KR100446670B1 - Remote monitoring apparatus of GPS receiver and controlling method there of - Google Patents

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KR100446670B1 KR10-2002-0008151A KR20020008151A KR100446670B1 KR 100446670 B1 KR100446670 B1 KR 100446670B1 KR 20020008151 A KR20020008151 A KR 20020008151A KR 100446670 B1 KR100446670 B1 KR 100446670B1
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Abstract

본 발명은 이동통신용 CDMA 기지국내에 시각동기용으로 사용되는 GPS수신기(GPS : Global Positioning System)의 원격감시장치의 효과적인 구성기술에 관한 것으로 GPS수신기의 작동상태와 출력신호를 측정하는 방법과 원거리의 집중관리센터에 전송하고 원격으로 프로그램을 갱신하는 방법에 관한 것으로 GPS수신기와, GPS수신기 원격감시장치와, 기지국 통신장치와, 원격 호스트 컴퓨터로 구성됨으로써 환경의 영향을 최소화시키는 정밀한 아날로그신호 계측방법의 적용과 비동기식 적응형 디지털 주파수측정방법을 통한 CPU의 부담을 줄임에 의한 원격감시장치의 정확성과 신뢰성을 높이고 원격으로 원격감시장치의 프로그램 갱신과 조회기능, 그리고 누적된 측정자료를 바탕으로 한 고장 예측통보기능을 갖는 매우 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to an effective configuration technology of a remote monitoring device of a GPS receiver (GPS) used for visual synchronization in a CDMA base station for mobile communication. The present invention relates to a method for transmitting a program to a centralized management center and updating a program remotely. The method includes a GPS receiver, a GPS receiver remote monitoring device, a base station communication device, and a remote host computer to minimize the influence of the environment. Increase the accuracy and reliability of the remote monitoring device by reducing the CPU load through the application and asynchronous adaptive digital frequency measurement method, and predict the failure based on the remote monitoring device's program update and inquiry function and accumulated measurement data. It has a very good effect with notification function.

Description

GPS수신기 원격감시장치 및 그 제어방법 {Remote monitoring apparatus of GPS receiver and controlling method there of}Remote monitoring apparatus of GPS receiver and controlling method there of}

본 발명은 GPS수신기 원격감시장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 GPS수신기의 내부작동상황 및 출력신호의 진단을 정확하게 하여 현 운용상황의 판단 및 문제발생가능성을 예측하는 GPS수신기 원격감시장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a GPS receiver remote monitoring apparatus and a control method thereof, and more particularly, to accurately determine an internal operation state and an output signal of a GPS receiver, and to remotely monitor a GPS receiver for predicting a current operation situation and a possibility of a problem. An apparatus and a control method thereof are provided.

그리고 본 발명의 기술분야에서 중요한 점으로 CDMA방식의 이동통신에 있어서 GPS수신기를 이용한 기지국간 정확한 시각동기 및 이를 바탕으로 한 정확한 타이밍 신호 발생은 시스템운용 뿐 아니라 통화품질에 있어서 결정적인 역할을 하므로 GPS수신기의 안정적 운용은 매우 중요한 부분이다.In the technical field of the present invention, the accurate time synchronization between the base stations and the accurate timing signal generation based on the GPS receiver in the CDMA mobile communication plays a decisive role in the call quality as well as the system operation. Stable operation is very important.

종래의 기술로 CDMA 기지국에 환경 및 시스템전체의 상황을 감시하기 위한 자체진단장비가 장착이 되어 있으나 GPS수신기의 세부작동상황 및 출력신호를 정밀 진단하는 부분은 빠져 있었다.In the conventional technology, the CDMA base station is equipped with self-diagnostic equipment for monitoring the environment and the whole system, but the detailed operation status and output signal of the GPS receiver are omitted.

상기 종래 기술의 문제점은 기존 설치된 기지국의 운용 및 유지보수를 원활히 하는데 불편한 문제점과, 수신기의 모델 변동 및 신규모델의 적용 시 유연하게 적응하기가 어려운 문제점이 있었다.The problems of the prior art include the inconvenience of smoothly operating and maintaining the existing base station, and the difficulty of flexibly adapting to the model variation of the receiver and the application of the new model.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로 본 발명의 목적은 환경의 영향을 최소화시키는 정밀한 아날로그신호 계측방법의 적용과, 비동기식 적응형 디지털 주파수측정방법을 통한 CPU의 부담을 줄임에 의한 원격감시장치의 정확성과 신뢰성을 높이고 원격으로 원격감시장치의 프로그램 갱신과 조회기능 그리고 누적된 측정자료를 바탕으로 한 고장 예측통보기능을 갖는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to reduce the burden on the CPU through the application of a precise analog signal measuring method for minimizing the influence of the environment and the asynchronous adaptive digital frequency measuring method. The purpose is to increase the accuracy and reliability of the remote monitoring system and to have the function of remote program update and inquiry function and the failure prediction notification function based on the accumulated measurement data.

