DE19915097A1

DE19915097A1 - Vorrichtung und Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung

Info

Publication number: DE19915097A1
Application number: DE19915097A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lang; Knut Adams
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-12
Also published as: EP1163645A1; WO2000060546A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (MC) und ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnittstelle (S1...S4) zur Zuführung von Eingangsdaten (I1...I4), insbesondere von Daten eines Fahrzeugs (F1...Fn), einer Maschine etc., mit einer mit der Eingangsschnittstelle (S1...S4) koppelbaren Signalverarbeitungsvorrichtung (16) zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnittstelle(n) (I1...I4) zugeführten Eingangsdaten (I1...l4) und mit einer Ausgangsschnittstelle (SA) zur Zuführung von Ausgangsdaten (17) der Signalverarbeitungsvorrichtung (16) an eine Sende-Empfangsvorrichtung (5) zur Übertragung der Ausgangsdaten (17) an eine Zentrale (15). Eine automatisierte und systematische Datenerfassung für Prozeßdatenerfassung, Alarmmeldung etc. kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) Mittel (A, L, D) zur Aufzeichnung und Bewertung von vorgebbaren Eingangsdaten (I1...I4) zu vorgebbaren Zeitpunkten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur insbesondere mo bilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnitt stelle zur Zuführung von Eingangssignalen, insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc., mit einer mit der Eingangsschnittstelle koppelbaren Signalverarbei tungsvorrichtung zur Signalverarbeitung der über die Ein gangsschnittstelle zugeführten Eingangssignale.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung von über mindestens eine Eingangs schnittstelle zugeführten Eingangssignalen, insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc., bei dem die Eingangsschnittstelle mit einer Signalverarbeitungsvor richtung zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnitt stelle zugeführten Eingangssignale gekoppelt ist.

Eine derartige Vorrichtung kommt beispielsweise bei Fahrzeu gen, beispielsweise Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Bau maschinen, landwirtschaftliche Maschinen etc. zum Einsatz. Dabei ist häufig eine systematische Betriebsdatenerfassung und Überwachung der Fahrzeuge wünschenswert.

Eine derartige Vorrichtung ist aus GB 2,194,119 A1 bekannt. Die Datenerfassungsvorrichtung enthält dabei Eingangssenso ren, die den Status oder bestimmte Sicherheitsbedingungen aufzeichnen. Darüber hinaus ist eine Signalverarbeitungsvor richtung vorgesehen, die einen Statusreport erstellt, der die Identität und den Ort der Datenerfassungvorrichtung sowie die jeweiligen Betriebsdaten enthält. Mit der Datenerfassungsvor richtung ist ein Wählgerät sowie ein Funktelefon verbunden, welches den Statusreport an eine entfernte Station übermit telt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung an zugeben, die bzw. das auf einfache Weise eine automatisierte und systematische Datenerfassung und Weiterleitung von Pro zeßdaten, Alarmmeldungen etc. ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnitt stelle zur Zuführung von Eingangssignalen insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc. gelöst, mit einer mit der Eingangsschnittstelle koppelbaren Signal verarbeitungsvorrichtung zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnittstelle(n) zugeführten Eingangssignale und zur Aufzeichnung von vorgebbaren Daten der Eingangssignale zu vorgebbaren Zeitpunkten und mit einer Ausgangsschnittstelle zur Zuführung von aus den Eingangssignalen in der Signalver arbeitungsvorrichtung nach vorgebbaren Regeln abgeleiteten Ausgangsdaten der Signalverarbeitungsvorrichtung an eine Signalaufbereitungsvorrichtung zur Aufbereitung der Ausgangs daten an eine mit der Vorrichtung koppelbare Sende- Empfangseinheit zur selbsttätigen und/oder auf Anfrage einge leiteten Übertragung der Ausgangsdaten an die eine Zentrale und/oder an einen vorbestimmten Empfänger.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur insbesondere mobi len Datenerfassung von über mindestens eine Eingangsschnitt stelle zugeführten Eingangssignalen, insbesondere von Be triebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc. gelöst, bei dem die Eingangsschnittstelle mit einer Signalverarbeitungs vorrichtung zur Signalverarbeitung der über die Eingangs schnittstelle zugeführten Eingangssignale gekoppelt ist, bei dem vorgebbare Daten der Eingangssignale zu vorgebbaren Zeit punkten von der Signalverarbeitungsvorrichtung aufgezeichnet und aus den Eingangssignalen in der Signalverarbeitungsvor richtung nach vorgebbaren Regeln Ausgangsdaten abgeleitet werden, die an eine mit der Signalverarbeitungsvorrichtung koppelbare Sende-Empfangseinheit selbsttätig und/oder auf An frage an eine Zentrale und/oder an einen vorbestimmten Adres saten weitergeleitet werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das durch den Einsatz einer mobilen Datenerfassungsvorrichtung, insbesonde re im Bereich von komplexen Baumaschinen, Baufahrzeugen sowie Nutzfahrzeugen etc. eine systematische Datenerfassung erfol gen kann, die insgesamt zu einer höheren Verfügbarkeit der jeweiligen Fahrzeuge etc. führt. Hierzu werden der Datener fassungsvorrichtung über die Eingangsschnittstelle die je weils für eine Auswertung und Diagnose benötigten Eingangs signale zugeführt. In der Signalverarbeitungsvorrichtung der Datenerfassungsvorrichtung werden diese Eingangsdaten der Eingangssignale entweder im Betrieb des jeweiligen Fahrzeugs oder auch bei Stillstand des Fahrzeugs nach vorher festgeleg ten Regeln, die in der Signalverarbeitungsvorrichtung gespei chert sind, ausgewertet und entweder selbsttätig oder auf An frage beispielsweise einer Zentrale über die Sende- Empfangseinheit an einen bestimmten Adressaten oder an die Zentrale weitergeleitet. Die beispielsweise für einen be stimmten Fuhrpark zuständige Zentrale enthält hierdurch eine umfassende Übersicht zu den jeweiligen Maschinenzuständen und zu den Meßwerten der Fahrzeuge, wodurch beispielsweise früh zeitig technische Störungen in Bezug auf Betriebssicherheit und Verfügbarkeit des jeweiligen Fahrzeugs erkannt werden können. Darüber hinaus lassen sich hierdurch auch die jewei ligen Serviceintervalle fahrzeugindividuell optimieren. Die für die Auswertung der jeweiligen Eingangsdaten erforderli chen Regeln sind in der Signalverarbeitungsvorrichtung ge speichert und können jeweils individuell an das jeweilige Fahrzeug etc. und die jeweils individuellen Einsatzbedingun gen angepaßt werden.

Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Projektie rung der Datenerfassungsvorrichtung kann dadurch erzielt wer den, daß die Vorrichtung mindestens einen beschreibbaren Speicher zur Speicherung eines Betriebssystems der Vorrich tung und/oder der vorgebbaren Regeln aufweist, wobei die für den Speicher bestimmten Speicherdaten über die Sende- Empfangseinheit fernladbar sind.

Eine effektive Datenverarbeitung durch die Signalverarbei tungsvorrichtung unabhängig vom jeweiligen Datenformat der Eingangssignale kann dadurch erzielt werden, daß die Vorrich tung eine zwischen Eingangsschnittstelle und Signalverarbei tungsvorrichtung angeordneten Datenumsetzer aufweist, der zur Entzerrung der zugeführten Eingangssignale und zur Bereit stellung eines einheitlichen Datenformats der über die Ein gangsschnittstelle(n) zugeführten Eingangssignale dient.

Eine zusätzliche Aufbereitung der Eingangsdaten bezüglich der spezifischen Adressen kann in der Weise erfolgen, daß die Vorrichtung eine zwischen Datenumsetzer und Eingangsschnitt stelle(n) vorgesehene Adress-Zuordnungs-Einheit aufweist, die zur Umsetzung der quellspezifischen Adressen der Eingangs signale auf das Adressformat des Datenumsetzers vorgesehen ist.

Ein Datenaufzeichnung und -analyse ähnlich einem Oszilloskop kann dadurch ermöglicht werden, daß die Signalverarbeitungs vorrichtung eine Datenanalyseeinheit aufweist, die zur Auf zeichnung von ausgewählten Eingangssignalen zu vorgebbaren Zeitpunkten vorgesehen ist, wobei die Vorgabe von Aufzeich nungsregeln von der Zentrale aus zur Kurzzeit-Beobachtung von aus den Eingangssignalen ableitbaren Informationen erfolgt. Ein energiesparender Betrieb der Vorrichtung, der im mobilen Einsatz von entscheidender Bedeutung ist, kann dadurch er zielt werden, daß die Vorrichtung in von einem Motor betrie benen mobilen Fahrzeug installiert ist und eine Anschlußvor richtung zum Anschluß an die Versorgungsspannung des Fahr zeugs aufweist, daß die Vorrichtung Mittel zur Detektion min destens eines ersten Betriebszustands "Generator der Versor gungsspannungsquelle in Betrieb" und eines zweiten Betriebs zustands "Generator der Versorgungsspannungsquelle nicht in Betrieb" aufweist, wobei im zweiten Betriebszustand eine Un terbrechung der Arbeit der Datenanalyseeinheit erfolgt. Eine Alarmüberwachung und eine Langzeitdatenerfassung kann dabei ggf. weiterlaufen.

Ein benutzerfreundliches Monitoring und eine zielgerichtete Diagnose aufgrund der von der mobilen Datenerfassungsvorrich tung verarbeitbaren Eingangssignale insbesondere im Sinne ei ner Langzeitauswertung kann in der Weise erfolgen, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Datenverarbeitungseinheit zur Aufzeichnung von aus den Eingangssignalen nach vorgebba ren Regeln ableitbaren Informationsdaten aufweist und daß die Vorrichtung einen ersten Speicher zur Speicherung der Regeln der Datenverarbeitungseinheit aufweist.

Das Powermanagement der Datenerfassungsvorrichtung wird da durch weiter verbessert, daß der erste Speicher zwei Spei cherbereiche aufweist, wobei ein erster Speicherbereich die Regeln für den Betriebszustand "Generator der Versorgungs spannungsquelle in Betrieb" und ein zweiter Speicherbereich die Regeln für den Betriebszustand "Generator der Versor gungsspannungsquelle nicht in Betrieb" enthält.

Eine Alarmfunktion der Datenerfassungsvorrichtung kann da durch erzeugt werden, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Alarmeinheit zur Überwachung von aus den Eingangssigna len nach vorgebbaren Alarmregeln ableitbaren Informationsda ten aufweist, daß die Vorrichtung einen zweiten Speicher zur Speicherung der Regeln der Alarmeinheit aufweist.

