如可佩带的头戴受话器)上，使摄像机38的视野指向用户正在观看的方向。一台用于此目的的摄像机是由Pulnix公司出售。Pulnix摄像机遵从高清晰度电视(HDTV)标准(即制作800×600彩色像素图像帧)，具有约四分之一至二分之一英寸直径的镜头，可产生高分辨率彩色图像。而其它可替用的摄像机包括如制作高或低清晰度彩色或黑白(即灰度)图像的摄像机。在某些情况下，一台低清晰度摄像机(无论彩色或黑白)可能会更好地加快按下述方式处理图像的时间。
HUD 40可以使用NTSC视频制式，并最好是一个单眼用HUD，如由位于加拿大的Liquide Image Corp.出售的M1 HUD。这种HUD提供四分之一VGA(即320×240像素)灰度图像。当然，HDTV格式HUD(目前尚因昂贵而受限制限制)或其它彩包或灰度HUD，无论是现在可用的还是将来开发的这些设备，也都可以替用。扬声器42、麦克风44和输入设备46可以是任何合适而易于搬运的设备，并最好是对佩带者或用户而言被固定，或是集成到计算机34内，以实现空手的活动。在某实施例中，一种骨麦克风(bone microphone)可以发挥麦克风44和扬声器42两者的作用。大家知道，骨麦克风利用佩带者颌内的骨头来探测语音信号并/或在佩带者耳朵内产生声音信号。
在便携计算机系统30安装好后，用户就可以空出双手来执行其他活动，如修理设备、进行测量或握持其它工具。当然，输入设备46可能会需要一只手或双手来操作，但它对用户而言仍是最好地以空手的方式固定着。
现在参见图2，便携计算机34包含了与存储器52相耦合的CPU 50，存储器52可以是任何类型的存储器，包括如盘驱动器(如硬盘、磁盘或光盘存储设备)、RAM、ROM、EEPROM、EPROM等。CPU 50可以包含一个或任意多个独立或协同运作的处理器单元(或其它硬布线或固化的元件)，并利用计算机34的任意输入、存储在存储器52中的信息和/或由主控系统通过收发器36提供的信息来执行一个或多个软件应用程序(存储在存储器52中)。CPU 50还通过远程通信设备(即收发器36)向外围设备及主控系统提供输出。在图2的实施例中，CPU 50图解为包含可用硬件或软件实现的控制器54，它执行与计算机34相关联的操作系统以识别来自外围设备和计算机34其它部件的不同输入。或者，控制器54还可以如下面将更详细地描述的那样执行一个或多个应用程序。图2中所示CPU 50可以包含或执行语音/话音识别单元或应用程序56、光学字符识别(OCR)单元或应用程序(60)、扬声器驱动器62和HUD驱动器64。而且，CPU 50还可以与在单独的视频处理卡上提供的视频帧接收器68相耦合。
语音/话音识别单元56可以是如由马萨诸塞州波士顿的Dragon Systems出售的Dragon Dictate系统或其它任何所期望的语音/话音识别单元，它一般由软件作为应用程序来实现，但也可选择在一块单独的处理器板卡上执行。在任何情况下，语音/话音识别单元56都是从麦克风44接收语音、话音或其它声音信号，在其上执行语音和/或话音识别处理，再根据识别出的话音输入向控制器54发布命令。语音/话音识别单元56可以对接收到的话音信号进行任何所期望的或已知的处理，以识别特定可识别语音命令或单词。在这一过程中，语音/话音识别单元56可以将识别出的语音命令与所存储的或已识别的命令列表(如存储在存储器52中)相比对，以确定用户是否发布了一个有效命令。如果接收到了一个已识别并授权的命令，语音/话音识别单元56可以将该命令传送给控制器54，以作进一步处理。当然，如果愿意，控制器54也可以确定语音命令在正在控制器54上运行的应用程序的环境内是否是有效或已识别的命令，并在接收到不可识别和/或未授权命令时通知用户。语音/话音识别单元56还可以具有学习能力，并通常可以如已知的那样适用于识别特定的话音、话音组或语音。
图3显示了一个软件程序80的框图，该程序对语音或话音信号进行处理以识别命令，并可由便携计算机系统30执行，使用户可以口头(因此是以空手的方式)输入数据或命令。程序80的方框82从麦克风44接收话音信号。方框84对该话音信号进行处理，以利用如上所示的任何所期望的或标准的语音或话音识别处理程序来识别该信号中的某个命令。然后，方框86将该识别出的命令或输入与存储在如存储器52内的一组命令相比对，以确定该命令是否有效(即该命令与该组命令中的某一个相匹配)和/或已授权(即该特定话音是属于某个具执行所要求命令的授权的用户发出)。如果方框88确定该话音命令是有效且已授权的，则方框90将该命令提供给控制器54，以供期待这种命令的任何应用使用。其后，或者如果在方框88该话音命令未被识别为某个有效或授权的命令，则控制返回到方框82，在方框82接收和处理以后的话音信号。当然，如果接收到无效或未授权的命令，则程序80可以对用户显示一个适当的指示或消息，并/或可以在操作者工作站14(图1)上显示一个消息。
图2的计算机34内提供的视频处理单元包含了与OCR单元60相耦合的帧接收器68，但也还可以包含其它视频或图像处理硬件/软件。帧接收器68可以是如Nogatek Company出售的Nogatek卡板，而OCR单元60可以是如由位于匈牙利布达佩斯的Adaptive Recognition Hungary(ARH)出售的Carinareal-time OCR包。由于ARH OCR单元以前曾用于识别车辆上的牌照数字，因此可以相信该产品或该产品的派生物(仅对其作局部改动)可以令人满意地用于识别设备特征，如下所述。当然，其它合适的帧接收器卡板和OCR包也可以替用。如图2中所示，帧接收器68从摄像机38接收图像信号(其中具多个图像帧)，并向OCR单元60提供一个输出帧。当然，如果成像设备38产生静止图像，如由数码相机产生的图像，则帧接收器68可以不需要。
