SK167096A3 - Remote data-acquisition system - Google Patents

Abstract

Remote data-acquisition system, in particular for determinin g consumption in buildings, with a plurality of measuring units ( 10) which each comprise a measuring sensor, an electronic transmi tter and a transmitting aerial (12) connected to the latter, with at least one receiving aerial, with an electronic receiver (32) connected to the receiving aerial and with an evaluation unit (38 ) connected to said electronic receiver, characterised in that th e receiving aerial for predetermined zones of the building, in pa rticular for each floor, comprises in each instance an aerial seg ment (16) which co-operates with a group of adjacent measuring un its (10) and in that the various aerial segments (16) are connect ed to a common aerial line (22) which is connected to the input o f the electronic receiver (32).

Description

uSystém diaľkového prenosu a spracovania dátuData transmission and data processing system

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka systému diaľkového prenosu a spracovania dát zvlášť na stanovenie spotreby v budovách, v zmysle úvodnej časti nároku 1.The invention relates to a system for the remote transmission and processing of data, in particular for determining the consumption in buildings, within the meaning of the preamble of claim 1.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Takýto systém diaľkového prenosu a spracovania dát je popísaný v WO - A-94/03882.Such a remote data transmission and processing system is described in WO-A-94/03882.

Na príjem, na spracovanie a na prípravu pre vyhodnocovaciu jednotku sa pri dátových signáloch, získaných z veľkého počtu meracích jednotiek a prenášaných rádiovými trasami používa pri uvedenom systéme jediná prijímacia elektronika.For receiving, processing and preparing for the evaluation unit, a single receiving electronics is used in said system for data signals obtained from a plurality of measurement units and transmitted over radio paths.

Pri mnohých aplikáciách sa podmienky prenosu /tienenie, odrazy/ pre rôzne meracie jednotky veľmi líšia. V budovách je to podmienené napríklad stenami práve ležiacim medzi meracou jednotkou a prijímacou anténou . Také premenlivé odrazy a ohyby na pevných a pohylívých objektoch vedú niekoľkonásobnému príjmu, ktorý ovplyvnil je. bezpečnosť prenosu dát. Určitého zlepšenia by sa mohlo síce dosiahnúť starostlivým plánovaním vysielacích a prijímacích antén , co ale v praxi vyžaduje komplexné meranie a prispôsobovanie na mieste, aby sa zaistil vysoký podiel viac ako 99 percent správneho prenosu dát z meracích jednotiek na vyhodnocovaciu jednotku. Zvýšenie bezpečnosti prenosu dát by sa mohlo síce zaistiť zvýšením vysielacieho výkonu, tomu ale odporujú na jednej strane schvaľovacie predpisy pre rádiové prenosové trasy, na druhej strane obmedzené kapacity batérií, použitých vo vysielacích jednotkách'.Bes takéhoto zvýšenia vysielacieho výkonu by sa mohla bezpečnosť prenosu dát známeho diaľkového prenosu a spracovania dát dalej zlepšiť tým, že pre každú skupinu meracích jednotiek,majúcich podobné prenosové vlastnosti, napríklad pre meracie jednotky umiestnené na jednom poschodí budovy, sa vyhliadne práve jedna anténa, jedna príslušná prijímacia elektronika a jedna predvyhodnocovacia jednotka, a rôzne predvyhodnocovacie jednotky sa spoja káblom s centrálnou hlavnou vyhodnocovacou jednotkou. Takýto systém je však náročný a drahý.In many applications, the transmission / shielding, reflections / conditions for different measuring units vary greatly. In buildings, this is due, for example, to the walls just lying between the measuring unit and the receiving antenna. Such variable reflections and bends on solid and moving objects result in multiple intake that has affected them. security of data transmission. While some improvement could be achieved by careful planning of the transmit and receive antennas, this in practice requires comprehensive measurement and adaptation on site to ensure a high proportion of more than 99 percent of the correct data transmission from the measurement units to the evaluation unit. An increase in data transmission security could be ensured by increasing the transmit power, but this is contradicted on the one hand by the approval regulations for radio transmission routes, on the other hand by the limited capacity of the batteries used in the transmitting units. The known remote transmission and data processing can be further improved in that for each group of units having similar transmission properties, for example, units located on one floor of the building, one antenna, one respective receiving electronics and one pre-evaluation unit, and various pre-evaluation units units are connected by cable to the central main evaluation unit. However, such a system is demanding and expensive.

