Die Erfindung betrifff ein intelligentes Fernmeß- und Stellsystem zum Fernmessen und Einstellen, Fernsteuern, Fernüberwachen, Fernabfrage, Protokollieren bzw. Dokumentieren.The invention relates to an intelligent telemetry and control system forRemote measurement and setting, remote control, remote monitoring, remote inquiry,Log or document.
Aus der deutschen Patentschrift DE 28 22 672 C2 ist es bekannt, ein computergesteuertes Steuergerät mit am Gerät angebrachten, drahtlos oder drahtgebunden Signale übertragenden Bedienungsorganen, wie Sensoren und Stellglieder, wobei Befehle an den Empfänger abgegeben und Steuerbefehle gespeichert und umgesetzt werden. Die Signalerfassung/-verarbeitung erfolgt nach eingeschriebenem Programm.From the German patent DE 28 22 672 C2 it is known aComputer-controlled control unit with wireless or attached to the devicewired signals transmitting controls, such as sensors andActuators, where commands are given to the receiver and control commandssaved and implemented. Signal acquisition / processingtakes place according to the registered program.
Nachteilig ist hierbei die nötige manuelle Einstellung für die veränderbaren Bedienfunktionen.The disadvantage here is the necessary manual setting for thechangeable operating functions.
Aufgabe vorliegender Erfindung isf es, ein Verfahren und eine Einrichfung (Geräfeeinheif oder Terminal) sowie ein Nefzwerk anzugeben, mit dem es möglich isf, daß Dafen (dezentral von gleichen Einheiten) gesammelt, (vor-) verarbeitet, gespeichert und automatisch und/oder periodisch oder auf Befehl (zentral) auf bestem Übertragungsweg (fern-)übertragen werden.The object of the present invention is a method and aTo set up a device (device unit or terminal) and a network,with which it is possible that Dafen (decentralized from the same units)collected, (pre-) processed, saved and automatically and / orperiodically or on command (central) on the best transmission pathbe transmitted (remotely).
Die Lösung vorliegender Erfindung ist in Anspruch 1 bezüglich des Netzwerks und in Anspruch 14 bezüglich des Verfahrens der Datenübertragung angegeben.The solution of the present invention is in claim 1 with respect to theNetwork and in claim 14 regarding the method ofData transfer specified.
In weiteren Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen sind weitere Merkmale, insbesondere bezüglich der Geräteeinheiten/Terminals enthalten, ohne hierauf beschränkt zu sein. Abwandlungen und Kombinationen der beschriebenen und dargestellten Merkmale sind dem Fachmann möglich.In further claims and the exemplary embodiments are furtherFeatures, especially with regard to the device units / terminalsincluded, but not limited to this. Variations andCombinations of the features described and shown are theExpert possible.
Die Erfindung ist anwendbar zur Fernüberwachung, insbesondere auf dem Gebiet des Umweltschutzes, z. B. Luftüberwachung, Gewässerüberwachung bzw. Verunreinigungen, Radioaktivität, biologisch, chemisch etc., aber z. B. auch als Verkehrsüberwachungs- und Leitsystem, beim Katastrophenschutz, wie Brandschutz, Erdbebenschutz, Überschwemmungen und dgl.The invention is applicable for remote monitoring, in particular on theField of environmental protection, e.g. B. air monitoring, water monitoring or impurities, radioactivity, biological, chemical etc., bute.g. B. also as a traffic monitoring and control systemCivil protection, such as fire protection, earthquake protection, floodsand the like
Die besonderen Vorteile des Systems sind: Beliebig viele Meßstationen (Terminals) an einer Zentrale, Datenübertragung per Funk, Lichtwellenleiter oder Zweidrahtleitung, Übertragung mit hoher Datendichte, z. B. über DATEX-P-Netz der Bundespost, automatische Fehlererfassung und -korrektur bei der Übertragung, geringster Stromverbrauch, Solargenerator optionell lieferbar, Terminals im Relaisbetrieb einsetzbar, fernsteuerbare Alarmmeldungen und fernsteuerbare Änderung der Meßparameter, insbesondere durch Übertragung anderer Meßprogramme (z. B. aus Speicher5).The special advantages of the system are: Any number of measuring stations (terminals) at a central, data transmission by radio, fiber optic or two-wire line, transmission with high data density, e.g. B. via DATEX-P network of the federal post office, automatic error detection and correction during transmission, lowest power consumption, solar generator optionally available, terminals can be used in relay operation, remotely controllable alarm messages and remotely controllable change of the measurement parameters, in particular by transmission of other measurement programs (e.g. from memory5 ).
Das System dient zur Erfassung von analogen und digitalen Meßdaten an abgelegenen und/oder kaum zugänglichen Meßorten sowie zur Übertragung dieser Parameter an eine Zentralstation mittels Funkstrecke, Lichtwellenleiter, Telefonleitung oder Datenbus.The system is used to record analog and digital measurement dataremote and / or hardly accessible measuring locations as well as for transmissionthis parameter to a central station via radio link,Optical fiber, telephone line or data bus.