상기 본 발명의 목적을 이룩하기 위해서 본 발명은 디지털 입력부와, 아날로그 입력부와, 직렬통신 RS232C부와, 중앙처리부와, 직렬통신 HDLC로 이루어진 GPS수신기 원격감시장치와; GPS수신기와; 기지국 통신장치로 구성되고 상기 중앙처리부는 CPU, 플래시롬, 램, 입출력부, AD 컨버터, 통신제어부로 이루어진 CDMA 기지국과 원격 호스트 컴퓨터와 신호를 송수신하는 GPS수신기 원격감시장치로부터 온도에 따른 측정값의 변동을 방지하는 회로 및 프로그램 알고리즘을 적용하여 환경의 영향에 따른 오차를 최소화하고 디지털 펄스신호의 계측에 있어서, 필요에 따라 소프트웨어적으로 분주비를 조정함으로써 피측정 주파수의 변동 시에도 하드웨어의 교체없이 계측을 할 수 있고 또한 계수부가 독립적으로 작동하고 계수완료 후 계수값을 유지하고 있으므로 프로그램의 수행에 부담을 주지 않아서 간편하면서도 정확한 측정이 되며 진단결과를 누적하여 그 추이를 바탕으로 각종 경보 및 비정상 상황의 발생가능성을 예측하고 통보하고 기존 다양한 GPS수신기의 모델을 자동으로 감지하여 조작상의 실수를 줄이며 GPS수신기 자체의 변경 시 원격으로 GPS감시장치의 프로그램을 갱신하는 GPS수신기 원격감시장치를 제공함으로써 달성하였다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a GPS receiver remote monitoring device comprising a digital input unit, an analog input unit, a serial communication RS232C unit, a central processing unit, and a serial communication HDLC; A GPS receiver; It is composed of a base station communication device and the central processing unit is a CDMA base station consisting of the CPU, flash ROM, RAM, input and output unit, AD converter, communication control unit and the GPS receiver remote monitoring device that transmits and receives signals to and from the remote host computer. Minimize errors due to environmental effects by applying circuits and program algorithms to prevent fluctuations. In digital pulse signal measurement, the division ratio is adjusted by software as needed, so that there is no need to change hardware even when the frequency to be measured changes. It is possible to measure and the counting unit operates independently and maintains the counting value after completion of counting, so it does not burden the execution of the program, so it is simple and accurate measurement and accumulates the diagnosis results based on the trend and various alarms and abnormal conditions. Anticipate and inform the likelihood of This is achieved by automatically detecting the model of the S receiver, reducing operational errors, and providing a GPS receiver remote monitor that remotely updates the program of the GPS monitor when the GPS receiver itself changes.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 GPS수신기 원격감시장치 전체 시스템 구성도,1 is a schematic diagram of the entire system of a GPS receiver remote monitoring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 원격감시장치의 아날로그 신호 측정부 및 온도보상부분을 표현한 예시도,2 is an exemplary diagram representing an analog signal measuring unit and a temperature compensation part of a remote monitoring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 상기 도 2의 온도보상부분 중 다이오드 비선형 영역 및 온도변동의 추가보상 순서도,3 is an additional compensation flowchart of the diode non-linear region and the temperature variation of the temperature compensation portion of FIG. 2 of the preferred embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 디지털입력부중 디지털 주파수 측정부의 예시도,4 is an exemplary diagram of a digital frequency measuring unit of the digital input unit of the preferred embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 프로그램의 원격갱신 순서도,5 is a remote update flowchart of a program of a preferred embodiment of the present invention;

도 6a는 본 발명의 바라직한 실시예의 고장 예측 그래프,6a is a failure prediction graph of a preferred embodiment of the present invention,

도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예의 오작동률 통보 알고리즘 순서도이다.6B is a flowchart of a malfunction rate notification algorithm of a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing

1 : GPS수신기 2 : 디지털 주파수 입력부1 GPS receiver 2 digital frequency input unit

3 : 아날로그 주파수 입력부 4 : 직렬통신 RS232C3: analog frequency input part 4: serial communication RS232C

5 : 중앙처리부 6 : 직렬통신 HDLC5: central processing unit 6: serial communication HDLC

7 : 기지국 통신장치 8 : 원격 호스트 컴퓨터7: base station communication device 8: remote host computer

9 : CDMA 기지국 10 : GPS수신기 원격감시장치9: CDMA base station 10: GPS receiver remote monitoring device

이하, 본 발명의 구성을 바람직한 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 그 작용 효과와 함께 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with the working effect with reference to the accompanying drawings for a preferred embodiment.

도 1은 바람직한 실시예의 GPS수신기 원격감시장치 전체 시스템 구성도로 CDMA 기지국(9)과, 원격 호스트 컴퓨터(8)로 구성되며 상기 CDMA 기지국(9)은 GPS수신기(1)와; 디지털 주파수 입력부(2)와, 아날로그 주파수 입력부(3)와, 직렬통신 RS232C부(4)와, 중앙처리부(5)와, 직렬통신 HDLC부(6)로 구축된 GPS수신기 원격감시장치(10)와; 기지국 통신장치(7)로 구성되어 있고 또한, 상기 GPS수신기 원격감시장치의 중앙처리부(5)는 CPU, 플래시램, 램, 입출력부, A/D컨버터, 통신제어부로 구성되어 있다.Fig. 1 is a schematic diagram of a GPS receiver remote monitoring system of a preferred embodiment, which is composed of a CDMA base station 9 and a remote host computer 8, which includes a GPS receiver 1; GPS receiver remote monitoring device (10) constructed of digital frequency input unit (2), analog frequency input unit (3), serial communication RS232C unit (4), central processing unit (5), and serial communication HDLC unit (6) Wow; The central processing unit 5 of the GPS receiver remote monitoring apparatus is composed of a CPU, a flash RAM, a RAM, an input / output unit, an A / D converter, and a communication control unit.

상기 GPS수신기 원격감시장치(10)는 디지털 주파수 입력부(2), 아날로그 주파수 입력부(3)를 통해서 GPS수신기(1)의 출력신호를 직접 계측하고, 직렬통신 RS232C부(4)를 통해서 GPS수신기(1)의 각종 내부상태를 정밀하게 읽는 것이다.The GPS receiver remote monitoring apparatus 10 directly measures the output signal of the GPS receiver 1 through the digital frequency input unit 2 and the analog frequency input unit 3, and performs the GPS receiver (through the serial communication RS232C unit 4). It reads various internal condition of 1) precisely.

상기 중앙처리부(5)는 자료를 수집 및 분석하여 GPS수신기(1)의 상태를 항상 감시하며 원격지 호스트 컴퓨터(8)로부터 요구가 있을 시 직렬통신 HDLC(6)을 통해서 기지국통신장치(7)를 경유하여 원격지로 자료를 전송하고 필요에 따라 원격지 호스트 컴퓨터(8)로부터 프로그램을 새로 내려 받으며 원격지 호스트 컴퓨터(8)로부터의 요구가 없더라도 수집된 자료를 바탕으로 GPS수신기(1)의 내부상태가 경계점을 넘어서면 즉시 원격지 호스트 컴퓨터(8)로 사전경보와 함께 상세 자료를 전송한다.The central processing unit (5) collects and analyzes data to constantly monitor the status of the GPS receiver (1) and, upon request from the remote host computer (8), transmits the base station communication device (7) through the serial communication HDLC (6). Transfer the data to the remote site via a new one, download a new program from the remote host computer 8 as needed, and the internal state of the GPS receiver 1 is based on the collected data even if there is no request from the remote host computer 8 If exceeded, immediately send detailed data with advance warning to the remote host computer (8).

그리고 상기 중앙처리부(5)는 내부의 플래시롬에 실행 프로그램을 내장하여 전원이 끊겨도 기존 프로그램이 유지가 될 뿐만 아니라 원격 호스트 컴퓨터(8)에서 자료를 다운받아 새로운 프로그램을 가동할 수 있는 것이다.In addition, the central processing unit 5 has a built-in execution program in the internal flash ROM, so that the existing program is not only maintained even when the power is cut off, but also the data can be downloaded from the remote host computer 8 to start a new program.

도 2는 바람직한 실시예의 원격감시장치의 아날로그 신호 측정회로도로 약 13dBm 강도의 10㎒의 정밀 교류 아날로그 신호(11)는 종단저항(12)과 콘덴서(13)를 거쳐 다이오드(14) D1-1, D1-2와 콘덴서(15)에 의해 정류되어 아날로그 직류 값으로 바뀌는 것이다.2 is an analog signal measuring circuit of the remote monitoring apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. A 10 MHz precision AC analog signal 11 having a strength of about 13 dBm is connected to a diode 14 D1-1 through a termination resistor 12 and a capacitor 13; It rectifies by D1-2 and the capacitor | condenser 15, and changes into an analog DC value.

상기 아날로그 직류 값은 연산 증폭기(17)를 거쳐 아날로그/디지털 변환기(24)에서 디지털 값으로 변환되어 최종적으로 중앙처리장치(5)에 저장된다.The analog DC value is converted into a digital value by the analog-to-digital converter 24 via the operational amplifier 17 and finally stored in the central processing unit 5.

그리고 종래의 고주파 소신호의 전력강도를 계측함에 있어서 다이오드를 많이 쓰고 있는데 가장 큰 문제점은 대신호와 달리 소신호일 경우 다이오드의 순방향 전압강하분이 정밀계측에 큰 장애가 되며 특히 다이오드 내부 저항값이 전류와 주변온도에 따라 크게 변하기 때문에 일정한 범위의 소신호 고주파 계측에 있어서 가장 큰 장애요인은 주변온도변동 문제라 할 수 있다.In addition, a large number of diodes are used in measuring the power intensity of a conventional high frequency small signal. The biggest problem is that, in the case of a small signal, the forward voltage drop of the diode is a major obstacle to the precision measurement. Since it varies greatly with temperature, the biggest obstacle in the measurement of a small signal high frequency range is the ambient temperature fluctuation problem.

이를 해결하기 위해서 본 발명은 다이오드를 이용한 고주파 소신호 계측의 2대 장애 요소인 순방향전압 강하분과 온도에 내부저항변화를 극복하기 위해서 하드웨어적으로는 온도상쇄회로와 온도센서를 통한 온도보상을 구현하였고 소프트웨어적으로는 온도별 지수함수테이블을 준비하여 다이오드의 순방향 전압강하에 따른 비선형 영역에서의 동작과 온도변동분을 동시에 구현하였다.In order to solve this problem, the present invention implements temperature compensation through a temperature offset circuit and a temperature sensor in hardware in order to overcome the internal resistance change in the forward voltage drop and temperature, which are the two obstacles of high frequency small signal measurement using a diode. In terms of software, an exponential function table for each temperature is prepared to simultaneously operate the temperature fluctuations in the nonlinear region due to the forward voltage drop of the diode.

상기 온도상쇄회로는 도 2에서 정류용 다이오드(14)와 연산증폭기(17) 기준전위용 다이오드(22)를 동일한 품종을 채택하고 온도 변동시 서로 반대의 작용을 하게 함으로써 구현하는 것이며 즉, 온도 변동에 따라 연산증폭기(17)의 한 쪽 입력값이 높아지면 다른 쪽 입력값도 같은 비율로 높아지게 함으로써 서로 상쇄되도록 하는 것이다.The temperature cancellation circuit is implemented by adopting the same varieties of the rectifying diode 14 and the operational amplifier 17 and the reference potential diode 22 in FIG. As a result, when one input value of the operational amplifier 17 is increased, the other input value is also increased by the same ratio so as to cancel each other.

또한, 온도센서를 장치하여 소프트웨어적인 추가 온도보상에 사용한다.In addition, a temperature sensor is fitted for additional temperature compensation in software.

소프트웨어적인 측면에서 다이오드의 순방향 전압강하에 따른 비선형 영역보상과 온도변경 추가 보상 방법에 있어서, 일반적으로 다이오드의 비선형 영역의 거동은 지수함수로 표현되지만 온도에 따라 함수가 변동하며 다중작업과 고속응답이 동시에 요구되는 감시장치 등에서 실시간 처리하기에 연산부분에 대한 부하가 크다.한편, 도 2에 도시된 회로는 정류회로, 온도상쇄회로, 연산증폭회로, 온도보상회로, 계수회로로 구성되며 상기 정류회로는 교류신호를 다이오드를 거쳐 콘덴서로 평활함으로써 직류신호로 바꾸는 회로로서, 다이오드 D1-1, D1-2(14), 및 콘던세 C2(15)로서 정류회로를 구성한다.상기 온도상쇄회로는 전자부품의 온도에 따른 동작의 변동을 상쇄시켜주기 위하여 온도변화 특성이 반대가 되는 신호를 생성하여 서로 상쇄되도록 한다. 즉 전압비교 IC(17) 한쪽 입력단에 다이오드 D1-1(14) 및 D1-2의 출력을 인가하고 다른 쪽 입력단에는 또 다른 다이오드 D1-3 및 D1-4(22)의 출력을 인가하여 온도 변동시 서로 반대로 작용하게 함으로써 온도 변화에 따른 전자부품의 동작변동을 상쇄하는 것이다.상기 연산증폭회로는 전압비교 IC(17)와 주변의 저항(R6) 및 콘덴서(C3)로 이루어진 적분 연산증폭회로이며 전압비교 IC(17)는 기본적으로 두 개의 입력단을 가지며 입력전압간의 차이를 증폭하여 출력단으로 출력하는 작용을 하는데 이 전압비교 IC에 저항과 콘덴서를 도 2에 도시된 바와 같이 첨가함으로써 적분회로를 구성한다. 상기 적분 연산증폭회로는 입력신호에 대해 저주파통과 필터의 역활을 함으로써 신호에서 잡음을 억제하게 되는 것이다.상기 온도보상회로는 다이도드(14, 22)의 온도에 따른 비선형영역 동작함수의 변동을 보상하기 위해서 온도검출기(18)를 부착하여 현재 온도를 검출하고 그에 따라 온돋대역별로 동작함수 변동치를 미리 보상한 변수테이블을 선택적으로 참조함으로써 온도변동에 따른 다이오드의 동작함수 변동의 보상을 행한다. 즉. 검출값(25)은 그대로 사용되는 것이 아니라 온도 검출값(20)에 따라 대응된 변수테이블을 참조함으로써 보정된 데이터값으로 변환을 하여 온도영향을 배제한 정확한 값을 출력할 수 있게 되는 것이다.In terms of software, the nonlinear region compensation and temperature change additional compensation method according to the forward voltage drop of the diode is generally expressed as an exponential function, but the function varies with temperature, and the multitasking and fast response At the same time, the load on the computational part is great for real time processing in a required monitoring device or the like. On the other hand, the circuit shown in Fig. 2 is composed of a rectifying circuit, a temperature canceling circuit, an operational amplifier circuit, a temperature compensation circuit and a counting circuit. Is a circuit for converting an AC signal into a DC signal by smoothing it with a capacitor through a diode, and constitutes a rectifier circuit as diodes D1-1, D1-2 (14), and condense C2 (15). In order to offset the fluctuations of the operation according to the temperature of the part, a signal in which the temperature change characteristic is reversed is generated and canceled with each other. That is, the output of diodes D1-1 (14) and D1-2 is applied to one input terminal of the voltage comparison IC 17, and the output of another diode D1-3 and D1-4 (22) is applied to the other input terminal. The operational amplifier circuit compensates for variations in the operation of electronic components due to temperature changes. The operational amplifier circuit is an integral operational amplifier circuit including a voltage comparison IC 17, a peripheral resistor R6, and a capacitor C3. The voltage comparison IC 17 basically has two input stages and amplifies the difference between the input voltages and outputs them to the output stage. An integrated circuit is formed by adding a resistor and a capacitor to the voltage comparison IC as shown in FIG. do. The integral operational amplifier circuit suppresses noise in the signal by acting as a low pass filter for the input signal. The temperature compensation circuit compensates for the variation of the nonlinear region operating function according to the temperature of the diodes 14 and 22. In order to compensate for the variation of the operating function of the diode according to the temperature variation, a temperature detector 18 is attached to detect the current temperature and selectively refer to the variable table which compensates the operating function variation value in advance for each warm zone accordingly. In other words. The detection value 25 is not used as it is, but is converted into a corrected data value by referring to the corresponding variable table according to the temperature detection value 20 so as to output an accurate value excluding the temperature influence.

도 3은 바람직한 실시예의 상기 도 2의 온도보상부분 중 다이오드 비선형 영역 및 온도변동의 추가보상 순서도로 곡선인 지수함수부분을 여러 절점으로 분할해서 구간별 직선근사를 행하고 각 절점은 온도값을 바탕으로 복수로 지정하여 테이블을 만들어서 온도와 비선형 영역에 의한 오차를 최소화하면서도 연사의 부하를 줄일 수 있도록 하였다.FIG. 3 is a straight line-by-section approximation by dividing the exponential function portion of the temperature compensation portion in FIG. 2 of the preferred embodiment of the diode nonlinear region and the additional compensation flow curve of the temperature variation into several nodes, and each node based on the temperature value. Multiple tables were created to reduce the load on the burst while minimizing errors due to temperature and nonlinear areas.

즉, 보상함수테이블변경 단계(S100)에 의해 변경이 발생하여 함수테이블 내려받기 단계(S101)와, 신호강도값 입력단계(S102)와, 온도입력단계(S103)와, 온도별 비선형보상함수 선택단계(S104)와, 비선형보상함수 적용단계(S105)로 이루어진다.That is, a change occurs in the compensation function table changing step (S100), so that the function table download step (S101), the signal strength value input step (S102), the temperature input step (S103), and the nonlinear compensation function for each temperature are selected. Step S104 and the application of the nonlinear compensation function S105.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예의 디지털입력부중 디지털 주파수 측정부의 회로 구성도이며 디지털 정합부(31)와, 주파수 분주부(32)와, 주파수 계수부(33), 단안정 발진부(34)와, 중앙처리부(35)로 구성되어 있으며 하기와 같은 관계를 이용하여 계수한다.4 is a circuit configuration diagram of a digital frequency measuring unit of the digital input unit according to the preferred embodiment of the present invention. The digital matching unit 31, the frequency division unit 32, the frequency counting unit 33, the monostable oscillation unit 34 and It consists of a central processing unit 35 and counts using the following relationship.

주파수 = 단위 시간당 펄수수Frequency = number of pulses per unit time

디지털 정합부(31)는 입력된 디지털 차동신호가 디지털 정합부(31)를 거쳐 일반 디지털 신호로 바뀌는 것이다.The digital matching unit 31 converts the input digital differential signal into a general digital signal through the digital matching unit 31.

주파수분주부(32)는 입력된 고주파 신호를 1/N 분주하여 저주파로 만들어내는 회로이며 주파수 계수부가 규정 시간동안만 계수하도록 기준시간 신호를 발생하여 제어한다.The frequency divider 32 divides the input high frequency signal by 1 / N to produce a low frequency. The frequency divider 32 generates and controls a reference time signal so that the frequency counter counts only for a predetermined time.

먼저 중앙처리부(35)가 분주비 값을 분주기에 입력하고 계수시작 신호를 발하면 단안정 발진부(34)가 기준시간을 만들고 그 동안 주파수 계수부(33)가 분주된 펄스를 계수하기 시작한다.First, when the central processing unit 35 inputs the division ratio value to the frequency divider and issues a counting start signal, the monostable oscillator 34 makes a reference time, and the frequency counting unit 33 starts counting the divided pulses. .

그 동안 중앙처리부(35)는 계수완료신호가 발생할 때까지 다른 작업을 할 수 있다.In the meantime, the central processing unit 35 may perform other tasks until the count completion signal is generated.

계수완료신호가 발생하면 중앙처리부(35)는 주파수계수부로부터 계수값을 읽어 하기와 같이 계산하여 주파수를 측정한다.When the coefficient completion signal is generated, the central processing unit 35 reads the coefficient value from the frequency coefficient unit and calculates the frequency as follows.