OCR单元60可以对接收到的图像进行处理，以识别该图像中的设备特征，并随后这些设备特征可以用于从摄像机38的视野内识别出一个或多个设备。例如，OCR单元60可以寻找并识别预定的符号，如在现场设备上的字母数字符号，并将这些识别出的符号提供给控制器54，以供设备识别。当然，如果愿意，摄像机38的输出也可以用于其它目的。例如，视频图像可以提供给控制器54以显示在HUD 40上，并/或可以通过收发器36发送给主控计算机14，以供查看和/或由主控计算机14进行处理。
参见图4，以流程图形式显示的程序100可以用由计算机34执行的软件来实现，以根据由成像设备38所采集的视频输入自动识别佩带者视野内的设备。方框102从成像设备38取得视频或其它图像。如果成像设备38是一台摄像机，则方框102可以利用帧接收器68来截取一个特定的视频帧。但是，如果成像设备是如一台数码相机，则方框102可以无需帧接收器68的帮助而直接存取图像。
然后，方框104对所获取的视频图像或帧进行处理，以识别该视频帧内的潜在设备特征。在某实施例中，该设备特征是一种由OSHA要求放置在过程控制环境内每一个现场设备上的设备标牌。通常，这种设备标牌包含一个矩形支架或框架(一般为一至二英寸高，三至四英寸宽)，里面蚀刻或铭刻、雕刻着字母数字的字符，在过程环境中可以被人看见。那些字母数字的字符通常颜色与框架不同，使这些字符更为可见。在识别设备标牌时，方框104对图像进行扫描，以识别可能包含设备标牌的区域，如图像内的矩形区域、具有特定颜色范围的区域、内有字母数字字符的区域等。当然任何所期望的处理过程都可以用于搜索这些设备特征。然后，方框106对已识别区域内的设备特征进行辨别或译解。特别地，在识别设备标牌时，方框106可以对所识别的特征应用光学字符识别(使用OCR 60)，以产生初步的设备ID。如果在所处理的图像内有多于一个的设备，则方框104和106可以识别多个设备特征(如设备标牌)，及识别多个初步设备ID。
接着，方框108将这些初步设备ID与存储在如存储器52中的设备ID列表相比对，以验证与这些初步设备ID相对应的设备是否存在。如果相应的设备存在，则这些设备ID通过验证，其中的每一个都由方框110提供给控制器54，以用于其它应用程序、通过HUD 40向佩带者显示、和/或通过收发器36发送给主控计算机14。
尽管程序100能够根据任何可观察的特征识别设备，但最好还是根据设备特征来识别设备，即该特征作为不考虑由便携计算机系统30自动探测与识别而放置在现场的设备的一部分。换句话说，尽管可以在过程控制环境内的每一个设备上放置条形码或其它唯一标识符，最好还是由程序100根据那些并非单单为让便携计算机系统30探测的目的而放置在设备上的特征来识别设备，即已存在于设备上的用于其它目的的特征。如果利用这样的设备特征来进行探测和识别，则不必为能由便携计算机识别的特殊目的而采取额外的步骤来对过程控制环境内的每一个设备进行标注或标记。
如通过HUD 40向佩带者自动显示信息的其它应用程序可以向佩带者显示这些已识别的设备，可以通过HUD向佩带者显示有关这些已识别设备的信息，也/或可以将这些已识别设备的ID发送给主控系统14。当然，已识别设备的列表可以存储在计算机34的存储器52中，或者也可以存储在不同的存储器，如主控系统14内的存储器中，它可以由方框108通过远端通信访问以验证初步设备ID。应当理解，并不一定要在便携计算机系统30内执行程序100的每一个方框，而这些方框中的一个或多个也可以由主控计算机14来执行，该主控计算机14可以与便携计算机系统30相通信来执行程序100。
重新参见图2，扬声器驱动器62从控制器54接收信号，并对这些信号进行处理，如通过将它们转换成标准模拟音频信号、对它们进行放大等。然后扬声器驱动器62可以将这些处理了的信号提供给扬声器42。应当容易理解，扬声器驱动器62和控制器54可以用以播放存储在如存储器52或主控计算机14的存储器中的预先录制的信号，也/或可以用以转播由或在主控系统制作的实时音频，如位于主控系统的某个操作者的话音，或位于该过程控制环境内某处的另一便携计算机用户的话音。在扬声器42上播放的话音或音频信号可以从主控系统通过收发器36提供给计算机34，或可以利用与计算机34相耦合的其它任何音频通信系统来提供。
类似地，HUD驱动器64从控制器54接收包含需显示在HUD 40上的图形信息的信号，并对这些信号进行适当处理，用于通过HUD 40加以显示。在一些实施例中，HUD驱动器64和HUD 40可以与旋钮46或麦克风44一起使用，以提供一个标准计算机操作环境，如具有对话框、文本、图形及类似物的Windows图像。通过这一环境，用户就可以移动光标，输入信息和操作HUD 40上的图像，以便，例如运行应用程序或在由计算机34执行的应用程序的环境内制定决策。
控制器54可以按任何所期望的或标准的方式来使用收发器36，并将信号提供给收发器36，以供利用任何所期望的通信协议与主控系统14通信。同样地，控制器54通过收发器36利用任何所期望的通信协议来接收和译解来自主控计算机14的通信。
图2的便携计算机系统30可以用来向用户提供各种信息，和/或执行过程控制环境内的功能操作，这些功能操作使用户在如视察、安装、修理、优化、诊断、校准和检查过程控制环境内不同设备的连接时其任务变得更为容易和快捷。例如，在使用便携计算机系统30时，用户可以通过HUD 40自动地或在经由外围设备之一适当输入后获得及查看有关过程控制环境内特定设备或区域的信息。计算机34可以存储或与主控计算机14通信以获得与某特定设备或过程控制系统总体有关的任何所期望的信息，并在用户要求下或在便携计算机系统30如上述那样对用户视野内的设备进行识别时，通过HUD 40将该信息向佩带者显示。所显示的信息可以包含过程信息(如过程控制系统的示意图或操作者概观)、设备信息(如设备列表)、帮助信息、诊断信息，甚至还可包含由一个或多个在过程控制系统内所连接的设备产生或与之相关联的过程参数信息(如测量值、参数值等)。
要查看这些信息，佩带者可以在途经某个设备旁时输入某个设备标识符，如设备标牌或设备编号，这会让控制器54自动显示特定的设备类型信息，如帮助、校准、诊断、参数值等。当然用户也可以用旋钮46、麦克风44或其它任何输入设备来输入设备标识符。在使用麦克风44时，话音/话音识别单元56会识别出例如所说的设备标牌编号或名称，并将该设备标牌编号或名字提供给控制器54。如果愿意，话音/话音识别单元56可以开始接收设备编号、设备名称或其它任何设备标识符，并将所输入的标识符与存储器52内的有效设备编号或名称列表相比对。
