PT106217A - Sistema de interação de equipamentos remotos em centros emissores de radiodifusão - Google Patents

Abstract

O PRESENTE INVENTO REFERE-SE A UM SISTEMA PARA ATUAR E MONITORIZAR REMOTAMENTE ESTAÇÕES DE RADIODIFUSÃO. A SUA ARQUITETURA, BASEADA NUM DISPOSITIVO ELETRÓNICO PROGRAMÁVEL COM CONECTIVIDADE AO EXTERIOR POR INTERMÉDIO DE RADIOFREQUÊNCIA, TORNA A INVENÇÃO COMPLETAMENTE INDEPENDENTE DE EQUIPAMENTOS PERIFÉRICOS E PERMITE A MONITORIZAÇÃO E O CONTROLO REMOTO DOS CENTROS EMISSORES DE RADIODIFUSÃO A PARTIR DE UM TERMINAL MÓVEL (E.G. TELEMÓVEL). OS EQUIPAMENTOS EXISTENTES NO MERCADO APENAS CONSIDERAM, POR CONSTRUÇÃO, UM SENTIDO DE INTERAÇÃO: OU ATUAM NO CENTRO EMISSOR OU MONITORIZAM O CENTRO EMISSOR. O SISTEMA APRESENTADO NESTE DOCUMENTO PERMITE ATUAR REMOTAMENTE NOS CENTROS DE RADIODIFUSÃO E PERMITE RECEBER MONITORIZAÇÃO AUTOMÁTICA DE ALARMES OU INFORMAÇÕES DO ESTADO DO CENTRO DE RADIODIFUSÃO. ESTE EQUIPAMENTO COMPREENDE UMA ESTRUTURA QUE PARTINDO DE UM MICROPROCESSADOR (1) GERE UM CONJUNTO DE PERIFÉRICOS (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 E 13) EM ATUAÇÃO E MONITORIZAÇÃO. O MODEM DE RADIOFREQUÊNCIA (2) ESTABELECE A COMUNICAÇÃO ENTRE O TERMINAL REMOTO (E.G. TELEMÓVEL) E O SISTEMA ALARMBOX. UM MOSTRADOR ELETRÓNICO (3) PERMITE VISUALIZAR NO LOCAL O ESTADO DO SISTEMA. UM CIRCUITO INTEGRADO (4) ESPECIALIZADO NA RECEÇÃO E NA DESMODULAÇÃO DE SINAIS DE RÁDIO, NAS BANDAS COMERCIAS ASSOCIADAS ÀS SIGLAS FM (FREQUENCY MODULATION), AM (AMPLITUDE MODULATION), SW (SHORT WAVE), LW (LONG WAVE), ESTÁ CONECTADO AO MICROPROCESSADOR (1) E AO MODEM DE RADIOFREQUÊNCIA (2). ESTA ASSOCIAÇÃO PERMITE SINTONIZAR ESTE RECETOR REMOTAMENTE, REALIZAR A ANÁLISE AUTOMÁTICA DO SINAL DE ÁUDIO LOCALMENTE E ENVIAR O SINAL DE ÁUDIO PARA ANÁLISE REMOTA VIA MODEM DE RADIOFREQUÊNCIA (2). AO MICROPROCESSADOR ESTÁ CONECTADO UM ÓRGÃO DE ARMAZENAMENTO PERMANENTE DE DADOS (5) COM A FINALIDADE DE REGISTAR OS ESTADOS SUCESSIVOS DO SISTEMA, PARA EVENTUAL POSTERIOR ANÁLISE. EXISTE NO SISTEMA UM BLOCO DE INTERFACE DE ENTRADAS DE TENSÕES EXTERNAS (6) E UM BLOCO DE INTERFACE DE SAÍDAS PARA ATUAÇÃO EXTERNA (7). ESTAS INTERF ACES (6, 7) SÃO GERIDAS LOCALMENTE E/OU REMOTAMENTE. O SISTEMA POSSUI UMA FONTE COMUTADA DE ALIMENTAÇÃO EM TENSÃO (9) CONTÍNUA PARA O FORNECIMENTO DE ENERGIA AO CONJUNTO DE DISPOSITIVOS DO SISTEMA. EXISTE UMA UNIDADE DE BOTÕES (10) LOCAIS PARA INTERVENÇÕES DIRETAS AO SISTEMA, UM SENSOR DE TEMPERATURA AMBIENTE (11), UM TRANSDUTOR ACÚSTICO (12), E UM CANAL DE COMUNICAÇÃO LOCAL USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)(13). O MICROPROCESSADOR (1) REALIZA CONTINUAMENTE UMA OPERAÇÃO DE ANÁLISE AO SINAL DE ÁUDIO PROVENIENTE DO CIRCUITO INTEGRADO RECETOR DE ÁUDIO (4). ESTA ANÁLISE ESTÁ BASEADA EM ESTATÍSTICA DE 2.ª ORDEM E ESTABELECE O DESIGNADO DETETOR DE SILÊNCIO (8).

