DE102004036471B4

DE102004036471B4 - Fernüberwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004036471B4
Application number: DE200410036471
Authority: DE
Inventors: Michael Buchstaller
Original assignee: ALLNET GmbH
Current assignee: ALLNET GmbH
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: DE102004036471A1

Abstract

Fernüberwachungsvorrichtung (1) zum Überwachen und Steuern von einer Mehrzahl von N Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i), wobei N eine natürliche Zahl ≥ 2 ist, über ein Netzwerk (22) mittels einer externen Steuervorrichtung (21), mit:
a) einem Bussystem (3) mit einer vorbestimmbaren Frequenz des Bussystems (3) zum Koppeln der N Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i) mit einer Steuervorrichtung (4), wobei das Bussystem (3) N Busschnittstellen (5-i), N erste Datenleitungen (6; 6-i) und eine erste Treibervorrichtung (7) aufweist, wobei jeweils genau ein Aktuator oder Sensor (2-i) mittels genau einer Busschnittstelle (5-i) über genau eine der ersten Datenleitungen (6-i) mit der Steuervorrichtung (4) gekoppelt ist, wobei zwischen einer jeden der N ersten Datenleitungen (6; 6-i) die erste Treibervorrichtung (7) zwischengeschaltet ist;
b) einer Echtzeituhr (8), welche einen Echtzeituhrspeicher (9) aufweist, der mittels einer dritten Datenleitung (15) an eine der ersten Datenleitungen (6-i) zwischen den Busschnittstellen (5; 5-i) und der ersten Treibervorrichtung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernüberwachungsvorrichtung zum Überwachen und Steuern von einer Mehrzahl von Aktuatoren und/oder Sensoren über ein Netzwerk mittels einer externen Steuervorrichtung.
In vielen Bereichen der Industrie, der Wissenschaft und der Technik stellt sich das Problem, verschiedene physikalische Größen, z.B. die Temperatur oder den Luftdruck, zu messen und auch über bestimmte Zeiträume hinweg zu überwachen und zu protokollieren. Des Weiteren existieren verschiedene Anwendungen, bei denen es von außerordentlicher Wichtigkeit ist, einen Alarm auszulösen, falls die zu messende physikalische Größe einen Grenzwert unter- oder überschreitet. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist die Messung der Temperatur in Kühlhäusern. Überschreitet die Temperatur in einem Kühlhaus die vorgegebene Temperatur, so ist Alarm auszulösen, um die in dem Kühlhaus gehaltenen Waren vor Verderb zu schützen.

Solche Funktionalitäten wurden bisher mittels klassischer Messinstrumente erfüllt, die von Menschen abgelesen und protokolliert wurden. Dabei entsteht allerdings eine hohe Fehleranfälligkeit und ein hoher Arbeitsaufwand. Des Weiteren existieren bekannte Lösungen, bei denen das entsprechende Messgerät mit einem Computer über eine Schnittstelle, z.B. GPIB, RS232 oder USB, verbunden wird. Bei den genannten Anschlussverfahren muss aber der Computer in räumlicher Nähe zu der Messstelle angeordnet sein, da durch die verwendete Schnittstelle die maximale zulässige Leitungslänge vorbestimmt ist. Die maximal zulässige Leitungslänge beträgt bei den oben genannten Bussystemen in der Regel einige Meter.

Des Weiteren ist eine Vielzahl von Problemstellungen bekannt, bei denen mehrere unterschiedliche Sensoren eingesetzt werden. Ein Beispiel dafür ist die Wettererfassung an einem bestimmten Ort. Dazu wird beispielsweise ein Luftdruckmesser, ein Temperaturmesser und ein Luftfeuchtemesser eingesetzt. Die gemessenen Daten sollen alle an einem entfernten Ort, beispielsweise an einem Personalcomputer, bereitgestellt werden.

