CH716397A2 - Apparatus and method for monitoring a hydrant. - Google Patents
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Abstract
Das Überwachungssystem umfasst ein Hydrantengerät (2) mit einer elektronischen Steuerung, die einen Mikrocontroller (19) aufweist und eine Sensoranordnung (21) mit mindestens einem Aktivierungssensor (21a), dessen Zustand durch die Bewegung eines Hydrantenteils bei der Inbetriebnahme des Hydranten veränderbar ist. Der Aktivierungssensor (21a) ist mit einem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers (19) verbunden und aktiviert den Mikrocontroller (19), sobald das Hydrantenteil bewegt wird. Nach der Aktivierung bzw. dem Wechsel von einem energiesparenden Schlafmodus in einen normalen Betriebsmodus vergleicht ein Prüfprogramm des Mikrocontrollers (19), ob sensorisch erfasste Messwerte einem gespeicherten Vergleichsmuster entsprechen und führt weitere, diesem Vergleichsmuster zugeordnete Verfahrensschritte aus.The monitoring system comprises a hydrant device (2) with an electronic control which has a microcontroller (19) and a sensor arrangement (21) with at least one activation sensor (21a), the state of which can be changed by the movement of a hydrant part when the hydrant is started up. The activation sensor (21a) is connected to an interrupt input of the microcontroller (19) and activates the microcontroller (19) as soon as the hydrant part is moved. After activation or the change from an energy-saving sleep mode to a normal operating mode, a test program of the microcontroller (19) compares whether measured values recorded by sensors correspond to a stored comparison pattern and executes further method steps assigned to this comparison pattern.
Description
Beschreibung description
[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen eines Hydranten gemäss den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. The invention relates to a device and a method for monitoring a hydrant according to the features of claims 1 and 9.
[0002] Es ist bekannt, bei Hydranten Überwachungsvorrichtungen anzuordnen, die über ein Funkmodul eine Nachricht absetzen, sobald eine Detektionseinrichtung eine Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten signalisiert. It is known to arrange monitoring devices in hydrants that send a message via a radio module as soon as a detection device signals that the respective hydrant has been put into operation.
[0003] EP3293315A1 offenbart eine Überwachungsvorrichtung, die an einem Abschlusselement bzw. Deckel zum Verschliessen einer genormten Abgangskupplung eines Hydranten angeordnet ist. Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Batterie, eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Inbetriebnahme des Hydranten und eine Signalisierungseinrichtung mit einem Mobilfunkmodul. Diese Elemente sind innerhalb eines Rohrabschnitts angeordnet, der an der Innenseite des Deckels hervorragt und durch ein Deckelelement dicht verschlossen ist. Das Mobilfunkmodul ist mittels einer HF-Leitung mit einer Antenne an der Aussenseite des Deckels verbunden. Die Detektionsvorrichtung umfasst einenLagesensor zum Erfassen einer Drehung des Deckels und einen kapazitiven Wassersensor zum Erfassen von Wasser, das innerhalb des Hydranten in Kontakt mit dem Deckelelement ist. Der Rohrabschnitt und das Deckelelement mit dem Wassersensor sind radial innerhalb eines ringförmigen Dichtelements angeordnet, das zum Abdichten der Abgangskupplung bei geschlossenem Deckel dient. Sobald mindestens einer der Sensoren anspricht, sendet das Mobilfunkmodul eine entsprechende Meldung an eine Verwaltungsvorrichtung. Danach kann eine Wartezeit von einigen Minuten vorgesehen sein, um eine mehrfache Absetzung von Funknachrichten bei einer Inbetriebnahme des Hydranten zu verhindern. Zur Schonung der Batterie kann die Vorrichtung zusätzlich einen Reed-Schalter umfassen. Erst nachdem der Reed-Schalterbei der Erstinstallation durch einen Magneten berührungslos geschossen worden ist, wird die Übermittlung von funkbasierten Nachrichten freigeschaltet. EP3293315A1 discloses a monitoring device which is arranged on a closing element or cover for closing a standardized outlet coupling of a hydrant. The monitoring device comprises a battery, a detection device for detecting activation of the hydrant and a signaling device with a mobile radio module. These elements are arranged within a pipe section which protrudes from the inside of the cover and is tightly closed by a cover element. The mobile radio module is connected to an antenna on the outside of the cover by means of an HF line. The detection device comprises a position sensor for detecting a rotation of the lid and a capacitive water sensor for detecting water that is in contact with the lid member within the hydrant. The pipe section and the cover element with the water sensor are arranged radially inside an annular sealing element which is used to seal the outlet coupling when the cover is closed. As soon as at least one of the sensors responds, the mobile radio module sends a corresponding message to a management device. A waiting time of a few minutes can then be provided in order to prevent multiple transmission of radio messages when the hydrant is started up. To save the battery, the device can also include a reed switch. The transmission of radio-based messages is only activated after the reed switch has been triggered without contact by a magnet during the initial installation.
[0004] Aus der W02007/012631A1 ist eine Überwachungsanordnung für Hydranten bekannt, die an einem Schutzdeckel für die Bedienungselemente zum Öffnen der Wasserventile angeordnet ist. Sie umfasst einen elektrischen Kontakt, einen Reedschalter oder einen Näherungs- oder Neigungsschalter, der beim Öffnen des Schutzdeckels die Stromversorgungzu einem Alarmelement und einem Signalgeber herstellt und ein Sendemodul des Signalgebers dazu veranlasst, über eine Telefonleitung oder drahtlos eine Alarmmeldung über das Öffnen des Hydrantenschutzdeckels an eine Zentralstelle zu senden. Zum Einsparen von Energie wird vorgeschlagen, bei geschlossenem Deckel die Verbindung des Signalgebers mit der Stromquelle zu unterbrechen. Wenn mehrere Hydranten mit Überwachungsanordnungen ausgerüstet sind, die je ein Sende-ZEmpfangsmodul umfassen, können diese zu einem Mesh-Netzwerk zusammengeschlossen sein. Bei solchenNetzwerken sind Empfangsmodule ständig empfangsbereit. Alarmmeldungen jedes Hydranten werden über das Netzwerk an eine GSM-Empfangsstation und von dort über das Mobilfunknetz an die Zentralstelle weitergeleitet. Der Aufbau einerVerbindung ins Mobilfunknetz beansprucht vergleichsweise viel Zeit und Energie. From WO2007 / 012631A1 a monitoring arrangement for hydrants is known, which is arranged on a protective cover for the controls for opening the water valves. It comprises an electrical contact, a reed switch or a proximity or tilt switch that, when the protective cover is opened, produces the power supply to an alarm element and a signal transmitter and causes a transmitter module of the signal transmitter to send an alarm message about the opening of the hydrant protection cover to a via a telephone line or wirelessly To send central office. To save energy, it is proposed to interrupt the connection of the signal transmitter with the power source when the cover is closed. If several hydrants are equipped with monitoring arrangements, each of which includes a transmitting / receiving module, these can be connected to form a mesh network. In such networks, receiving modules are always ready to receive. Alarm messages from each hydrant are forwarded to a GSM receiving station via the network and from there to the central office via the cellular network. Establishing a connection to the cellular network takes a comparatively large amount of time and energy.
[0005] Obwohl zu diesen bekannten Überwachungsvorrichtungen teilweise Massnahmen zum Einsparen von Energie offenbart sind, ist der Energievorrat von internen Batterien bei solchen Vorrichtungen unnötig schnell erschöpft. Die Batterien müssen entsprechend häufig ersetzt werden. Dieses Problem ist besonders störend, wenn Batterien z.B. aufgrund von beschränkten Platzverhältnissen nur vergleichsweise kleine Kapazitäten haben. Die Betriebskosten solcher Überwachungsvorrichtungen sind entsprechend hoch. Although some measures for saving energy are disclosed for these known monitoring devices, the energy supply of internal batteries is unnecessarily quickly exhausted in such devices. The batteries must be replaced accordingly frequently. This problem is particularly annoying when batteries only have comparatively small capacities, e.g. due to limited space. The operating costs of such monitoring devices are correspondingly high.
[0006] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Hydranten zu schaffen, welche die verfügbare Energie einer Energiequelle effizient nutzen und unnötigen Energieverbrauch verhindern. It is therefore an object of the present invention to provide a device and a method for monitoring a hydrant, which use the available energy of an energy source efficiently and prevent unnecessary energy consumption.
[0007] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und durch ein Verfahren zum Überwachen eines Hydranten gemäss den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9. This object is achieved by a device and by a method for monitoring a hydrant according to the features of the independent claims 1 and 9.
[0008] Die Vorrichtung umfasst ein Hydrantengerät mit einer elektronischen Steuerung, die von einem Energiespeicher, insbesondere einer Batterie mit Energie versorgt wird und somit autonom funktionsfähig ist. The device comprises a hydrant device with an electronic control, which is supplied with energy from an energy storage device, in particular a battery, and is thus capable of functioning autonomously.
[0009] Die elektronische Steuerung umfasst einen Mikrocontroller, der sich in einem stromsparenden Schlafmodus versetzt, wenn er keine Programme abarbeiten muss. The electronic control comprises a microcontroller that puts itself in a power-saving sleep mode when it does not have to process any programs.
[0010] Die elektronische Steuerung umfasst weiter eine Sensoranordnung mit mindestens einem Aktivierungssensor, der den Mikrocontroller bei einer Inbetriebnahme des Hydranten weckt. Der Aktivierungssensor ist so an einem bewegbaren Hydrantenteil angeordnet, dass er bei der Inbetriebnahme des Hydranten ein Signal zum Wecken des Mikrocontrollers erzeugt. The electronic control further comprises a sensor arrangement with at least one activation sensor that wakes the microcontroller when the hydrant is started up. The activation sensor is arranged on a movable hydrant part in such a way that it generates a signal to wake up the microcontroller when the hydrant is started up.
[0011] Nach dem Wecken aus dem Schlafmodus überprüft der Mikrocontroller, ob tatsächlich eine Inbetriebnahme vorliegt. Vom Aktivierungssensor und/oder einem oder mehreren weiteren Sensoren erfasste Messgrössen werden mit einem oder mehreren gespeicherten Vergleichsmustern verglichen. Zumindest eines dieser Vergleichsmuster entspricht einem charakteristischen Muster für Werte eines oder mehrerer Sensoren, wie sie bei der Bewegung des jeweiligen Hydrantenteils bei einer Inbetriebnahme des Hydranten entstehen. After waking up from sleep mode, the microcontroller checks whether there is actually a start-up. Measured variables detected by the activation sensor and / or one or more additional sensors are compared with one or more stored comparison patterns. At least one of these comparison patterns corresponds to a characteristic pattern for values of one or more sensors, as they arise when the respective hydrant part is moved when the hydrant is put into operation.
[0012] Bei ausreichend guter Übereinstimmung der sensorisch erfassten aktuellen Messgrössen mit diesem gespeicherten Muster wird dies als Inbetriebnahme gewertet. Der Mikrocontroller führt dann die für eine Inbetriebnahme bestimmten Prozessschritte aus. Die Überprüfung von Sensorsignalen nach der Aktivierung des Mikrocontrollers ermöglicht eine ver If there is a sufficiently good match between the current measured variables detected by the sensors and this stored pattern, this is assessed as commissioning. The microcontroller then carries out the process steps intended for commissioning. The verification of sensor signals after activation of the microcontroller enables ver
gleichsweise sichere Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen des Hydranten. Optional können auch für andere Gegebenheiten als Inbetriebnahmen typische Vergleichsmuster gespeichert sein. Dies erlaubt das Ausführen unterschiedlicher Prozesse in Abhängigkeit der erfassten Messgrössen, beispielsweise das Erfassen und Speichern von Messgrössen. equally reliable detection of actual commissioning of the hydrant. As an option, typical comparison samples can also be saved for circumstances other than commissioning. This allows different processes to be carried out depending on the recorded measured variables, for example the recording and storage of measured variables.
[0013] Bei erkannten tatsächlichen Inbetriebnahmen sendet eine Kommunikationsvorrichtung entsprechende Daten energieschonend an ein Gateway. Von dort werden die Daten zur weiteren Verarbeitung an einen Netzwerkserver weitergeleitet. Falls die sensorisch erfassten Messgrössen nach einer Aktivierung des Mikrocontrollers keinem Vergleichsmuster entsprechen, beispielsweise wenn ein Hydrant durch ein Fahrzeug umgefahren oder beschädigt wird, kann die Kommunikationsvorrichtung optional eine entsprechende Nachicht senden. Alternativ könnten Vergleichsmuster gespeichert sein, mit denen das Umfahren eines Hydranten erfasst werden kann. In solchen Fällen könnte die Kommunikationsvorrichtung vorzugsweise mit höchster Priorität verzögerungsfrei eine Alarmmeldung senden. When actual commissioning is recognized, a communication device sends corresponding data to a gateway in an energy-saving manner. From there, the data is forwarded to a network server for further processing. If the measured variables recorded by the sensors do not correspond to a comparison pattern after activation of the microcontroller, for example if a hydrant is knocked over or damaged by a vehicle, the communication device can optionally send a corresponding message. Alternatively, comparison patterns could be stored with which the avoidance of a hydrant can be recorded. In such cases, the communication device could preferably send an alarm message with the highest priority without delay.
[0014] Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen The invention is described in more detail below with the aid of a few figures. Show it
Figur 1 ein Überwachungssystem für Hydranten, Figure 1 a monitoring system for hydrants,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Hydrantengeräts, Figure 2 is a schematic representation of a hydrant device,
Figur 3 eine Ansicht eines Überflurhydranten Figure 3 is a view of a post hydrant
Figur 4 eine Aussenansicht einer Verschlusskappe für eine Abgangskupplung des Hydranten, FIG. 4 shows an external view of a closure cap for an outlet coupling of the hydrant,
Figur 5 eine Innenansicht der Verschlusskappe aus Figur 3, FIG. 5 shows an interior view of the closure cap from FIG. 3,
Figur 6 einen Querschnitt der Verschlusskappe aus Figur 3, FIG. 6 shows a cross section of the closure cap from FIG. 3,
Figur 7 eine Explosionsdarstellung der Verschlusskappe aus Figur 3. FIG. 7 shows an exploded view of the closure cap from FIG. 3.
[0015] Figur 1 zeigt ein Überwachungssystem zum Überwachen von Hydranten 1. Jeder Hydrant 1 umfasst ein Hydrantengerät 2 mit einer Kommunikationsvorrichtung 3 für die unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit Gateways 5 eines Funknetzwerks. Figure 1 shows a monitoring system for monitoring hydrants 1. Each hydrant 1 comprises a hydrant device 2 with a communication device 3 for unidirectional or bidirectional communication with gateways 5 of a radio network.
[0016] Jeder Hydrant 1 ist innerhalb Funkreichweite mindestens eines Gateways 5 des Funknetzwerks angeordnet. Als Funkreichweite wird die maximale Entfernung eines Hydrantengeräts 2 vom jeweiligen Gateway 5 bezeichnet, bei der eine im Wesentlichen störungsfreie Kommunikation zwischen dem Hydrantengerät 2 und diesem Gateway 5 möglich ist. Die Funkreichweite ist von verschiedenen Faktoren wie z.B. Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit, Sendefrequenz, Bandbreite Freifelddämpfung, Dämpfung durch Hindernisse usw. abhängig. In Figur 1 sind bespielhaft die Funkreichweiten von drei Gateways 5 durch punktierte Linien 7 dargestellt. Innerhalb dieser Bereiche können Hydrantengeräte 2 mit dem jeweiligen Gateway 5 kommunizieren. Each hydrant 1 is arranged within radio range of at least one gateway 5 of the radio network. The radio range denotes the maximum distance of a hydrant device 2 from the respective gateway 5 at which essentially interference-free communication between the hydrant device 2 and this gateway 5 is possible. The radio range depends on various factors such as transmission power and reception sensitivity, transmission frequency, bandwidth, free field attenuation, attenuation by obstacles, etc. In FIG. 1, the radio ranges of three gateways 5 are shown by dotted lines 7 by way of example. Hydrant devices 2 can communicate with the respective gateway 5 within these areas.
