BRPI0712905A2 - sistema para comunicar informação entre um dispositivo de detecção e um dispositivo sem fio, e, método de preservar vida de bateria em uma unidade de interface de rádio, e de comunicar entre uma unidade de interface de rádio e um terminal portátil - Google Patents

Abstract

SISTEMA PARA COMUNICAR INFORMAçãO ENTRE UM DISPOSITIVO DE DETECçãO E UM DISPOSITIVO SEM FIO, E, MéTODOS DE PRESERVAR VIDA DE BATERIA EM UMA UNIDADE DE INTERFACE DE RáDIO, E DE COMUNICAR ENTRE UMA UNIDADE DE INTERFACE DE RáDIO E UM TERMINAL PORTáTIL. Um sistema para comunicar informação entre um dispositivo de detecção e um dispositivo sem fio é provido. O sistema geralmente inclui um dispositivo de detecção adaptado para monitorar uma condição relacionada a um sistema de potência. Uma unidade de interface de rádio está em comunicação com o dispositivo de detecção por um membro de comunicação. Um dispositivo sem fio é ademais provido que está em comunicação de rádio com a unidade de interface de rádio tal que o dispositivo de detecção comunique informação ao dispositivo sem fio por uma unidade de interface de rádio. Os componentes do sistema são ademais adaptados para suportar condições severas (por exemplo, exposição prolongada à água).

Description

"SISTEMA PARA COMUNICAR INFORMAÇÃO ENTRE UM DISPOSITIVO DE DETECÇÃO E UM DISPOSITIVO SEM FIO, E, MÉTODOS DE PRESERVAR VIDA DE BATERIA EM UMA UNIDADE DE INTERFACE DE RÁDIO, E DE COMUNICAR ENTRE UMA UNIDADE DE INTERFACE DE RÁDIO E UM TERMINAL PORTÁTIL"

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Este pedido reivindica benefício sob 35 U.S.C. § 119(e) do Pedido US Provisório intitulado "SYSTEM AND METHOD FOR COMMUNICATING POWER SYSTEM INFORMATION THROUGH A RÁDIO FREQUENCY DEVICE", depositado em 19 de maio de 2006, tendo número de série 60/801.757, nomeando Edmund O. Schweitzer, III, Mark J. Bosold, Douglas A. Park, Laurence Virgil Feight, e Adam Thomas Belote, como inventores, a exposição completa disso estando incorporada por referência.

Campo da Invenção

A presente invenção relaciona-se geralmente a um sistema e método para comunicar informação de sistema de potência, e mais particularmente a um sistema e método para comunicar informação de sistema de potência por um dispositivo de radiofreqüência.

Descrição da Arte Anterior

Sistemas de transmissão e distribuição de potência podem incluir dispositivos de proteção, monitoração e controle de sistema de potência tais como sensores, relês protetores, indicadores de circuito falhado, e similares. Por toda parte, o termo "dispositivo de sistema de potência" incluirá qualquer dispositivo de proteção, monitoração ou controle de sistema de potência. Dispositivos de detecção são usados na indústria de sistema de potência para monitorar certas áreas e condições no sistema de potência. Alguns exemplos de dispositivos de detecção incluem: indicadores de circuito falhado (FCIs); água, campo elétrico de alta tensão, peso específico, sensores de luz e som; sensores de gás tais como CO, C02, SOx, NOx, Amônia, Arsina, Bromo, Cloro, Dióxido de Cloro, VOCs, Combustíveis, Diborano, Oxido de Etileno, Flúor, Formaldeído, Germano, Hidrogênio, Cloreto de Hidrogênio, Cianeto de Hidrogênio, Fluoreto de Hidrogênio, Seleneto de Hidrogênio, Sulfeto de Hidrogênio, Oxigênio, Ozônio, Metano, Fosgênio, Fosfina, Silano, e similar; sensores de pressão para sentir, por exemplo, pressão em uma linha de gás, linha de água, linha de rejeito, linha de óleo, e similar; sensores de temperatura; sensores de radiação eletromagnética; sensores de radiação; sensores de fumaça; sensores de matéria particulada; sensores de fase líquida tais como pH, turvação, Br-, Ca2+, Cl-, CN-, Cu2+, F-, I-, K+, Na+, NH4+, N03-, Pb2+, S-(AG+), sensores de condutividade, e similar; sensores de onda de rádio; sensores elétricos tais como sensores de subtensão, sensores de sobretensão, sensores de subcorrente, sensores de sobrecorrente, sensores de freqüência e similar; alarmes de fator de potência; indicadores de sobrecarga de demanda; sensores que detectam a presença de tensão de sistema primário; sensores que determinam se um fusível de subsuperfície selado operou sentindo tensão em cada lado de elemento de fusível com perda da corrente de carga; sensores que sentem a posição aberta ou fechada de uma chave de subsuperfície; sensores de tensão que monitoram estado de baterias chumbo- ácido usadas para operar controlador ou operadores motorizados para chaves de subsuperfície; sensores de qualidade de potência que detectam subidas e descidas de tensão primária ao longo do sistema de distribuição, e outros sensores que detectam assuntos de qualidade de potência e enviam um estado de alarme.

Indicadores de circuito falhado (FCIs) desempenham um papel

vital em detectar e indicar falhas e locais de condutores falhados para diminuir a duração de interrupções de energia e melhorar a confiabilidade de sistemas de potência ao longo do mundo. Utilidades elétricas dependem de indicadores de circuito falhado para ajudar seus empregados a localizar depressa condutores falhados. A maioria dos indicadores de circuito falhado convencionais utiliza um objetivo mecânico ou um diodo emissor de luz (LED) para prover uma indicação visual de um condutor falhado. Varrendo visualmente indicadores de circuito falhado localizados em um local, uma equipe de utilidade elétrica pode localizar depressa uma falha. Estatísticas de indústria indicam que indicadores de circuito falhado reduzem o tempo de localização de falha por 50% - 60% contra o uso de técnicas manuais, tal como o método de "recusar e secionar". No entanto, utilidades elétricas ainda gastam quantidades de tempo significativas e dinheiro em determinar os locais de falhas em suas redes.

Um avanço recente é o uso de tecnologia de Radiofreqüência ("RF") dentro de sistemas de indicação de circuito falhado. Em um sistema da arte anterior, cada indicador de circuito falhado se comunica com uma unidade de interface de rádio que comunica a ocorrência de uma falha a um receptor externo. A unidade de interface de rádio está freqüentemente localizada em proximidade a um FCI dentro de uma galeria subterrânea, que é suscetível a elementos externos. Por exemplo, galerias podem ser freqüentemente enchidas com água por esse meio expondo a unidade de interface de rádio localizada nelas também a ser exposta a tal. Em outro exemplo, para sistemas de FCI aéreos, unidades de interface de rádio também são expostas aos elementos externos como eles estão situados em proximidade ao dispositivo de FCI aéreo.

Como tal, é um objetivo da presente invenção prover um sistema para comunicar informação de sistema de potência por um dispositivo de radiofreqüência que pode suportar elementos externos severos.

Sistemas de indicação de circuito falhado da arte anterior foram ademais achados serem insuficientes em seu relato de dados. Em um sistema da arte anterior, um dispositivo sem fio é usado para monitorar sinais de rádio de indicadores de circuito falhado equipados com RF que estão conectados a uma unidade de interface de rádio. Usando um dispositivo sem fio, uma equipe de utilidade pode localizar uma falha e determinar quando a falha foi retirada corretamente monitorando o visor do dispositivo sem fio. Porém, dispositivos sem fios convencionais não provêem nenhuma indicação sobre se um indicador de circuito falhado particular está conectado de fato à unidade de interface de rádio. Além disso, dispositivos da arte anteriores não exibem o estado de uma pluralidade ou múltiplos grupos de indicadores de circuito falhado simultaneamente. Sistemas da arte anterior também não provêem a capacidade para ver dispositivos de detecção ou sensores para comunicar outras condições relacionadas ao sistema de potência.

Por conseguinte, um objetivo desta invenção é prover uma interface de usuário para um dispositivo sem fio que exibe simultaneamente o estado de múltiplos grupos de indicadores de circuito falhado monitorados. Outro objetivo desta invenção é prover uma indicação sobre um dispositivo sem fio de se um indicador de circuito falhado está conectado a um dispositivo de monitoração remoto, tal como uma unidade de interface de rádio. Ainda outro objetivo da presente invenção é prover dados sobre um dispositivo sem fio para outras condições relacionadas ao sistema de potência.

Sumário da Invenção

Um sistema para comunicar informação entre um dispositivo de detecção e um dispositivo sem fio é provido que é adaptado para suportar condições severas (por exemplo, exposição prolongada à água). O sistema inclui geralmente um dispositivo de detecção adaptado para monitorar uma condição relacionada a um sistema de potência. Uma unidade de interface de rádio está em comunicação com o dispositivo de detecção por um membro de comunicação. Um dispositivo sem fio é ademais provido que está em comunicação de rádio com a unidade de interface de rádio tal que o dispositivo de detecção comunique informação ao dispositivo sem fio por uma unidade de interface de rádio. Em uma concretização, o dispositivo de detecção é um dispositivo de sistema de potência (por exemplo, um indicador de circuito falhado). Em outra concretização, tanto o membro de comunicação ou a unidade de interface de rádio é substancialmente auto-suficiente. Em ainda outra concretização, o membro de comunicação pode ser adaptado para comunicar informação de sistema de potência para a unidade de interface de rádio sem tanto um conexão mecânica ou elétrica entre eles.

Em ainda outra concretização, o dispositivo de detecção inclui o selecionado da lista consistindo em dispositivos para detectar: CO, CO2, SOx, NOx, Amônia, Arsina, Bromo, Cloro, Dióxido de Cloro, compostos orgânicos voláteis, Diborano, Óxido de Etileno, Flúor, Formaldeído, Germano, Hidrogênio, Cloreto de Hidrogênio, Cianeto de Hidrogênio, Fluoreto de Hidrogênio, Seleneto de Hidrogênio, Sulfeto de Hidrogênio, Oxigênio, Ozônio, Metano, Fosgênio, Fosfina, Silano, pressão, temperatura, radiação eletromagnética, radiação atômica, fumaça, matéria particulada, pH, turvação, Br-, Ca2+, Cl-, CN-, Cu2+, F-, I-, K+, Na+, NH4+, N03-, Pb2+, S- (AG+), condutividade, sobretensão, subtensão, sobrecorrente, subcorrente, freqüência, água, campo elétrico de alta tensão, peso específico, luz e som.

Breve Descrição dos Desenhos

Embora os aspectos característicos desta invenção serão mostrados particularmente nas reivindicações, a própria invenção, e a maneira na qual ela pode ser feita e usada, pode ser entendida melhor se referindo à descrição seguinte levada com relação aos desenhos acompanhantes formando uma parte disso, em que mesmos numerais de referência se referem a mesmas partes ao longo das várias vistas, e em que:

Figura 1 ilustra uma vista de sistema de um sistema de monitoração de indicador de circuito falhado de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 2A ilustra um dispositivo sem fio se comunicando com oito unidades de interface de rádio, cada uma das quais está conectada a quatro grupos de indicadores de circuito falhado de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 2B ilustra a galeria subterrânea 200e da Figura 2A.

Figura 3 ilustra um diagrama de circuito da unidade de interface de rádio da Figura 1 de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figuras 4A e 4B ilustram um exemplo do alojamento de uma unidade de interface de rádio de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figuras 5A e 5B ilustram uma vista de seção transversal de uma concretização do sistema da presente invenção mostrando o engate do membro de comunicação e interface.

Figuras 5C e 5D ilustram uma vista de seção transversal de outra concretização do sistema da presente invenção mostrando o engate do membro de comunicação e interface.

Figura 6 é um diagrama de circuito de uma concretização do sistema da presente invenção ilustrando a interação entre o membro de comunicação e a interface. Figura 7 é um diagrama de circuito mostrando interferência de campo magnético com o membro de comunicação e a interface.

Figura 8 é um diagrama de circuito de uma concretização do sistema da presente invenção mostrando a compensação de interferência de campo magnético implementando uma configuração de bobina de indutor diferencial.

Figura 9 ilustra um exemplo do alojamento de uma unidade de interface de rádio de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figuras IOA e IOB ilustram uma vista de seção transversal de uma concretização do sistema da presente invenção mostrando o engate do membro de comunicação e interface implementando uma configuração de bobina de indutor diferencial.

Figuras IOC e IOD ilustram uma vista de seção transversal de outra concretização do sistema da presente invenção mostrando o engate do membro de comunicação e interface implementando uma configuração de bobina de indutor diferencial.

Figura 11 é um diagrama de circuito de uma concretização do sistema da presente invenção ilustrando a interação entre o membro de comunicação e a interface implementando uma configuração de bobina de indutor em paralelo.

Figura 12 é um diagrama de circuito de uma concretização do sistema da presente invenção ilustrando a interação entre o membro de comunicação e a interface implementando uma configuração de bobina de indutor em série.

Figura 13 é um diagrama de circuito de uma concretização do

sistema da presente invenção ilustrando a interação entre o membro de comunicação e a interface implementando um circuito para impedir falsa retenção de correntes oscilantes.

Figuras 14A-14C são representações gráficas descrevendo a progressão de um pulso oscilante saindo do circuito de detecção da Figura 12 e a supressão de falsa retenção causada por oscilação.

Figura 15 ilustra um dial tendo uma pluralidade de ímãs em um arranjo selecionado, em que cada arranjo corresponde a uma colocação de identificação selecionada. Figuras 16A-16D são diagramas de circuito ilustrando várias

concretizações de sistemas para identificar um dispositivo de sistema de potência de acordo com vários aspectos da presente invenção.

Figura 17A ilustra a interface de usuário de um dispositivo sem fio das Figuras 2A e 2B usado para varrer vários grupos de indicadores de circuito falhado conectados a unidades de interface de rádio separadas para seu estado.

Figura 17B ilustra a mesma interface do usuário de dispositivo sem fio da Figura 17 A depois que uma operação de varredura foi completada.

Figura 17C ilustra a mesma interface de usuário de dispositivo sem fio da Figura 17A onde vários indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio selecionada estão afirmando uma condição de falha.

Figura 17D ilustra a mesma interface de usuário de dispositivo sem fio da Figura 17A onde, além da unidade de interface de rádio selecionada, duas outras unidades de interface de rádio estão acopladas a um ou mais indicadores de circuito falhado afirmando uma condição de falha.

Figura 17E ilustra um esquemático para um diagrama de circuito para um dispositivo sem fio de acordo com uma concretização da presente invenção.

Figura 18 ilustra o formato de dados de mensagens de olhada e empurrão usadas para ler e modificar locais de memória dentro de um monitor de indicador de circuito falhado de rádio freqüência de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 19 é um fluxograma mostrando como a presente invenção pode ser usada para ver ou modificar locais de memória dentro de um dispositivo de sistema de potência selecionado de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 20A ilustra um diagrama de temporização de comando de pedido para um dispositivo sem fio de acordo com uma concretização, em que comandos de pedido são transmitidos em freqüências alternadas através de um intervalo de tempo selecionado a um momento de pedido selecionado ou comprimento de byte.

Figura 20B ilustra um diagrama de temporização de comando de pedido para um dispositivo sem fio de acordo com uma concretização, em que comandos de pedido são transmitidos em freqüências alternadas através de um intervalo de tempo selecionado a um momento de pedido selecionado ou comprimento de byte.

Figura 21 é um diagrama de temporização para uma unidade de interface de rádio de acordo com uma concretização, que descreve ciclos de apuração periódicos de uma unidade de interface de rádio com janelas de escuta de pacotes apurados em freqüências alternadas.

Figura 22 é um diagrama de temporização para uma unidade de interface de rádio de acordo com uma concretização em que um comando de pedido é detectado por um pulso apurado a uma freqüência correspondente.

Figura 23 é um diagrama de temporização para uma unidade de interface de rádio de acordo com uma concretização, em que a unidade de interface de rádio detecta com êxito uma mensagem de pedido de comando por um pulso apurado ao começo da janela de escuta como mostrado na Figura 22 a uma freqüência correspondente.

Figura 24 ilustra uma mensagem de comando de pedido e uma mensagem de resposta em uma ação de resposta de acordo com uma concretização da presente invenção.

Figura 25 ilustra uma mudança de modo de protocolo de comunicação de conservação de energia entre um dispositivo sem fio e uma unidade de interface de rádio de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 26 descreve uma concretização de um algoritmo de protocolo de comunicação de conservação de energia em uma unidade de interface de rádio de acordo com uma concretização da presente invenção.

Figura 27 ilustra uma vista lateral cortada de uma concretização de uma interface entre um dispositivo de comunicação óptica e um dispositivo eletrônico de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 28 ilustra uma vista de perspectiva de uma unidade de interface de rádio de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 29 ilustra uma vista de perspectiva de uma concretização de uma interface entre um dispositivo de comunicação óptica e a unidade de interface de rádio da Figura 27 de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 30 ilustra uma vista de perspectiva de uma unidade de interface de rádio de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 31 ilustra uma vista de perspectiva de uma concretização de uma interface entre um dispositivo de comunicação óptica e a unidade de interface de rádio da Figura 30 de acordo com um aspecto da presente invenção.