GPS单元47可以用来进一步增强此处所描述的便携计算机系统的显示、信息采集和处理能力。举例来说，GPS单元47可以向计算机34提供坐标和/或其它相对精确的位置信息，从而使计算机34可以确定用户当前位于过程控制工厂内的什么地点。这些位置信息可以以多种方式用于便携计算机系统30，或由便携计算机系统30使用。例如，从GPS单元47接收的位置信息可以用于简化过程控制系统内设备的识别，特别是在个别的设备标牌或标识符不可访问、难以辨认或已损坏，或者是难以阅读或访问时。而且，这些位置信息还可以帮助解决含糊不清的问题，例如在过程工厂内不同位置的两个或多个设备使用相似或同样的标牌或标识符的时候。
而且，由GPS单元47提供的位置信息可以用来生成可通过HUD 40向用户显示的图形地图或图表，从而使用户可以直观了解他们当前在整体系统内的位置。这些图形地图或图表还可以让用户能更快地确定如何有效率地行进到工厂内的某个所期望的位置。
更进一步地，由GPS单元47提供的位置信息可以由主控系统14用来向系统操作者仔细地指示某个或多个便携计算机系统用户位于工厂内的何处。而系统操作者可以例如用这些位置信息来以有效率的方式方便对技术人员、修理工、维护工等的派遣。
在一个实施例中，用户视野内的设备可以如上所述由视频处理电路自动探测，而在进行这样的探测时，有关该设备的信息可以通过HUD 40以任何所期望的格式向用户自动显示。如果这些信息存储在存储器52中，则可以由控制器54自动访问，并使用HUD驱动器54通过HUD 40提供或显示。可替换地，如果这些信息存储在主控系统14内，则控制器54可以通过收发器36请求和接收适当的信息，然后将这些信息显示在HUD 40上。如果过程参数由某个设备测量或存储，则主控系统可以与该设备通信，以便在将这些信息传送给便携计算机系统30前获得最新的数值或数据。
在这些情况的任一种下，控制器54都会向用户显示一个已识别设备的列表，并让用户选择查看有关这些设备中任一个的信息，或者控制器54会通过HUD 40自动显示有关所识别出的设备的信息。重要的是，麦克风44、摄像机38和计算机系统30上其它相关联的硬件/软件的使用让用户能够以空手的方式(即不必通过某种手持或手操作设备来输入任何数据或其它信息)来接收和查看有关设备(或区域或该过程控制系统的其它单元)和位置的信息。这就使佩带者的手能够空出来执行其它任务，如修理、替换或校准某个设备、操作其它工具等，而这是非常有利的。更进一步地，计算机系统30可以接收和显示由用户实际上正看着和/或用户实际身在附近的设备所测量或存储的信息，而不必将单独的拨号盘或显示屏物理性地放到每个设备外面并使之可由用户物理性地访问与查看。
在另一实施例中。可佩带计算机系统30可以用来通过HUD 40为某个位于如主控计算机14的操作者和用户提供共享视图(如显示)，从而增强两者间的通信。这样的共享视图应用程序向两个人显示相同的图像，并允许他们中的一人或两人对该图像进行操作，以便，例如指出或突出该图像的特定部分或在该图像上张贴数据。这些动作可以与话音通信一同使用，以增强该便携计算机用户和远在主控计算机14的操作者之间的会话。
图5显示了一个可以运行在主控计算机14上的软件程序116的框图和一个可以运行在便携计算机系统30上的软件程序118的框图，以实现共享视图或显示。程序118包含了采集并通过收发器36向主控计算机14发送视频图像的方框120。便携计算机系统30和主控计算机14间的通信在图5中以点线显示。这个图像可以是由摄像机38产生的整个多帧图像，或者也可以是其中的一个或多个单独的帧。程序116中的方框122接收该视频图像，而方框124通过与主控计算机14相关联的显示设备向操作者显示该视频图像。方框126使在主控计算机14的操作者可以选择该视频图像中的某一帧，用作共享视图的基础(即基础图像)。例如，方框126可以简单地显示所接收到的视频信号中最近接收到的帧，并等待操作者指出要求固定的图像。或者，方框126还可以让操作者重放所接收到的帧以选择所期望的图像，或者可以让操作者以其它任何所期望的方式选择一个基础图像。如果操作者没有为共享视图选择基础图像，则方框126将控制返回方框122。如果操作者在方框126选择了一个基础图像，则方框128将所选定的基础图像发送给便携计算机系统30，以供在HUD 40上向用户显示。如果愿意，方框128还可以通过主控计算机14的显示屏向操作者显示所选定的基础图像。
接下来，程序116中的方框130确定主控计算机操作者是否正在做出或要求对基础图像的改变。这样的改变可以包含如移动光标或指针、在该图像上描画、增亮显示该图像的区域、在该图像上张贴信息或其它数据、或其它任何所期望的改变，而这会使操作者与远处使用该图像的用户进行通信。这些改变可以由操作者用任何所期望的操作系统协议和外围设备如鼠标和键盘来作出。如果对图像的改变是由操作者作出，则方框132通过收发器32和36将这些改变发送给便携计算机系统30。这些改变可以用任何所期望的协议传送，可根据需要将所作出的特定的改变或具有这种改变的完整全新图像，都可以发送给便携计算机系统30。在一个实施例中，指针运动形式的图像改变可以传送作为新的指针坐标。在作出图像改变并将之发送给便携计算机系统30后，或者如果主控操作者没有作出新的改变，则方框134对主控系统的图像进行刷新(将操作者作出的改变和便携计算机系统30作出的改变合并到一起，再发送给主控系统14)。然后程序118的控制返回到方框130，以检测由主控操作者所作的其它改变。
