EP1163645A1 - Vorrichtung und verfahren zur insbesondere mobilen datenerfassung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur insbesondere mobilen datenerfassung

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Publication number
EP1163645A1
EP1163645A1 EP00926685A EP00926685A EP1163645A1 EP 1163645 A1 EP1163645 A1 EP 1163645A1 EP 00926685 A EP00926685 A EP 00926685A EP 00926685 A EP00926685 A EP 00926685A EP 1163645 A1 EP1163645 A1 EP 1163645A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
input signals
signal processing
rules
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00926685A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Lang
Knut Adams
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1163645A1 publication Critical patent/EP1163645A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14—Central alarm receiver or annunciator arrangements
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/53—Network services using third party service providers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/75—Indicating network or usage conditions on the user display
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/04—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems with alarm systems, e.g. fire, police or burglar alarm systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/30—Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32—Architecture of open systems interconnection [OSI] 7-layer type protocol stacks, e.g. the interfaces between the data link level and the physical level
    • H04L69/322—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/329—Intralayer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the application layer [OSI layer 7]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a device for in particular mobile data acquisition with at least one input interface for supplying input signals, in particular operating data of a vehicle, a machine, etc., with a signal processing device that can be coupled to the input interface for signal processing of the input signals supplied via the input interface.
  • the invention further relates to a method for in particular mobile data acquisition of input signals supplied via at least one input interface, in particular of operating data of a vehicle, a machine, etc. , in which the input interface is coupled to a signal processing device for signal processing of the input signals supplied via the input interface.
  • Such a device is used, for example, in vehicles, for example passenger cars, commercial vehicles, construction machinery, agricultural machines, etc. Systematic operating data acquisition and monitoring of the vehicles is often desirable.
  • Such a device is known from GB 2,194,119 AI.
  • the data acquisition device contains input sensors that record the status or certain security conditions.
  • a signal processing device is provided that creates a status report that contains the identity and location of the data acquisition device and the respective operating data.
  • a dialing device and a radio telephone are connected to the data acquisition device and transmit the status report to a remote station.
  • the invention is based on the object of specifying a device and a method for, in particular, mobile data acquisition, which enables automated and systematic data acquisition and transmission of process data, alarm messages etc. in a simple manner.
  • a device for in particular mobile data acquisition with at least one input interface for supplying input signals, in particular operating data of a vehicle, a machine, etc., with a signal processing device that can be coupled to the input interface for signal processing of the input signals supplied via the input interface (s) and for recording predeterminable data of the input signals at predefinable times and with an output interface for feeding output data of the signal processing device derived from the input signals in the signal processing device according to predefinable rules to a signal processing device for processing the output data to a transceiver unit which can be coupled to the device automatic and / or initiated transmission of the output data to a central office and / or to a predetermined recipient.
  • This object is achieved by a method for in particular mobile data acquisition of input signals supplied via at least one input interface, in particular operating data of a vehicle, a machine, etc., in which the input interface is coupled to a signal processing device for signal processing of the input signals supplied via the input interface, in which predefinable data of the input signals are recorded by the signal processing device at predeterminable times and output data are derived from the input signals in the signal processing device according to predefinable rules, which are sent to a signal processing device couplable transceiver unit can be forwarded automatically and / or on request to a central office and / or to a predetermined addressee.
  • the invention is based on the finding that systematic data acquisition can take place through the use of a mobile data acquisition device, in particular in the area of complex construction machines, construction vehicles, as well as commercial vehicles etc., which leads overall to higher availability of the respective vehicles etc.
  • the input signals required for evaluation and diagnosis are fed to the data acquisition device via the input interface.
  • these input data of the input signals are evaluated either during operation of the respective vehicle or even when the vehicle is at a standstill according to predetermined rules that are stored in the signal processing device and either automatically or on request, for example, to a control center via the transceiver unit a specific addressee or to the
  • the control center responsible, for example, for a specific fleet of vehicles hereby contains a comprehensive overview of the respective machine conditions and the measured values of the vehicles, as a result of which, for example, technical malfunctions relating to operational safety and availability of the respective vehicle can be recognized at an early stage.
  • the respective service intervals can be optimized individually for each vehicle.
  • the rules required for evaluating the respective input data are stored in the signal processing device and can each be individually adapted to the respective vehicle etc. and the respective individual operating conditions.
  • a simple and inexpensive way to project the data acquisition device can be achieved in that the device has at least one writable Has memory for storing an operating system of the device and / or the predefinable rules, the memory data intended for the memory being able to be loaded remotely via the transceiver unit.
  • Effective data processing by the signal processing device regardless of the respective data format of the input signals can be achieved in that the device has a data converter arranged between the input interface and the signal processing device, which is used to equalize the input signals supplied and to provide a uniform data format for the input interface (s). fed input signals is used.
  • An additional preparation of the input data with regard to the specific addresses can take place in such a way that the device has an address assignment unit which is provided between the data converter and the input interface (s) and which is provided for converting the source-specific addresses of the input signals to the address format of the data converter is.
  • Data recording and analysis similar to an oscilloscope can be made possible in that the signal processing device has a data analysis unit which is provided for recording selected input signals at predeterminable times, the recording rules being specified from the control center for short-term observation of information derived from the input signals.
  • An energy-saving operation of the device which is' of crucial importance in mobile use, can be achieved in that the device is installed in a motor-operated mobile vehicle and has a connecting device for connection to the supply voltage of the vehicle, that the device has means for Detection of at least a first operating state "generator of the supply voltage source in operation" and a second operating state “generator of the supply voltage source not in” Operation ", with the work of the data analysis unit being interrupted in the second operating state. Alarm monitoring and long-term data acquisition may continue to run.
  • User-friendly monitoring and targeted diagnosis based on the input signals that can be processed by the mobile data acquisition device, in particular in the sense of long-term evaluation, can be carried out in such a way that the signal processing device has a data processing unit for recording information data that can be derived from the input signals according to predefinable rules, and that the device has one has first memory for storing the rules of the data processing unit.
  • the power management of the data acquisition device is further improved in that the first memory has two memory areas, a first memory area the rules for the operating state “generator of the supply voltage source in operation” and a second memory area the rules for the operating state “generator of the supply voltage source not in operation ".
  • An alarm function of the data acquisition device can be generated in that the signal processing device has an alarm unit for monitoring information data that can be derived from the input signals according to predefinable alarm rules, and that the device has a second memory for storing the rules of the alarm unit.
  • observation unit as an operation and observation unit also for the direct operation of operating states coupled to the device
  • Vehicle has control signals that can be fed in via the input / output interface (s).
  • the possible uses of the data acquisition device and the processing of the input data can be enlarged or expanded further by the device being connectable to a GPS receiver.
  • Data acquisition can also be realized with multiple use of components in a particularly advantageous and cost-saving manner in that the device is integrated or coupled with a car radio receiver and / or in a car radio receiver / mobile phone device combination.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of an overall system for mobile data acquisition
  • FIG. 2 shows a representation of the rough structure of the data acquisition device
  • 3 shows a basic illustration of an exemplary embodiment of a data acquisition device
  • FIG. 5 shows an example of a mask for setting rules of a data analysis unit.
  • the data acquisition system comprises vehicles FL.Fn of a vehicle fleet.
  • the vehicles FL.Fn are each equipped with a data acquisition device MC, the data acquisition device MC and the interaction with other components of the respective vehicle FL.Fn being shown only on the basis of the vehicle Fl.
  • the data acquisition device MC has input interfaces S1..S4, via which input signals II..14 from data sources Ql..Q4 are supplied.
  • CAN Controller Area Network
  • the second interface S2 is designed, for example, as a serial interface, for example for connecting a keyboard, etc., while the third interface S3 is provided, for example as a so-called "on board 1/0" interface, for example for connecting sensors, sensors, etc.
  • the GSM module 5 is connected to a transceiver antenna 6.
  • the driving Stuff Fl can establish a bidirectional data connection between the antenna 6 of the data acquisition device MC and an antenna 11 of a base station 10a ..
  • the base stations 10a. 10n of a GSM mobile radio network N are connected to a network operator 13 of the mobile radio network N.
  • the operator 13 of the mobile radio network N has a connection 14 to a control center 15.
  • a further data connection as a mobile data connection 16 is possible via a further base station 17 between a receiver E and the operator 13 as a mobile data connection 12.
  • a computer 20 with data processing device 22, monitor 21 and keyboard 23 is used, for example, as a human-machine interface for communication between central unit 15 and data acquisition device MC.
  • the data acquisition device MC records certain input signals I1..I4 over a longer period of time.
  • signals relating to the operational safety of the vehicle Fl. Fn such as water temperature, oil temperature, cooling temperature of a refrigerated vehicle, etc., can be recorded at specific times in accordance with the rules stored in the data acquisition device MC.
  • the signals recorded in this way can then be transmitted to the control center 15 and / or the receiver E via the output interface either at the request of the control center 15 or at the request of another receiver E via the output interface SA and the associated radio transceiver 5.
  • an effective fault diagnosis can be carried out, for example, in the event of a fault in the vehicle FL.Fn.
  • the recording of signals over a short period of time can also take place, for example, in the form of a direct dialog connection between the control center 15 and the data acquisition device MC via an online connection in the form of the air interface 9.
  • the rules in the data acquisition device MC can be designed in such a way that an automatic alarm message can also occur when certain disturbance events occur, for example limit value violations.