Die Druckschrift EP 0 617 350 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fernsteuerung von Heizungs- und Klimaanlagen sowie zur Selbstdiagnose mit Fernübertragung von Betriebsinformationen an externe Einrichtungen. Dabei erfolgt die Fernsteuerung vorzugsweise über das Telefonnetz, wobei die Befehlsinformation nach Verbindungsaufbau zwischen einem Telefon und einer mit der Heizungs- oder Klimaanlage verbundenen Kommunikationseinrichtung durch Drücken einer Tastenkombination nach dem DTMF-Code erfolgt, der von der Kommunikationseinrichtung dekodiert und umgesetzt wird. Bei der Selbstdiagnose fragt die Kommunikationseinrichtung Betriebsdaten von der Steuereinrichtung der Heizungs- oder Klimaanlage ab und übermittelt sie automatisch an Empfangseinrichtungen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Fernüberwachungsvorrichtung zum Überwachen und Steuern einer Mehrzahl von Aktuatoren und/oder Sensoren über ein Netzwerk bereitzustellen, so dass die Fernüberwachungsvorrichtung den Anschluss von mehreren unterschiedlichen Sensoren bereitstellt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fernüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, welche für die angeschlossenen Aktuatoren und/oder Sensoren große Leitungslängen bereitstellt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch eine Fernüberwachungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht im Wesentlichen darin, eine Fernüberwachungsvorrichtung zum Überwachen und Steuern von einer Mehrzahl von N Aktuatoren und/oder Sensoren, wobei N eine natürliche Zahl ≥ 2 ist, über ein Netzwerk mittels einer externen Steuervorrichtung bereitzustellen, mit:

– einem Bussystem einer vorbestimmbaren Frequenz zum Koppeln der N Aktuatoren und/oder Sensoren mit einer Steuervorrichtung, wobei das Bussystem N Busschnittstellen, N erste Datenleitungen und eine erste Treibervorrichtung aufweist, wobei jeweils genau ein Aktuator oder Sensor mittels genau einer Busschnittstelle über genau eine der ersten Datenleitungen mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist, wobei zwischen einer jeden der N ersten Datenleitungen die erste Treibervorrichtung zwischengeschaltet ist;
– einer Echtzeituhr, welche einen Echtzeituhrspeicher aufweist, wobei der Echtzeituhrspeicher mittels einer dritten Datenleitung an eine der ersten Datenleitungen zwischen den Busschnittstellen und der ersten Treibervorrichtung gekoppelt ist, so dass die Steuervorrichtung Datensignale bzw. Messdaten mittels der ersten Treibervorrichtung, welche durch die Steuervorrichtung über eine Steuerleitung umschaltbar ist, in den Echtzeituhrspeicher schreiben und aus dem Echtzeituhrspeicher lesen kann.
– N zweiten Treibervorrichtungen, welche mittels einer ersten Clockleitung zum Empfangen des Taktsignals mit der Steuervorrichtung gekoppelt sind und wobei jeder der N zweiten Treibervorrichtungen jeweils mit einer der Busschnittstellen gekoppelt ist, um jeweils die gekoppelte Busschnittstelle zu takten;
– der Steuervorrichtung, welche über das Bussystem Datensignale der N Aktuatoren und/oder Sensoren empfängt und die Datensignale über eine Netzwerkschnittstelle dem Netzwerk bereitstellt; und
– N Kurzschlussüberwachungsschaltungen zum Generieren eines Kurzschlussmeldesignals und Senden des Kurzschlussmeldesignals an die Steuervorrichtung bei Auftreten eines Kurzschlusses an der entsprechenden Busschnittstelle.