同时，程序118包含了在HUD 40上显示从主控系统接收的基础图像的方框136。然后，方框138检测由用户使用任何可用的输入设备包括麦克风44和旋钮46对该图像所作的改变。如果用户对所显示的图像作了改变，则方框140将该改变发送给主控计算机14。其后，或者如果没有检测到用户发起的改变，则方框142将由用户作出的改变和由主控计算机14作出并接收自主控计算机14的改变合并到一起，在HUD 40上刷新该图像。然后，程序118的控制返回到方框138，以检测进一步的用户发起的改变。
程序116和118以这种方式在主控计算机14和便携计算机系统30上运作，以提供一个可以由主控操作者和位于远端的用户中一人或两人操作的共享视图或场景以增强两者间的通信。尽管基础图像在此处被描述为得自于由便携计算机系统30所采集的图像，但并不一定需要如此。基础图像还可以是有关所关心过程或设备的存储的操作者视图、示意图等。在另一情况下，共享视图让主控操作者能够以使便携计算机用户易于查看的方式来指出并讨论所显示图像内的不同元件。此外，如果愿意，用户可以用如相同或不同光标对该图像作出改变，以帮助与主控操作者的会话。如果愿意，用户可不必对该图像作出改变，而这将简化图5的程序116和118。而且，如果愿意，用户也可以在基础图像被发送给主控计算机14前选择要用的基础图像。
在过程控制环境中便携计算机系统30的另一种用法将结合图6中以流程图形式说明的程序150一起进行描述，而该程序最好(但非必要)在便携计算机系统30内执行。一般而言，程序150使用户能够以空手的方式并在没有主控设备的操作者的协助的情况下，检验和验证过程控制环境内不同设备或通信信道(如I/O连接)的正确连接。以前，验证过程控制环境内设备或通信信道的正确连接需要技术人员跑到现场，并携带手持测量设备如电压计和该技术人员用来与在主控工作站的操作者进行联络的手持无线电设备。该技术人员必须首先来到该设备(还必须找到它)，通过手持无线电设备向主控操作者说明他或她已到达该设备，然后指示他或她将要检查哪条通信信道。此时，该技术人员必须使用手持仪表来测量该线路上的信号，然后通过手持无线电设备告诉主控操作者所测出的信号如何，这样，主控操作者才能验证所测信号是否是所选定通信信道上的实际信号。而后，该技术人员还会叫主控操作者改变所测试信道上的信号，而主控操作者会让该通信信道的信号或数值改变。然后该技术人员会再次测量该信道上的信号，以查看是否真的发生变化。显然，这一过程需要两个人(如主控操作者和技术人员)在两人之间进行烦琐的通信，而在一个庞大复杂的过程控制环境中，技术人员要试着同时操作手持无线电设备、手持仪表，并获得对适当的设备或通信线路的访问，因此是很难实现的。此外，这一过程还依赖于主控操作者和技术人员之间的通信，而该通信是很容易产生混淆和发生差错。
当使用图6中的程序150，便携计算机用户可以以相对的空手方式(即只持有测试设备)并无需与位于主控工作站的操作者相通信，就能测试过程控制系统内设备通信信道连接，如I/O连接。作为替代，便携计算机系统30直接与主控计算机通信，以提供用户所需要的所有信息，并作出用户所要求的查验过程控制系统内设备连接或通信信道所必需的改变。使用程序150，用户可以跑到过程控制环境或工厂中，获取与设备相关联的设备和/或通信信道的列表，选择特定设备和/或通信信道用于测试，查明所测试的设备或信道上的信号是什么，对该信号加以改变，并测量原来的信号和改变后的信号，以测试该设备或信道的正确连接，而所有这些都不需要主控操作者和与主控操作者相关的麻烦、易错的联络。
程序150包含了在HUD 40上显示所要测试设备列表的方框152。用户可以通过以任何期望的方式选定列出设备中的一个来选择要测试的特定设备。最好是用户向麦克风内说出命令，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“进入”等，而这些语音命令经识别并提供给控制器54，用于在HUD 40上移动光标(可能是某个增亮显示的区域)或选择显示在Windows屏幕上的项。当然，用户还可以通过用旋钮46或其它键盘设备、用麦克风输入与设备相关联的名称或标牌来选择设备、或用摄像机38如图4中程序100所描述的那样自动识别设备。
方框154等待用户选择某个设备，而在由用户选定设备后，方框156就通过HUD 40显示与该选定设备相关联的通信信道列表。图7中显示了这样一个使用Windows类型显示屏幕的示例，它包含一组11个设备CTLR1(控制器1)的通信信道，其第一个信道CTLR1C02CH01被增亮显示。当然，I/O或其它通信信道的列表也可以以其它任何方式显示，而不限于图7中的形式。
重新参见图6，方框158等待用户选择要检查的通信信道。用户可以通过使用简单的话音命令，如“上一个”与“下一个”以移动光标到不同信道并命令“进入”以选择该信道，来选择例如显示在图7中屏幕上的某个特定信道。如此，当查看图7的显示屏幕时，要选择第三个通信信道(CTLR1C02CH03)，用户可以简单地说两次“下一个”以增亮显示信道CTLR1C02CH03，然后说“进入”以选择该信道。尽管也可以使用其它话音命令，但最好还是将话音命令集合限制为可以更容易由话音/话音识别单元56识别的简单单词。而且，尽管图7中的显示屏幕也可以用其它输入设备如旋钮46来操作，但最好还是让用户用话音信号或用其它允许用户使用其双手进行其它活动的空手输入设备来操作该屏幕，及在该屏幕上选择或输入数据。
在用户选定要检查的特定通信信道后，方框160在HUD 40上显示一个深层的屏幕，该屏幕显示与所选定信道相应的过程信息。图8中显示了有关选定信道CTLR1C02CH01的这样一个屏幕示例。为要生成图8中的屏幕，方框160通过收发器36从主控系统获取所选定的通信信道的当前过程值，并将该信道的当前数值(本例中为“0”)和该信号质量的指示(本例中为“好”)一起显示。方框160还为用户提供一个区域，以对该信道输入新的过程值并指示该信道上的信号类型(即该信道是模拟信道还是数字信道)和该信号的有效范围。在屏幕上显示的信息可以是存储在便携计算机系统30的存储器52中，也可以从主控计算机14获得，而主控计算机14可以在存储器中存储这些信息，也可以是从某个设备获得这些信息。在图8的示例中，信道CTLR1C02CH01是一个数字信道，当前设置为零值。图9在HUD 40上显示了有关信道CTLR1C06CH01的相似屏幕，该信道是一个模拟信道，其数值的有效范围是0-100，而当前数值是90。
