CN108629956A - 监视系统和监视方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供监视系统和监视方法。本发明涉及一种监视系统（1），其具有用于查询传感器（3）的测量值的监视单元（2），其中监视单元（2）具有用于从传感器无线地查询测量值的接口单元（6）、用于分析所检测的测量值的计算单元（10）、用于确定时间说明的时钟（11）和用于与由时钟（11）确定的时间说明相结合地保存被处理的测量值的存储单元（12）以及用于输出相应的与时间说明相结合的所存储的测量值的输出接口（15），并且所述监视系统具有至少一个传感器单元（3），所述至少一个传感器单元具有传感器（4）并且具有用于将测量值传输给监视单元（2）的传输单元（5），其中传输单元（5）仅应监视单元（2）的请求才传输测量值。

Description

监视系统和监视方法

技术领域

本发明涉及一种监视系统和一种监视方法。

背景技术

由CN 103373538 A已知一种用于监视运输箱的系统，在所述系统中监视单元具有传感器单元、计算单元和电源单元。该监视单元可以被布置在要监视的货物上并且测定与预先给定的例如关于温度、湿度或碰撞的状态的偏差。

发明内容

本发明的优点

根据本发明的具有独立权利要求的特征的监视系统与此相对具有以下优点：监视单元和传感器单元相互分离地被构造。在此，传感器单元仅当其被请求提供测量值给监视单元时才提供测量值给监视单元。由此可以降低传感器单元的功率消耗。因此不仅可能的是，成本节省地仅仅利用小的能量存储器来实施传感器单元，而且也可能的是，完全在外部对传感器单元自身供电，例如通过以下方式：由监视单元将能量通过相应的信号耦合输入到传感器单元中。此外也可能的是，构造具有所谓的能量采集器单元的传感器单元，使得传感器单元自身可以提供小的能量需求。为了还是能够提供关于时刻的信息，在监视单元中设置有时钟，使得在查询测量值之后，可以将测量值信息与时间信息关联。该信息有利地被存储并且紧接着可用于从监视单元中读出。因此可能的是，在稍后的时刻读出测量结果并且在此追踪，测量值何时已经离开了预先给定的范围以及必要时已经离开了预先给定的范围多久。

通过所述传感器单元的成本低的构造可能的是，必要时也针对一次性使用来设计所述传感器。与此相反，监视单元可以被重新使用并且因此是相应地耐用的并且必要时还装备有附加功能。

尤其有利的是，将一个或多个传感器单元例如布置在要监视的要运输的货物上，而监视单元为了监视所述多个传感器单元而中央地被设置在运输设备、例如船舶、飞机或载重汽车中。

通过商品的不适当的运输和存放以及通过商品由于例如在事故中的碰撞而引起的损坏，产生对要运输的货物的破坏。尤其通过以下方式产生后续成本，即在运输期间由于碰撞、过高的或过低的温度或由于在运输期间的湿度而出现的损坏可能保持未被识别。利用本发明实现：尤其在运输或存放期间、在超出物理参量的阈值的情况下识别并且以可读出的方式记录损坏，所述物理参量对要运输的或要存放的商品具有影响。

另外的优点由在从属权利要求中说明的设计方案得出。因此有利的是，通过无线传输由监视单元提供对于传输或在传感器单元中的测量过程来说所需的能量，因为因此即使对于能量供应来说也不需要至传感器单元的电缆连接。基于测量值的无线传输，不需要在监视单元和传感器单元之间的电缆连接。因此，不需要用于连接监视单元和传感器单元的装配耗费。

特别有利地，传感器单元的传输单元具有RFID单元。利用RFID单元，数据的安全传输是可能的。此外可能的是，在将RFID单元设计为无源的RFID单元的情况下，以简单的方式通过以下方式给传输单元以及因此也给用于执行测量的传感器供应能量，即通过将电磁辐射谐振地耦合输入到RFID单元的振荡回路中来给该传输单元供应电能。

特别有利地，监视单元与多个传感器连接，因为以这种方式可以同时监视多个传感器。

此外有利的是，监视单元的输出接口具有移动无线电接口。以这种方式可以将测量值、尤其所测量的值与预先给定的值的偏差传输给外部的服务中心或一般而言传输给计算机装置、例如移动电话。因此可以以有效的方式进行远程监视。在此情况下可以舍弃在各个传感器单元处构造移动无线电接口，因为监视单元在中央提供移动无线电接口。