주파수 = 분주비 ×계수값Frequency = Division Ratio × Coefficient

본 발명의 특징은 첫째 주파수 계수를 함에 있어서 중앙처리부(35)의 부하가 거의 없다는 데 있고 둘째 입력 주파수값(30)이 바뀌더라도 분주비를 조정함으로써 주파수 대역에 능동적으로 대처할 수 있다는데 있다.A feature of the present invention is that there is almost no load on the central processing unit 35 in the first frequency coefficient, and the second frequency can be actively coped with by adjusting the division ratio even if the input frequency value 30 is changed.

온도에 따른 측정값의 변동을 방지하는 회로 및 프로그램 알고리즘을 적용하여 환경의 영향에 따른 오차를 최소화한다.Minimize errors due to environmental effects by applying circuits and program algorithms to prevent fluctuations in measured values due to temperature.

디지털 펄스신호의 계측에 있어서, 필요에 따라 소프트웨어적으로 분주비를 조정함으로써 피측정 주파수의 변동 시에도 하드웨어의 교체없이 계측을 할 수 있고 또한 계수부가 독립적으로 작동하고 계수완료 후 계수값을 유지하고 있으므로 프로그램의 수행에 부담을 주지 않아서 간편하면서도 정확한 측정이 되게 한다.이상 설명한 도 4는 전체 계수회로를 나타낸 것으로 계수회로는 전자펄스의 단위 시간당 발생 갯수를 카운트하는 회로를 가리키며 상기 디지털정합부(31)와 주파수 분주기(32)에서 정규화된 전자펄스들은 주파수계수부(33)에서 단위 시간당 펄스의 갯수가 카운트되며 이때 단안정 발진부(34)는 규정된 단위시간을 알리는 제어신호를 발생함으로써 주파수 계수부(33)가 단위시간당 전자펄스의 갯수를 정확히 측정할 수 있도록 하고 디지털 정합부(31)는 아날로그 신호를 디지털로 바꾸는 기능을 하며 주파수 분주기(32)는 고주파수신호를 저주파수신호로 떨어뜨려 단위 시간당 펄스수를 최적으로 하여 카운트하도록 하는 것이다.In the measurement of digital pulse signal, the division ratio can be adjusted by software, if necessary, so that the measurement can be performed without changing hardware even when the frequency to be measured changes, and the counting unit operates independently and maintains the count value after completion of counting. Therefore, a simple and accurate measurement is made without burdening the execution of the program. FIG. 4 illustrates the entire counting circuit. The counting circuit indicates a circuit that counts the number of occurrences per unit time of an electronic pulse. The number of pulses per unit time is counted in the frequency coefficient unit 33, and the monostable oscillator 34 generates a control signal informing the prescribed unit time. Allow the unit 33 to accurately measure the number of electronic pulses per unit time Matching unit 31 and the function to change the analog signal to a digital frequency divider 32 is to drop the high frequency signal to the low-frequency signal to be counted with the number of units per hour pulse at best.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 프로그램 원격갱신 순서도로 프로그램 수행을 플래시롬에서 램으로 옮겨 수행함으로써 프로그램 수행 프로그램을 갱신할 수 있고 하기와 같은 단계로 이루어져 있다.5 is a program remote update flow diagram of a preferred embodiment of the present invention by moving the program execution from flash ROM to RAM to update the program execution program and consists of the following steps.

갱신명령 선택단계(S200)와, 변경할 경우 변수값 보관관계(S201)와, 새프로그램 내려받기 단계(S202)와, 정상완료 단계(S203)와, 상태통보단계(S204)와, 플래쉬롬 데이터 소거 단계(S205)와, 플래쉬롬에 데이터 기록단계(S206)와, 플래쉬롬에서 프로그램 재시작 단계(S207)와, 램으로 프로그램 복사 단계(S208)와, 램영역으로 이동단계(S209)와, 변수값 복귀 및 재설정 단계(S213)와, 상태통보단계(S214)와, 일상작업진행단계(S215)와, 상기의 정상완료단계(S203)에서 안되었을 경우 계속 상태통보단계(S210)와, 명령대기단계(S211)와, 재시도 단계(S212)로 이루어진다.Update command selection step (S200), if changed, variable value storage relationship (S201), new program download step (S202), normal completion step (S203), status notification step (S204), flash ROM data erase A step S205, a data write step in the flash ROM (S206), a program restart step in the flash ROM (S207), a program copy step into the RAM (S208), a move to the RAM area (S209), variable values Return and reset step (S213), the status notification step (S214), the daily work progress step (S215), if not in the normal completion step (S203) of the continuous status notification step (S210) and the command waiting step S211 and a retry step S212.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예의 고장 예측 그래프로 기기의 가동시간이 길어지면 부품의 열화에 의한 내부요인과 먼지의 누적 및 진동 등의 외부요인에 의해 장비의 오작동률이 높아지게 되며 최종적으로 작동불능의 고장상태에 이르게 된다.6 is a failure prediction graph of a preferred embodiment of the present invention, if the operation time of the device is longer, the malfunction rate of the equipment is increased due to the internal factors caused by the deterioration of parts and the external factors such as accumulation and vibration of dust, and finally inoperable Leads to a fault condition.