Ein Beobachtung der jeweils erfolgten Alarme beispielsweise für statistische Auswertungen kann in der Weise sicherge stellt werden, daß die Vorrichtung ein Alarmarchiv zum Ein trag von erfolgten Alarmen aufweist.

Ein Beobachten der in der Datenerfassungsvorrichtung gesam melten und auch über eine Online-Verbindung abfragbaren Ein gangssignale und der daraus ableitbaren Informationen wird dadurch sichergestellt, daß die Signalverarbeitungsvorrich tung eine Beobachtungseinheit zur direkten Beobachtung von Eingangssignalen und/oder von aus den Eingangssignalen ab leitbaren Informationsdaten aufweist.

Ein zusätzliches Eingreifen im Sinne von Bedienen und Beob achten wird dadurch erzielt, daß die Beobachtungseinheit als Bedien- und Beobachtungseinheit auch zur direkten Bedienung von Betriebszuständen eines mit der Vorrichtung gekoppelten Fahrzeugs über die Ein-/Ausgangsschnittstelle(n) einspeisbare Steuersignale aufweist.

Die Anwendungsmöglichkeiten der Datenerfassungsvorrichtung sowie die Aufbereitung der Eingangsdaten kann dadurch noch mals vergrößert bzw. erweitert werden, daß die Vorrichtung mit einem GPS-Empfänger koppelbar ist.

Eine Realisierung der Datenerfassung auch unter Mehrfachnut zung von Komponenten kann besonders vorteilhaft und kosten sparend in der Weise erfolgen, daß die Vorrichtung in einem Autoradioempfänger und/oder in einer Autoradioempfän ger/Mobiltelefongerätekombination integriert oder damit ge koppelt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels ei nes Gesamtsystems zur mobilen Datenerfassung,

Fig. 2 eine Darstellung zur Grobstruktur der Datenerfas sungsvorrichtung,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Datenerfassungsvorrichtung,

Fig. 4 ein Übersichtsbild beispielhafter Projektierungsda ten einer Datenerfassungsvorrichtung,

Fig. 5 ein Beispiel einer Maske zur Einstellung von Regeln einer Datenanalyseeinheit.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Gesamtsystems zur mobilen Datenerfassung. Das Datener fassungssystem umfaßt Fahrzeuge F1. .Fn einer Fahrzeugflotte. Die Fahrzeuge F1. .Fn sind jeweils mit einer Datenerfassungs vorrichtung MC ausgestattet, wobei die Datenerfassungsvor richtung MC und das Zusammenwirken mit weiterer Komponenten des jeweiligen Fahrzeugs F1. .Fn jeweils lediglich anhand des Fahrzeugs F1 gezeigt ist. Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist Eingangsschnittstellen S1. .S4 auf, über die jeweils Eingangssignale I1. .I4 aus Datenquellen Q1. .Q4 zugeführt wer den. Die erste Schnittstelle S1 ist beispielsweise zur Verar beitung von Eingangssignalen eines Kommunikationsbusses vor gesehen, wie er bei Fahrzeugen als sogenannter CAN-Bus (CAN = Controller Area Network)zum Einsatz kommt. Über einen derar tigen Datenbus werden beispielsweise Betriebsdaten für Motor temperatur, Wassertemperatur, Öldruck, Öltemperatur, Batte riespannung etc. übertragen. Die zweite Schnittstelle S2 ist beispielsweise als serielle Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß einer Tastatur etc. ausgebildet, während die dritte Schnittstelle S3, beispielsweise als sogenannte "On Board I/O" Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß von Sensoren, Gebern etc. vorgesehen ist. Die vierte Schnittstelle S4 dient zum optionalen Anschluß eines GPS-Moduls (GPS = Global Posi tioning System) Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist eine Ausgangsschnittstelle SA auf, die mit einer Sende- Empfangseinheit 5, beispielsweise ein GSM-Modul (GSM = Global System for Mobile Communication) gekoppelt ist. Das GSM-Modul 5 ist mit einer Sende-Empfangsantenne 6 verbunden. Das Fahr zeug F1 kann über eine Funkschnittstelle 9 zwischen der An tenne 6 der Datenerfassungsvorrichtung MC und einer Antenne 11 einer Basisstation 10a. .10n eine bidirektionale Datenver bindung aufbauen. Die Basisstationen 10a. .10n eines GSM- Mobilfunknetzes N stehen mit einem Netzbetreiber 13 des Mo bilfunknetzes N in Verbindung. Vom Betreiber 13 des Mobilfun knetzes N besteht eine Verbindung 14 zu einer Zentrale 15. Alternativ oder additiv ist eine weitere Datenverbindung als mobile Datenverbindung 16 über eine weitere Basisstation 17 zwischen einem Empfänger E zum Betreiber 13 als mobile Daten verbindung 12 möglich. Als Mensch-Maschine-Interface zur Kom munikation zwischen der Zentrale 15 und der Datenerfassungs vorrichtung MC dient beispielsweise ein Rechner 20 mit Daten verarbeitungsvorrichtung 22, Monitor 21 und Tastatur 23.