In umgekehrter Richtung können dem Terminal Einstellparameter wie Abfragerate, Grenzwerte, Kanalzahl, die Zuordnung von Funkstationen etc. über Funk übermittelt werden.In the opposite direction, setting parameters such asQuery rate, limit values, number of channels, the assignment of radio stations etc.be transmitted by radio.
Jedes Datenterminal kann gleichzeitig als Relaisstation für andere Terminals dienen. Die Terminals können im Relaisbetrieb hintereinander geschaltet werden.Each data terminal can simultaneously act as a relay station for othersServe terminals. The terminals can be operated one after the other in relay modebe switched.
Die Erfindung betrifft ein intelligentes Fernmeß- und Stellsystem, enthalten in einer Gehäuseeinheit (Terminal) für die Erfassung, Verarbeitung und Speicherung analoger und/oder digitaler Daten und der Aufzeichnung in einem Speicher und Übertragung in einem geeigneten Übertragungsweg auf Befehl.The invention relates to an intelligent telemetry and control system,contained in a housing unit (terminal) for recording,Processing and storage of analog and / or digital data and theRecord in memory and transfer in an appropriate oneTransmission path on command.
Das System besteht aus einem oder mehreren Terminals. An jedes Terminal können analoge Meßsignale und digitale Ein- oder Ausgänge auch mit D/A-Wandler angeschlossen werden. Die Zuordnung, ob es sich hierbei um einen Ein- oder Ausgang handelt, ist wahlfrei. jedes Terminal verfügt über ausreichend Speicherplatz zur Zwischenspeicherung von Meßdaten. jede Meßstation speichert in vorgegebenen Meßintervallen die Meßdaten zusammen mit der Meßkanalnummer. Die Intervalldauer ist frei wählbar und über Funk von der Zentralstation aus einstellbar. Die Daten werden zusammen mit der Uhrzeit (Zeitpunkt der Messung) entweder periodisch zu festgelegten Zeitpunkten oder auf Anforderung der Zentralstation an diese übertragen. Die Datenfernübertragung erfolgt z. B. in Paketform zusammen mit Datum, Uhrzeit, Nummer des Meßkanals sowie Stationsnamen (Funkrufzeichen), so daß eine eindeutige Zuordnung der in der Zentrale eingehenden Daten gesichert ist. Das System erlaubt eine fexible Anpassung an verschiedenen Meßaufgaben, ohne zusätzliche Änderung der Systemprogramme.The system consists of one or more terminals. To every terminal can also use analog measurement signals and digital inputs or outputsD / A converter can be connected. The assignment of whether this isan input or output is optional. every terminal hassufficient storage space for the temporary storage of measurement data.each measuring station saves the measuring data at predetermined measuring intervalstogether with the measuring channel number. The interval duration is freely selectable andCan be set via radio from the central station. The data willtogether with the time (time of measurement) either periodicallyspecified times or at the request of the central stationtransfer this. Remote data transmission takes place e.g. B. in package formtogether with the date, time, number of the measuring channel and station name(Radio call sign), so that an unambiguous assignment of the in the centerincoming data is secured. The system allows a flexibleAdaptation to different measuring tasks, without additional change of theSystem programs.
Die Ausführungsbeispiele sind dargestellt in denFig. 1 bis 4. Es zeigen:The exemplary embodiments are shown inFIGS. 1 to 4. The figures show:
Fig. 1 ein Netzwerk mit Anschluß links unten zu weiteren Netzwerken gleicher Art,Fig. 1 shows a network with connection to the left down to the same other network type,
Fig. 2 eine Geräteeinheit/Terminal im Aufbau als Blockschaltbild,Fig. 2 is a device unit / terminal in the structure as a block diagram,
Fig. 3 ein Schema der Datenfernübertragung undFig. 3 is a schematic of remote data transmission and
Fig. 4 ein Schema des Datenübertragungsverfahrens.Fig. 4 is a diagram of the data transmission method.
WieFig. 1 zeigt, kann bei einem zwischen Terminal1 und2 auftretendem Hindernis23 eine vom Terminal1 ausgesandte Datenwortfolge24 nicht zu ihrem Ziel, z. B. Terminal2 direkt gelangen. Nun wird diese Folge24 (Paket) auf dem Umweg über Terminal3 und4 zum Ziel2 geleitet. Dabei dienen3 und4 als Relaisstationen für die Übertragung (einwandfrei).As shown inFIG. 1, if an obstacle23 occurs between terminals1 and2 , a data word sequence24 sent out by terminal1 cannot reach its destination, e.g. B. Terminal2 directly. This sequence24 (package) is now routed via detour via terminals3 and4 to destination2 .3 and4 serve as relay stations for the transmission (perfect).
jedes Terminal ist als Zentrale ausführbar (nicht nur4 mit5 und6) und kann als Alarmzentrale o. ä. intelligentes Fernmeß- und Stellsystem dienen.Each terminal can be designed as a control center (not only4 with5 and6 ) and can serve as an alarm center or similar intelligent telemetry and control system.