如果传感器单元自身具有固定装置、例如粘接装置、诸如粘合剂层，那么尤其提供传感器单元的特别容易的装配。因此，传感器单元在可运动的物体上的容易的布置是可能的。

针对根据本发明的根据并列权利要求的监视方法得出相应的优点。尤其有利的是，将相应的传感器的身份信息与所述测量值一起传输给所述监视单元，所述测量值由所述传感器检测到。因此，对于监视单元来说可能的是，尤其当利用多个传感器同时进行测量的时候，将测量值分配给单个传感器。利用传感器的身份信息的被编码的传输确保了不通过以下方式进行操纵：将所伪造的传感器信息传输给监视单元。根据传感器的身份信息可以确定，实际上预先给定的传感器传输信息。

此外有利的是，通过车辆的车载电网来完成监视单元的能量供应，在所述车辆中布置有监视单元。由此可以必要时舍弃监视单元的内部的能量存储器。

此外有利的是，监视单元例如在道路网络中确定位置、例如GPS位置。由此可能的是，位置相关地检测测量值。因此不仅检测，何时确定了测量值，而且检测在哪个位置上确定了测量值。在一个示例中因此可以例如在冷藏车辆的情况下确定，在不应打开冷藏车辆的位置处所测量的温度被提高。因此可以容易地确定实际的测量数据与在一个位置处所预期的测量数据的偏差。

此外有利的是，仅当重新测量的测量值与预先给定的值或先前测量的值的偏差超过预先给定的程度的时候才存储和/或传输测量值。通过将存储限制于这些值，可以降低对于监视所需要的存储空间。通过将传输限制于这样的数据来确保，仅当实际上存在与预先给定的测量值的不允许的偏差的时候，才由监视单元要求数据网的用于传输测量值的负荷。因此可以降低用于数据传输和所传送的测量值的监视的耗费，而同时确保了，在不允许的偏差的情况下进行通报（Information）。

附图说明

本发明的实施例在附图中被示出并且在随后的描述中进一步被解释。

图1 示出具有监视单元和传感器单元的监视系统的一个实施例，

图2 示出具有多个传感器单元的监视单元在机动车中的应用的一个示例，

图3 示出在方法流程中的监视方法的一个实施例，

图4 示出在传感器单元中和在监视单元中测量值的处理的一个实施例。

具体实施方式

在图1中示出了监视系统1的一个实施例，所述监视系统具有监视单元2和传感器单元3。传感器单元3具有传感器4和传输单元5。传感器4可以被构造用于监视不同的物理参量、例如温度、湿度或运动。在另一实施方式中，传感器也可以被设计，使得这些参量中的多个通过具有多个测量装置的集成的传感器模块来监视。例如，传感器4以微系统技术来实施。此外可能的是，将传感器4与传输单元5一起构造在衬底上。此外也可能的是，将传输单元5和传感器4布置在载体上并且与电印制导线连接，所述载体例如由塑料材料制成。这样的载体可以例如利用粘接材料被粘接在适合于此的表面上。传输单元5在此优选地被实施为尤其无源的RFID单元。

监视单元2具有接口单元6，所述接口单元可以通过天线7建立至传感器单元3的传输单元5的无线的无线电连接8。接口单元6在此由计算单元10控制。计算单元10促使接口单元6通过无线的无线电连接8请求传感器单元3借助传感器4检测测量值。在一种实施方式中，在此通过无线的无线电连接8实现无线电信号的发送，使得被实施为无源的RFID单元的传输单元5接收无线电信号并且可以从所传输的无线电波中提供用于运行传感器4的能量。

传感器4的测量结果通过传输单元5和天线单元被传输给计算单元10。计算单元10可以访问时钟11，所述时钟提供时间信息。计算单元10将测量结果与利用时钟11提供的时间信息一起存储在存储单元12中。存储单元12优选地被实施为非易失性存储器，尤其被实施为半导体模块。在第一实施方式中，存储单元12的内容可以通过有线的数据接口13来读出。在另一实施方式中也可能的是，将存储单元12的内容通过监视单元2处的输出单元14、例如显示单元直接输出。在另一实施方式中可能的是，监视单元2具有无线接口15、尤其移动无线电接口，通过所述无线接口可以建立至数据网17的无线连接16。通过该无线连接，可以将存储单元12中的测量结果传输并且因此输出给连接到数据网17上的计算单元、例如移动电话或计算机单元。

在此，在第一实施方式中，监视单元2的能量供应通过有线的插塞连接18来实现。替代地或补充地，也可以设置内部的电池单元21。在一种实施方式中，该电池单元对于以下情况也可以充当缓冲电池：否则所使用的有线的通过接口18的能量供应是中断的。

