BR112016028680B1

BR112016028680B1 - Sistema de comunicação de dados

Info

Publication number: BR112016028680B1
Application number: BR112016028680-4A
Authority: BR
Inventors: Ernesto M. Rodriguez Jr.; Vaughn G. Amann; Lars Schrix; Jens Weichold; Anne-Maud B. Laprais; David H. Redinger; Ronald D. Jesme; David J. Badzinski
Original assignee: 3M Innovative Properties Company
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2023-09-26
Also published as: US20180249230A1; CN106464548B; SG11201610428UA; US20200007964A1; KR102339551B1; US20210105546A1; TW201626760A; CA2952942A1; CA2952942C; TWI676373B; EP3158688A1; WO2015195861A1; JP6955868B2; US9961418B2; CN106464548A; MX357756B; AU2015277152B2; KR20170023967A; US10873792B2; AU2015277152A1

Abstract

sistema de comunicação de dados. a presente invenção descreve um aparelho, um sistema e um método de comunicação de dados. o sistema de comunicação de dados compreende um transceptor disposto em uma porta de entrada para um recinto, como um recinto subterrâneo. o transceptor inclui um alojamento, sendo o alojamento montável à porta de entrada, sendo que o transceptor está configurado para se comunicar com uma rede fora do recinto subterrâneo. o sistema de comunicação de dados inclui também um dispositivo de monitoramento disposto no recinto subterrâneo, que fornece dados relacionados a uma condição em tempo real dentro do recinto subterrâneo. o sistema de comunicação de dados inclui também uma unidade de análise de sensores para processar os dados provenientes do dispositivo de monitoramento/sensor e gerar um sinal de dados processados, e para comunicar ao transceptor o sinal de dados processados.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A comunicação de máquina para máquina está se tornando cada vez mais importante para os mercados de energia, comunicações e segurança, entre outros. Os Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition) utilizados nessas indústrias dependem das entradas provenientes de sensores remotamente situados para funcionar corretamente. Os sistemas SCADA também podem emitir sinais para acionar o equipamento remoto no campo. Uma porção considerável desses equipamentos (~18% para serviços elétricos norte-americanos) está situada abaixo do solo, e fornecer comunicações sem fio entre o equipamento posicionado acima do nível do solo e o equipamento subterrâneo é um grande desafio.

[002] Os métodos atuais usados para localizar falhas de cabos subterrâneos ainda são lentos e trabalhosos. Mesmo as faltas de energia relativamente curtas podem ser usadas contra os serviços públicos e levar a ajustes de taxa para clientes, portanto é necessário um meio mais rápido de localizar e consertar as falhas subterrâneas.

[003] Assim, existe uma necessidade por comunicar os sinais de comunicação sem fio para dentro ou para fora das câmaras subterrâneas de equipamento e das outras estruturas onde o equipamento subterrâneo esteja situado.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] Em uma realização da invenção, um sistema de comunicação de dados compreende um transceptor disposto em uma porta de entrada para um recinto, como um recinto subterrâneo ou no nível do solo. Para o ambiente do recinto subterrâneo, o transceptor inclui um alojamento, sendo o alojamento montável à porta de entrada, sendo que o transceptor está configurado para se comunicar com uma rede fora do recinto subterrâneo. O sistema de comunicação de dados inclui também um dispositivo de monitoramento, como um sensor, disposto no recinto, que fornece dados relacionados a uma condição em tempo real dentro do recinto. O sistema de comunicação de dados inclui também uma unidade de análise de sensores para processar os dados provenientes do dispositivo de monitoramento/sensor e gerar um sinal de dados processados, e para comunicar ao transceptor o sinal de dados processados.

[005] Em uma outra realização, o sensor detecta ao menos um dentre: potência, tensão, corrente, temperatura, materiais combustíveis ou subprodutos de combustão, tensão mecânica, movimento mecânico, umidade, condição do solo, pressão, atmosfera perigosa, fluxo de líquidos, vazamento, fim da vida útil ou validade do componente, presença de equipe, estado físico, nível de luz e vibração. Em uma outra realização, o sensor está incorporado em um acessório de cabo com sensor e é configurado para monitorar uma condição de um cabo de energia.

[006] Em ainda uma outra realização, a unidade de análise de sensores inclui um processador de sinal digital. Em uma outra realização, a unidade de análise de sensores inclui um circuito integrado de comunicações em rede sem fio.

[007] Em uma outra realização, a unidade de transceptor inclui uma antena e um rádio reforçados posicionados acima do nível do solo. Em outra realização, o transceptor é configurado para enviar as informações agregadas a montante, para outro nó de agregação ou servidor em nuvem na superfície. Em uma outra realização, os dados agregados compreendem uma ou mais dentre a notificação de status periódica e a notificação de alarme assíncrona.

[008] Em outra realização, a porta de entrada compreende uma tampa do poço de inspeção. Em uma outra realização, o transceptor é preso à tampa do poço de inspeção e uma porção do alojamento do transceptor se estende através de um orifício formado na tampa de entrada. Em ainda uma outra realização, a porção de alojamento do transceptor que se estende através do orifício formado na tampa de entrada é substancialmente nivelado a uma superfície superior da tampa de entrada.

[009] Em uma outra realização, a porta de entrada compreende uma tampa do poço de inspeção e uma porção anular para receber a tampa do poço de inspeção, sendo que o transceptor é preso à porção anular da porta de entrada.

[010] Em uma outra realização, o sistema de comunicação de dados compreende adicionalmente um dispositivo coletor de energia acoplado a ao menos uma linha de transmissão de energia elétrica situada no recinto subterrâneo. Em uma outra realização, o dispositivo coletor de energia é acoplado à unidade de análise de sensores e fornece energia à mesma.

[011] Em outro uma realização da invenção, um sistema de comunicação de dados compreende um transceptor disposto em uma porta de entrada para um recinto subterrâneo. O transceptor inclui um alojamento montável à porta de entrada, sendo que o transceptor está configurado para se comunicar com uma rede fora do recinto subterrâneo. O sistema inclui também um acessório de cabo com sensor montado em uma linha de transmissão de energia elétrica situada no recinto subterrâneo, sendo que o acessório de cabo com sensor inclui um sensor que mede dados relacionados a uma condição em tempo real no interior do recinto subterrâneo. O acessório de cabo com sensor inclui também um circuito integrado de processamento de sinais para processar os dados medidos, e um circuito integrado de comunicação para comunicar ao transceptor os dados processados.

[012] Em uma outra realização, o acessório de cabo com sensor compreende adicionalmente um dispositivo coletor de energia acoplado à linha de transmissão de energia elétrica, para fornecer energia ao circuito integrado de processamento de sinais e ao circuito integrado de comunicação.

[013] Em uma outra realização da invenção, um sistema de comunicação de dados compreende um transceptor disposto sobre uma porção de um recinto contendo equipamentos de serviços públicos, sendo que o transceptor inclui um alojamento, sendo o alojamento montável no recinto, sendo que o transceptor está configurado para comunicar-se com uma rede fora do recinto. O sistema inclui também um dispositivo de monitoramento, como um sensor, disposto no recinto, que fornece dados relacionados a uma condição em tempo real dentro do recinto. O sistema inclui também uma unidade de análise de sensores para processar os dados provenientes do dispositivo de monitoramento/sensor e gerar um sinal de dados processados. O sinal de dados processados pode ser comunicado ao transceptor.

[014] Em uma outra realização, o recinto compreende uma câmara subterrânea. Em uma outra realização, o recinto compreende um recinto no nível do solo ou acima do nível do solo.

[015] O sumário da presente invenção acima não se destina a descrever cada uma das realizações ilustradas ou todas as realizações da presente invenção. As figuras e a descrição detalhada a seguir exemplificam mais particularmente essas realizações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] A invenção será descrita, deste ponto em diante, em parte por referência a alguns exemplos não limitadores da mesma e com referência aos desenhos, nos quais.

[017] A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados, de acordo com uma primeira realização da invenção.

[018] As Figuras de 2A a 2E são vistas laterais de montagens e construções alternativas do transceptor, de acordo com outras realizações da invenção.

[019] A Figura 3 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados, de acordo com uma outra realização da invenção.

[020] A Figura 4 é um fluxograma de um processo exemplificador para gerar e comunicar um sinal de dados a partir de uma câmara subterrânea de acordo com outra realização da invenção.

[021] A Figura 5 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados, de acordo com uma outra realização da invenção.

[022] A Figura 6 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados, de acordo com uma outra realização da invenção.

[023] A Figura 7 é um fluxograma de um fluxo de processo exemplificador para um sistema de comunicação de dados, de acordo com uma outra realização da invenção.

[024] A Figura 8 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados montado em bloco, de acordo com uma outra realização da invenção.

[025] A Figura 9 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação de dados subterrâneo de acordo com outra realização da invenção.

[026] Embora a invenção possa aceitar várias modificações e formas alternativas, realizações específicas da mesma foram mostrados a título de exemplo nos desenhos e serão descritos em detalhes. Deve-se compreender, no entanto, que não se pretende limitar a invenção às realizações específicas descritas. Pelo contrário, a intenção é abranger todas as modificações, equivalentes e alternativas condizentes com o escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[027] Na descrição detalhada a seguir, faz-se referência aos desenhos anexos, que formam uma parte desta e os quais são mostrados por meio de ilustrações das realizações específicas nas quais a invenção pode ser praticada. Nesse sentido, a terminologia direcional, como "topo", "fundo", "frontal", "traseiro", "anterior", "dianteiro", "posterior" etc., é usada com referência à orientação da(s) figura(s) descrita(s). Visto que os componentes das realizações da presente invenção podem ser posicionados em diversas orientações diferentes, a terminologia direcional é usada para propósitos ilustrativos, não sendo de maneira nenhuma limitadora. Deve-se compreender que outras realizações podem ser utilizadas e alterações estruturais ou lógicas podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção. Portanto, a seguinte descrição detalhada não deve ser adotada em caráter limitador, e o escopo da presente invenção é definido pelas reivindicações anexas.