Figura 32 ilustra uma vista de perspectiva de um dispositivo de comunicação óptica de acordo com um aspecto da presente invenção.

Descrição Detalhada da Concretização Ilustrada

Figura 1 ilustra um sistema de monitoração de indicador de circuito falhado de acordo com um aspecto da presente invenção. Vários indicadores de circuito falhado aéreos 207, cada um contém um rádio bidirecional que comunica a ocorrência de uma falha por uma antena de curto alcance 203 para um lugar local 110 tendo um módulo inteligente 106 instalado dentro de alcance de rádio dos indicadores de circuito falhado 207. O módulo inteligente então usa a rede de telefone por fios existente (não mostrado) para comunicar a ocorrência de falha a um local remoto 112. Alternativamente, o módulo inteligente pode incluir uma unidade de interface de rádio associada com ele para comunicação com uma antena 114b para comunicar a ocorrência de falha a um local remoto 112 tendo outra antena de RF de longo alcance 114a. O local remoto 112 inclui um módulo inteligente remoto 107, que pode ser conectado a outro local (não mostrado) por uma conexão por fios 116. Quando uma falha é detectada por um indicador de circuito falhado, a ocorrência é retransmitida da maneira descrita acima para o local remoto 112, ativando o despacho de uma equipe ao local de falha. O usuário então usa um dispositivo sem fio 102 (por exemplo, um dispositivo segurado à mão sem fios). Em outra concretização, o dispositivo sem fio pode estar localizado em um veículo 104 para determinar qual condutor 205 está falhado.

Note que os condutores também poderiam estar localizados em uma galeria subterrânea 200, que pode ser acessível por uma porta de inspeção 118. Indicadores de circuito falhado 206 presos aos condutores subterrâneos 210 são conectados por fios a uma unidade de interface de rádio .400 com uma antena de curto alcance 202 para se comunicar com o dispositivo sem fio 102 ou dispositivo sem fio instalado em um veículo 104. Em uma concretização, a antena de curto alcance 202 pode fazer parte ou ser separada da unidade de interface de rádio.

Se referindo aos desenhos e às Figuras 2A e 2B em particular, um dispositivo sem fio 102 se comunica 904 com oito instalações de indicadores de circuito falhado 200a-200h. Como ilustrado, cada instalação de indicadores de circuito falhado consiste em uma unidade de interface de rádio, e quatro grupos separados ("caminhos") de indicadores de circuito falhado, em que cada grupo tem três indicadores de circuito falhado, um para cada fase. Por exemplo, a instalação mostrada em 200e, como mostrada nas Figuras 2A e 2B, inclui quatro grupos separados 206a-d de indicadores de circuito falhado conectados a uma unidade de interface de rádio 400e por cabos 220e com uma antena de curto alcance separada 202e conectada por cabo 208e. Esta unidade de interface de rádio 400e pode incluir uma colocação particular tal que possa ser diferenciada das outras unidades de interface de rádio. Por exemplo, a colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de designação (por exemplo, número de série), ao que cada unidade de interface de rádio particular tem uma designação particular (por exemplo, um número de série particular). Em outra concretização, a colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de endereço (por exemplo, um endereço de controle de acesso de meio (MAC)). Em ainda outra concretização, a fim de assegurar diferenciação correta entre uma pluralidade de unidades, cada unidade de interface de rádio pode incluir ambas uma colocação de designação e uma colocação de endereço. Por exemplo, ambas a unidade de interface de rádio 400b e unidade de interface de rádio 400e podem estar associadas com um endereço particular (por exemplo, endereço 5). A fim de diferenciar entre estas unidades de interface de rádio 400b e 400e, cada unidade de interface de rádio400b e 400e é dada uma colocação de designação particular (por exemplo, números de série particulares). Deste modo, as unidades de interface de rádio podem ser diferenciadas.

Cada indicador de circuito falhado dentro destes grupos separados 206a-d pode ser usado para monitorar as várias fases (por exemplo, geralmente referidas como as fases A, B e C) associadas com eles. Por exemplo, cada um dos indicadores de circuito falhado associado com caminho206a pode ser usado para monitorar as três fases associadas com ele. Por este sistema, a instalação 200e de indicadores de circuito falhado 206a, 206b,206c, 206d pode se comunicar com o dispositivo sem fio 102.

Adicionalmente, o dispositivo sem fio 102 pode ser adaptado alternativamente para se comunicar com unidades de interface de rádio associadas com indicadores de circuito falhado aéreos como ilustrado na Figura 1. Em ainda outra concretização, o dispositivo sem fio pode estar na forma de um assistente digital pessoal (PDA) com uma interface sem fios, um laptop ou um computador de mão com uma interface sem fios, etc., e pode opcionalmente ser montado em um veículo de serviço.

Se referindo de volta à Figura 1, vários componentes do sistema de monitoração de indicador de circuito falhado podem estar localizados em uma galeria subterrânea 200 e só acessíveis por uma tampa de inspeção 118. Como discutido acima, a galeria subterrânea 200 é freqüentemente suscetível a elementos externos e até mesmo inundação. Por conseguinte, seus conteúdos também são suscetíveis a elementos externos tal como água. Igualmente, sistemas de FCI aéreos também incluem dispositivos eletrônicos que estão expostos a elementos externos. Por conseguinte, também é desejável que qualquer conexão entre os dispositivos eletrônicos seja sem fios e/ou impermeável. Além disso, também é desejável que os membros de comunicação (por exemplo, sondas ou outros meios de conexão sem fios) e dispositivos de detecção correspondentes sejam substancialmente auto-suficientes.

Por exemplo, é desejável que qualquer conexão entre cada FCI .206 e a unidade de interface de rádio 400 das figuras prévias seja sem fios e impermeável. Também, é desejável que ambos os membros de comunicação (não mostrados) do FCI 206 e da unidade de interface de rádio 400 seja cada um substancialmente auto-suficiente.

Se referindo à Figura 4, a unidade de interface de rádio 400a inclui um alojamento 402a que é substancialmente auto-suficiente. Contidos dentro do alojamento 402a estão componentes eletrônicos (não mostrados). Os componentes eletrônicos contidos dentro do alojamento 402a podem ser ademais encapsulados usando um material de encapsulamento tal como material de envasamento. Material de encapsulamento provê uma barreira física ao redor dos componentes eletrônicos. Esta barreira é maleável, provendo resistência aumentada a choque e vibração. Além disso, se o material for curado corretamente, a barreira será estanque à água.

Um tal material de encapsulamento é referido como material de envasamento. Material de envasamento pode incluir materiais baseados em epóxi, materiais baseados em uretano, materiais baseados em silicone, materiais baseados em acrílico, materiais baseados em poliéster, e outros. Materiais baseados em uretano e silicone são os tipos usados mais freqüentemente na indústria de eletrônica. Cada tipo particular de material de envasamento tem suas próprias resistências e fraquezas.

Com a exceção da abertura para antena 208a, não há geralmente nenhuma saída ou aberturas no alojamento 402a. Por conseguinte, o alojamento 402a é substancialmente auto-suficiente (selado dos elementos). Por exemplo, a chave de endereço 414a e chave de potência 406a estão separadas e à parte do alojamento 402a visto que elas não requerem nenhuma conexão mecânica ou elétrica a qualquer componente eletrônico contido dentro do alojamento 402a. O alojamento 402a ademais define cavidades (por exemplo, em 304a) para receber membros de comunicação que podem estar na forma de sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a) de uma maneira na qual eles não expõem os componentes eletrônicos contidos dentro do alojamento 402a ao ambiente externo. Alojamento 402a pode ademais incluir um membro de fixação tal como um receptáculo de conector 408a a fim de prender à sonda de bobina de indutor 508a dentro da cavidade 304a. Embora sondas de bobina de indutor sejam ilustradas e descritas aqui, é planejado que qualquer membro de comunicação que inclui um indutor e produz um campo magnético ou comunica informação por um campo magnético possa ser usado em lugar disso.

As sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a) que enfrentam as cavidades (por exemplo, em 304a) estão acopladas a um dispositivo de detecção tal como um FCI como descrito com respeito à Figura .1. As sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a) também são substancialmente auto-suficientes. As sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a) se comunicam sem fios com a unidade de interface de rádio 400a por cavidades (por exemplo, 304a) da maneira descrita abaixo.

Uma vantagem particular para ter sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a) que enfrentam as cavidades (por exemplo, em 304a) sem uma conexão por fios ou elétrica, é que o sistema está mais perto a ser intrinsecamente seguro. Porque as denominadas conexões impermeáveis que requerem conexão elétrica e mecânica entre os dois dispositivos falham depois de tempo, a conexão elétrica pode ficar exposta, e pôr um risco de segurança.

Figuras 5A e 5B ilustram uma concretização do arranjo de hardware para os circuitos descritos com respeito a Figura 3 tendo uma interface entre uma sonda de bobina de indutor 508b e um dispositivo de interface de rádio 400b. Contidos dentro do alojamento 402b estão vários componentes eletrônicos da unidade de interface de rádio 400b. Os componentes eletrônicos são ademais encapsulados por um material de encapsulamento 514b tal como um material de envasamento. O alojamento .402b ademais define uma pluralidade de cavidades (por exemplo, em 304b) para receber sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508b) de uma maneira na qual elas não expõem os componentes eletrônicos contidos dentro do alojamento 402b ao ambiente externo. Ademais provida é uma placa de circuito impresso 520b que inclui uma pluralidade de sensores de campo magnético tais como sensores de efeito Hall (por exemplo, em 320b) e uma placa de circuito impresso 502b que inclui uma pluralidade de indutores (por exemplo, em 420b) implementada nela. Nesta concretização, as placas de circuito impresso 520b e 502b estão separadas e distintas. Figuras 5C e 5D são semelhantes às Figuras 5A e 5B, com a exceção que só uma placa de circuito 520c é implementada e os indutores estão na forma de indutores enrolados 420c nas concretizações das Figuras 5C e 5D.

Durante operação de cada uma das concretizações ilustradas nas Figuras 5A-5D, a interface entre as sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508 b, c) e a unidade de interface de rádio 400 b, c é como segue. As sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508 b, c) podem ser inseridas nas cavidades (por exemplo, em 304 b, c). Por exemplo, como mostrado nas Figuras 5B e 5D, um ímã 902 b, c está situado na ponta da sonda de bobina de indutor 508 b, c. Um sensor de campo magnético correspondente (por exemplo, um sensor de efeito Hall) 302 b, c situado na placa de circuito impresso 502b, 520c detecta a presença de um campo magnético de ímã 902 b, c na inserção da sonda de bobina de indutor 508 b, c na cavidade 304 b, c. O sensor de campo magnético 302 b, c produz um sinal para o microprocessador, por esse meio sinalizando a presença de uma sonda de bobina de indutor 508 b, c. Um espaçador 620 b, c é ademais provido a fim de prevenir o ímã 902 b, c de afetar a bobina de indutor 604 b, c contida dentro da sonda de bobina de indutor 508 b, c. Embora um sensor de efeito Hall seja descrito aqui, outros sensores de campo magnético adequados também podem ser implementados tal como um interruptor Reed e similar.

As sondas de bobina de indutor 508b, c que enfrentam com as cavidades 304b, c estão acopladas a um dispositivo de detecção tal como um FCI como descrito na Figura 1. A sonda de bobina de indutor 508 b, c inclui uma bobina de indutor 604 b, c e também é substancialmente auto-suficiente. As sondas de bobina de indutor 508 b, c se comunicam sem fios com a unidade de interface de rádio 400 b, c por cavidades 304 b, c por indução de campo magnético ou campo eletromagnético (também referida como "indução de campo magnético") da maneira descrita abaixo.

Como ilustrado na Figura 6, durante operação, um sinal de corrente de disparo It é enviado de um dispositivo de detecção, tal como um FCI 206, quando um condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) relacionado a isso excede um limiar de corrente selecionado (por exemplo, em uma ocorrência de uma falha de terra). O sinal de corrente de disparo It induz um campo magnético 540 na bobina de indutor Ll da sonda de bobina de indutor508d. O campo magnético 540 da corrente de disparo It induz uma corrente I] na bobina de indutor 420d da unidade de interface de rádio. Esta corrente induzida ademais induz uma tensão Vi por carga 538d. Informação relativa à tensão aumentada V] por carga 538d pode ser transmitida da unidade de interface de rádio para uma unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de disparo por um FCI.

Alternativamente, um sinal de corrente de reposicionamento Ir pode ser enviado de um dispositivo de detecção tal como um FCI 206 depois que a corrente em um condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) seja restaurada de uma condição previamente disparada. A fim de distinguir entre o sinal de corrente de reposicionamento Ir e o sinal de corrente de disparo IT, estes sinais podem ser enviados ou estabelecidos em direções opostas. O sinal de corrente de reposicionamento Ir induz um campo magnético 540 na bobina de indutor Ll da sonda de bobina de indutor 508d. O campo magnético 540 da corrente de reposicionamento Ir induz uma corrente Ij na bobina de indutor .420d da unidade de interface de rádio. Esta corrente induzida ademais induz uma tensão Vj por carga 538d. Informação relativa à tensão diminuída Vi (ao invés de uma tensão aumentada Vj para um sinal de disparo) por carga 538d pode ser transmitida da unidade de interface de rádio à unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de reposicionamento por um FCI.

Não obstante, membros de comunicação tendo uma única sonda como discutido nas figuras prévias, são freqüentemente suscetíveis à interferência de campo magnético ou eletromagnético de fontes externas. Por exemplo, como ilustrado na Figura 7, um campo magnético interferente 532 pode ser produzido por uma linha de potência adjacente 534 levando alta corrente 530. O campo magnético interferente 532 pode induzir uma corrente na bobina de indutor 420e da unidade de interface de rádio. Esta corrente induzida ademais induz uma tensão Vi por carga 53 8e, e por esse meio produz um falso disparo ou sinal de reposicionamento.

Como ilustrado na Figura 8, o campo magnético interferente .532 pode ser cancelado usando uma configuração de bobina de indutor diferencial, neste arranjo, o membro de comunicação inclui duas bobinas de indutor 420f e 420g, que estão conectadas em direções opostas. O campo magnético interferente 532 induz uma corrente Ii na bobina de indutor 420f e uma corrente I2 na bobina de indutor 420g da unidade de interface de rádio. As correntes Ij e I2 são induzidas em direções opostas e cada uma induz uma tensão V] em polaridade oposta entre si por carga 538f. Por conseguinte, este arranjo provê uma tensão induzida líquida de 0, por esse meio compensando a interferência de um campo magnético e por esse meio negando falsos sinais.

Se referindo à Figura 9, uma unidade de interface de rádio400h é provida para acomodar uma sonda de bobina de indutor diferencialpara cancelar campos magnéticos interferentes. A construção substancialmente auto-suficiente do alojamento 400h pode ser geralmente semelhante ao alojamento 402h descrito com respeito à Figura 4. Por conseguinte, o alojamento 402h ademais define cavidades (por exemplo, em304h) para receber sondas de bobina de indutor diferencial (por exemplo, em609) tendo garfos duais de uma maneira na qual elas não expõem os componentes eletrônicos contidos dentro do alojamento 402h ao ambiente externo.

Em outra concretização, a unidade de interface de rádio 400a pode ser provida para acomodar uma bobina de indutor diferencial para cancelar campos magnéticos interferentes. Esta concretização é semelhante àquela descrita acima junto com a Figura 9, exceto que cada receptáculo 408a inclui só uma única cavidade 304a para aceitar a única sonda de bobina de indutor 508a. Em vez de ter uma sonda de bobina de indutor diferencial para cada sonda 508a, há uma única bobina de indutor diferencial para cancelar campos magnéticos interferentes.

As sondas de bobina de indutor diferencial (por exemplo, em609) que conectam as cavidades (por exemplo, em 304h) estão acopladas aum dispositivo de detecção tal como um FCI como descrito com respeito à Figura 1. A sonda de bobina de indutor diferencial 609 também é substancialmente auto-suficiente. As sondas de bobina de indutor diferencial (por exemplo, em 609) se comunicam sem fios com a unidade de interface de rádio 400h por cavidades (por exemplo, 304h) da maneira descrita abaixo.