在另一实施方式中也可能的是，监视单元具有另外的传感器、例如定位传感器19或温度传感器20。通过温度传感器20例如可能的是，将由监视单元2测量的温度与由被监视的传感器装置的传感器检测的温度进行比较并且因此提高测量的冗余度。利用例如被构造为GPS接收单元的定位传感器19，例如可能的是，在以下时刻也确定位置：在所述时刻利用传感器单元3执行测量。因此也可以将测量值与所检测的位置一起存储。

在传感器单元3中设置用于多个测量值的存储单元是可能的，但不是必需的。更确切地说，优选地确定并且紧接着由传输单元5传输分别当前所测量的测量值。测量值的传输与由监视单元2请求传感器单元3进行测量一样长地进行。

代替通过无线的无线电连接8进行能量供应，也可能的是，例如通过能量采集器26提供传感器单元3的能量供应。只要不通过监视单元2进行测量的请求，传感器单元3也不提供测量结果。在一种实施方式中，传感器单元3尤其不具有时间确定单元，因为通过监视单元2中的时钟11确定测量时间。

此外，在一种实施方式中，传输单元5具有存储单元9，在所述存储单元中尤其以加密的方式存放有传感器单元3的身份信息。在传输测量值时，可以由传输单元5将测量值的传输与传感器身份信息一起尤其以加密的方式传输。因此，到监视单元2的安全的数据传输是可能的。此外，监视单元可以在存在多个传感器单元的情况下将所接收的测量值明确地分别分配给传感器单元。

为了能够相继查询多个传感器，而各个传感器的应答不相互干扰，可以访问所谓的冲突避免（Collission Avoidence）协议，如例如在UHF-RFID的情况下实现的那样。

在图2中示出了用于监视载重汽车30在载物空间31中的装载物（Ladung）的一个实施例。在载物空间31中引入第一件装货物（Frachtstück）41、第二件装货物42和第三件装货物43。第一件装货物41在此配备有第一传感器单元44，第二件装货物配备有第二传感器单元45，并且第三件装货物配备有第三传感器单元46。在一种优选的设计方案中，监视单元32被布置在载重汽车30的顶盖33上。用于提供移动无线电连接的天线单元34必要以及时GPS单元同样被设置在车辆顶盖33上。通过布置在载物空间31中的天线单元35，建立至第一传感器单元44的第一无线电连接47、至第二传感器单元45的第二无线电连接48、以及至第三传感器单元46的第三无线电连接49。以这种方式可能的是，通过监视单元32监视在载物空间31中的所有三个装载物41、42和43。

在一种实施方式中在此可能的是，比第二或第三装载物42、43更频繁地监视货物的选择、例如第一装载物41。以此可以考虑（darauf abgestellt），相应的装载物是否特别敏感和/或有价值。在第一实施方式中，在此预先给定监视单元32针对相应的装载物的监视的频率。在另一实施方式中也可能的是，根据通过外部设备经由外部接口的请求来预先给定通过监视单元32的监视。此外也可能的是，监视单元通过无线电接口34在预先给定的时刻输出通知。在另一实施方式中也可能的是，仅当针对所述装载物41、42、43之一确定要监视的物理参量的不允许的值的时候才输出通知。

在图3中示出了根据本发明的监视方法的一个示例。在初始化步骤50中启动监视单元并且识别要监视的传感器。尤其在此规定，哪个传感器应传输哪个测量值并且该传感器具有哪种身份。利用紧接着的查询步骤51从现在起开始第一传感器的查询。该传感器在查询步骤中传送要监视的参量的当前的测量值、例如温度值。在紧接着的第一检查步骤52中检查，所测定的测量值是否位于预先给定的范围之内。该预先给定的范围可以例如是物理参量的下限和/或上限、例如下温度值和上温度值、例如5°C和25°C，或者可以是作用于该传感器的加速度的上限、例如20m/s²。针对加速度测量，传感器在此也可以被实施，使得由传感器确定从最后一次测量起起作用的最大加速度值。在另一实施方式中也可能的是，将当前的测量值与先前存在的测量进行比较并且确定，是否存在与先前测量的测量值的、超出预先给定的程度的偏差。

