DE19517895A1

DE19517895A1 - Elektronisches Registriergerät für Sensordaten

Info

Publication number: DE19517895A1
Application number: DE1995117895
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Krzyminski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-21

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Registriergerät für Sensordaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektronische Registriergeräte für eingangsseitig zugeführte Sensorsignale sind beispielsweise aus der EP 545 244 A1, der DE OS 29 17 915 und der G 87 10 236 bekannt. Diese bekannten Registriergeräte bzw. Überwachungsgeräte habe sich zwar zum Teil bewährt, sind aber weiter verbesserungsbedürftig, um ein breites Anwendungsspektrum abzudecken.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches Registriergerät für Sensordaten zu schaffen, das vielseitig anwendbar und einsetzbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß besteht der Datenspeicher des Registriergerätes aus einem ersten und einem zweiten Speicher, die innerhalb des Gerätes räumlich voneinander getrennt sind. Der erste Speicher ist ein S-RAM und ist fest in die Schaltung des Gerätes integriert. Der zweite Speicher bildet eine manuell handhabbare Speicherkarte, die über eine Steckerleiste an das Gerät anschließbar und abziehbar ist.

Diese Speicherkarte bildet den eigentlichen Hauptdatenspeicher für die digitalisierten Sensorsignale, die so mit einem speziellen Auswertegerät, wie z. B. einem Laptop-PC auslesbar und auswertbar sind. Hierbei dient der erste Speicher dazu, den Datenfluß von dem Mikrocontroller abzufangen, während der zweite Speicher zu Lesezwecken entfernt ist. Damit ist sichergestellt, daß in dem aufgezeichneten Datenfluß von den Sensoren keine Lücke entsteht. Nach dem Einstecken des zweiten Speichers in Form der manuell handhabbaren Speicherkarte, die nach einer Weiterbildung der Erfindung eine PCMCIA-Karte ist, werden die inzwischen aufgelaufenen Sensordaten aus dem ersten Speicher auf den zweiten Speicher umgeschrieben, was den Vorteil beinhaltet, daß der erste Speicher keine sehr große Speicher kapazität aufweisen muß.

Damit kann erfindungsgemäß eine Datenabfrage mittels der Speicherkarte erfolgen, die den zweiten Speicher bildet. Zusätzlich ist erfindungsgemäß eine drahtlose oder eine leitungsgebundene Abfrage- und Anschlußmöglichkeit für ein externes Abfrage- und Auswertegerät vorgesehen.

Bei der drahtlosen Ankopplung kann ein Global Positions Satellitensystem zur Anwendung kommen. Ist zusätzlich eine GPS-Antenne (Global-Positioning-System-Antenne) angeschlossen oder innerhalb des Gerätes ausgebildet, dann kann die jeweilige Position des Registriergerätes ermittelt werden. In diesem Fall können den GPS-Positionsdaten die gemessenen Sensordaten zugeordnet werden. Das System ist dadurch insbesondere zur Transportüberwachung von hochwertigen Gütern geeignet. Insbesondere sind zur Transportüberwachung Sensoren vorgesehen, die die Beschleunigung (Erschütterung), die Temperatur, die Luftfeuchtigkeit und die Neigung registrieren. Das System kann gleichfalls als Transponder ausgelegt werden.

Die Transportüberwachung kann mit dem erfindungsgemäßen Gerät auch ohne Global Positions System erfolgen, indem den Sensordaten die Uhrzeit und das Datum von einem internen Uhrenbaustein zugeordnet werden. Dadurch wird feststellbar, zu welchem Zeitpunkt welche Beanspruchungen auf das Transportgut gewirkt haben. Das Registriergerät wird dem zu versendenden Warengut beigelegt. Folglich kann das Gerät neben dem Netzbetrieb mittels Batterien mit Energie versorgt werden.

Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Gerät während der Registrierung mit Datenleitungen an ein Auswertegerät anschließbar, was über eine entsprechende Schnittstelle erfolgt. In diesem Fall kann das Gerät zur Betriebsüberwachung von Maschinen, zur Maschinendiagnose, zum Umweltmonitoring, zur industriellen Prozeßkontrolle oder zur Einbruchsicherung herangezogen werden. Mittels der Datenleitung zu dem Gerät können die aktuellen Daten bei Bedarf abgefragt werden. Und nach der Erfindung werden die Daten und Ereignisse in dem zweiten Speicher gespeichert, sind daher nachträglich auswertbar, indem die Karte entnommen und durch andere ersetzt wird.

Damit ergibt sich der Vorteil, daß die Daten zu einem Auswertegerät transportierbar sind, ohne das Registriergerät selbst vom Meßort zu entfernen.

Ohne Leitungen zu einem externen Auswertegerät läßt sich das Registriergerät z. B. als Unfallregistriergerät in mobilen Fahrzeugen einsetzen, wobei alle wesentlichen Informationen auf dem manuell ausziehbaren zweiten Speicher zwischengespeichert sind.

Die mit dem Registriergerät gemessenen und gespeicherten Sensor- und/oder Positionsdaten können durch Anschluß eines Sendesystems über eine Schnittstelle kabellos, via Satellit, an räumlich weit entfernte Empfangsstationen übertragen werden.

Der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Gerätes wird wesentlich durch die Art der ausgewählten Sensoren bestimmt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1. ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Registriergerätes.

Fig. 1 zeigt ein Registriergerät 1 mit einem Mikrocontroller 2, der durch ein Quarz 30 getaktet wird, einem mehrkanaligen AD-Wandler 9, dem eingangsseitig Signale von Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 zugeführt werden. Die Anzahl und die Art der Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 kann je nach Anwendungsfall variieren. Ebenso können die Sensoren innerhalb des Gerätes 1 oder extern angeschlossen sein.

Insbesondere erfassen die Sensoren 3, 4, 5, 6 die Beschleunigung in drei Koordinatenachsen, die Temperatur, die Luftfeuchte und die Neigung. Damit eignet sich das Gerät bevorzugt zur Transportüberwachung von hochwertigen Gütern. Bei dem Sensor 7 kann es sich um einen Rauchmelder handeln.

Die digitalisierten Daten von den Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 werden über einen Bus 10 dem Mikrocontroller 2 zugeführt. Der Controller 2 führt die Daten über einen Bus 24 einer Steckerleiste 25 zu, in die eine manuell handhabbare Speicherkarte 26 einsteckbar und ausziehbar ist. Zum Auslesen der Daten wird die Speicherkarte 26 mit der Hand abgezogen und einem Auswertegerät, zum Beispiel einem Laptop (nicht dargestellt) zugeführt. Das Auswertegerät kann gleichfalls direkt angeschlossen sein, was über eine weitere Steckerleiste 29 erfolgen kann, die mit einem Bus 28 mit dem Mikrocontroller 2 verbunden ist. Bei der Schnittstelle bzw. Steckerleiste 29 handelt es sich bevorzugt um eine RS-232 Schnittstelle, an die auch ein Global Positions Systeme 32 und andere Satellitensignale zuführbar und abgreifbar sind. Folglich dient die Steckerleiste 29 der Datenübertragung.

Hierbei kann eine Satelliten-Sendeeinheit mit einer Antenne 12 innerhalb des Gerätes untergebracht sein, um z. B. bei Diebstahl das Transportgut bzw. Fahrzeug orten zu können.

Die Steckerleiste 11 dient dazu, die analogen Signale der Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 abfragen und überprüfen zu können, was insbesondere im Servicefall von Vorteil ist.

Ein Überwachungsgerät 13 detektiert die Höhe der Batteriespannung und die Spannung von den Sensoren 3, 4, 5, 6, 7, um den Betrieb des Gerätes 1 sicherzustellen. Weiter ist eine Anzeige 23, vorzugsweise ein LCD-Display vorgesehen, das über einen Bus 22 die gespeicherten Sensordaten schrittweise im Takt eines Tasters 31 anzeigt. Ebenso kann das LCD-Display den Ladezustand und die Höhe der Spannung der Batterien anzeigen. Über einen Bus 14 ist ein elektronischer Baustein zur Abgabe einer Geräte-Identifikations-Nummer vorgesehen, die den ermittelten Daten zugeordnet wird. Die Geräte-Identifikations-Nummer ist nicht manipulierbar. Ein Bus 16 schließt einen Uhrenbaustein an, der den Sensorsignalen die aktuell Zeit und das Datum zuordnet. Ein austauschbares EPROM 19, das über den Bus 18 an den Mikrocontroller 2 angeschlossen ist, beinhaltet das Programm für die Steuerung des Microcontrollers.

