DE19962620A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung, Anzeige und/oder Auswertung von Daten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Datenerfassung, wobei die Messdaten von einer Messeinrichtung zu einer Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung über ein Mobilfunknetz übertragen werden, sowie auf eine hierfür geeignete Vorrichtung mit einer Messeinrichtung, die über einen Modulator mit einer Sendeeinheit für ein Mobilfunknetz gekoppelt ist, und mit einer Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung, die über einen Demodulator mit einer Empfangseinheit für ein Mobilfunknetz gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Erfassung, Anzeige und/oder Auswertung von Mess­ daten.

Jeder Techniker kennt das Problem, dass sporadisch auftreten­ de Fehlfunktionen komplexer technischer Geräte sich nur mit einem immensen Zeit- und Messaufwand finden lassen, da das defekte Gerät nur im Dauertest seine Fehlfunktion offenbart. Sofern es sich hierbei um ein transportables Gerät handelt, so kann dieses vorübergehend in einem Labor aufgestellt und dort unter Testbedingungen betrieben werden, wobei verschie­ dene Betriebsparameter aufgezeichnet werden können, um das Zustandekommen der Fehlfunktion zu rekonstruieren. Oftmals ist es hierbei jedoch erforderlich, verschiedene Umweltein­ flüsse wie Temperatur, Feuchtigkeit, etc. nachzubilden, da oftmals ein Fehler nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen auftritt, so dass das zu untersuchende Gerät trotz des ihm innewohnenden Fehlers bei der konstanten Temperatur und Luft­ feuchtigkeit innerhalb eines Labors einwandfrei funktioniert, während sich nach der Installation des Gerätes an dem ge­ wünschten Ort alsbald die alten Fehler wieder einstellen. Da jedoch manche Umwelteinflüsse, insbesondere hohe Luftfeuch­ tigkeit, Frost, etc., in einem Labor zumeist nicht realis­ tisch nachempfunden werden können, ist das Wartungs- und Ser­ vicepersonal nicht selten darauf angewiesen, das Gerät vor Ort zu betreiben und aus dessen Reaktion auf bestimmte Um­ welteinflüsse, bzw. aus der Häufigkeit des Auftretens von Fehlfunktionen, Rückschlüsse über die Ursache derselben zu ziehen. Ein derartiges Vorgehen ist jedoch in manchen Fällen viel zu aufwendig, bspw. bei an entlegenen Orten aufgestell­ ten Geräten wie bspw. Wetterstationen, Notrufsäulen od. dgl. oder bei der Wartung von Geräten kleinerer Firmen, welche nur eine einzige Niederlassung haben und deren Servicepersonal daher von einem einzigen Ort aus einen großen Absatzmarkt betreuen muss.

Aus diesen Nachteilen des bekannten Stands der Technik resul­ tiert das die Erfindung initiierende Problem, für die Überwa­ chung und Erfassung von Daten und Messergebnissen über an entlegenen Orten aufgestellte Geräte eine Schaltungsanordnung zu finden, welche es dem Wartungs- oder Servicepersonal er­ laubt, ohne erhöhten Reiseaufwand und ohne eine teuere Labor­ einrichtung Messungen an Geräten mit Fehlfunktionen unter na­ türlichen Betriebsbedingungen, insbesondere vor Ort, durch­ führen zu können.