在查看图8或9中的屏幕时，用户可以用如电压计或其它任何期望的设备来手动测量所选定信道的数值。如果所测出的数值与屏幕当前数值域所列出的数值相同，则用户可以通过在新数值域输入一个新的数值继续。重新参见图6，方框162等待用户输入新的过程值，最好是用话音命令以数字和其它简单命令如“进入”、“上一个”、“下一个”的方式来输入，这样用户就不必将他或她的手从仪表设备上移开。在图9中的屏幕显示上，新数值域中输入了新数值98.5。在接收到新数值后，方框164将该数值发送给主控系统，然后主控系统将选定的信道改变为该新的数值，并在验证了选定信道已改变为该新数值后，将该新数值作为选定信道的当前数值发送给便携计算机系统30。然后方框166刷新HUD 40上的屏幕显示，以指示当前数值已经改变为先前输入的新数值，并清空新数值域，让用户可以输入不同的新数值。在此时，用户可以用手持仪表测量选定信道上的信号，看一看该信号是否已改变成所输入的新数值。如果是，那么该通信信道极可能是在过程控制系统内正确连接和运行。如果不是，那么就存在问题，必须要找到该问题并加以纠正。当然，用户还可以进一步改变该通信信道的数值并对这些改变进行测量，或者可以翻回到信道或设备选择屏幕，以选择要检查的不同的信道或设备。
使用了上述的系统，单个人就可以验证过程控制系统内不同通信信道的正确连接和运作，无需与位于主控工作站的操作者相交谈和协调，也无需携带通常会干扰测量和在现场执行的其他活动的手持无线电设备。
在另一实施例中，便携计算机系统30可以用于存储和自动检索有关过程控制环境内任何设备或物体的信息，包括具有设备标牌或其它可识别设备特征的设备，以及如走道、垃圾箱、建筑物等一般来说没有相关联设备标牌的物体。在以这种方式使用便携计算机系统30时，用户可以穿过工厂或其它过程控制环境内，并记录有关该工厂内设备或物体的话音消息(或其它信息或数据)，以供将来该用户或别人检索。同样地，在看到设备或其它物体时，用户也可以确定(通过观察HUD 40上的显示)以前是否已经创建了该设备的话音消息，并可以检索这些以前创建的话音消息。可替换或另外地，由GPS单元47提供的位置信息也可以用来自动生成有关用户所在处物理位置附近的设备的消息，即使用户当前并未看见这些设备。
在一个实施例中，实现这一功能的软件程序(可以存储在计算机34中并由其处理器或CPU 50执行)包含了三个可作为单独程序或可作为单个程序的子程序的基本程序。第一程序识别用户视野内或用户所感兴趣的一个或多个设备。这个程序可以例如以设备名称、标牌或其它设备标识符形式接收话音输入(从麦克风44)，以识别用户当前所感兴趣的设备。同样地，该程序可以通过HUD 40向用户显示一个设备列表，并让用户用如话音命令或其它输入来选择所显示设备中的一个。或者，该程序还可以利用上述有关图4所述的视频图像处理程序来自动识别设备，该程序可识别一个或多个可视的设备特征。若不利用设备特征，自动视频处理程序还可以根据放置在设备上或设备附近的用于识别该设备这一专门目的的标识符(如光学条形码)来识别设备。另一方面，还可以在一个或多个设备上或附近放置发射器，这些发射器可以发出信号，信号由计算机34接收并由该程序译解，以识别该一个或多个设备。在一个实施例中，可以将单个的发射器用于某个房间或单元区域，而在接收和译解所发射的信号时，该程序可以访问存储着该房间或单元区域内所有设备的存储器(位于如计算机34或主控计算机14内)。然后这些设备的列表可以通过HUD 40提供给佩带者。同样地，没有标牌或其它可自动识别特征的设备可以与具有这样的可自动识别特征的设备联系起来(在数据库中)。一般而言，彼此接近的设备可以在数据库中联系在一起(彼此相关联)。从而，一旦具有可自动识别特征设备中的一个(已标签设备)被识别出来，该程序就可以咨询数据库以确定其附近的或与该已标签设备相关联的其它未标签设备，并通过HUD 40向佩带者显示一个所有这些设备的列表。当然，识别设备的其它方法也可以使用。
在一个或多个设备被识别出来并例如通过HUD 40显示给用户时，第二程序让用户能够存储与所识别设备中的一个设备相关联的话音消息。用户可以选择所识别设备中的一个(利用如话音命令或其它任何类型的输入)，然后当通过HUD 40被提示时向麦克风44中说话，以创建一个话音消息。然后第二程序将该话音消息存储到存储器中，与所识别/选定的设备相关联。这一存储器可以是在计算机34上的存储器52，或更好地可以是在主控系统中某处如主控计算机14内的存储器。在存储到主控计算机14上后，该话音消息就可以为多于一台的便携计算机所用。
第三程序确定对由第一程序识别的任意设备是否存在以前存储的话音消息，而如果存在，则在HUD 40上显示指示如一个图标，以告诉用户对该已识别的设备存在一个以前存储的消息。在用户使用如话音命令选择该图标时，第三程序就从存储器中检索该以前存储的话音消息，并将其通过扬声器42向用户播放。
使用了这种数据存储/检索技术，一旦某个便携计算机用户(或主控系统14的操作者)识别出一个设备，无论是手动的还是自动的，该用户(或操作者)就可以记录与该设备相关联的话音消息，同时还可以检索并听到以前存储的与该设备相关联的话音消息。以这种方式，用户(或操作者)可以针对过程控制系统内的某个设备或其它任何物体制作注解或留下消息，这些注解或消息可以由同一或不同人在以后进行检索。这样一种消息可以通知下一个人如对该设备的修理正在继续，或需要进行对该设备的校准，或者可以是其它任何所期望的与该设备或物体有关的消息。举个简单的例子，某个用户可能会走过过程控制环境或工厂内的一条走道，并注意到该走道需要重新粉刷和修理。该走道可以根据该用户所在的房间或利用如GPS单元47、根据该走道与其它可利用设备特征自动识别的设备的接近程度、根据放置在该走道上供自动识别的特定代码或其它特征、根据用户产生的任何种类的输入(包括话音输入和手操作设备输入)或者其它任何方式来自动识别。该用户可以在HUD40上选择该走道，然后制作一个描述要对该走道修理的话音消息。而后，一旦该走道因一个便携计算机用户(或在主控计算机14的某个操作者)对其感兴趣或查看而被识别，该话音消息就会自动地可由那个用户(或操作者)所用，并通过一个图标指示为可用，它在HUD 40上也可以是与该走道相关联的文本消息。在这种方式中，可以创建和存储与过程控制环境内任何设备或物体相关联的新的信息，并且稍后可以以同样方式将这些信息提供给用户，并/或在此同时可使用户可以使用其它更标准的信息(如帮助信息)。