또 장비의 오작동은 급격한 내부 및 외부요인 변화에 의한 갑작스런 오작동과 시간의 흐름에 따른 자연적이고 점진적인 오작동률의 상승이 있으며 장비 내부의 상황을 정확히 진단함으로써 오작동률의 상승을 어느 정도 예측이 가능하다.In addition, the malfunction of the equipment is a sudden malfunction due to rapid internal and external factors and the natural and gradual rise of the malfunction rate with the passage of time, and the rise of the malfunction rate can be predicted to some extent by accurately diagnosing the situation inside the equipment.

본 발명은 정밀할 진단과 설정 기준치를 초과한 데이터의 누적을 통해 GPS수신기 감시장치의 오작동 가능성을 통계적인 방법으로 예측하고 사용자에게 통보함으로써 고장예측기능을 가지고 본 발명에서의 오작동 가능성의 기본 예측알고리즘은 다음과 같다.The present invention has a failure prediction function by predicting the possibility of malfunction of the GPS receiver monitoring apparatus through a statistical method through accurate diagnosis and accumulation of data exceeding a set reference value, and has a failure prediction function. Is as follows.

공식 1Formula 1

오작동 확률 = K ×∑(단위시간당 기준초과 이벤트수 ×경과시간 비중)Malfunction probability = K × ∑ (number of exceeded events per unit time × elapsed time share)

단 K = 비례상수Where K = proportionality constant

즉, 상기 오작동 확률은 경과시간을 가우시안 분포함수로 적용하여 경과시간이 멀수록 비중을 낮춘다.That is, the malfunction probability decreases the specific gravity as the elapsed time is longer by applying the elapsed time as a Gaussian distribution function.

공식 2Formula 2

경과시간 비중 = 1/×exp Elapsed time share = 1 / × exp

X : 경과시간, σ: 표준편차X: elapsed time, σ: standard deviation

따라서, 경과시간과 경과시간 비중의 관계를 도시된 도 6과 같은 그래프이다.Therefore, it is a graph like FIG. 6 which shows the relationship between elapsed time and elapsed time specific gravity.

도 7은 바람직한 실시예의 오동작률 통보 순서도로 GPS수신기로부터의 출력신호 측정값 및 통신을 통해 획득한 GPS수신기의 내부 이벤트들 각각에 안정된 작동을 보장하는 기준범위를 미리 설정하고 일정기간마다 이벤트들이 설정된 안정기준 범위를 벗어났는지 점검하여 누적한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a malfunction rate notification procedure according to a preferred embodiment of the present invention, in which a reference range is set in advance to ensure stable operation for each of the output signal measurement values from the GPS receiver and internal events of the GPS receiver obtained through communication, and events are set at predetermined periods. Accumulate by checking if it is outside the range of stability criteria.

그리고 누적된 이벤트들은 도 6에 도시된 공식 1에 따라 미래에 오작동이 일어날 확률을 계산하고 오작동 가능성의 예상치가 경계치를 넘어서면 경계상태를 통보하도록 하여 사전에 오작동에 대비할 수 있도록 한다.In addition, the accumulated events calculate the probability of a malfunction in the future according to Formula 1 shown in FIG. 6 and notify the boundary condition when the expected probability of the malfunction exceeds a threshold so that the event can be prepared in advance.

상기 도 6은 지수함수적으로 일어나는 이벤트 측정이고 도 7은 오작동률 통보알고리즘 과정을 나타낸 것으로 설정기준변경단계(S300)와, 설정기준 내려받기 단계(S301)와, 이벤트 수집단계(S302)와, 이벤트 진단단계(S303)와, 설정기준초과 판단 단계(S304)와, 이벤트 기록단계(S305)와, 전체완료 판단단계(S306)와, 오작동률 예측치 계산단계(S307)와, 경계치 초과 판단 단계(S308)와, 경계상태통보 단계(S309)와, 전체완료 단계(S310)로 이루어진다.6 is an event measurement occurring exponentially, and FIG. 7 shows a malfunction rate notification algorithm process, wherein the setting criteria change step (S300), the setting criteria download step (S301), the event collection step (S302), Event diagnosis step (S303), setting reference exceeding determination step (S304), event recording step (S305), overall completion determination step (S306), malfunction rate prediction value calculation step (S307), threshold value determination step (S308), the alert state notification step (S309), and the overall completion step (S310).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 GPS수신기 원격감시장치 및 그 제어방법은 GPS수신기의 세밀한 내부진단과 환경의 영향을 최소로 한 출력신호의 계측에 의해 보다 정확하게 GPS수신기의 운용상황을 판단할 수 있는 효과가 있고, 이를 이용하여 다른 일반 계측장비에도 응용되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 문제발생 가능성의 자동예측기능이 있어 실제 문제발생 이전에 사전 대응을 할 수 있는 효과가 있으며 이밖에 진단요소와 판단방법을 유연하게 적용하면 일반 장비에도 포괄적으로 적용되는 효과가 있고 원격 프로그램갱신 기능에 의하여 GPS수신기 사양변경 시 원격에서 GPS 감시장치를 갱신할 수 있어 그 운용 및 유지보수가 편리한 뛰어난 효과가 있으므로 무선통신산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, the GPS receiver remote monitoring apparatus and its control method of the present invention can more accurately determine the operation status of the GPS receiver by the detailed internal diagnosis of the GPS receiver and measurement of the output signal with minimal environmental influence. It is effective, and it can be applied to other general measuring equipment by using it, and it has the effect of automatically predicting the possibility of problem occurrence, so that it can respond in advance before the actual problem occurs. Flexibility is applied to general equipment, and it can be applied to general equipment and can update remotely GPS monitoring device when changing GPS receiver specification by remote program update function. It is a very useful invention.