Figuras IOA e 10B ilustram uma concretização do arranjo de hardware para os circuitos descritos com respeito à Figura 8 tendo uma interface entre a sonda de bobina de indutor diferencial e a cavidade. Contidos dentro do alojamento 402i estão vários componentes eletrônicos da unidade de interface de rádio 400i. Os componentes eletrônicos são ademais encapsulados por um material de encapsulamento 514i tal como um material de envasamento. O alojamento 402i ademais define uma pluralidade de cavidades (por exemplo, em 304i) para receber sondas de bobina de indutor diferencial (por exemplo, em 609i) de uma maneira na qual elas não expõem os componentes eletrônicos contidos dentro do alojamento 402i ao ambiente externo. Ademais provida é uma placa de circuito impresso 502i, que inclui uma pluralidade de sensores de campo magnético tais como sensores de efeito Hall (por exemplo, em 302i) e uma pluralidade de indutores (por exemplo, em .420i) implementados nela. Figuras IOC e IOD são semelhantes às Figuras IOA e 10B, com a exceção que os indutores 506k da Figura IOC e 10D estão na forma de indutores enrolados.

Durante operação de cada uma das concretizações ilustrada nas Figuras 10A-D, a interface a entre as sondas de bobina de indutor diferencial 609 i, k e a unidade de interface de rádio 400 i, k é como segue. As sondas de bobina de indutor diferencial 609i, k podem ser inseridas nas cavidades 304i, k. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 9B e 9D, um ímã .902 i, k está situado entre os garfos da sonda de bobina de indutor diferencial .609 i, k. Um sensor de campo magnético correspondente (por exemplo, sensor de efeito Hall 302 i, k) situado na placa de circuito impresso 502 i, k detecta a presença de um campo magnético de ímã 902 i, k na inserção da sonda de bobina de indutor diferencial 609 i, k na cavidade 304 i, k. O sensor de efeito Hall 302 i, k produz um sinal para o microprocessador, por esse meio sinalizando a presença de uma sonda de bobina de indutor diferencial 609 i, k. Embora um sensor de efeito Hall seja descrito aqui, outros elementos adequados podem ser implementados (por exemplo, um interruptor Reed).

As sondas de bobina de indutor diferencial 609 i, k que conectam as cavidades 304 i, k estão acopladas a um dispositivo de detecção tal como um FCI como descrito com respeito à Figura 1. A sonda de bobina de indutor diferencial 609 i, k inclui uma bobina de indutor 604 i, k em cada garfo e também é substancialmente auto-suficiente. As sondas de bobina de indutor diferencial 609 i, k se comunicam sem fios com a unidade de interface de rádio 400 i, k por cavidades (por exemplo, 304 i, k) por indução de campo magnético da maneira descrita abaixo.

Figura 11 ilustra uma concretização que implementa a configuração de bobina diferencial da Figura 8. Neste arranjo, a sonda de bobina de indutor diferencial 609a está em uma configuração de bobina de indutor em paralelo. Durante operação, duas bobinas de indutor 420a e 420b estão conectadas em paralelo em direções opostas. O campo magnético interferente (não mostrado) induz uma corrente Ij na bobina de indutor 420a e uma corrente I2 na bobina de indutor 420b da unidade de interface de rádio. As correntes Ii e I2 são induzidas em direções opostas e cada uma induz uma tensão V1 em polaridade oposta entre si por carga 538, por esse meio cancelando as tensões respectivas. Por conseguinte, este arranjo provê uma tensão induzida líquida de 0, por esse meio compensando a interferência de um campo magnético e negando falsos sinais.

O arranjo da Figura 11, em efeito, forma uma configuração de transformador de pulso diferencial 558a, ao que pulsos de curta duração, alta energia, são transmitidos com baixas distorções. Durante operação, um sinal de corrente de disparo It é enviado de um dispositivo de detecção tal como um FCI 206 quando um condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) relacionado a ele excede um limiar de corrente selecionado (por exemplo, em uma ocorrência de uma falha de terra) por cabo 220 em sonda de bobina de indutor diferencial 609a com resistores de carga série R. As bobinas de indutor Ll e L2 estão conectadas em paralelo para gerar campos magnéticos 540a e 540b em direções opostas. O sinal de corrente de disparo It induz campos magnéticos 540a e 540b em direções opostas. Os campos magnéticos 540a e .540b da corrente de disparo It induzem correntes Ij e I2 em bobinas de indutor .420a e 420b da unidade de interface de rádio. As correntes induzidas Ij e I2 ademais induzem uma tensão diferencial AV por carga 538. Informação relativa a uma tensão diferencial positiva AV por carga 538 pode ser transmitida da unidade de interface de rádio à unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de disparo por um FCI.

Alternativamente, um sinal de corrente de reposicionamento Ir pode ser enviado de um dispositivo de detecção tal como um FCI 206 depois que a corrente em um condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) seja restaurada de uma condição previamente disparada. A fim de distinguir entre o sinal de corrente de reposicionamento Ir e o sinal de corrente de disparo IT, estes sinais podem ser enviados ou estabelecidos em direções opostas. O sinal de corrente de reposicionamento Ir induz campos magnéticos 540a e 540b em direções opostas. Os campos magnéticos 540a e 540b da corrente de reposicionamento Ir induzem correntes Ii e I2 em bobinas de indutor 420a e .420b da unidade de interface de rádio. As correntes induzidas Ii e I2 ademais induzem uma tensão diferencial AV por carga 538. Informação relativa a uma tensão diferencial negativa AV por carga 538 pode ser transmitida da unidade de interface de rádio à unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de reposicionamento por um FCI.

Em ainda outra concretização, Figura 12 ilustra outra concretização que implementa a configuração de bobina diferencial da Figura .8. Neste arranjo, a sonda de bobina de indutor diferencial 609c está em uma configuração de bobina de indutor em série. Durante operação, duas bobinas de indutor 420a e 420b estão conectadas em série em direções opostas. O campo magnético interferente (não mostrado) induz uma corrente I] em bobina de indutor 420a e um 12 de corrente em bobina de indutor 420b da unidade de interface de rádio. As correntes Ii e I2 são induzidas em direções opostas e cada uma induz uma tensão V] em polaridade oposta entre si por carga 538, por esse meio cancelando as tensões respectivas. Por conseguinte, este arranjo provê uma tensão induzida líquida de 0, por esse meio compensando a interferência de um campo magnético e negando falsos sinais.

O arranjo da Figura 12, em efeito, forma uma configuração de transformador de pulso diferencial 558a, ao que pulsos de curta duração, alta energia, são transmitidos com baixas distorções. Porque as bobinas de indutor Ll e L2 estão conectadas em série, os valores de projeto delas são geralmente mais baixos do que o arranjo paralelo da Figura 11 devido à indutância aditiva ou de período. Durante operação, uma sinal de corrente de disparo It é enviado de um dispositivo de detecção tal como um FCI 206 quando condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) relacionado a isso excede um limiar de corrente selecionado (por exemplo, em uma ocorrência de uma falha de terra) por cabo 220 em sonda de bobina de indutor diferencial 609a com resistores de pulso oscilante de amortecimento série R. As bobinas de indutor L1 e L2 estão em conectadas em série para gerar campos magnéticos 540a e 540b em direções opostas. Os campos magnéticos 540a e 540b da corrente de disparo It induzem correntes Ii e I2 em bobinas de indutor 420a e 420b da unidade de interface de rádio. As correntes induzidas Ij e I2 ademais induzem uma tensão diferencial AV por carga 538. Informação relativa a uma tensão diferencial positiva AV por carga 538 pode ser transmitida da unidade de interface de rádio à unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de disparo por um FCI. Alternativamente, um sinal de corrente de reposicionamento Ir pode ser enviado de um dispositivo de detecção tal como um FCI 206 depois que a corrente em um condutor (por exemplo, 210 da Figura 1) seja restaurada de uma condição previamente disparada. A fim de distinguir entre o sinal de corrente de reposicionamento Ir e o sinal de corrente de disparo IT, estes sinais podem ser enviados ou estabelecidos em direções opostas. O sinal de corrente de reposicionamento Ir induz campos magnéticos 540a e 540b em direções opostas. Os campos magnéticos 540a e 540b da corrente de reposicionamento Ir induzem correntes I) e I2 em bobinas de indutor 420a e .420b da unidade de interface de rádio. As correntes induzidas I1 e I2 ademais induzem uma tensão diferencial AV por carga 538. Informação relativa a uma tensão diferencial negativa AV por carga 538 pode ser transmitida da unidade de interface de rádio à unidade segurada à mão sem fios para sinalizar um sinal de reposicionamento por um FCI.

Figura 13 ilustra outra concretização que implementa a configuração de bobina de diferencial da Figura 8. Neste arranjo, um sinal de corrente de disparo It ou uma corrente de reposicionamento Ir da sonda de bobina de indutor diferencial 609a gera campos magnéticos iguais e opostos .540a e 540b. Os campos magnéticos 540a e 540b induzem correntes Ij e I2 na unidade de interface de rádio. Um circuito de detecção 559a é provido com ramais de rede simétricos tendo entradas 580a e 580b acopladas às bobinas de indutor 420a e 420b. Extremidades simétricas 582a e 582b são ademais acopladas a um flip-flop de retenção G1/G2 e um microcontrolador 310. Cada ramal de rede simétrica inclui um diodo série; um elemento de controle de amplitude tal como um diodo de derivação ou um resistor de derivação; um filtro passa-baixo; e um circuito de carregamento (ou circuito de retenção de carga). Em uma concretização do circuito de detecção 559a, diodos de derivação Dl e D3 são os elementos de controle de amplitude para o pulso entrante, enquanto o filtro passa-baixo e circuito de carregamento é formado por uma rede de resistores e capacitor.

Mais especificamente, a direção do pico de tensão/corrente de um pulso induzido é detectada com quatro diodos (Dl, D2, D3 e D4) a entradas 580a e 580b, respectivamente. Um pulso positivo U3, F1G. 13Aii (a D3 e D4) é dirigido por resistor R4 em capacitor C2, armazenando a carga. Resistor R5 ou R2 permite a descarga de capacitor de pulso positivo U3 de uma maneira controlada, impedindo falsa retenção de correntes oscilantes do FCI e circuitos de sonda (por exemplo, LI, L2 e R). Um pulso negativo Ul, Figura 13Ai, é conduzido por diodo Dl, com diodo D2 bloqueando qualquer tensão residual de entrar em capacitor Cl por limitação em diodo Dl e retificação de polarização inversa em diodo D2. Diodo Dl limita o pulso negativo a cerca de -0,5 V a -0,8 V, dependendo do tipo de diodo.

Os componentes R4/C2 (e Rl/Cl) criam um filtro passa-baixo, prevenindo picos de alta freqüência de mudar o estado lógico das portas de flip-flop G1/G2 (flip-flops de porta NOR). O pulso positivo U3 gera uma corrente, por R4, que carrega o capacitor C2. Resistores R6 e R3 cada um previne sobrecarga de portas de CMOS respectivas G2 e Gl, e permite carregar capacitores Cl e C3 para alcançar uma tensão mais alta acima da tensão de limitação de portas de CMOS. Carregar e reter carga é importante em prevenir ação de flip-flop indesejada devido a oscilação nos pulsos de Disparo/Reposicionamento. Neste arranjo, as portas NOR Gl e G2 estão ademais conectadas em uma configuração de flip-flop R-S, com entradas ativas altas.

Pulso U4, Figura 13Bii é aplicado à entrada de porta G2 587 do flip-flop. Se o flip-flop sair lógica 0 em Gl na saída 587, antes do pulso de disparo, o pulso muda o estado lógico de linha 550 de lógica 0 para lógica 1. O estado do flip-flop é avaliado com um microprocessador 310 na interface de I/O 552. O microprocessador 310, tal como um da família MSP430 de Texas Instruments, é adequado para esta aplicação onde um programa padrão pode ser escrito.

Em uma iniciação, o flip-flop G1/G2 fixa um nível lógico de saída aleatório em linha 550. Resistor R7, em série com a saída de Gl, permite reposicionamento do flip-flop G1/G2 com o microprocessador 310. Um programa pode ademais ser provido para acionar o microprocessador 310, mudando a interface de I/O 552 de entrada para saída, e fixando a entrada de linha 550 com um 0 lógico. Se, ao mesmo tempo, a porta Gl sair lógica 1, o resistor R7 permite tensão em entrada de porta G2 587 cair abaixo do nível de limiar de lógica 0, fazendo flip-flop G1/G2 mudar a saída de Gl para lógica 0. Este arranjo de circuito permite reusar a mesma linha 550 para ler dados lógicos do flip-flop G1/G2 e reposicionar o flip-flop G1/G2, com uma única entrada de linha de trilha de cobre 550 e um único resistor de reposicionamento R7.

As portas NOR de flip-flop G1/G2 podem ademais criar um local de memória de CMOS, por esse meio permitindo retenção e armazenamento de valores lógicos durante meses e anos. CMOS usa inerentemente uma corrente de fonte relativamente pequena, por esse meio permitindo extensão da vida de uma bateria de fonte.

Um pulso oscilante de um pulso de disparo ou um pulso de reposicionamento pode causar freqüentemente falsa retenção. O arranjo da Figura 12 provê uma concretização que suprime tal falsa retenção. Figuras .13A-13C descrevem a progressão de um pulso oscilante saindo do circuito de detecção da Figura 12 e a supressão de falsa retenção causada por oscilação.

O arranjo da Figura 13 é projetado para aceitar um pulso de disparo/reposicionamento de vários sensores de FCI e sondas de bobina de indutor diferencial. Tal diversificação de hardware pode resultar em um pulso de disparo ou reposicionamento com múltiplas porções oscilantes tais como .560b, 564a e 566b em pulso induzido Ul, e 560c, 564c e 566c em pulso induzido U3 mostrado nas Figuras 13Ai e 13Aii. Em efeito, pulsos induzidos Ul e U3 gerados por transformador de pulso diferencial 558a a ambas as pontas do par de bobinas (por exemplo, bobinas de indutor 420a e 420b), serão de amplitude semelhante e polaridade inversa na ausência de diodos de derivação Dl e D3 e diodos séries D2 e D4 (mostrados como linhas pontilhadas).

Diodos de derivação Dl e D3 podem ser usados para limitar um pulso negativo, enquanto diodos séries D2 e D4 podem ser usados para retificar e passar um pulso positivo em polarização dianteira. Pares de diodos Dl e D2 limitam e retificam porções de pulso negativas e positivas 560a, .564a e 566a em um pulso induzido de polaridade invertida Ul. Pares de diodos D3 e D4 retificam e limitam porções de pulso positivas e negativas .560c, 564b e 566c, respectivamente, em um pulso induzido de polaridade positiva U3.

Figura 14Bi descreve a tensão de pulso U2 por capacitor Cl, induzida por um pulso oscilante Ul. Uma retenção errada do flip-flop G1/G2 pode resultar se a tensão de pulso U2 alcançar acima do limiar de lógica 1 .570. O pulso induzido de polaridade positiva U3 desejado, descrito na Figura .14Aii com uma amplitude mais alta, gera pulso filtrado U4 por capacitor C2 como mostrado na Figura 14Bii, que por sua vez gera lógica 1 para porta G2. A carga de pulso U4 por capacitor C2 retém mais tempo do que a carga posterior de pulso oscilante U2 por Cl como mostrado na Figura 14Bi.

Figura 14c sobrepõe os pulsos U2 e U4 apresentados ao flip- flop G1/G2 para ilustrar o conceito que um nível lógico 1 estendido de pulso U4 apresentado à porta G2 sobrevive um falso lógico 1 causado por pulso oscilante U2 apresentado à porta Gl, assim preservando uma retenção lógica correta pelo flip-flop G1/G2. A constante de tempo do C2/R5/R6 (ou C1/R2/R3) permite a rejeição da maioria de falsa tensão oscilante de pulso U2 por uma margem de tensão 572, e uma margem de tempo 574 dependendo das diferenças de amplitude de pulsos U4 e U2 fixadas no nível lógico em G1/G2. O par de diodos e rede RC no arranjo diferencial permite detecção livre de erro do pulso induzido desejado U4 sob a presença de um sinal "oscilante" U2 no lado oposto do transformador de pulso diferencial 558. O mesmo princípio de operação se aplica se os pulsos induzidos Ul e U3 forem de polaridade inversa, exceto que os pulsos nas Figuras 14a a 14c serão interpostos entre Ul e U3, e entre U2 e U4. Os ensinamentos descritos em relação às Figuras 12 e .13 podem ser ademais implementados para uma configuração de única bobina diferencial de sonda sem divergir do espírito da presente invenção.