[0017] Das Funknetzwerk ist ein Netzwerk, in dem mit geringer Sendeleistung Daten über vergleichsweise grosse Distanzen von beispielsweise mehreren Kilometern übermittelt werden können, insbesondere ein Low Power Wide Area Network (LPWAN). Vielerorts sind solche Netzwerke schon flächendeckend verfügbar. Auf Standards einer Niedrigenergie-Funktechnik basierende Netzwerke können vergleichsweise einfach und kostengünstig erstellt und/ oder erweitert werden. Überwachungssysteme können demnach auch in Gebieten eingerichtet werden, die nicht flächendeckend durch ein Mobilfunknetz erschlossen sind. Beispiele von geeigneten Netzwerken sind LoRaWan und SigFox. Die entsprechenden Technologien werden als hinlänglich bekannt vorausgesetzt und hier nicht im Detail erläutert. Sie erfordern nur geringe Bandbreiten und ermöglichen eine energieeffiziente Datenübermittlung. Dies gilt insbesondere dann, wenn nur mit geringer Häufigkeit während jeweils kurzer Zeitintervalle geringe Datenvolumen übermittelt werden müssen. Netzwerke wie LoRaWAN können in Frequenzbereichen von ISM-Bändern, die lizenz- und genehmigungsfrei nutzbar sind, einfach undbedarfsgerecht errichtet werden. Je nach geografischer Region können für diesen Zweck insbesondere Frequenzen von 433,05 bis 434,79 MHz und von 863 bis 870 MHz vorgesehen sein. Da elektromagnetische Strahlung in diesen Frequenzbereichen eine gute Gebäudedurchdringung hat, können selbst in dicht überbauten Stadtgebieten Funkreichweiten von 2 km oder mehr erreicht werden. Mit nur wenigen Gateways können demnach grössere Gebiete abgedeckt werden. The radio network is a network in which data can be transmitted with low transmission power over comparatively large distances of, for example, several kilometers, in particular a Low Power Wide Area Network (LPWAN). Such networks are already widely available in many places. Networks based on standards of low-energy radio technology can be created and / or expanded comparatively easily and inexpensively. Monitoring systems can therefore also be set up in areas that are not comprehensively connected to a cellular network. Examples of suitable networks are LoRaWan and SigFox. The corresponding technologies are assumed to be sufficiently known and are not explained in detail here. They only require low bandwidths and enable energy-efficient data transmission. This applies in particular when small data volumes have to be transmitted only with low frequency during short time intervals. Networks such as LoRaWAN can be set up easily and as required in frequency ranges of ISM bands that can be used without a license or permit. Depending on the geographical region, in particular frequencies from 433.05 to 434.79 MHz and from 863 to 870 MHz can be provided for this purpose. Since electromagnetic radiation penetrates buildings well in these frequency ranges, radio ranges of 2 km or more can be achieved even in densely built-up urban areas. Larger areas can therefore be covered with just a few gateways.
[0018] Die Gateways 5 des Funknetzwerks sind in der Regel über das Internet 9 mit einem Netzwerkserver 11 verbunden, der die Kommunikation mit den Hydrantengeräten 2 über die Gateways 5 koordiniert und mit einem Applikationssverver 13 verbunden ist. Der Applikationsserver 13 verarbeitet Daten, die von den Hydrantengeräten 2 übermittelt werden. Diese Daten umfassen einen für das jeweilige Hydrantengerät 2 eindeutigen Identifikationscode. The gateways 5 of the radio network are usually connected via the Internet 9 to a network server 11, which coordinates communication with the hydrant devices 2 via the gateways 5 and is connected to an application server 13. The application server 13 processes data that are transmitted from the hydrant devices 2. These data include an identification code that is unique for the respective hydrant device 2.
[0019] Zusätzlich können diese Daten auch Informationen zum Zeitpunkt einer Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten In addition, this data can also contain information about the time when the respective hydrant is put into operation
1 umfassen, insbesondere eine Uhrzeit und ein Datum. Der Applikationsserver 13 speichert die von Hydrantengeräten 1, in particular a time and a date. The application server 13 stores the hydrant devices
2 übermittelten Informationen in geeigneter Weise, sodass für jeden Hydranten 1 zumindest ein Inbetriebnahmestatus vorzugsweise in Verbindung mit einer entsprechenden Zeitangabe vorliegt. 2 transmitted information in a suitable manner, so that for each hydrant 1 there is at least one commissioning status, preferably in connection with a corresponding time information.
[0020] Anstelle einer absoluten Uhrzeit kann das Hydrantengerät 2 z.B. den aktuellen Wert eines Zählers übermitteln, den das Hydrantengerät 2 periodisch in Intervallen von z.B. 1 bis 5 Minuten inkrementiert. Die Rücksetzung solcher Zähler Instead of an absolute time, the hydrant device 2 can, for example, transmit the current value of a counter, which the hydrant device 2 increments periodically at intervals of, for example, 1 to 5 minutes. The resetting of such counters
kann beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme des Hydrantengeräts 2 erfolgen oder nach der sensorischen Erfassung einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 oder beim Übermitteln von Daten. Der Applikationsserver 13 umfasst gespeicherte Informationen zum Verarbeiten solcher Zählerwerte, insbesondere zum Ermitteln von Zeiten der Inbetriebnahme der jeweiligen Hydranten 1. can take place, for example, when the hydrant device 2 is started up for the first time or after the sensor-based detection of a start-up of the hydrant 1 or when data is transmitted. The application server 13 includes stored information for processing such counter values, in particular for determining times when the respective hydrants 1 were put into operation.
[0021] Hydrantengeräte 2 können auch dazu ausgebildet sein, innerhalb eines Zeitintervalls von beispielsweise weniger als 5 Minuten oder unmittelbar nach der Erkennung einer Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten 1 Daten an den Applikationsserver 13 zu übermitteln. Als Zeitpunkt der Inbetriebnahme kann demnach der Zeitpunkt der Übermittlung von Daten verwendet werden. Eine explizite Übermittlung einer Inbetriebnahmezeit ist bei solchen Ausführungsformen nicht erforderlich. Eine Toleranz in der Grössenordnung von etwa 5 Minuten für den Zeitpunkt der Inbetriebnahme ist in der Regel ausreichend. Hydrant devices 2 can also be designed to transmit data to the application server 13 within a time interval of, for example, less than 5 minutes or immediately after the respective hydrant 1 has been activated. The time at which the data was transmitted can therefore be used as the time of commissioning. An explicit transmission of a commissioning time is not required in such embodiments. A tolerance of around 5 minutes for the time of commissioning is usually sufficient.
[0022] Unterschiedliche Ausführungsformen von Hydrantengeräten 2 können z.B. dazu ausgebildet sein, weitere Daten über Gateways 5 und Netzwerkserver 11 an den Applikationsserver 13 zu übermitteln. Beispiele für solche weiteren Daten sind: Different embodiments of hydrant devices 2 can, for example, be designed to transmit further data to the application server 13 via gateways 5 and network servers 11. Examples of such additional data are:
- Batterie-Ladezustand, z.B. ein Statusbit für Unterschreitung eines Grenzwertes (Minimalladung) oder mehrere Bits fürdas Verhältnis von Restladung zu Maximalladung. - Battery charge status, e.g. a status bit for falling below a limit value (minimum charge) or several bits for the ratio of remaining charge to maximum charge.