Die erfindungsgemäße Fernüberwachungsvorrichtung stellt somit sicher, dass an sie N unabhängige Aktuatoren und/oder Sensoren koppelbar sind. Die empfangenen Messdaten bzw. Datensignale der gekoppelten Sensoren werden durch die Fernüberwachungsvorrichtung der externen Steuervorrichtung bereitgestellt. Außerdem kann der Anwender mittels der externen Steuervorrichtung die entfernten Aktuatoren und/oder Sensoren durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung überwachen und steuern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Frequenz des Bussystems vorbestimmbar ist. Nachdem für jeden Aktuator oder Sensor eine eigene Busschnittstelle vorgesehen ist, kann die Frequenz für die jeweilige Busschnittstelle niedriger als bei bekannten Systemen gehalten werden, so dass eine deutlich erhöhte Leitungslänge ermöglicht wird. Aufgrund der Parallelisierung der gekoppelten Aktuatoren und Sensoren wird die Gesamtdatenrate der Messdaten nicht reduziert.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass für jede Busschnittstelle eine eigens vorgesehene Kurzschlussüberwachungsschaltung vorgesehen ist, so dass bei Auftreten eines Kurzschlusses an der entsprechenden Busschnittstelle diese zwar abgeschaltet wird, die verbleibenden N – 1 Busschnittstellen aber normal weiter betrieben werden können.

Die erfindungsgemäße Fernüberwachungsvorrichtung wird u.a. zur Überwachung von Server-Räumen, Telekom-Equipment, elektronischen Geräten, Kühlhäusern, Kühlräumen, Containern, Produktionsprozessen und zur Protokollierung von Temperatur- und anderen Kurven eingesetzt. Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Fernüberwachungsvorrichtung zur Überwachung von Laborversuchsreihen sowie zur Kontrolle von Weinkellern, Lagerräumen, Produktionshallen und Baustellen sowie zur Steuerung von Gewächshäusern und dergleichen eingesetzt.

Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung mittels eines Steuersignals über die Steuerleitung die erste Treibervorrichtung in ihrer Richtung umschalten, so dass mittels der ersten Treibervorrichtung sowohl Datensignale an die Steuervorrichtung gesendet werden können als auch Datensignale von der Steuervorrichtung empfangen und weitergeleitet werden können. Zum einen leitet die erste Treibervorrichtung Datensignale an den Echtzeituhrspeicher, insbesondere Maximal-, Minimal- und Ist-Werte der Messdaten, zum anderen werden auch Steuersignale an die Aktuatoren weitergeleitet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung schreibt die Steuervorrichtung solche Datensignale in den Echtzeituhrspeicher und liest sie daraus wieder aus, welche als minimale und/oder maximale und/oder Ist-Messwerte ausgebildet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung schützt die jeweilige Kurzschlussüberwachungsschaltung, falls diese einen Kurzschluss bei der gekoppelten Busschnittstelle und/oder bei dem an der entsprechenden Busschnittstelle gekoppelten Aktuator oder Sensor detektiert, die entsprechende Busschnittstelle und den entsprechenden Eingang der Steuervorrichtung vor dem Kurzschluss. Des Weiteren sendet die jeweilige Kurzschlussüberwachungsschaltung dann ein Kurzschlussmeldesignal an die Steuervorrichtung und schaltet die entsprechende, mit der Busschnittstelle gekoppelte zweite Treibervorrichtung aus Gründen des Energieeinsparens ab.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist jeder der N zweiten Treibervorrichtungen jeweils mittels einer zweiten Clockleitung mit der entsprechenden Busschnittstelle gekoppelt, um diese mittels des Taktsignals zu takten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist jede der N Kurzschlussüberwachungsschaltungen jeweils mittels einer Kurzschlussüberwachungsleitung mit der entsprechenden Busschnittstelle gekoppelt, um die gekoppelte Busschnittstelle zu überwachen und gegebenenfalls abzuschalten. Vorteilhafterweise wird durch das Überwachen die Busschnittstelle geschützt und wird durch das Abschalten Strom bzw. Energie eingespart.