Ademais de acordo com a presente invenção, é imaginado que qualquer tipo de dispositivo de detecção que seja capaz de enviar um sinal positivo e negativo pode ser usado junto com a unidade de interface de rádio. Alguns exemplos de dispositivos de detecção (diferentes de um FCI) que podem ser usado incluem, por exemplo: água, campo elétrico de alta tensão, peso específico, luz e som, sensores de gás tais como CO, CO2, SOx, NOx, Amônia, Arsina, Bromo, Cloro, Dióxido de Cloro, VOCs, Combustíveis, Diborano, Óxido de Etileno, Flúor, Formaldeído, Germano, Hidrogênio, Cloreto de Hidrogênio, Cianeto de Hidrogênio, Fluoreto de Hidrogênio, Seleneto de Hidrogênio, Sulfeto de Hidrogênio, Oxigênio, Ozônio, Metano, Fosgênio, Fosfina, Silano e similar; sensores de pressão para sentir, por exemplo, pressão em uma linha de gás, linha de água, linha de rejeito, linha de óleo, e similar; sensores de temperatura; sensores de radiação eletromagnética; sensores de radiação; sensores de fumaça; sensores de matéria particulada; sensores de fase líquida tais como pH, turvação, Br-, Ca2+, Cl-, CN-, Cu2+, F-, 1-, K+, Na+, NH4+, N03-, Pb2+, S-(AG+), sensores de condutividade, e similar; sensores de onda de rádio; sensores elétricos tais como sensores de subtensão, sensores de sobretensão, sensores de subcorrente, sensores de sobrecorrente, sensores de freqüência e similar; alarmes de fator de potência; indicadores de sobrecarga de demanda; sensores que detectam a presença de tensão de sistema primário; sensores que determinam se um fusível de subsuperfície selado operou sentindo tensão em cada lado de elemento de fusível com perda de corrente de carga; sensores que sentem a posição aberta ou fechada de uma chave de subsuperfície; sensores de tensão que monitoram o estados de baterias chumbo-ácido usadas para funcionar controlador ou operadores motorizados para chaves de subsuperfície; sensores de qualidade de potência que detectam subidas e descidas de tensão primária ao longo do sistema de distribuição, e outros sensores que detectam assuntos de qualidade de potência e enviam um estado de alarme.

O dispositivo de detecção se comunica com a unidade de interface de rádio 400 de acordo com quaisquer das concretizações descritas aqui. Assim, o sistema de monitoração de indicador de circuito falhado da presente invenção pode ser usado para monitorar estados que são detectados com quaisquer dos dispositivos de detecção mencionados acima.

É um aspecto adicional desta invenção que o sistema de monitoração de indicador de circuito falhado diferencie entre os tipos diferentes de dispositivos de detecção que podem estar em comunicação com a unidade de interface de rádio 400. A diferenciação pode ser executada entre dois tipos diferentes de dispositivos de detecção usando o ímã permanente (por exemplo, em 902b, 902c, 902i, ou 902k) das sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a, 508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) e o sensor de campo magnético (por exemplo, 302b, 302c, 302i ou 302k). A polaridade do ímã permanente (por exemplo, em 902b, 902c, 902i, ou 902k) para um tipo particular de dispositivo de detecção pode ser uma polaridade oposta do ímã permanente (por exemplo, em 902b, 902c, 902i ou 902k) para outro tipo particular de dispositivo de detecção. A unidade de interface de rádio 400 pode então ser configurada para transmitir o estado só de um tipo particular de dispositivo de detecção quando interrogado por um dispositivo sem fio específico 102 (ou quando o dispositivo sem fio 102 interroga usando um algoritmo específico), e transmite o estado de outro tipo particular de dispositivo de detecção quando interrogado por outro dispositivo sem fios específico 102 (ou quando o dispositivo sem fio 102 interroga usando outro algoritmo).

Por exemplo, a unidade de interface de rádio 400 pode ser montada em uma galeria 200 contendo condutores elétricos para uma utilidade de potência elétrica, e acesso à linhas de água para uma utilidade de água. Indicadores de circuito falhado podem ser usados para monitorar circuitos falhados nos condutores elétricos, e podem estar em comunicação com a unidade de interface de rádio 400 usando os vários sistemas de sonda descritos aqui. Porém, as sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a,508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) para os indicadores de circuito falhado seriam configuradas tal que os ímãs permanentes (por exemplo, em 902b,902c, 902i, ou 902k) tenham um pólo comum (norte) enfrentando o sensor de campo magnético (por exemplo, 302b, 302c, 302i, ou 302k). Se a unidade de interface de rádio 400 tiver doze receptáculos de conector (por exemplo,408a, 408h), menos que todos deles podem ser usados pelos indicadores de circuito falhado. Os sensores de campo magnético (por exemplo, 302b, 302c,302i, ou 302k) sentiriam que todas destas sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a, 508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) têm ímãs permanentes (por exemplo, em 902b, 902c, 902i, ou 902k) com uma polaridade comum.

A unidade de interface de rádio 400 também pode estar em comunicação com sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a, 508b,508c, 609, 609i, ou 609k) de dispositivos de detecção para a utilidade de água. Por exemplo, a utilidade de água pode querer monitorar se a pressão nas linhas de água excede um limiar. A utilidade de água poderia instalar tais dispositivos de detecção nas linhas de água, e ter estes dispositivos de detecção de pressão comunicando com sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a, 508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) em comunicação com os receptáculos de conector restantes (por exemplo, 408a, 408h) da unidade de interface de rádio 400. As sondas de bobina de indutor (por exemplo, em .508a, 508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) da utilidade de água incluiriam ímãs permanentes (por exemplo, em 902b, 902c, 902i, ou 902k) tendo um pólo comum (sul) enfrentando o sensor de campo magnético (por exemplo, 302b, .302c, 302i, ou 302k). O pólo dos ímãs permanentes (por exemplo, em 902b, .902c, 902i, ou 902k) enfrentando as sondas de bobina de indutor (por exemplo, a 508a, 508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) da utilidade de água seria oposto ao pólo dos ímãs permanentes (por exemplo, em 902b, 902c, 902i, ou .902k) enfrentando as sondas de bobina de indutor (por exemplo, em 508a, .508b, 508c, 609, 609i, ou 609k) da utilidade elétrica. Deste modo, a unidade de interface de rádio 400 poderia diferenciar entre dispositivos de detecção de utilidades diferentes, e transmitir informação relativa só à utilidade que interroga a unidade de interface de rádio 400.

A unidade de interface de rádio 400e pode incluir uma colocação de identificação particular tal que possa ser diferenciada das outras unidades de interface de rádio. Por exemplo, esta colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de designação (por exemplo, número de série), ao que cada unidade de interface de rádio particular tem uma designação particular (por exemplo, um número de série particular). Em outra concretização, a colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de endereço (por exemplo, um endereço de controle de acesso de meio (MAC)). Em ainda outra concretização, a fim de assegurar diferenciação correta entre uma pluralidade de unidades, cada unidade de interface de rádio pode incluir ambas uma colocação de designação e uma colocação de endereço. Por exemplo, ambas a unidade de interface de rádio 400b e a unidade de interface de rádio 400e podem ser associadas com endereço de particular (por exemplo, endereço 5). A fim de diferenciar entre estas unidades de interface de rádio 400b e 400e, cada unidade de interface de rádio .400b e 400e é dada uma colocação de designação particular (por exemplo, números de série particulares). Deste modo, unidades de interface de rádio podem ser diferenciadas.

Se referindo de volta aos desenhos e às Figuras 2A e 2B em particular, um dispositivo sem fio 102 se comunica 904 com oito instalações de indicadores de circuito falhado 200a-200h. Como ilustrado, cada instalação de indicadores de circuito falhado consiste em uma unidade de interface de rádio, e quatro grupos separados ("caminhos") de indicadores de circuito falhado, em que cada grupo tem três indicadores de circuito falhado, um para cada fase. Por exemplo, a instalação mostrada em 200e, como mostrado nas Figuras 2A e 2B inclui quatro grupos separados 206a-d de indicadores de circuito falhado conectados a uma unidade de interface de rádio 400e por cabos 220e com uma antena de curto alcance separada 202e conectada por cabo 208e. Esta unidade de interface de rádio 400e pode incluir uma colocação particular tal que possa ser diferenciada das outras unidades de interface de rádio. Por exemplo, esta colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de designação (por exemplo, número de série), ao que cada unidade de interface de rádio particular tem uma designação particular (por exemplo, um número de série particular). Em outra concretização, a colocação de identificação pode ser na forma de uma colocação de endereço (por exemplo, um endereço de controle de acesso de meio (MAC)). Em ainda outra concretização, a fim de assegurar diferenciação correta entre uma pluralidade de unidades, cada unidade de interface de rádio pode incluir ambas uma colocação de designação e uma colocação de endereço. Por exemplo, ambas a unidade de interface de rádio 400b e unidade de interface de rádio 400e podem ser associadas com um endereço particular (por exemplo, endereço 5). A fim de diferenciar entre estas unidades de interface de rádio 400b e 400e, a cada unidade de interface de rádio 400b e .400e é dada uma colocação de designação particular (por exemplo, números de série particulares). Deste modo, unidades de interface de rádio podem ser diferenciadas.

Cada indicador de circuito falhado dentro destes grupos separados 206a-d pode ser usado para monitorar as várias fases (por exemplo, geralmente referidas como as fases A , B e C) associadas com ele. Por exemplo, cada um dos indicadores de circuito falhado associados com caminho 206a pode ser usado para monitorar as três fases associadas com ele. Por este sistema, a instalação 200e de indicadores de circuito falhado 206a, .206b, 206c, 206d pode se comunicar com dispositivo sem fio 102.

Em uma concretização na qual a colocação de identificação de cada unidade de interface de rádio é uma colocação de endereço, a colocação de endereço de uma unidade de interface de rádio 400 pode ser ajustada virando simplesmente o dial de endereço 414 como ilustrado na Figura 4a e .4b. Embora esta concretização especificamente descreva a colocação na forma de uma colocação de identificação e, mais particularmente uma colocação de endereço, a colocação a ser ajustada pode ser qualquer colocação (por exemplo, uma colocação de designação, colocação de potência, colocação de comunicação, etc.). Além disso, embora um dial seja especificamente mostrado, qualquer atuador é satisfatório (por exemplo, uma chave de multi-posição linear em vez de um dial).

O dial de endereço 414 também pode ser auto-suficiente. Por conseguinte, o dial de endereço não engata mecanicamente ou eletricamente quaisquer dos componentes eletrônicos internos contidos dentro do alojamento 402 da unidade de interface de rádio. Isto permite ao alojamento .402 da unidade de interface de rádio ser substancialmente auto-suficiente. Como tal, o alojamento substancialmente auto-suficiente 402 permite a unidade de interface de rádio 400 ser submergível e capaz de resistir a ambientes severos. Este arranjo é um exemplo de um sistema para ajustar as colocações de um dispositivo de sistema de potência usando um atuador acoplado magneticamente.

Mais especificamente, Figura 15 ilustra o dial de endereço das Figuras 4a e 4b. O dial de endereço geralmente inclui uma pluralidade de ímãs situados em um arranjo selecionado. Virando o dial de endereço 414, a pluralidade de ímãs pode ser situada em vários arranjos selecionados. Os arranjos selecionados podem corresponder a vários endereços selecionados. Na concretização ilustrada, virando o dial de endereço 414 na direção anti- horária, progride pelos vários endereços em ordem crescente. Alternativamente, a unidade de interface de rádio pode ser configurada tal que virar o dial de endereço 414 na direção horária progride pelos vários endereços em ordem crescente.

Em uma concretização, o dial de endereço acoplado magneticamente 414 tem uma posição de começo a 901 e um dial rotativo circular com uma pluralidade de ímãs embutidos (por exemplo, 902a a 902d). O arranjo de ímãs pode corresponder a endereços selecionados. Mais especificamente, quando os ímãs são acoplados a um ou mais sensores de campo magnético tais como sensores de efeito Hall ou interruptores Reed .504a, 504b e 504c a posições A, B e C, o arranjo selecionado dos ímãs é detectado e um endereço selecionado correspondendo a isso é provido.

Em uma concretização da presente invenção, o dial de endereço 414 inclui quatro ímãs 902a a 902d, que podem ser acoplados a três sensores de campo magnético para detectar o arranjo selecionado dos ímãs. Os sensores de efeito Hall ou interruptores Reed 504a a 504c estão conectados a um microprocessador 310 (Figura 6A, 6B, 6C e 6D) dentro de unidade de interface de rádio 400. O microprocessador processa o arranjo de ímã selecionado e provê um endereço selecionado correspondendo a isso.

A concretização ilustrada tem oito posições fixáveis indicadas a posição A como um ponteiro de posição 904. Os três bits lidos por sensores de efeito Hall ou interruptores Reed 504a, 504b e 504c representam endereços binários correspondendo a unidades de interface de rádio selecionadas. Por exemplo, ímãs tais como 902a e 902b acoplados a sensores de efeito Hall ou interruptores Reed AeB formarão um bit binário de 011. Este bit binário provê um endereço binário específico para a unidade de interface de rádio. Uma tabela de endereço binário que corresponde à posição de ponteiro debaixo 904 pode ser construída como:

<formula>formula see original document page 35</formula> Menos ou mais endereços podem ser realizados usando menos

ou mais ímãs permanente e/ou menos ou mais sensores de efeito Hall ou interruptores Reed em arranjo semelhante. Em uma concretização, o imã de dial de endereço magneticamente acoplado 414 ímã e padrão de posição de sensor de campo magnético também pode ser refletido ou permutado para o mesmo número de endereços.

Como mostrado na Figura 4A, a unidade de interface de rádio400 também pode incluir um dial de potência 406 para efetuar a potência da unidade. O dial de potência 406 pode incluir um ímã, que pode ser ajustável tal que potência seja provida à unidade de interface de rádio quando o ímã é acoplado a uma chave contida no alojamento da unidade de interface de rádio. O dial de potência 406 pode ademais ser acoplado ao dial de colocação de endereço 414 tal que toda vez que a posição de dial de colocação de endereço414 é mudada, o dial de potência 406 virará à posição de reposicionamento para desligar a unidade de interface de rádio 400. Desta maneira, a colocação de endereço prévia não será armazenada.

Em outra concretização, virando o dial de potência 406 para posição "LIGADO", a unidade de interface de rádio 400 pode ser adaptada para executar a seqüência seguinte:

1.Meça a tensão de bateria. Se a tensão estiver abaixo de uma tensão mínima, então desligue a unidade de interface de rádio 400, caso contrário salve a tensão medida.

2.Execute um teste de diagnóstico completo de RAM e Flash e registre os resultados em RAM.

3.Leia parâmetros de configuração e entre em operação normal.

Em uma concretização, o dial de endereço 414 inclui uma interface de endereço acoplada magneticamente que é selada estanque à água usando material de envasamento. A interface de endereço acoplada magneticamente é operável em um ambiente exposto à água tal como uma instalação externa, aérea ou subterrânea.

Figura 16A descreve um diagrama de circuito de uma concretização de uma interface de endereço acoplada magneticamente. Como ilustrado na Figura 16A, o dial de endereço 414 inclui um interface de endereço acoplada magneticamente 415a ou 415b incluindo um arranjo de uma pluralidade de ímãs 930. Quando os ímãs 930 são acoplados aos sensores de campo magnético 910, um endereço selecionado 918 pode ser provido. Os vários endereços 918 são dependentes dos vários arranjos dos ímãs. Um microprocessador (ou outro dispositivo lógico tal como um FPGA, ASIC ou lógica discreta) 310 pode ser provido ademais para processar o arranjo selecionado de ímãs e prover endereços 918 correspondendo a isso. O microprocessador 310 pode ademais ser adaptado para prover um controle de saída de administração de potência 916 para ativar ou desativar os circuitos de polarização 940a ou 940b do sensor de campo magnético 910. Em uma concretização, os sensores de campo magnético 910 são uma pluralidade de sensores de efeito Hall ou uma pluralidade de interruptores Reed.

Em outra concretização, um ambiente de economia de bateria para a unidade de interface de rádio é provido ademais, ao que os sensores de campo magnético 910 são ligados momentaneamente e desligados depois que os endereços são lidos. Por exemplo, a unidade de interface de rádio pode ser adaptada para ligar na ativação por um controle de administração de potência .916 (por exemplo, o dial de potência da Figura 5) ou ao receber um comando de pedido externo de um dispositivo externo pelo microprocessador 310.

Em uma concretização, o circuito de polarização 940a inclui uma fonte de alimentação Vdd, uma pluralidade de resistores (não mostrado na Figura 8B) e pelo menos um transistor tal como um MOSFET de canal P .914, que provê a tensão de polarização Vhes/Vreed ao sensor de campo magnético 910. Em uma concretização, um I/O de controle de administração de potência 916 no microprocessador 310 ativa ou desativa o circuito de polarização 940a controlando a tensão de porta do MOSFET de canal P 914. Em uma ativação inicial ou um reposicionamento de ativação, o I/O de controle 916 ativa o circuito de polarização 940a para polarizar o sensor de campo magnético 910 por um breve período de tempo tal como aproximadamente 100 microssegundos a aproximadamente 150 microssegundos. A tensão de polarização Vhes/Vreed é desligada depois que os endereços 918 são lidos pelo microprocessador 310. Em uma concretização, subseqüente a ler os endereços 918, o I/O de controle 916 desativa o circuito de polarização 940a indefinidamente até que a administração de potência emita um I/O de controle 916 para reativar o circuito de polarização 940a.