Fig. 1 zeigt die Einbettung der Datenverfassungsvorrichtung MC innerhalb eines Systems zur Überwachung und Diagnose von Fahrzeugen F1. .Fn. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Fahr zeuge F1. .Fn können auch sonstige mobile wie auch stationäre Fahrzeuge und Maschine, beispielsweise Baufahrzeuge, Krane, Container, Schienenfahrzeuge etc. innerhalb eines derartigen Systems eingebunden werden. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 noch ausführlich erläutert wird, zeichnet die Datenerfas sungsvorrichtung MC bestimmte Eingangssignale I1. .I4 über ei nen längeren Zeitraum auf. So können beispielsweise Signale, die die Betriebssicherheit des Fahrzeugs F1. .Fn betreffen, wie beispielsweise Wassertemperatur, Öltemperatur, Kühltempe ratur eines Kühlfahrzeugs etc. entsprechend den in der Daten erfassungsvorrichtung MC gespeicherten Regeln zu bestimmten Zeitpunkten aufgezeichnet werden. Die so aufgezeichneten Si gnale können dann über die Ausgangsschnittstelle entweder auf Anfrage der Zentrale 15 oder auf Anfrage eines sonstigen Emp fängers E über die Ausgangsschnittstelle SA und die damit verbundene Funk-Sende-Empfangseinheit 5 an die Zentrale 15 und/oder den Empfänger E übertragen werden. Hierdurch kann beispielsweise im Störungsfall des Fahrzeugs F1. .Fn eine ef fektive Fehlerdiagnose erfolgen. Zudem besteht die Möglich keit, in der Datenerfassungsvorrichtung MC bestimmte Ein gangssignale I1. .I4 über einen kurzen Zeitraum, beispielswei se durch Trigger-Ereignisse gestartet bzw. gestoppt, eben falls aufzuzeichnen und so hoch aktuelle Maschinen- Fahrzeugzustände aufgrund einer sehr aktuellen Anzeige zu er halten und entsprechende Wartungs- bzw. Reparaturmaßnahmen usw. einzuleiten. Die Aufzeichnung von Signalen über einen kurzen Zeitraum kann beispielsweise auch in Form einer direk ten Dialogverbindung zwischen der Zentrale 15 und der Daten erfassungsvorrichtung MC über eine Online-Verbindung in Form der Luftschnittstelle 9 erfolgen. Die Regeln in der Datener fassungsvorrichtung MC können derart ausgebildet sein, daß auch eine selbsttätige Alarmmeldung bei Eintritt von bestimm ten Störereignissen, beispielsweise Grenzwertüberschreitun gen, erfolgen kann. Aufgrund der über die GPS-Datenquelle Q4 zugeführten Standortdaten kann die Datenerfassungsvorrichtung MC darüber hinaus Standortdaten an die Zentrale übermitteln. Hierdurch ergibt sich zum einen eine Diebstahlüberwachung und zum anderen kann ein übersichtliches Flottenmanagement der von der Zentrale 15 aus zu erfassenden Fahrzeuge einer Fahr zeugflotte F1. .Fn erfolgen. Zudem ist über die Funkverbindung 9 zwischen der Zentrale 15 und dem Fahrzeug F1 auch bei Be darf eine Sprachverbindung zwischen dem Führer des Fahrzeugs F1 und der Zentrale 15 möglich, ohne daß eine separate Funk- Sende-Empfangsvorrichtung hierzu erforderlich wäre. Weiter kann beispielsweise bei einem Fehlerfall auch vor Ort über die Schnittstelle 52 beispielsweise ein Notebook etc. ange schlossen werden und so vor Ort die aufgezeichneten Signale für eine Fehlerermittlung ausgewertet werden. Eine optimale Darstellung der von der Datenerfassungsvorrichtung MC an die Zentrale 15 übermittelten Informationen wird dadurch ermög licht, daß in der Rechnereinrichtung 22 ein Softwarepaket in stalliert ist, welches beispielsweise auf dem Bedien- und Be obachtungssystem der Firma Siemens WinCC oder auf Betriebssy sternen wie Windows basiert. Hierdurch wird auch eine Verwal tung, beispielsweise der eingehenden Alarmmeldungen, opti miert. Von der Zentrale aus können darüber hinaus spezielle Informationen für die Fahrzeuge F1. .Fn, beispielsweise Ver kehrsfunk, Daten- und/oder Auftragsdaten etc. fahrzeugindivi duell oder flottenindividuell übermittelt werden. Die Regeln in der Datenerfassungsvorrichtung MC zur Erfassung und Über mittlung von Eingangssignaldaten 1a. .4a an die Zentrale sind in der Datenerfassungsvorrichtung MC in der Weise gespei chert, daß ein Fernladen der Regeln von der Zentrale 15 aus an die Datenerfassungsvorrichtung MC über die Luftschnitt stelle 9 möglich ist.