[028] São descritos aqui um aparelho, um sistema e um método de comunicação de dados que podem ser usados em um recinto, como um recinto no nível do solo, acima do nível do solo ou subterrâneo. Em uma realização, o recinto é um recinto subterrâneo acessível por meio de uma porta de entrada. O sistema de comunicação de dados inclui um transceptor disposto em uma porta de entrada para um recinto subterrâneo, como uma câmara ou um poço de inspeção. O transceptor inclui um alojamento resistente. Em algumas realizações, ao menos uma porção do alojamento resistente se estende acima da superfície da porta de entrada. Em outras realizações, o alojamento resistente é fixado à porta de entrada, de modo que uma porção do alojamento fique substancialmente nivelada à superfície superior da porta de entrada, e uma porção substancial do alojamento fique disposta abaixo da superfície superior da porta de entrada. Um dispositivo de monitoramento está disposto na câmara. O dispositivo de monitoramento pode ser um sensor que fornece os dados relacionados a uma condição em tempo real dentro da câmara. Além disso, em algumas realizações o sistema de comunicação de dados pode incluir uma unidade de porta de comunicação que retransmite os dados ao transceptor. Em outras realizações, uma unidade de análise de sensores pode processar e analisar os dados em tempo real provenientes do dispositivo de monitoramento, e retransmitir ao transceptor esses dados processados. Em uma outra realização, o sensor e a unidade de análise de sensores podem ser incorporados como parte de um acessório elétrico com sensor.

[029] Em particular, em uma realização, o transceptor inclui uma antena e um rádio fisicamente robustos. Essa antena/transceptor pode tomar uma combinação de sinais com e sem fio provenientes dos um ou mais dispositivos/sensores de monitoramento, os quais fornecem dados em tempo real referentes às condições do ambiente, de componentes e/ou de outros equipamentos eletrônicos para aqueles componentes/equipamentos dispostos dentro do recinto subterrâneo. Além disso, o sistema de comunicação pode se comunicar com outro equipamento e componentes dispostos sob o solo em outras localizações. Em algumas realizações, a unidade de porta de comunicação (gateway) retransmite a carga útil de dados proveniente daqueles dispositivos/sensores de monitoramento e equipamento subterrâneo ao transceptor, que pode se comunicar com os elementos de rede na superfície, como pontos de acesso de rede sem fio, células de rádio móveis e rádios privados. Em outras realizações, a unidade de análise com sensor retransmite ao transceptor os dados processados correspondentes aos dados medidos pelos sensores. Assim, em algumas realizações, sensores podem ser utilizados para fornecer informações em tempo real sobre o desempenho da rede subterrânea, e um meio de baixo custo para se comunicar com aqueles dispositivos/sensores de monitoramento consiste no uso de redes sem fio.

[030] O transceptor pode ser disposto ou embutido em uma estrutura elevada ou montada de modo nivelado. Em outra realização, um par correspondente de antenas de estrutura elevada embutidas e/ou eletrônicos para transmissão acima e abaixo do solo, respectivamente, pode ser fornecido a um recinto subterrâneo. Além disso, múltiplas antenas (por exemplo, antenas que transmitem/recebem sinais de WiFi, GPS, rádio móvel etc.) são fornecidas em uma única estrutura robusta.

[031] A Figura 1 mostra uma realização da presente invenção, um sistema de comunicação de dados 100. Nesta realização, o sistema de comunicação de dados 100 é um sistema de comunicação de dados subterrâneo. O sistema de comunicações 100 está disposto em um recinto subterrâneo exemplificador, neste caso a câmara subterrânea 10. Nessa realização, a câmara 10 inclui uma variedade de equipamentos, como uma ou mais linhas elétricas de alta tensão, como linhas elétricas, de 105a a 105c (que transmitem, por exemplo, energia de baixa, média ou alta tensão), componentes e/ou acessórios associados, como uma emenda ou terminação (no exemplo da Figura 1, uma terminação 110 representará tais componentes e/ou acessórios associados), um transformador, como um transformador redutor 103, e linhas elétricas adicionais, de 107a a 107c (que transportam energia de baixa tensão (por exemplo, 440 V) até uma edificação ou estrutura próxima). Em algumas câmaras, um transformador pode não estar incluído na mesma.

[032] O recinto ou a câmara 10 pode ser acessado a partir da superfície através de um portal ou porta de entrada 55, que inclui uma tampa de poço de inspeção convencional 50, que pode ser formada a partir de um metal ou não metal e pode ter um formato circular convencional. Em uma realização, a tampa do poço de inspeção 52 pode ser montada em uma estrutura de anel, moldura ou flange 52 da porta de entrada 55. Nessa realização, a câmara 10 pode ser construída como uma câmara subterrânea convencional, geralmente utilizada por serviços elétricos, de gás, de água e/ou outros serviços. Em realizações alternativas, porém, o sistema de comunicação de dados subterrâneo 100 pode ser usado em um outro tipo de recinto ou estrutura similar, como um bueiro, porão, depósito subterrâneo, poço, abrigo, tubulação ou outro recinto subterrâneo.

[033] A câmara também inclui ao menos um dispositivo de monitoramento disposto em seu interior, que pode monitorar uma condição física da câmara ou dos componentes ou equipamentos situados na câmara. Tais condições normalmente seriam difíceis de coletar ou avaliar a partir da superfície. Conforme descrito em detalhes abaixo, o sistema de comunicação de dados subterrâneo pode fornecer uma infraestrutura de comunicação para retransmitir as informações de condição da câmara a uma rede acima do nível do solo, ou SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados), sem que um técnico de serviço tenha que entrar fisicamente na câmara para determinar essas condições.

[034] Em uma outra realização, o sistema de comunicação pode ser implementado em um ambiente acima do nível do solo. Por exemplo, o sistema de comunicações 100 pode ser montado no interior de um recinto montado em bloco no nível do solo. O sistema de comunicações pode oferecer um meio para comunicação por tecnologia sem fio de e para uma estrutura que é construída de uma maneira que, de outro modo, impediria comunicações sem fio diretas de e para a porção interna da estrutura.

[035] Conforme mostrado na Figura 1, neste exemplo, a terminação 110 fornece uma conexão terminal para um cabo de energia, como um cabo de energia de baixa, média ou alta tensão, de 105a a 105c. O dispositivo de monitoramento pode ser um sensor disposto na terminação. Esse sensor pode fornecer as capacidades de detecção que medem uma condição do cabo, como tensão, corrente e/ou temperatura. Assim, nesse exemplo, a terminação 110 pode ser chamada de uma terminação com sensores 110 que pode fornecer dados em tempo real sobre a condição de uma ou mais linhas de transmissão de energia elétrica conectadas.

[036] Por exemplo, a terminação com sensor 110 desta realização pode incluir uma bobina de Rogowski, que produz uma tensão que é proporcional à derivada da corrente, o que significa que um integrador pode ser usado para reverter a um sinal que é proporcional à corrente. Alternativamente, um sensor de corrente pode ser configurado como um transformador de corrente com núcleo magnético, que produz uma corrente proporcional à corrente no condutor interno. Além disso, a terminação com sensores 110 pode incluir um sensor de tensão capacitiva que fornece medições precisas da tensão. Visto que a terminação com sensores 110 pode incluir tanto um sensor de corrente como um sensor de tensão capacitiva, a terminação com sensores facilita o cálculo do ângulo de fase (fator de potência), potência aparente (VA), potência reativa (VAr) e potência ativa (W). Uma terminação com sensores exemplificadora é descrita no pedido provisório de patente US n° 61/839.543, aqui incorporado na íntegra, a título de referência.

[037] Embora a realização da Figura 1 mostre um dispositivo de monitoramento implementado como uma terminação com sensor, em outras realizações da invenção o dispositivo de monitoramento pode ser implementado como parte de um acessório elétrico com sensor mais genérico, como uma terminação de cabo, uma emenda de cabo ou um jumper elétrico.

[038] Dessa forma, contempla-se que o dispositivo de monitoramento pode compreender um ou mais dentre os seguintes sensores: potência, tensão, corrente, temperatura, materiais combustíveis ou subprodutos de combustão, tensão mecânica, movimento mecânico (por exemplo, revoluções por minuto), umidade, condição do solo (acidez, teor de umidade, teor mineral), pressão, atmosfera perigosa, fluxo líquido, vazamento, fim da vida útil ou validade do componente (por exemplo, um sensor de proteção catódico), presença de equipe (por exemplo, entrou alguém no recinto), estado físico (por exemplo, o recinto está aberto ou fechado, a porta está aberta ou fechada, uma chave ou válvula está aberta ou fechada, houve violação de um item), sensor de luz, vibração (sísmica, violação).

[039] Em uma outra realização da invenção, os dados são comunicados do dispositivo de monitoramento dentro do recinto para uma rede ou um SCADA situados fora do recinto. Essa comunicação pode ser realizada através de uma unidade de porta de comunicação e um transceptor. Conforme explicado com mais detalhes abaixo, a unidade de porta de comunicação pode ser incorporada em uma unidade terminal remota, incorporada em um dispositivo transceptor montado no portal de entrada ou pode ser implementada como uma unidade de funcionamento independente dentro do recinto ou na entrada do recinto.