  • the data acquisition device MC can also transmit location data to the control center. On the one hand, this results in theft monitoring and, on the other hand, a clear fleet management of the vehicles of a vehicle fleet FL.Fn to be recorded from the control center 15 can take place.
  • a voice connection between the driver of the vehicle F1 and the central unit 15 is also possible via the radio link 9 between the central unit 15 and the vehicle F1, without a separate radio transceiver being required for this.
  • a notebook etc. can also be connected on site via the interface S2, and the recorded signals can thus be evaluated on site for an error determination.
  • An optimal representation of the information transmitted from the data acquisition device MC to the control center 15 is made possible in that a software package is installed in the computer device 22, which is based, for example, on the operating and monitoring system from Siemens WinCC or on operating systems such as Windows . This also optimizes administration, for example of incoming alarm messages.
  • the rules in the data acquisition device MC for the acquisition and transmission of input signal data la..4a to the control center are stored in the data acquisition device MC in such a way that the rules can be downloaded from the control center 15 to the data acquisition device MC via the air interface 9.
  • FIG. 2 shows an overview of the rough structure of a data acquisition device, this structure also being explained in more detail in connection with the more detailed illustration of the principle of FIG. 3.
  • the data acquisition device MC has input interfaces S1..S4.
  • the second interface S2 is designed as a serial interface, for example for connecting a keyboard, while the third interface S3 is designed as a so-called onboard input-output interface, for example for connecting sensors, sensors, etc.
  • the input signals I1..I4 supplied via the interfaces S1..S4 are forwarded to a signal processing device 1 via an address assignment unit AZ and a data converter EA.
  • the signal processing device 1 has an output interface SA, via which the output signals 18 are forwarded to a communication driver KT, for example a GSM driver.
  • the signal processing device 16 contains means A, L, D, M for recording and moni Toring of predefinable input signals II..14 at predefinable times.
  • the means L, A, D, M consist in particular of a data analysis unit D which is provided for recording selected input signals I1..I4 at predeterminable times, the specification of the recording rules from the control center for short-term monitoring of the input signals la. .4a derivable information takes place.
  • the corresponding rules are stored in a data analyzer rule interpreter DR.
  • a connection D1 enables the rules stored in the memory DR to be downloaded via the output interface SA.
  • the data signals d determined using the data analysis unit D are recorded using the recording device DA and a data buffer DP.
  • the data processing unit L is constructed in a similar manner.
  • the data processing unit L also contains a memory LR for storing the rules for recording the input signals 1 to be processed using the data processing unit L.
  • a preprocessing unit LV, a data recording unit LA and a data buffer LP are provided.
  • Further processing units of the signal processing device 16 are the alarm unit A for monitoring information data which can be derived from the input signals la..4a according to predefinable alarm rules.
  • the alarm unit A consists of a memory AR for storing the alarm monitoring rules. The alarms are monitored by evaluating the alarm signals a supplied to the alarm unit, which are forwarded to an alarm monitoring unit AÜ and an alarm archive AA.
  • the address allocation unit AZ is formed from address allocation tables, which are the conversion between source-specific addresses and the
  • the address assignment tables of the address assignment unit AZ are also structured differently. However, they all have in common the specification of format (bit, byte, word 7), address in the respective input / output image of the data converter EA, bit offset for bit types and length, if applicable.
  • the EA data converter is separated into data format areas in which the data received from the various sources is entered as an input image.
  • the tasks of the data converter EA are the equalization between the asynchronous delivery of the data by the
  • the data analysis unit D which is also referred to below as a data analyzer.
  • the data analysis unit D works in a similar way to an oscilloscope, ie individually selected signals are recorded at defined times. The recording can be started or stopped using the DR recording rules.
  • the data analysis unit D is used for short-term monitoring of current events.
  • the corresponding rules DR for this short-time monitoring are therefore selected so that the recording of the data signals with the aid of the recording unit DA takes place only in an operating state "generator of the supply voltage source of the vehicle in operation" or "ignition ON". This ensures that the battery voltage of the vehicle in which the data acquisition device MC is arranged will not be unnecessarily loaded.
  • the rules of the data analysis unit D are transferred from a control center to the data acquisition device MC at runtime.
  • An example mask for setting the recording rules of the data analysis unit D is shown in FIG. 5, for example.
  • the functionality of the data processing unit L essentially corresponds to the functionality of the data analysis unit D.
  • Data analysis unit D is used by data processing unit L to record data over a longer period of time in accordance with the specified rules LR.
  • Such rules can be, for example: averaging, maximum value formation, minimum value formation.
  • the rules LR can be stored by a central in a corresponding parameter / configuration area.
  • the data processing unit L In the case of the data processing unit L, too, two control areas are provided, namely one for the normal and one for the so-called power-safe operating state.
  • the power safe operating state identifies the operating state "generator of the supply voltage source not in operation", which generally corresponds to the operating state motor OFF.