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist jede der N Kurzschlussüberwachungsleitungen jeweils mittels eines vordefinierten Widerstandes an die entsprechende erste Datenleitung gekoppelt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist jeder N Kurzschlussüberwachungsleitungen jeweils mittels einer Kurzschlussmeldeleitung zur Übertragung des Kurzschlussmeldesignals mit der Steuervorrichtung gekoppelt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Fernüberwachungsvorrichtung einen Speicher auf, welcher mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist in dem Speicher ein ausführbares Überwachungsprogramm abspeicherbar, welches durch die Steuervorrichtung über die Netzwerkschnittstelle für die externe Steuervorrichtung bereitstellbar ist, welche mit der Fernüberwachungsvorrichtung über das Netzwerk koppelbar ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuervorrichtung als ein Mikrocontroller ausgebildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Speicher ein Flash-Speicher.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Netzwerk ein Intranet oder das Internet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Bussystem als ein I²C-Bus ausgebildet. Ein Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass durch die Verwendung eines I²C-Busses und dessen einhergehender, relativ niedriger Frequenz die Leitungslänge zwischen der Fernüberwachungsvorrichtung und einem beliebigen Sensor bis zu 100 m betragen kann. Ein weiterer Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung ist, dass durch die Verwendung des I²C-Busses, welcher seit über 20 Jahren erprobt ist, eine einfache Erweiterung des Systems um weitere Messarten möglich ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Fernüberwachungsvorrichtung mittels der externen Steuervorrichtung, welche das ausführbare Überwachungsprogramm ausführt, steuerbar, so dass die mit der Fernüberwachungsvorrichtung gekoppelten Aktuatoren und/oder Sensoren mittels der externen Steuervorrichtung steuerbar und überwachbar sind. Vorteilhafterweise werden verschiedene Möglichkeiten der Weiterverarbeitung der Messdaten bereitgestellt. Zum einen können die Daten durch das Überwachungsprogramm abgeholt werden. Vorzugsweise ist das ein Client-Programm, das eine XML-Seite mit den Messdaten per HTTP abholt und diese auswertet. Des Weiteren ist ein automatisches Versenden der Messdaten durch die Fernüberwachungsvorrichtung an einen oder mehrere Empfänger, externe Steuervorrichtungen, möglich. Zum anderen ist auch ein automatisches Versenden der Messdaten per Email in einstellbaren Zeitabständen mittels des Überwachungsprogramms einsetzbar. Die Steuervorrichtung erfüllt außerdem auch die Funktionalität eines eigenständigen Webservers, auf dem die Messdaten mittels Web-Browsers abgerufen werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung versorgt die Fernüberwachungsvorrichtung die N Aktuatoren und/oder Sensoren über die entsprechende gekoppelte Busschnittstelle mit Spannung. Vorteilhafterweise benötigen die gekoppelten Sensoren oder Aktuatoren damit keine eigene Spannungsversorgung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung überträgt die Steuervorrichtung empfangene Datensignale der gekoppelten Aktuatoren und/oder Sensoren automatisch an die externe Steuervorrichtung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Echtzeituhr als eine CMOS-Echtzeituhr ausgebildet, welche eine Batterie aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Echtzeituhrspeicher mittels der Batterie der Echtzeituhr pufferbar. Somit können auch bei einem Ausfall der Netzversorgung der Fernüberwachungsvorrichtung die Minimal-, Maximal- und/oder Ist-Werte gesichert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt dabei:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung; und
2 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts anderes angegeben – mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
Obwohl die vorliegende Erfindung nachfolgend mit Bezug auf Fernüberwachungsvorrichtungen beschrieben wird, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise einsetzbar.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung 1, welche mit einer Mehrzahl von N Aktuatoren und/oder Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 gekoppelt ist, wobei N hier die natürliche Zahl 3 ist. Weiter ist die Fernüberwachungsvorrichtung 1 über ein Netzwerk 22, welches vorzugsweise ein Intranet oder das Internet ist, mit einer externen Steuervorrichtung 21, z.B. einem Personalcomputer, gekoppelt. Mittels der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung 1 werden die mit der Fernüberwachungsvorrichtung 1 gekoppelten drei Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 über das Netzwerk 22 durch die externe Steuervorrichtung 21 überwacht und/oder gesteuert. Die Sensoren 2-i enthalten vorzugsweise einen AD-Wandler, so dass die Messdaten als digitale Datensignale von der Busschnittstelle 5-i empfangen werden.