Fig. 2 zeigt ein Übersichtsbild zur Grobstruktur einer Daten erfassungsvorrichtung, wobei diese Struktur auch im Zusammen hang mit der genaueren Prinzipdarstellung von Fig. 3 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung für die Datenerfassung und Datenverarbeitung einer Datenerfassungsvorrichtung MC. Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist wie bereits im Zusam menhang mit Fig. 1 prinzipiell erläutert wurde, Eingangs schnittstellen S1. .S4 auf. Die erste Schnittstelle S1 ist beispielsweise als CAN-Schnittstelle (CAN = Controller Area Network) ausgebildet. Die zweite Schnittstelle S2 ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel als serielle Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß einer Tastatur ausgebildet, während die dritte Schnittstelle S3 als soge nannte Onboard-Input-Output-Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß von Sensoren, Gebern etc. ausgebildet ist. Die vier te Schnittstelle S4 dient zum Anschluß der Daten eines GPS- Moduls (GPS = Global Positioning System). Die über die Schnittstellen S1. .S4 zugeführten Eingangssignale I1. .I4 wer den über eine Adresszuordnungseinheit A2 und einen Datenum setzer EA an eine Signalverarbeitungsvorrichtung 1 weiterge leitet. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 1 weist eine Aus gangsschnittstelle SA auf, über die Ausgangssignale 18 an ei nen Kommunikationstreiber KT, beispielsweise einen GSM- Treiber weitergeleitet werden. Die Signalverarbeitungsvor richtung 16 enthält Mittel A, L, D, M zur Aufzeichnung und Moni toring von vorgebbaren Eingangssignalen I1. .I4 zu vorgebbaren Zeitpunkten. Die Mittel L, A, D, M bestehen im einzelnen aus ei ner Datenanalyseeinheit D, die zur Aufzeichnung von ausge wählten Eingangssignalen I1. .I4 zu vorgebbaren Zeitpunkten vorgesehen ist, wobei die Vorgabe der Aufzeichnungsregeln von der Zentrale aus zur Kurzzeitbeobachtung von aus den Ein gangssignalen 1a. .4a ableitbaren Informationen erfolgt. Die entsprechenden Regeln sind in einem Data-Analyser-Regel- Interpreter DR gespeichert. Über eine Verbindung D1 besteht die Möglichkeit, die im Speicher DR gespeicherten Regeln über die Ausgangsschnittstelle SA fernzuladen. Die Aufzeichnung der mit Hilfe der Datenanalyseeinheit D ermittelten Datensi gnale d erfolgt mit Hilfe der Aufzeichnungsvorrichtung DA so wie eines Datenpuffers DP. In ähnlicher Weise ist die Daten verarbeitungseinheit L aufgebaut. Auch die Datenverarbei tungseinheit L enthält einen Speicher LR zur Speicherung der Regeln für die Aufzeichnung der mit Hilfe der Datenverarbei tungseinheit L zu verarbeitenden Eingangssignale 1. Darüber hinaus ist eine Vorverarbeitungseinheit LV, eine Datenauf zeichnungseinheit LA sowie ein Datenpuffer LP vorgesehen. Weitere Verarbeitungseinheiten der Signalverarbeitungsvor richtung 16 sind die Alarmeinheit A zur Überwachung von aus den Eingangssignalen 1a. .4a nach vorgebbaren Alarmregeln ab leitbaren Informationsdaten. Die Alarmeinheit A besteht aus einem Speicher AR zur Speicherung der Alarm- Überwachungsregeln. Die Überwachung der Alarme erfolgt durch Auswertung der Alarmeinheit zugeführten Alarmsignale a, die an eine Alarmüberwachungseinheit AÜ und ein Alarmarchiv AA weitergeleitet werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten mobilen Datenerfassungsvorrichtung anhand der jeweiligen Funktionsblöcke näher erläutert werden. Die Adresszuordnungs einheit A2 wird aus Adress-Zuordnungstabellen gebildet, die die Umsetzung zwischen quellspezifischen Adressen und den Eingangsabbild des Datenumsetzers EA vornehmen. Je nach Quel le, je nach Art der zugeführten Eingangssignale I1. .I4 sind die Adresszuordnungstabellen der Adresszuordnungseinheit A2 somit auch unterschiedlich aufgebaut. Gemeinsam ist ihnen je doch die Angabe von Format (Bit, Byte, Word. . .), Adresse im jeweiligen Ein-/Ausgangsabbild des Datenumsetzers EA, Bit- Offset bei Bittypen sowie gegebenenfalls Länge. Der Datenum setzer EA ist zur platzsparenden Adressierung in Datenformat bereiche getrennt, in die als Eingangs-Abbild die über die unterschiedlichen Quellen erhaltenen Daten eingetragen wer den. Die Aufgaben des Datenumsetzers EA sind die Entzerrung zwischen der asynchronen Anlieferung der Daten durch die Quellen und der Auswertung durch die nachgeschaltete Signal verarbeitungsvorrichtung 1. Eine weitere Aufgabe besteht dar in, daß der Datenumsetzer EA die Daten mit einer einheitli chen Schnittstelle unabhängig von der Quelle mit einem ein heitlichen Datenformat bereitstellt. Zentrales Element der Langzeitdatenerfassung und Datenüberwachung bildet die Daten analyseeinheit D, die im folgenden auch als Data-Analyzer be zeichnet wird. Die Daten-Analyseeinheit D arbeitet ähnlich wie ein Oszilloskop, d. h. es werden zu definierten Zeitpunk ten einzelne ausgewählte Signale aufgezeichnet. Die Aufzeich nung kann mit Hilfe der Aufzeichnungsregeln DR jeweils ge startet oder gestoppt werden. Im Gegensatz zur Datenverarbei tungseinheit L dient die Datenanalyseeinheit D der Kurzzeit beobachtung von aktuellen Ereignissen. Die entsprechenden Re = geln DR für diese Kurzzeitbeobachtung sind daher so gewählt, daß die Aufzeichnung der Datensignale mit Hilfe der Aufzeich nungseinheit DA lediglich in einem Betriebszustand "Generator der Versorgungsspannungsquelle des Fahrzeugs in Betrieb" bzw. "Zündung EIN" erfolgt. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Batteriespannung des Fahrzeugs, in welchem die Datenerfas sungsvorrichtung MC angeordnet ist, nicht unnötig belastet werden wird. Mit Hilfe der Datenverbindung D1 ist darge stellt, daß die Regeln der Datenanalyseeinheit D von einer Zentrale zur Laufzeit an die Datenerfassungsvorrichtung MC übergeben werden. Eine beispielhafte Maske zur Einstellung von den Aufzeichnungsregeln der Datenanalyseeinheit D ist beispielsweise in Fig. 5 dargestellt.