[040] A unidade de porta de comunicação pode conectar o subterrâneo a vários dispositivos de monitoramento utilizando conexões com ou sem fio. A unidade de porta de comunicação pode realizar a análise local e interpretação dos dados a partir dos dispositivos de monitoramento. Por exemplo, a unidade de porta de comunicação pode interpretar as informações do dispositivo/sensor de monitoramento para determinar as condições ambientais como a presença de gases prejudiciais, umidade, poeira, composição química, corrosão, presença de praga e mais. Além disso, a unidade de porta de comunicação pode realizar algumas ações locais, como a abertura e fechamento de chaves. Ainda, a unidade de porta de comunicação pode enviar informações agregadas, como status periódico ou notificações de alarme assíncrono a montante a outro nó de agregação ou servidor em nuvem acima do nível do solo. A unidade de porta de comunicação também pode responder às mensagens enviadas a mesma por um serviço de nó de agregação a montante ou nuvem (por exemplo, SCADA). Comandos típicos de um nó a montante ou serviço de nuvem podem incluir "transmitir status", “realizar ação", "definir parâmetro de configuração", "carregar software" etc.

[041] Conforme mostrado na Figura 1, nesse exemplo, dados das terminações com sensores 110a-110c podem ser comunicados através de um ou mais cabos de comunicação (aqui cabos 130a-130f, com dois cabos conectados a cada terminação com sensores) em uma unidade terminal remota ou RTU 120. A RTU 120 pode ser montada em uma localização central dentro da câmara 10 ou ao longo de uma parede ou outra estrutura interna da câmara. Nessa realização da invenção, a RTU 120 pode incluir uma unidade de porta de comunicação (não mostrada separadamente). Alternativamente, a unidade de porta de comunicação pode estar disposta dentro do transceptor 140 ou configurada como um componente independente. A unidade de porta de comunicação e o transceptor são descritos em mais detalhes abaixo.

[042] Em uma realização, a RTU 120 é adaptada para processar sinais de dados recebidos da terminação com sensor 110, e transformar esses sinais de dados em sinais que possam ser usados em um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA). Além disso, a RTU 120 também pode ser adaptada para receber sinais do sistema SCADA para controlar um ou mais componentes ou equipamentos situados na câmara. Conforme mostrado na Figura 1, os dados podem ser comunicados entre a RTU 120 e uma unidade de transceptor 140 (descrita abaixo) através do cabo 130, que pode compreender um cabo coaxial convencional.

[043] Em outra realização da invenção, a RTU 120 pode ser implementada com um transmissor/receptor de rede sem fio. Redes sem fio exemplificadoras que podem ser utilizadas em uma localização subterrânea incluem qualquer combinação de WiFi, ZigBee, ANT, Bluetooth, infravermelho e outros. Assim, a RTU 120 pode ser configurada para realizar comunicação sem fio com o transceptor 140 e/ou os dispositivos de monitoramento e/ou equipamentos situados na câmara 10. Esse equipamento pode incluir terminações com sensores ou quaisquer outros tipos de sensor previamente mencionados com a capacidade de comunicação sem fio agregada.

[044] O sistema de comunicação 100 inclui, ainda, uma unidade de transceptor 140 que comunica as informações da (e para a) terminação com sensores 110/RTU 120 para a (e da) rede de comunicações sem fio ou de SCADA acima do nível do solo. Várias construções diferentes de unidade de transceptor, de 140a a 140e, são mostrados nas Figuras de 2A a 2E e são descritas com mais detalhes, abaixo.

[045] Observa-se que em uma realização alternativo da invenção, o sistema de comunicação de dados subterrâneo pode omitir a RTU completamente. Dessa forma, a unidade de transceptor 140 pode fornecer uma unidade de porta de comunicação que permitirá que os equipamentos/dispositivos de monitoramento subterrâneos se comuniquem com as redes de comunicação acima do nível do solo. Em várias realizações, a unidade de transceptor 140 compreende uma antena aérea resistente ao meio ambiente, a qual está acoplada a um rádio que se comunica com as redes de comunicações sem fio da superfície amplamente disponíveis, como WiFi, WiMax, telefonia móvel (3G, 4G, LTE), bandas licenciadas privadas, etc. A unidade de transceptor pode incluir, também, uma unidade de porta de comunicação que compreende componentes eletrônicos de porta de comunicação, os quais fornecem uma interface entre sinais e comunicações de rádio na superfície e os dispositivos/equipamentos de monitoramento subterrâneos, por comunicação sem fio através de uma segunda antena ou mediante conexão direta à unidade de porta de comunicação com cabeamento de cobre e/ou fibra. A unidade de porta de comunicação realiza as funções de conexão, segurança e tradução de dados da rede entre as redes acima do nível do solo e subterrâneas.

[046] Conforme mencionado acima, em uma realização, uma única unidade de porta de comunicação pode se comunicar com um ou mais dos múltiplos dispositivos de monitoramento/equipamento subterrâneos implementados dentro da câmara 10. Conforme descrito acima, os dispositivos de monitoramento podem compreender sensores independentes ou sensores integrados a equipamentos e componentes dispostos na câmara, como as uma ou mais porções de sensor das terminações dotadas de sensor 110, e outros sensores da câmara, como sensores de umidade, sensores de qualidade do ar, sensores de pressão etc.

[047] As Figuras de 2A a 2E mostram várias construções diferentes para a unidade de transceptor 140. Por exemplo, a Figura 2A mostra uma unidade de transceptor 140a que tem um alojamento 141 que inclui uma porção do corpo principal 142. Uma porção da antena 147 e uma porção de rádio (que podem incluir eletrônica de rádio, não mostrada) podem estar dispostas na porção do corpo principal 142. Nessa realização, a unidade de transceptor 140a é montada na tampa do poço de inspeção 50 que possibilita a entrada na câmara 10 a partir da superfície. Nessa realização, a tampa do poço de inspeção 50 pode incluir uma porção rebaixada 51 configurada para sustentar ao menos uma porção de base da unidade de transceptor 140a. Em uma realização, além dos componentes de rádio e antena, a unidade de transceptor 140a pode incluir ainda processadores, unidades de armazenamento de dados, interfaces de comunicações, fontes de alimentação e dispositivos de interface humana.

[048] O alojamento 141 pode ser uma estrutura vedada e pode incluir uma ou mais partes do alojamento como uma tampa e chapa de base. Pelo menos algumas das partes do alojamento podem ser feitas de um material plástico moldável. O material das partes do alojamento pode ser resistente contra substâncias agressivas. O alojamento pode ser vedado para proteger o rádio, a antena e outros componentes contidos no interior do mesmo. Através do uso de uma vedação com material adequado, como um material que contenha grafite, pode ser fornecida adicionalmente uma vedação contra substâncias agressivas como gasolina ou óleo que podem estar presentes em ambientes externos.

[049] Em uma realização alternativa, o alojamento 141 pode ser construído como um marcador de pavimento transparente de radiofrequência feito em resina resistente a alto impacto que pode ser moldada, usinada ou fundida. Uma construção alternativa exemplificadora é descrita na Patente US n°. 6.551.014, aqui incorporada na íntegra, a título de referência. Nessa realização alternativa, a refletividade do marcador pode ser modificada para visualmente indicar um estado do equipamento na câmara. Por exemplo, uma luz intermitente ou não intermitente pode indicar status normal/anormal. Adicionalmente, uma luz intermitente lenta do marcador pode indicar cuidado e/ou luz intermitente rápida pode indicar uma condição perigosa. Nesse exemplo, um filtro de cristal líquido pode ser montado na frente do refletor e a polaridade LC pode ser modulada com um microprocessador. Alternativamente, a fonte de luz interna, por exemplo, e LED, podem ser diretamente moduladas.

[050] Os componentes elétricos ou eletrônicos contidos dentro do alojamento 141 podem ser ativos, passivos ou tanto ativos quanto passivos. Assim, o alojamento do transceptor 141 torna possível montar uma antena fora da superfície de uma câmara subterrânea ou recinto enquanto permite que o rádio/antena esteja eletricamente conectado a, por exemplo, uma RTU 120, situada na câmara. Por exemplo, uma conexão ou conduto de antena 145 pode acoplar o cabo 130 à unidade de transceptor 140a. Nessa realização, o cabo 130 pode ser um cabo coaxial convencional. O conduto 145 pode ter uma construção rosqueável e pode ser rosqueado em um orifício adequadamente dimensionado, perfurado na tampa do poço de inspeção 50. Além disso, o tipo de design de antena utilizado pode levar em consideração a construção e os materiais usados para formar a tampa do poço de inspeção 50. Em uma realização preferencial, a tampa do poço de inspeção 50 compreende uma tampa do poço de inspeção padrão, convencional, pois as tampas existentes, com vários tamanhos e composições, podem ser facilmente modificadas para acomodar o transceptor/antena.

[051] Assim, com essa construção, se um dispositivo de monitoramento, como uma porção do sensor de uma terminação com sensores, detectar uma falha da linha, a unidade de transceptor 140a pode comunicar as informações de localização de falha em tempo real a uma rede ou a um sistema SCADA do serviço de eletricidade.

[052] A Figura 2B mostra uma realização alternativa da invenção, uma unidade de transceptor 140b tendo um alojamento 141 que inclui uma porção do corpo principal 142, sendo que uma porção da antena 147 e uma porção de rádio podem estar dispostas na porção do corpo principal 142. Nessa realização específica, a unidade de transceptor 140b é montada de modo substancialmente nivelado à tampa do poço de inspeção 50 e inclui um alojamento espesso e robusto. Por exemplo, o alojamento pode compreender um material de policarbonato com um núcleo em poliuretano, tendo uma área dotada de nervuras que proporciona flexibilidade para impedir que o material de policarbonato se quebre.