Die Fernüberwachungsvorrichtung 1 weist ein Bussystem 3, vorzugsweise einen I²C-Bus, einer vorbestimmbaren Frequenz, z.B. 2 kHz, zum Koppeln der drei Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 mit einer Steuervorrichtung 3, vorzugsweise ein Mikrocontroller, auf. Das Bussystem 3 weist, nachdem drei Sensoren an die Fernüberwachungsvorrichtung 1 anzukoppeln sind, drei Busschnittstellen 5-1, 5-2, 5-3 auf. Weiter weist das Bussystem 3 drei erste Datenleitungen 6-1, 6-2, 6-3 und eine erste Treibervorrichtung 7 auf. Beispielsweise ist der Sensor 2-1 mittels der Busschnittstelle 5-1 über die erste Datenleitung 6-1 mit der Steuervorrichtung 4 gekoppelt, wobei zwischen einer jeden der drei ersten Datenleitungen 6-1, 6-2, 6-3 die erste Treibervorrichtung 7 zwischengeschaltet ist.
Weiter weist die Fernüberwachungsvorrichtung 1 eine Echtzeituhr 8 auf, welche einen Echtzeituhrspeicher 9 aufweist. In der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung 1 sind weiter drei zweite Treibervorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 vorgesehen, welche mittels der ersten Clockleitung 11 zum Empfangen des Taktsignals CLK mit der Steuervorrichtung 4 gekoppelt sind und wobei jeder der drei zweiten Treibervorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 jeweils mit einer der Busschnittstellen 5-1, 5-2, 5-3 gekoppelt ist, um jeweils die gekoppelte Busschnittstelle zu takten. Beispielsweise ist die erste der zweiten Treibervorrichtungen 10-1 über eine zweite Clockleitung 18-1 mit der Busschnittstelle 5-1 verbunden.
Die Steuervorrichtung 4 empfängt über das Bussystem 3 Datensignale DS bzw. Messdaten der drei Sensoren 2-1, 2-2, 2-3. Des Weiteren stellt die Steuervorrichtung 4 das Taktsignal Clk bereit. Die empfangenen Datensignale DS stellt die Steuervorrichtung 4 über eine Netzwerkschnittstelle 12 dem Netzwerk 3 bereit. Die Netzwerkschnittstelle 12 ist vorzugsweise durch eine Ethernet-Schnittstelle ausgebildet, welche die empfangenen Messdaten über das routingfähige TCP/IP-Protokoll versendet.
Weiter weist die erfindungsgemäße Fernüberwachungsvorrichtung 1 drei Kurzschlussüberwachungsschaltungen 13-1, 13-2, 13-3 zum Generieren jeweils eines Kurzschlussmeldesignals KM-1, KM-2, KM-3 auf. Falls beispielsweise die Kurzschlussüberwachungsschaltung 13-1 bei der Busschnittstelle 5-1 das Auftreten eines Kurzschlusses feststellt, so sendet die Kurzschlussüberwachungsschaltung 13-1 das Kurzschlussmeldesignal KM-1 an die Steuervorrichtung 4.
Der Echtzeituhrspeicher 9 ist mittels einer dritten Datenleitung 15 an eine der ersten Datenleitungen 6, hier beispielsweise an die erste Datenleitung 6-1, zwischen den Busschnittstellen 5-1, 5-2, 5-3 und der ersten Treibervorrichtung 7 gekoppelt. Die Steuervorrichtung 4 kann die erste Treibervorrichtung 7 mittels eines Steuersignals über die Steuerleitung 16 umschalten. Somit sind Datensignale DS von der Steuervorrichtung 4 über die umschaltbare Treibervorrichtung 7 in den Echtzeituhrspeicher 9 schreib- und aus diesem Echtzeituhrspeicher 9 auch wieder lesbar. Insbesondere schreibt die Steuervorrichtung 4 solche Datensignale DS in den Echtzeituhrspeicher 9, welche als Minimal-, Maximal- oder Ist-Messwerte ausgebildet sind.