  • the data preprocessing unit LV is used for preprocessing (summation, min. / Max. Value formation) of the events sampled in the corresponding recording grid.
  • the alarm notification system A essentially consists of two parts: the alarm archive AA and the alarm monitoring AÜ.
  • the alarm system A monitors signals from the input image of the data converter EA and generates alarm messages.
  • the alarm monitoring AÜ checks the input image for events requiring notification in accordance with the alarm monitoring rules AR. If an alarm situation is detected, a corresponding alarm message is entered in the alarm archive AA.
  • the alarm monitoring rules AR determine when an alarm must be marked as coming or going.
  • Another element of the signal processing device 16 is the so-called data monitoring unit M, which enables values to be observed online via a control center.
  • the output interface SA is designed as a so-called data request interface and forms a neutral interface between the functionalities of the data acquisition device MC and the communication driver for the so-called operating station, for example for the corresponding operating and monitoring system of a control center.
  • the communication driver KT manages the downstream communication medium, for example a WinCC operator control and monitoring system, and converts the addressing specific to the respective operator control and monitoring system to the output interface SA.
  • the configuration database DB contains the configuration data required for the entire system.
  • the databases DB1, DB2, .. required for the individual components are generated from this database.
  • the first database DB1 contains the configuration data required for the data acquisition unit.
  • the databases Ql..Qn of the data sources set the behavior of the data sources.
  • the alarm system A defines the rules for alarm monitoring.
  • the databases LR1, LR2 define the recording rules for the data processing unit L (cf. FIG. 3).
  • a classification unit K can be provided, which defines classification rules of a classification unit K.
  • the task of the classification unit K is to evaluate a signal over a longer period of time.
  • the state of the signal is assigned to configurable classes. For example, a signal can be divided into 10 classes. For example, if the signal has a value range of 0 ... 999 and 10 equally large classes are configured, each class contains a value range of 100. The first class represents the Range from 0 ... 99, the second from 100 ... 199 etc. The result is then: signal for 140 s in class 1, for 20 s in class 2 etc.
  • the second database DB2 which is managed at the headquarters is concerned, the alarm archive AA and a symbol management which serves symbol management required in connection with the data analysis unit D, the data processing unit L, the classification unit K and the data monitoring unit M.
  • the project planning database DB can be created in a simple manner, for example in the form of Excel tables or with a graphic project planning tool. At least certain parts of the configuration database DB can contain data that can be reloaded from the central office and can thus be adapted to new monitoring models etc.
  • the input mask M contains a first input field EF1 for specifying the input signals to be recorded as well as a second input field
  • the signals to be recorded in each case are specified in the first input field EF1: oil pressure, speed, water temperature and, in addition, the time grid for recording the signals.
  • the second input field EF2 is used to specify the respective recording rules, for example, a recording is required for the speed if the value is greater than 50.
  • the invention thus relates to a device MC and a method for in particular mobile data acquisition with at least one input interface S1..S4 for supplying input data I1..I4, in particular data of a vehicle FL.Fn, a machine etc., with one with the Input interface parts S1..S4 that can be coupled to signal processing device 16 for signal processing of the data supplied via the input interface S1..S4 and with an output gear interface SA for supplying output data 17 of the signal processing device 16 to a transmission device 5 for transmitting the output data 17 to a control center 15.
  • Automated and systematic data acquisition for process data acquisition, alarm reporting etc. can be achieved in a simple manner by the signal processing apparatus 16 having means A, L, D for recording and evaluating predeterminable input data I1..I4 at predeterminable times.

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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..I4) 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

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnittstelle zur Zuführung von Eingangssignalen, insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc., mit einer mit der Eingangsschnittstelle koppelbaren Signalverarbeitungsvorrichtung zur SignalVerarbeitung der über die Eingangsschnittstelle zugeführten Eingangssignale.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung von über mindestens eine Eingangs- schnittsteile zugeführten Eingangssignalen, insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs , einer Maschine etc . , bei dem die Eingangsschnittstelle mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnitt- stelle zugeführten Eingangssignale gekoppelt ist.