Predloženým vynálezom má zdokonalený systém diaľkového preno v zmysle úvodnej časti nároku i tak odlišných prenosových podmienka, skupinami meracích jednotiek a anténou je zaistený bezpečný preno teda byť ďalej u a spracovania dát , že tiež pri veľmi h medzi rôznymi jedinou prijímacou dát, a ani nemusia byť za uvedeným účelom prevádzkované nákladné prístroje.The present invention has an improved long distance transmission system within the meaning of the preamble of the claim, even with different transmission conditions, with the units of the units of measurement and the antenna providing secure transmission so that data processing is also very high between different receiving data. freight equipment operated by that purpose.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Táto úloha ' je podľa vynálezu riešená pomocou systému diaľkového prenosu a spracovania dát so znakmi, uvedenými v nároku 1.This object is solved according to the invention by means of a remote data transmission and processing system with the features mentioned in claim 1.

Pri systéme diaľkového prenosu a spracovania dát podľa vynálezu Je mnoho anténnych segmentov, ktoré prijímajú práve vysielané signály susedných meracích jednotiek. Signály vysielané so vzdialenejších meracích jednotiek /napríklad z vyšších alebo nižších poschodí/ sú oproti tomu tak silno zoslabené prekážkami, že prispievajú len málo k výstupnému signálu sledovaných anténnych segmentov. Výstupné signály rôznych anténnych segmentov sú spočítané na anténnom vedení a predávané vysielacej elektronike. Táto nám stačí jediná aj pre veľmi veľké budovy, čo vzhľadom k jej vysokej cene je prednosťou.In the remote data transmission and processing system of the invention, there are many antenna segments that receive the currently transmitted signals of adjacent measurement units. On the other hand, signals transmitted from more distant units (for example from higher or lower levels) are so weakened by obstacles that they contribute little to the output signal of the antenna segments of interest. The output signals of the various antenna segments are calculated on the antenna line and sold to the broadcast electronics. This one is sufficient only for very large buildings, which, given its high price, is an advantage.

Anténnym vedením môže byt v praxi vysokofrekvenčný kábel , známy ako štandardný kábel k televíznej anténe. Tento kábel je napájaný anténnymi signálmi, prednostne cez impedančný menič , avšak bez demodulácie.The antenna line may in practice be a high-frequency cable, known as a standard cable for a television antenna. This cable is powered by antenna signals, preferably via an impedance converter, but without demodulation.

Zatiaľ co pri riešení vynálezu sú vylúčené takéto zmiešavania vysielaných signálov ,·' ktoré sú vyvolané príjmom výstupných signálov meracej jednotky anténnym segmentom prirodzene jednotiek signálov signálov.Ohľadne tejto jedn pri súcasn obecne dojs anténnych otke neprislúchajúcim, môže ej činnosti dvojice meracie ť cez prekrytie výstupných odstr zmiešavania signálov sa podrobne popísané v WO-A segmenuov ku zmiesavamu ánenia takéhoto dodatočného' môže postupovať obdobne, ako je -94/03888.While in the present invention such mixes of transmitted signals are avoided, which are caused by the reception of the output signals of the measuring unit by the antenna segment of the naturally signal signal units. The mixing of the signals described in detail in the WO-A Segments to the mixing of such additional can be carried out in a manner similar to -94/03888.

Výhodné ďalšie riešenia vynálezu sú uvedené vo ved ľ a j š í ch nárokoch.Advantageous further embodiments of the invention are set forth in the subclaims.