- Aktuelle und/oder gespeicherte frühere Messwerte eines oder mehrerer Sensoren - Current and / or saved previous measured values of one or more sensors
- Aus Messwerten eines oder mehrerer Sensoren berechnete Werte. - Values calculated from measured values from one or more sensors.
[0023] Vorzugsweise sind Hydrantengeräte 2 dazu ausgebildet, periodisch oder gemäss gespeicherten zeitlichen Vorgaben Statusmeldungen zu senden. Solche Statusmeldungen erlauben es dem Netzwerkserver 11 und/oder dem Applikationsserver 13, die korrekte Funktionsweise von Hydrantengeräten 2 zu überprüfen. Falls eine erwartete Nachricht nicht eintrifft, zeigt der Applikationsserver 13 für das jeweilige Hydrantengerät 2 einen Alarmstatus an. Dieser kann nach Behebung des Problems durch eine Bedienperson mit entsprechenden Zugriffsrechten wieder zurückgesetzt werden. Hydrant devices 2 are preferably designed to send status reports periodically or in accordance with stored time specifications. Such status reports allow the network server 11 and / or the application server 13 to check the correct functioning of hydrant devices 2. If an expected message does not arrive, the application server 13 displays an alarm status for the respective hydrant device 2. This can be reset by an operator with the appropriate access rights after the problem has been rectified.
[0024] Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere der Sensoren (21a, 21 b) der Hydrantengeräte 2 dazu ausgebildet sein, Umweltmessgrössen wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit Luftdruck, Helligkeit, Windgeschwindigkeit usw. gemäss Vorgaben eines im Mikrocontroller 19 gespeicherten Programms z.B. periodisch zu erfassen. Diese Messwerte oder daraus berechnete Werte können z.B. in einem Speicher des Hydrantengeräts 2 zwischengespeichert werden. Solche Daten können z.B. periodisch oder gemäss gespeicherten zeitlichen Vorgaben gesendet werden. Alternatively or additionally, one or more of the sensors (21a, 21b) of the hydrant devices 2 can be designed to periodically record environmental parameters such as temperature, humidity, air pressure, brightness, wind speed, etc. according to the specifications of a program stored in the microcontroller 19 . These measured values or values calculated from them can be temporarily stored in a memory of the hydrant device 2, for example. Such data can, for example, be sent periodically or according to stored time specifications.
[0025] Der Applikationsserver 13 ist dazu ausgebildet, von Hydrantengeräten 2 empfangene Daten z.B. in Form von Datensätzen zu speichern, auszuwerten und entsprechende Informationen zur Darstellung und/oder zur weiteren Verarbeitung durch Clients bereitzustellen. Solche Clients sind z.B. Computer 15 in einer Überwachungszentrale und mobile Endgeräte 17 wie z.B. Tablets, Notebooks oder Mobiltelefone. Die Clients umfassen eine Client-Software bzw. App zumAbfragen, Filtern, Sortieren und Anzeigen von Informationen, beispielsweise in Form von Listen und/oder Gebietskarten mit Standorten von Hydranten 1. Die Bereitstellung der Daten erfolgt vorzugsweise mittels einer Web-Applikation. The application server 13 is designed to store and evaluate data received from hydrant devices 2, e.g. in the form of data records, and to provide corresponding information for display and / or further processing by clients. Such clients are, for example, computers 15 in a monitoring center and mobile terminals 17 such as tablets, notebooks or cell phones. The clients include client software or app for querying, filtering, sorting and displaying information, for example in the form of lists and / or area maps with the locations of hydrants 1. The data is preferably provided by means of a web application.
[0026] Figur 2 zeigt schematisch Teile eines Hydrantengeräts 2. Dazu gehören Figure 2 shows schematically parts of a hydrant device 2. These include
- ein Energiespeicher 4 der z.B. eine oder mehrere Batterien umfassen kann, - an energy storage device 4 which can e.g. comprise one or more batteries,
- die Kommunikationsvorrichtung 3 mit einem Funksender 3a und optional mit einem Funkempfänger 3b, - the communication device 3 with a radio transmitter 3a and optionally with a radio receiver 3b,
- eine elektronische Steuerung mit einem Mikrocontroller 19, - an electronic control with a microcontroller 19,
- eine Sensoranordnung 21, die mindestens einen Aktivierungssensor 21a umfasst, dessen Zustand durch die Bewegung eines beweglichen Hydrantenteils bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 veränderbar ist. A sensor arrangement 21 which comprises at least one activation sensor 21a, the state of which can be changed by the movement of a movable hydrant part when the hydrant 1 is put into operation.
[0027] Figur 3 zeigt eine Ansicht eines Überflurhydranten bzw. kurz eines Hydranten 1. Teile, die bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 bewegt werden, sind beispielsweise eine Abdeckhaube 23, welche die Bedienelemente des Hydranten 1 überdeckt, Betätigungsspindeln zum Betätigen der Ventile (nicht dargestellt) oder Verschlusskappen 25 für in der Regel genormte Abgangskupplungen. Figure 3 shows a view of a post hydrant or briefly a hydrant 1. Parts that are moved when the hydrant 1 is put into operation are, for example, a cover 23, which covers the controls of the hydrant 1, actuating spindles for actuating the valves (not shown) or sealing caps 25 for generally standardized outlet couplings.
[0028] Der Aktivierungssensor 21a kann insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Neigungssensor sein, der an einem solchen beweglichen Teil des Hydranten 1 angeordnet ist. Beim Bewegen dieses Teils für die Inbetriebnahme des Hydranten 1 ändert sich beispielsweise eine Spannung oder ein elektrischer Widerstand mindestens eines Ausgangs des Aktivierungssensors 21a. Diese Änderung kann je nach Ausführungsform des Aktivierungssensors 21a stufenweise oder kontinuierlich erfolgen. Insbesondere kann der Ausgang des Aktivierungssensors 21a digital sein. Dabei wird die vom Sensor 21a erfasste Messgrösse mit einem vorgebbaren Referenzwert verglichen. Wenn die Messgrösse kleiner ist als der Referenzwert, hat der Ausgang einen ersten logischen Zustand, z.B. „0". Ist die Messgrösse grösser oder gleich dem Referenzwert, so hat der Ausgang einen zweiten logischen Zustand, z.B. „1". The activation sensor 21a can in particular be an acceleration sensor or an inclination sensor which is arranged on such a movable part of the hydrant 1. When this part is moved to put the hydrant 1 into operation, for example a voltage or an electrical resistance of at least one output of the activation sensor 21a changes. This change can take place in stages or continuously, depending on the embodiment of the activation sensor 21a. In particular, the output of the activation sensor 21a can be digital. The measured variable detected by the sensor 21a is compared with a predeterminable reference value. If the measured variable is smaller than the reference value, the output has a first logical state, e.g. "0". If the measured variable is greater than or equal to the reference value, the output has a second logical state, e.g. "1".
[0029] Als Aktivierungssensoren 21a können auch passive Schalter mit elektrischen Kontakten verwendet werden, wobei die Kontakte beim Bewegen des jeweiligen Teils z.B. durch Änderung einer mechanischen Kraft oder einer magnetischen Kraft (z.B. bei einem Reedschalter) miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. In der Regel ist bei solchen Schaltern einer der Kontakte mit dem Potential der Betriebsspannung des Hydrantengeräts 2 verbunden, der andere Kontakt mit einem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers 19. Der Mikrocontroller 19 kann in einen energiesparenden Schlafmodus versetzt werden, bei dem im Wesentlichen nur der Zustand des Interrupt-Eingangs überwacht wird. Vorzugsweiseist ein Steuerprogramm des Mikrocontrollers 19 dazu ausgebildet, vor dem Wechsel in den Schlafmodus die Energiezu Passive switches with electrical contacts can also be used as activation sensors 21a, the contacts being connected to one another or separated from one another when the respective part is moved, e.g. by changing a mechanical force or a magnetic force (e.g. in the case of a reed switch). As a rule, with such switches, one of the contacts is connected to the potential of the operating voltage of the hydrant device 2, the other contact to an interrupt input of the microcontroller 19. The microcontroller 19 can be put into an energy-saving sleep mode in which essentially only the state of the interrupt input is monitored. A control program of the microcontroller 19 is preferably designed to supply the energy before switching to sleep mode
fuhr zu Teilen des Hydrantengeräts 2 zu unterbrechen, die während der Dauer des Schlafmodus' nicht benötigt werden. Solche Teile sind beispielsweise die Kommunikationsvorrichtung 3 bzw. der Funksender 3a und/oder der Funkempfänger 3b sowie weitere Sensoren 21a, 21b der Sensoranordnung 21, die nicht dazu bestimmt sind, den Mikrocontroller 19 aus dem Schlafmodus zu „wecken". drove to interrupt parts of the hydrant device 2 that are not needed during the duration of the sleep mode. Such parts are, for example, the communication device 3 or the radio transmitter 3a and / or the radio receiver 3b as well as further sensors 21a, 21b of the sensor arrangement 21, which are not intended to "wake" the microcontroller 19 from sleep mode.
[0030] Der Mikrocontroller 19 kann durch folgende Ereignisse bzw. Alarmsignale aus dem Schlafmodus „geweckt" werden, um in einem normalen Betriebsmodus mit der Ausführung eines Steuerprogramms fortzufahren: The microcontroller 19 can be "woken up" from the sleep mode by the following events or alarm signals in order to continue executing a control program in a normal operating mode:
- Wecksignal am Interrupt-Eingang - Wake-up signal at the interrupt input
- Erreichen einer Zeitvorgabe bzw. Ablauf eines Timers. - Reaching a specified time or expiry of a timer.
[0031] Im normalen Betriebsmodus kann der Mikrocontroller 19 beliebige vorgegebene Prozesse bzw. Programme ausführen, die über das reine Überwachen eines Interrupt-Eingangs hinausgehen. Mit solchen Prozessen können z.B. Signalean weiteren Eingängen des Mikrocontrollers 19 überwacht und/oder Daten gespeichert, verarbeitet, gesendet und empfangen werden. Vorzugsweise kann der Mikrocontroller 19 im normalen Betriebsmodus auch die Energieversorgung von Teilen des Hydrantengeräts 2 wie z.B. dem Funksender 3a, dem Funkempfänger 3b oder einem oder mehreren Sensoren 21 a, 21 b der Sensoranordnung 21 steuern. Das Ein- und Ausschalten solcher Teile mittels elektronischer Schaltelementeentsprechend dem jeweiligen Bedarf trägt zur Minimierung des Energieverbrauchs des Hydrantengeräts 2 bei. In the normal operating mode, the microcontroller 19 can execute any predetermined processes or programs that go beyond the mere monitoring of an interrupt input. With such processes, for example, signals at further inputs of the microcontroller 19 can be monitored and / or data can be stored, processed, sent and received. In the normal operating mode, the microcontroller 19 can preferably also control the energy supply of parts of the hydrant device 2 such as the radio transmitter 3a, the radio receiver 3b or one or more sensors 21a, 21b of the sensor arrangement 21. The switching on and off of such parts by means of electronic switching elements according to the respective requirement contributes to the minimization of the energy consumption of the hydrant device 2.
[0032] Der Mikrocontroller 19 umfasst ein gespeichertes Prüfprogramm, das nach jeder Alarmauslösung bzw. nach jedem Wecken aus dem Schlafmodus die jeweilige Ursache dieser Alarmauslösung ermittelt und anschliessend die Ausführung weiterer Verfahrensschritte veranlasst, die für diese Ursache vorgegeben sind. Falls zur Ausführung dieser Verfahrensschritte ausgeschaltete Teile benötigt werden, wird für diese Teile zumindest vorübergehend die Energiezufuhr wieder eingeschaltet. The microcontroller 19 includes a stored test program which determines the respective cause of this alarm triggering after each alarm triggering or after each waking from sleep mode and then initiates the execution of further procedural steps that are specified for this cause. If parts that have been switched off are required to carry out these process steps, the power supply is switched on again for these parts, at least temporarily.
[0033] Die Ursache der Alarmauslösung kann ein Signal am Interrupt-Eingang sein oder der Ablauf eines internen Timers. The cause of the alarm triggering can be a signal at the interrupt input or the expiry of an internal timer.
[0034] Falls der Alarm nicht durch einen internen Timer ausgelöst worden ist, prüft der Mikrocontroller 19 bei Ausführungsformen mit mehreren Aktivierungssensoren 21a, welcher Aktivierungssensor 21a den Alarm ausgelöst hat. Der Mikrocontroller 19 kann den Zustand mindestens eines Sensors 21a, 21b der Sensoranordnung 21 und/oder Änderungen dieses Zustands innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls erfassen. Als Zustand eines Sensors 21a, 21b wird jeweils der ausgangsseitig bereitgestellte Wert einer Messgrösse bezeichnet. Solche Messwerte können an einem oder mehreren Analog- und/oder Digitaleingängen des Mikrocontrollers 19 erfasst werden. Zu diesen Eingängen gehört auch der Interrupt-Eingang. Messwerte mehrerer Sensoren 21a, 21b können alternativ auch im Multiplex-Verfahren zeitlich gestaffeltan einem Eingang des Mikrocontrollers 19 erfasst werden. Ein oder mehrere Sensoren 21a, 21b können auch in den Mikrocontroller 19 integriert sein. Sinngemäss können dann auch Eingänge und Verbindungen von Sensoren 21 a, 21 b mit solchen Eingängen in den Mikrocontroller 19 integriert sein. Durch einen höheren Integrationsgrad kann der Platzbedarf des Hydrantengeräts 2 reduziert werden. In der Regel sinkt dadurch auch der Energieverbrauch. If the alarm has not been triggered by an internal timer, the microcontroller 19 checks in embodiments with a plurality of activation sensors 21a, which activation sensor 21a triggered the alarm. The microcontroller 19 can detect the state of at least one sensor 21a, 21b of the sensor arrangement 21 and / or changes in this state within a predetermined time interval. The value of a measured variable provided on the output side is referred to as the state of a sensor 21a, 21b. Such measured values can be recorded at one or more analog and / or digital inputs of the microcontroller 19. The interrupt input also belongs to these inputs. As an alternative, measured values from several sensors 21a, 21b can also be recorded at an input of the microcontroller 19 in a time-staggered manner using the multiplex method. One or more sensors 21a, 21b can also be integrated in the microcontroller 19. Analogously, inputs and connections from sensors 21 a, 21 b to such inputs can then also be integrated in the microcontroller 19. The space requirement of the hydrant device 2 can be reduced by a higher degree of integration. As a rule, this also reduces energy consumption.
[0035] Das Hydrantengerät 2 kann z.B. einen Beschleunigungssensor umfassen, der insbesondere in einer Verschlusskappe 25 einer Abgangskupplung des Hydranten 1 angeordnet und zum Erfassen von Beschleunigungen in einer oder alternativ mehreren Richtungen ausgebildet sein kann. Dieser Beschleunigungssensor ist ein Aktivierungssensor 21a, der den Mikrocontroller 19 aktiviert, sobald die Beschleunigung in mindestens einer der Richtungen einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt. The hydrant device 2 can, for example, comprise an acceleration sensor which, in particular, is arranged in a closure cap 25 of an output coupling of the hydrant 1 and can be designed to detect accelerations in one or, alternatively, several directions. This acceleration sensor is an activation sensor 21a which activates the microcontroller 19 as soon as the acceleration in at least one of the directions exceeds a predetermined reference value.