Datenübertragung als Datenpaketübermittlung: Der Anfangsblock beinhaltet ein spezielles Datenbite als Kennzeichen des Paketanfangs sowie die Stationsnamen (Adresse) von Sender, Empfänger und bei Bedarf Relaisstationen, die das Paket zum Empfänger weiterreichen.Data transmission as data packet transmission:The header contains a special data bit as an identifier of theBeginning of the package as well as the station names (address) of sender, receiver andif necessary relay stations that pass the package on to the recipient.
Als Paketinhalt werden die zu übertragenden Daten (Meßwerte, Datum, Uhrzeit, Kanalnummer) bezeichnet. Das Paketende besteht z. B. aus einem 8 bit langen Schlußzeichen und einer 16 bit langen Kontrollinformation, die sich aus den Bitewerten von Paketanfang und Paketinhalt nach dem CRC-Verfahren (Cyclic Redundancy Check) berechnet.The data to be transmitted (measured values, date,Time, channel number). The end of the package consists e.g. B. from an 8thbit-long terminator and 16-bit control information,which result from the bit values of the beginning of the package and the contents of the package afterCRC procedure (Cyclic Redundancy Check) calculated.
Die empfangene Station berechnet ebenfalls aus den empfangenen Daten diesen Wert und vergleicht ihn mit dem empfangenen Kontrollwert. Stimmen beide überein, sendet sie eine positive Quittierung zurück und erwartet das nächste Paket, andernfalls sendet sie eine negative Quittierung und erwartet die Wiederholung des Pakets.The received station also calculates from the received datathis value and compares it with the received control value. voteboth agree, it sends back a positive acknowledgment and expectsthe next packet, otherwise it sends a negative acknowledgment andexpects the package to be repeated.
Der verwendete CRC-Algorithmus ergibt eine Fehlersicherheit von 1,5×10-12, was praktisch zur Erkennung aller auftretenden Übertragungsfehler führt, die durch Blockwiederholung korrigiert werden.The CRC algorithm used gives an error tolerance of 1.5 × 10-12 , which practically leads to the detection of all occurring transmission errors that are corrected by block repetition.
Im System ist der Anwender nicht mit den Einzelheiten der Übertragung befaßt, die Meßdaten einschließlich ihrer Kenndaten (Datum, Uhrzeit etc.) stehen nach wenigen Sekunden in verschienen vorgebbaren Formaten, z. B. ASCII-Textdateien auf Diskette, Festplatte oder Bildschirm zur Verfügung und können automatisch übertragen und ausgewertet werden oder auf Abruf/Fernabfrage.In the system, the user is not familiar with the details of the transferdeals with the measurement data including their characteristics (date, timeetc.) are available after a few seconds in various formatse.g. B. ASCII text files on disk, hard drive or screenAnd can be automatically transferred and evaluated oron demand / remote access.
BezugszeichenReference numerals
1, 2, 3, 4 Geräteeinheit/Terminal
5 Rechnereinheit, wie Computer bzw. PC mit Programmspeicher und -laufwerk
6 Auswerteeinheit, wie Drucker bzw. Plotter od. ä. graphikfähige Ausgabe/Anzeige
7 Sensor/Meßfühler
8 Aktuator/Stellglied
9 Eingangs-/Ausgangsteil
10 Analogeingänge/-ausgänge
11 Digitaleingänge/-ausgänge
12 Analog-/Digitalwandler
13 Uhr od. ä. Clockpulstreiber
14 interner Bus des Terminals
15 Energieversorgung, wie aufladbare Spannungsquelle
16 Solarmodul (optimal)
17 Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor mit Terminal Node Controler17′
18 Schnittstelle (erste, z. B. für Funk) zu Sender/Empfäger für zu übertragende Daten
19 Antenne zu18
20 Schnittstelle (zweite, z. B. für Telefon od. opt.)
21 Lesespeicher, auch EPROM, EEPROM
22 Schreib-/Lesespeicher, insbesondere Ringspeicher
23 Hindernis für Datenübertragung
24 Datenwortfolge (Bites) bei Paketübertragung mit Kontrolle1, 2, 3, 4 device / terminal
5 computer unit, such as a computer or PC with program memory and drive
6 Evaluation unit, such as printer or plotter or similar graphics-capable output / display
7 sensor / sensor
8 actuator / actuator
9 input / output section
10 analog inputs / outputs
11 digital inputs / outputs
12 analog / digital converters
1 p.m. or similar clock pulse driver
14 internal bus of the terminal
15 power supply, such as rechargeable voltage source
16 solar module (optimal)
17 microcomputer or microprocessor with terminal node controller17 ′
18 Interface (first, e.g. for radio) to transmitter / receiver for data to be transmitted
19 antenna to18
20 interface (second, e.g. for telephone or opt.)
21 read memories, also EPROM, EEPROM
22 read / write memories, especially ring memories
23 Obstacle to data transmission
24 data word sequence (bites) for packet transmission with control
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|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |