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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Überwachungskomponente sowie ein System zur vernetzten Überwachung.
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Die wachsende Welt des loT (Internet der Dinge) macht es erforderlich, dass „Dinge“ (d. h. Objekte wie z. B. Türen, Fenster, Beleuchtungsmittel, Industrie- oder Haushaltsmaschinen, Stromnetze und Transformatoren) mit physischen Sensoren versehen werden. Zusätzlich muss eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung vorgesehen sein, welche die Objekte von ihrem Ort aus mit dem Internet verbindet. Die damit erzielte Vernetzung der Objekte dient dazu, die Objekte durch eine Interaktion miteinander zusammenarbeiten zu lassen.
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Häufig ist allerdings der technische Aufwand zur Integration einer Sensorik und zur Vernetzung enorm. Ein Beispiel sind Transformatoren von Energieversorgungsanlagen, bei welchen umfangreiche Maßnahmen für die Sensorik und Vernetzung notwendig sind. Jede Art von Anschluss an einen typischen Niederspannungstransformator erfordert ein Abschalten des Transformators für einige Stunden oder Tage, um Messkabel zur Überwachung der Leistung des Transformators sicher physisch anzuschließen. Dies hat eine Betriebsunterbrechung oder die vorübergehende Umleitung von Strom in das Netz zur Folge. Die Überwachung von Ereignissen wie Überhitzung, Leistungsungleichgewicht, Netzlast oder Zustand der Ölkühlsysteme bringt ggf. einige Tage Ausfallzeit mit sich.
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Grundsätzlich können bei Objekten aufwändige invasive Maßnahme zur digitalen Überwachung mittels Sensoren und Vernetzung erforderlich sein (es wird bspw. physisch in das Objekt gebohrt, um Sensoren anzubringen). Eine zuverlässige, technisch und wirtschaftlich sinnvolle Vernetzung von Objekten ist damit erschwert und insbesondere bei Transformatoren aus diesen Gründen in der Regel nicht möglich.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung zur Überwachung wenigstens eines Objekts bereitzustellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Überwachungskomponente mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 16. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Überwachungskomponente sowie dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt, insbesondere wenigstens eines Transformators und/oder Leistungstransformators und/oder Niederspannungstransformators, welcher bevorzugt in einem Energieversorgungsstromnetz eingesetzt wird (d. h. zur Spannungswandlung in Energieversorgungsanlagen). Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner die Überwachung und Vernetzung von Objekten wie Haushaltsgeräten oder Maschinen oder dergleichen ermöglichen. Dabei können auch unterschiedliche Objekte überwacht werden (z. B. ein Transformator und eine Industriemaschine). Das jeweilige überwachte Objekt kann dabei originär keine Sensorik zur Überwachung und/oder keine Komponenten zur Vernetzung aufweisen und somit nicht loT-fähig ausgebildet sein. Ferner kann das wenigstens eine Objekt jeweils auch als ein mechanisches, nicht-elektrisches Objekt wie eine Tür oder ein Fenster ausgeführt sein. Weitere mögliche Ausgestaltungen von Objekten werden nachfolgend noch näher beschrieben.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge, wobei einzelne und/oder sämtliche der Schritte ggf. auch wiederholt durchgeführt werden können:
- - Erfassen, vorzugsweise kontakt- und/oder drahtloses Messen und/oder Empfangen, von wenigstens zwei (oder wenigstens drei oder wenigstens vier oder wenigstens sechs oder wenigstens acht) unterschiedlichen Erfassungsparametern durch (genau) eine (einzige) Überwachungskomponente bei wenigstens oder genau einem (insbesondere aktiven, d. h. elektrisch ohne Betriebsunterbrechung für die Überwachung betriebenen, und/oder passiven und daher nicht elektrisch betriebenen) Objekt, wobei vorzugsweise die unterschiedlichen Erfassungsparameter für wenigstens oder genau einen Objektparameter des Objekts spezifisch sind,
- - Optional: Durchführen einer Frequenzauswertung, insbesondere einer digitalen Fouriertransformation, anhand wenigstens einem der erfassten Erfassungsparameter durch die Überwachungskomponente,
- - Ausgeben einer Überwachungsinformation über die erfassten Erfassungsparameter und/oder über ein Ergebnis der Frequenzauswertung (bspw. ein Spektrum) an wenigstens ein Netzwerk zur Übertragung (der Überwachungsinformation) an ein Verarbeitungssystem (wie eine Cloud) zur Auswertung, d. h. bspw. zur wertemäßigen Ermittlung oder sonstigen Bestimmung des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation.
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In anderen Worten dient das Verarbeitungssystem zur Auswertung des Objektparameters, um durch diese Auswertung die Überwachung bereitzustellen. Das Verarbeitungssystem kann als ein zentrales Verarbeitungssystem ausgebildet sein, um Überwachungsinformationen von unterschiedlichen Überwachungskomponenten zu empfangen und anhand dieser die Objektparameter unterschiedlicher Objekte auszuwerten. Ebenfalls kann es möglich sein, dass anhand einer Überwachungsinformation mehrere Objektparameter unterschiedlicher Objekte ausgewertet werden können.
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Als Objektparameter können z. B. Zustände und/oder Ereignisse und/oder Eigenschaften und/oder Betriebsparameter (wie eine elektrische Leistung) und/oder messbare Anomalien des Objekts oder in der Umgebung des Objekts ausgewertet werden. Bspw. kann der wenigstens eine Objektparameter jeweils am Objekt messbar sein oder korreliert zumindest mit einem aktuellen Zustand des Objekts. Es kann vorgesehen sein, dass der Objektparameter direkt den aktuellen (oder einen zukünftigen, prädizierten) Zustand des Objekts oder das Ereignis betrifft oder durch die Auswertung des Objektsparameters ein Rückschluss auf den aktuellen (oder den zukünftigen) Zustand des Objekts und/oder das Ereignis beim Objekt möglich ist. Der jeweilige Erfassungsparameter kann für den Objektparameter spezifisch sein, also bspw. als eine messbare physikalische Größe (wie eine Temperatur oder Lichtstärke oder dergleichen) ausgeführt sein, welche vom Objektparameter abhängig oder dadurch beeinflusst ist. Bspw. kann anhand eines elektrischen Feldes und/oder anhand eines Geräusches und/oder anhand einer Vibration (jeweils als einer der Erfassungsparameter) eine elektrische Leistung oder ein kritischer Zustand eines Transformators (als der Objektparameter) überwacht werden.