S ďalším riešením vynálezu podľa nároku S dostaneme bezodrazové pripojenie anténnych segmentov na anténne vedenie, takže anténne segmenty neviažu z anténneho vedenia žiaden alebo len málo výkonu, privádzaného od iných anténnych segmentov.With a further embodiment of the invention according to claim S, an anchorless connection of the antenna segments to the antenna line is obtained, so that the antenna segments do not bind any or little of the power supplied from the other antenna segments from the antenna line.

Také dalšie riešenie vynálezu podľa nároku 3. je výhodné vzhľadom na malý stratový výkon a vzhľadom na zamedzenie odrazov na anténnom vedení.Such a further solution of the invention according to claim 3 is advantageous in view of the low power loss and the avoidance of reflections on the antenna line.

Pri systéme diaľkového prenosu a spracovania dát máme bezpečné zachytenie signálu, prenášaného od meracích jednotiek, pri kompaktných rozmeroch anténnych segmentov.In a remote data transmission and data processing system, we have a secure capture of the signal transmitted from the measuring units with the compact dimensions of the antenna segments.

Tiež dalšie riešenie podľa nároku 5 je výhodné vzhľadom na malé straty signálu na anténnom vedení.Also, another solution according to claim 5 is advantageous in view of the small signal loss on the antenna line.

Pri systéme diaľkového prenosu a spracovania dát podľa nároku 6 nie je zapotreb.y pokladat žiadne zvláštne vedenie na napájanie väzbového zosilovaôa,' čo znižuje počiatočné náklady.In the remote data transmission and processing system according to claim 6, no particular line for supplying the coupling amplifier is required, which reduces the initial cost.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude dalej bližšie vysvetlený podľa príkladného realizovania s pomocou obrázku. Na tomto je znázornené blokové schéma systému diaľkového prenosu a spracovania dát, používaného na diaľkové stanovenie spotreby v budovách.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment with reference to the drawing. This shows a block diagram of a remote data transmission and processing system used to remotely determine the consumption in buildings.

Príklady realizovania vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obrázku sú ako 10-1-1 až 10-1-x(1) označené meracie jednotky, ktoré sú inštalované na prvom poschodí nejakej budovy na rôznych spotrebičoch. Takýmito typickými spotrebičmi sú vykurovacie telesá a meniče spotreby teplej vody. x (1) platí pre poslednú meraciu jednotku na prvom poschodí. .In the figure, 10-1-1 to 10-1-x (1) indicate the units of measurement that are installed on the first floor of a building on various appliances. Typical appliances are heaters and DHW converters. x (1) applies to the last unit of measurement on the first floor. .

Každá z meracích jednotiek obsahuje (na obrázku nie je explicitne znázornené) merací senzor ( napríklad teplotné čidlo s následne pripojeným integrátorom), vysielaciu elektroniku a anténu 18. Konštrukcie meracích jednotiek 10 a napájanie ich antén 18 môžu byť také, ako je podrobne popísané v WO-A-94/03882.Each of the measuring units comprises (not explicitly shown) a measuring sensor (e.g., a temperature sensor with a subsequent integrator), a transmit electronics and an antenna 18. The construction of the measuring units 10 and the powering of their antennas 18 may be as described in detail in WO N-94 / 03,882th

Ďalšie meracie jednotky pre druhé a n- té poschodia sú na obrázku rieš reprodukované.Other measuring units for the second and nth floors are reproduced in the figure.

Pre každú sadu meracích jednotiek I0-1 až 1Q-n je na poschodí , prednostne na schodišti, jedna anténna jednotka 14-1 až 14-n . Na obrázku sú znázornené podrobnosti anténnej jednotky 14-n, ostatné anténne jednotky majú rovnakú konštrukciu.There is one antenna unit 14-1 to 14-n on each floor, preferably in the staircase, for each set of units 10-1-1Q-n. The figure shows details of the antenna unit 14-n, the other antenna units having the same construction.