[0036] Die elektronische Steuerung umfasst gespeicherte Daten dazu, welche Sensoren 21a, 21b zum Feststellen einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 herangezogen werden können, und wie auf Basis von Messwerten dieser Sensoren 21 a, 21b eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 erkannt werden kann. Diese Informationen können insbesondere in Form von Programmcode und/oder gespeicherten Daten im Mikrocontroller 19 gespeichert sein. The electronic control includes stored data on which sensors 21a, 21b can be used to determine that the hydrant 1 is in operation, and how the hydrant 1 can be recognized on the basis of measured values from these sensors 21a, 21b. This information can be stored in the microcontroller 19 in particular in the form of program code and / or stored data.
[0037] Falls nur der Beschleunigungssensor zur Beurteilung einer Inbetriebnahme nutzbar ist, können z.B. eines oder mehrere der folgenden Kriterien zum Erkennen einer Inbetriebnahme vorgegeben sein: If only the acceleration sensor can be used to assess commissioning, for example one or more of the following criteria can be specified for recognizing commissioning:
- Die gemessene Beschleunigung in einer oder mehreren Richtungen übersteigt einen gespeicherten Referenzwert,der vorzugsweise unabhängig vom Referenzwert für die Aktivierung des Mikrocontrollers 19 festgelegt werden kann. The measured acceleration in one or more directions exceeds a stored reference value, which can preferably be set independently of the reference value for activating the microcontroller 19.
- Während eines Messintervalls, das z.B. in der Grössenordnung von Is bis 10s dauert, übersteigt die gemessene Beschleunigung mehrmals bzw. mindestens zwei oder drei Mal den vorgegebenen Referenzwert. - During a measuring interval, which lasts, for example, in the order of magnitude of Is to 10s, the measured acceleration exceeds the specified reference value several times or at least two or three times.
- Die für unterschiedliche Richtungen gemessenen Beschleunigungen übersteigen den vorgegebenen Referenzwertin einer bestimmten Abfolge. Für unterschiedliche Richtungen können gleiche oder unterschiedliche Referenzwerte vorgegeben sein. The accelerations measured for different directions exceed the specified reference value in a specific sequence. The same or different reference values can be specified for different directions.
[0038] Die Bewegung von Hydrantenteilen bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 bewirkt insbesondere bei den Messwerten von Aktivierungssensoren 21a typische Muster. Solche Muster können für einen oder mehrere der Sensoren 21a, 21 b allgemeinen durch zeitliche Abfolgen von Messwerten bzw. als Funktionen beschrieben werden. Dies schliesst Funktionen mit zeitlich konstanten Werten mit ein. Auch Teilmengen solcher Muster wie beispielsweise eine oder mehrere bestimmte Konstellationen von Messwerten mehrerer Sensoren 21 a, 21 b zu einem oder mehreren Zeitpunkten oder während eines oder mehrerer Zeitintervalle sind Muster. Zusätzlich oder anstelle von aktuellen Messwerten können auch von solchen Messwerten abgeleitete Werte wie z.B. während vorgegebener Zeitintervalle gebildete Mittelwerte, integrierte Werte oder gefilterte Werte mit entsprechenden gespeicherten Mustern verglichen werden. The movement of hydrant parts when the hydrant 1 is put into operation causes typical patterns, in particular in the measured values of activation sensors 21a. Such patterns can generally be described for one or more of the sensors 21a, 21b by time sequences of measured values or as functions. This includes functions with values that are constant over time. Subsets of such patterns, such as one or more specific constellations of measured values from a plurality of sensors 21 a, 21 b at one or more times or during one or more time intervals, are also patterns. In addition to or instead of current measured values, values derived from such measured values such as mean values formed during specified time intervals, integrated values or filtered values can also be compared with corresponding stored patterns.
[0039] Die Bedingungen, die für die Erkennung der Inbetriebnahme eines Hydranten 1 erfüllt sein müssen, sind in der Regel unabhängig von den Bedingungen für die Aktivierung des Mikrocontrollers 19 festgelegt. The conditions that must be met for the detection of the commissioning of a hydrant 1 are generally set independently of the conditions for activating the microcontroller 19.
[0040] Solche Bedingungen können insbesondere als Vergleichsmuster zum Vergleichen von Messwerten eines oder mehrerer Sensoren 21 a, 21 b in einem Speicher der elektronischen Steuerung, insbesondere des Mikrocontrollers 19 gespeichert sein. Vergleichsmuster umfassen für jeden zu berücksichtigenden Sensor 21a, 21 b mindestens einen Vergleichswert, vorzugsweise mehrere Vergleichswerte, welche die jeweilige Messgrösse in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge einnehmen soll. Such conditions can be stored in a memory of the electronic control, in particular of the microcontroller 19, in particular as a comparison pattern for comparing measured values of one or more sensors 21 a, 21 b. For each sensor 21a, 21b to be taken into account, comparison samples comprise at least one comparison value, preferably a number of comparison values, which the respective measured variable is supposed to assume in a specific time sequence.
[0041] Zum Feststellen, ob eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 vorliegt, erfasst ein Prüfprogramm des Mikrocontrollers 19 nach der Aktivierung bzw. dem Wechsel vom Schlafmodus in den normalen Betriebsmodus die dafür bestimmten Messwerte eines oder mehrerer Sensoren 21a, 21b zu einem oder mehreren Zeitpunkten und wertet diese aus. Diese Messwerte oder davon abgeleitete Werte wie z.B. Mittelwerte oder integrierte Werte während bestimmten Zeitintervallen werden mit entsprechenden Vergleichswerten von Vergleichsmustern verglichen. Wenn die erfassten Werte innerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen von beispielsweise weniger als +/-10% oder +/- 20% den Vergleichswerten des Vergleichsmusters entsprechen, bedeutet dies eine Inbetriebnahme des Hydranten 1, und der Mikrocontroller 19 führt dem jeweiligen Vergleichsmuster zugeordnete Verfahrensschritte aus. To determine whether the hydrant 1 is being put into operation, a test program of the microcontroller 19 detects the measured values of one or more sensors 21a, 21b at one or more times and after the activation or change from sleep mode to normal operating mode evaluates this. These measured values or values derived therefrom such as mean values or integrated values during certain time intervals are compared with corresponding comparison values from comparison samples. If the recorded values correspond to the comparison values of the comparison sample within predeterminable tolerance limits of, for example, less than +/- 10% or +/- 20%, this means that the hydrant 1 is put into operation, and the microcontroller 19 executes method steps assigned to the respective comparison sample.
[0042] Zur Veranschaulichung dazu ein Beispiel: Eine Sensoranordnung 21 kann z.B. einen Beschleunigungssensor und zwei unterschiedlich ausgerichtete Neigungssensoren an einer Verschlusskappe 25 umfassen. Ein Signal des Beschleunigungssensors weckt den Mikrocontroller 19. Danach wird ein Prüfprogramm gestartet. To illustrate this, an example: a sensor arrangement 21 can comprise, for example, an acceleration sensor and two differently oriented inclination sensors on a closure cap 25. A signal from the acceleration sensor wakes the microcontroller 19. A test program is then started.
[0043] Dieses überwacht die Zustände der Neigungssensoren während einer vorgegebenen Prüfdauer, die z.B. in der Grössenordnung von 1s bis 10s liegen kann. Wenn während dieser Prüfdauer zuerst die Messgrösse des ersten Neigungssensors einen ersten Vergleichswert überschreitet oder unterschreitet und danach die Messgrösse des zweiten Neigungssensors einen zweiten Vergleichswert überschreitet oder unterschreitet, wird dies als Inbetriebnahme des Hydranten 1 gewertet. This monitors the states of the inclination sensors during a specified test duration, which can be, for example, in the order of magnitude of 1s to 10s. If, during this test period, the measured variable of the first inclination sensor first exceeds or falls below a first comparison value and then the measured variable of the second inclination sensor exceeds or falls below a second comparison value, this is assessed as putting hydrant 1 into operation.
[0044] Alternativ könnte auch das ein- oder mehrmalige Feststellen einer Änderung der Neigungslage durch einen odermehrere Neigungssensoren als Inbetriebnahme gewertet werden. [0044] Alternatively, the one or more detection of a change in the inclination position by one or more inclination sensors could also be evaluated as commissioning.