Die Funktionalität der Datenverarbeitungseinheit L entspricht im wesentlichen der Funktionalität der Datenanalyseinheit D. Im Gegensatz zur Datenanalyseeinheit D dient die Datenverar beitungseinheit L zur Aufzeichnung von Daten über einen län geren Zeitraum gemäß den vorgegebenen Regeln LR. Derartige Regeln können beispielsweise sein: Mittelwertbildung, Maxi malwertbildung, Minimalwertbildung. Die Regeln LR können von einer Zentrale in einem entsprechenden Parameter- /Konfigurations-Bereich abgelegt werden. Auch im Falle der Datenverarbeitungseinheit L sind zwei Regel-Bereiche vorgese hen, nämlich einer für den Normal- und einer für den soge nannten Power-Safe-Betriebszustand. Der Power-Safe- Betriebszustand kennzeichnet den Betriebszustand "Generator der Versorgungsspannungsquelle nicht in Betrieb", welcher in der Regel den Betriebszustandsmotor AUS entspricht. Die Da tenvorverarbeitungseinheit LV dient zur Vorverarbeitung (Auf summierung, Min.-/Maxwertbildung) der im entsprechenden Auf zeichnungsraster abgetasteten Ereignisse.

Das Alarmmeldesystem A besteht im wesentlichen aus zwei Tei len: Dem Alarmarchiv AA und der Alarmüberwachung AÜ. Das Alarmmeldesystem A überwacht Signale aus dem Eingangsabbild des Datenumsetzers EA und erzeugt Alarmmeldungen. Die Alarmüberwachung AÜ prüft zeitgesteuert das Eingangsabbild laut den Alarmüberwachungsregeln AR auf meldebedürftige Er eignisse. Wird dabei eine Alarmsituation erkannt, so wird ei ne entsprechende Alarmmeldung ins Alarmarchiv AA eingetragen. Die Alarmüberwachungsregeln AR legen dabei fest, wann ein Alarm als kommend bzw. als gehend gekennzeichnet werden muß. Eine Alarmmeldung kann beispielsweise über den GSM-Treiber und eine hiermit gekoppelte Funk-Sende-Einheit als sogenann ter SMS-Meldung (SMS = Short Message Service) an die Zentrale oder an einen vorbestimmten Empfänger (vergleiche Fig. 1) wei tergereicht werden. Über das Alarm-Meldesystem wird auch eine Quittierung der erfolgten Alarme überwacht.

Weiteres Element der Signalverarbeitungsvorrichtung 16 bildet die sogenannte Data-Monitoring-Einheit M, die eine Online- Beobachtung von Werten über eine Zentrale aus ermöglicht.

Die Ausgangsschnittstelle SA ist als sogenannte Data-Request- Schnittstelle ausgebildet und bildet eine neutrale Schnitt stelle zwischen den Funktionalitäten der Datenerfassungsvor richtung MC und dem Kommunikationstreiber für die sogenannte Operating Station, beispielsweise für das entsprechende Bedi en- und Beobachtungssystem einer Zentrale. Der Kommunikation streiber KT verwaltet das nachgeschaltete Kommunikationsmedi um, beispielsweise ein Bedien- und Beobachtungssystem WinCC und setzt die dem jeweiligen Bedien- und Beobachtungssystem spezifische Adressierungen auf die Ausgangsschnittstelle SA um.

Fig. 4 zeigt ein Übersichtsbild beispielhafter Projektierungs daten einer Datenerfassungsvorrichtung. Die Projektierungs- Datenbasis DB enthält die für das Gesamtsystem benötigten Projektierungsdaten. Aus dieser Datenbasis werden die für die einzelnen Komponenten nötigen Datenbasen DB1, DB2,. . gene riert. Die erste Datenbasis DB1 enthält die für die Datener fassungseinheit nötigen Projektierungsdaten. Die Datenbasen Q1. .Qn der Datenquellen stellen das Verhalten der Datenquel len ein. Das Alarmsystem A legt die Regeln für die Alarm- Überwachung gest. Die Datenbasen LR1, LR2 legen die Aufzeich nungsregeln für die Datenverarbeitungseinheit L fest (vgl. Fig. 3). Weiter kann eine bei dem in Fig. 4 nicht dargestell te Datenbasis für eine Klassifizierungseinheit K vorgesehen sein, die Klassifizierungsregeln einer Klassifizierungsein heit K festlegt. Aufgabe der Klassifizierungseinheit K ist eine Bewertung eines Signals über einen größeren Zeitraum. Der Zustand des Signals wird projektierbaren Klassen zugeord net. So kann z. B. ein Signal in 10 Klassen aufgeteilt werden.