Eine derartige Vorrichtung kommt beispielsweise bei Fahrzeugen, beispielsweise Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, 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 AI bekannt. Die Datenerfassungsvorrichtung enthält dabei Eingangssenso- ren, die den Status oder bestimmte Sicherheitsbedingungen aufzeichnen. Darüber hinaus ist eine Signalverarbeitungsvorrichtung 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 übermittelt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung anzugeben, die bzw. das auf einfache Weise eine automatisierte und systematische Datenerfassung und Weiterleitung von Prozeßdaten, 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 Signalverarbeitungsvorrichtung 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 Ausgangsdaten an eine mit der Vorrichtung koppelbare Sende- Empfangseinheit zur selbsttätigen und/oder auf Anfrage eingeleiteten Übertragung der Ausgangsdaten an die eine Zentrale und/oder an einen vorbestimmten Empfänger.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung von über mindestens eine Eingangsschnittstelle zugeführten Eingangssignalen, insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs, einer Maschine etc. gelöst, bei dem die Eingangsschnittstelle mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung zur Signalverarbeitung der über die Eingangs- Schnittstelle zugeführten EingangsSignale gekoppelt ist, bei dem vorgebbare Daten der Eingangssignale zu vorgebbaren Zeitpunkten von der Signalverarbeitungsvorrichtung aufgezeichnet und aus den Eingangssignalen in der Signalverarbeitungsvorrichtung nach vorgebbaren Regeln Ausgangsdaten abgeleitet werden, die an eine mit der Signalverarbeitungsvorrichtung koppelbare Sende-Empfangseinheit selbsttätig und/oder auf Anfrage an eine Zentrale und/oder an einen vorbestimmten Adressaten weitergeleitet werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das durch den Einsatz einer mobilen Datenerfassungsvorrichtung, insbesondere im Bereich von komplexen Baumaschinen, Baufahrzeugen sowie Nutzfahrzeugen etc. eine systematische Datenerfassung erfolgen kann, die insgesamt zu einer höheren Verfügbarkeit der jeweiligen Fahrzeuge etc. führt. Hierzu werden der Datenerfassungsvorrichtung über die Eingangsschnittstelle die jeweils 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 festgelegten Regeln, die in der Signalverarbeitungsvorrichtung gespeichert sind, ausgewertet und entweder selbsttätig oder auf Anfrage beispielsweise einer Zentrale über die Sende- Empfangseinheit an einen bestimmten Adressaten oder an die
Zentrale weitergeleitet. Die beispielsweise für einen bestimmten 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 jeweiligen Serviceintervalle fahrzeugindividuell optimieren. Die für die Auswertung der jeweiligen Eingangsdaten erforderli- chen Regeln sind in der Signalverarbeitungsvorrichtung gespeichert und können jeweils individuell an das jeweilige Fahrzeug etc. und die jeweils individuellen Einsatzbedingungen angepaßt werden.
Eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Projektierung der Datenerfassungsvorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß die Vorrichtung mindestens einen beschreibbaren Speicher zur Speicherung eines Betriebssystems der Vorrichtung und/oder der vorgebbaren Regeln aufweist, wobei die für den Speicher bestimmten Speicherdaten über die Sende- Empfangseinheit fernladbar sind.
Eine effektive Datenverarbeitung durch die SignalVerarbeitungsvorrichtung unabhängig vom jeweiligen Datenformat der Eingangssignale kann dadurch erzielt werden, daß die Vorrichtung eine zwischen Eingangsschnittstelle und Signalverarbei- tungsvorrichtung angeordneten Datenumsetzer aufweist, der zur Entzerrung der zugeführten Eingangssignale und zur Bereitstellung eines einheitlichen Datenformats der über die Eingangsschnittstelle (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 Eingangsschnittstelle (n) vorgesehene Adress-Zuordnungs-Einheit aufweist, die zur Umsetzung der quellspezifischen Adressen der Eingangssig- nale auf das Adressformat des Datenumsetzers vorgesehen ist.
Ein Datenaufzeichnung und -analyse ähnlich einem Oszilloskop kann dadurch ermöglicht werden, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung 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 erzielt werden, daß die Vorrichtung in von einem Motor betriebenen mobilen Fahrzeug installiert ist und eine Anschlußvorrichtung zum Anschluß an die VersorgungsSpannung des Fahrzeugs aufweist, daß die Vorrichtung Mittel zur Detektion min- destens eines ersten Betriebszustands "Generator der Versor- gungsspannungsquelle in Betrieb" und eines zweiten Betriebszustands "Generator der Versorgungsspannungsquelle nicht in Betrieb" aufweist, wobei im zweiten Betriebszustand eine Unterbrechung 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 einer Langzeitauswertung kann in der Weise erfolgen, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Datenverarbeitungseinheit zur Aufzeichnung von aus den EingangsSignalen nach vorgebbaren Regeln ableitbaren Informationsdaten aufweist und daß die Vorrichtung einen ersten Speicher zur Speicherung der Regeln der Datenverarbeitungseinheit aufweist.
Das Powermanagement der Datenerfassungsvorrichtung wird dadurch weiter verbessert, daß der erste Speicher zwei Speicherbereiche 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 Eingangssignalen nach vorgebbaren Alarmregeln ableitbaren Informationsdaten 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 sichergestellt werden, daß die Vorrichtung ein Alarmarchiv zum Eintrag von erfolgten Alarmen aufweist.