[053] Uma conexão ou conduto de antena 145 pode acoplar o cabo 130 à unidade de transceptor 140b. Os componentes internos e a operação do transceptor 140b podem ser os mesmos que os descritos acima com relação ao transceptor 140a.

[054] A Figura 2C mostra uma outra realização alternativa da invenção, uma unidade de transceptor 140c tendo um alojamento 141 que inclui uma porção de corpo principal 142, sendo que uma porção de antena 147 e uma porção de rádio, juntamente com os circuitos eletrônicos anexos, podem estar dispostos na porção de corpo principal 142. Nessa realização específica, a unidade de transceptor 140b é montada em um rebaixo a uma fina tampa do poço de inspeção 50a, e presa à mesma por meio de parafusos convencionais. Uma conexão ou conduto de antena 145 pode acoplar o cabo 130 à unidade de transceptor 140c. Os componentes internos e a operação do transceptor 140b podem ser os mesmos que os descritos acima com relação ao transceptor 140a.

[055] A Figura 2D mostra ainda outra realização alternativa da invenção, uma unidade de transceptor 140d que tem um alojamento duplo 141a, 141b que inclui uma porção de corpo superior 142 e uma porção de corpo inferior 144, em que a porção de corpo superior 142 aloja uma primeira porção da antena 147a e uma porção de rádio, e a porção de corpo inferior 144 aloja uma segunda porção da antena 147b e uma porção de rádio. A primeira porção da antena 147a pode ser configurada para se comunicar com as redes sem fio acima do nível do solo e a segunda porção da antena 147b pode ser configurada para se comunicar com a rede abaixo do solo através do cabo 130. Nessa realização específica, a porção de corpo superior 142 é montada de modo nivelado ao primeiro lado da tampa do poço de inspeção 50 e a porção de corpo inferior 144 é montada de modo nivelado em um segundo lado da tampa do poço de inspeção 50. Esse design específico possibilita a instalação de maneira simples em uma tampa do poço de inspeção existente, mediante a perfuração de um único orifício e o uso de um conduto do tipo rosqueável 145, que pode ser rosqueado no interior do orifício adequadamente dimensionado, perfurado na tampa do poço de inspeção 50. O alojamento 141a pode ser formado a partir de um material de alojamento robusto e espesso. O alojamento inferior 141b pode ser formado a partir do mesmo material ou de um material diferente.

[056] A Figura 2E mostra ainda outra realização alternativa da invenção, uma unidade de transceptor 140e tendo um alojamento duplo 141a, 141b que inclui uma porção de corpo superior 142 e uma porção de corpo inferior 144, sendo que a porção de corpo superior 142 aloja uma primeira porção da antena 147a e uma porção de rádio, e a porção de corpo inferior 144 aloja uma segunda porção da antena 147b e uma porção de rádio. Além disso, a unidade de transceptor 140e inclui ainda uma unidade de porta de comunicação 143 que transforma os dados de um primeiro protocolo (por exemplo, Zigbee, utilizado abaixo do solo) em um segundo protocolo, por exemplo, 4G, utilizado acima do nível do solo. Assim, a primeira porção da antena 147a pode ser configurada para se comunicar com redes sem fio acima do nível do solo e a segunda porção da antena 147b pode ser configurada para se comunicar com redes sem fio abaixo do nível do solo, que pode ser diferente das redes sem fio acima do nível do solo. Nessa realização específica, a porção de corpo superior 142 é montada de modo nivelado no primeiro lado da tampa do poço de inspeção 50. A unidade de porta de comunicação 143, que pode compreender uma estrutura separada ou pode estar contida dentro do alojamento 141b, e a porção de corpo inferior 144 podem ser montadas de modo nivelado a um segundo lado da tampa do poço de inspeção 50. A unidade de porta de comunicação recebe dados do dispositivo de monitoramento e pode compreender circuitos e/ou eletrônicos apropriados para ler os dados, analisar os dados, agregar os dados, classificar os dados, inferir as condições de câmara baseada nos dados e tomar ações baseadas nos dados. Além disso, a unidade de porta de comunicação 143 pode fornecer uma fonte de relógio para correlação de evento.

[057] Novamente, esse design específico possibilita a instalação de maneira simples em uma tampa do poço de inspeção existente, mediante a perfuração de um único orifício e o uso de um conduto do tipo rosqueável 145, que pode ser rosqueado no interior do orifício adequadamente dimensionado, perfurado na tampa do poço de inspeção 50. O alojamento 141a pode ser formado a partir de um material de alojamento robusto e espesso. O alojamento inferior 141b pode ser formado a partir do mesmo material ou de um material diferente.

[058] Em uma realização, uma estrutura exemplificadora que pode ser utilizada para alojar pelo menos alguns dos componentes do transceptor e/ou da unidade de porta de comunicação é descrita no Pedido de Patente US n° 8.135.352, aqui incorporado na íntegra, a título de referência.

[059] Em outra realização, múltiplas antenas podem ser incorporadas ao mesmo alojamento (ou porção de alojamento) permitindo múltiplos métodos de comunicações acima e abaixo do solo. Por exemplo, antenas de Wi-Fi e 4G podem ser incorporadas ao mesmo alojamento de antena acima do nível do solo juntamente a uma antena de GPS para fornecer múltiplas conexões de rede juntamente com as informações de posicionamento e sincronização do GPS. Uma antena de Bluetooth pode ser incorporada no alojamento acima do nível do solo para fornecer comunicações locais com a equipe nas proximidades do transceptor/unidade de porta de comunicação. Por exemplo, um técnico no assunto dirigindo sobre um transceptor/unidade de porta de comunicação pode ler diretamente os sensores na câmara abaixo utilizando o Bluetooth. Uma antena RFID pode ser embutida no alojamento acima do nível do solo para permitir a leitura dos dados do sensor do subsolo com um leitor RFID.

[060] Em outra realização, a energia pode ser fornecida aos componentes do sistema de comunicação de dados subterrâneo 100 através de vários meios. Em uma realização, o equipamento pode ser executado através de fontes de alimentação de CA ou CC já situadas na câmara 10. Se não houver fontes de alimentação de CA ou CC disponíveis, em outra realização, uma bobina de extração de potência pode ser instalada em equipamentos elétricos, como a terminação 110, que pode fornecer potência aos componentes na câmara 10. Alternativamente, podem ser usados transdutores piezoelétricos para converter a vibração mecânica encontrada dentro da câmara 10 em energia elétrica que pode ser armazenada em baterias ou supercapacitores. Por exemplo, um transdutor piezoelétrico convencional está disponível junto à Mide (www.mide.com). Em outra realização, transdutores termoelétricos podem ser utilizados para converter o diferencial de temperatura natural entre os níveis acima do solo e abaixo do solo em energia elétrica. Por exemplo, consulte (http://www.idtechex.com/research/reports/thermoelectric-energy-harvesting- 2012-2022-devices-applications-opportunities-000317.asp). Em uma outra realização, pode-se usar painéis solares para fornecer carga de manutenção à bateria ou a outros componentes internos.

[061] Em outra realização da invenção, múltiplos sistemas subterrâneos de comunicação de dados podem ser configurados para se comunicarem com dispositivos e/ou equipamentos de monitoramento situados dentro da infraestrutura subterrânea de serviço público, fora de uma localização específica da câmara. Por exemplo, a Figura 3 mostra uma infraestrutura subterrânea de um poço de inspeção de serviço público com tecnologia sem fio tendo uma primeira câmara 10a e uma segunda câmara 10b que se interpõem a um recinto de emendas 10c que fornece as linhas de baixa/média/alta tensão às câmaras. A câmara 10a pode ser implementada com um primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a (configurado de maneira similar àquelas realizações descritas acima) e a câmara 10b pode ser implementada com um segundo sistema de comunicação de dados subterrâneo 100b (também configurado de maneira similar àquelas realizações descritas acima). Em um exemplo, o primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a é implementado com uma rede Zigbee. Em um intervalo desejado, a RTU ou unidade de porta de comunicação do primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a pode monitorar uma condição de junção 108a, que está situada fora da câmaras 10a, entre a câmara 10a e o recinto 10c. Além disso, a RTU ou a unidade de porta de comunicação do primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a pode monitorar uma condição de componentes 108b e/ou junções 108c, que estão situadas no ou próximo ao recinto 10c. De modo similar, o segundo sistema de comunicação de dados subterrâneo 100b pode também ser implementado com uma rede Zigbee e pode monitorar uma condição de junção 108d, que está situada fora da câmara 10b, entre a câmara 10b e o recinto 10c.

[062] Além disso, múltiplos sistemas subterrâneos de comunicação de dados podem ser configurados para se comunicarem entre si, bem como com uma rede na superfície, como um sistema de serviço público SCADA. Por exemplo, o primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a pode se comunicar diretamente com o segundo sistema de comunicação de dados subterrâneo 100b, além de se comunicar com a rede acima do nível do solo.

[063] Com mais detalhes, a Figura 4 apresenta um fluxograma exemplificador ilustrando algumas das funções do sistema de comunicação de dados subterrâneo. Conforme mencionado acima, a unidade de porta de comunicação pode ser uma unidade de funcionalidade independente, pode ser incorporada a uma RTU ou pode ser incorporada como parte do transceptor.