Hat das Signal z. B. einen Werte-Bereich von 0. . .999 und werden 10 gleich große Klassen projektiert, enthält jede Klasse ei nen Werte-Bereich von 100. Die erste Klasse repräsentiert den Bereich von 0. . .99, die zweite von 100. . .199 usw. Das Ergebnis lautet dann: Signal für 140 s in Klasse 1, für 20 s in Klasse 2 etc.. Die zweite Datenbasis DB2, die in der Zentrale ver waltet wird, betrifft das Alarmarchiv AA sowie eine Symbol verwaltung der in Zusammenhang mit der Datenanalyseeinheit D, der Datenverarbeitungseinheit L, der Klassifizierungseinheit K und der Daten-Monitoring-Einheit M benötigten Symbol- Verwaltung dient.

Die Projektierungsdatenbasis DB kann auf einfache Weise bei spielsweise in Form von Excel-Tabellen oder mit einem graphi schen Projektierungs-Tool erstellt werden. Zumindest bestimm te Teile der Projektierungsdatenbasis DB kann Daten enthal ten, die von der Zentrale aus nachladbar sein können und so an neue Überwachungsmodelle etc. angepaßt werden können.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Eingabemaske zur Erstellung von Regeln einer Datenanalyseeinheit. Die Eingabemaske M ent hält ein erstes Eingabefeld EF1 zur Vorgabe der jeweils auf zuzeichnenden Eingangssignale sowie ein zweites Eingabefeld EF2 zur Vorgabe der jeweiligen Aufzeichnungsregeln. Im ersten Eingabefeld EF1 sind die jeweils aufzuzeichnenden Signale:
Öldruck, Drehzahl, Wassertemperatur festgelegt und darüber hinaus das Zeitraster für die Aufzeichnung der Signale. Das zweite Eingabefeld EF2 dient der Vorgabe der jeweiligen Auf zeichnungsregeln, beispielsweise für die Drehzahl ist eine Aufzeichnung dann erforderlich, wenn der Wert größer 50 vor liegt.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit eine Vorrichtung MC und ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnittstelle S1. .S4 zur Zufüh rung von Eingangsdaten I1. .I4, insbesondere von Daten eines Fahrzeugs F1. .Fn, einer Maschine etc., mit einer mit der Ein gangsschnittstelle S1. .S4 koppelbaren Signalverarbeitungsvor richtung 16 zur Signalverarbeitung der über die Eingangs schnittstelle S1. .S4 zugeführten Daten und mit einer Aus gangsschnittstelle SA zur Zuführung von Ausgangsdaten 17 der Signalverarbeitungsvorrichtung 16 an eine Übertragungsvor richtung 5 zur Übertragung der Ausgangsdaten 17 an eine Zen trale 15. Eine automatisierte und systematische Datenerfas sung für Prozeßdatenerfassung, Alarmmeldung etc. kann auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß die Signalverar beitungsvorrichtung 16 Mittel A, L, D zur Aufzeichnung und Bewertung von vorgebbaren Eingangsdaten 11. .14 zu vorgebbaren Zeitpunkten aufweist.

Bezugszeichenliste

1

Signalverarbeitungsvorrichtung

5

Sende-Empfangseinheit

6

GSM-Antenne

9

Funkschnittstelle
10a . . 10n Basisstation

11

Antenne Basisstation

12

Datenverbindung - Basisstation - Netzbetreiber

13

Netzbetreiber

14

Datenverbindung - Netzbetreiber - Zentrale

15

Zentrale

16

Funkschnittstelle

17

weitere Basisstation

18

Eingangsdaten - Kommunikationstreiber
A Alarmsystem
AA Alarmarchiv
AS Systemalarme
AR Alarmüberwachungsregeln
AÜ Alarmüberwachungseinheit
L Datenverarbeitungseinheit
LR Speicher
LV Vorverarbeitungseinheit
LA Datenaufzeichnungseinheit
LP Datenpuffer
D Datenanalyseeinheit
DR Data-Analyzer-Regel-Interpreter
DA Aufzeichnungsvorrichtung
DP Datenpuffer
E Mobilfunkgerät
F1 . . Fn Fahrzeuge
MC Datenerfassungsvorrichtung
OV Objektverwaltung
EA Datenumsetzer
EA1 Bitbereich
EA2 Bytebereich
EA3 Wordbereich
A2 Adresszuordnungseinheit
KT Kommunikationstreiber
Q1 . . Q4 Datenquellen
S1 . . S4 Eingangsschnittstellen
SA Ausgangsschnittstelle
DB Projektierungsdatenbasis
DB1 erste Datenbasis
DB2 zweite Datenbasis
N Mobilfunknetz
SV Symbolverwaltung
M Eingabemaske
EF1 erstes Eingabefeld
EF2 zweites Eingabefeld

