CN101248467A - 遥测信号收集、处理、诊断、发送、控制和激活*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子设备***,其旨在收集来自其监视区域的设备的数据、处理该数据、诊断设备故障并将数据传给中央控制***、接受命令、激活安装在监视区的在用设备,由此允许远程中央控制操作员诊断设备故障并解决与安装和监视的设备相关的故障,该设备安装在移动电话天线掩蔽区、位于远程区域。***提供以下可能性:对监视区域人员的工作访问控制、本地处理电源、经GSM网络从监视区域向远程控制***传输数据、处理信息以及智能地向操作员传输相关和处理的数据、远程作用远程***并测量远程设备工作。结果节约了时间、维护成本和人力,因为通过智能相关处理的数据操作员能远程解决确定的故障或作出正确决定且在远程站点只发送要求的专家组以恢复故障。
Description
技术领域
1.本专利申请涉及电子设备***,所述***旨在收集来自其监视的一定区域的设备的数据、处理该数据、诊断设备故障并将数据传送给中央控制***、接受命令、激活安装在所述监视区域的在用设备,由此允许远程中央控制操作员诊断设备故障并解决那些与安装的和监视的设备相关的故障,所述设备安装在移动电话天线掩蔽区(antenna shelters)、位于远程区域。
这些处理和操作的结果是节约了人力。
背景技术
2.a.该专利是对KINTEC S.A的现有发明的改进,发明人是KiriakosTsigiroglou,John之子,该现有发明已经在2003年9月26日(在希腊)以专利号Nr 1004348授权并登记,并进行了国际分类(INT.CL:H04Q7/22,G01W 1/02,G01W 1/10,H02H 5/00)。
以上专利的目的在于通过无线电话的微波基站管理网络收集、处理、提供遥测信号。
b.除了以上登记的KINTEC S.A的发明以外,还有其它类型的KINTEC装置,目的是可选择地收集、处理和发送来自监视区域的数据。
发明内容
该设备被设计为用在工业环境中并且使用软件,不提供可编程逻辑控制器(PLC)逻辑。
该设备还与外部自动传感器相连,所述外部自动传感器结合了基本信号逻辑以便与所述设备通信,而所述设备向远程控制操作员发送原始数据。
3.以上专利申请提供的区别之处在于:
a.它采用特定的电子访问卡提供了监视区域的个体的访问控制功能,所述电子访问卡携带独特的、无篡改访问码,并使用已授权卡持有者的本地保持的数据库,以便于它们只允许已授权卡持有者访问,甚至是在与远程中央控制站的通信已经丢失的情况下。
b.它提供了本地处理能力以便直接与监视的本地在用设备相连,而不必要求外部传感器决定监视数值(例如电压)是否处于临界值以及何时启动适当的信号。
这是采用用于检测监视数值的临界电平的嵌入式电子电路和嵌入式特定测量、数字化和判定软件来实现的。
c.信息向远程中央控制***的传输通过公共移动电话GSM网络,而不止来自移动电话基站的专用微波管理网络。
d.发送到远程中央控制***的信息以这样的方式处理,以便向操作员呈现不只是简单的测量数值而是用于操作的直接提示,例如“呼叫消防队”、“呼叫电力公司”、“呼叫空调服务”等等。通过向***的软件中嵌入关于安装的在用设备的所有积累的经验以及通过在***的软件中使用已经物化的可编程逻辑控制器(PLC),这已经得以实现。
e.该专利申请允许远程中央控制***的操作员远程操作以便于防止故障扩散到其它安装的在用子***,例如当发生器不能启动时,通过关闭空调单元来防止紧急电池过载。
特别地:
在紧急情况下,释放移动电话天线掩蔽区的大门上的电子锁。
f.该专利申请允许远程中央控制***的操作员在他认为必要时检查引起关于操作的特定提示的测量值。例如,如果***提示呼叫电力公司,操作员能独立地和检查市电网提供的电压的测量值、发生器和电池,以及发生器燃料的水平。
g.所有上述a、b、c、d、e、f在电子材料和软件的统一***中提供,并且移动电话天线掩蔽区内的新激活设备的每次增加在参数上被嵌入***中并且被远程中央控制***经由统一的软件监视。
该专利申请节约了成本,因为它通过向远程中央控制***的操作员提供正确的丰富信息以便调动适当人员恢复严重故障将向移动电话掩蔽区的不必要移动减到最小。例如,简单的“空调不正常”信号会导致不必要地派遣空调服务团队,而该问题的真正原因是市电电源的相位丢失和因缺少燃料发生器不能启动。