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Die Übertragung der Überwachungsinformation erfolgt über wenigstens ein Netzwerk, sodass die Überwachung vernetzt erfolgen kann. Dies kann konkret bedeuten, dass mit dem Netzwerk mehrere Überwachungskomponenten verbunden sind, welche jeweils eine Überwachungsinformation für jeweils wenigstens ein oder mehrere Objekte an das Netzwerk ausgeben. Die Überwachungskomponenten können ggf. unterschiedliche Objekte überwachen. Auch kann jede einzelne der Überwachungskomponenten jeweils mehrere unterschiedliche Objekte überwachen und somit einen Erfassungsparameter erfassen, welcher von einem oder mehreren dieser Objekte erzeugt und/oder beeinflusst ist. Die Überwachung kann durch das drahtlose bzw. in Bezug auf das Objekt kontaktlose Erfassen des Erfassungsparameters nicht-invasiv für das Objekt erfolgen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die zuverlässige Überwachung eines einzelnen Objekts und ggf. auch die Überwachung einer Vielzahl von Objekten in technisch vereinfachter Weise möglich ist. Auch eine Nachrüstung eines Objekts zur vernetzten Überwachung kann durch die Verwendung der Überwachungskomponente in technisch einfacher Weise ermöglicht werden.
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Das wenigstens eine Objekt kann jeweils als eines der nachfolgenden Objekte ausgebildet sein:
- - eine Tür oder ein Fenster,
- - ein Transformator für ein Stromnetz,
- - eine Maschine, insbesondere ein Haushaltsgerät wie eine Waschmaschine oder ein Geschirrspüler,
- - Beleuchtungsmittel,
- - Industriemaschinen wie Industrieroboter.
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Wenn mehr als ein Objekt als das wenigstens eine Objekt vorgesehen sind, können die Objekte auch mindestens zwei oder mindestens vier oder mindestens zehn unterschiedliche dieser Objekte umfassen, bei welchen die Erfassungsparameter ggf. durch eine einzige Überwachungskomponente erfasst werden. Es ist dabei denkbar, dass dann mehrere gleichartige Erfassungsparameter (bspw. als Überlagerung) erfasst werden, welche mit Objektparametern unterschiedlicher Objekte korrelieren. Bspw. kann eine Überlagerung einer Vibration eines ersten Objekts und einer Vibration eines zweiten Objekts als Erfassungsparameter erfasst werden, welche somit Rückschlüsse auf Objektparameter der unterschiedlichen Objekte ermöglicht. Wenn eine Überwachungskomponente mehrere Objekte überwacht, kann anhand der Überwachungsinformation, bspw. anhand der Größenordnung von Frequenzsignaturen der Überwachungsinformation, unterschieden werden, von welchem Objekt der Erfassungsparameter erfasst wurde. Auch kann auf diese Weise ggf. die Überlagerung wieder aufgelöst werden, z. B. anhand einer Auswertung der Frequenzen und/oder der Amplitude der Überwachungsinformation. Die Überwachungsinformation umfasst beispielhaft eine Audioinformation eines erfassten akustischen Erfassungsparameters. Dann kann bei einer geringeren Lautstärke auf eine größere Distanz des Objekts geschlossen werden).
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Das Objekt kann als ein Transformator wie ein Niederspannungstransformator ausgebildet sein, d.h. zur Transformation von Spannungen im Bereich von 10 kV oder 20 kV, insbesondere in Verteilungsknoten.
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Der wenigstens eine Objektparameter kann einen elektrischen Strom und/oder eine Last und/oder eine elektrische Leistung des Objekts und/oder dergleichen umfassen. Damit kann der Objektparameter für die Belastung und/oder den Betrieb und/oder den Zustand des Objekts spezifisch sein. Die Überwachung kann also unmittelbar als eine Messung des Objektparameters oder als eine Bestimmung des Zustands des Objekts, insbesondere der Belastung, durch die Auswertung des Objektparameters ausgeführt sein. Der Zustand umfasst z. B. eine Überhitzung und/oder ein Leistungsungleichgewicht und/oder eine Netzlast und/oder einen Zustand von Ölkühlsystemen des Objekts und/oder dergleichen. Durch die Auswertung des Objektparameters kann somit der Zustand des Objekts bestimmt werden.
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Es kann ferner möglich sein, dass eine Frequenzauswertung von zumindest einem der Erfassungsparameter, insbesondere durch die Überwachungskomponente, durchgeführt wird, und die Überwachungsinformation dann zumindest eine Information über ein Ergebnis der Frequenzauswertung (wie ein Spektrum oder eine Frequenzsignatur) aufweist. Ferner kann die Frequenzauswertung als eine Fouriertransformation, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation (englisch Fast Fourier Transform, kurz FFT), ausgeführt sein. Durch die Fouriertransformation kann der erfasste Erfassungsparameter in seine Frequenzanteile zerlegt werden, d. h., in anderen Worten, es kann ein Spektrum ermittelt werden. Dies ermöglicht es, die Auswertung des Objektparameters anhand der Frequenzanteile durchzuführen. Das Ergebnis der Frequenzauswertung kann somit ein Spektrum sein, deren Werte durch die Überwachungsinformation digital repräsentiert werden.
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Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Überwachungskomponente baulich getrennt von dem Objekt und/oder dem Verarbeitungssystem ausgebildet ist. Die Überwachungskomponente kann somit durch die getrennte Ausbildung zum Objekt auch im laufenden Betrieb des Objekts und ohne bauliche Anpassung am Objekt für die Montage der Überwachungskomponente zur Überwachung genutzt werden. Auch kann auf diese Weise ermöglicht sein, dass die Überwachungskomponente mehrere Objekte überwacht. Die getrennte Ausbildung zum Verarbeitungssystem ermöglicht es, ein zentrales Verarbeitungssystem zu nutzen, welches mit mehreren Überwachungskomponenten über das wenigstens eine Netzwerk verbunden sein kann. Das zentrale Verarbeitungssystem kann somit den Objektparameter für verschiedene Objekte auswerten und insbesondere ermitteln. Dabei kann die Überwachungsinformation eine Zuordnungsinformation aufweisen, um die Überwachungsinformation der Überwachungskomponente zuzuordnen, von welcher sie ausgegeben wurde.
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Es ist möglich, dass die Erfassungsparameter als wenigstens zwei der nachfolgenden Parameter ausgeführt sind:
- - ein elektromagnetisches Feld, welches insbesondere durch das Objekt im laufenden Betrieb erzeugt wird,
- - eine Temperatur, insbesondere in der Umgebung des Objekts,
- - ein Gas, insbesondere in der Umgebung des Objekts,
- - ein Druck,
- - Licht, insbesondere Lichtstärke,
- - eine Feuchtigkeit, insbesondere in der Umgebung des Objekts,
- - Temperatur,
- - Wärme,
- - eine Vibration,
- - eine pyroelektrische Infrarot-Richtungserkennung,
- - elektromagnetische Interferenz,
- - Schall.
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Die Erfassung kann dabei für wenigstens einen der Erfassungsparameter auch als eine Messung ausgeführt sein. Die bei der Erfassung für die Erfassungsparameter erfassten bzw. gemessenen Werte und insbesondere die dann vorliegende Kombination dieser Werte für zum gleichen Zeitpunkt erfasste, unterschiedliche Erfassungsparameter kann abhängig sein vom Objektparameter, also bspw. einem Ereignis und/oder Zustand des Objekts. So kann z. B. kann das Ereignis des Öffnens einer Tür, mit der Tür als das Objekt, die verwendeten Erfassungsparameter in einer reproduzierbaren Art beeinflussen. Dies ermöglicht es, derartige Beeinflussungen durch bestimmte Werte oder Muster oder Anomalien in der Überwachungsinformation zu erkennen. Die Überwachungsinformation umfasst vorteilhafterweise die Kombination der Werte, und kann ggf. auch zeitabhängig (z. B. anhand des zeitlichen Verlaufs) ausgewertet werden. Auch kann die zeitliche Korrelation des Auftretens dieser Beeinflussung bei den verschiedenen Erfassungsparametern für den Objektparameter spezifisch sein. Daher kann es sinnvoll sein, die Erfassung und/oder die ausgegebenen Überwachungsinformationen zeitlich zu synchronisieren.
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Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Erfassungsparameter in der Form eines elektromagnetischen Felds und/oder elektromagnetischer Wellen durch das (wenigstens eine) Objekt im laufenden Betrieb (also in einem betriebsaktiven Zustand) erzeugt wird, wobei vorzugsweise die Überwachungskomponente in Empfangsreichweite des Erfassungsparameters räumlich am Objekt und/oder beabstandet vom Objekt angeordnet ist. Entsprechend kann der Erfassungsparameter als ein elektromagnetisches Signal ausgeführt sein, welches von nur einem Objekt erzeugt wird, oder auch als Überlagerung der Felder bzw. Wellen ausgeführt sein, die von mehreren Objekten erzeugt werden.
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Ein Abstand der Überwachungskomponente zum Objekt kann z. B. mindestens einen Meter oder mindestens zwei Meter oder höchstens zwei bis drei Meter betragen.
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Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass wenigstens einer der Erfassungsparameter als ein elektromagnetisches Signal, insbesondere Niederfrequenzsignal ausgeführt ist, vorzugsweise im Frequenzbereich von 40 Hz bis 70 Hz und/oder mit einer Frequenz von im Wesentlichen 50 Hz oder 60 Hz. Dabei kann die Frequenz des Signals der Netzfrequenz eines Stromnetzes entsprechen, in welchem das Objekt als Transformator verwendet wird.
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Es ist weiter bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Objektparameter als wenigstens einer der nachfolgenden Parameter ausgeführt ist:
- - ein Ereignis wie ein physikalisches Ereignis am Objekt, vorzugsweise eine Bewegung beim Objekt und/oder eine elektrische Aktivierung des Objekts und/oder eine Türöffnung und/oder Türschließung und/oder ein Übergang in einen anderen Zustand des Objekts, insbesondere in einen kritischen Zustand,
- - ein elektrischer Parameter, insbesondere ein elektrischer Strom des Objekts oder eine elektrische Leistung, insbesondere um die Verarbeitung zur Strommessung beim Objekt und/oder zur Erfassung eines Lastprofils des Objekts durchzuführen,
- - ein Zustand des Objekts, insbesondere ein kritischer Zustand,
- - eine Veränderung eines magnetischen oder elektrischen Feldes beim Objekt,
- - eine Geräuschentwicklung des Objekts,
- - ein Vibrationszustand des Objekts.
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Eine Veränderung des Objektparameters kann dazu führen, dass wenigstens einer der Erfassungsparameter beeinflusst wird. Damit ist es möglich, anhand der Erfassung der Erfassungsparameter Rückschlüsse auf den Objektparameter zu ziehen.
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Um die Erfassung zentral für verschiedene Überwachungskomponenten auswerten zu können, wird vorteilhafterweise zumindest eine Information über die Erfassung mittels der Überwachungsinformation an das Verarbeitungssystem übertragen werden. In Abhängigkeit von der Auswertung des Objektsparameters kann dann ein Hinweis an einen Benutzer des Verarbeitungssystems, wie eine Warnung, ausgegeben werden. Die Überwachungsinformation kann als die Information die erfassten Werte für alle erfassten Erfassungsparameter aufweisen.
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Es kann weiter möglich sein, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, um den wenigstens einen Objektparameter auszuwerten und insbesondere zu ermitteln:
- - Empfangen der ausgegebenen Überwachungsinformation durch das Verarbeitungssystem, vorzugsweise durch eine elektronische Netzwerkschnittstelle des Verarbeitungssystems,
- - Durchführen einer Verarbeitung (vorzugsweise durch das Verarbeitungssystem), insbesondere in der Form einer digitalen Auswertung, der empfangenen Überwachungsinformation, vorzugsweise durch ein Auswertemittel (insbesondere des Verarbeitungssystems), insbesondere um ein Ergebnis der Verarbeitung als Information über den Objektparameter zu verwenden.
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Die Verarbeitung kann z. B. durch statistische Algorithmen und/oder durch eine Erkennung von Spitzenwerten (Peaks) und/oder Maxima bei der Überwachungsinformation durchgeführt werden. Auch kann eine Schwerpunktermittlung und/oder Mustererkennung oder dergleichen bei der Überwachungsinformation zur Verarbeitung erfolgen. Das Auswertemittel kann entsprechend als ein Computerprogramm oder dergleichen ausgebildet sein, um diese Verarbeitung durchzuführen. Die Information über den Objektparameter ist bspw. als eine wertemäßige Bestimmung des Objektsparameters ausgeführt, z. B. eines elektrischen Ausgangsstroms des Objekts, oder als eine Zuordnung zu einem Zustand des Objekts ausgeführt.
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Die Überwachungsinformation umfasst bspw. ein Spektrum wenigstens eines der erfassten Erfassungsparameter, welches sich als das Ergebnis aus der Frequenzauswertung ergibt. Ein Überschreiten von vordefinierten Schwellenwerten der Amplituden bestimmter Frequenzanteile und/oder ein bestimmtes Frequenzmuster kann dabei Rückschlüsse auf den Objektparameter liefern. Entsprechend kann gemäß einer weiteren Möglichkeit auch eine ggf. empirisch ermittelte Zuordnung bestimmter vordefinierter Spektren zu bestimmten Objektparametern oder Zuständen vorgesehen sein. Anhand dieser Zuordnung kann dann das Spektrum der Überwachungsinformation dem entsprechenden Objektparameter bzw. Zustand zugeordnet werden und somit die Überwachung in einfacher Weise erfolgen. Der zugeordnete Objektparameter bzw. Zustand ist dann das Ergebnis der Auswertung. Falls die Zuordnung zu einem kritischen Objektparameter bzw. Zustand erfolgt, welcher z. B. eine Überlastung des Objekts indiziert, kann vorteilhafterweise eine Warnmeldung an einen Benutzer ausgegeben werden. Das Auswertemittel umfasst bspw. eine vordefinierte Tabelle für diese Zuordnung.
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In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass das Auswertemittel wenigstens ein künstliches neuronales Netz aufweist, um die Verarbeitung, insbesondere Auswertung, gemäß maschinellen Lernen anhand einer angelernten Information des Auswertemittels durchzuführen. Ein neuronales Netz ermöglicht es, anstelle einer empirischen manuellen Zuordnung der Überwachungsinformation zu einem Objektparameter oder Zustand diese Zuordnung automatisiert durch ein Training zu erhalten. Hierzu können z. B. Trainingsdaten in der Form verwendet werden, dass Eingabedaten vorbestimmte Überwachungsinformationen umfassen, welche vordefinierten Objektparametern bzw. Zuständen des Objekts als Ground Truth zugeordnet sind. Durch das Training kann die angelernte Information z. B. in der Form einer Neuronengewichtung des neuronalen Netzes erhalten werden.
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In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die nachfolgenden Schritte, insbesondere vor und/oder beim und/oder nach dem Ausgeben, durchgeführt werden:
- - Erfassen einer Zeitinformation über einen Zeitpunkt des Erfassens der Erfassungsparameter durch die Überwachungskomponente,
- - Zuordnen der Zeitinformation zur Überwachungsinformation, um die Überwachungsinformation mit der zugeordneten Zeitinformation auszugeben,
- - Durchführen der Verarbeitung, insbesondere Auswertung (der empfangenen Überwachungsinformation durch das Auswertemittel und/oder das Verarbeitungssystem) anhand der Zeitinformation, wobei vorzugsweise die empfangene Überwachungsinformation anhand der zugeordneten Zeitinformation zeitlich sortiert wird.
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Die Zeitinformation ist bspw. als ein Zeitstempel für die Überwachungsinformation ausgebildet. Es kann ein Ziel sein, die Überwachungsinformation in der Form von „datenbankfertig“ strukturierten Daten mit geordneten Zeitstempeln für große Datensätze zu erzeugen. Die Überwachungskomponente kann wenigstens eine Auswertekomponente aufweisen, welche wenigstens eine DPU (Datenverarbeitungseinheit) umfasst. Die Daten der Auswertekomponente können genaue Datenstempel aufweisen, aber sie kommen ggf. nicht in einer zeitlichen Reihenfolge beim Verarbeitungssystem an, da z. B. Millionen von Daten von Tausenden von DPUs über mehrere Netzwerke eintreffen können, die jeweils ihre eigenen Latenzen haben - ein Zeitstempel kann Sekundenbruchteile später eintreffen, obwohl das Ereignis selbst früher in Echtzeit stattfand. Der Vorteil besteht darin, dass diese „unstrukturierten Daten“ technisch weitaus einfacher zu betreiben sind als die klassischen datenbankstrukturierten Daten, bei denen alles zwar zeitlich geordnet aber technisch aufwendig ist.
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Durch die Verwendung der Zeitinformation kann es ebenfalls möglich sein, dass bei der Verarbeitung, insbesondere Auswertung (der empfangenen Überwachungsinformation durch das Auswertemittel und/oder das Verarbeitungssystem), mehrere zeitlich aufeinander folgende Überwachungsinformationen verarbeitet werden. Bspw. kann ein zeitlicher Verlauf und insbesondere ein zeitliches Muster bei diesen Überwachungsinformationen ausgewertet werden, um eine Anomalie zu erkennen, welche auf einen kritischen Zustand des Objekts hinweist.
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Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die Frequenzauswertung für Frequenzen zumindest im Bereich von 10 Hz bis 100 Hz, vorzugsweise im Bereich von 40 Hz bis 70 Hz, durchgeführt wird, vorzugsweise um die Auswertung des Objektparameters ebenfalls anhand Frequenzanteilen in diesem Bereich durchzuführen. Dabei können die für die Frequenzauswertung verwendeten Frequenzen mit der Netzfrequenz eines Stromnetzes korrelieren, in welchem das Objekt in der Form eines Transformators eingesetzt wird. Insbesondere kann ferner auf die Frequenzauswertung für Frequenzen oberhalb von 1 kHz oder oberhalb von 100 Hz verzichtet werden.
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Es ist optional vorgesehen, dass die Überwachungsinformation wenigstens eine Information über den jeweiligen erfassten Erfassungsparameter aufweist, wobei vorzugsweise bei der Verarbeitung diese Informationen insbesondere ein zeitlicher Verlauf der Informationen mit der Zeitinformation verglichen wird, um das Ergebnis zu erhalten. Der Vergleich der Informationen kann z. B. dadurch erfolgen, dass eine vorgegebene Korrelation und/oder Kombination von Werten zum gleichen Zeitpunkt detektiert wird. Hierzu können bspw. eine Mustererkennung, ein angelerntes neuronales Netz oder ein vordefiniertes Muster herangezogen werden. Bspw. können vordefinierte Regeln verwendet werden, bei welcher Wertekombination der Erfassungsparameter welches Ergebnis erhalten wird. Das Ergebnis ist z. B. ein Zustand des Objekts. Die Informationen sind z. B. erfasste Werte des Erfassungsparameters.
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Es kann vorgesehen sein, dass bei der Auswertung des Objektsparameters nach einer zeitlichen Korrelation in einer oder verschiedenen Überwachungsinformationen gesucht wird. Bspw. erzeugt ein bestimmtes Ereignis bei dem Objekt wie das Öffnen einer Tür eine einzigartige Wertekombination der Informationen über verschiedene Erfassungsparameter bei der Überwachungsinformation. Bei der Verwendung eines Audio- und Vibrationsparameters als Erfassungsparameter kann auf diese Weise jedes Ereignis, das sowohl eine Audio- als auch eine Vibrationscharakteristik aufweist, von anderen Ereignissen durch eine Audiosignatur bei der Überwachungsinformation und ihre relative Lage (über die Audioamplitude) und die Nähe zu Vibrationen unterschieden werden. Dies ermöglicht es auch, mehrere Objekte (z. B. zehn Objekte) durch eine einzige Überwachungskomponente zu überwachen. Somit können zehn herkömmliche Sensoren für jedes Objekt durch eine Überwachungskomponente ersetzt werden.
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Die Zeit, die es dauert, bis solch komplexe Informationen über das Netz übertragen und in Echtzeit verarbeitet werden können, kann sehr lang sein oder sehr viel Datenbandbreite erfordern. Ebenso müssen solche Daten ggf. synchronisiert werden - ein einziges Auftreten eines Musters in den Informationen über einen Erfassungsparameters (z. B. Vibration) kann bedeutungslos sein, wenn es nicht gleichzeitig mit einem entsprechenden Muster in den Informationen über einen anderen Erfassungsparameter (z. B. im Audio- oder elektromagnetischen Spektrum) einhergeht. Daher kann optional eine atomar genaue Zentraluhr verwendet werden, mit der die Überwachungskomponente und/oder weitere Überwachungskomponenten und/oder das Verarbeitungssystem synchronisiert werden. Die Zentraluhr kann z. B. zur Synchronisation der Überwachungsinformationen und/oder zur Bestimmung der Zeitinformation verwendet werden.
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Es ist gemäß einer weiteren Möglichkeit vorgesehen, dass die Überwachungsinformation eine Frequenzsignatur zumindest eines der erfassten Erfassungsparameter aufweist. Dies ermöglicht es, die Größenordnung dieser Frequenzsignaturen von nah und fern zu unterscheiden, und zwar so, dass der tatsächliche Standort für feste, nicht bewegliche Objekte wie Türen oder Maschinen bestimmt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass in vielen Fällen Sensoren nicht mehr an den Objekten angebracht werden müssen. Stattdessen können ein oder zwei Gruppen von Sensoren in nur zwei Geräten (richtig positioniert) einen ganzen Bereich von Ereignissen innerhalb kurzer Zeit lernen und abbilden.
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Es kann weiter möglich sein, dass zumindest das Durchführen der Frequenzauswertung und/oder die Auswertung des Objektparameters in Echtzeit durchgeführt werden. Dabei kann auch eine zeitliche Synchronisation der Erfassung und/oder der Auswertung der Überwachungsinformationen vorgesehen sein, z. B. mittels einer Zeitinformation.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Zustand des Objekts durch das erfindungsgemäße Verfahren im laufenden Betrieb überwacht wird. Das Objekt kann als Transformator z. B. aktiv zur Spannungstransformation verwendet werden, während die Überwachung durchgeführt wird. Damit kann ein deutlicher Vorteil gegenüber invasiven Überwachungsmethoden erreicht werden, bei welchen das Objekt zumindest zeitweise abgeschaltet werden muss.
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Wenn mehr Objekte als das wenigstens eine Objekt überwacht werden, ist es ferner möglich, dass das Erfassen der wenigstens zwei unterschiedlichen Erfassungsparameter durch die (insbesondere einzige) Überwachungskomponente bei den Objekten an einem gemeinsamen Standort durchgeführt wird. Dabei kann anhand der Überwachungsinformation eine Zuordnung der Erfassungsparameter zu den Objekten durchgeführt werden, z. B. durch das Verarbeitungssystem. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass eine entsprechend hohe Auflösung bei der Erfassung gewählt wird, um diese Unterscheidung der Objekte für die Zuordnung anhand der Überwachungsinformation durchführen zu können. Bspw. weist die Überwachungsinformation eine Information über die erfassten Werte der Erfassungsparameter auf, sodass bei einer schnellen aufeinanderfolgenden Erfassung ein zeitlicher Verlauf dieser Werte ausgewertet werden kann. Eine solche feingranulare Erfassung kann bei Auftreten von Mustern und/oder Anomalien und/oder dergleichen im zeitlichen Verlauf die Unterscheidung ermöglichen. Wenn z. B. die durch die Überwachungskomponente überwachten Objekte, zwei Türen und eine Maschine, mehrere Vibrationen, Geräusche und elektromagnetischen Wellen im gleichen Zeitschlitz von bspw. 3 Sekunden erzeugen, besteht die Möglichkeit, zwischen den einzelnen diskreten Ereignissen zu unterscheiden, darin, die erfassten Erfassungsparameter wie eine Hochgeschwindigkeitskamera in Zeitlupe zu schneiden und in Sekundenbruchteilen genau und synchron zu zeigen, wie sich diese Ereignisse entwickeln.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass das (wenigstens eine) Netzwerk zumindest teilweise als das Internet ausgeführt ist, also das Internet umfasst. Auch kann das Netzwerk ein Mobilfunknetz oder wenigstens ein lokales Netz (z. B. ein LAN, also ein Local Area Network) umfassen. Es können eine Vielzahl verschiedener Überwachungskomponenten über das wenigstens eine Netzwerk mit einem (einzigen) Verarbeitungssystem in Datenverbindung stehen, um die Überwachung für die jeweiligen Objekten durchzuführen.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Überwachungskomponente zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt, aufweisend:
- - eine Erfassungskomponente zum Erfassen von wenigstens zwei unterschiedlichen Erfassungsparametern bei wenigstens einem (insbesondere aktiven und/oder passiven) Objekt, wobei vorzugsweise die Erfassungsparameter für wenigstens oder genau einen Objektparameter des Objekts spezifisch sind,
- - (optional: eine Auswertekomponente zum Durchführen einer Frequenzauswertung anhand wenigstens einem der erfassten Erfassungsparameter)
- - eine Ausgabekomponente zum Ausgeben einer Überwachungsinformation über die erfassten Erfassungsparameter (und/oder über ein Ergebnis der durchgeführten Frequenzauswertung) an wenigstens ein Netzwerk zur Übertragung an ein, insbesondere zentrales, Verarbeitungssystem zur Auswertung und insbesondere wertemäßigen Ermittlung des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation.