如果确定没有偏差，则分支到第二检查步骤53。在第二检查步骤53中检验，是否查询了在初始化步骤50中所存放的所有传感器。如果情况不是如此，则针对下一传感器分支回到查询步骤51。如果情况如此，则分支到等待步骤54。在等待步骤54中等待，直至针对下一测量存在的时间段流逝。紧接着，分支回到查询步骤51。如果与此相反在第一检查步骤52中确定，存在偏差，则在存储步骤55中将测量值与时间信息一起存储。在另一实施方式中，还可以在存储步骤55中将另外的信息、诸如关于相应的传感器的信息、关于位置的信息和/或至少一个另外的传感器的信息与测量值一起存储。在紧接着的可选的通知步骤56中，通过监视单元的接口向外部例如通过数据网输出通知。

在图4中示出了用于处理测量值的一个实施例。在请求步骤60中，由传感器单元60确定，应执行测量。在紧接着的测量步骤61中，由传感器确定物理参量。紧接着，将所测量的物理参量转换成电值、例如电压值或数字信号。在标识步骤63中将如此获得的、可进一步处理的测量值与从存储器59提取的传感器标识结合成数据组。紧接着将该数据组必要时以被编码的方式转换成无线电信号64。又在监视单元中将无线电信号64转换成电接收信号65。在计算单元中对接收信号65解码并且分析测量值。将被分析的测量值信息66与时钟时间73并且与传感器标识67一起存放在存储单元12中。必要时，用另外的信息、例如用从定位单元70中提取的位置信息69并且用从另外的传感器72中提取的另外的数据或传感器信息71充实如此获得的数据组68。优选地，因此，多个数据组以数据组68的格式被存放在存储单元12中并且可以通过合适的接口从监视单元中被提取。此外也可能的是，计算单元10分析这些数据组并且向用户输出关于数据组的分析信息或者通过移动无线电接口提供该分析信息。

Claims (11)

1.一种监视系统（1），所述监视系统具有用于查询传感器单元（3）的测量值的监视单元（2），其中所述监视单元（2）具有用于从所述传感器单元（3）无线地查询所述测量值的接口单元（6）、用于分析所检测的测量值的计算单元（10）、用于确定时间说明的时钟（11）和用于与由所述时钟（11）确定的时间说明相结合地保存被处理的测量值的存储单元（12）以及用于输出相应的与时间说明相结合的所存储的测量值的输出接口（15），并且所述监视系统具有至少一个传感器单元（3），所述至少一个传感器单元具有传感器（4）并且具有用于将测量值传输给所述监视单元（2）的传输单元（5），其中所述传输单元（5）仅应所述监视单元（2）的请求才传输测量值。

2.根据权利要求1所述的监视系统，其特征在于，通过无线传输由所述监视单元（2）提供对于所述传输和/或在所述传感器单元（3）中的测量过程来说所需的能量。

3.根据以上权利要求之一所述的监视系统，其特征在于，所述传输单元（5）被构造为RFID单元，用于传输所述测量值和/或用于接收对于所述测量过程和/或传输过程来说所需的能量。

4.根据以上权利要求之一所述的监视系统，在所述监视单元（2）中至少一个另外的传感器（19，20）被布置并且与所述计算单元（10）有线连接。

5.根据以上权利要求之一所述的监视系统，其特征在于，所述输出接口（15）是移动无线电接口。

6.根据以上权利要求之一所述的监视系统，其特征在于，所述传感器单元（3）具有固定装置、尤其用于将所述传感器单元（3）固定在可运动的物体（41，42，43）上的粘接装置。

7.一种监视方法，其中监视单元（2）通过无线接口（8）从至少一个传感器单元（3）查询测量值，其中所述传感器单元（3）的传感器（4）执行测量，其中从所述传感器单元（3）将所测量的测量值通过所述无线接口（8）传输给所述监视单元（2），其中计算单元（10）分析所检测的测量值，其中所述监视单元（2）的时钟（11）确定时间说明，并且其中将被处理的测量值与由所述时钟（11）确定的时间说明相结合地存储在所述监视单元（2）中，并且其中所述监视单元（2）应请求输出相应的与时间说明相结合的所存储的测量值。

8.根据权利要求7所述的监视方法，其中将所述传感器单元（3）的身份信息与所述测量值一起传输给所述监视单元（2）。

9.根据权利要求7至8之一所述的监视方法，其特征在于，通过车辆的车载电网进行所述监视单元（2）的能量供应，并且所述传感器单元（3）在所述车辆之内执行测量。

10.根据权利要求7至9之一所述的监视方法，其特征在于，确定并且与测量值相结合地存储所述监视单元（2）的位置。

11.根据权利要求7至10之一所述的监视方法，其特征在于，仅当测量值相对于预先给定的值或相对于先前存储的值超出预先给定的差的时候才存储和/或传输所述测量值。