在确定空调不工作以后,本专利申请使用组合的逻辑检查作为向空调供电被记录在数据库中的相位R的存在,检查发生器是否工作,并且如果不工作检查可用燃料的水平。因此,对于操作员来说,***提示“呼叫燃料提供联系方”是唯一有价值的有用提示,操作员可以直接操作,这样减少了故障恢复的时间和成本。
5.本专利申请的设计使得它能够被工业化批量生产。
6.本专利申请在电子材料和软件方面是统一的,不使用工业PLC,包含嵌入式人员访问控制***,并且可扩展而无需任何设计改变。
具体实施方式
7.该***包括:
a.基本单元,具有:微处理器、与GMS/GPRS调制解调器互连的通信端口、访问控制读卡器互连端口、紧急按钮互连端口、电子锁互连端口、输入测量数字数据的输入端口、用于与被监视遥控激活设备互连的输出端口、230VAC/18VAC电源、12V/7.2Ah铅电池以及基本的内部连线。使用一种特殊的电缆将该单元连接到市电电源。
b.一单元,具有:使用微处理器的两个电子器件;用于与电池电压的当前测量互连的输入端口;市电相位(R/S/T)电压;对应的发生器相位(R/S/T)电压;用于与控制六个机械化的(motorised)开关的电动机的两个电子器件互连的端口,所述开关控制负载;13.8VDC-5A电源和12-12Ah铅电池以及基本的内部连线和用于与电子配电盘链接的特殊类型电缆。
还包括用于与燃料水平感应器互连的电子器件。
c.用于测量移动电话掩蔽区内的环境参数值的***装置,所述参数例如湿度、温度、燃料水平等。
d.***访问控制装置,例如读卡器、电子锁、紧急按钮(用于释放锁)等。
e.对于***的操作必不可少的统一软件。
这包括:
在“windows”环境中开发的软件,用于相远程中央控制***呈现正在发生的事件、操作提示、测量值、事件和操作的历史以及遥测信号的启动。
8.本专利申请收集、检查和处理来自监视区域的信息,并且向远程中央控制***通知以下诊断提示:
8.1“呼叫消防队”
例如,两个火警传感器都被激活,没有人员出现在掩蔽区并且没有检测到入侵。
8.2“呼叫电源维修分包人”
例如,提供电源的保险丝烧断,对应的市电相位出现并且电池电压值确认了故障。
8.3“呼叫空调维修服务”
例如,市电没有中断,被监视区域温度处于最高允许水平,并且尽管一个或两个空调单元还在工作但是不能对被监视区域进行制冷。
8.4“呼叫掩蔽区电池维修服务”
例如,当来自电源的电压中断后,“低电池”状态出现,其持续时间长于指定时间,并且这已经由相关的电池电压测量确认。
8.5“呼叫燃料供应”
例如,发生器正在工作,燃料水平测量确认燃料水平已经到达燃料的最低安全水平。
8.6“呼叫发生器维修/服务人员”
例如,在已经由相关的电压测量确认的电力公司的中断之后,如相关的发生器电压测量以及“发生器启动故障”指示信号确认的,发生器不能工作。
8.7“呼叫区域物理安全”
例如,在掩蔽区内没有授权人员,电力公司已经中断。有强行入门的情况并且已经告知入侵者警报。
8.8“呼叫航行灯维修服务”
例如,已经告知“航行灯故障”警报,低亮度/夜晚传感器被激活并且到航行灯的电力并没有中断。
8.9“呼叫无线网络工程师”
例如,在掩蔽区内没有授权人员,未检测到入侵并且告知“溢水(wateroverflow)”警报。
8.10“呼叫电工/电子工厂维修服务”
例如,存在市电电源中断,但是发现电力公司相位的电压测量位于可接受的限度内。
8.11“呼叫灭火维修服务人员”
例如,两个火警检测器都已经被激活并且已经告知“气体释放”状况。
8.12“呼叫KINTEC”
例如,已经告知“到主配电盘中断”但是测量确认所有的市电相位都处于正常状态。
9.命令从远程中央控制站发送到被监视区域,以便对6个在用器件通电/断电。这些操作由相关的反馈进行确认,并参考以下:
9.1激活/去激活2个空调单元。当操作员接收到关于至所述单元的电源中断的信息时,他可以远程地接通对应的被监视开关。该操作由相关的反馈确认。
9.2激活/去激活3个供电***。当操作员决定执行电池放电时,他将3个电源/充电器从电池断电,该操作由相关的反馈进行确认。当重新开始时,3个机械化开关被再次通电以将电池返回到充电状态,并且该操作再次由反馈信号进行确认。
9.3激活/去激活发生器。当接收到“发生器不能启动”的信息时,操作员通过激活对应的机械化开关发起远程强制启动,并且该操作由相关的反馈消息进行确认。
10.中央控制站的操作员能够对掩蔽区的若干值执行若干测量,参考如下:
10.1测量和存储电池电压。该测量在100毫秒的时间帧内重复八次,如果单个测量位于48VDC***的+/-200mV范围内或者位于24VDC***的+/-120mV范围内,就将该值登记为可接受的并存储。如果不是,重复该过程,直到发现满意-稳定的值。
以上过程确保了可靠的电压测量,不受瞬间波动或电子噪声的影响。
10.2将以上登记的值与查找表相比较(考虑48VDC***+/-200mV或者24VDC***+/-120mV的容许误差),对每个表格创建3位数字二进制编码表,以下由***发送到中央控制站。
详细地,所述编码是:
对于48VDC电池标称电压:
发送到遥测***的42VDC值电压:000
发送到遥测***的43VDC值电压:001
发送到遥测***的44VDC值电压:010
发送到遥测***的45VDC值电压:011
发送到遥测***的46VDC值电压:100
发送到遥测***的47VDC值电压:101
发送到遥测***的48VDC值电压:110
发送到遥测***的49VDC值电压:111
对于24VDC电池标称电压:
发送到遥测***的20VDC值电压:000
发送到遥测***的21VDC值电压:001
发送到遥测***的22VDC值电压:010
发送到遥测***的23VDC值电压:011
发送到遥测***的24VDC值电压:100
发送到遥测***的25VDC值电压:101
发送到遥测***的26VDC值电压:110
发送到遥测***的27VDC值电压:111
注意:以上编码通过三个对应的继电器实现。状态(1)用ON(通电)继电器状态实现,状态(0)用OFF(断电)状态实现。
10.3如果已经发布自动充电命令,则程序跳到以上步骤2并且重复整个过程。
如果已经发布自动充电命令,则将登记的测量电压值再次与48V标称电压***的43VDC以及24V标称电压***的21VDC预定的自动充电值(断路点电压)相比较。
如果该电压小于预定的自动充电值(断路点电压),则释放自动充电继电器,将充电电路重置到工作状态。
如果电池的电压变得大于断路点电压,则30秒之后自动充电继电器再次被充电,一旦电池正常充电这使得相关电路去激活。
在将测量电压与断路点电压相比较时要考虑到对于普通电池电压48VDC和24VDC,电压差别是±150mV。
10.4通过监视是否软件工作在有效存储器区域对于适当功能进行软件自检,并且至少每400毫秒产生确认脉冲。
如果400毫秒间隔已过而没有确认脉冲,则认为微处理器工作不正常并且嵌入式电路通过对其进行硬复位强制其恢复工作。
10.5 RST测量和控制装置检查连接到它的六个(3个市电,3个发生器)相位中哪一个已经被选择用于监视。
它实现了选择相位的电压测量并且存储测量值。
该测量在100毫秒内重复八次,并且如果单个测量位于±1V内,则该值被登记为可接受并存储。如果不是,如果不是,重复该过程,直到发现满意-稳定的值。
以上过程确保了可靠的电压测量,不受瞬间波动或电子噪声的影响。
10.6将以上登记的AC电压值与查找表相比较(考虑±1V的容许误差),对每个表格创建3位数字二进制编码表,以下由***发送到中央控制站。
详细地,所述编码是:
对于没有电压(20-180VAC)发送到遥测***:000
发送到遥测***的大于或等于180VAC值电压:001
发送到遥测***的大于或等于190VAC值电压:010
发送到遥测***的大于或等于200VAC值电压:011
发送到遥测***的大于或等于210VAC值电压:100
发送到遥测***的大于或等于220VAC值电压:101
发送到遥测***的大于或等于230VAC值电压:110
发送到遥测***的大于或等于240VAC值电压:111
注意:以上编码通过三个对应的继电器实现。状态(1)用ON(通电)继电器状态实现,状态(0)用OFF(断电)状态实现。
10.7它检查程序工作是否正确,也就是说只要它在有效程序存在的区域工作,程序就在每规则时间间隔产生较小的工作良好的400毫秒振动。
如果大于400毫秒的时间间隔已过并且没有产生工作良好振动,则这意味着程序没有正确工作。这也就是说微控制器“被挂起”。
在这种情况下,微控制器控制良好工作的嵌入式电路强制微控制器从起始开始工作(硬件复位)。
Claims (33)
1.一种被设计为监视和维护一区域的自动电子***,其包括:-收集来自特定监视区域的数据的适当装置;-用于处理所述收集的数据的装置;-用于发送所述处理的数据并与一个或多个远程控制中心交换信息的装置;-用于控制对所述监视区域的访问的装置。