尽管便携计算机系统在此主要被描述成编程用来实现现场设备维护、修理和故障查找活动，但便携计算机还可以执行和/或实现各种其它活动。特别是通过收发器32和36，许多应用程序可以存储在便携计算机系统30内，而/或由操作者工作站14运行，并被计算机系统30访问。举例来说，便携计算机系统30还可以执行过程控制诊断活动，如名为“过程控制系统中的诊断”的美国专利申请编号09/256,585所透露的过程控制诊断活动，该申请在1999年2月22日提出，并在此完整引入以供参考。这样的诊断活动可以包含诊断专家系统的使用，如名为“过程控制系统中的诊断专家”的美国专利申请编号09/499,445所透露，该申请在2000年2月7日提出，并在此完整引入以供参考。更进一步，这样的诊断活动还可以包含布线故障的检测和诊断，如名为“用于过程控制系统的配线故障探测、诊断和报告”的美国专利申请编号09/850,300所透露的对配线故障的探测和诊断，该申请在2001年4月19日提出，并在此完整引入以供参考。
而更普遍地，便携计算机系统30可以适用于执行任何一般由(或可以由)操作者工作站14来执行的活动。同样地，在此所描述的便携计算机系统也可以用作任何现代过程控制系统内的操作者界面。现代过程控制系统一般都是基于微处理器的分布式控制系统(DCS)。传统的DCS配置包含了一个或多个用户界面设备，如由一条数据总线(如以太网)与一个或多个控制器连接的工作站。而控制器一般物理上位于受控过程附近，并与许多电子监视设备和现场设备相连接，如位于整个过程中的电子传感器、发射器、流压变换器、阀门定位器等。
在一个传统DCS中，控制任务是通过在每个控制器中提供控制算法而分布的。这些控制器独立地执行这些控制算法，以控制与之耦合的现场设备。这种控制任务的分散化提供了更大的整体系统灵活性。例如，如果某个用户希望在DCS中增加一个新的过程或过程部分，他就可以增加一个额外的控制器(具恰当的控制算法)，并与适当的感应器、传动器等相连接。或者，如果该用户希望修改已存在的过程，可以将新的控制参数或控制算法例如从一个用户界面通过数据总线下载给适当的控制器。
为了提供改善的模块性和制造商间的兼容性，过程控制制造商近来已更为趋向过程内控制的分散化。最近的这些方案都是基于使用开放协议如HART、PROFIBUS、WORLDFIP、Device-Net、CAN和现场总线协议等开放协议进行通信的智能现场设备。这些智能现场设备本质上都是基于微处理器的设备，如感应器、传动器等，在有些情况下，如具现场总线的设备还能执行某些通常由DCS控制器执行的控制环路功能。由于有些智能现场设备提供控制能力并使用开放协议通信，因此来自不同制造商的现场设备都可以在一个公用数字数据总线上彼此通信并协同执行控制环路，而无需将传统DCS控制器或任何其它适于传送数据的数据总线的介入。
分布在整个这样的现代过程控制系统内的控制器和其它设备都通过一条系统层数据总线(如一个以太网)或其它任何合适的数字通信总线来与一台或多台操作者工作站通信耦合。而众所周知，一个或多个数据历史设备(datahistorian)也可以通过该系统层数据总线与这些工作站和过程控制系统内的其它设备通信耦合。
如此，在此描述的便携计算机系统就可以与任何过程控制系统内的系统层数据总线通信耦合，或者是通过包含无线收发器和与提供无线通信接口的系统层数据总线相通信的其他设备的工作站，或者是通过让便携计算机能够与过程控制系统交互并交换过程信息和其它信息的任何其它无线通信接口。以这种方式，系统操作者或用户就可以在如走过过程工厂时，通过便携计算机系统与过程控制系统进行远端交互，而不必使用步话机与在固定的主操作者工作站或系统的另一个人联络。因此，在此描述的便携计算机系统使单个的用户能够从过程控制系统内的任何位置或很可能从实际过程控制工厂的外面与过程控制系统进行交互，如同这种交互是通过常规的操作者工作站发生。
图10是一个可以用于在此描述的便携计算机系统内的手持便携计算机200的示意图。如图10中所示，该手持便携计算机200包含外壳202、电子显示屏204和键盘206，所有这些都可以如图10中所示那样放置在外壳202内。外壳202可以用任何合适的材料制作，例如塑料材料、橡胶材料或其它任何合适的材料。外部外壳202的尺寸最好(但非必要)是能便于手持计算机200的手持使用。举例而言，外壳202可以包含能便于紧握或能便于缚系于皮带或其它任何可由用户佩带的携带装置上的特性。可替代或另外地，外壳202还可以包含能够使手持设备202以自支撑方式放置的特性。以这种方式，用户就可以放下手持计算机200，从而能够对其进行空手的操作，这样该用户就可以更有效率地执行校准活动、诊断活动或其它任何用一只手或双手可更易于完成的活动。
显示屏204可以是能够显示文本和/或图形信息的任何电子显示屏。举例而言，显示屏204可以是基于液晶、等离子或其它任何合适的显示屏技术。键盘206则可以包含多个按键和/或能够由用户激活以选择与/或操作在显示屏204上显示的信息的其它机电输入。
尽管在图10中所述的手持计算机200是基于PDA设备或平台，但任何其它手持设备或平台也可以替用，而不背离本发明的范围与精神。另外，不同或附加的用户界面技术也可以结合到手持计算机200内。例如，显示屏204可以结合触摸屏，在这种情况下键盘可以省去或变成可选，还可以提供无线(如红外、射频等)接口，使手持计算机200能够与外围设备如在图1和2等中所示的设备进行通信。总的来说，手持计算机200可以用作图1和2中所示的便携计算机34，也可以结合所有外围设备的一部分和与在此所示便携计算机系统30相关联的其它功能。