Ein Beobachten der in der Datenerfassungsvorrichtung gesammelten und auch über eine Online-Verbindung abfragbaren Ein- gangssignale und der daraus ableitbaren Informationen wird dadurch sichergestellt, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung 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 Beobachten 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 nochmals 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 kostensparend in der Weise erfolgen, daß die Vorrichtung in einem Autoradioempfänger und/oder in einer Autoradioempfän- ger/Mobiltelefongerätekombination integriert oder damit gekoppelt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Gesamtsystems zur mobilen Datenerfassung,
FIG 2 eine Darstellung zur Grobstruktur der Datenerfassungsvorrichtung, 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 Datenerfassungssystem umfaßt Fahrzeuge FL.Fn einer Fahrzeugflotte. Die Fahrzeuge FL.Fn sind jeweils mit einer Datenerfassungs- vorrichtung MC ausgestattet, wobei die Datenerfassungsvor- richtung MC und das Zusammenwirken mit weiterer Komponenten des jeweiligen Fahrzeugs FL.Fn jeweils lediglich anhand des Fahrzeugs Fl gezeigt ist. Die Datenerfassungsvorrichtung MC weist Eingangsschnittstellen S1..S4 auf, über die jeweils EingangsSignale II..14 aus Datenquellen Ql..Q4 zugeführt wer- den. Die erste Schnittstelle Sl ist beispielsweise zur Verarbeitung von EingangsSignalen eines Kommunikationsbusses vorgesehen, wie er bei Fahrzeugen als sogenannter CAN-Bus (CAN = Controller Area Network) zum Einsatz kommt. Über einen derartigen Datenbus werden beispielsweise Betriebsdaten für Motor- temperatur, Wassertemperatur, Öldruck, Öltemperatur, Batteriespannung 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 1/0" 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 Ausgangsschnittsteile 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 Fl kann über eine Funkschnittstelle 9 zwischen der Antenne 6 der Datenerfassungsvorrichtung MC und einer Antenne 11 einer Basisstation 10a.. lOn eine bidirektionale Datenverbindung aufbauen. Die Basisstationen 10a.. lOn eines GSM- Mobilfunknetzes N stehen mit einem Netzbetreiber 13 des Mobilfunknetzes N in Verbindung. Vom Betreiber 13 des Mobilfunknetzes 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 Datenverbindung 12 möglich. Als Mensch-Maschine-Interface zur Kommunikation 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 FL.Fn. Anstelle der in FIG 1 dargestellten Fahrzeuge FL.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 Datenerfassungsvorrichtung MC bestimmte Eingangssignale I1..I4 über ei- nen längeren Zeitraum auf. So können beispielsweise Signale, die die Betriebssicherheit des Fahrzeugs Fl.. Fn betreffen, wie beispielsweise Wassertemperatur, Öltemperatur, Kühltempe- ratur eines Kühlfahrezugs etc. entsprechend den in der Datenerfassungsvorrichtung MC gespeicherten Regeln zu bestimmten Zeitpunkten aufgezeichnet werden. Die so aufgezeichneten Signale können dann über die Ausgangsschnittstelle entweder auf Anfrage der Zentrale 15 oder auf Anfrage eines sonstigen Empfängers 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 FL.Fn eine effektive Fehlerdiagnose erfolgen. Zudem besteht die Möglich- keit, in der Datenerfassungsvorrichtung MC bestimmte Eingangssignale I1..I4 über einen kurzen Zeitraum, beispielsweise durch Trigger-Ereignisse gestartet bzw. gestoppt, ebenfalls aufzuzeichnen und so hoch aktuelle Maschinen- Fahrzeugzustände aufgrund einer sehr aktuellen Anzeige zu erhalten und entsprechende Wartungs- bzw. Reparaturmaßnahmen usw. einzuleiten. Die Aufzeichnung von Signalen über einen kurzen Zeitraum kann beispielsweise auch in Form einer direkten Dialogverbindung zwischen der Zentrale 15 und der Daten- erfassungsvorrichtung MC über eine Online-Verbindung in Form der Luftschnittstelle 9 erfolgen. Die Regeln in der Datenerfassungsvorrichtung MC können derart ausgebildet sein, daß auch eine selbsttätige Alarmmeldung bei Eintritt von bestimmten 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 Fahrzeugflotte FL.Fn erfolgen. Zudem ist über die Funkverbindung 9 zwischen der Zentrale 15 und dem Fahrzeug Fl auch bei Bedarf eine Sprachverbindung zwischen dem Führer des Fahrzeugs Fl 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 S2 beispielsweise ein Notebook etc. angeschlossen 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 ermöglicht, daß in der Rechnereinrichtung 22 ein Softwarepaket installiert ist, welches beispielsweise auf dem Bedien- und Be- obachtungssyste der Firma Siemens WinCC oder auf Betriebs- Systemen wie Windows basiert. Hierdurch wird auch eine Verwaltung, beispielsweise der eingehenden Alarmmeldungen, optimiert. Von der Zentrale aus können darüber hinaus spezielle Informationen für die Fahrzeuge FL.Fn, beispielsweise Ver- kehrsfunk, Daten- und/oder Auftragsdaten etc. fahrzeugindividuell oder flottenindividuell übermittelt werden. Die Regeln in der Datenerfassungsvorrichtung MC zur Erfassung und Übermittlung von Eingangssignaldaten la..4a an die Zentrale sind in der Datenerfassungsvorrichtung MC in der Weise gespeichert, daß ein Fernladen der Regeln von der Zentrale 15 aus an die Datenerfassungsvorrichtung MC über die Luftschnittstelle 9 möglich ist.