2.根据权利要求1所述的自动电子***,其特征在于,所述用于收集数据的装置与所述数据处理装置互连,以便可以在它们之间直接交换信息。
3.根据权利要求1和2所述的自动电子***,其特征在于,所述数据处理装置包括中央控制单元(控制器),所述中央控制单元包括至少一个逻辑控制器(微处理器)。
4.根据权利要求3所述的自动电子***,其特征在于,所述中央控制单元(控制器)具有可编程逻辑控制器(微处理器)的性能。
5.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,包括具有***设备和适当输入的中央控制单元(控制器),所述***设备用于访问控制,所述适当输入用于数据连接。
6.根据权利要求5所述的自动电子***,其特征在于,所述中央控制单元(控制器)包括以下数据输入或这些输入的任意组合:
A)到所述逻辑控制单元(微处理器)的用于访问控制的数据输入,
B)到所述逻辑控制单元(微处理器)的用于数据处理的数据输入,
C)到所述逻辑控制单元(微处理器)的用于电池的DC电压控制的数据输入,
D)到所述逻辑控制单元(微处理器)的用于电子电源或者发生器的AC电压控制的数据输入。
7.根据权利要求5或6所述的自动电子***,其特征在于,所述中央控制单元(控制器)包括至少一个数据输出。
8.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,所述用于数据收集的装置包括:
A)用于测量和控制所述电池(DC)的电子器件,所述电子器件具有对电压控制的阈值进行编程以及监督所述电池的自动放电/充电的能力,和/或
B)用于测量和控制电力网络电源或(在适当的情况下)所述发生器的电源(AC)的三个相位的电子器件,所述电子器件具有对电压控制的阈值进行编程的能力。
9.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,所述用于数据发送的装置包括具有无线接收和发送能力的适当调制解调器GMS/GPRS。
10.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其互连了各种数据和信息子***。
11.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,在预定的编程条件下,同时通过所述访问控制***的验证,其进行对收集数据的适当互连处理。
12.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其采用特定的电子访问卡提供了其监视的区域中的个体的访问控制功能,所述电子访问卡携带独特的、无篡改访问码,并使用已授权卡的本地数据库用于数据监视,以便于只允许拥有已授权卡的人员访问,甚至是在与所述远程中央控制中心的通信已经丢失的情况下。
13.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其允许控制命令从一个或多个远程控制中心经由数据传输和数据交换链路传送到相关的自动电子***,以便所述远程控制中心的操作员能够在正常情况下远程干预在用设备并恢复其和/或去激活所述设备以保护其和/或每次采取正确的判定以发送适当的专家组来解决站点上的故障。
14.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括电源电路。
15.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括不间断操作自动***。
16.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括四个继电器的至少两个电子器件,所述继电器的每一个用于互连所述电子设备。
17.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括至少六个受监视的开关以及有关的开关材料。
18.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括嵌入式逻辑电路的组合,所述逻辑电路用于监视、测量、显示测量和情况以及上述信息的登记。
19.根据以上权利要求任一项所述的自动电子***,其特征在于,其包括以下嵌入式逻辑电路的一些或者全部的组合:
A)连续监视、测量和显示:电子电源网络相位R、S、T的状态,来自电源电压测量的可编程期望电平或者来自它们之间的AND/OR逻辑组合的信号的可能性,
B)如4a段落所述,但是用于发生器的R、S、T相位,
C)连续监视、测量和显示:电池的状态,来自电源电压测量的可编程期望电平或者来自它们之间的AND/OR逻辑组合的信号的可能性,用于在放电之后对电池进行自动充电,
D)连续监视、测量和显示:发生器的柴油燃料的状态,来自测量的可编程期望电平和测量的组合的信号的可能性,发生器用于燃料消耗的工作类型和时间以及预防维护时间的计算,
E)用数据与已安装的软件数据库的同时相关性连续监视控制区域内人员的访问控制,以及自动地连续监视所有改变的传输,
F)在适当处理所有数据之后进行控制和传输,所述数据从外部告警***或独立的传感器获得,例如水位指示、烟雾检测、门的状况、入侵检测温度检测等。
20.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于电子继电器装置的嵌入,以服务电子设备的信号要求或操作要求。
21.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于提供了本地处理电源,以便其可以直接与本地激活设备相连,所述本地激活设备被监视而不需要具有嵌入式逻辑电路的外部传感器。
22.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于关于电子、电气材料和软件方面其是统一的,并且不使用工业可编程逻辑控制器(PLC)。
23.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于发送到中央远程***的数据已经被处理,以使得呈现给操作员的不是简单的物理值而是操作建议,所述操作建议是命令“呼叫消防队”或“呼叫公共电力公司”或“呼叫空调技术人员”等,这是通过将已安装激活设备积累的所有经验嵌入到***软件重并且使用了施加到***软件重的可编程逻辑控制器来实现的。
24.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其可以用天线掩蔽区内的新激活设备的每次增加来配置,将该增加的设备嵌入到所述***中并从所述中央远程控制***通过统一的软件监视它。
25.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其装入人员访问控制***。
26.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其是可扩展的而无需改变其设计。
27.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其发送用于验证中央远程控制***操作员的操作的信息。
28.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其被设计用于天线掩蔽区或者具有强无线频率场的区域,而不考虑它们的起源。
29.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其被设计用于移动电话天线掩蔽区。
30.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,其在统一的软件***下工作,根据(客户作出的)客户需求可以配置所述统一的软件***。
31.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,当授权人员出现在被监视/被控制的区域时,远程地从中央远程控制***的操作员或者本地地都不能采取操作,以保护出现的人员。
32.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,当没有与所述远程中央控制***的通信时,其按照编程的和配置的方式正常工作,至少在微处理器存储器《缓存器》中存储5.000数据,以便当通信恢复时,它将正常地发送存储的所有数据。
33.根据以上任一项权利要求所述的自动电子***,其特征在于,电子板放置在两个盒子内,所述盒子包括:基底、四个侧壁和可移动门/盖,并且所述电子板由材料(例如金属)构成,向人员提供保护,免受环境因素影响并且提供来自和去往所述环境的电磁屏蔽。
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