A ativação ou desativação do sensor de campo magnético 910 pode ser controlada por um programa de administração de potência fixado em fábrica no microprocessador 310 ou ao receber um comando de pedido externo de um dispositivo externo. Os dispositivos externos podem incluir um terminal segurado à mão, PDA, telefone celular ou computador hospedeiro laptop, alternativamente montado em um veículo. Quando o circuito de polarização 940a é desativado, o sensor de campo magnético 910 consome essencialmente nenhuma corrente, assim estendendo a vida de bateria.

Figura 16B descreve outra concretização de uma interface de endereço acoplada magneticamente 415b. Como mostrado na Figura 16B, um circuito de polarização 940b inclui conectar o terra a um MOSFET de canal N915 enquanto a tensão de polarização Vhes/Vreed é conectada a Vdd. O circuito de polarização é ativado ou desativou controlando a porta do MOSFET de canal N 915. Em qualquer concretização, os transistores usados em circuitos de polarização 940a ou 940b podem ser transistores bipolares ou qualquer transistor de comutação adequado para executar a função comutadora de ativação ou desativação.

Figura 16C descreve uma concretização de uma interface de endereço acoplada magneticamente 415c entre uma pluralidade de sensores de efeito Hall para um microprocessador. Em uma concretização, três sensores de efeito Hall 910a a 910c são usados como sensores de campo magnético para sentir ímãs respectivos 930a a 930c. As saídas de sensores de efeito Hall 910a a 910c são dreno aberto e respectivos resistores Rl a R3 com valores variando de cerca de IOkOhm a cerca de IOOkOhm conectados à tensão de polarização Vhes são usados para indicar níveis lógicos 1 em endereços respectivos 918a a 918c a I/Ol a I/03 de microprocessador 310. Na presença de ímãs 930a a 930c, os sensores de efeito Hall 910a a 910c darão para um nível lógico 0 aos endereços respectivos 918a a 918c.

Em uma concretização ilustrada, o circuito de polarização940c usa um transistor tal como um MOSFET de canal P 914, um transistor bipolar PNP ou qualquer transistor de comutação adequado (não mostrado) para ativar ou desativar o circuito de polarização 940c. Em uma concretização alternada, o circuito de polarização 940c usa um transistor tal como um MOSFET de canal N 915, um transistor bipolar NPN ou qualquer transistor de comutação adequado (não mostrado) conectado ao terra COM_GND para ativar ou desativar o circuito de polarização 940c, com a tensão de polarização Vhes conectada a Vdd neste esquema. Um resistor de descarga opcional R7, com valores de centenas de kOhms conectado ao terra COM_GND pode ser usado para descarregar qualquer tensão restante, com sensores de efeito Hall 910a a 910c são desativados para prevenir linhas de endereço flutuante 918a a 918c a I/Ol a I/03 em microprocessador 310.

Figura 16D descreve outra concretização de uma interface de endereço acoplada magneticamente 415d entre uma pluralidade de interruptores Reed para um microprocessador. Em uma concretização, três interruptores Reed 9 IOd a 9 IOf são usados como um sensor de campo magnético para sentir ímãs respectivos 93 Od a 93 Of. Os interruptores Reed .9 IOd a 91 Of estão conectados a resistores respectivos R4 a R6. Na ausência de ímã, os resistores indicam lógica 1 para linhas de endereço 918d a 918f. Na presença de ímãs 930d a 930f, os interruptores Reed 9IOd a 9IOf se fecham, onde as correntes são derivadas para terra, assim indicando lógica 0 em endereços 918d a 918f para I/Ol a I/03 de microprocessador 310.

Em uma concretização de projeto de circuito de economia de bateria, a tensão de polarização Vreed pode ser ativada com controle de ligar/desligar de um I/O de microprocessador 916, com um circuito de corrente mais alta 932 ou com um MOSFET de canal P 914, um transistor bipolar PNP ou qualquer transistor de comutação adequado (não mostrado). A escolha pode ser fixada em fábrica por projeto. Os resistores R4 a R6 podem estar em uma gama de cerca de 10 kOhm a cerca de 100 kOhm, permitindo uma fonte de tensão relativamente fraca para excitar três ou mais resistores e interruptores Reed. Na concretização prévia mostrada na Figura 16C, os sensores de efeito Hall 910a a 910c não podem ser excitados de um microprocessador 310 nem de um amplificador de corrente 932 como mostrado na Figura 16D, desde que correntes relativamente altas são precisadas para serem excitadas com um MOSFET de canal P ou canal N ou qualquer transistor de comutação adequado com uma conexão de circuito correta. Em uma concretização alternada, o circuito de polarização 940d pode usar um MOSFET de canal N 915, um transistor bipolar NPN ou qualquer transistor de comutação adequado (não mostrado) conectado ao terra de interruptores Reed GND enquanto a tensão de polarização Vreed é conectada a Vdd. Um resistor de descarga R8 de valores de centenas de kOhms conectado ao terra GND pode ser usado para descarregar qualquer tensão restante quando todos os interruptores Reed 9 IOd a 9 IOf estão abertos, prevenindo linhas de endereço flutuantes 918d a 918f a I/Ol a 1/03 para microprocessador 310.

Figura 17 A ilustra um exemplo de uma interface de usuário do dispositivo sem fio 102 que pode ser usada nos sistemas ilustrados nas Figuras 2A e 2B. A interface de usuário inclui um indicador de potência 1001, tal como um LED verde, que é iluminado quando o dispositivo sem fio 102 é ligado por botão de potência 1024. Além disso, a interface de usuário inclui dois controles, um controle de aquisição de informação, que é implementado como um botão de "varredura" 1012, e um controle de incremento de colocação de identificação, que é implementado como um botão de "próximo" .1010. O botão de "varredura" 1012 faz o dispositivo sem fio 102 varrer a área perto para qualquer unidade de interface de rádio (por exemplo, aquelas associadas com a instalação de indicadores de circuito falhado das Figuras 2A e 2B) que podem estar presentes. Durante a varredura, cada unidade de interface de rádio pode ser adaptada para comunicar sua colocação de identificação (por exemplo, endereço), seu estado, e o estado de qualquer indicador de circuito falhado que esteja conectado a ela. Uma vez que uma varredura seja completada, um resumo da varredura é exibido em um indicador de endereço de rádio 1006. O indicador de endereço de rádio 1006 inclui uma pluralidade de indicadores de estado de unidade de interface de rádio. Cada LED do indicador de endereço de rádio .1006 pode corresponder a cada unidade de interface de rádio associada com cada uma das instalações de indicadores de circuito falhado 200a-h das Figuras 2A e 2B. Os indicadores de estado de unidade de interface de rádio podem ser implementados usando oito LEDs tricolores. Dependendo do resultado da operação de varredura, os LEDs dentro do indicador de endereço de rádio 1006 serão iluminados de modos diferentes. Se uma unidade de interface de rádio com um endereço particular não for detectada, então o LED de indicador de endereço de rádio 1006 com o endereço correspondente não será iluminado. Reciprocamente, para cada unidade de interface de rádio detectada, um LED correspondente dentro do indicador de endereço de rádio . 1006 exibirá âmbar, verde ou vermelho. Um LED particular dentro do indicador de endereço de rádio 1006 exibe verde se nenhum dos indicadores de circuito falhado conectado à unidade de interface de rádio particular tiver detectado uma falha. Reciprocamente, um LED particular dentro do indicador de endereço de rádio 1006 exibe vermelho se qualquer dos indicadores de circuito falhado conectado à unidade de interface de rádio correspondente tiver detectado uma falha. Como discutido mais tarde, um LED particular pode ser iluminado como âmbar se a unidade de interface de rádio correspondente estiver selecionada presentemente como discutido abaixo.

O botão de "próximo" 1010 permite a um usuário do dispositivo sem fio 102 avançar seqüencialmente por cada uma das unidades de interface de rádio que o dispositivo sem fio 102 detectava durante sua última operação de varredura. A interface de usuário do dispositivo sem fio .102 também inclui um indicador de grupo (caminho) 1022, que exibe o estado de qualquer grupo de indicadores de circuito falhado conectado à unidade de interface de rádio presentemente monitorada pelo dispositivo sem fio 102. O indicador de grupo (caminho) 1022 inclui uma pluralidade de indicador de estado de indicador de circuito falhado, que como mostrado, são doze LEDs .1008. Os doze LEDs são organizados em quatro filas, cada uma correspondendo a um de quatro grupos separados (caminhos) de indicadores de circuito falhado, e três colunas, cada uma correspondendo a uma fase separada 1014. Por exemplo, se o usuário fosse selecionar a exibição para interface de rádio 400e das Figuras 2A e 2B, os indicadores de grupo (caminho) 1022 corresponderão a cada grupo de indicadores de circuito falhado 206a-d, enquanto se o usuário fosse selecionar a exibição para interface de rádio 400h das Figuras 2A e 2B, os indicadores de grupo (caminho) 1022 corresponderão a cada grupo de indicadores de circuito falhado 206e-h. Como discutido acima, cada um dos indicadores de circuito falhado associados com o grupo particular (ou caminho) está geralmente associado com fases diferentes (por exemplo, fases A, B, C) e por conseguinte corresponderão aos LEDs 1008.

Durante operação, se um indicador de circuito falhado particular não estiver falhado, o LED correspondente exibirá verde. Reciprocamente, se um indicador de circuito falhado particular estiver falhado, o LED correspondente exibirá vermelho. E se o indicador de circuito falhado particular não estiver conectado, o LED correspondente não será iluminado.

A interface de usuário do dispositivo sem fio 102 também inclui um indicador de saúde de sistema 1018, que exibe informação sobre a saúde da unidade de interface de rádio presentemente selecionada. Uma implementação do indicador de saúde de sistema 1018 é um LED bicolor, que exibe verde quando não há nenhum assunto com a unidade de interface de rádio selecionada, e vermelho quando a unidade de interface de rádio selecionada tem um assunto que requer manutenção. Em outra concretização, um LED tricolor pode ser usado para indicar a vida de sistema da unidade de interface de rádio. Por exemplo, uma cor verde pode indicar que vida de sistema maior que um ano resta. Uma cor âmbar pode indicar que vida de sistema menos que um ano resta. Uma cor vermelha pode indicar que depleção completa de vida de sistema é iminente. Em uma concretização, a vida de sistema da unidade de interface de rádio pode igualar à vida de bateria associada com ela.

Figura 17B ilustra uma concretização da interface de usuário102 exposta depois que uma operação de varredura foi completada, e o botão de "próximo" foi apertado para exibir o estado dos indicadores de circuito falhado presos á unidade de interface de rádio com endereço 5 (por exemplo,400e da Figura 2). Entre outros, a unidade de interface de rádio com endereço8 relatou como livre de problema como indicado pelo LED 1020 sendo iluminado como verde. Também, a unidade de interface de rádio com endereço 4 indica que essa unidade está tanto não instalada ou o rádio dentro da unidade de interface de rádio funcionou com defeito, como indicado pelo LED apagado 1003.

Para propósitos de ilustração, os estado dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio com endereço 5 (por exemplo, 400e da Figura 2), está sendo exibido no indicador de grupo (caminho) 1022. Isto é indicado por LED 1007, que é exibido como âmbar na concretização ilustrada. Todos os indicadores de circuito falhado em grupo ou caminho 1 (por exemplo, 206a das Figuras 2A e 2B), grupo ou caminho 2 (por exemplo, 206b das Figuras 2A e 2B), e grupo ou caminho 3 (por exemplo, 206c da Figura 2) estão instalados, e nenhum detectou falhas. Portanto, os LEDs particulares correspondendo àqueles indicadores de circuito falhado são iluminados verde. Por exemplo, o LED 1016 correspondendo a caminho 2 (por exemplo, 206b das Figuras 2A e 2B), fase C é iluminada verde. Além disso, o indicador de grupo (caminho) 1022 indica que nenhum dos indicadores de circuito falhado correspondendo a grupo ou caminho 4 (por exemplo, 206d das Figuras 2A e 2B) está instalado. Na concretização ilustrada, isto é indicado com um LED apagado, tal como o LED 1015 correspondendo a grupo ou caminho 4, fase C. Porque os indicadores de circuito falhado correspondendo a grupo ou caminho 4 (206d) são mostrados estarem conectados nas Figuras 2A e 2B, isto pode indicar um problema na conexão dos indicadores de circuito falhado.

Na Figura 17C, o estado dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio com endereço 5 está sendo exibido. Porém, durante a varredura prévia, vários dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio com endereço 5 relataram uma condição de falha. Por exemplo, LEDs 1009, 1011 e 1013 todos indicam que os indicadores de circuito falhado correspondendo àqueles LEDs relataram uma falha. Para propósitos de ilustração, o indicador de circuito falhado associado com fase B de grupo ou caminho 2 (por exemplo, 206b da Figura 2) está falhado enquanto os indicadores de circuito falhado associados com fases A e C de grupo ou caminho 2 (por exemplo, 206d da Figura 2) estão conectados e não falhados.

De acordo com uma concretização, a interface de usuário 102 exibirá nos indicadores de grupo (caminho) 1022 e fase 1008 o estado dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio que primeiro relata um circuito falhado. Se nenhuma das unidades de interface de rádio relatar um circuito falhado, então a interface de usuário 102 exibirá nos indicadores de grupo (caminho) 1022 e fase 1008 o estado dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio com o endereço numerado mais baixo. Por exemplo, Figura 17D indica que pelo menos um indicador de circuito falhado preso à unidade de interface de rádio e endereço .3 relata uma falha, como também pelo menos um indicador de circuito falhado preso à unidade de interface de rádio em endereço 8. Assim que a unidade de interface de rádio com endereço 3 relatar uma falha, o estado dos indicadores de circuito falhado conectados à unidade de interface de rádio associada com endereço 3 será exibido nos indicadores de grupo (caminho) e fase 1022, 1008. A fim de ver o estado dos indicadores de circuito falhado presos à unidade de interface de rádio em endereço 8, o botão de "próximo"1010 pode ser apertado vezes suficientes para rolar esse relatório.

Durante operação, um usuário chegará a uma área com um ou mais grupos de indicadores de circuito falhado instalados. O usuário então começará uma operação de varredura usando o dispositivo sem fio 102 apertando o botão de "varredura" 1012. O indicador de endereço de rádio1006 proverá uma visão geral do estado dos indicadores de circuito falhado presos às unidades de interface de rádio diferentes. Para essas unidades de interface de rádio sem indicadores de circuito falhado presos afirmando uma condição de falha, os LEDs correspondentes dentro do indicador de endereço de rádio exibirão verde. Reciprocamente, para essas unidades de interface de rádio presas a indicadores de circuito falhado que afirmaram uma falha, os LEDs correspondentes dentro do indicador de endereço de rádio exibirão vermelho. E para essas unidades de interface de rádio que não estão instaladas ou que têm comunicação de rádio, os LEDs correspondentes dentro do indicador de endereço de rádio não serão iluminados.

A interface de rádio é indicada dentro do indicador de endereço de rádio pelo LED correspondente sendo iluminado âmbar dentro do indicador de endereço de rádio 1006. O usuário pode ver os resultados de varredura para uma unidade de interface de rádio diferente apertando o botão de "próximo" 1010, que seleciona a unidade de interface de rádio com o próximo endereço mais baixo, até que a unidade de interface de rádio desejada seja selecionada. Usando esta técnica, o usuário pode determinar quais indicadores de circuito falhado estão afirmando uma falha dentro de alcance do dispositivo sem fio. O usuário também pode contar se qualquer unidade de interface de rádio está com mau funcionamento devido a uma bateria baixa ou outra razão. O indicador de saúde de sistema 118 mostrará a saúde de sistema da unidade de interface de rádio atualmente sendo exibida de acordo com o indicador de endereço de rádio 1006. E o usuário pode determinar se um indicador de circuito falhado ficou desconectado da unidade de interface de rádio apropriada. Tudo do anterior pode ser feito sem acessar quaisquer dos indicadores de circuito falhado, que pode resultar em enorme economia de tempo, particularmente ao lidar com instalações subterrâneas.

Em ainda outra concretização, o dispositivo sem fio segurado à mão 102 pode ser adaptado para indicar uma interferência ou colisão de sinais recebidos de mais de um dispositivo de interface de rádio. Por exemplo, LEDs associados com o indicador de endereço de rádio 1006 podem piscar entre duas cores para indicar que pelo menos dois sinais foram recebidos de dispositivos de interface de rádio tendo números de série únicos diferentes, mas usando o mesmo endereço na vizinhança. Em uma concretização, um LED associado com indicador de endereço de rádio 1006 pode piscar entre verde e âmbar para sinalizar que nenhuma unidade de interface de rádio contém uma falha. Alternativamente, um LED associado com indicador de endereço de rádio 1006 pode piscar entre vermelho e âmbar para sinalizar que pelo menos uma das unidades de interface de rádio contém uma falha. Ao selecionar a exibição para o endereço no qual uma colisão ocorreu, os indicadores de caminho 1022 e fase 1008 podem alternar entre indicações para os dados de cada uma das unidades de interface de rádio. Em ainda outra concretização, uma designação particular pode ser mostrada (por exemplo, um número de série particular associado com uma unidade de interface de rádio particular) a fim de diferenciar entre duas unidades de interface de rádio tendo o mesmo endereço.