[064] Nessa realização, a unidade de porta de comunicação está colocalizada com o transceptor. Um dispositivo de monitoramento, nesse exemplo um sensor ativo 260, que pode ser configurado como um sensor de corrente e de tensão de uma terminação com sensores exemplificativa (como descrito previamente), toma uma medição (etapa 262) da condição em tempo real de uma linha elétrica. Por exemplo, um sinal analógico correspondente à condição de tempo real pode ser digitalizado. Nesse exemplo, a medição pode ser comunicada a uma RTU (com uma tecnologia sem fio ou com fio) ou pode ser processada pelo próprio sensor ativo, dependendo do tipo de sensor utilizado. Supondo-se que os dados sejam enviados a uma RTU, a RTU processa o sinal medido calculando a frequência e o ângulo de fase (etapa 264). Os dados medidos são formatados em um pacote de dados de medição (etapa 266). O pacote de dados é então codificado e transmitido como um pacote (etapa 268) rede de área local (LAN). Nesse exemplo, a LAN é uma LAN Zigbee e a RTU inclui um rádio de Zigbee. Alternativamente, se uma RTU não for utilizada, o processamento de sinal pode ser realizado pelo dispositivo de monitoramento, que pode então comunicar os dados diretamente à porta de comunicação ou ao rádio de Zigbee mais próximo.

[065] Na etapa 270, o pacote LAN é decifrado e decodificado pela unidade de porta de comunicação. Na etapa 272, os dados decodificados são interpretados pela unidade de porta de comunicação. Por exemplo, a unidade de porta de comunicação pode ser carregada por upload com uma biblioteca de falhas chave para fornecer a classificação de uma falha ou atribuição específica de um nível de gravidade baseado em condições predefinidas ou carregadas por download ou combinações de condições existentes. Baseada na interpretação, a unidade de porta de comunicação determina se deve tomar uma ação local (etapa 275). Se uma ação local for necessária, a porta de comunicação comunica um sinal ao equipamento para tomar medidas na etapa 278 (por exemplo, desarmar um disjuntor, ligar/desligar o banco de capacitores, etc.).

[066] Além disso, a porta de comunicação pode também determinar se uma notificação a montante é exigida na etapa 280. Em caso positivo, a unidade de porta de comunicação pode formatar um pacote (etapa 282) de rede de área ampla (WAN) e codificar e transmitir o pacote WAN (etapa 284). O pacote WAN pode ser enviado por Wi-Fi, rádio local, e etc., conforme descrito acima. Um receptor WAN (por exemplo, uma unidade receptora móvel, como um técnico de assistência tendo um dispositivo de comunicação carregado com o aplicativo apropriado, ou o centro de operações do fornecedor de serviços) pode receber o pacote de dados WAN, decifrar e codificar o pacote WAN (etapa 286). A entidade que recebe o pacote de dados WAN (por exemplo, centro de operações ou veículo de serviços) pode então agir sobre a notificação a partir da unidade de porta de comunicação.

[067] Em uma realização, esse tipo de sistema de comunicação permite que uma empresa de serviços localize precisamente uma localização de falha no subsolo, economizando, assim, tempo e despesas para entrar e inspecionar fisicamente uma variedade de localizações de câmara dentro da rede. Além disso, realizar as ações locais apropriadas pode restaurar rapidamente o atendimento ao consumidor e prevenir danos posteriores à rede em si.

[068] A Figura 5 mostra uma realização da presente invenção, um sistema de comunicação de dados subterrâneo 200. O sistema de comunicações 200 está disposto em um recinto subterrâneo exemplificador, neste caso a câmara subterrânea 11. Nesta realização exemplificadora, a câmara 11 inclui uma ou mais linhas elétricas, como as linhas elétricas de 205a a 205c (transportando, por exemplo, energia em baixa, média ou alta tensão).

[069] Similar ao discutido acima, em uma realização alternativa, o sistema de comunicação subterrâneo 200 pode ser implementado em um ambiente acima do nível do solo.

[070] Novamente com referência à Figura 5, pode-se acessar o recinto ou a câmara 11 a partir da superfície através de um portal, como uma tampa de poço de inspeção 51 convencional ou modificada, que pode ser formada a partir de um metal ou não metal e pode ter um formato circular convencional. Nessa realização, a câmara 11 pode ser construída como uma câmara subterrânea convencional, geralmente utilizada por serviços elétricos, de gás, de água e/ou outros serviços. Em realizações alternativas, porém, o sistema de comunicação de dados subterrâneo 200 pode ser usado em um outro tipo de recinto ou estrutura similar, como um bueiro, porão, depósito subterrâneo, poço, abrigo, tubulação ou outro recinto subterrâneo.

[071] A câmara também inclui ao menos um dispositivo de monitoramento disposto em seu interior, que pode monitorar uma condição física da câmara ou dos componentes ou equipamentos situados na câmara. Por exemplo, nesta realização, um sensor de corrente (de 210a a 210c), como uma bobina de Rogowski, que produz uma tensão que é proporcional à derivada da corrente, é fornecido em cada linha elétrica de 205a a 205c. Alternativamente, outros dispositivos sensores, como aqueles descritos acima, podem ser usados dentro do recinto 11.

[072] Os sinais de dados brutos podem ser transportados dos sensores, por meio das linhas de sinal de 230a a 230c, até uma unidade de análise com sensores (SAU, "sensored analytics unit") 220. A SAU 220 pode ser montada em uma localização central dentro da câmara 11, ou ao longo de uma parede ou outra estrutura interna da câmara. A SAU 220 inclui um processador de sinal digital (PSD, digital signal processor) ou sistema em um chip (SOC, system on a chip) para receber, manipular, analisar, processar ou, de outro modo, transformar esses sinais de dados em sinais que possam ser usados em um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA). Além disso, o PSD pode realizar algumas operações independentemente do SCADA. Por exemplo, o PSD pode realizar a detecção, o isolamento e a localização de falhas, bem como o monitoramento e a emissão de relatórios sobre as condições. Além do mais, o PSD/SAU pode ser programado para fornecer recursos adicionais, como tensão (V), otimização de potência reativa (VAr), medição de fasor (sincrofasor), detecção de falha incipiente, caracterização de carga, análise postmortem de eventos, identificação de forma de onda de assinatura e captura de eventos, autorrecuperação e otimização, auditoria energética, descarga parcial, análise de harmônicos/sub-harmônicos, análise de tremulação e análise de corrente de fuga.

[073] Além disso, o PSD e outros circuitos integrados usados na SAU podem ser configurados para exigir apenas baixos níveis de potência, da ordem de menos de 10 W. Nesta realização, pode-se fornecer energia à SAU 220 por meio de uma bobina coletora de energia 215, que pode ser acoplada a uma das linhas elétricas para fornecer energia suficiente à SAU por meio do cabo de alimentação 217.

[074] Além disso, a SAU 220 pode ser implementada com uma bateria de reserva (não mostrada). Adicionalmente, a SAU 220 pode incluir sensores adicionais para monitorar, por exemplo, condições ambientais no interior do recinto.

[075] Os dados processados provenientes da SAU 220 podem ser comunicados a uma rede ou um SCADA por meio de um transceptor 240. Conforme mostrado na Figura 5, o transceptor 240 é configurado como uma porta de comunicação ambientalmente robusta. Nesta realização, o transceptor 240 pode incluir circuitos eletrônicos de muito baixo consumo de energia completamente integrados (um SOC para detecção de eventos síncronos no tempo), juntamente com módulos de GPS e de comunicação por rádio versátil. O transceptor 240 pode ser alimentado por uma fonte de bateria ou por transferência de energia sem fio (como um transmissor de energia sem fio, não mostrado). O transceptor 240 pode ser montado/projetado de maneira modular, de modo a ter a flexibilidade para instalação de vários sensores adicionais em uma variedade pacotes para diferentes aplicações.

[076] Conforme mostrado na Figura 5, o transceptor pode ser montado diretamente sobre a tampa de entrada 51. Nesta realização, uma porção do transceptor 240 é configurada para se estender através de um orifício ou conduto formado na tampa de entrada 51. Além disso, a porção superior do transceptor 240 é projetada para ficar substancialmente nivelada a uma superfície superior da tampa de entrada 51. Desse modo, é reduzido o risco de danos ao transceptor causados por elementos externos.

[077] O transceptor 240 pode comunicar-se com os componentes internos do recinto, como a SAU 220, por meio de um protocolo de comunicação de curto alcance (por exemplo, bluetooth, WiFi, ZigBee, ANT). Dessa forma, a unidade de transceptor 240 pode fornecer uma porta de comunicação que possibilita a comunicação dos equipamentos/dispositivos de monitoramento subterrâneos (por exemplo, SAU 220) de e para as redes de comunicação acima do nível do solo. Nesta realização, a unidade de transceptor 240 compreende, também, uma antena aérea resistente ao meio ambiente, conforme descrito acima. A antena posicionada acima do nível do solo pode ser alojada na porção do transceptor 240 que é substancialmente nivelada à, ou que se estende acima da (consultar a Figura 1) superfície superior da tampa de entrada, e que está acoplada a um rádio que se comunica com redes de comunicação sem fio amplamente disponíveis na superfície, como WiFi, WiMax, telefonia móvel (3G, 4G, LTE, GSM), bandas licenciadas privadas, bandas não licenciadas etc. O transceptor 240 pode incluir, também, componentes eletrônicos da porta de comunicação que fornecem uma interface entre sinais e comunicações de rádio na superfície e a SAU 220, por comunicação sem fio através de uma segunda antena. Alternativamente, a SAU 220 pode comunicar-se com o transceptor 240 por meio de conexão direta com cabeamento de cobre e/ou fibra (similar ao cabo 130 mostrado na Figura 1, mas não mostrado na Figura 5). O transceptor realiza as funções de conexão, segurança e tradução de dados da rede entre as redes acima do nível do solo e subterrâneas. Em outras realizações, os componentes eletrônicos da porta de comunicação podem estar dispostos no interior do SAU, que pode formatar os pacotes de dados em um formato de rede adequado e enviar os sinais formatados a uma antena transmissora do transceptor, por meio de um cabo de sinal padrão.