FIG 2 zeigt ein Übersichtsbild zur Grobstruktur einer Datenerfassungsvorrichtung, wobei diese Struktur auch im Zusammenhang mit der genaueren Prinzipdartstellung 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 Zusammenhang mit FIG 1 prinzipiell erläutert wurde, Eingangs- Schnittstellen S1..S4 auf. Die erste Schnittstelle Sl 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 sogenannte Onboard-Input-Output-Schnittstelle, beispielsweise zum Anschluß von Sensoren, Gebern etc. ausgebildet ist. Die vierte Schnittstelle S4 dient zum Anschluß der Daten eines GPS- Moduls (GPS = Global Positioning System) . Die über die Schnittstellen S1..S4 zugeführten Eingangssignale I1..I4 werden über eine Adresszuordnungseinheit AZ und einen Datenumsetzer EA an eine Signalverarbeitungsvorrichtung 1 weitergeleitet. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 1 weist eine Ausgangsschnittstelle SA auf, über die Ausgangssignale 18 an ei- nen Kommunikationstreiber KT, beispielsweise einen GSM- Treiber weitergeleitet werden. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 16 enthält Mittel A,L,D,M zur Aufzeichnung und Moni- toring von vorgebbaren Eingangssignalen II..14 zu vorgebbaren Zeitpunkten. Die Mittel L,A,D,M bestehen im einzelnen aus einer Datenanalyseeinheit D, die zur Aufzeichnung von ausgewählten Eingangssignalen I1..I4 zu vorgebbaren Zeitpunkten vorgesehen ist, wobei die Vorgabe der AufZeichnungsregeln von der Zentrale aus zur Kurzzeitbeobachtung von aus den Eingangssignalen la..4a ableitbaren Informationen erfolgt. Die entsprechenden Regeln sind in einem Data-Analyser-Regel- Interpreter DR gespeichert. Über eine Verbindung Dl besteht die Möglichkeit, die im Speicher DR gespeicherten Regeln über die Ausgangsschnittstelle SA fernzuladen. Die Aufzeichnung der mit Hilfe der Datenanalyseeinheit D ermittelten Datensignale d erfolgt mit Hilfe der AufZeichnungsvorrichtung DA sowie eines Datenpuffers DP. In ähnlicher Weise ist die Daten- Verarbeitungseinheit L aufgebaut. Auch die Datenverarbeitungseinheit L enthält einen Speicher LR zur Speicherung der Regeln für die Aufzeichnung der mit Hilfe der Datenverarbeitungseinheit L zu verarbeitenden Eingangssignale 1. Darüber hinaus ist eine Vorverarbeitungseinheit LV, eine Datenauf- Zeichnungseinheit LA sowie ein Datenpuffer LP vorgesehen. Weitere Verarbeitungseinheiten der Signalverarbeitungsvorrichtung 16 sind die Alarmeinheit A zur Überwachung von aus den EingangsSignalen la..4a nach vorgebbaren Alarmregeln ableitbaren 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 AZ wird aus Adress-Zuordnungstabellen gebildet, die die Umsetzung zwischen quellspezifischen Adressen und den
Eingangsabbild des Datenumsetzers EA vornehmen. Je nach Quelle, je nach Art der zugeführten Eingangssignale I1..I4 sind die Adresszuordnungstabellen der Adresszuordnungseinheit AZ somit auch unterschiedlich aufgebaut. Gemeinsam ist ihnen jedoch die Angabe von Format (Bit, Byte, Word...), Adresse im jeweiligen Ein-/Ausgangsabbild des Datenumsetzers EA, Bit- Offset bei Bittypen sowie gegebenenfalls Länge. Der Datenumsetzer EA ist zur platzsparenden Adressierung in Datenformat- bereiche getrennt, in die als Eingangs-Abbild die über die unterschiedlichen Quellen erhaltenen Daten eingetragen werden. Die Aufgaben des Datenumsetzers EA sind die Entzerrung zwischen der asynchronen Anlieferung der Daten durch die
Quellen und der Auswertung durch die nachgeschaltete Signalverarbeitungsvorrichtung 1. Eine weitere Aufgabe besteht darin, daß der Datenumsetzer EA die Daten mit einer einheitlichen Schnittstelle unabhängig von der Quelle mit einem ein- heitlichen Datenformat bereitstellt. Zentrales Element der
