PL177942B1 - System zdalnego pobierania danych - Google Patents

Abstract

1. System zdalnego pobierania danych, zwlaszcza do ustalania zuzycia w budynkach, z wieloma zespolami pomiarowymi, z których kazdy ma czujnik pomiarowy, elektroniczny uklad nadawczy i polaczona z nim antene na- dawcza, z co najmniej jedna antena odbiorcza, elektronicznym ukladem odbiorczym dolaczo- nym do anteny odbiorczej i polaczonym z nim zespolem oceniajacym, znamienny tym, ze antena odbiorcza (16) ma po jednym segmen- cie antenowym dla ustalonych obszarów bu- dynku, korzystnie dla kazdego pietra 1 rózne segmenty antenowe anteny odbiorczej (16) sa przylaczone do wspólnego przewodu ante- nowego (22), który jest polaczony z wej- sciem elektronicznego ukladu odbiorczego (32). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest system zdalnego pobierania danych, zwłaszcza do ustalania zużycia w budynkach.

Znany jest system zdalnego pobierania danych, przedstawiony w opisie WO-A-94/03882 (polski analog, patent nr 172 460), w którym stosuje się jeden elektroniczny układ odbiorczy do odbierania dużej liczby sygnałów danych z zespołów pomiarowych przesyłanych drogami radiowymi, ich przetwarzania i udostępniania zespołowi oceniającemu.

W wielu zastosowaniach warunki transmisji danych, przesłanianie, odbicia, różniąsię bardzo dla różnych zespołów pomiarowych. W budynkach jest to na przykład uwarunkowane ścianami leżącymi zawsze pomiędzy zespołem pomiarowym a anteną odbiorczą. Także zmienne odbicia i załamania na przedmiotach stałych i ruchomych prowadzą do odbioru wielokrotnego, wpływającego niekorzystnie na bezpieczeństwo transmisji danych. Pewnąpoprawę można uzyskać dzięki starannemu zaprojektowaniu anten nadawczych i odbiorczych, co jednak w praktyce wymaga zastosowania złożonych pomiarów i dopasowań do miejsca, aby zapewnić bardzo dużą wartość, ponad 99%, poprawnej transmisji danych z zespołów pomiarowych do zespołu oceniającego. Zwiększenie bezpieczeństwa transmisji danych można wprawdzie zapewnić przez zwiększenie mocy nadawczej, ale stoją temu na przeszkodzie przepisy dla dróg transmisji radiowej, a z drugiej strony ograniczona pojemność baterii stosowanych w zespołach nadawczych.

Bez zwiększania mocy nadawczej można poprawić bezpieczeństwo transmisji danych znanego systemu zdalnego pobierania danych dzięki temu, że dla każdej grupy zespołów pomiarowych o podobnych właściwościach transmisji, na przykład zespołów pomiarowych umieszczonych na jednym piętrze budynku, stosuje się każdorazowo antenę, elektroniczny układ

177 942 odbiorczy i zespół oceny wstępnej, a różne zespoły oceny wstępnej łączy się kablem z głównym zespołem oceniającym. Tego typu system jest jednak złożony.

W systemie według wynalazku antena odbiorcza ma po jednym segmencie antenowym dla ustalonych obszarów budynku, korzystnie dla każdego piętra i różne segmenty antenowe anteny odbiorczej sąprzyłączone do wspólnego przewodu antenowego, który jest połączony z wejściem elektronicznego układu odbiorczego.

Korzystnie przewód antenowy jest przewodem koncentrycznym oraz każdy segment antenowy anteny odbiorczej jest dołączony poprzez trójnik i obwód sprzęgający do przewodu antenowego bez odbić.

Korzystnie impedancja wejściowa elektronicznego układu odbiorczego oraz impedancja obciążająca przewodu antenowego umieszczona na wolnym końcu przewodu antenowego, przeciwległym do elektronicznego układu odbiorczego, odpowiadająimpedancji falowej przewodu antenowego.

Korzystnie długość segmentów antenowych anteny odbiorczej jest równa jednej czwartej długości fali, z jaką zespoły nadawcze przesyłają bezprzewodowo dane.

Korzystnie każdy segment antenowy anteny odbiorczej jest dołączony poprzez wzmacniacz sprzęgający do przewodu antenowego

Korzystnie wzmacniacz sprzęgający jest połączony przewodem antenowym ze źródłem napięcia zasilającego.