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Damit bringt die erfindungsgemäße Überwachungskomponente die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann die Überwachungskomponente geeignet sein, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
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Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Erfassungskomponente eine Empfangsantenne aufweist, welche dazu ausgeführt ist, den Erfassungsparameter als ein elektromagnetisches und insbesondere Niederfrequenzsignal zu erfassen, insbesondere im Bereich von 40 Hz bis 70 Hz. Auch kann es vorgesehen sein, dass die Erfassungskomponente wenigstens einen Sensor zur Erfassung des jeweiligen Erfassungsparameters aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertekomponente wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit aufweisen, um die Frequenzauswertung in der Form einer digitalen Datenverarbeitung durchzuführen. Die Ausgabekomponente kann insbesondere als eine Netzwerkschnittstelle und/oder als eine drahtlose (d. h. Funk-)Schnittstelle ausgebildet sein. Die Erfassungskomponente und/oder die Auswertekomponente können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein und insbesondere ein gemeinsames Bauteil bilden. Auch kann eine gemeinsame Leiterplatte für die Komponenten vorgesehen sein, welche in dem Gehäuse angeordnet ist.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt, aufweisend:
- - eine erfindungsgemäße Überwachungskomponente,
- - das Verarbeitungssystem zur Auswertung des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation.
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Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren und/oder eine erfindungsgemäße Überwachungskomponente beschrieben worden sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Überwachungskomponente können vorteilhafterweise die Erkennung mehrerer (loT-)physikalischer Ereignisse an mehreren Orten gleichzeitig ermöglichen, ohne dass ein physischer Kontakt mit dem Objekt erforderlich ist. Entsprechend können die Überwachungskomponente und das Objekt physikalisch beabstandet voneinander ausgebildet und/oder für die Überwachung angeordnet sein.
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Der wenigstens eine weitere Erfassungsparameter kann ferner zumindest einen der folgenden umfassen: Vibrationen, Audiogeräusche, Luftfeuchtigkeit, Licht, Infrarot, CO2 (Kohlenstoffdioxid), Flüchtige organische Verbindungen (VOC) bzw. Gesamt-VOCs (TVOC, engl. Total Volatile Organic Compounds). Das Erfassen kann bspw. ebenfalls durch die Erfassungskomponente, ggf. aber auch mit anderen Umgebungssensoren erfolgen. Es ist möglich, dass die Überwachungskomponente wenigstens einen Sensor aufweist, um die Erfassungsparameter zu erfassen. Aus den erfassten Erfassungsparametern kann die Überwachungsinformation gebildet werden, sodass die Überwachungsinformation eine Interformation über diesen Erfassungsparameter ist (z. B. wertemäßig diesen Erfassungsparameter repräsentiert). Bspw. kann im Falle der Erfassung eines Audiogeräusches als Erfassungsparameter die Überwachungsinformation eine wertemäßige Audioaufzeichnung des Audiogeräusches umfassen.
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Die Überwachungskomponente, und insbesondere die Erfassungskomponente, kann wenigstens einen Sensor umfassen, und vorzugsweise wenigstens einen der nachfolgenden Sensoren umfassen, um einen Erfassungsparameter zu erfassen:
- - einen Audiosensor, um einen Luftschall als Erfassungsparameter zu erfassen, wobei vorzugsweise der durch den Audiosensor erfasste Erfassungsparameter für ein Ein- oder Ausschalten mechanischer Schutzschalter am Objekt spezifisch sein kann, sodass vorzugsweise anhand der Überwachungsinformation der Zustand des Objekts in der Form einer Teilentladung des Objekts bestimmt werden kann,
- - einen Lichtsensor, wobei Licht bzw. eine Lichtstärke als Erfassungsparameter für ein Öffnen einer Tür und/oder für eine Tageszeit spezifisch sein kann, sodass vorzugsweise anhand der Überwachungsinformation das Öffnen der Tür als Ereignis oder die Tageszeit bestimmt werden kann,
- - einen Infrarot-Sensor, um eine Erwärmung als Erfassungsparameter zu erfassen, sodass vorzugsweise anhand der Überwachungsinformation eine Temperatur am Objekt bestimmt werden kann,
- - ein CO2-Sensor, insbesondere um anhand der Überwachungsinformation eine Anwesenheit von Menschen zu bestimmen,
- - Ein TVOC-Sensor, insbesondere um anhand der Überwachungsinformation ein Ölleck zu bestimmen,
- - Einen Drucksensor, insbesondere um anhand der Überwachungsinformation und ggf. in Kombination mit der Verwendung eines Feuchtigkeitssensors und/oder Temperatursensors eine Wettervorhersage durchzuführen.