Além da exibição de LED de dispositivos sem fios, a interface de usuário pode ademais incluir outro meio para comunicar informação. Tal informação pode incluir, mas não está limitada a, endereço de unidade de interface de rádio, número de série de unidade de interface de rádio, estado de indicador de circuito falhado, local de falha de indicador de circuito falhado, parâmetros de diagnóstico, revisões de firmware, saúde de unidade de interface de rádio, informação de contador, posição de GPS de unidade de interface de rádio, posição de GPS de dispositivo segurado à mão, informação de navegação ou qualquer outra informação. Em uma concretização, o meio de comunicação adicional pode ser um visor de cristal líquido (LCD) como mostrado em 1002 nas Figuras 17A-17D.

O dispositivo sem fio também pode comunicar dados relacionados a qualquer dispositivo de detecção, diferente de FCIs, como definido acima. Por exemplo, o dispositivo sem fio pode comunicar dados relacionados à detecção de água, campo elétrico de alta tensão, peso específico, luz e sensores de som, gás tais como CO, C02, SOx, NOx, Amônia, Arsina, Bromo, Cloro, Dióxido de Cloro, VOCs, Combustíveis, Diborano, Óxido de Etileno, Flúor, Formaldeído, Germano, Hidrogênio, Cloreto de Hidrogênio, Cianeto de Hidrogênio, Fluoreto de Hidrogênio, Seleneto de Hidrogênio, Sulfeto de Hidrogênio, Oxigênio, Ozônio, Metano, Fosgênio, Fosfina, Silano, e similar; sensores de pressão para sentir, por exemplo, pressão em uma linha de gás, linha de água, linha de rejeito, linha de óleo, e similar; sensores de temperatura; sensores de radiação eletromagnética; sensores de radiação; sensores de fumaça; sensores de matéria particulada; sensores de fase líquida tais como pH, turvação, Br-, Ca2+, Cl-, CN-, Cu2+, F-, I-, K+, Na+, NH4+, N03-, Pb2+, S-(AG+), sensores de condutividade, e similar; sensores elétricos tais como sensores de subtensão, sensores de sobretensão, sensores de subcorrente, sensores de sobrecorrente, sensores de freqüência e similar; alarmes de fator de potência; indicadores de sobrecarga de demanda; sensores que detectam a presença de tensão de sistema primário; sensores que determinam se um fusível de subsuperfície selado operou sentindo tensão em cada lado de elemento de fusível com perda de corrente de carga; sensores que sentem a posição aberta ou fechada de uma chave de subsuperfície; sensores de tensão que monitoram estado de baterias chumbo-ácido usadas para funcionar controlador ou operadores motorizados para chaves de subsuperfície; sensores de qualidade de potência que detectam subidas e descidas de tensão primária ao longo do sistema de distribuição, e outros sensores que detectam assuntos de qualidade de potência e enviam um estado de alarme.

Em outra concretização, o meio de comunicação pode ser um alto-falante 1004. Este alto-falante 1004 pode comunicar a ocorrência de um evento 1019 a um usuário por mensagens pré-gravadas ou sintetizadas, gorjeios, latidos de cão, buzinas ou outros sons. Ademais, o alto-falante 1004 pode comunicar mensagens mais complicadas através de código Morse. Em particular, entre outras mensagens, código Morse pode ser usado para comunicar a ocorrência de uma falha por um indicador de circuito falhado monitorado ou a ocorrência de vida de sistema baixa em uma unidade de interface de rádio ou um indicador de circuito falhado. Como código Morse é bem conhecido na arte, seus pormenores não são discutidos aqui.

As concretizações precedentes são desenhadas para usar indicadores de circuito falhado 206 como uma sonda sensora para indicar a presença de uma condição predeterminada, isto é, um circuito falhado. Porém, porque o indicador de circuito falhado envia tanto um sinal positivo (falha) ou negativo (sem falha) para a unidade de interface de rádio 400, qualquer sonda sensor que seja capaz de detectar uma condição predeterminada e enviar um sinal positivo ou negativo à unidade de interface de rádio 400 pode ser usado. Por exemplo, pode ser necessário comunicar informação sobre a temperatura dentro da galeria subterrânea 200. Nesta concretização, como ilustrado nas Figuras 2A e 2B, em vez de usar um indicador de circuito falhado 206, um transdutor de temperatura 208 pode ser usado como a sonda sensora. O transdutor de temperatura 208 pode ser acoplado ao artigo do qual conhecimento sobre a temperatura precisa ser comunicado. O transdutor de temperatura 208 pode ser configurado para enviar um sinal positivo no caso que a temperatura sentida está tanto acima ou abaixo de um limiar predeterminado. Assim, o usuário seria capaz de determinar se a temperatura sentida pelo transdutor 208 estava acima ou abaixo de um nível predeterminado, ou se a sonda de transdutor de temperatura tinha se desconectada da unidade de interface de rádio 400 pela exibição do LED apropriado 1008. Por exemplo, se o transdutor de temperatura 208 corresponder a grupo (caminho) 4 fase C, o usuário entenderá o estado desta sonda pela exibição do LED em grupo (caminho) 4, fase C.

Em uma concretização, os vários LEDs podem funcionar assim para indicar cores diferentes para uma pessoa daltônica. Por exemplo, se o LEDs forem capazes de exibir vermelho ou verde, os LED podem ser programados para piscar para vermelho, e ficar constante para verde. Deste modo, um usuário que caso contrário não pode distinguir entre vermelho e verde poderia determinar se os LED estava informando uma cor vermelha ou verde.

Uma concretização do esquemático dos circuitos do dispositivo sem fio 102 é mostrada na Figura 17e. Os números de referência na Figura 17e correspondem às funções como mostrado nas Figuras 17a-d.

O dispositivo sem fio 102 das Figuras 2a e 2b podem ademais ser adaptados para comunicar dados para e das unidades de interface de rádio .400a-400h. Se referindo aos desenhos, e de volta à Figura 3 em particular, um dispositivo sem fio se comunica com uma unidade de interface de rádio conectada a vários dispositivos de sistema de potência (por exemplo, dispositivos de detecção ou indicadores de circuito falhado). O monitor de indicador de circuito falhado de radiofreqüência 400 também inclui um microprocessador 310 com alguma quantidade de memória 342. A memória pode estar na forma de memória acessível aleatoriamente (por exemplo, qualquer tipo de memória acessível aleatoriamente, tais como SDRAM, SRAM, registradores internos, FLASH, etc.). Note que a memória não precisa estar integrada dentro do microprocessador. O microprocessador está acoplado a um transceptor de RF 322, que está acoplado a uma antena 202 diretamente ou por um cabo de radiofreqüência 208. O monitor de indicador de circuito falhado de radiofreqüência 400 se comunica com um dispositivo sem fio 102. Uma ampla variedade de protocolos de comunicação sem fios poderia ser usada, tal como 802.11. O protocolo de comunicação sem fios particular usado não é significante para esta invenção, e como protocolos de comunicação sem fios são bem conhecidos na arte, nenhum tal protocolo é descrito.

Retornando à Figura 18, possíveis formatos de dados para mensagens usadas para monitorar e modificar locais de memória dentro do monitor de indicador de circuito falhado de radiofreqüência são detalhados. A mensagem de "pedido de olhada" 600 da Figura 18A é enviada pelo dispositivo sem fio ao monitor de indicador de circuito falhado de radiofreqüência, e é usada para recuperar os conteúdos de um local de memória particular ou gama de locais de memória dentro do monitor de indicador de circuito falhado de radiofreqüência., Na concretização ilustrada, a mensagem de pedido de olhada 600 contém um cabeçalho 602 com dados identificando a mensagem desejada (isto é, pedido de olhada), e pode incluir informação (por exemplo um número de identificação do monitor de indicador de circuito de falhado) sobre a unidade remetente e/ou unidade receptora. Além disso, a mensagem de pedido de olhada 600 ilustrada contém um campo com o endereço de começo 604 dos dados que o usuário deseja ver como também o número de bytes 606 começando no endereço de começo 604 que o usuário deseja ver. Para assegurar confiabilidade, a mensagem de pedido de olhada também pode conter um verificação de redundância cíclica (CRC) 608, que é usada para validar os conteúdos da mensagem. Alternativamente, a mensagem de pedido de olhada poderia usar um meio diferente para validação de dados, tal como uma soma de verificação ou bit de paridade.

Figura 18B ilustra uma mensagem de "resposta de olhada" .700, que contém os dados pedidos pela mensagem de pedido de olhada. Na concretização ilustrada, a mensagem de resposta de olhada contém um cabeçalho 702, com informação identificando a mensagem como uma resposta de olhada, como também informação sobre a unidade remetente e/ou receptora. Além disso, a mensagem de resposta de olhada contém um dados carga útil 704, com os conteúdos dos locais de memória pedidos. Para assegurar confiabilidade, a mensagem de resposta de olhada pode conter um CRC 706, que é usado para validar os conteúdos da mensagem. Alternativamente, a mensagem de resposta de olhada poderia usar um meio diferente para validação de dados, tal como uma soma de verificação ou bit de paridade. A mensagem de resposta de olhada também pode incluir o estado do monitor de indicador de circuito falhado, que pode incluir, por exemplo, um resultado de um auto-teste tal como um teste de memória (memória RAM e/ou Flash), a expectativa de vida útil esperada, uso de bateria, e similar.

Figura 18C ilustra uma mensagem de "pedido de empurrão" .800, que é usada para modificar locais de memória no indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado. Na concretização ilustrada, a mensagem de pedido de empurrão 800 contém um cabeçalho 802, com informação identificando a mensagem como um pedido de empurrão, como também informação sobre a unidade remetente e/ou receptora. Além disso, a mensagem de pedido de empurrão 800 contém um endereço de começo 804, que identifica o endereço ou gama de endereços que o usuário deseja modificar. A mensagem de pedido de empurrão também contém um campo com o número de bytes 806 a modificar, como também um campo de dados 808 contendo os bytes a serem postos no endereço ou gama de endereços. Note que outro esquema para identificar o local de memória particular ou gama de locais de memória trabalharia igualmente bem. Finalmente, a mensagem de pedido de empurrão pode conter um CRC 810, que é usado para validar os conteúdos da mensagem. Alternativamente, a mensagem de pedido de empurrão poderia usar um meio diferente para validação de dados, tal como uma soma de verificação ou bit de paridade.

A mensagem de pedido de empurrão também poderia ser usada para iniciar um controle ou comando no indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado. Nesta concretização, a mensagem de pedido de empurrão 800 pode incluir um endereço de começo 804, que indica ao indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado que os dados 808 incluem um comando ou controle. Os dados podem indicar ao indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado sofrer quaisquer dos comandos ou controles disponíveis no indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado, tal como, por exemplo, um Reposicionamento de Energização (POR), que reposiciona todas as retenções de indicador de circuito falhado a um estado fechado. Outro exemplo de um comando ou controle é requerer o indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado sofrer um auto-teste completo de FLASH e RAM. O comando ou controle pode requerer o indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado sofrer um teste de sistema e escrever os resultados a um endereço particular, que pode ser visto mais tarde usando um pedido de olhada. Outros comandos ou controles podem requerer o indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado sofrer uma atualização de Flash de Dados, estender modos operacionais, diminuir modos operacionais, ou mudar um estado de operação.

Figura 18D ilustra uma mensagem de resposta de empurrão .900, que é usada para reconhecer a mensagem de pedido de empurrão 800. Na concretização ilustrada, a mensagem de resposta de empurrão 900 contém um cabeçalho 902, com informação identificando a mensagem como uma resposta de empurrão, como também informação sobre a unidade remetente e/ou receptora. Para assegurar confiabilidade, a mensagem de resposta de empurrão pode conter também um CRC 904, que é usado para validar os conteúdos da mensagem. Alternativamente, a mensagem de resposta de empurrão poderia usar um meio diferente para validação de dados, tal como uma soma de verificação ou bit de paridade.

Figura 18E ilustra outra mensagem de resposta de empurrão .1000, que é usada para reconhecer a mensagem de pedido de empurrão 800 e indicar que o empurrão teve êxito. Na concretização ilustrada, a mensagem de resposta de empurrão 1000 contém um cabeçalho 1002, com informação identificando a mensagem como uma resposta de empurrão, como também informação sobre a unidade remetente e/ou receptora. A mensagem de resposta de empurrão ilustrada 1000 também inclui um byte de estado 1006, que comunica que o empurrão teve êxito, quer dizer, que a mudança de memória pedida tinha acontecido. Para assegurar confiabilidade, a mensagem de resposta de empurrão também pode conter um CRC 1004, que é usado para validar os conteúdos da mensagem. Alternativamente, a mensagem de resposta de empurrão poderia usar um meio diferente para validação de dados, tal como uma soma de verificação ou bit de paridade.

Como ilustrado na Figura 19, durante operação, o usuário primeiro identificará um dispositivo de sistema de potência particular que o usuário deseja diagnosticar. Por exemplo, o dispositivo de sistema de potência pode estar na forma de um indicador de circuito falhado ou monitor de indicador de circuito falhado (ou outro dispositivo de sistema de potência) .400. Como mostrado em 500, o usuário então usará o dispositivo sem fio 102 para especificar o dispositivo e selecionar um local ou locais de memória particular dentro do dispositivo de sistema de potência que o usuário deseja ver. Como mostrado em 502, o dispositivo sem fio 102 então transmitirá uma mensagem de pedido de olhada (por exemplo, um pedido de olhada para o local de memória da etapa 500) para o dispositivo de sistema de potência 400 que o usuário selecionou previamente. Como mostrado em 504, o dispositivo de sistema de potência visado 400 recobrará o local ou locais de memória selecionados localizados aqui. Depois disso, como mostrado em 506, o dispositivo de sistema de potência 400 responde com uma mensagem de resposta de olhada contendo os conteúdos dos locais de memória que o usuário desejava ver. O dispositivo sem fio 102 recebe a mensagem e exibe os valores pedidos como mostrado em 508. Dependendo dos conteúdos do local ou locais de memória que o usuário viu, o usuário pode desejar modificar os conteúdos desses locais.

Para modificar os conteúdos de memória no dispositivo de sistema de potência 400, o usuário começa escolhendo o endereço ou endereços para modificar usando o dispositivo sem fio 102 (como mostrado em 510), junto com os valores para colocar nos locais de memória escolhidos (como mostrado em 512). O dispositivo sem fio 102 então gera uma mensagem de pedido de empurrão (por exemplo local e valores selecionados), que é transmitida sem fios ao dispositivo visado como mostrado em 514. Como discutido aqui, a mensagem de pedido de empurrão pode incluir um comando ou controle para o dispositivo de sistema de potência 400 executar. O dispositivo de sistema de potência 400 reconhece em 520 se a mensagem de pedido de empurrão inclui um comando ou controle. Se a mensagem de pedido de empurrão incluir um comando ou controle, o dispositivo de sistema de potência 400 executa o comando ou controle em 522. O dispositivo visado pode ademais gerar uma mensagem de resposta de empurrão em 524 incluindo o sucesso/falha ou outro estado que é transmitido sem fios para o dispositivo sem fio 102. A mensagem de resposta de empurrão pode indicar o sucesso do empurrão. O dispositivo sem fio 102 então exibe o sucesso/falha ou outro estado em 518. Se, porém, o pedido de empurrão não incluir um comando ou controle, o microprocessador embutido dentro do dispositivo visado então processa e executa a mensagem de pedido de empurrão como mostrado em 516. Finalmente, o dispositivo visado pode ademais gerar uma mensagem de resposta de empurrão em 524 incluindo o sucesso/falha ou outro estado que é transmitido sem fios para o dispositivo sem fio 102. A mensagem de resposta de empurrão pode indicar o sucesso do empurrão. O dispositivo sem fio 102 então exibe o sucesso/falha ou outro estado em 518.

Em uma concretização, o empurrão pode ser seguido por uma olhada para verificar que os conteúdos da memória foram modificados como pedido. Para realizar esta seqüência de olhada, o usuário seleciona um local ou locais de memória particular dentro do dispositivo de sistema de potência que o usuário deseja ver usando o dispositivo sem fio 102. Isto será provavelmente os locais de memória para quais a modificação foi pedida no empurrão anterior. A seguir, como mostrado em 502, o dispositivo sem fio .102 então transmitirá uma mensagem de pedido de olhada (por exemplo, local de memória da etapa 500) para o dispositivo de sistema de potência 400 que o usuário selecionou previamente. Como mostrado em 504, o dispositivo de sistema de potência visado 400 recobrará o local ou locais de memória localizados aqui. Depois disso, como mostrado em 506, o dispositivo de sistema de potência 400 responde com uma mensagem de resposta de olhada contendo os conteúdos dos locais de memória que o usuário desejava ver. O dispositivo sem fio 102 recebe a mensagem e exibe os conteúdos da mensagem como mostrado em 508. O dispositivo sem fio 102 pode comparar os conteúdos dos locais de memória pedidos com a modificação pedida e indicar ao usuário se a modificação pedida ocorreu.