Die Lösung dieses Problems gelingt gemäß der Lehre der Erfin­ dung im Rahmen eines gattungsgemäßen Verfahrens zur Erfas­ sung, Anzeige- und/oder Auswertung von Daten, insbesondere Messdaten, dadurch, dass die Messdaten von einer Messeinrich­ tung zu einer Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung über ein Mobilfunknetz übertragen werden. Die Erfindung geht hierbei aus von der Erkenntnis, dass durch zunehmende Verdichtung der ortsfesten Sendestationen von Mobilfunknetzen eine zunehmend lückenlosere Ausleuchtung des mitteleuropäischen Raums ge­ währleistet ist, so dass von nahezu jedem Ort eine Kommunika­ tion über Mobilfunknetze möglich ist. Durch die Ankopplung einer mit einer Sendeeinrichtung ausgestatteten Messanordnung an das zu beobachtende Gerät wird diesem die Qualität eines Kommunikationsteilnehmers des betreffenden Mobilfunknetzes verliehen, wobei die Messeinrichtung und damit die von dieser erfaßten Daten über das zu beobachtende Gerät unter der betreffenden Teilnehmernummer des Mobilfunknetzes angewählt werden können. Es bereitet daher keine Schwierigkeiten, von der Serviceabteilung in einer zentralen Niederlassung aus täglich oder stündlich die einwandfreie Funktion eines be­ stimmten, an einem nahezu beliebigen Ort innerhalb des Sende­ bereichs eines Mobilfunknetzes aufgestellten Geräts zu über­ prüfen. Auch ist ein Online-Betrieb denkbar, wobei das dyna­ mische Verhalten des betreffenden Geräts in Echtzeit beobach­ tet werden kann. Ferner ist es möglich, die Abfragen in re­ gelmäßigen Zeitabständen durch eine zentrale, computergesteu­ erte Teilnehmerstelle durchführen zu lassen, wobei gleichzei­ tig die Messergebnisse ausgewertet und Fehlfunktionen erkannt und sofort an einen Mitarbeiter der Serviceabteilung weiter­ gemeldet werden können, so dass das regelmäßige Überprüfen von Geräten mit einer niedrigen Ausfallwahrscheinlichkeit na­ hezu ohne Personalaufwand betrieben werden kann. Auf diesem Weg kann die Fehlersuche auch bei vertrackten Fällen weitge­ hend automatisiert werden, und infolge der zentral zur Verfü­ gung stehend Daten ist bspw. eine Statistikauswertung der Fehlerhäufigkeit möglich, was dem Servicepersonal weitaus tiefgreifendere Informationen über das betreffende Gerät lie­ fert als die bisherige Try-and-Error-Methode, wo das Finden eines Fehlers in einem technischen Gerät nahezu dem Zufall überlassen ist. Im Rahmen einer Statistikauswertung können die auslösenden Faktoren für eine Gerätefehlfunktion einge­ grenzt werden, bspw. durch Korrelation der Fehlfunktionen mit der Tageszeit, um die schwankenden Außentemperaturen oder das unterschiedliche Verkehrsaufkommen, die Intensität der Benut­ zung eines Gerätes, usf. zu berücksichtigen, oder mit Wetter- oder Klimadaten, um bspw. den Einfluß der Luftfeuchtigkeit zu berücksichtigen. Ferner ist es möglich, bei einem gefundenen Fehler eine diesem Gerät zugeordnete Ausfallcharakteristik abzuspeichern, bspw. die Häufung der Geräteausfälle bei be­ stimmten Tageszeiten, etc., so dass bei späteren Fehlfunktio­ nen bereits anhand einer automatisch ermittelten Störungscha­ rakteristik durch Vergleich mit abgespeicherten Charakteris­ tika älterer Geräte eine automatische Diagnose durchgeführt werden kann, so dass das Servicepersonal weiter entlastet ist und die Fehlersuche weiter eingegrenzt werden kann. Wie aus alledem hervorgeht, bietet die zentrale Erfassung von Messda­ ten über zu beobachtende Geräte immense Möglichkeiten insbe­ sondere bei der Fehlersuche gegenüber dem bisherigen, rein manuellen Verfahren, wobei jedes Gerät für sich betrachtet wurde und dadurch jede Fehlersuche mit dem zeitaufwendigen Zusammentragen von Informationen über jedes einzelne Gerät verbunden war.

Von entscheidender Bedeutung für die Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens ist, dass jede Messeinrichtung mit einer zentralen Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung kommu­ nizieren kann, wozu einerseits eine Sendeeinheit für ein Mo­ bilfunknetz erforderlich ist, welche die Qualität eines Netz­ teilnehmers aufweist und somit individuell angewählt werden kann, um die betreffenden Informationen abzurufen. Weiter müssen die von der vor Ort installierten Messeinrichtung er­ faßten Messergebnisse derart aufbereitet werden, dass sie über das Mobilfunknetz unverfälscht übertragen werden können. Da bei jeder Kommunikation über ein Mobilfunknetz ein Träger­ signal einer zugeordneten Frequenz verwendet wird, ist es unerläßlich, die Messergebnisse diesem Trägersignal aufzumodu­ lieren. Hierbei kann je nach Art des in dem betreffenden Mo­ bilfunknetz verwendeten Modulationsverfahrens eine Pulsmodu­ lation, Frequenzmodulation oder ein anderes Modulationsver­ fahren verwendet werden. Außerdem kann das dem Funk- Trägersignal aufzumodulierende Signal seinerseits durch Modu­ lation eines im akustischen Spektrum oder in dessen Nachbar­ schaft liegenden Frequenzsignals erzeugt werden, um die Qua­ lität der übertragenen Informationen weiter zu verbessern und die Störanfälligkeit zu reduzieren.

Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Übertragungsgenauig­ keit besteht darin, dass der Messeinrichtung ein Analog- Digital-Wandler nachgeschalten ist. Solchenfalls können ana­ loge Signale völlig unabhängig von ihrer momentanen Amplitude in Impulsfolgen mit deutlich unterscheidbaren Spannungspegeln umgesetzt werden, so dass auch trotz auf dem Übertragungsweg eingestreuter Störungen und daraus resultierender Pegel­ schwankungen die ursprüngliche Information erkennbar bleibt. Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Datensicherheit ist die Erzeugung eines Paritätsbits, welches die Erkennung von Übertragungsfehlern erlaubt. Sofern eine absolute, d. h. zweifelsfreie Datenübertragung gewünscht wird, kann vorgese­ hen sein, dass die zentrale Datenempfangsstation jeden Mess­ wert unverändert zurücksendet, so dass die erfindungsgemäße Messeinrichtung vor Ort durch Vergleich der bestätigten mit den gesendeten Daten den ordnungsgemäßen Empfang der abgesen­ deten Ergebnisse überprüfen und ggf. Fehlermeldungen auslösen kann. Hierbei lassen sich bei einer entsprechend hohen Bit­ zahl die Messwerte mit nahezu beliebiger Genauigkeit übertra­ gen, so dass die Fernmessung mit exakt derselben Genauigkeit durchgeführt werden kann wie eine Vor-Ort-Messung.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Messeinrichtung oder einem daran angeschlossenen Analog-Digital-Wandler ein Daten­ speicher, insbesondere in Form eines Datenrecorders, nachge­ schalten ist. Solchenfalls ist die Möglichkeit eröffnet, über einen längeren Zeitraum hinweg ständig Vor-Ort-Messungen durchzuführen, ohne dass hierbei eine ständige Verbindung mit der zentralen Anzeige- und Empfangseinrichtung erforderlich wäre. Vielmehr können bspw. die Messergebnisse eines Tages oder eines noch längeren Zeitraums gesammelt und sodann im Rahmen regelmäßig stattfindender Datenübertragungen an eine zentrale Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung geschickt wer­ den. Dabei kann die Datenübertragung sodann mit einer maxima­ len Datenübertragungsgeschwindigkeit erfolgen, so dass selbst bei einer größeren Anzahl von Messergebnissen die Mobilfunk­ verbindung nur kurzzeitig aufrechterhalten bleiben muss und die zentrale Anzeige- und Auswerteeinheit sodann bereits mit der nächsten Vor-Ort-Messeinrichtung kommunizieren kann. So­ mit kann bei einem vergleichsweise geringen Aufwand eine Vielzahl von Geräten überwacht werden.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin durch einen oder mehre­ re analoge Messeingänge für elektrische Größen wie Strom- und/oder Spannungspegel aus. Über derartige Messeingänge kann der Potentialverlauf an interessanten Messpunkten einer in­ tegrierten Schaltung direkt abgegriffen werden, daneben kön­ nen auch Strommessungen und durch Kombination einer Strom­ mit einer Spannungsmessung auch Leistungsmessungen durchge­ führt werden. Darüber hinaus lassen sich an derartige Mess­ eingänge externe Sensoren für die unterschiedlichsten physi­ kalischen Größen anschließen wie bspw. Temperatur-, Feuchtig­ keits-, Helligkeitssensoren, etc..

Um eine ausreichende Betriebssicherheit zu erreichen, sollte den Messeingängen je ein Überspannungsschutzelement sowie ggf. ein Strombegrenzungselement zugeordnet sein. Hierfür eignen sich Überspannungsschutzdioden einerseits sowie - je nach Empfindlichkeit der Messwiderstände - Überstromsicherun­ gen oder möglichst ideale Konstantstromquellen.

Zur Anpassung an unterschiedliche Messbereiche kann eine ma­ nuelle oder elektronische Umschaltung vorgesehen sein, wobei letztere auf unterschiedlichem Weg bewirkt werden kann, bspw. mit als Umschalter betriebenen Breitband-Multiplexern zur Auswahl eines Messkanals.

Ferner kann eine Potentialtrennung zwischen unterschiedlichen Messeingängen und dem Potential der Messelektronik vorgesehen sein, damit die zu messenden Spannungen nicht gegenüber einem einzigen Massepotential abgegriffen werden müssen. Eine der­ artige Potentialtrennung kann auf optoelektronischem Weg er­ folgen, wobei das gemessene Eingangssignal zunächst von einem Analog-Digital-Wandler, der auf dem Spannungspotential des Messanschlusses betrieben wird, in Digitalwerte umgewandelt wird, welche sodann als serieller Bitstrom nach ausreichender Verstärkung einer Leuchtdiode, bspw. für den infraroten Be­ reich, zugeführt werden, der ein lichtempfindliches Element zugeordnet ist, welches auf dem Potential der Messelektronik betrieben wird und den empfangenen, seriellen Bitstrom wieder zu einem dem Messwert entsprechenden Digitalsignal zusammen­ setzen kann. Dieses Signal könnte sodann wieder in einen Ana­ logwert umgewandelt werden, jedoch ist auch eine sofortige, digitale Weiterverarbeitung möglich.

Zur Erweiterung des Einsatzbereichs der erfindungsgemäßen Vorrichtung können ferner ein oder mehrere digitale Messein­ gänge zur Erfassung von elektrischen Schaltzuständen vorgese­ hen sein. Derartige Eingänge sind im Gegensatz zu Analogein­ gängen ausschließlich für die Unterscheidung von High- und Low-Spannungspegeln konzipiert und bringen daher einen ver­ gleichsweise geringen Konstruktionsaufwand mit sich, so dass auf einfachem Weg eine starke Erweiterung der zur Verfügung stehenden Messkanäle erreicht werden kann. Auch die digitalen Messeingänge könne mit Schutzbeschaltungen versehen sein, und mittels Optokopplern kann eine Potentialtrennung erreicht werden.