Zaletą wynalazku jest opracowanie systemu zdalnego pobierania danych, który w bardzo różnych warunkach transmisji zapewnia niezawodną transmisję danych pomiędzy różnymi grupami zespołów pomiarowych a jedną anteną odbiorczą, bez dodatkowych, skomplikowanych urządzeń.

W systemie zdalnego pobierania danych według wynalazku istnieje dużo segmentów antenowych rozprowadzonych w budynku, z których każdy odbiera sygnały nadawcze z sąsiednich zespołów pomiarowych. Sygnały nadawcze z zespołów pomiarowych znajdujących się w dalszej odległości, na przykład z pięter znajdujących się wyżej albo niżej, są tak bardzo osłabione przez przeszkody, że tylko w niewielkim stopniu wpływają na sygnał wyjściowy odnośnego segmentu antenowego. Sygnały wyjściowe różnych segmentów antenowych są sumowane na przewodzie antenowym i przesyłane do elektronicznego układu odbiorczego, który musi być zastosowany tylko jeden w bardzo dużym budynku.

W praktyce przewód antenowy jest kablem wysokoczęstotliwościowym, takim jak znany standardowy kabel anteny telewizyjnej. Do tego kabla sygnały antenowe wprowadza się korzystnie przez transformator impedancji, ale bez demodulacji.

W rozwiązaniu według wynalazku wyklucza się nakładanie sygnałów nadawczych, które wywołane jest przez odbiór sygnału wyjściowego zespołu pomiarowego przez nie przyporządkowany mu segment antenowy.

Dzięki wynalazkowi uzyskuje się podłączenie segmentów antenowych do przewodu antenowego pozbawione odbić, więc segmenty antenowe nie pobierają mocy albo tylko niewielką moc z przewodu antenowego, dostarczaną z innych segmentów antenowych. Wynalazek zapewnia utrzymywanie małych strat mocy i unikanie odbić w przewodzie antenowym.

W systemie zdalnego pobierania danych według wynalazku następuje niezawodne pobieranie sygnałów przesyłanych z zespołów pomiarowych przy małych wymiarach segmentów antenowych i łatwej instalacji.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jest przedstawiony schemat blokowy systemu zdalnego pobierania danych, stosowanego w budynkach do zdalnego ustalania zużycia.

Figura 1 przedstawia zespoły pomiarowe 10-1-1 do 10-1 -x( 1) zainstalowane na pierwszym piętrze budynku w różnych punktach zużycia. Typowe tego rodzaju punkty zużycia to kaloryfery i liczniki ciepłej wody, przy czym x(1) oznacza ostatni zespół pomiarowy na pierwszym piętrze.

Każdy z zespołów pomiarowych zawiera nie pokazany dokładnie na rysunku czujnik pomiarowy, na przykład czujnik temperatury z włączonym za nim integratorem, elektroniczny układ nadawczy i antenę 12. Budowa zespołów pomiarowych 10 i dołączenie ich anteny 12 są znane.

177 942

Figura przedstawia także kolejne zespoły pomiarowe dla drugiego i n-tego piętra.

Dla każdego zestawu zespołów pomiarowych 10-1 do 10-n jest zastosowany zespół antenowy 14-1 do 14-n, korzystnie na klatce schodowej. Na rysunku sąpokazane szczegóły zespołu antenowego 14-n, a inne zespoły antenowe mają taką samą budowę.

Zespół antenowy 14-n ma antenę odbiorczą 16, która jest podłączona poprzez aktywny zespół sprzęgający 18 oraz trójnik 20 do przewodu antenowego 22 wspólnego dla zespołów antenowych.

Przewód antenowy 22 jest wysokoczęstotliwościowym kablem koncentrycznym, takim jak zwykle stosowany kabel anteny telewizyjnej. Wolny koniec przewodu antenowego 22 jest zakończony impedancjąobciążającą24, która odpowiada impedancji falowej przewodu antenowego 22.

Ponieważ trójnik 20 wytworzyłby odbicie zakłócające w przewodzie antenowym 22, po stronie wyjściowej zespołu sprzęgającego 18 zastosowany jest obwód sprzęgający LC 26, który kompensuje dodatkową pojemność. Antena odbiorcza jest połączona przez rezystor 28 z osłoną przewodu antenowego 22 i sygnał antenowyjest przesyłany poprzez wzmacniacz sprzęgający 30 do wewnętrznego przewodnika przewodu antenowego 22.