Weiter ist eine Datenleitung 20 vorgesehen, die einen S-RAM-Speicher 21 mit dem Controller 2 verbindet. Der S-RAM-Speicher mit einer Speicherkapazität von vorzugsweise 256 K dient dazu, den Datenfluß und die Speicherung während des Entfernens und Auswertens der Karte 26 sicherzustellen. Je nach Anwendungsfall kann der S-RAM-Speicher auch eine größere Speicherkapazität aufweisen.

Bezugszeichenliste

01 = Registriergerät
02 = Microcontroller
03 = Sensor (Beschleunigung)
04 = Sensor (Temperatur)
05 = Sensor (Luftfeuchte)
06 = Sensor (Neigung)
07 = Sensor (Rauchmelder)
08 = Sensorsignal-Datenbus
09 = mehrkanaliger AD-Wandler
10 = Datenbus
11 = Steckerleiste
12 = Satelliten-Sende-Einheit mit Antenne
13 = Überwachungsschaltung
14 = Bus
15 = elektronischer Baustein für Seriennummer
16 = Bus
17 = Uhrenbaustein
18 = Bus
19 = EPROM
20 = Bus
21 = S-RAM
22 = Bus
23 = Anzeige
24 = Bus
25 = Steckerleiste
26 = manuell handhabbare Speicherkarte
27 = frei
28 = Bus
29 = Steckerleiste
30 = Quarz
31 = Taster
32 = Global-Positioning-System mit Antenne

Claims

1. Elektronisches Registriergerät für Sensordaten, mit mehreren Sensoren, einem Mehrkanal- AD-Wandler, einem Mikrocontroller, dem Sensordaten von den Sensoren über den AD- Wandler zugeführt werden, einem Festwertspeicher und einem Datenspeicher, in dem die Sensordaten bis zur Auswertung zwischengespeichert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Datenspeicher einen ersten Speicher (21) und einen zweiten Speicher umfaßt,
daß der erste Speicher (21) ein S-RAM ist, und
daß der zweite Speicher (26) eine manuell handhabbare Speicherkarte (26) ist, die über eine Steckerleiste (25) an das Registriergerät (1) anschließbar ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher (21) einen Zwischenspeicher bildet, der die Sensordaten bei entferntem zweiten Speicher vorübergehend zwischenspeichert.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Speicher eine Speicherkarte nach PCMCIA-Standard ist.

4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steckerleiste (29) vorgesehen ist, an die entfernte Datenauswertegeräte, Sende- und/oder Empfangsanlagen anschließbar sind.

5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gerätes (1) eine Sende- und/oder Empfangssystem (32) untergebracht ist.

6. Gerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige (23), insbesondere ein LCD-Display vorgesehen ist.

7. Gerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungs-Schattung (13) vorgesehen ist, die die Batteriespannung bzw. die Netzspannung und die Höhe der Sensorspannungen kontrolliert.

8. Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Baustein (15) vorgesehen ist, der eine fälschungssichere Geräteseriennummer bzw. eine Geräte-Identifikationsnummer abgibt.

9. Gerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Uhrenbaustein (17) vorgesehen ist, der die aktuelle Uhrzeit und das Datum den gespeicherten Sensordaten zuordnet.

10. Gerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steckerleiste (11) vorgesehen ist, an der die analogen Sensorspannungen abgreifbar sind.

11. Gerät nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher (21) vorzugsweise eine Speicherkapazität von 256 K aufweist.

12. Gerät nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taster (31) vorgesehen ist, über den die gespeicherten Sensordaten sowie die Batteriespannung und Betriebszustände des Gerätes in einer Anzeige (23) aufeinanderfolgend anzeigbar sind.