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Es ist außerdem optional vorgesehen, dass das Verarbeitungssystem den Objektparameter oder eine weitere Information dadurch auswertet und/oder ermittelt, dass die Überwachungsinformationen verschiedener Überwachungskomponenten miteinander verarbeitet werden. Auf diese Weise kann es z. B. möglich ein, durch die Erfassung der Erfassungsparameter eine Virusübertragung durch die Luft in einem Gebäude als Objektparameter zu bewerten. Hierzu können z. B. verschiedene Überwachungskomponenten in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein, um ein internes Wettersystem oder Klima in dem Gebäude zu bestimmen. Hierzu erfasste Erfassungsparameter sind bspw. eine Luftfeuchtigkeit oder Temperatur oder dergleichen.
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Es kann zur Montage vorgesehen sein, dass zunächst die Rohdaten der Überwachungsinformation einem Installateur angezeigt werden, damit dieser in Echtzeit sehen kann, wie die Überwachungskomponente und insbesondere die Erfassungskomponente im Feld positioniert und kalibriert wird. Positionierung und Platzierung können entscheidend sein, um klare und zuverlässige Daten von der Erfassungskomponente (also eines physikalischen Sensors) zu erhalten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Visualisierung von Verfahrensschritten,
- 2 eine schematische Darstellung von Teilen eines erfindungsgemäßen Systems und einer erfindungsgemäßen Überwachungskomponente,
- 3 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Überwachungskomponente.
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In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt 5 schematisch visualisiert. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt erfolgt hierbei ein Erfassen 110 von wenigstens zwei unterschiedlichen Erfassungsparametern 210 durch eine Überwachungskomponente 20 bei wenigstens einem Objekt 5. Das Objekt 5 kann während des Erfassens 110 aktiv sein und somit z.B. im laufenden Betrieb den Erfassungsparameter 210 erzeugen und/oder beeinflussen. Der Erfassungsparameter 210 ist entsprechend für wenigstens einen Objektparameter des Objekts 5 spezifisch. Anschließend kann gemäß einem zweiten Verfahrensschritt eine optionale Frequenzauswertung 120 anhand wenigstens eines der erfassten Erfassungsparameter 210 durch die Überwachungskomponente 20 durchgeführt werden. Konkret kann hierzu eine Fast Fourier Transformation Verwendung finden, damit die Frequenzauswertung 120 auch bei geringer Rechenleistung durch die Überwachungskomponente 20 durchgeführt werden kann. Die Überwachungskomponente 20 umfasst z. B. wenigstens einen Mikrocontroller, um die Frequenzauswertung 120 durchzuführen. Anschließend kann eine Überwachungsinformation 240 über die erfassten Erfassungsparameter 210 und/oder über ein Ergebnis der Frequenzauswertung 120 an ein Netzwerk 70 bei Schritt 130 ausgegeben werden, um die Überwachungsinformation 240 an ein Verarbeitungssystem 80 zu übertragen. Das Verarbeitungssystem 80 kann zur Auswertung 140 des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation 240 dienen. Die Überwachungsinformation 240 kann z. B. als ein Datensatz ausgeführt sein, welcher Daten mit den bei der Erfassung 110 ermittelten Messwerte und/oder Werten aus einer Verarbeitung der Messwerte aufweist.
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Des Weiteren können die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, um die Auswertung 140 des wenigstens einen Objektparameters durchzuführen. Gemäß einem ersten Schritt bei der Auswertung 140 kann die ausgegebene Überwachungsinformation 240 durch das Verarbeitungssystem 80 empfangen werden. Gemäß einem zweiten Schritt bei der Auswertung 140 kann eine Verarbeitung 145 der empfangenen Überwachungsinformation 240 durch ein Auswertemittel 230 durchgeführt werden, um ein Ergebnis der Verarbeitung 145 als Information über den Objektparameter zu verwenden.
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Ferner ist es möglich, dass eine Zeitinformation 245 über einen Zeitpunkt des Erfassens 110 des Erfassungsparameters 210 durch die Überwachungskomponente 20 erfasst wird. Diese Zeitinformation 245 kann der Überwachungsinformation 240 zugeordnet werden, um die Überwachungsinformation 240 mit der zugeordneten Zeitinformation 245 bei Schritt 130 auszugeben. Die Verarbeitung 145 kann sodann anhand der Zeitinformation 245 durchgeführt werden, wobei vorzugsweise die empfangene Überwachungsinformation 240 anhand der zugeordneten Zeitinformation 245 zeitlich sortiert wird.
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In 2 sind Teile einer erfindungsgemäßen Überwachungskomponente 20 zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt schematisch dargestellt. Eine Erfassungskomponente 21 kann dabei zum Erfassen 110 von wenigstens zwei unterschiedlichen Erfassungsparametern 210 bei dem Objekt 5 dienen, wobei die Erfassungsparameter 210 für wenigstens einen Objektparameter des Objekts 5 spezifisch sind. Die Erfassungskomponente 21 kann eine Empfangsantenne 21 und/oder wenigstens einen Sensor 25 aufweisen, um die Erfassungsparameter 210 zu erfassen. Wenigstens einer der Erfassungsparameter 210 kann im Bereich von 0 Hz bis 4 kHz (z. B. für Audio) und/oder im Bereich von 0 Hz bis 400 Hz (z. B. für Vibrationen) und/oder auch als ein Niederfrequenzsignal, insbesondere im Bereich von 40 Hz bis 70 Hz, ausgebildet sein. Ferner kann optional eine Auswertekomponente 22 zum Durchführen einer Frequenzauswertung 120 anhand des erfassten Erfassungsparameters 210 vorgesehen sein. Eine Ausgabekomponente 23 kann ein Ausgeben 130 einer Überwachungsinformation 240 über die erfassten Erfassungsparameter 210 und insbesondere über ein Ergebnis der Frequenzauswertung 120 an ein Netzwerk 70 ermöglichen, um eine Übertragung der Überwachungsinformation 240 an ein Verarbeitungssystem 80 durchzuführen.
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Ebenfalls in 2 schematisch dargestellt ist ein erfindungsgemäßes System zur vernetzten Überwachung von wenigstens einem Objekt, aufweisend eine erfindungsgemäße Überwachungskomponente 20 und ein Verarbeitungssystem 80 zur Auswertung 140 des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation 240. Das Verarbeitungssystem 80 umfasst z. B. wenigstens einen Server, um eine Cloud für die Verarbeitung 145 auszubilden. Entsprechend kann das Netzwerk 70 zumindest teilweise als das Internet ausgeführt sein.