Parametry sądobrane tak, że uzyskuje się rezystancję wewnętrzną anteny aktywnej, dążącą do nieskończoności. Jeśli w układzie zespołu anteny 14 zrealizuje się rezystancję wewnętrznązespołu antenowego około 5000 omów, w budynku dziesięciopiętrowym dodatkowa rezystancja wynosi łącznie tylko 500 omów, dochodząc jako obciążenie strat równolegle do połowy impedancji falowej 37,5 oma. Zmniejszona rezystancja obciążająca dla anten aktywnych ma tylko 35 omów, co odpowiada dodatkowemu tłumieniu 0,6 dB.

Do zakończenia przewodu antenowego 22 jest dołączony elektroniczny układ odbiorczy 32, który zawiera obwód wejściowy 34, odpowiadający impedancji falowej przewodu antenowego 22, a także włączony za nim wstępny stopień wzmacniający 36.

Wewnętrzny przewodnik przewodu antenowego 22 jest zasilany prądem stałym o napięciu zasilającym, zaś zewnętrzny przewodnik jest połączony z ziemią.

Sygnał wyjściowy wstępnego stopnia wzmacniającego 36 jest podawany na wejście zespołu oceniającego 38, który demoduluje różne sygnały otrzymane przewodem antenowym 22, eliminuje sygnały nie rozpoznane jako bezbłędne, zapamiętuje dane przesłane poprawnie i przesyła je w większych odstępach czasowych, na przykład poprzez kartę TEMEX 40 do przewodu telefonicznego 42, do którego podłączony jest komputer firmy pobierającej opłaty.

Przy zastosowaniu tego systemu zdalnego pobierania danych następuje bezbłędne pobieranie sygnałów z różnych zespołów pomiarowych rozmieszczonych na jednym piętrze. Zastosowane tutaj zespoły antenowe 14 mają prostą budowę. Bardziej skomplikowany elektroniczny układ odbiorczy i zespół oceniający 38 stosuje się tylko raz. Dzięki specjalnemu układowi zespołu antenowego 14 jest zapewnione, że następuje strata tylko niewielkiej części mocy wytworzonej przez zespół antenowy w innych zespołach antenowych. Jest to spowodowane tym, że zespoły antenowe mają dużą rezystancję i dokonują zarówno przekształcenia impedancji, jak i wzmocnienia.

W miejscach, gdzie ten system zdalnego pobierania danych jest instalowany w istniejących już budynkach, przeprowadza się prace tylko na klatce schodowej. W praktyce zespoły antenowe wykonuje się w ten sposób, że cały zespół sprzęgający 18 wbudowuje się jako całość w puszkę podtynkową. Antenę 14 umieszcza się następnie przy tym zespole sprzęgającym 18 przed ścianą budynku lub osadza się w tynku tej ściany.

177 942

ΥΠ 942

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. System zdalnego pobierania danych, zwłaszcza do ustalania zużycia w budynkach, z wieloma zespołami pomiarowymi, z których każdy ma czujnik pomiarowy, elektroniczny układ nadawczy i połączoną z nim antenę nadawczą, z co najmniej jedną anteną odbiorczą, elektronicznym układem odbiorczym dołączonym do anteny odbiorczej i połączonym z nim zespołem oceniającym, znamienny tym, że antena odbiorcza (16) ma po jednym segmencie antenowym dla ustalonych obszarów budynku, korzystnie dla każdego piętra i różne segmenty antenowe anteny odbiorczej (16) sąprzyłączone do wspólnego przewodu antenowego (22), który j est połączony z wej ściem elektronicznego układu odbiorczego (32).
2. 2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że przewód antenowy (22) jest przewodem koncentrycznym oraz każdy segment antenowy anteny odbiorczej (16) jest dołączony poprzez trójnik (20) i obwód sprzęgający (26, 28) do przewodu antenowego (22) bez odbić.
3. 3. System według zastrz. 2, znamienny tym, że impedancja wejściowa elektronicznego układu odbiorczego (32) oraz impedancja obciążająca (24) przewodu antenowego (22) umieszczona na wolnym końcu przewodu antenowego (22), przeciwległym do elektronicznego układu odbiorczego (32), odpowiadają impedancji falowej przewodu antenowego (22).
4. 4. System według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że długość segmentów antenowych anteny odbiorczej (16) jest równa jednej czwartej długości fali, z jaką zespoły nadawcze przesyłają bezprzewodowo dane.
5. 5. System według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że każdy segment antenowy anteny odbiorczej (16)jest dołączony poprzez wzmacniacz sprzęgający (30) do przewodu antenowego (22).
6. 6. System według zastrz. 5, znamienny tym, że wzmacniacz sprzęgający (30) jest połączony przewodem antenowym (22) ze źródłem napięcia zasilającego.