[0045] Die Vergleichswerte für Änderungen der Neigungslage können z.B. relativ zu einer Referenzlage definiert werden, die der Schliesslage der Verschlusskappe 25 entspricht. Alternativ könnten Vergleichswerte für einen oder mehrere Neigungssensoren für eine Offenstellung der Verschlusskappe 25 vorgegeben sein, wobei die Verschlusskappe 25 an einem flexiblen Sicherungselement 42 hängt. The comparison values for changes in the inclination position can, for example, be defined relative to a reference position which corresponds to the closed position of the closure cap 25. Alternatively, comparison values for one or more inclination sensors for an open position of the closure cap 25 could be specified, the closure cap 25 hanging on a flexible securing element 42.
[0046] Alternativ oder zusätzlich zu Neigungssensoren kann eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 auch durch eine Überwachung der Signale des Beschleunigungssensors festgestellt werden. Insbesondere kann ein typischer Verlauf der Messgrösse des Beschleunigungssensors beim Öffnen der Verschlusskappe 25 als Musterfunktion, z.B. als Abfolge von Vergleichswerten gespeichert sein. Positive und negative Werte entsprechen Beschleunigungen in entgegengesetzten Richtungen. As an alternative or in addition to inclination sensors, a start-up of the hydrant 1 can also be determined by monitoring the signals from the acceleration sensor. In particular, a typical course of the measured variable of the acceleration sensor when opening the cap 25 can be stored as a model function, e.g. as a sequence of comparison values. Positive and negative values correspond to accelerations in opposite directions.
[0047] Vorzugsweise können Vergleichs- oder Referenzwerte z.B. bei der Installation eines Hydrantengeräts 2 oder zueinem späteren Zeitpunkt vorgegeben oder geändert werden. So können beispielsweise Referenzwerte für Neigungssensoren anhand von Messwerten dieser Neigungssensoren bei der erstmaligen Installation bei einem bestimmten Hydranten Comparative or reference values can preferably be specified or changed, for example when installing a hydrant device 2 or at a later point in time. For example, reference values for inclination sensors can be determined on the basis of measured values from these inclination sensors when they are first installed on a specific hydrant
1 ermittelt und gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass die gespeicherten Werte optimal an die jeweilige Anordnung des Hydranten 1 und des Hydrantengeräts 2 angepasst sind. Das Hydrantengerät 2 umfasst für diesen Zweck einen Initialisierungsmodus. Der Wechsel in den Initialisierungsmodus kann z.B. durch einen Reset-Schalter am Hydrantengerät 1 can be determined and saved. This has the advantage that the stored values are optimally adapted to the respective arrangement of the hydrant 1 and the hydrant device 2. The hydrant device 2 includes an initialization mode for this purpose. The change to the initialization mode can be done, for example, with a reset switch on the hydrant device
2 veranlasst werden. 2 can be initiated.
[0048] Anhand von gespeicherten Vergleichs- bzw. Referenzmustern, wie sie z.B. beim Öffnen einer Verschlusskappe25 bewirkt werden, können tatsächliche Inbetriebnahmen des Hydranten 1 unterschieden werden von anderen Ereignissen wie beispielsweise Erschütterungen durch Erdbeben oder Manipulationen, bei denen eine Verschlusskappe 25 zwar bewegt, jedoch nicht vollständig geöffnet wird. Dies ermöglicht eine genauere Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen des Hydranten 1. On the basis of stored comparison or reference patterns, as they are effected, for example, when a cap 25 is opened, actual commissioning of the hydrant 1 can be distinguished from other events such as shocks from earthquakes or manipulations in which a cap 25 moves, however does not open fully. This enables a more precise identification of the actual commissioning of the hydrant 1.
[0049] Aufgrund der zuverlässigen Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen eines Hydranten 1 kann insbesondere das Senden von unnötigen oder nicht korrekten Nachrichten nach einer Aktivierung des Mikrocontrollers 19 verhindert werden. Dies bewirkt eine Verbesserung der Qualität von übermittelten Daten und verhindert unnötigen Energieverbrauch. Due to the reliable detection of actual commissioning of a hydrant 1, in particular the sending of unnecessary or incorrect messages after activation of the microcontroller 19 can be prevented. This improves the quality of the transmitted data and prevents unnecessary energy consumption.
[0050] Optional kann die elektronische Steuerung gespeicherte Vergleichsmuster für mehrere unterschiedliche Ereignisse umfassen. So kann die Sensoranordnung 21 beispielsweise einen Reedschalter als Aktivierungssensor 21a umfassen. Vor der Durchführung von Wartungsarbeiten kann eine Person den Zustand dieses Reedschalters mittels eines externen Magneten berührungslos verändern. Bei der anschliessenden Überprüfung erkennt der Mikrocontroller 19 das Schliessen oder Öffnen des Reedkontaktes als Ursache der Aktivierung. Dies kann optional durch einen akustischen oder optischen Signalgeber bestätigt werden. Das Hydrantengerät 2 hat nun z.B. während einer maximalen Dauer von beispielsweise 20 Minuten oder bis zum nächsten Betätigen des Reedschalters einen Wartungsstatus, in dem das Senden von Nach [0050] Optionally, the electronic control can include stored comparison patterns for several different events. For example, the sensor arrangement 21 can comprise a reed switch as an activation sensor 21a. Before carrying out maintenance work, a person can change the state of this reed switch without contact using an external magnet. During the subsequent check, the microcontroller 19 recognizes the closing or opening of the reed contact as the cause of the activation. This can optionally be confirmed by an acoustic or optical signal generator. The hydrant device 2 now has a maintenance status for a maximum duration of, for example, 20 minutes or until the reed switch is next actuated, in which the sending of Nach
richten betreffend Inbetriebnahme verhindert wird. In der Folge kann z.B. die Verschlusskappe 25 geöffnet werden, um Wartungsarbeiten durchzuführen. direct regarding commissioning is prevented. As a result, the cap 25, for example, can be opened in order to carry out maintenance work.
[0051] Alternativ oder zusätzlich zum Beschleunigungssensor kann z.B. ein Neigungssensor als Aktivierungssensor 21a zum Wecken des Mikrocontrollers 19 und/oder zum Feststellen einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 verwendet werden. Der Neigungssensor ist dazu ausgebildet, mindestens einen Lagewinkel des Hydrantengeräts 2 relativ zur Richtung der Gravitationskraft der Erde zu erfassen. Neigungssensoren können insbesondere Kraft- oder Beschleunigungssensorenumfassen, die in zwei oder drei orthogonalen Richtungen Komponenten der Gravitationskraft der Erde auf einen Massekörper erfassen. As an alternative or in addition to the acceleration sensor, an inclination sensor, for example, can be used as an activation sensor 21a to wake up the microcontroller 19 and / or to determine whether the hydrant 1 is in operation. The inclination sensor is designed to detect at least one position angle of the hydrant device 2 relative to the direction of the earth's gravitational force. Inclination sensors can in particular include force or acceleration sensors which detect components of the earth's gravitational force on a mass body in two or three orthogonal directions.
[0052] Der Mikrocontroller 19 kann auch durch einen internen Timer aus dem Schlafmodus geweckt werden, um vorgegebene Aktionen durchzuführen. Eine solche Aktion ist beispielsweise das Speichern und/oder Weiterverarbeiten eines oder mehrerer Messwerte von Sensoren 21 a, 21 b. Der Mikrocontroller 19 führt gegebenenfalls die zugehörigen Prozessschritte aus. The microcontroller 19 can also be woken up from the sleep mode by an internal timer in order to carry out predetermined actions. Such an action is, for example, the storage and / or further processing of one or more measured values from sensors 21 a, 21 b. The microcontroller 19 optionally carries out the associated process steps.