Anténna jednotka 14-n má prijímaciu anténu 16, ktorá je cez aktívny väzbový článok (spolu označené ako 16) a T-ciánok 80 pripojená na anténne vedenie 88, spoločné všetkým anténnym jednotkám.Antenna unit 14-n has a receiving antenna 16 which, via an active coupler (collectively referred to as 16) and a T-ring 80, is connected to an antenna line 88 common to all antenna units.

Anténne vedenie 88 je VF-koaxiálny kábel ktorý sa obvykle používa ako televízny koniec anténneho vedenia 88 je odporom (spolu označené ako 84 anténny kábel. Voľný ukončený zakončovacíra ), ktorého impedancia zodpovedá vlnovej impedancii anténneho vedenia 82Antenna line 88 is a RF-coaxial cable that is typically used as the TV end of an antenna line 88 is a resistor (collectively referred to as an 84 antenna cable. Free terminating terminator) whose impedance corresponds to the wavelength of the antenna line 82

Pretože vplyvom T-článku SO vzniká na anténnom vedení 22 rušivý odraz, je na výstupnej strane väzbového článku 18 umiestnený LC-väzbový obvod 26, ktorý kompenzuje prídavnú kapacitu. Ako je zrejmé z obrázku, je prijímacia anténa . 16 spojená cez odpor (označený spolu ako 28 ) s tienením anténneho vedenia 22 a anténny signál je privádzaný cez zosilovací stupeň 50 na vnútorný vodič anténneho vedenia 22.Because the T-cell SO causes disturbing reflection on the antenna line 22, an LC-coupling circuit 26 is provided on the output side of the coupler 18 to compensate for additional capacity. As shown in the figure, there is a receiving antenna. 16 coupled via a resistor (indicated together 28) to the antenna line shield 22 and the antenna signal is applied via amplification stage 50 to the inner conductor of the antenna line 22.

Pomery sú celkovo volené tak ( porovnaj príklady rozmerov, uvedené na obrázku) že dostaneme vnútorný odpor aktívnej antény , ktorý sa blíži nekonečnu. Pokiaľ má anténna jednotka 14, znázornená na obrázku, vnútorný odpor asi 5000 Ohm, má potom prídavný odpor na budove s 10-tymi poschodiami dohromady 500 Ohm. Táto hodnota sa pripočíta ako stratová záťaž paralelne k polovici vlnovej Impedancie 37,5 Ohm. Redukovaný zaťažovací odpor pre aktívnu anténu tak poklesne len na •35 Ohm, čo zodpovedá prídavnému útlmu 0,6 dB.The ratios are generally chosen (compare the dimensions shown in the figure) to obtain the internal resistance of the active antenna, which approaches infinity. If the antenna unit 14 shown in the figure has an internal resistance of about 5000 ohms, then the additional resistance on the 10-story building has a total of 500 ohms. This value is added as a loss load parallel to the half-wave impedance of 37.5 Ohm. Thus, the reduced load resistance for the active antenna drops to only 35 Ohm, which corresponds to an additional attenuation of 0.6 dB.

Na koniec anténneho vedenia 22 je pripojená prijímacia elektronika (spolu označená ako 52 ). Táto má vstupný obvod 34, ktorý opäť zodpovedá vlnovej impedancii anténneho vedenia 22, ako aj za ním zapojený predzosilovací stupeň 36.Receiver electronics (collectively designated 52) are connected to the end of the antenna line 22. It has an input circuit 34 which again corresponds to the wave impedance of the antenna line 22, as well as the pre-amplification stage 36 connected thereto.

Ako je zrejmé z obrázku, je vnútorný vodič anténneho vedenia 22 rovnosmerne napájaný rovnosmerným napájacím napätím VB, ' zatiaľ čo vonkajší vodič je spojený so zemou GND,As can be seen from the figure, the inner conductor of the antenna conduit 22 is equally supplied with a DC supply voltage VB, while the outer conductor is connected to GND ground.