Beispielsweise schützt die Kurzschlussüberwachungsschaltung 13-1, falls diese einen Kurzschluss bei der gekoppelten Busschnittstelle 5-1 und/oder bei dem an der entsprechenden Busschnittstelle 5-1 gekoppelten Aktuator oder Sensor 2-1 detektiert, die Busschnittstelle 5-1 und den entsprechenden Eingang der Steuervorrichtung 4 vor diesem Kurzschluss, sendet das Kurzschlussmeldesignal KM an die Steuervorrichtung 4 und schaltet die entsprechende mit der Busschnittstelle 5-1 gekoppelte zweite Treibervorrichtung 10-1 ab.
Beispielsweise ist die zweite Treibervorrichtung 10-1 mittels einer zweiten Clockleitung 18-1 mit der entsprechenden Busschnittstelle 5-1 gekoppelt, um diese mittels des Taktsignals CLK zu takten.
Beispielsweise koppelt die Kurzschlussüberwachungsleitung 17-1 die Kurzschlussüberwachungsschaltung 13-1 mit der entsprechenden Busschnittstelle 5-1, um die gekoppelte Busschnittstelle 5-1 zu überwachen und gegebenenfalls abzuschalten. Beispielsweise ist diese Kurzschlussüberwachungsleitung 17-1 mittels des vordefinierten Widerstandes 14-1 an die entsprechende erste Datenleitung 6-1 gekoppelt. Eine Kurzschlussmeldeleitung 19-1 ist zwischen der Kurzschlussüberwachungsleitung 17-1 und der Steuervorrichtung 4 gekoppelt, so dass das Kurzschlussmeldesignal KM-1 über die Kurzschlussmeldeleitung 19-1 übertragbar ist.
Die Fernüberwachungsvorrichtung 1 weist weiter einen Speicher 20 auf, welcher mit der Steuervorrichtung 4 gekoppelt ist. Der Speicher 20 speichert ein ausführbares Überwachungsprogramm, z.B. ein Client-Programm, welches durch die Steuervorrichtung 4 über die Netzwerkschnittstelle 12, z.B. eine Ethernet-Schnittstelle, für die externe Steuervorrichtung 21 bereitstellbar ist. Die externe Steuervorrichtung 21 ist über das Netzwerk 22 mit der Fernüberwachungsvorrichtung 1 gekoppelt. Vorzugsweise ist der Speicher 20 als ein Flash-Speicher ausgebildet. Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 4 ein Mikrocontroller und das Netzwerk ist vorzugsweise ein Intranet oder das Internet. Vorzugsweise ist das Bussystem 3 als ein I²C-Bus ausgebildet.
Die Fernüberwachungsvorrichtung 1 versorgt die gekoppelten Aktuatoren und/oder Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 über die entsprechende gekoppelte Busschnittstelle 5-1, 5-2, 5-3 mit Spannung, so dass die Aktuatoren und/oder Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 keine eigene Spannungsversorgung benötigen.
Vorzugsweise werden die von der Steuervorrichtung 4 empfangenen Datensignale DS bzw. Messdaten der gekoppelten Aktuatoren und/oder Sensoren 2-1, 2-2, 2-3 automatisch an die externe Steuervorrichtung 21 übertragen.
Vorzugsweise ist die Echtzeituhr 8 als eine CMOS-Echtzeituhr ausgebildet, welche eine Batterie 23 aufweist. Somit ist der Echtzeituhrspeicher 9 mittels der Batterie 23 der Echtzeituhr 8 pufferbar, auch wenn die externe Netzversorgung (nicht gezeigt) für die Fernüberwachungsvorrichtung 1 ausfällt.
Vorzugsweise ist für die Fernüberwachungsvorrichtung 1 ebenfalls eine gepufferte Energieversorgung, z.B. eine Batterie, vorgesehen.