Claims (4)

아날로그 신호의 미소 전력강도를 계측하는 GPS수신기의 원격감시 장치에 있어서,In the remote monitoring device of the GPS receiver for measuring the small power strength of the analog signal, 교류신호를 직류신호로 바꾸는 정류회로와, 온도변화에 따른 동작의 변동을 상쇄시키기 위하여 온도변화 특성이 반대가 되는 신호를 생성하는 온도상쇄회로와, 신호의 잡음을 억제하는 연산증폭회로에 의해 발생하는 온도와, 다이오드 비선형 영역에 의한 영향을 최소로 하는 다이오드와 콘덴서를 수단으로 구성된 온도상쇄회로와;Generated by a rectifier circuit that converts an AC signal into a DC signal, a temperature canceling circuit that generates a signal whose temperature change characteristics are reversed in order to compensate for variations in operation due to temperature changes, and an operational amplifier circuit that suppresses signal noise A temperature canceling circuit comprising means for controlling the temperature and the diode and the capacitor to minimize the influence of the diode nonlinear region; 현재 온도를 검출한 온도검출기에서 검출된 온도 검출값에 따라 온도대역별로 동작함수 변동치를 미리 보상한 변수테이블과 대응되는 보정된 데이터값으로 변환하는 온도보상 회로를 원격감시장치에 더 구비한 것을 특징으로 하는 GPS수신기 원격 감시장치.The remote monitoring apparatus further includes a temperature compensation circuit for converting the operating function variation value for each temperature band into a corrected data value corresponding to a variable table that has been compensated in advance according to the temperature detected value detected by the temperature detector detecting the current temperature. GPS receiver remote monitoring device. 삭제delete 원격지에서 프로그램을 갱신하는 방법은How to update a program remotely 갱신명령 선택단계(S200)와;An update command selection step (S200); 변경할 경우 변수값 보관관계(S201)와;Variable value storage relationship (S201) if changed; 새프로그램 내려받기 단계(S202)와;Downloading a new program (S202); 정상완료 단계(ST203)와;Normal completion step (ST203); 상태통보 단계(S204)와;Status notification step (S204); 플래쉬롬 데이터 소거 단계(S205)와;Flash ROM data erasing step (S205); 플래쉬롬에 데이터 기록단계(S206)와;Writing data into the flash ROM (S206); 플래쉬롬에서 프로그램 재시작 단계(S207)와;Restarting the program in the flash ROM (S207); 램으로 프로그램 복사 단계(S208)와;Program copying to the RAM (S208); 램영역으로 이동단계(S209)와;Moving to the RAM area (S209); 변수값 복귀 및 재설정 단계(S213)와;A variable value return and reset step (S213); 상태통보 단계(S214)와;Status notification step (S214); 일상작업 진행 단계(S215)와;Routine work progress step (S215); 상기의 정상완료 단계(S203)에서 안되었을 경우 계속 상태통보 단계(S204)와;If not in the normal completion step (S203) of continuing status notification step (S204) and; 명령대기 단계(S211)와;Command waiting step S211; 재시도 단계(S212)로 이루어져 GPS수신기 원격 감시장치의 프로그램을 원격지에서 갱신하는 것을 특징으로 하는 GPS수신기 제어방법.GPS receiver control method comprising the step of retrying (S212) to update the program of the GPS receiver remote monitoring device from a remote location. 원격에서 오동작을 감지 송수신 방법은Remotely detect and send malfunctions 설정기준을 변경하는 단계(S300)와;Changing the setting criteria (S300); 설정기준을 내려받는 단계(S301)와;Downloading the setting criteria (S301); 이벤트를 수집 및 진단하는 단계(S302, S303)와;Collecting and diagnosing an event (S302, S303); 설정기준초과 판단 단계(S304)와;Setting criterion exceeding determination step (S304); 이벤트를 기록하는 단계(S305)와;Recording an event (S305); 전체완료를 판단하는 단계(S306)와;Determining the total completion (S306); 오작동률 예측치를 계산하는 단계(S307)와;Calculating a malfunction rate prediction value (S307); 경계치 초과 판단 단계(S308)와;A threshold exceeded determination step (S308); 경계상태를 통보하는 단계(S309)와;Notifying the alert state (S309); 전체완료 단계(S310)로 이루어져 고장에 대한 통계적인 예측 우선순위를 적용하고 고장가능성을 자동 통보하는 것을 특징으로 하는 GPS수신기 원격감시장치 및 그 제어방법.GPS receiver remote monitoring device and its control method comprising the step of totally completed (S310) to apply a statistical prediction priority for the failure and to automatically notify the possibility of failure.
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