[078] Nesta realização, o transceptor 240 inclui uma bateria primária grande que é dimensionada para durar ao menos de 12 a 15 anos. Nesta realização, o sistema de comunicações 200 pode ser configurado para conservar a energia usada pelo transceptor 240 mediante funcionamento periódico. Por exemplo, em adição a, digamos, uma verificação diária de status, a SAU 220 pode ser programada para somente enviar sinais ao transceptor 240 quando ocorrerem eventos problemáticos, de importância- chave.

[079] Em uma realização alternativa, o transceptor 240 pode ser alimentado por uma fonte de energia externa, como a energia disponível a partir do dispositivo coletor de energia 215, ou um outro dispositivo coletor de energia acoplado a uma outra linha elétrica.

[080] Em uma outra realização alternativa, o recinto subterrâneo pode incluir, adicionalmente, um transmissor de energia sem fio montado perto do transceptor 240. O transmissor de energia sem fio pode transmitir energia por comunicação sem fio ao transceptor (por meio de acoplamento indutivo, como acoplamento indutivo de campo próximo). Por exemplo, o transmissor de energia sem fio pode incluir um primeiro indutor (primário) que se acopla a um segundo indutor situado no transceptor 240. O transmissor de energia sem fio pode ser colocado em posição mais próxima ao transceptor 240 por meio de um braço de suporte articulado montado no interior do recinto subterrâneo. Em uma realização, o transmissor sem fio pode ser colocado em uma posição operacional onde a distância até o transceptor 240 possa ser mais curta que cerca de 1/3 do comprimento de onda da frequência de portadora usada. O posicionamento da antena dentro do transmissor de energia sem fio e do transceptor pode ser adicionalmente otimizada, dependendo das condições. O próprio transmissor de energia sem fio pode ser alimentado por um dispositivo coletor de energia, como o dispositivo 215.

[081] A Figura 6 mostra uma outra realização da invenção, o sistema de comunicação 300. O sistema de comunicações 300 está disposto em um recinto subterrâneo exemplificador, neste caso a câmara subterrânea 11. Nesta realização exemplificadora, a câmara 11 inclui uma ou mais linhas elétricas de alta tensão, como as linhas elétricas de 305a a 305c (transportando, por exemplo, energia de média a alta tensão).

[082] Pode-se acessar o recinto ou a câmara 11 a partir da superfície através de um portal, como uma tampa do poço de inspeção 51 convencional ou modificada, que pode ser formada a partir de um metal ou não metal e pode ter um formato circular convencional. Nessa realização, a câmara 11 pode ser construída como uma câmara subterrânea convencional, geralmente utilizada por serviços elétricos, de gás, de água e/ou outros serviços. Em realizações alternativas, porém, o sistema de comunicação de dados subterrâneo 300 pode ser usado em um outro tipo de recinto ou estrutura similar, como um bueiro, porão, depósito subterrâneo, poço, abrigo, tubulação ou outro recinto subterrâneo.

[083] A câmara também inclui ao menos um dispositivo de monitoramento disposto em seu interior, que pode monitorar uma condição física da câmara ou dos componentes ou equipamentos situados na câmara.

[084] Nesta realização, o dispositivo de monitoramento e a SAU estão totalmente integrados no interior de um acessório de cabo com sensores. O acessório de cabo com sensores, neste caso, emendas de cabo com sensores, de 310a a 310c, inclui adicionalmente os elementos de análise do sistema de 311a a 311c (incluindo um circuito integrado de PSD e um circuito integrado de comunicações do sistema (por exemplo, Bluetooth)) totalmente integrado como parte do acessório de cabo com sensores.

[085] Em uma realização, o circuito integrado de PSD, um circuito integrado de comunicações do sistema e outros circuitos integrados, como conversores A/D e circuitos integrados de temporização, conforme necessário, podem ser montados sobre um circuito flexível ou uma pequena placa de circuito impresso (por exemplo, FR4), que é acoplada a um elemento de eletrodo isolado que se estende em torno da camada de isolamento do condutor portador de energia da emenda de cabo. Desse modo, uma SAU separada não é necessária para o sistema 300, já que o acessório integrado de cabo com sensores pode receber, manipular, analisar, processar ou, de outro modo, transformar os sinais de dados brutos do sensor em sinais que podem ser usados em um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA).

[086] Além disso, um dispositivo coletor de energia (por exemplo, os dispositivos de 315a a 315c) podem ser integrados como parte das emendas de cabo com sensores, de 310a a 310c, para fornecer energia suficiente ao conjunto de circuitos integrados PSD/Bluetooth. O dispositivo coletor de energia usado nesta realização da invenção pode ser construído de um modo similar, por exemplo, aos dispositivos coletores de energia descritos no pedido de patente EP n° 14169529.6, aqui incorporado na íntegra, a título de referência. Nessa construção exemplificadora, um dispositivo coletor de energia pode ser usado para alimentar um dispositivo de detecção colocalizado como parte de um acessório de cabo com sensores.

[087] Os dados processados provenientes do acessório de cabo com sensor, de 310a a 310c, podem ser comunicados a uma rede ou um SCADA por meio de um transceptor 340. Conforme mostrado na Figura 6, o transceptor 340 é configurado como uma porta de comunicação ambientalmente robusta. Nesta realização, o transceptor 340 pode incluir circuitos eletrônicos de muito baixo consumo de energia completamente integrados (um SOC para detecção de eventos síncronos no tempo), juntamente com módulos de GPS e de comunicação por rádio versátil. O transceptor 340 pode ser alimentado por uma fonte de bateria, conforme descrito acima. Conforme mostrado na Figura 6, o transceptor 340 é montado diretamente sobre a tampa de entrada 51. Além disso, a porção superior do transceptor 340 é projetada para ficar substancialmente nivelada a uma superfície superior da tampa da entrada 51. Desse modo, é reduzido o risco de danos ao transceptor causados por elementos externos.

[088] O transceptor 340 pode comunicar-se por comunicação sem fio com os componentes internos do recinto, como o acessório de cabo com sensor de 310a a 310c, por meio de um protocolo de comunicação de curto alcance (por exemplo, Bluetooth). Nesta realização, a unidade de transceptor 340 compreende, também, uma antena posicionada acima do nível do solo resistente ao meio ambiente, conforme descrito acima. A antena posicionada acima do nível do solo pode ser alojada na porção do transceptor 340 que é substancialmente nivelada à, ou que se estende acima da (consultar a Figura 1) superfície superior da tampa de entrada 51, e que está acoplada a um rádio que se comunica com redes de comunicação sem fio amplamente disponíveis na superfície, como WiFi, WiMax, telefonia móvel (3G, 4G, LTE), bandas licenciadas privadas etc. O transceptor 340 pode incluir, também, componentes eletrônicos da porta de comunicação que fornecem uma interface entre sinais e comunicações de rádio na superfície e o acessório de cabo com sensores, por comunicação sem fio através de uma segunda antena.

[089] Em uma realização alternativa, o transceptor 340 pode ser adicionalmente integrado a um ou mais sensores, como um sensor ambiental (por exemplo, um sensor de gás, fumaça, temperatura etc.). O transceptor 340 pode, também, incluir um circuito integrado de PSD, um circuito integrado de comunicações do sistema e outros circuitos integrados, como conversores A/D e circuitos integrados de temporização, conforme necessário, para comunicação entre o sensor ambiental e uma rede ou um SCADA.

[090] Além disso, múltiplos sistemas subterrâneos de comunicação de dados podem ser configurados para se comunicarem entre si, bem como com uma rede na superfície, como um sistema SCADA de serviço público. Por exemplo, o primeiro sistema de comunicação de dados subterrâneo 100a pode se comunicar diretamente com o segundo sistema de comunicação de dados subterrâneo 100b, além de se comunicar com a rede acima do nível do solo.

[091] Com mais detalhes, a Figura 7 fornece um outro fluxograma de comunicações exemplificador que ilustra um esquema de comunicações exemplificador.

[092] Similar à realização do sistema 200 (mostrado na Figura 5), a unidade de porta de comunicação é colocalizada com o transceptor 240. Em outras realizações, a unidade de porta de comunicação pode ser colocalizada com a SAU.

[093] No exemplo da Figura 7, a medição pode ser comunicada a uma SAU (seja por tecnologia sem fio ou com fio), ou pode ser processada pelo próprio sensor ativo, dependendo do tipo de sensor utilizado. Presumindose que os dados sejam enviados a uma SAU, a SAU processa o sinal medido mediante a realização de um ou mais modos de análise. Neste exemplo, a SAU 220 pode registrar uma medição (etapa 362) de uma condição em tempo real de uma linha elétrica, neste exemplo proveniente de um dispositivo de monitoramento, como o sensor 310a. A SAU 220 determina se deve ou não transmitir os dados formatados (etapa 364) ao transceptor/à unidade de porta de comunicação. Em caso negativo, na etapa 366, a SAU determina se deve analisar os dados. Se os dados não forem analisados, são enviados ao armazenamento de dados (etapa 374). Caso os dados devam ser analisados, pode ser realizada uma análise e/ou detecção de evento pode ser realizada (etapa 368) pela SAU. Com base na análise, a SAU pode orientar uma certa ação, como uma ação de controle, e/ou os dados são armazenados na memória (etapa 374).

[094] Caso os dados devam ser comunicados fora do recinto, dados formatados/medidos/analisados são comunicados ao transceptor/unidade de porta de comunicação (seja por comunicação sem fio ou através de uma linha de comunicações) na etapa 375. Nesta realização, o transceptor 240 é tipicamente mantido em modo de repouso (etapa 380), e será sinalizado para despertar (etapa 377) ao receber um sinal de dados proveniente da SAU, o qual é armazenado no armazenamento de dados (etapa 376). Caso contrário, nesta realização, a unidade de transceptor/porta de comunicação desperta em um tempo predeterminado.