[0053] Falls mindestens ein Verfahrensschritt das Senden einer Nachricht ist, kann dafür entsprechend der Dringlichkeit einer solchen Nachricht eine maximale Verzögerungszeit bis zum Senden der Nachricht festgelegt sein. Die maximale Verzögerungszeit kann ein beliebiger Wert zwischen Null und mehreren Wochen sein, beispielsweise eine oder mehrere Stunden, Tage oder Wochen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dringliche Nachrichten möglichst verzögerungsfrei übermittelt werden. Daten, die nicht zeitkritisch sind, können beispielsweise zusammen mit weiteren Daten zu einem späteren Zeitpunkt übermittelt werden. Dadurch kann insbesondere ein unnötig häufiges Ein- und Ausschalten des Funksenders 3b vermieden werden. Im Energiespeicher 4 gespeicherte Energie wird auf diese Weise effizient genutzt. If at least one method step is the sending of a message, a maximum delay time until the message is sent can be defined for this according to the urgency of such a message. The maximum delay time can be any value between zero and several weeks, such as one or more hours, days, or weeks. This ensures that urgent messages are transmitted with as little delay as possible. Data that are not time-critical can, for example, be transmitted together with other data at a later point in time. In this way, in particular, unnecessarily frequent switching on and off of the radio transmitter 3b can be avoided. Energy stored in the energy store 4 is used efficiently in this way.
[0054] Zum Übermitteln von Daten aktiviert der Mikrocontroller 19 den Funksender 3a und sendet eine Nachricht mit den entsprechenden Daten. Solche Nachrichten umfassen jeweils den eindeutigen Identifikationscode des jeweiligen Hydrantengeräts 2. Vorzugsweise wird jeweils zusätzlich eine Statusinformation gesendet, die angibt, welche Art von Daten übermittelt werden. Ein Typ von Nachrichten sind Statusnachrichten, die dem Applikationsserver 13 das fehlerfreie Funktionieren des jeweiligen Hydrantengeräts 2 anzeigen und/oder den Ladezustand des Energiespeichers 4 und/oder eine Zeitangabe, die angibt, wann die nächste Statusnachricht voraussichtlich gesendet wird. To transmit data, the microcontroller 19 activates the radio transmitter 3a and sends a message with the corresponding data. Such messages each include the unique identification code of the respective hydrant device 2. Status information is preferably also sent, which indicates what type of data is being transmitted. One type of message are status messages that indicate to the application server 13 that the respective hydrant device 2 is functioning correctly and / or the state of charge of the energy store 4 and / or a time indication that indicates when the next status message is expected to be sent.
[0055] Falls Hydrantengeräte 2 eine Kommunikationsvorrichtung 3 mit einem zusätzlichen Empfänger 3b für die bidirektionale Kommunikation mit Gateways 5 umfassen, kann der Empfang von Nachrichten auf bestimmte Zeitfenster begrenzt werden. Ausserhalb dieser Zeitfenster können Empfänger 3b ausgeschaltet werden, sodass der Energieverbrauch der Empfänger 3b minimal ist. Vorzugsweise sind solche Empfangszeitfenster unmittelbar anschliessend oder mit einer definierten zeitlichen Verzögerung nach dem Senden von Daten durch das jeweilige Hydrantengerät 2 vorgesehen. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendezyklen können auch mehrere Empfangszeitfenster definiert werden. If hydrant devices 2 comprise a communication device 3 with an additional receiver 3b for bidirectional communication with gateways 5, the receipt of messages can be limited to certain time windows. Outside this time window, receivers 3b can be switched off so that the energy consumption of receivers 3b is minimal. Such reception time windows are preferably provided immediately afterwards or with a defined time delay after the sending of data by the respective hydrant device 2. Several receive time windows can also be defined between two successive transmission cycles.
[0056] Der Kommunikationsserver 11 übermittelt Daten, die für einzelne, mehrere oder alle Hydrantengeräte 2 bestimmt sind, an die entsprechenden Gateways 5. Dort werden diese Daten in Zwischenspeichern hinterlegt. Nach der Übermittlung einer Nachricht von einem Hydrantengerät 2 an ein Gateway 5 übermittelt das Gateway 5 die zugehörigen zwischengespeicherten Daten in einem oder mehreren dafür vorgesehenen Zeitfenstern an das jeweilige Hydrantengerät 2. The communication server 11 transmits data which are intended for individual, several or all hydrant devices 2 to the corresponding gateways 5. There these data are stored in intermediate stores. After a message has been transmitted from a hydrant device 2 to a gateway 5, the gateway 5 transmits the associated, temporarily stored data to the respective hydrant device 2 in one or more time windows provided for this purpose.
[0057] Die Möglichkeit zum Übermitteln von Daten an ein Hydrantengerät 2 (upload) kann z.B. für einen oder mehrere der folgenden Zwecke genutzt werden: The possibility of transmitting data to a hydrant device 2 (upload) can be used, for example, for one or more of the following purposes:
Übermitteln von Programmcode (Firmware) und/oder Daten für die Konfiguration der Hydrantengeräte 2. Nachfolgend sind einige Beispiele solcher Daten aufgeführt: Transmission of program code (firmware) and / or data for the configuration of the hydrant devices 2. Below are some examples of such data:
- Synchronisationszeiten für Timer und Uhren, - synchronization times for timers and clocks,
- Vorgabezeiten oder Zeitintervalle zum Erfassen von Messdaten durch einen oder mehrere der Sensoren 21a, 21b, - Specified times or time intervals for the acquisition of measurement data by one or more of the sensors 21a, 21b,
- Vorgabezeiten zum Senden von Daten an die Gateways 5, - default times for sending data to the gateways 5,
- Referenzwerte oder Vergleichswerte, insbesondere für Messwerte eines oder mehrerer Sensoren 21a, 21b usw. - Reference values or comparison values, in particular for measured values of one or more sensors 21a, 21b, etc.
[0058] Die Figuren 4 und 5 zeigen die Aussenseite und die Innenseite einer beispielhaften Verschlusskappe 25, die zum Verschliessen normierter Storz-Abgangskupplungen von Hydranten 1 geeignet ist und ein Hydrantengerät 2 umfasst.Figur 6 zeigt einen Querschnitt dieser Verschlusskappe 25 und Figur 7 eine Explosionsdarstellung, wobei die Teile der Verschlusskappe 25 verteilt entlang einer Deckelachse A angeordnet sind. Figures 4 and 5 show the outside and the inside of an exemplary closure cap 25, which is suitable for closing standardized Storz outlet couplings of hydrants 1 and comprises a hydrant device 2. Figure 6 shows a cross section of this closure cap 25 and Figure 7 shows an exploded view , the parts of the closure cap 25 being distributed along a cover axis A.
[0059] Die Verschlusskappe 25 umfasst eine Schliessplatte 27 mit Riegeln 29 eines Storz-Bajonettverschlusses. Bei alternativen Ausführungsformen könnte die Schliessplatte 27 auch andere Verbindungselemente wie z.B. ein Innen- oderAussengewinde umfassen (nicht dargestellt). Vorzugsweise ist die Schliessplatte 27 aus einer Aluminiumlegierung wie AIMgSil gefertigt. Eine zentral bei der Deckelachse A angeordnete vierkantige Ausnehmung 31 ermöglicht das verdrehsichere Einschieben eines Bolzens 33, der einen Endbereich mit einem passenden vierkantigen Abschnitt umfasst. Der Bolzen 33 umfasst eine vorzugsweise durchgehende axiale Bohrung 34 mit einem Innengewinde 35. Bolzen 33 und Aus The closure cap 25 comprises a closure plate 27 with bolts 29 of a Storz bayonet lock. In alternative embodiments, the closing plate 27 could also comprise other connecting elements such as internal or external threads (not shown). The closing plate 27 is preferably made from an aluminum alloy such as AlMgSil. A square recess 31 arranged centrally at the cover axis A enables a bolt 33 to be inserted in a manner that is secure against rotation and which comprises an end region with a matching square section. The bolt 33 comprises a preferably continuous axial bore 34 with an internal thread 35. Bolt 33 and Aus
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