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fernüberwachungsvorrichtung 1. Im Wesentlichen entspricht das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Ein erster Unterschied ist, dass nur eine Kurzschlussüberwachungsschaltung 13 vorgesehen ist, welche alle vorhandenen Busschnittstellen 5-1, 5-2, 5-3 überwacht. Somit ist die eine Kurzschlussüberwachungsleitung 17 direkt mit der Kurzschlussmeldeleitung 19 verbunden, so dass jeder Kurzschluss bei einer jeden Busschnittstelle 5-1, 5-2, 5-3 durch das Kurzschlussmeldesignal KM über die Kurzschlussmeldeleitung 19 an die Steuervorrichtung 4 übertragen wird. Vorteilhafterweise wird bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel Chipfläche eingespart. Des Weiteren zeigt die Fernüberwachungsvorrichtung 1 gemäß 2 nur eine zweite Treibervorrichtung 10, welche das Clocksignal CLK allen Busschnittstellen 5-1, 5-2, 5-3 bereitstellt. Somit wird vorteilhafterweise weiter Chipfläche eingespart.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

1: Fernüberwachungsvorrichtung
2; 2-i: Aktuatoren und Sensoren
3: Bussystem
4: Steuervorrichtung
5; 5-i: Busschnittstelle
6; 6-i: erste Datenleitung
7: erste Treibervorrichtung
8: Echtzeituhr
9: Echtzeituhrspeicher
10; 10-i: zweite Treibervorrichtung
11: erste Clockleitung
12: Netzwerkschnittstelle
13; 13-i: Kurzschlussüberwachungsschaltung
14; 14-i: i-ter Widerstand
15: dritte Datenleitung
16: Steuerleitung
17; 17-i: Kurzschlussüberwachungsleitung
18; 18-i: zweite Clockleitung
19; 19-i: Kurzschlussmeldeleitung
20: Speicher
21: externe Steuervorrichtung
22: Netzwerk
23: Batterie
Clk: Taktsignal
DS: Datensignal
KM, KM-i: Kurzschlussmeldesignal

Claims

Fernüberwachungsvorrichtung (1) zum Überwachen und Steuern von einer Mehrzahl von N Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i), wobei N eine natürliche Zahl ≥ 2 ist, über ein Netzwerk (22) mittels einer externen Steuervorrichtung (21), mit: a) einem Bussystem (3) mit einer vorbestimmbaren Frequenz des Bussystems (3) zum Koppeln der N Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i) mit einer Steuervorrichtung (4), wobei das Bussystem (3) N Busschnittstellen (5-i), N erste Datenleitungen (6; 6-i) und eine erste Treibervorrichtung (7) aufweist, wobei jeweils genau ein Aktuator oder Sensor (2-i) mittels genau einer Busschnittstelle (5-i) über genau eine der ersten Datenleitungen (6-i) mit der Steuervorrichtung (4) gekoppelt ist, wobei zwischen einer jeden der N ersten Datenleitungen (6; 6-i) die erste Treibervorrichtung (7) zwischengeschaltet ist; b) einer Echtzeituhr (8), welche einen Echtzeituhrspeicher (9) aufweist, der mittels einer dritten Datenleitung (15) an eine der ersten Datenleitungen (6-i) zwischen den Busschnittstellen (5; 5-i) und der ersten Treibervorrichtung (7) gekoppelt ist, so dass die Steuervorrichtung (4) Datensignale (DS) mittels der ersten Treibervorrichtung (7), welche durch die Steuervorrichtung (4) über eine Steuerleitung (16) umschaltbar ist, in den Echtzeituhrspeicher (9) schreiben und aus dem Echtzeituhrspeicher (9) lesen kann; c) N zweiten Treibervorrichtungen (10; 10-i), welche mittels einer ersten Clockleitung (11) zum Empfangen des Taktsignals (Clk) mit der Steuervorrichtung (4) gekoppelt sind und wobei jeder der N zweiten Treibervorrichtungen (10-i) jeweils mit einer der Busschnittstellen (5; 5-i) gekoppelt ist, um jeweils die gekoppelte Busschnittstelle (5-i) zu takten; d) der Steuervorrichtung (4), welche über das Bussystem (3) Datensignale (DS) der Sensoren (2; 2-i) empfängt und die Datensignale (DS) über eine Netzwerkschnittstelle (12) dem Netzwerk (3) bereitstellt; und e) N Kurzschlussüberwachungsschaltungen (13; 13-i) zum Generieren eines Kurzschlussmeldesignals (KM) und senden des Kurzschlussmeldesignals (KM) an die Steuervorrichtung (4) bei Auftreten eines Kurzschlusses an der entsprechenden Busschnittstelle (5; 5-i).
Fernüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) solche Datensignale (DS) in den Echtzeituhrspeicher (9) schreibt und daraus wieder ausliest, welche als minimale und/oder maximale und/oder Ist-Messwerte ausgebildet sind.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Kurzschlussüberwachungsschaltung (13-i), falls diese einen Kurzschluss bei der gekoppelten Busschnittstelle (5-i) und/oder bei dem an der entsprechenden Busschnittstelle (5-i) gekoppelten Aktuator oder Sensor (2-i) detektiert, die entsprechende Busschnittstelle (5-i) und den entsprechenden Eingang der Steuervorrichtung (2-i) vor dem Kurzschluss schützt, das Kurzschlussmeldesignal (KM) an die Steuervorrichtung (4) sendet und die entsprechende mit der Busschnittstelle (5-i) gekoppelte zweite Treibervorrichtung (10-i) abschaltet.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der N zweiten Treibervorrichtungen (10; 10-i) jeweils mittels einer zweiten Clockleitung (18; 18-i) mit der entsprechenden Busschnittstelle (5-i) gekoppelt ist, um diese mittels des Taktsignals (Clk) zu takten.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der N Kurzschlussüberwachungsschaltungen (13; 13-1) jeweils mittels einer Kurzschlussüberwachungsleitung (17; 17-i) mit der entsprechenden Busschnittstelle (5-i) gekoppelt ist, um die gekoppelte Busschnittstelle (5-1) zu überwachen und gegebenenfalls abzuschalten.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der N Kurzschlussüberwachungsleitungen (17; 17-i) jeweils mittels eines vordefinierten Widerstandes (14; 14-i) an die entsprechende erste Datenleitung (6-i) gekoppelt ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der N Kurzschlussüberwachungsleitungen (17; 17-i) jeweils mittels einer Kurzschlussmeldeleitung (19; 19-i) zur Übertragung des Kurzschlussmeldesignals (KM, KM-i) mit der Steuervorrichtung (4) gekoppelt ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernüberwachungsvorrichtung (1) einen Speicher (20) aufweist, welcher mit der Steuervorrichtung (4) gekoppelt ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Speicher (20) ein ausführbares Überwachungsprogramm speicherbar ist, welches durch die Steuervorrichtung (4) über die Netzwerkschnittstelle (12) für die externe Steuervorrichtung (21) bereitstellbar ist, welche mit der Fernüberwachungsvorrichtung (1) über das Netzwerk (22) koppelbar ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) als ein Mikrokontroller ausgebildet ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (20) ein Flash-Speicher ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk (22) ein Intranet oder das Internet ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bussystem (3) als ein I²C-Bus ausgebildet ist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernüberwachungsvorrichtung (1) mittels der externen Steuervorrichtung (21), welche das ausführbare Überwachungsprogramm ausführt, steuerbar ist, so dass die mit der Fernüberwachungsvorrichtung (1) gekoppelten Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i) mittels der externen Steuervorrichtung (21) steuerbar und überwachbar sind.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernüberwachungsvorrichtung (1) die N Aktuatoren und/oder Sensoren (2; 2-i) über die entsprechende gekoppelte Busschnittstelle (5; 5-i) mit Spannung versorgt.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (4) empfangene Datensignale (DS) der gekoppelten Sensoren (2; 2-i) automatisch an die externe Steuervorrichtung (21) überträgt.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Echtzeituhr (8) als eine CMOS-Echtzeituhr ausgebildet ist, welche eine Batterie (23) aufweist.
Fernüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Echtzeituhrspeicher (9) mittels der Batterie (23) der Echtzeituhr (8) pufferbar ist.