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In 3 ist eine Überwachungskomponente 20 mit weiteren Einzelheiten gezeigt. Die Überwachungskomponente 20 und/oder die wenigstens eine Auswertekomponente 22 bzw. DPU 22 der Überwachungskomponente 20 kann jeweils zumindest vier Hauptabschnitte aufweisen. In einem ersten Hauptabschnitt kann eine Gruppe von einem bis zehn Sensoren 25 der Erfassungskomponente 21 und/oder der zugehörigen Schnittstellen vorgesehen sein. In einem zweiten Hauptabschnitt kann ein Datenverarbeitungsabschnitt 26 die Frequenzauswertung 120 und/oder weitere Verarbeitungen durchführen. Hierzu kann der Datenverarbeitungsabschnitt 26 zumindest einen Mikrocontroller und/oder integrierten Schaltkreis aufweisen. Ferner kann ein Kommunikationsabschnitt 27 als dritter Hauptabschnitt vorgesehen sein. Der Kommunikationsabschnitt 27 kann optional eine WLAN-Schnittstelle (Wireless Local Area Network Schnittstelle) und/oder eine LTE-Schnittstelle (Long Term Evolution Schnittstelle) als Datenschnittstelle zum Netzwerk 70 aufweisen. Die Uplink-Bandbreite für die Ausgabe an das Netzwerk 70 kann bspw. 150 kbps betragen. Der Kommunikationsabschnitt 27 kann die Ausgabekomponente 23 aufweisen, welche zur Ausgabe über eine Funkschnittstelle, insbesondere eine 2,4 GHz-Funkschnittstelle, über eine entsprechende Antenne verfügen kann. Ein vierter Hauptabschnitt wird bspw. durch ein zentrales Uhrensystem 28 gebildet, das die Daten der Sensoren 25 (auch mit anderen DPUs) synchronisiert, indem es an eine gemeinsame Atomuhr-Referenz angeschlossen wird, mit der ggf. auch die Cloud synchronisiert wird. Die Hauptabschnitte sind bevorzugt auf einer gemeinsamen Leiterplatte befestigt, sodass die Überwachungskomponente 20 ein kompaktes Bauteil bilden kann. Die Überwachungskomponente 20 kann auf diese Weise auch unabhängig vom Objekt 5 bewegbar und insbesondere durch eine Person tragbar ausgestaltet sein.
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Es ist möglich, dass die Sensoren 25 z. B. über Standard-12C-Digitalschnittstellen oder über Analog-Digital-Wandler oder digitale Audioschnittstellen an den Datenverarbeitungsabschnitt 26 bzw. den Mikrocontroller angeschlossen sind. Die Sensoren 25 sind z. B. dazu ausgeführt, wenigstens einen der nachfolgenden Erfassungsparameter zu erfassen: Gas, Druck, Licht, Feuchtigkeit, Temperatur, Wärmebild (Gitterauge), Vibration (Beschleunigungsmesser), pyroelektrische Infrarot-Richtungserkennung, elektromagnetische Interferenz (EMI) und Audio.
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Der erfasste Erfassungsparameter 210 und/oder die weiteren erfassten Erfassungsparameter der EMI und/oder Audio und Vibration können ggf. zur gleichen Zeit parallel auf der Auswertekomponente 22 und insbesondere dem Mikrocontroller mit den FFTs (Fast Fourier Transformations) weiterverarbeitet werden, um eine optimale Datenausgabe von bspw. 1,3 kb pro Sekunde zu erreichen. Dies ist eine sehr dichte Datenrate, die es ermöglicht, genaue Frequenz- und Größendaten lokaler Ereignisse in Echtzeit zum Verarbeitungssystem zu übertragen.
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Es hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Frequenzauswertung 120 auf der lokalen Chipebene, d. h. durch die Auswertekomponente 22 ausgeführt wird, somit durch die Überwachungskomponente 20 lokal am Objekt 5 und nicht entfernt hiervon durch das Verarbeitungssystem 80.
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Die Zuverlässigkeit der Überwachung und insbesondere der Auswertung 140 des Objektparameters anhand der Überwachungsinformation 240 ist besonders zuverlässig, wenn mehrere Erfassungsparameter durch mehrere Sensoren 25 erfasst werden. Die Überwachungsinformation 240 kann dann wenigstens eine Information über diese erfassten Erfassungsparameter aufweisen. Diese Information kann durch das Verarbeitungssystem 80 ausgewertet werden, um einen Zustand des Objekts 5 zu bestimmen. Neben der Verwendung von EMI und Audio als mögliche Erfassungsparameter (ein Objekt 5 macht ein niederfrequentes „Brummgeräusch“) kommt optional auch die Verwendung einer Vibration in der Umgebung des Objekts 5 in Frage. Als Erfassungsparameter können dann mechanische Vibrationen erfasst werden, die sich langsamer durch Oberflächen bewegen als elektromagnetische Wellen oder Audio-Rauschen durch die Luft. Da ggf. auch die Feuchtigkeit und Temperatur mit dem Zustand des Objekts bzw. dem Objektparameter korreliert, kann auch die Erfassung dieser Erfassungsparameter möglich sein. Diese korrelieren dann zu komplexen Daten, die sich genau synchron mit der Zeit bewegen und die die Energiebelastung (EMI), die mit dem Zustand des Objekts 5 korreliert, genau beschreiben können.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Objekt
- 20
- Überwachungskomponente
- 21
- Erfassungskomponente
- 22
- Auswertekomponente
- 23
- Ausgabekomponente
- 25
- Sensoren
- 26
- Datenverarbeitungsabschnitt
- 27
- Kommunikationsabschnitt
- 28
- Uhrensystem
- 70
- Netzwerk
- 80
- Verarbeitungssystem
- 110
- Erfassen
- 120
- lokale Verarbeitung, Frequenzauswertung, Fouriertransformation
- 130
- Ausgeben
- 140
- Auswertung
- 145
- Verarbeitung
- 210
- Erfassungsparameter
- 230
- Auswertemittel
- 240
- Überwachungsinformation
- 245
- Zeitinformation
- 250
- Frequenzanteile, Spektrum