另外，手持计算机200可以执行一个或多个应用程序，这些应用程序可以包含一个或多个可由手持计算机20内处理器执行的图形用户界面应用程序。如图10中所示，手持计算机200可以显示工厂级的信息，包括与整个工厂相关联的性能和/或利用率指标208。同样，图11-14描述了其它可由手持计算机200向用户提供的示范图形显示。特别地，图11描述了一个针对工厂特定区域提供性能信息的图形显示220；图12描述了以列表形对与图11图形显示相关联的工厂区域提供详细模块信息的图形显示240；图13描述了针对与图12显示相关联的模块之一提供详细区块信息的图形显示；而图13描述了一个提供使用户能控制模块和区块由手持计算机200显示的方式的过滤设置信息的图形显示。
当然，在此所描述的程序都可以在标准多用途CPU或按所期望特别设计的硬件或固件上实现。在用软件实现时，该软件可以存储在任何计算机可读取的存储器上，例如在磁盘、光盘或其它存储媒介上、在计算机或处理器的RAM或ROM中等。同样，该软件也可以通过任何已知或期望的传递方法传送给用户或设备(如可佩带计算机)，这些方法包括如在计算机可读取的盘片或其它可传送的计算机存储机制上，或通过通信信道如电话线、互联网等(这被看作是与通过可传送的计算机存储媒介提供这样的软件是相同的或可互换的)。
尽管本发明已参照具体的示例加以了描述，但这些示例都仅是为了说明而非对本发明的限制，对于那些本领域的熟练技术人员，显然可以不背离本发明的精神与范围情况下，对所揭示的实施例进行改变、增加和/或删减。
权利要求
1.一种用于内有过程控制系统的过程环境中的便携计算机，其特征在于，包含适于便携操作的外壳；放置在所述外壳内的处理单元；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的计算机可读取存储器；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的显示屏；向该处理单元提供输入信号的输入设备；以及存储在所述计算机可读取存储器中并适于由处理单元执行的软件程序，所述程序对该输入信号进行处理并通过所述显示屏提供有关过程控制系统的信息。
2.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述外壳进一步适于手持操作。
3.如权利要求2所述的便携计算机，其特征在于，所述外壳进一步适于使用户能够佩带该便携计算机。
4.如权利要求2所述的便携计算机，其特征在于，所述便携计算机是基于一种个人数据助理平台。
5.如权利要求2所述的便携计算机，其特征在于，所述输入设备是放置在外壳内并与处理单元相耦合的键盘。
6.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述输入设备是一个全球定位系统单元，所述输入信号包含位置信息，而所述软件程序包含根据所述位置信息对过程控制系统内某个设备进行识别的定位程序。
7.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述输入设备是一个全球定位系统单元，所述输入信号包含位置信息，而所述软件程序包含对该便携计算机在过程控制系统内的位置进行识别的定位程序。
8.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述输入信号是通过所述输入设备接收的用户输入，而其软件程序包含根据该用户输入向过程控制系统发送命令的程序。
9.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述软件程序包含一个显示与过程控制系统相关联的工厂级信息、区域级信息、模块信息和功能区块信息其中之一的显示程序。
10.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述输入设备是麦克风，所述输入信号是由该麦克风提供的话音信号，而所述软件程序包含根据该话音信号对设备进行识别的话音识别程序。
11.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述有关过程控制系统的信息是与过程控制系统内设备相关的诊断信息、维护信息和优化信息其中之一。
12.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述有关过程控制系统的信息是与过程控制系统内设备相关的帮助信息。
13.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含与过程控制系统通信的远端通信设备，并且其中，有关过程控制系统的信息包含从过程控制系统内设备获得的过程数值，而此数值通过所述远端通信设备发送给该便携计算机。
14.如权利要求13所述的便携计算机，其特征在于，所述远端通信设备是一种无线以太网收发器。
15.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述输入设备是一个成像设备，所述输入信号包含由该成像设备显影的图像帧，而所述软件程序包含对该图像帧进行光学字符识别的光学字符识别程序。
16.如权利要求15所述的便携计算机，其特征在于，所述成像设备是摄像机，所述输入信号包含一个多帧视频信号，而所述便携计算机进一步包含从该多帧视频信号截取图像帧并将该图像帧提供给光学字符识别程序的帧接收器。
17.如权利要求16所述的便携计算机，其特征在于，所述光学字符识别程序对该图像帧内的设备标识符进行寻找和译解。
18.如权利要求17所述的便携计算机，其特征在于，所述有关过程控制系统的信息是与所译解设备标识符相关联的设备相关的诊断信息。
19.如权利要求17所述的便携计算机，其特征在于，所述有关过程控制系统的信息是与所译解设备标识符相关联的设备相关的帮助信息。