Claims

1. Vorrichtung (MC) zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnittstelle (S1. .S4) zur Zu führung von Eingangssignalen (I1. .I4), insbesondere von Be triebsdaten eines Fahrzeugs (F1. .Fn), einer Maschine etc., mit einer mit der Eingangsschnittstelle (S1. .Sn) koppelbaren Signalverarbeitungsvorrichtung (1) zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnittstelle(n) (S1. .S4) zugeführten Ein gangssignale (I1. .I4) und zur Aufzeichnung von vorgebbaren Daten der Eingangssignale (I1. .I4) zu vorgebbaren Zeitpunkten und mit einer Ausgangsschnittstelle (SA) zur Zuführung von aus den Eingangssignalen (I1. .I4) in der Signalverarbeitungs vorrichtung (1) nach vorgebbaren Regeln (LR, AR, DR) abgelei teten Ausgangsdaten (17) der Signalverarbeitungsvorrichtung (1) an eine Sende-Empfangseinheit (5) zur selbsttätigen und/oder auf Anfrage eingeleiteten Übertragung der Ausgangs daten (18) an eine Zentrale (15) und/oder an einen vorbe stimmten Empfänger (E).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) mindestens einen beschreibbaren Speicher (AR, DR, LR) zur Speicherung eines Betriebssystems der Vorrichtung (MC) und/oder der vorgebbaren Regeln (LR, AR, DR) aufweist, wobei diese über die Sende-Empfangseinheit (5) fernladbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) eine zwischen Eingangsschnittstelle (S1, S2, S3, S4) und Signalverarbeitungsvorrichtung (1) ange ordneten Datenumsetzer (EA) aufweist, der zur Entzerrung der zugeführten Eingangssignale (I1. .I4) und zur Bereitstellung eines einheitlichen Datenformats der über die Eingangs schnittstelle(n) (S1. .S4) zugeführten Eingangssignale (I1. .I4).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) eine zwischen Datenumsetzer (EA) und Eingangssschnittstelle(n) (S1. .S4) vorgesehene Adress- Zuordnungs-Einheit (A2) aufweist, die zur Umsetzung der quellspezifischen Adressen der Eingangssignale (I1. .I4) auf das Adressformat des Datenumsetzers (EA) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Datenanaly seeinheit (D) aufweist, die zur Aufzeichnung von ausgewählten Eingangssignalen (I1. .I4) zu vorgebbaren Zeitpunkten vorgese hen ist, wobei die Vorgabe von Aufzeichnungsregeln von der Zentrale (15) aus zur Kurzzeit-Beobachtung von aus den Ein gangssignalen ableitbaren Informationen erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) in von einem Motor (3) betriebenen mobilen Fahrzeug (F1. .Fn) installiert ist und eine Anschluß vorrichtung zum Anschluß an die Versorgungsspannung des Fahr zeugs (F1. .Fn) aufweist, daß die Vorrichtung (MC) Mittel zur Detektion mindestens eines ersten Betriebszustands "Generator der Versorgungsspannungsquelle (B) in Betrieb" und eines zweiten Betriebszustands "Generator der Versorgungsspannungs quelle nicht in Betrieb" aufweist, wobei im zweiten Betriebs zustand eine Unterbrechung der Arbeit der Datenanalyseeinheit (D) erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Datenverar beitungseinheit (L) zur Aufzeichnung von aus den Eingangs signalen nach vorgebbaren Regeln ableitbaren Informationsda ten aufweist, daß die Vorrichtung (MC) einen ersten Speicher (LR) zur Speicherung der Regeln der Datenverarbeitungseinheit (L) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher (LR) zwei Speicherbereiche aufweist, wobei ein erster Speicherbereich die Regeln für den Betriebs zustand "Generator der Versorgungsspannungsquelle in Betrieb" und ein zweiter Speicherbereich die Regeln für den Betriebs zustand "Generator der Versorgungsspannungsquelle nicht in Betrieb" enthält.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Alarmeinheit (A) zur Überwachung von aus den Eingangssignalen (I1. .I4) nach vorgebbaren Alarmregeln ableitbaren Informationsdaten aufweist, daß die Vorrichtung (MC) einen zweiten Speicher (AR) zur Speicherung der Regeln der Alarmeinheit (A) auf weist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) ein Alarmarchiv (AA) zum Eintrag von erfolgten Alarmen aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (1) eine Beobachtungs einheit (DM) zur direkten Beobachtung von Eingangssignalen (1a. .4a) und/oder von aus den Eingangssignalen (I1. .I4) ab leitbaren Informationsdaten.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale ein Bedien- und Beobachtungssystem aufweist, das auch zur direkten Bedienung von Betriebszuständen eines mit der Vorrichtung gekoppelten Fahrzeugs (F1. .Fn) über Steu ersignale (I1. .I4) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) mit einem GPS-Empfänger koppelbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (MC) in einem Autoradioempfänger und/oder in einer Autoradioempfänger/Mobiltelefongerätekombination in tegriert ist.

15. Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung von über mindestens eine Eingangsschnittstelle (S1. .Sn) zugeführ ten Eingangssignalen (I1. .I4), insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs (F1. .Fn), einer Maschine etc., bei dem die Eingangsschnittstelle (S1. .Sn) mit einer Signalverarbeitungs vorrichtung (1) zur Signalverarbeitung der über die Eingangs schnittstelle (S1. .S4) zugeführten Eingangssignale (S1. .S4) gekoppelt ist, bei dem vorgebbare Daten der Eingangssignale (S1. .S4) zu vorgebbaren Zeitpunkten von der Signalverarbei tungsvorrichtung (1) aufgezeichnet und aus den Eingangssigna len (S1. .S4) in der Signalverarbeitungsvorrichtung (1) nach vorgebbaren Regeln Ausgangsdaten (18) abgeleitet werden, die an eine Sende-Empfangseinheit (5) selbsttätig und/oder auf Anfrage an eine Zentrale (15) und/oder an einen vorbestimmten Adressaten (E) weitergeleitet werden.