[095] É tomada uma decisão (seja na SAU ou no transceptor/na unidade de porta de comunicação) de transmitir os dados na etapa 378. Se os dados não forem enviados, o transceptor/a unidade de porta de comunicação pode ser colocado(a) novamente no modo de repouso (etapa 380). Um pacote de dados é formatado pela unidade de porta de comunicação, e é transmitido a partir do transceptor por meio de um protocolo de telecomunicações padrão ou privado (etapa 399) para um serviço de dados em nuvem ou um SCADA (etapa 398). A entidade que recebe os dados (por exemplo, o centro de operações ou o veículo de serviços) pode, então, agir quanto à notificação proveniente da unidade de transceptor/porta de comunicação. Por exemplo, um receptor WAN (por exemplo, uma unidade receptora móvel, como um técnico de assistência tendo um dispositivo de comunicação carregado com o aplicativo apropriado, ou o centro de operações do fornecedor de serviços) pode receber o pacote de dados proveniente do transceptor, consultar, decriptografar e/ou decodificar as informações (na etapa 390). Esta informação pode ser comunicada por meio das comunicações por internet ou rede (etapa 395) de/para o serviço de dados em nuvem ou o SCADA (398), com consumo de dados por aplicativos web (etapa 396). Na etapa 396, por exemplo, pode ocorrer uma transferência de estado representacional, criando, lendo, atualizando e/ou apagando, assim, as informações em um servidor.

[096] Em uma realização, esse tipo de sistema de comunicação permite que uma empresa de serviços localize precisamente uma localização de falha no subsolo, economizando, assim, tempo e despesas para entrar e inspecionar fisicamente uma variedade de localizações de câmara dentro da rede. Além disso, realizar as ações locais apropriadas pode restaurar rapidamente o atendimento ao consumidor e prevenir danos posteriores à rede em si. Adicionalmente, esse sistema de comunicação possibilita que um serviço público se comunique diretamente com um determinado recinto, transceptor e/ou SAU, para reconfigurar ou atualizar as configurações do sistema, as tabelas e os limiares para detecção de energia e ambiental.

[097] Similar ao discutido acima, em uma realização alternativa, o sistema de comunicação subterrâneo 300 poderia ser implementado em um ambiente acima do nível do solo, como onde entram os cabos de baixa, média ou alta tensão provenientes do subterrâneo, e são expostos no equipamento no nível do solo. Por exemplo, as emendas de cabo com sensores e o transceptor poderiam ser implementados em um recinto para transformador posicionado acima do nível do solo. Por exemplo, dispositivos posicionados no nível do solo ou acima do nível do solo que podem usar um ou mais desses sistemas de comunicação incluem, por exemplo, transformadores de potência ou de distribuição, motores, mecanismos de comutação, bancos de capacitores e geradores. Além disso, um ou mais dentre esses sistemas de comunicação podem ser implementados em aplicações de automonitoramento, como pontes, viadutos, monitoramento de veículos e placas, metrôs, barragens, túneis e edifícios. Os próprios dispositivos de monitoramento, ou tais como combinados com uma SAU, podem ser implantados em sistemas que exijam capacidades computacionais com muito baixo consumo de energia, acionadas pela ocorrência, identificação e localização do evento, bem como ação tomada por meio de uma unidade autoalimentada. Adicionalmente, a integração dos recursos de GPS juntamente com eventos síncronos no tempo leva à descoberta de problemas importantes com detecção precoce, com limiares definidos e algoritmos para uma variedade de aplicações/falhas/degradação incipientes de importantes componentes estruturais ou do serviço público. Uma outra variável é a construção mecânica não destrutiva, que teria a capacidade para ser usada em aplicações razoavelmente arriscadas.

[098] Por exemplo, a Figura 8 mostra um recinto exemplificador 20 que pode ser implementado no nível do solo ou acima do nível do solo, e que inclui um sistema de comunicações 400. Nesta realização exemplificadora, o recinto 20 inclui uma ou mais linhas elétricas, como as linhas elétricas de 405a a 405c (transportando, por exemplo, energia em baixa, média ou alta tensão). Em realizações alternativas, o recinto 20 poderia abrigar um banco de capacitores, um motor, um mecanismo de comutação, um transformador de potência ou distribuição, um gerador e/ou outro equipamento de serviço público.

[099] O recinto 20 também inclui ao menos um dispositivo de monitoramento disposto em seu interior, que pode monitorar uma condição física da câmara ou dos componentes ou equipamentos situados na câmara. Por exemplo, nesta realização, um sensor de corrente (de 410a a 410c), como uma bobina de Rogowski, que produz uma tensão que é proporcional à derivada da corrente, é fornecido em cada linha elétrica de 405a a 405c. Adicionalmente, pode também ser incluído um sensor ambiental 413. Outros dispositivos sensores, como aqueles descritos acima, também podem ser usados dentro do recinto 20.

[0100] Os sinais de dados brutos podem ser transportados dos sensores, por meio das linhas de sinal de 430a a 430c, até uma unidade de análise com sensores (SAU, de "sensored analytics unit") 420. A SAU 420 pode ser montada em uma localização central dentro do recinto 20, ou ao longo de uma parede ou outra estrutura interna. A SAU 420 inclui um processador de sinal digital (PSD) ou sistema em um chip (SOC) para receber, manipular, analisar, processar ou, de outro modo, transformar esses sinais de dados em sinais que possam ser usados em um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA). Além disso, o PSD pode realizar algumas operações independentemente do SCADA. Por exemplo, o PSD pode realizar a detecção, o isolamento e a localização de falhas, bem como o monitoramento e a emissão de relatórios sobre as condições. Além do mais, o PSD/SAU pode ser programado para fornecer recursos adicionais, como tensão (V), otimização de potência reativa (VAr), medição de fasor (sincrofasor), detecção de falha incipiente, caracterização de carga, análise postmortem de eventos, identificação de forma de onda de assinatura e captura de eventos, autorrecuperação e otimização, auditoria energética, descarga parcial, análise de harmônicos/sub-harmônicos, análise de tremulação e análise de corrente de fuga.

[0101] Além disso, o PSD e outros circuitos integrados usados na SAU podem ser configurados para exigir apenas baixos níveis de potência, da ordem de menos de 10 W. Nesta realização, pode-se fornecer energia à SAU 420 por meio de uma bobina coletora de energia 415, que pode ser acoplada a uma das linhas elétricas para fornecer energia suficiente à SAU por meio do cabo de alimentação 417. Além disso, a SAU 420 pode ser implementada com uma bateria de reserva (não mostrada).

[0102] Os dados processados provenientes da SAU 420 podem ser comunicados a uma rede ou um SCADA por meio de um transceptor 440. Nesta realização, o transceptor 440 pode incluir circuitos eletrônicos de muito baixo consumo completamente integrados (um SOC para detecção de eventos síncronos no tempo), juntamente com módulos de GPS e de comunicação por rádio versátil. O transceptor 440 pode ser alimentado por uma fonte de energia da linha de distribuição no interior do recinto 20, uma fonte de bateria ou por transferência de energia sem fio (como um transmissor de energia sem fio, não mostrado). A SAU 420 pode comunicar-se com o transceptor 440 por meio de conexão direta com um cabeamento de cobre e/ou fibra 431.

[0103] Nesta realização, o transceptor 440 pode ser montado diretamente sobre a superfície de topo (ou outra superfície) do recinto 20. O transceptor 440 pode comunicar-se com os componentes internos do recinto, como a SAU 420, por meio dos cabos de 430a a 430c. O transceptor 420 pode realizar as funções de conexão, segurança e tradução de dados da rede entre as redes externas e internas, se necessário.

[0104] Em uma outra realização, a SAU 420 pode ser configurada como uma unidade modular ou atualizável. Tal unidade modular pode possibilitar a conexão de adaptadores ou módulos separados por meio de uma ou mais portas de interface. Conforme mostrado na Figura 8, múltiplos sensores (de 410a a 410c, 413) são conectados à SAU 420. Tal realização pode possibilitar o monitoramento das linhas de transmissão de energia elétrica e/ou uma variedade de sensores ambientais adicionais, similares ao sensor 413, que pode detectar parâmetros como gás, água, vibração, temperatura, níveis de oxigênio etc.). Em uma realização alternativa, por exemplo, o sensor 413 pode compreender uma câmera de imageamento térmico para observar um perfil de temperatura do ambiente e dos componentes no interior do recinto. Os PSD/outros circuitos integrados supracitados podem oferecer capacidades computacionais para interpretar, filtrar, ativar, configurar e/ou comunicar-se com o transceptor 440. Os blocos de adaptadores ou conectores podem abrigar circuitos adicionais para criar um front-end de analógico para digital. Os blocos de adaptadores ou conectores podem, também, incluir um circuito elétrico com tecnologia ligar e usar ("plug-and-play") para identificar e reconhecer automaticamente o módulo de detecção inserido (e configurar automaticamente a sincronização e a temporização adequadas, bem como outras condições de comunicação apropriadas).

[0105] A Figura 9 mostra uma outra realização da invenção, um sistema de comunicação de dados subterrâneo 500. O sistema de comunicações 500 está disposto em um recinto subterrâneo exemplificador, neste caso a câmara subterrânea 11. Nesta realização exemplificadora, a câmara 11 inclui uma ou mais linhas elétricas, como as linhas elétricas de 505a a 505c (transportando, por exemplo, energia em baixa, média ou alta tensão).