Výstupný signál predzosilovacieho stupňa 56 je privádzaný na vstup vyhodnocovacej jednotky ( spolu označená ako 58 ) , ktorá môže mat v jednotlivostiach podobnú konštrukciu, ako vyhodnocovacia jednotka popísaná v WO-A-94/03888 ( pod vzťahovou značkou 16).The output signal of the pre-amplification stage 56 is applied to an input of an evaluation unit (collectively referred to as 58), which may have a structure similar in detail to the evaluation unit described in WO-A-94/03888 (reference numeral 16).

Vyhodnocovacia jednotka 58 demoduluje rôzne signály , ktoré obdrží cez anténne vedenie 9S, eliminuje nie bezvadne rozpoznané signály, zapisuje do pamäte správne prenesené dáta a predáva ich vo väčších časových odstupoch, napríklad cez TEMEX-kartu 40 na telefónne vedenie 48, na ktoré je napojený odcítací počítač odčítacej firmy.The evaluation unit 58 demodulates the various signals it receives through the antenna line 9S, eliminates non-imperceptibly detected signals, writes the correctly transmitted data into the memory and sells it at larger intervals, for example via a TEMEX card 40 to the telephone line 48 to which the readout is connected. computer reader.

Z uvedeného popisu je zrejmé, že pri uvedenom realizovaní systému diaľkového prenosu a spracovania dát máme bezpečné zahytenie signálu od rôznych meracích jednotiek na jednom poschodí. Tu použité anténne jednotky 14 majú jednoduchú konštrukciu' a sú preto cenovo priaznivé.Drahú prijímaciu elektroniku a drahú vyhodnocovaciu jednotku 58 potrebujeme naproti tomu len jednu . Vdaka špeciálnemu realizovaniu anténnej jednotky 14 je zaručené, že len nepatrná časť výkonu vyžiareného jednou anténnou jednotkou sa stráca v iných anténných jednotkách. To vyplýva z toho, že anténne jednotky sú vysokoohmické, a podmieňujú nielen zmenu ímpedancie, ale aj zosilnenia.From the above description it is clear that in the mentioned implementation of the system of remote transmission and data processing we have a secure signal capture from different measuring units on one floor. The antenna units 14 used here have a simple construction and are therefore cost-effective. On the other hand, the expensive receiving electronics and the expensive evaluation unit 58 need only one. Due to the special implementation of the antenna unit 14, it is guaranteed that only a small part of the power radiated by one antenna unit is lost in other antenna units. This is due to the fact that the antenna units are high ohmic and condition not only the impedance change but also the amplification.

Kde je do už existujúcich budov dodatočne nainštalovaný systém diaľkového prenosu a spracovania dát podľa vynálezu, je tu zapotreby urobiť práce len na schodišti, čo možno urobiť so znesiteľnými nákladmi. V praxi môžu byť anténne jednotky realizované tak, že celý väzbový článok 18 je vstavaný do škatule pod omietkou. Príslušná anténa 16 môže byt potom umiesnená na túto väzbovú jednotku pred príslušnou stenou alebo zapustená v omietke tejto steny.Where a remote data transmission and data processing system according to the invention is additionally installed in already existing buildings, there is a need to do the work only in the staircase, which can be done with bearable costs. In practice, the antenna units may be implemented such that the entire coupler 18 is embedded in a flush-mounted box. The respective antenna 16 can then be placed on the coupling unit in front of the respective wall or embedded in the plaster of the wall.

Claims (5)