Description

Descrição

Sistema integrado de gestão de centros emissores Área técnica da invenção

Os centros emissores encontram-se dispersos por todo o país e, em muitos casos, em locais de difícil acesso o que dificulta as tarefas de manutenção/reparação associadas a este tipo de instalações. Por outro lado, o histórico de avarias demonstra que, na grande maioria dos casos, são avarias simples, que poderiam ser resolvidas através de uma intervenção remota reiniciando o equipamento em falha. As deslocações aos locais para este tipo de intervenção têm, pois, custos associados elevados e poderiam ser evitadas através da utilização de equipamento adequado. 0 equipamento aqui apresentado enquadra-se neste cenário pois permite a realização de diversas ações de monitorização e controlo, remotamente (telecontrolo) , a partir de um equipamento com possibilidade de acesso remoto (o tipo de terminal depende de (2)) . A utilização destes equipamentos permite garantir a qualidade do serviço de rádio difusão e reduzir significativamente os tempos de resposta do técnico de manutenção.

Mais ainda, a sua arquitetura permite adaptá-lo à utilização em outros cenários onde a monitorização e controlo remoto seja necessária.

Neste âmbito, e de forma mais ampla, o invento é situado numa área de telecontrolo com recurso à área da computação, à área da eletrónica e à área da radiofrequência.

Estado da técnica

Os equipamentos atualmente disponíveis para a gestão destes centros emissores não permitem realizar, simultaneamente, as tarefas de monitorização e controlo. Os equipamentos existentes ou permitem realizar a monitorização do posto ou o seu controlo. Este facto implica algumas dificuldades na interligação dos dois sistemas e, muitas das vezes, obriga a redundância de equipamentos (e.g. modem GSM) o que contribui para um aumento desnecessário dos custos associados. Mais, algumas funcionalidades importantes para a monitorização não vêm integradas (e.g. escuta do áudio) o que limita a ação do gestor.

Os equipamentos atualmente disponíveis não permitem realizar a análise automática da qualidade do sinal de áudio com consequente difusão de alertas sobre o estado desse sinal.

Descrição da concretização

Fazendo referência à figura apresentada, vai ser agora descrita a concretização realizada do invento. 0 dispositivo é constituído por diversos blocos funcionais integrados numa única placa de circuito impresso (board), aqui designada por AlarmBox (17) . 0 bloco funcional (1) é formado por um microprocessador que tem como função adquirir e processar toda a informação necessária por forma a controlar os dispositivos da central de radiodifusão (15). Para tal possui um bloco de 8 entradas digitais (6) que lhe permite obter o estado de até 8 sinais/dispositivos distintos e um bloco de 8 saídas (7) a relê que lhe permite controlar 8 dispositivos diferentes. 0 microprocessador controla um modem de radiofrequência (2) (e.g. modem GSM/GPRS) usado para a receção de comandos remotos e para o envio de alterações ocorridas ao estado do sistema. Controla ainda um recetor de rádio nas bandas comerciais AM/FM-LW/SW (4) que permite realizar a monitorização do sinal áudio emitido pela estação de radiodifusão (15). Controla um bloco de registo de estados (5) que regista em suporte de memória não volátil (e.g. cartão micro SD) todos os eventos ocorridos no sistema, assim como os dados de configuração. Controla um mostrador eletrónico (3) (e.g. LCD) que é usado para a visualização local dos eventos ocorridos e outras informações relevantes como a data, hora, estação sintonizada, características dos sinais do modem de radiofrequência, do recetor de rádio e da temperatura do local.