[0106] O recinto ou a câmara 11 pode ser acessado a partir da superfície por meio de uma porta de entrada 55, a qual inclui uma tampa do poço de inspeção modificada 501 e um anel ou flange 52. Nessa realização, a câmara 11 pode ser construída como uma câmara subterrânea convencional, geralmente utilizada por serviços elétricos, de gás, de água e/ou outros serviços. Em realizações alternativas, porém, o sistema de comunicação de dados subterrâneo 500 pode ser usado em um outro tipo de recinto ou estrutura similar, como um bueiro, porão, depósito subterrâneo, poço, abrigo, tubulação ou outro recinto subterrâneo.

[0107] A câmara também inclui ao menos um dispositivo de monitoramento disposto em seu interior, que pode monitorar uma condição física da câmara ou dos componentes ou equipamentos situados na câmara. Por exemplo, nesta realização, um sensor de corrente (de 510a a 510c), como uma bobina de Rogowski, que produz uma tensão que é proporcional à derivada da corrente, é fornecido em cada linha elétrica de 505a a 505c. Alternativamente, outros dispositivos sensores, como aqueles descritos acima, podem ser usados dentro do recinto 11.

[0108] Os sinais de dados brutos podem ser transportados dos sensores, por meio das linhas de sinal de 530a a 530c, até uma unidade de análise com sensores (SAU, de "sensored analytics unit") 520. A SAU 520 pode ser montada em uma localização central dentro da câmara 11, ou ao longo de uma parede ou outra estrutura interna da câmara. Conforme mostrado na Figura 9, a SAU pode ser montada em uma parede de topo da câmara 11. A SAU 520 inclui um processador de sinal digital (PSD) ou sistema em um chip (SOC) para receber, manipular, analisar, processar ou, de outro modo, transformar esses sinais de dados em sinais que possam ser usados em um sistema de supervisão e aquisição de dados (SCADA). Além disso, o PSD pode realizar algumas operações independentemente do SCADA. Por exemplo, o PSD pode realizar a detecção, o isolamento e a localização de falhas, bem como o monitoramento e a emissão de relatórios sobre as condições. Além do mais, o PSD/SAU pode ser programado para fornecer recursos adicionais, como tensão (V), otimização de potência reativa (VAr), medição de fasor (sincrofasor), detecção de falha incipiente, caracterização de carga, análise postmortem de eventos, identificação de forma de onda de assinatura e captura de eventos, autorrecuperação e otimização, auditoria energética, descarga parcial, análise de harmônicos/sub-harmônicos, análise de tremulação e análise de corrente de fuga.

[0109] Além disso, o PSD e outros circuitos integrados usados na SAU podem ser configurados para exigir apenas baixos níveis de potência, da ordem de menos de 10 W. Nesta realização, pode-se fornecer energia à SAU 520 por meio de uma bobina coletora de energia 515, que pode ser acoplada a uma das linhas elétricas para fornecer energia suficiente à SAU por meio do cabo de alimentação 517.

[0110] Além disso, a SAU 520 pode ser implementada com uma bateria de reserva (não mostrada). Adicionalmente, a SAU 520 pode incluir sensores adicionais para monitorar, por exemplo, condições ambientais no interior do recinto.

[0111] Os dados processados provenientes da SAU 520 podem ser comunicados a uma rede ou um SCADA por meio de um transceptor 540. Nesta realização, o transceptor 540 pode incluir circuitos eletrônicos de muito baixo consumo completamente integrados (um SOC para detecção de eventos síncronos no tempo), juntamente com módulos de GPS e de comunicação por rádio versátil. O transceptor 540 pode ser alimentado por uma fonte de bateria ou por transferência de energia sem fio (como um transmissor de energia sem fio, não mostrado). A SAU 520 pode comunicar-se com o transceptor 540 por meio de conexão direta com um cabeamento de cobre e/ou fibra 531. Alternativamente, o transceptor 540 pode incluir, também, componentes eletrônicos de porta de comunicação que fornecem uma interface entre sinais e comunicações de rádio na superfície e a SAU 520, por comunicação sem fio através de uma segunda antena.

[0112] Nesta realização, o transceptor 540 pode ser montado diretamente sobre a porção de anel ou flange 52 da porta de entrada 55. Nesta realização, pode-se configurar uma estrutura de braçadeira ou de montagem 541 para ser montada ao anel ou flange 52 e ali prender o transceptor 540. A tampa de entrada 501 pode incluir uma porção recortada 53 ao longo de seu perímetro, que se conforma ao formato externo do transceptor/da estrutura de braçadeira. Desse modo, a porção superior do transceptor 540 é projetada para ficar substancialmente nivelada a uma superfície superior da tampa de entrada 501. Consequentemente, é reduzido o risco de danos ao transceptor 540 causados por elementos externos. Além disso, o risco de danos ao transceptor 540 ou de desconexão do cabo 531 é reduzido, caso a tampa de entrada 501 não seja adequadamente removida.

[0113] O transceptor 540 pode comunicar-se com os componentes internos do recinto, como a SAU 520, por meio dos cabos de 530a a 530c e/ou por meio de um protocolo de comunicação de curto alcance (por exemplo, bluetooth, WiFi, ZigBee, ANT). Dessa forma, a unidade de transceptor 540 pode fornecer uma porta de comunicação que permite a comunicação dos equipamentos/dispositivos de monitoramento subterrâneos (por exemplo, SAU 520) de e para as redes de comunicação aéreas. Nesta realização, a unidade de transceptor 540 compreende, também, uma antena aérea resistente ao meio ambiente, conforme descrito acima. A antena posicionada acima do nível do solo pode ser alojada na porção do transceptor 540 que é substancialmente nivelada à superfície superior da tampa de entrada, e que está acoplada a um rádio que se comunica com redes de comunicação sem fio amplamente disponíveis na superfície, como WiFi, WiMax, telefonia móvel (3G, 4G, LTE, GSM), banda licenciada privada, bandas não licenciadas etc. O transceptor realiza as funções de conexão, segurança e tradução de dados da rede entre as redes acima do nível do solo e subterrâneas. Em outras realizações, os componentes eletrônicos da porta de comunicação podem estar dispostos no interior do SAU, que pode formatar os pacotes de dados em um formato de rede adequado e enviar os sinais formatados a uma antena transmissora do transceptor, por meio de um cabo de sinal padrão.

[0114] A presente invenção foi descrita, no momento, com referência às suas diversas realizações individuais. A descrição detalhada anteriormente mencionada foi fornecida apenas para clareza de entendimento. Nenhuma limitação desnecessária deve ser compreendida ou concluída a partir destas. Todas as referências à direita, esquerda, frente, posterior, cima, baixo, bem como todas as referências às direções, têm função meramente exemplificativas e não limitam a invenção reivindicada. Ficará evidente para os técnicos no assunto que muitas alterações podem ser feitas nas realizações descritas sem que se afaste do escopo da invenção. Assim, o escopo da presente invenção não deve ser limitado aos detalhes e estruturas descritos aqui, mas ao invés disso, pelas estruturas descritas pela linguagem das reivindicações e equivalentes daquelas estruturas.

Claims

1. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100), caracterizado por compreender: um transceptor (140) que inclui eletrônicos ativos, uma antena e um circuito de GPS disposto em uma porta de entrada de metal (55) para um recinto (20), sendo que o transceptor (140) inclui um alojamento (141), sendo o alojamento (141) montável à porta de entrada de metal (55), sendo que o transceptor (140) está configurado para se comunicar com uma rede fora do recinto (20); um dispositivo de monitoramento disposto no recinto (20), que fornece dados relacionados a uma condição em tempo real dentro do recinto (20); e uma unidade de análise de sensores (220) para processar os dados provenientes do dispositivo de monitoramento/sensor e gerar um sinal de dados processados, e para comunicar ao transceptor (140) o sinal de dados processados.

2. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dispositivo de monitoramento compreender um sensor (413).

3. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo sensor detectar ao menos um dentre: potência, tensão, corrente, temperatura, materiais combustíveis ou subprodutos de combustão, tensão mecânica, movimento mecânico, umidade, condição do solo, pressão, atmosfera perigosa, fluxo de líquidos, vazamento, fim da vida útil ou validade do componente, presença de equipe, estado físico, nível de luz e vibração.

4. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de análise de sensores (220) incluir um processador de sinal digital.

5. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de análise de sensores (220) incluir um circuito integrado de comunicações em rede sem fio.

6. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de transceptor (140) incluir uma antena e um rádio reforçados posicionados acima do nível do solo.

7. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo transceptor (140) ser configurado para enviar informações agregadas a montante a outro nó de agregação ou servidor em nuvem posicionado acima do nível do solo.

8. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo transceptor (140) ser configurado para responder às mensagens enviadas ao mesmo por um nó de agregação ou nuvem a montante.

9. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo recinto (20) compreender um recinto subterrâneo, e pela porta de entrada (55) compreender uma tampa do poço de inspeção (52) e uma porção anular para receber a tampa do poço de inspeção (52).

10. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo transceptor (140) ser preso à tampa do poço de inspeção (52) e uma porção do alojamento (141) do transceptor (140) se estender através de um orifício formado na tampa de entrada (51).

11. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela porção de alojamento (141) do transceptor (140) que se estende através do orifício formado na tampa de entrada (51) ser nivelada a uma superfície superior da tampa de entrada (51).

12. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo transceptor (140) ser preso a uma porção anular da porta de entrada (55).

13. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um dispositivo coletor de energia (215) acoplado a ao menos uma linha de transmissão de energia elétrica situada no recinto (20).

14. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS (00) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela unidade de análise de sensores (220) conter uma pluralidade de portas de interface configuradas para se conectarem a um ou mais sensores ambientais (413).