20.如权利要求17所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含与过程控制系统通信的远端通信设备，并且其中，有关过程控制系统的信息是由过程控制系统从与所译解设备标识符相关联的设备获得的过程数值，而此数值通过所述远端通信设备发送给该便携计算机。
21.如权利要求1所述的便携计算机，其特征在于，所述软件程序包含过程优化程序、过程诊断程序和过程警报管理程序其中之一。
22.一种用于具有主控系统的过程控制系统中的便携计算机，其特征在于，包含适于手持操作的外壳；放置在所述外壳内的处理单元；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的计算机可读取存储器；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的显示屏；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的键盘；放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的射频收发器，所述射频收发器适于与主控系统相通信；第一软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由所述处理单元执行，所述程序对从键盘接收的用户输入进行处理并通过所述射频收发器向主控系统发送命令；以及第二软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由所述处理单元执行，所述程序通过所述射频收发器从主控系统接收响应该命令的过程信息并通过所述显示屏显示所接收的过程信息。
23.如权利要求22所述的便携计算机，其特征在于，所述外壳进一步适于使用户能够佩带所述便携计算机。
24.如权利要求22所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含放置在所述外壳内并与处理单元相耦合的全球定位系统单元。
25.如权利要求24所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含第三软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由所述处理单元执行，所述程序从所述全球定位系统单元接收输入并根据来自所述全球定位系统单元的输入对过程控制系统内的某个位置进行确定。
26.如权利要求25所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含第四软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由处理单元执行，所述程序根据所确定的位置对过程控制系统内的设备进行识别。
27.如权利要求26所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含第五软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由处理单元执行，所述程序通过所述显示屏显示有关所识别设备的信息。
28.如权利要求22所述的便携计算机，其特征在于，所接收的过程信息是与过程控制系统相关联的工厂级信息、区域级信息、模块信息和功能区块信息其中之一。
29.如权利要求22所述的便携计算机，其特征在于，进一步包含第三软件程序，存储在所述计算机可读取存储器中并适于由处理单元执行，所述程序执行与过程控制系统相关联的诊断功能、优化功能和配置功能其中之一。
30.一种用于与过程控制系统进行对接的手持计算机，其特征在于，包含适于手持操作的外壳；放置在所述外壳内的处理器；放置在所述外壳内并与处理器相耦合的计算机可读取存储器；放置在所述外壳内并与处理器相耦合的电子显示屏；放置在所述外壳内并与处理器相耦合的键盘；放置在所述外壳内并与处理器通信耦合的收发器，其中所述收发器适于与位于远端的处理器相通信；以及存储在所述计算机可读取存储器中并适于由处理器执行的软件程序，所述程序使用户能够与过程控制系统进行对接。
31.如权利要求30所述的手持计算机，其特征在于，所述软件程序包含向过程控制系统发送信息请求，并显示由过程控制系统回应该信息请求而发送的过程信息的程序。
32.如权利要求31所述的手持计算机，其特征在于，所述过程信息包含诊断信息、优化信息和配置信息其中之一。
33.如权利要求30所述的手持计算机，其特征在于，进一步包含放置在所述外壳内并与处理器相耦合的输入设备，而所述软件程序包含从所述输入设备接收输入信号并根据该输入信号对接近于所述手持计算机的设备进行识别的程序。
34.如权利要求33所述的手持计算机，其特征在于，所述输入设备是成像设备，而所述输入信号是视频图像。
35.如权利要求33所述的手持计算机，其特征在于，所述输入设备是全球定位系统单元，而所述输入信号是对所述手持计算机地理位置的指示。
全文摘要
一种用于与具有主控系统的过程控制系统进行对接的便携计算机包含适于手持操作的外壳、安置在外壳内的处理单元和安置在外壳内并与处理单元相耦合的计算机可读取存储器。该便携计算机还包含显示屏、键盘和适用于与主控系统通信的射频收发器，所有这些都安置在外壳内并与处理单元通信耦合。存储在计算机可读取存储器中的第一软件程序对从键盘接收的用户输入进行处理，并通过射频收发器向主控系统发送命令。另外，存储在计算机可读取存储器中的第二软件程序接收从主控系统发来的回应该命令的过程信息，并通过便携计算机显示屏显示接收到的过程信息。
文档编号G10L15/00GK1409232SQ02142729
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月13日 优先权日2001年9月13日
发明者M·J·尼克森, V·楚弗拉, A·P·德弗, K·A·伯尔, N·J·比特森 申请人:费舍-柔斯芒特系统股份有限公司