Em ainda outra concretização, a mensagem de olhada ou empurrão poderia incluir quaisquer dados relacionados ao indicador de circuito falhado ou ao sistema de potência associado com isso. Por exemplo, a mensagem poderia conter informação relativa ao local do indicador de circuito falhado ou ao local de uma condição no sistema de potência. Em uma concretização, a mensagem poderia incluir dados relativos ao local de GPS do indicador de circuito falhado ou ao local de GPS de uma falha em uma linha de transmissão.

Em ainda outra concretização, provido é um método para comunicação entre um terminal portátil (por exemplo, o dispositivo sem fio .102) e a unidade de interface de rádio 400 que maximiza a vida de bateria da unidade de interface de rádio 400. Consumo de energia de bateria é mantido a um mínimo mantendo a unidade de interface de rádio 400 em modo de sono a maioria do tempo. Desde que em uma concretização, o ciclo de transmissão consome mais energia que o ciclo de recepção, a unidade de interface de rádio .400 pode ser ademais adaptada para transmitir dados ao dispositivo sem fio .102 só ao receber com êxito um sinal de comando de pedido do dispositivo sem fio 102. Em uma analogia, o dispositivo sem fio 102 atua como um dispositivo mestre e a unidade de interface de rádio 400 atua como um dispositivo escravo.

A comunicação entre a unidade de interface de rádio 400 e o dispositivo sem fio 102 podem ser alcançada por vários protocolos de comunicação sem fios. Por exemplo, protocolos adequados podem incluir chaveamento de deslocamento de freqüência (FSK), chaveamento de deslocamento de fase (PSK), acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), espectro espalhado (por exemplo, espectro espalhado de seqüência direta), ou outros protocolos de comunicação sem fios.

Por conseguinte, sob condições normais, isto é, nenhuma falha de condutor detectada, a unidade de interface de rádio está em modo de sono ou um "modo lento" a maioria do tempo. Desperta periodicamente para escutar um comando de pedido. Quando uma falha é afirmada por um FCI, a unidade de interface de rádio 400 está em um "modo rápido" e assim desperta mais freqüentemente para escutar em antecipação de um comando de pedido do dispositivo sem fio 102.

Figura 20A ilustra um diagrama de temporização de comando de pedido para o dispositivo sem fio 102 de acordo com uma concretização. Este diagrama ilustra especificamente comandos de pedido 1102 e 1104 transmitidos em freqüências alternadas fl e f2 através de um intervalo de tempo selecionado 1108 a um tempo de pedido selecionado 1110 ou comprimento de byte. Depois de cada comando de pedido, o dispositivo sem fio 102, como um solicitante, escuta uma resposta através de uma janela de resposta 1112 (por exemplo 0,3 a 0,5 ms) antes de transmitir um segundo comando em uma segunda freqüência. Uma resposta será enviada dentro de um tempo de resposta definido 1114b quase imediatamente depois que um comando de pedido é recebido pela unidade de interface de rádio 400 durante a janela de escuta 1106 na freqüência correspondente. O tempo de abertura .1108 é a soma do tempo pedido IllOe da janela de resposta 1112.

Figura 21 é um diagrama de temporização para a unidade de interface de rádio 400 de acordo com uma concretização. Este diagrama de temporização descreve ciclos de apuração periódicos 1126 da unidade de interface de rádio 400 com janelas de escuta 1106 e 1109 de pacotes de apuração 1122 e 1124 em freqüências alternadas fl e f2. Para reduzir consumo de energia, a unidade de interface de rádio 400 emprega um esquema de apuração para portadora, que detecta uma presença de um comando pedido. Por conseguinte, durante a janela de escuta 1106 ou 1109, a unidade de interface de rádio 400, como um responder, verifica um sinal. Se a unidade de interface de rádio não receber um sinal acima de um limiar predeterminado, a janela de escuta 1106 expira e encerra 1140. A unidade de interface de rádio 400 então vai para modo de sono 1100 por um período de sono 1128. Figura 20B ilustra um diagrama de temporização de comando de pedido para o dispositivo sem fio 102 de acordo com uma concretização. A janela de escuta 1106 é maior do que o comprimento de um primeiro tempo de pedido 1102, uma janela de resposta 1112, um segundo tempo de pedido .1104, e uma segunda janela de resposta 1112, e o tempo de resposta 1114b é maior do que a janela de resposta 1112. Nesta concretização, a janela de resposta 1112 é mais curta do que a resposta quando o dispositivo sem fio 102 não detecta a presença de uma resposta, por esse meio reduzindo o comprimento total da janela de escuta 1106.

Figura 22 é um diagrama de temporização para a unidade de interface de rádio 400 de acordo com uma concretização, em que um comando de pedido 1102 é detectado por um pulso de apuração 1122g à freqüência correspondente fl. A unidade de interface de rádio 400 desperta de sono 1100 periodicamente para escutar uma mensagem tal como os comandos de pedido 1102 e 1104 por fl apurando pacote 1122 dentro da janela de escuta 1106. Desde que apuração está em freqüência fl, o comando de pedido .1104 em freqüência f2 é ignorado pelo pulso de apuração 1122c em freqüência fl. O tempo entre os pulsos de apuração 1122a e 1122b (isto é, quando a unidade de interface de rádio 400 verifica comando de pedido ou portadora é o intervalo de apuração 1107). Atividade de apuração cessa dentro da janela de escuta 1106 uma vez que um pulso de apuração 1122g detecte um comando de pedido 1102 por cessação 1140 e entra em período de sono .1129.

A duração de período de sono varia dependendo do estado da unidade de interface de rádio. Para múltiplas unidades de interface de rádio, o período de sono para cada unidade pode ter um programa fixo diferente daquele de outras unidades de interface de rádio, ou alternativamente um programa feito aleatório, para abaixar a probabilidade que múltiplas unidades de interface de rádio responderão a um único pedido. Geralmente há três modos de sono: 1) Modo lento, isto é, período mais longo quando nenhuma condição (por exemplo, falha) é afirmada; por exemplo 3 a 5 segundos para economizar energia de bateria. 2) Modo rápido, onde pelo menos uma condição (por exemplo, uma falha) é afirmada à unidade de interface de rádio, .3) Modo de resposta onde o pulso de apuração de unidade de interface de rádio detecta um portador de comando de pedido com intensidade de sinal suficiente. O período de sono de modo de resposta 1129 varia entre um a dois intervalos de tempo de abertura 1108 do último portador 1102 detectado.

A unidade de interface de rádio 400 envia de volta uma resposta 1136 com um tempo de resposta selecionado 1114b depois de verificar a mensagem no comando de pedido 1102 verificando os bits de verificação de pedido cíclico (CRC) durante um período de atraso breve 1142. A ação de resposta 1130 está de acordo com o tipo de mensagem de comando de pedido. As mensagens podem ademais ser verificadas por vários métodos de verificação tais como, por exemplo, uma verificação de pedido cíclica (CRC), soma de verificação ou esquema de validação de bit de paridade, ou outros métodos.

Figura 23 é um diagrama de temporização para a unidade de interface de rádio 400 de acordo com uma concretização, em que a unidade de interface de rádio 400 detecta com êxito uma mensagem de pedido de comando 1102 por um pulso de apuração 1122a ao começo da janela de escuta (como mostrado na Figura 22) à freqüência correspondente fl. Atividade de apuração cessa por intervalo de interrupção 1140 e vai para sono .1100 em um período de sono de modo de resposta 1131 com uma duração de aproximadamente entre um a dois tempos de abertura. Semelhantemente, a unidade de interface de rádio 400 desperta ao fim do período de sono 1131 e abre o pulso de apuração 1122k a uma janela de recepção mais larga 1132 para capturar o próximo pedido de comando 1102. A unidade de interface de rádio 400 envia de volta uma resposta 1136 como ação executada. Figura 24 ilustra uma mensagem de comando de pedido 1102a e uma mensagem de resposta 1136a em uma ação de resposta. A mensagem de comando de pedido 1102a tem um número predeterminado de bytes com um tamanho de mensagem que varia dependendo de estar em um modo compacto ou um modo estendido. Para modo compacto, a mensagem de comando de pedido 1102a pode incluir um preâmbulo, uma palavra de sincronismo, um pedido para resposta e bits de CRC para verificação de validade. Para modo estendido, a mensagem de comando de pedido 1102a pode incluir código de pedido adicional, número de série de pacote de rádio e de dados. A mensagem de resposta 1136a tem um tamanho de mensagem que varia dependendo de estar em um modo compacto ou um modo estendido. Para modo compacto, o pacote de resposta 1136a inclui um preâmbulo, uma palavra de sincronismo, um número de série de rádio de FCI, dados tais como estado de falha, endereço de rádio, vida de rádio, e 16 bits de CRC para verificação de validade. Para modo estendido, a mensagem de resposta 1136a inclui código de pedido adicional e dados pedidos.

Mensagens de formato compactas podem consistir em um único par de pedido/resposta. Pedidos deste tipo são "radiodifimdidos", isto é, sem um campo de endereço. Pedidos e mensagens de resposta também podem conter um número predeterminado de bytes.

Mensagens com o modo de pedido estendido são usadas para enviar múltiplos bytes de dados para um responder. O responder então responde com um reconhecimento, que pode incluir dados. Mensagens com o modo de resposta estendido são usadas para enviar múltiplos bytes de dados de um responder específico para o solicitante.

O campo de pedido determina o significado específico dos dados. A palavra de sincronismo pode ser diferente da usada no outro modo de mensagem para prevenir responders que estão escutando outros modos de mensagem de detectarem a mensagem e tentarem decodificá-la. Na mensagem de pedido, o campo de endereço também pode conter tanto o número de série que atua como um endereço único do responder com o qual o solicitante está se comunicando ou outro identificador (por exemplo, OxFFFFFF.OxFFFFFF) para indicar que o pedido é um pedido radiodifundido e todos os responders deveriam responder. Em mensagens de resposta, o campo de resposta pode conter o número de série do responder.

Figura 25 ilustra a mudança de modo de protocolo de comunicação de conservação de energia entre o dispositivo sem fio (solicitante) e a unidade de interface de rádio (responder). Este protocolo de comunicação pode ser adaptado para suportar vários formatos de pacote. Em uma concretização, o protocolo suporta dois formatos de pacote: um Modo Compacto 1142 e um Modo Estendido 1144. O Modo Compacto 1142 é um protocolo padrão no qual não há nenhum campo de Endereço nos comandos de pedido pelo dispositivo sem fio 102. O Modo Estendido é usado para enviar pacotes de dados maiores entre o dispositivo sem fio 102 e a unidade de interface de rádio 400.

O pedido de modo compacto padrão e caminho de resposta .1142a permite ao dispositivo sem fio 102 radiodifundir e para a unidade de interface de rádio 400 responder em Modo Compacto 1142. O pedido de Modo Estendido e caminho de resposta 1144a permite ao dispositivo sem fio .102 enviar um comando de pedido, e a unidade de interface de rádio 400 responder em pacotes maiores.

Na Figura 25, o dispositivo sem fio 102 envia uma mensagem de Modo Compacto com um comando de pedido de Modo Estendido 1146 a uma ou mais unidades de interface de rádio. As unidades de interface de rádio trocam de Modo Compacto 1142 para Modo Estendido 1144 e esperam pelo próximo comando de pedido no Modo Estendido 1144. O dispositivo sem fio .102 começa a enviar grandes mensagens de pacote em Modo Estendido 1144 para as unidades de interface de rádio, igualmente as unidades de interface de rádio respondem grandes mensagens de pacote em Modo Estendido 1144 para o dispositivo sem fio 102 por caminho 1144a. O Modo Estendido inclui um campo de endereço no pacote de comando de pedido 1102a ou mensagem. Unidades de interface de rádio que recebem um comando de pedido não endereçado a elas e não radiodifimdidos deverão retornar a escutar mensagens no modo compacto. Se nenhuma mensagem for recebida dentro de um tempo predeterminado (por exemplo, depois de várias janelas de escuta, uma duração de tempo, ou similar), a unidade de interface de rádio pode ser adaptada para interromper e reverter para escutar mensagens de modo compacto 1142 por caminho 1148.

Figura 26 descreve uma concretização de um algoritmo de protocolo de comunicação de conservação de energia em uma unidade de interface de rádio 400. Na etapa 1202, a unidade de interface de rádio 400 pode estar em três modos de sono: Modo Lento, Rápido ou Resposta. Modo de sono normal é Modo lento. Modo rápido é quando uma condição (por exemplo, falha) é afirmada na unidade de interface de rádio 400. Modo de resposta é quando um comando de pedido foi detectado com êxito e a unidade de interface de rádio está pronta para receber uma mensagem de comando de pedido.

Na etapa 1204, a unidade de interface de rádio 400 é adaptada para despertar e escutar mensagens periodicamente. Na etapa 1206, a unidade de interface de rádio 400 reverte para Modo compacto na etapa 1208 se a unidade de interface de rádio 400 estiver em modo de diagnóstico e a janela de escuta estiver desativada. Caso contrário, a unidade de interface de rádio .400 detecta uma mensagem ou portador para a freqüência correspondente dentro da janela de pulso de apuração. Se nenhuma mensagem for detectada, a unidade de interface de rádio retorna para sono 1202. Mas, se um portador de freqüência correspondente for detectado, a unidade de interface de rádio 400 pára apuração e vai à etapa 1211 e dormir em período de modo de Resposta, então desperta para escutar. Na etapa 1212, o pulso de apuração é alargado a fim de capturar ou receber a próxima mensagem em freqüência correspondente. Nas etapas 1214 e 1216, uma verificação de validade de CRC é executada para confirmar uma recepção bem sucedida do conteúdo de mensagem completo. Se esta mensagem de pedido for tanto um comando de pedido de olhada ou empurrão, a unidade de interface de rádio 400 mudará para Modo estendido. Na etapa 1222, uma ação será executada de acordo com o comando de pedido. Para um comando de pedido de olhada, a unidade de interface de rádio 400 enviará ao solicitante dados de diagnóstico tais como parâmetros de colocação, leitura de contador, revisão de firmware ou qualquer estado de rádio incluído na mensagem de comando de pedido. Para um comando de pedido de empurrão, a unidade de interface de rádio 400 está pronta para receber novos parâmetros operacionais a serem escritos na memória flash tais como uma reconfiguração de firmware, etc. Ao fim de executar ação, ou falha de outros eventos, o dispositivo sem fio 102 retorna para modo de sono padrão e em modo compacto. Em outra concretização, qualquer terminação precoce da mensagem também colocará para sono e modo compacto.

Em ainda outra concretização, dados podem ser comunicados à unidade de interface de rádio por uma interface de comunicação óptica. Se referindo aos desenhos, e à Figura 27 em particular, um dispositivo de comunicação óptica 732 está conectado a um dispositivo eletrônico 701. Por exemplo, em uma concretização, como será descrito com respeito às Figuras .28 e 29 abaixo, o dispositivo eletrônico pode estar na forma de uma unidade de interface de rádio. O dispositivo eletrônico 701 pode ser reforçado. O dispositivo eletrônico 701 pode ser um sistema de proteção, controle ou monitoração de sistema de potência tal como um sistema de monitoração de circuito falhado. O dispositivo eletrônico 701 pode incluir um rádio para transmissão de dados. O dispositivo eletrônico 701 ilustrado inclui uma unidade de interface de rádio 400.

Se referindo de volta à Figura 27, o dispositivo de comunicação óptica 732 é descrito como conectado a uma fonte de dados eletrônica. Para propósitos de ilustração somente, a concretização mostrada nesta figura descreve um notebook 738 conectado ao dispositivo de comunicação óptica 732 por um cabo de interface 730 usando um protocolo por fios, tal como interface de Barramento Em série Universal (USB) ou RS232. Porém, outras concretizações poderiam utilizar uma conexão sem fios de curto alcance entre o dispositivo de comunicação óptica 732 e o notebook .738, uma conexão sem fios de longo alcance entre o dispositivo de comunicação óptica 732 e um servidor localizado em um local remoto (não mostrado), ou algum outro mecanismo para prover dados ao dispositivo de comunicação óptica. Além disso, o dispositivo de comunicação óptica 732 pode conter os dados a serem comunicados ao dispositivo eletrônico 701.