Der Fernüberwachung von Mikroprozessorsystemen dienen eine oder mehrere Digitalschnittstellen, welche eine direkte Ver­ bindung zu dem Mikroprozessor erlauben. Dabei kann die An­ kopplung entweder über dafür vorgesehene I/O-Ports des betreffenden Mikroprozessorsystems erfolgen, oder - bei Rea­ lisierung als parallele Digitalschnittstelle - ist auch eine direkte Ankopplung an einen Datenbus des Mikroprozessorsys­ tems möglich, so dass die über dem betreffenden Bus ausge­ tauschten Informationen "mitgehört" werden können. Damit ist das erfindungsgemäße Messgerät in die Lage versetzt, die Ar­ beitsweise des Mikroprozessors in Echtzeit verfolgen und bspw. aufzeichnen zu können, um sodann einzelne, besonders interessante Passagen über das Mobilfunknetz einer zentralen Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung zur Verfügung zu stel­ len. Diese Möglichkeit ist von großer Bedeutung für die Inbe­ triebnahme von komplexen Anlagen, da hierdurch die Möglich­ keit geschaffen ist, das reibungslose Zusammenarbeiten der Komponenten vor Ort in der Anfangsphase genauestens überwa­ chen und ggf. sogar dokumentieren zu können.

Sofern eine serielle Datenschnittstelle vorhanden ist, können auch weitere Digitalmessgeräte angeschlossen werden, um die Anzahl der Messkanäle weiter zu erhöhen. Andererseits können an einer derartigen Schnittstelle auch unterschiedliche An­ zeigegeräte, bspw. Oszilloskope, angeschlossen werden, um die gewonnenen Messergebnisse auch vor Ort visuell darstellen zu können.

Da vorzugsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur ein Teilnehmeranschluß des betreffenden Mobilfunknetzes zugewie­ sen ist, steht auch nur ein Kanal zur Datenübertragung über das Mobilfunknetz zur Verfügung. Aus diesem Grund muss die Menge der erfaßten Daten von der erfindungsgemäßen Messvor­ richtung begrenzt werden. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die Messungen an den aktiven Messkanälen nicht perma­ nent, sondern erst nach Ablauf eines von einem Zeitgeber ab­ gemessenen Zeitintervalls durchgeführt werden. Je nach der Art des zu überwachenden Prozesses kann die Intervallzeit hierbei zwischen extremen Grenzen schwanken, bspw. zwischen Stunden oder Minuten, sofern ausschließlich sich langsam ver­ ändernde Parameter vorhanden sind wie bspw. bei Wetterstatio­ nen oder Regenwassersammelbassins, bis hin zum Mikrosekunden­ bereich, wenn der Programmablauf eines Mikroprozessorsystems überwacht werden soll. Aus diesem Grund sieht die Erfindung weiter vor, dass der integrierte Zeitgeber parametrisierbar ist. Der Zeitgeber kann bspw. als die Taktimpulse eines von einem Schwinquarz abgeleiteten Rechtecksignals zählender Di­ gitalbaustein realisiert sein, wobei durch Veränderung der Obergrenze, bei deren Erreichen jeweils eine Zurücksetzung des Zählerstandes auf Null erfolgt, das Zeitintervall beeinflußt werden kann.

Für Anwendungen, bei denen eine permanente Überwachung nicht erforderlich ist, sondern bspw. nur bei Eintritt oder für die Dauer eines bestimmten Ereignisses Messungen durchgeführt werden sollen, können ein oder mehrere Eingangsanschlüsse zum Empfang eines oder mehrerer externer Triggersignale für das Auslösen einer oder mehrerer Messungen vorgesehen sein. Die­ ser Eingangsanschluß kann intern auch mit einem der standard­ mäßig vorgesehenen Messeingänge kombiniert sein, so dass kein zusätzlicher Hardwareaufwand zu betreiben ist. Hierfür eignen sich insbesondere Digitaleingänge, da jenen intern Logikbau­ steine nachgeschalten werden, welche aus einem Eingangssignal pegelabhängig ein zur Triggerung verwendbares Logiksignal ab­ leiten. Jedoch können auch Analogeingänge verwendet werden, indem intern ein Umschaltpegel festlegbar ist, der von einem nachgeordneten Komparatorbaustein verwendet wird, um im Rah­ men eines Vergleichs mit dem Eingangssignal ein triggerfähi­ ges Ausgangssignal zu erzeugen.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Messeinrichtung kann bereits eine Vorverarbeitung der gewonnenen Messergebnisse durchge­ führt werden, wenn der Messeinrichtung, einem nachgeschalte­ ten Analog-Digital-Wandler oder einem Datenspeicher eine Aus­ werteeinheit nachgeschalten ist, so dass unzulässige Abwei­ chungen der Messdaten erkannt werden können. Damit ist die Möglichkeit einer Korrelation zwischen den verschiedenen Messkanälen eröffnet, welche es erlaubt, Fehlfunktionen des Gerätes sofort zu erkennen und daraufhin bspw. die Intervall­ zeit zwischen den einzelnen Messungen herabzusetzen, um kri­ tische Phasen besonders ausführlich zu protokollieren.