As entradas digitais (6) são continuamente observadas pelo microprocessador. Qualquer alteração surgida em qualquer uma destas entradas é registada e comunicada através de mensagens, usando o modem de radiofrequência (2) , a todos os utilizadores registados na estação com permissões para a receção destas mensagens.

As saídas são usadas para controlar o estado dos dispositivos a elas conectados de acordo com os comandos recebidos através do modem integrado (2) , apenas respondendo aos utilizadores com permissões para alterar o seu estado. É importante realçar que as permissões dos utilizadores são programáveis de duas formas: remotamente ou localmente. A programação local é realizada através de uma aplicação de software suportada por um computador pessoal (16) que comunica com o dipositivo através de uma ligação USB (13). A programação remota é estabelecida através de mensagens enviadas ao dispositivo e rececionadas pelo modem de radiofrequência (2). A definição inicial é sempre realizada localmente. As permissões possíveis de serem usadas dizem respeito ao tipo de utilização que cada usuário poderá fazer da estação. Assim, existem utilizadores que apenas podem rececionar as mensagens de aviso e utilizadores que, para além, de receber estas mensagens podem atuar sobre a estação. A atuação inclui as alterações no módulo das saídas (7) , dos utilizadores registados, das permissões associadas e ainda das configurações do recetor integrado de rádio (4). Neste último incluem-se a alteração da banda e a frequência sintonizada. 0 registo dos utilizadores e das permissões associadas são guardados em suporte de armazenamento permanente (5) em formato adequado ao tipo de informação. 0 modem de radiofrequência (2) é usado para comunicar com os utilizadores registados. Todas as mensagens enviadas pelo dispositivo possuem um identificador e obedecem a uma formatação bem definida que permite identificar o dispositivo de envio, bem como o tipo de ocorrência (pode ser a alteração do estado de uma entrada ou saída, alteração das características da estação de rádio sintonizada, entre outras). As mensagens recebidas pelo dispositivo desenvolvido obedecem a uma sintaxe bem definida por forma a serem validadas pelo sistema. A sintaxe inclui o tipo de COMANDO (configuração do rádio, configuração de utilizadores, alteração de saídas, obtenção do estado das entradas, entre outros) seguido de PARÂMETROS adicionais no caso de o comando os permitir ou de "?" no caso de ser um comando de pedido de informação apenas, seguido ainda da PASSWORD associada ao dispositivo. Cada mensagem é terminada por um caracter bem definido, no caso o "!". Todas as mensagens que não sigam esta estrutura não são reconhecidas pelo sistema, pelo que não serão desencadeadas quaisquer ações de resposta. No entanto, são registadas no ficheiro de eventos como um evento ocorrido. 0 bloco recetor de rádio (4) permite a sintonização da estação de rádio que se pretende monitorar. É configurado a partir do microprocessador (1) de acordo com as indicações fornecidas pelos utilizadores com permissões para tal ou, localmente, através da aplicação de software desenvolvida para o efeito. As configurações incluem a definição da banda e da frequência, entre outras. Além disso, fornece, mediante solicitação, informações sobre a qualidade do sinal recebido e a informação RDS (Radio Data System) associada à estação sintonizada (no caso de existir). Estas informações são usadas nas mensagens enviadas aos utilizadores sempre que seja realizado um pedido a solicitar a informação de rádio e são apresentadas localmente no mostrador (3). 0 recetor (4) permite ainda o acesso ao sinal desmodulado que depois é usado pelo detetor de silêncio (8) para deteção de problemas relacionados com o sinal de áudio (e.g. ruído elevado ou silêncio). A análise do sinal de áudio é realizada no microprocessador (1) através da observação de descritores estatísticos que permitem caracterizar o sinal e detetar os problemas de áudio referidos. Sempre que são detetados problemas com o áudio são enviadas mensagens de alarme, através do modem de radiofrequência (2) , aos utilizadores registados com permissão de receção. 0 sinal de áudio é ainda usado no estabelecimento de comunicações de voz através do modem de radiofrequência (2) para comprovação remota da qualidade do sinal de áudio da estação rádio sintonizada. 0 bloco de armazenamento (5) permite armazenar todos os registos de configuração do sistema (como os utilizadores registados e as permissões associadas, configurações de rádio, etc.) em ficheiro assim como realizar o armazenamento de todos os eventos ocorridos. Além disso realiza o registo da temperatura. Para assegurar que os ficheiros não são destruídos por alguma falha do sistema, é mantido uma reserva (backup) de cada ficheiro por forma a garantir a sua recuperação em caso de falha. 0 dispositivo possui um sensor de temperatura (11) integrado que permite monitorizar a evolução da temperatura do local e registá-la em ficheiro no suporte (5) .