O dispositivo eletrônico 701 contém uma placa de circuito (não mostrada) com pelo menos um fototransmissor 702 como também pelo menos um fotodetector 706, O fototransmissor 702 está disposto dentro do alojamento 707 do dispositivo eletrônico 701 de forma que a linha axial da lente do fototransmissor 702 esteja centrada dentro de uma abertura 404 do alojamento 707. O fototransmissor está acoplado eletricamente a um circuito de excitação 718, que traduz dados do microprocessador 310 em pulsos elétricos adequados para transmissão pelo fototransmissor 702. Dependendo do tipo de circuito de excitação usado como também o microprocessador e o fototransmissor, circuitos de interface adicionais podem ser requeridos, tal como o circuito de interface descrito na Figura 27. Na concretização ilustrada, a lente do fototransmissor 702 está coberta completamente por uma largura .704 de material semi-opaco, que pode ser um material de envasamento 514. Preferivelmente, os componentes eletrônicos estão selados ambientalmente dentro do material de envasamento 514. Um material semi-opaco é um que é parcialmente transmissivo a um comprimento de onda particular de radiação. O material de envasamento pode ser, mas não está limitado a, um material baseado em epóxi, um material baseado em uretano, um material baseado em silicone, um material baseado em acrílico ou um material baseado em poliéster.

0 dispositivo eletrônico 701 também contém pelo menos um fotodetector 706. O fotodetector 706 está disposto dentro do dispositivo eletrônico 701 de forma que a linha axial da lente do fotodetector 702 esteja centrada dentro da abertura 404. O fotodetector 706 está acoplado eletricamente a um circuito de receptor, tal como um UART, que é capaz de transformar a saída elétrica do fotodetector 706 em uma forma compreensível pelo microprocessador 310. Dependendo do tipo de circuito de receptor 716 usado, como também do microprocessador e do fotodetector, circuitos de interface adicionais podem ser requeridos. Na concretização ilustrada, a lente do fotodetector 706 está coberta completamente por uma largura 704 de material semi-opaco, que pode ser material de envasamento 514.

O microprocessador 310 dentro do dispositivo eletrônico 701 pode requerer alguma quantidade de memória de acesso aleatório 740 e alguma quantidade de armazenamento persistente, tal como uma memória FLASH 742. Note que a memória 740 e o armazenamento persistente podem residir dentro do microprocessador 310 ou podem ser separados disto (não ilustrado). Além disso, tipos diferentes de dispositivos de processamento, tais como microcontroladores ou processadores de sinal digital, podem ser usados. Microprocessador é significado ser interpretado dentro deste documento como qualquer componente de processamento de dados. Alguns exemplos adicionais de dispositivos de processamento podem incluir arranjos de porta programáveis em campo (FPGAs), dispositivos lógicos programáveis, dispositivos lógicos programáveis complexos (CPLDs) e similares.

Note que o sistema descrito acima inclui o uso de alojamentos .707, 733 para ambos o dispositivo elétrico 701 e o dispositivo de comunicação óptica 732. Porém, um alojamento 707 não é requerido para nenhum dispositivo para praticar esta invenção. Por exemplo, uma coleção de circuitos incluindo um dispositivo eletrônico incluindo um fotodetector poderia ser encapsulada dentro de material de envasamento. Uma segunda coleção de circuitos incluindo um dispositivo de comunicação óptica incluindo um fototransmissor poderia ser encapsulada dentro de material de envasamento. Os dois dispositivos então poderiam ser posicionados de forma que a lente do fototransmissor e a lente do fotodetector fossem alinhadas axialmente.

Como ilustrado, o dispositivo de comunicação óptica 732 contém pelo menos um fotodetector 708 disposto dentro de um alojamento .733. O fotodetector 708 está situado dentro do alojamento 733 de forma que sua lente esteja perto ou tocando a parede interior do alojamento 733, que é construído de um material que transmite a radiação à qual o fotodetector 708 está sintonizado com distorção mínima. Além disso, o fotodetector 708 está acoplado eletricamente a um circuito de receptor 728 que transforma pulsos elétricos do fotodetector em dados que são remetidos para o notebook r 738 pelo cabo 730. Semelhantemente, o dispositivo de comunicação óptica 732 contém pelo menos um fototransmissor 710 disposto dentro do alojamento .733 de forma que sua lente esteja perto ou tocando a parede interior do alojamento 733. O fototransmissor 710 está acoplado eletricamente a um circuito de excitação 726, que transforma dados do notebook 738 em pulsos elétricos adequados para transmissão pelo fototransmissor 710.

Como ilustrado, em uma concretização, o dispositivo eletrônico inclui um alojamento 707. O alojamento 707 pode incluir uma extensão 736 que se estende entre o fototransmissor 702 e fotodetector 706. Esta extensão 736 pode ser opaca visto que não permite transmissão significante de radiação entre o fototransmissor 702 e fotodetector 706. Esta extensão 736 pode ser usada para bloquear radiação parasita entre o fototransmissor 702 e fotodetector 706. Ademais, em uma concretização onde há vários fotodetectores 706 dentro do material de envasamento, a extensão .736 entre cada um do vários fotodetectores 706 limitaria ou eliminaria radiação cruzada de fototransmissores 710 do dispositivo de comunicação óptica 732.

Durante operação, um usuário posicionará o dispositivo de comunicação óptica 732 relativo ao dispositivo eletrônico 701 tal que o fotodetector 706 e fototransmissor 702 do dispositivo eletrônico 701 alinhará opticamente com o fotodetector 708 e o fototransmissor 710 do dispositivo de comunicação óptica 732. Usando software no notebook 738, o usuário iniciará comunicação com o dispositivo eletrônico 701. Dados são transmitidos do notebook 738 para o dispositivo de comunicação óptica 732 usando o cabo de interface 730. O circuito de excitação 726 do dispositivo de comunicação óptica transforma dados do notebook 738 em pulsos elétricos que são então transformados em pulsos ópticos pelo fototransmissor 710.

Como indicado, dados podem fluir em uma direção, ou em ambas as direções, e estes dados poderiam estar relacionados ao protocolo, isto é, pacotes de verificação de erro; ou poderiam ser substantivos. Os dados que são transmitidos poderiam ser uma atualização de firmware do dispositivo eletrônico 701. Também poderiam ser colocações ou informação de configuração, ou algum outro tipo de informação. Ademais, os dados podem incluir um controle ou um comando.

Os pulsos ópticos transmitidos pelo fototransmissor 710 do dispositivo de comunicação óptica 732 são detectados pelo fotodetector 706 do dispositivo eletrônico 701. O fotodetector 706 transforma os pulsos ópticos recebidos em pulsos elétricos que são capturados pelo circuito de receptor .716. O receptor circuito 716 transforma os pulsos elétricos em uma forma compreensível pelo microprocessador 720, e passa os dados resultantes adiante. A transformação do circuito de receptor 716 pode levar a forma de gerar dados seriais em um formato particular entendido pelo microprocessador 310, tal como I2C, ou pode levar a forma de gerar dados de byte paralelo ou comprimento de palavra em um formato utilizável pelo microprocessador 310. Uma vez que informação seja recebida, o microprocessador pode então armazenar a informação em armazenamento persistente 742.

Também, dados podem ser transmitidos do dispositivo eletrônico 701 para o dispositivo de comunicação óptica 732 de uma maneira semelhante como descrito acima. O circuito de excitação 718 do dispositivo eletrônico inteligente 701 transforma dados do microprocessador 310 em pulsos elétricos que são então transformados em pulsos ópticos pelo fototransmissor 702. Os pulsos ópticos transmitidos pelo fototransmissor 702 do dispositivo eletrônico 701 são detectados pelo fotodetector 708 do dispositivo de comunicação óptica 732. O fotodetector 708 transforma os pulsos ópticos recebidos em pulsos elétricos que são capturados pelo circuito de receptor 728. O circuito de receptor 728 transforma os pulsos elétricos em uma forma compreensível pelo notebook 738, e passa os dados resultantes adiante.

Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo eletrônico das concretizações prévias pode estar na forma de uma unidade de interface de rádio 400 como mostrada na Figura 28. Esta unidade de interface de rádio 400 pode ademais se comunicar com um indicador de circuito falhado ou outro dispositivo protetor ou dispositivo de monitoração para uso em um sistema de energia elétrica. A unidade de interface de rádio 400 pode incluir aberturas 404a-404d, onde fotodetectores ou fototransmissores são posicionados no alojamento 406. Como discutido acima, fotodetectores e fototransmissores correspondentes de um dispositivo de comunicação óptica podem ser posicionados em relação a estas aberturas 404a-404d a fim de começar transmissão de dados entre eles e pelo material semi-opaco contido dentro do alojamento 406. Por exemplo, como ilustrado na Figura 29, uma dispositivo de comunicação óptica 732 é mostrado estar posicionado em relação ao alojamento 406 da unidade de interface de rádio 400 tal que se alinhe com as aberturas na figura prévia. Adicionalmente, mecanismos de retenção 480a e 480b são mostrados que provêem posicionamento e fixação corretos do dispositivo de comunicação óptica 732 à unidade de interface de rádio 400.

Em outra concretização da presente invenção, o dispositivo eletrônico das concretizações prévias pode estar na forma de uma unidade de interface de rádio 400 como mostrada na Figura 30. Esta unidade de interface de rádio 400 pode ademais se comunicar com um indicador de circuito falhado ou outro dispositivo protetor ou dispositivo de monitoração para uso em um sistema de energia elétrica. A unidade de interface de rádio 400 pode incluir aberturas 504a-504d onde fotodetectores ou fototransmissores são posicionados no alojamento 506. De acordo com esta concretização, as aberturas 504a-504d são formadas no material de envasamento 684. Como discutido acima, fotodetectores e fototransmissores correspondentes 504e- .504h (da Figura 32) de um dispositivo de comunicação óptica 732 podem ser posicionados em relação a estas aberturas 504a-504d a fim de começar transmissão de dados entre eles e pelo material semi-opaco contido dentro do alojamento 406. Por exemplo, como ilustrado nas Figuras 31 e 32, uma dispositivo de comunicação óptica 732 é mostrado estar posicionado em relação ao alojamento 406 do unidade de interface de rádio 400 tal que se alinhe com as aberturas na figura prévia. Adicionalmente, um mecanismo de alinhamento e/ou fixação 680, 682 é mostrado, que provê posicionamento e/ou fixação correta do dispositivo de comunicação óptica 732 à unidade de interface de rádio 400. O mecanismo de alinhamento e/ou fixação 680, 682 ilustrado é uma abertura encaixada por pressão 680, em que o dispositivo de comunicação óptica 732 inclui uma porção estendida 682 que é aproximadamente do mesmo tamanho como, e se encaixa firmemente na abertura encaixada por pressão 680, alinhando as aberturas e retendo o dispositivo de comunicação óptica 732 no lugar.

A descrição precedente da invenção foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição, e não é pretendida ser exaustiva ou limitar a invenção à forma precisa exposta. A descrição foi selecionada para melhor explicar os princípios da invenção e aplicação prática destes princípios para habilitar outros qualificados na arte a melhor utilizar a invenção em várias concretizações e várias modificações como são adequadas ao uso particular contemplado. E planejado que a extensão da invenção não seja limitada pela especificação, mas seja definida pelas reivindicações publicadas abaixo.

Claims (34)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para comunicar informação entre um dispositivo de detecção e um dispositivo sem fio, caracterizado pelo fato de incluir: um dispositivo de detecção, dito dispositivo de detecção adaptado para monitorar uma condição relacionada a um sistema de potência, um membro de comunicação acoplado ao dispositivo de detecção, uma unidade de interface de rádio em comunicação com dito membro de comunicação, e um dispositivo sem fio em comunicação de rádio com dita unidade de interface de rádio, tal que dito dispositivo de detecção comunique informação entre o dispositivo sem fio pela unidade de interface de rádio.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção é um dispositivo de sistema de potência.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de sistema de potência é um indicador de circuito falhado.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de comunicação é substancialmente auto-suficiente.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é substancialmente auto-suficiente.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de comunicação comunica informação de sistema de potência para a unidade de interface de rádio sem uma conexão mecânica entre eles.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de comunicação comunica informação de sistema de potência para a unidade de interface de rádio sem uma conexão elétrica entre eles.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção está localizado em um local subterrâneo.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção está localizado em proximidade a uma linha de potência aérea.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é geralmente submergível em água.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é construída geralmente para suportar condições severas.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é adaptada para comunicar informação relativa ao dispositivo de detecção entre o dispositivo de detecção e o dispositivo sem fio.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção inclui um selecionado da lista consistindo em dispositivos para detectar: CO, CO2, SOx, NOx, Amônia, Arsina, Bromo, Cloro, Dióxido de Cloro, compostos orgânicos voláteis, Diborano, Óxido de Etileno, Flúor, Formaldeído, Germano, Hidrogênio, Cloreto de Hidrogênio, Cianeto de Hidrogênio, Fluoreto de Hidrogênio, Seleneto de Hidrogênio, Sulfeto de Hidrogênio, Oxigênio, Ozônio, Metano, Fosgênio, Fosfina, Silano, pressão, temperatura, radiação eletromagnética, radiação atômica, fumaça, matéria particulada, pH, turvação, Br-, Ca2+, Cl-, CN", Cu2+, F", r, K+, Na+, NH4+, NO3", Pb2+, S"(AG+), condutividade, sobretensão, subtensão, sobrecorrente, subcorrente, freqüência, água, campo elétrico de alta tensão, peso específico, luz e som.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é adaptada para comunicar informação relativa à unidade de interface de rádio para o dispositivo sem fio.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é adaptada para receber informação do dispositivo sem fio e transmitir a informação recebida do dispositivo sem fio para o dispositivo de detecção.

16. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é adaptada para comunicar informação relativa à porção do sistema de potência entre o dispositivo de detecção e o dispositivo sem fio.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de interface de rádio é adaptada para comunicar ao dispositivo sem fio informação relativa a uma conexão para o membro de comunicação e a unidade de interface de rádio.

18. Método de preservar vida de bateria em uma unidade de interface de rádio, dita unidade de interface de rádio em comunicação com um dispositivo de detecção e tendo um rádio para se comunicar com um terminal portátil transmitindo e recebendo sinais de radiofreqüência entre eles, dito método caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: manter o rádio da unidade de interface de rádio em um modo de sono lento a maioria do tempo; despertar periodicamente o rádio da unidade de interface de rádio para determinar se um comando de pedido é recebido do terminal portátil; fixar o rádio da unidade de interface de rádio a um modo de sono mais rápido se o dispositivo de detecção sentir uma condição selecionada; e despertar o rádio da unidade de interface de rádio mais freqüentemente para determinar se um comando de pedido é recebido do terminal portátil quando o rádio é fixado no modo de sono mais rápido.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção é um indicador de circuito falhado.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a condição selecionada é uma condição de falha.

21. Método de acordo com a reivindicação 18, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: transmitir do rádio da unidade de interface de rádio só após recepção de um comando de pedido do terminal portátil.

22. Método de acordo com a reivindicação 18, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: retornar o rádio da unidade de interface de rádio ao modo de sono lento na terminação precoce de qualquer comunicação do terminal portátil.

23. Método de acordo com a reivindicação 18, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: retornar o rádio da unidade de interface de rádio ao modo de sono lento em um tempo predeterminado depois da última comunicação do terminal portátil.

24. Método de acordo com a reivindicação 18, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: usar múltiplas freqüências para se comunicar entre a unidade de interface de rádio e o terminal portátil.

25. Método de acordo com a reivindicação 18, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: selecionar o protocolo de comunicação para a unidade de interface de rádio e o terminal portátil do grupo consistindo em FSK, PSK, CDMA e espectro espalhado.

26. Método de comunicar entre uma unidade de interface de rádio e um terminal portátil, dita unidade de interface de rádio tendo um rádio para se comunicar com o terminal portátil transmitindo e recebendo sinais de radiofreqüência entre eles, dito método caracterizado pelo fato de incluir as etapas de: prover um protocolo de comunicação compacto para comunicações entre a unidade de interface de rádio e o terminal portátil; prover um protocolo de comunicação estendida para comunicações entre a unidade de interface de rádio e o terminal portátil; e usar o protocolo de comunicação compacto como o modo de comunicação padrão.

27. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: usar o protocolo de comunicação compacto para interrogar o estado da unidade de interface de rádio.

28. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: mudar para o protocolo de comunicação estendida quando a unidade de interface de rádio recebe um comando de pedido do terminal portátil.

29. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: usar o protocolo de comunicação estendida para atualizar parâmetros de microprocessador na unidade de interface de rádio.

30. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: usar o protocolo de comunicação estendida para executar verificações de diagnóstico.

31. Método de acordo com a reivindicação 28, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: reiniciar o protocolo de comunicação para o protocolo de comunicação compacta a um tempo predeterminado depois da última comunicação do terminal portátil no protocolo de comunicação estendida.

32. Método de acordo com a reivindicação 28, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: reiniciar o protocolo de comunicação para o protocolo de comunicação compacta na terminação precoce de qualquer comunicação do terminal portátil no protocolo de comunicação estendida.

33. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: usar múltiplas freqüências para se comunicar entre a unidade de interface de rádio e o terminal portátil.

34. Método de acordo com a reivindicação 26, dito método caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: selecionar o protocolo de comunicação para a unidade de interface de rádio e o terminal portátil do grupo consistindo em FSK, PSK, CDMA e espectro espalhado.