Eine weitere Leistungssteigerung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung kann dadurch erreicht werden, dass die Auswerteein­ heit zwecks automatischem Verbindungsaufbau mit der Sendeein­ heit gekoppelt ist. Solchenfalls kann einerseits bei einem drohenden Überlauf des integrierten Datenspeichers und/oder bei einem durch eine Vorauswertung erkannten Fehler des über­ wachten Geräts eine Verbindung zu der zentralen Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung hergestellt werden, um diese über die momentane Situation zu informieren und ggf. die mitt­ lerweile angesammelten Daten auf diese zu übertragen.

Im Rahmen der Installation einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung vor Ort an einem zu überwachenden Gerät ist neben der Verbindung zu der zu überwachenden Schaltung auch eine Adup­ tion der Messeinrichtung erforderlich, bspw. müssen geeignete Messbereich sowie die Zeit eines Messintervalls eingestellt werden. Hierfür eignet sich bevorzugt eine Eingabetastatur, die auch für weitere Zwecke, bspw. zur Konfigurierung einer Datenschnittstelle, verwendet werden kann. Um mit einer be­ grenzten Anzahl von Tasten dennoch auf alle möglichen Parame­ ter der erfindungsgemäßen Messeinrichtung zugreifen zu kön­ nen, ist vorgesehen, dass die verschiedenen Parameter im Rah­ men einer hierarchischen Struktur ausgewählt werden können. Hierfür ist aus Sicherheitsgründen eine Rückkopplung erfor­ derlich, die durch eine Anzeigeeinheit zur Bedienerführung realisiert werden kann. Damit ist die prinzipiell bekannte, menügeführte Eingabe von Parameterwerten und sonstigen Infor­ mationen möglich.

Eine weitere Funktionalität erlangt die erfindungsgemäße Messeinrichtung durch eine Empfangseinheit für ein Mobilfunk­ netz, die über einen Demodulator mit einer die Messeinrich­ tung und/oder deren nachgeschaltete Baugruppen steuernden Einheit gekoppelt ist. Über eine derartige Empfangseinheit können bei einer Datenübertragung auch von der zentralen An­ zeige- und/oder Auswerteeinrichtung Steuersignale an die er­ findungsgemäße Messeinrichtung übertragen werden, um bspw. den Datenfluß unterbrechen oder die Datenrate verändern zu können oder auf anderem Weg Einfluß auf die Messeinrichtung auszuüben. Da sämtliche, von der zentralen Anzeige- oder Aus­ werteeinrichtung an die vor Ort installierte Messeinrichtung über ein Mobilfunknetz zu übertragenden Informationen einem Trägersignal aufmoduliert sind, muss das empfangene Signal zunächst einem Demodulator zugeführt werden, welcher ein für die Steuerbaugruppe verständliches Digitalsignal erzeugt.

Da die Steuereinrichtung primär Logiksignale verarbeiten und in entsprechende Schaltsignale umsetzen muss, empfiehlt die Erfindung, hierfür ein digitales Schaltwerk, vorzugsweise in Form eines Mikroprozessors, zu verwenden.

Der downlinkseitige Informationsfluß von der zentralen Anzei­ ge- und/oder Auswerteeinrichtung zu der vor Ort installierten Messeinrichtung bietet die Möglichkeit, alle für deren Steu­ ereinheit zugängliche Parameter ferngesteuert zu beeinflussen sowie den Betriebsmodus der Messeinrichtung zu verändern. Zur Realisierung einer weitgehend umfassenden Fernsteuermöglich­ keit kann die Steuereinheit derart aufgebaut sein, dass beim Empfang verschiedenen Steuerzeichen eine Vielzahl von jeweils zugeordneten Funktionen ausgelöst werden können, bspw. die Umschaltung von einem Aufzeichnungsmodus zu einem On-Line- Monitormodus, die Übertragung von abgespeicherten Daten, das Vorgeben und/oder die Änderung von Messgrößen, Messbereichen und/oder Messintervallen.