Existe ainda um módulo (10) constituído por botões de pressão que permite a interação local com o utilizador e que pode ser usado na programação direta do sistema sem necessidade de recorrer a outro dos mecanismos de programação referidos anteriormente. 0 dispositivo AlarmBox (17) íntegra ainda um transdutor acústico (12) usado para acionar um sinal de alarme local que assinala a ocorrência de situações anómalas.

Por último o bloco (9) permite realizar a alimentação de todo o sistema fornecendo todos os níveis de tensão necessários ao funcionamento dos diversos componentes que o integram.

Bragança, 12 de março de 2013

Claims (25)

1. Reivindicações 1 - Sistema eletrónico para atuar e monitorizar remotamente estações de radiodifusão caracterizado por compreender uma estrutura que, partindo de um microprocessador (1) , gere um conjunto de periféricos (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13), em atuação e/ou monitorização, composto pelo modem de radiofrequência (2) para estabelecer a comunicação com o exterior (telemóvel, (14) ou PC, (16)), um mostrador (3) para visualizar-se no local o estado do sistema, um circuito integrado (4) para desmodular e fornecer os sinais de rádio, nas bandas FM, AM, SN, LW, ao analisador de áudio integrado no microprocessador e a um ouvinte remoto, um órgão de armazenamento permanente de dados (5) com a finalidade de registar os estados sucessivos do sistema, um bloco de interfaces de entradas de tensões externas e contactos (6), a serem geridas local ou remotamente, um bloco de interfaces de saídas para atuação externa (7), a serem geridas local ou remotamente, uma fonte comutada de alimentação em tensão (9) contínua comum ao conjunto de dispositivos do sistema, uma unidade de botões (10) locais para intervenções diretas ao sistema, um sensor de temperatura ambiente (11), um transdutor acústico (12), um canal de comunicação local USB (13), um analisador, designado detetor de silêncio (8), integrado no microprocessador (1) , que realiza continuamente uma operação de análise ao sinal de áudio, baseando-se, em estatística de 2.a ordem.
2. 2 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um processador (1) digital genérico, com o seu núcleo a funcionar a uma cadência assegurada por um cristal de quartzo ou por um oscilador interno, que gere toda a informação e estados dos periféricos adjacentes (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) sobre os fins específicos.
3. 3 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1 2, caracterizado por integrar um módulo de comunicação (2) gerido, pelo microprocessador (1) , através de protocolo apropriado com a finalidade de difundir e receber informação externa a partir do sistema e para o sistema, respetivamente, cabendo nessa tipologia de informação as configurações remotas executadas ao sistema.
4. 4 Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por integrar um mostrador eletrónico (3), gerido pelo microprocessador (1) , que permite visualizar localmente o estado do sistema.
5. 5 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado por integrar um circuito integrado especializado (4), gerido pelo microprocessador (1) , na desmodulação de sinais de rádio.
6. 6 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, 2 5, caracterizado por integrar um circuito integrado (4) especializado na desmodulação e caracterização de sinais de áudio, RDS e stereo, na banda comercial de FM.
7. 7 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, 2 5, caracterizado por integrar um circuito integrado (4) especializado na desmodulação e caracterização de sinais de áudio nas bandas comerciais de AM, SW e LW.