1. Systém diaľkového prenosu a spracovania dát, zvlášt na zistenie spotreby v. budovách, . s veľkým počtom meracích jednotiek (10) ,’ktoré majú práve jeden merací senzor, jednu vysielaciu elektroniku a s ňou spojenú vysielaciu anténu (13) . s minimálne jednou pri jímaciou anténou, s prijímacou elektronikou (33) k nej pripojenou, s vyhodnocovacou jednotkou (38) spojenou s prijímacou elektronikou, vyznačujúci sa t ý m, že prijímacia anténa má pre aspoň dve predom dané oblasti budovy, vo vnútri ktorých sú podobné prenosové pomery pre meracie jednotky (10), svlášt pre každé poschodie, anténny segment (16) a že aspoň dva rôzne anténne segmenty (16) sú pripojené na spoločné anténne vedenie (33) , ktoré je spojené so vstupom1. A system for the remote transmission and processing of data, in particular for the determination of consumption in. buildings,. having a large number of measuring units (10) having exactly one measuring sensor, one transmitting electronics and a transmitting antenna (13) associated therewith. with at least one receiving antenna, with the receiving electronics (33) connected thereto, with an evaluation unit (38) connected to the receiving electronics, characterized in that the receiving antenna has for at least two predetermined areas of the building within which similar transmission ratios for the measuring units (10), especially for each floor, the antenna segment (16) and that at least two different antenna segments (16) are connected to a common antenna line (33) which is connected to the input prijímacej elektroniky (32) . the receiving electronics (32). 3. Systém diaľkového' prenosu 3. Remote transmission system a spracovania dát and data processing podľa by nároku 1, v y z n a ô u j ú c Claim 1 i sa tým, že i do that anté- ante- nne vedenie (23) je tvorené The line (23) is formed koaxiálnym vedením coaxial conduction a že and that anténne segmenty (16) sú práve cez T-clánok (SO) a prispôsobovací obvod (36, 38) bezodrazovo pripojené na anténne vedenie (33).the antenna segments (16) are connected to the antenna line (33) without reflection by means of a T-cell (SO) and the matching circuit (36, 38). 3. Systém diaľkového prenosu a spracovania dát podľa nároku 3, v. y z n a ó u' j ú c i sa t ý m, že vstupný odpor prijímacej elektroniky (33) a zakončovací obvod (34) anténneho vedenia, umiestnený na voľnom konci anténneho vedenia (33) vzdialenom od prijímacej elektroniky (33), zodpovedajú vlnovej impedancii anténneho vedenia (33).The remote data transmission and processing system of claim 3, v. characterized in that the input resistance of the receiving electronics (33) and the terminating circuit (34) of the antenna line located at the free end of the antenna line (33) remote from the receiving electronics (33) correspond to the antenna impedance of the antenna (33). 4. -Systém diaľkového prenosu a spracovania dát podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa t ý m, že dĺžka anténneho segmentu (16) zodpovedá štvr tine vlnovej dĺžky, s ktorou vysielacie jednotky (10) bezdrátovo -prenášajú svoje dáta.The remote data transmission and processing system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the length of the antenna segment (16) corresponds to a quarter of the wavelength with which the transmission units (10) wirelessly transmit their data. 5. Systém diaľkového prenosu a spracovania dát podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa t ý m, že anténne segmety (16) sú na anténne vedenie (33) pripojené práve cez väzbový zosilovač (30).Remote data transmission and processing system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the antenna segments (16) are connected to the antenna line (33) just via a coupling amplifier (30). 6. Systém diaľkového prenosu a spracovania dát podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že väzbový zosilovč (30) je cez anténne vedenie (23) spojený so zdrojom napájacieho napätia (VB, GND).The remote data transmission and processing system according to claim 5, characterized in that the coupling amplifier (30) is connected to the power supply (VB, GND) via the antenna line (23). Poznámky k prekladu:Translation notes: - str,6 originálu, riadok 83,84 a strana 8 patentových nárokov nárok 6: zdroj napätia VB a zem GND nie sú znázornené na obrázku ' ' .page 6 of the original, line 83.84 and page 8 of the claims claim 6: the voltage source VB and the GND ground are not shown in the figure ''. - str.7 originálu, riadok 88: popisuje sa realizovanie anténnej jednotky 14, ktorej príslušná anténa 16 (a nie 14, ako je uvedené v origináli) môže byť umiestnená pred stenou alebo zapustená v omietke- page 7 of the original, line 88: an embodiment of an antenna unit 14 is described in which the respective antenna 16 (and not 14 as shown in the original) can be placed in front of a wall or embedded in a plaster