Bei der Installation der erfindungsgemäßen Messeinrichtung vor Ort kann nicht bei allen Anwendungsfällen die Existenz einer geeigneten Spannungsversorgung vorausgesetzt werden, und deshalb sollte die Messeinrichtung eine Batterie und/oder einen Akkumulator zur Versorgung der internen Elektronik mit Energie aufweisen. Es empfiehlt sich, die Stromversorgungs­ baugruppe ausreichend zu bemessen, so dass auch ein Betrieb über mehrere Tage oder Wochen hinweg ohne Nachladung eines Akkumulators oder Austausch der Batterien möglich ist. Für Anwendungsfälle mit einem hohen Stromverbrauch und/oder mit möglicherweise sehr langen Betriebsintervallen kann ferner ein Anschluß zur Versorgung der Messeinrichtung und der nach­ geschalteten Baugruppe mit externer Energie und/oder zum Auf­ laden eines Akkumulators vorgesehen sein. In diesen Fällen kann die erfindungsgemäße Messeinrichtung entweder an eine bereits vorhandene Stromversorgung vor Ort angeschlossen wer­ den, oder sie wird mit einer extra zu diesem Zweck aufge­ stellten Spannungsversorgung, bspw. einer starken Autobatte­ rie, oder gar mit einer Solarstromversorgung, gekoppelt.

In vielen Anwendungsfällen ist es nicht möglich, die erfin­ dungsgemäße Messeinrichtung vor Ort innerhalb eines abge­ schlossenen Raums aufzustellen, bspw. deshalb, weil oftmals das zu überwachende Gerät in einem als Faraday'scher Käfig wirkenden Metallgehäuse untergebracht ist und daher eine Funkverbindung zu dem Mobilfunknetz nicht zustande käme. Für diesen Fall sieht die Erfindung vor, dass sämtliche Elektro­ nikkomponenten, ggf. mit Ausnahme einer Antenne, in einem Ge­ häuse angeordnet sind. Dadurch kann das erfindungsgemäße Ge­ rät an nahezu jedem beliebigen Ort aufgestellt werden, ohne dass ein Zugang durch unberechtigte Personen möglich ist.

Für diesen Anwendungsfall kann weiter vorgesehen sein, dass die an dem Gerät vorhanden, der manuellen Eingabe dienenden Tasten etc. für dritte Personen gesperrt werden können, so dass eine Manipulation durch Unbefugte vollständig ausge­ schlossen ist. Eine derartige Sperrung kann auf einfachem Weg dadurch bewirkt werden, dass an der Tastatur ein nur dem Fir­ menpersonal bekannter Code eingegeben wird, und die Sperrung wird durch abermalige Eingabe dieses Codes oder eines eigenen Freigabecodes beendet. Natürlich können für diesen Zweck auch Schlüsselschalter vorgesehen sein. Die Freigabe und Sperrung kann darüber hinaus auch ferngesteuert vornehmbar sein.

Die Antenne kann entweder direkt an dem Gehäuse des erfin­ dungsgemäßen Messgerätes angeordnet sein, oder mit einem Ka­ bel verbunden, so dass sie an einem entfernten Ort aufge­ stellt sein kann.

Für Anwendungen im Freien ist vorgesehen, dass das Gehäuse der erfindungsgemäßen Messeinrichtung wasserdicht ausgeführt ist. Natürlich sollten die an der Gehäuseaußenseite zugängli­ chen Anschlüsse, etc. in diesem Fall auch möglichst rostfrei gestaltet sein.

Die erfindungsgemäße, vor Ort zu installierende Messeinrich­ tung wird ergänzt durch eine zentrale Anzeige- und/oder Aus­ werteeinrichtung, die über einen Demodulator mit einem Tele­ fonnetz und über dieses mit einer Empfangseinheit für ein Mo­ bilfunknetz gekoppelt ist. Natürlich kann auch eine direkte Ankopplung an das Mobilfunknetz realisiert werden, indem die zentrale Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung ebenfalls die Qualität eines Funknetzteilnehmers aufweist, wobei solchen­ falls eine entsprechende Empfangseinheit für das betreffende Mobilfunknetz vorgesehen sein sollte. Da mittlerweile sämtli­ che Mobilfunknetze untereinander sowie mit dem Festnetz ge­ koppelt sind, ist es völlig unerheblich, ob die zentrale An­ zeige- und/oder Auswerteeinrichtung mit demselben Mobilfunk­ netz wie die vor Ort installierte Messeinrichtung verbunden ist.

Als Anzeigeeinrichtung für die verschiedensten Messwerte eig­ net sich bevorzugt ein Computermonitor, da dieser eine ver­ gleichsweise große Auflösung aufweist und durch verschieden­ farbige Darstellungen die gleichzeitige Anzeige einer Viel­ zahl von unterschiedlichen Messkanälen bspw. in Form von Zeitverläufen über einem bestimmten Zeitintervall zuläßt.

Zur Umsetzung der von der vor Ort installierten Messeinrich­ tung erhaltenen Messergebnisse in eine graphische Darstellung kann die Auswerteeinrichtung mit einem Computer gekoppelt oder durch einen solchen realisiert sein. Indem die Auswerte­ einrichtung selbst mit einem Computer aufgebaut wird, kann ihre Funktionalität als Softwareprogramm festgelegt und daher nahezu beliebig gestaltet und jederzeit geändert werden. Hierbei ist es möglich, Korrelationen durchzuführen, zusätz­ liche Informationen einzugeben und eine große Anzahl von Messergebnissen zu archivieren, bspw. auf Festplatten, Mag­ netbändern od. dgl..

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass die zentrale Auswerteeinrichtung mit einem Signalgeber gekoppelt ist. Solchenfalls kann die zentrale Auswerteeinrichtung die Standardüberwachung vollautomatisch durchführen und ist den­ noch in die Lage versetzt, bei Erkennung einer Fehlfunktion eines überwachten Geräts sofort einen Alarm auszulösen und einen hierfür zuständigen Operator zu unterrichten, der so­ dann über die geeigneten Maßnahmen entscheiden kann.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ei­ nes bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie an­ hand der Zeichnung. Diese zeigt ein Blockschaltbild des er­ findungsgemäßen Systems zur Erfassung, Anzeige- und/oder Aus­ wertung von Daten.

In der Zeichnung ist der Fall dargestellt, dass eine an einer Autobahn errichtete Notrufsäule 1 auf ihre einwandfreie Funk­ tion hin überprüft werden soll. Sofern dieselbe in einem La­ bor 2 getestet würde, so könnten Umwelteinflüsse wie Luft­ feuchtigkeit, Frost, etc. nicht nachgebildet werden, so dass möglicherweise von diesen Faktoren abhängige Fehlfunktionen nicht entdeckt würden. Deshalb wird die Notrufsäule 1 erfin­ dungsgemäß vor Ort getestet, indem an die relevanten Elektro­ nikkomponenten eine Messeinrichtung in Form eines Dataloggers 3 angeschlossen 4 wird.

Der Datalogger 3 erfaßt den Potentialverlauf an hierfür aus­ gewählten Messpunkten der Elektrik in der Notrufsäule 1, wo­ bei - sofern dies erforderlich ist - auch Ströme gemessen werden können. Ferner kann der Datalogger 3 an einen nicht dargestellten Temperaturfühler sowie ggf. einem Luftfeuchte­ sensor gekoppelt werden, um auch Informationen über diese Um­ weltparameter sammeln zu können.

Die erzeugten Daten werden in einer Speicherbaugruppe des Da­ taloggers 3 vorübergehend festgehalten, und sobald dieser Speicher sich zu einem gewissen Grade gefüllt hat, wird über ein nachgeschaltetes 5 Funkmodem 6 eine Funkverbindung 7 über ein Mobilfunknetz hergestellt. Eine Mobilfunk-Sendestelle 8 stellt die Verbindung 9 zu dem Labor 2 her und erlaubt daher einen Informationsfluß von dem Datalogger 3 zu einer in dem Labor 2 aufgestellten, zentralen Anzeige- und Auswerteein­ richtung, wo die von dem Datalogger 3 gesammelten Daten so­ dann abgespeichert und ausgewertet werden, um weitere Rück­ schlüsse über Fehlfunktionen des Gerätes 1 zu erhalten.

Der Datalogger 3 wie auch das Funkmodem 6, welche auch in ei­ nem gemeinsamen Gehäuse integriert sein können, werden vor­ zugsweise durch eine Spannungsanzapfung 9 des zu überwachen­ den Geräts 1 mit Strom versorgt 10.

In dem Datalogger 3 kann auch eine Auswerteeinheit vorgesehen sein, mit der Fehlfunktionen des überwachten Geräts 1 sofort erkannt werden, und in diesem Fall kann der Datalogger 3 von sich aus über das Funkmodem 6 eine Kommunikationsverbindung 7 zu dem Labor 2 herstellen, so dass dort ggf. ein Signalgeber ausgelöst werden kann, um das Bedienpersonal auf die Fehl­ funktion der Notrufsäule 1 hinzuweisen. Sodann ist es mög­ lich, online von dem Labor 2 aus über die Funkverbindung 7 und den Datalogger 3 das aktuelle Verhalten des Geräts 1 zu verfolgen.

In ähnlicher Form können auch durch einen downlinkseitigen Informationsfluß von dem Labor 2 über die Funkverbindung 7 zu dem Datalogger 3 verschiedene Aktionen des vor Ort instal­ lierten Dataloggers 3 ausgelöst werden, bspw. Bereichsum­ schaltungen oder eine Verkürzung der Intervallzeit zwischen einzelnen Messungen.

Die Antenne 11 des Funkmodems 6 kann an dem Gehäuse der Bau­ einheit aus Datalogger 3 und Funkmodem 6 angeordnet sein, o­ der aber über ein Zuleitungskabel mit diesem verbunden sein, so dass sie zur Optimierung der Funkverbindung 7 an einem ge­ eigneten Ort aufgestellt werden kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Funkmodem 6 derart ausgebildet ist, dass es an unterschiedlichen Mobilfunknetzen betrieben werden kann, so dass stets dasjenige Mobilfunknetz für die Funkverbindung 7 verwendet werden kann, welches an dem Ort des zu überprüfen­ den Geräts 1 die höchste Sendefeldstärke bietet. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass das Funkmodem 6 mit einem Sende- und Empfangsteil ausgerüstet ist, dessen Frequenz verstellt werden kann, sowie dadurch, dass ein Fach zum wahlweisen Ein­ legen von Teilnehmerkarten unterschiedlicher Netzbetreiber vorgesehen ist.

Schließlich können zwischen dem vor Ort installierten Funkmo­ dem 6 und der aufgestellten Mobilfunksendestelle 8 bzw. zwi­ schen derselben und der in dem Labor 2 aufgestellten Auswer­ teeinheit die verschiedensten Kommunikationseinrichtungen zwischengeschalten sein.

Claims (26)

1. Verfahren zur Erfassung, Anzeige und/oder Auswertung von Daten, insbesondere Messdaten, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Messdaten von einer Messeinrich­ tung (3) zu einer Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung über wenigstens ein Mobilfunknetz (7) übertragen werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Messeinrichtung und einer Anzeige- und/oder Aus­ werteeinrichtung, dadurch gekennzeich­ net, dass die Messeinrichtung (3) über einen Modulator mit einer Sendeeinheit (6) für ein Mobilfunknetz (7) gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messeinrichtung ein Analog-Digital-Wandler nachgeschalten ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messeinrichtung oder einem daran angeschlossenen Analog-Digital-Wandler ein Daten­ speicher, insbesondere in Form eines Datenrecorders (3), nachgeschalten ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen oder mehrere analoge Messeingänge (4) für elektrische Größen wie Strom- und/oder Spannungspegel.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch einen oder mehrere digitale Messeingänge (4) zur Erfassung von elektrischen Schaltzuständen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Digitalschnittstellen (4) zur Ankopplung an zu überwachende Mikroprozessorsysteme.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, gekennzeichnet durch eine serielle Da­ tenschnittstelle.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber zur Auslösung einer oder mehrerer Messungen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitgeber parametri­ sierbar ist, insbesondere von einer Steuereinheit.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Eingangsanschlüsse (4) zum Empfang eines oder mehrerer exter­ ner Triggersignale zum Auslösen einer oder mehrerer Messun­ gen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mess­ einrichtung, einem nachgeschalteten Analog-Digitalwandler oder einem Datenspeicher eine Auswerteeinheit nachgeschalten ist, um unzulässige Abweichungen der Messdaten (4) zu erken­ nen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus­ werteeinheit zwecks automatischem Verbindungsaufbau mit der Sendeeinheit (6) gekoppelt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, gekennzeichnet durch eine Eingabetasta­ tur zur Parametrisierung der Messeinrichtung (3) und/oder der nachgeschalteten Baugruppen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeich­ net durch eine Anzeigeeinheit zur Bedienerführung bei der Parametrisierung.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, gekennzeichnet durch eine Empfangsein­ heit (6) für ein Mobilfunknetz (7), die über einen Demodula­ tor mit einer die Messeinrichtung und/oder deren nachgeschal­ tete Baugruppen steuernden Einheit gekoppelt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ ereinheit mit einem digitalen Schaltwerk, vorzugsweise in Form eines Mikroprozessors, realisiert ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit derart aufgebaut ist, dass bei Empfang verschiedener Steuerzeichen zugeordnete Funktionen ausgelöst werden, bspw. Umschaltung von einem Aufzeichnungsmodus zu einem Monitormodus, Übertra­ gung von abgespeicherten Daten, Vorgeben und/oder Ändern von Messgrößen, Messbereichen, Messintervallen.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, gekennzeichnet durch eine Batterie und/oder einen Akkumulator zur Versorgung der Messeinrichtung und der nachgeschalteten Baugruppen mit Energie.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19, gekennzeichnet durch einen Anschluß (10) zur Versorgung der Messeinrichtung (3) und der nachgeschalte­ ten Baugruppen (6) mit externer Energie (9) und/oder zum Auf­ laden eines Akkumulators.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Elektronikkomponenten, ggf. mit Ausnahme einer Antenne (11), in einem Gehäuse angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Ge­ häuse wasserdicht ist.

23. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder zur Kommunikation mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 22, mit einer Messeinrichtung und einer Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und/oder Auswerteeinrichtung über einen Demodulator mit einer Emp­ fangseinheit (8) für ein Mobilfunknetz (7) gekoppelt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Anzeigeeinrichtung ein Computermonitor verwendbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung mit einem Computer gekoppelt oder realisiert ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus­ werteeinrichtung mit einem Signalgeber gekoppelt ist.