8. 8 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2, 4, 5, 6 caracterizado por integrar um mostrador eletrónico (3) , que permite visualizar localmente a caracterização do sinal de rádio nos seus vários perfis técnicos (presença de portadora stereo, separação entre canal esquerdo e direito, presença de portadora de RDS, informação de RDS, relação sinal ruído, intensidade de sinal).
9. 9 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2, 4, 5, 7 caracterizado por integrar um mostrador eletrónico (3) , que permite visualizar localmente a caracterização do sinal de rádio nos seus vários perfis técnicos (relação sinal ruído, intensidade de sinal).
10. 10 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2, 5 caracterizado por introduzir o sinal de áudio desmodulado pelo circuito integrado recetor (4) no microprocessador (1) para análise digital automática da qualidade do áudio.
11. 11 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 3, 5 caracterizado por introduzir o sinal de áudio desmodulado pelo circuito integrado recetor (4) no modem de rádio frequência (3) para difusão e análise auditiva da qualidade do áudio remotamente.
12. 12 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por possuir conectividade USB (13) para estabelecimento de configurações locais utilizando um computador terminal (16).
13. 13 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 5 e 12 caracterizado por receber, no circuito integrado recetor (4), informação de sintonia, por via local e/ou remota.
14. 14 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2 caracterizado por possuir um bloco (6) de interfaces de entrada em tensão e em contacto com isolamento ótico e proteções a transientes de tensão.
15. 15 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 2 caracterizado por possuir um bloco (7) de interfaces de saídas em contacto com isolamento galvânico.
16. 16 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir uma unidade reguladora de tensão (9) que alimenta adequadamente todas as subunidades (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13) do sistema.
17. 17 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por possuir um conjunto de botões (10) de manipulação rápida e local do sistema, lido pelo processador (1) .
18. 18 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por possuir uma solução técnica em execução no microprocessador (1) (representada por (8)), que pela observação direta do valor médio e do desvio padrão da envolvente do sinal de áudio, permite a identificação e o alerta automático de anomalias no sinal de áudio recebido no circuito integrado recetor (4) ou recebido por linha de entrada externa.
19. 19 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um protocolo específico de configuração, de atuação e de monitorização remota.
20. 20 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 3 e 19 caracterizado por possuir um controlo e monitorização distribuídos remotamente em aplicações computacionais específicas de diálogo ao sistema.
21. 21 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 3 e 19 caracterizado por automaticamente difundir informações de alerta sobre as transições de estado do bloco de entradas (6).
22. 22 - Sistema eletrónico de acordo com as reivindicações 1, 3 e 19 caracterizado por permitir o controlo remoto do bloco de saídas em contacto (7).
23. 23 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um mecanismo de segurança na retenção dos dados na unidade de armazenamento permanente (5), assegurado por duplicação e análise de consistência dos ficheiros de dados.
24. 24 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um sensor de temperatura ambiente (11) cujo valor da temperatura é registado no dispositivo de armazenamento permanente (5) e difundido a terminais externos.
25. 25 - Sistema eletrónico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um indicador acústico (12) para alertar, localmente, sobre alguns estados do sistema. Bragança, 12 de março de 2013