Langzeitdatenerfassung und Datenüberwachung bildet die Datenanalyseeinheit D, die im folgenden auch als Data-Analyzer bezeichnet wird. Die Daten-Analyseeinheit D arbeitet ähnlich wie ein Oszilloskop, d.h. es werden zu definierten Zeitpunk- ten einzelne ausgewählte Signale aufgezeichnet. Die Aufzeichnung kann mit Hilfe der AufZeichnungsregeln DR jeweils gestartet oder gestoppt werden. Im Gegensatz zur Datenverarbeitungseinheit L dient die Datenanalyseeinheit D der Kurzzeitbeobachtung von aktuellen Ereignissen. Die entsprechenden Re- geln DR für diese KurzZeitbeobachtung sind daher so gewählt, daß die Aufzeichnung der Datensignale mit Hilfe der Aufzeichnungseinheit 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 Datenerfassungsvorrichtung MC angeordnet ist, nicht unnötig belastet werden wird. Mit Hilfe der Datenverbindung Dl ist dargestellt, 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 Datenverarbeitungseinheit L zur Aufzeichnung von Daten über einen län- geren Zeitraum gemäß den vorgegebenen Regeln LR. Derartige Regeln können beispielsweise sein: Mittelwertbildung, Maximalwertbildung, 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 vorgesehen, nämlich einer für den Normal- und einer für den sogenannten 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 Teilen: Dem Alarmarchiv AA und der Alarmüberwachung AÜ. Das A- 1 rmmeldesystem 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 Ereignisse. Wird dabei eine Alarmsituation erkannt, so wird eine 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 sogenannter SMS- Meldung (SMS = Short Message Service) an die Zentrale oder an einen vorbestimmten Empfänger (vergleiche FIG 1) weitergereicht werden. Über das Alarm-Meldesystem wird auch eine Quittierung der erfolgten Alarme überwacht. „,_.»,,_,, O 00/60546
14 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 Schnittstelle zwischen den Funktionalitäten der Datenerfassungsvorrichtung MC und dem Kommunikationstreiber für die sogenannte Operating Station, beispielsweise für das entsprechende Be- dien- und Beobachtungssystem einer Zentrale. Der Kommunikati- onstreiber KT verwaltet das nachgeschaltete Kommunikationsmedium, 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, .. generiert. Die erste Datenbasis DB1 enthält die für die Datenerfassungseinheit nötigen Projektierungsdaten. Die Datenbasen Ql..Qn der Datenquellen stellen das Verhalten der Datenquel- len ein. Das Alarmsystem A legt die Regeln für die Alarm- Überwachung gest. Die Datenbasen LRl, LR2 legen die Aufzeich- nungsregeln für die Datenverarbeitungseinheit L fest (vgl. Fig. 3) . Weiter kann eine bei dem in Fig. 4 nicht dargestellte Datenbasis für eine Klassifizierungseinheit K vorgesehen sein, die Klassifizierungsregeln einer Klassifizierungseinheit K festlegt. Aufgabe der Klassifizierungseinheit K ist eine Bewertung eines Signals über einen größeren Zeitraum. Der Zustand des Signals wird projektierbaren Klassen zugeordnet. 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 einen 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 verwaltet 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 beispielsweise in Form von Excel-Tabellen oder mit einem graphischen Projektierungs-Tool erstellt werden. Zumindest bestimmte Teile der Projektierungsdatenbasis DB kann Daten enthalten, 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 enthält ein erstes Eingabefeld EF1 zur Vorgabe der jeweils auf- zuzeichnenden Eingangssignale sowie ein zweites Eingabefeld
EF2 zur Vorgabe der jeweiligen AufZeichnungsregeln. Im ersten Eingabefeld EFl 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 vorliegt.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit 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 FL.Fn, einer Maschine etc., mit einer mit der Ein- gangsschnittsteile S1..S4 koppelbaren Signalverarbeitungsvorrichtung 16 zur Signalverarbeitung der über die Eingangsschnittstelle S1..S4 zugeführten Daten und mit einer Aus- gangsschnittstelle SA zur Zuführung von Ausgangsdaten 17 der Signalverarbeitungsvorrichtung 16 an eine Übertragungsvorrichtung 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.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (MC) zur insbesondere mobilen Datenerfassung mit mindestens einer Eingangsschnittstelle (S1..S4) zur Zu- führung von Eingangssignalen (I1..I4), insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs (FL.Fn), einer Maschine etc., mit einer mit der Eingangsschnittstelle (SL.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 Signalverarbeitungsvorrichtung (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 Ausgangsdaten (18) an eine Zentrale (15) und/oder an einen vorbestimmten Empfänger (E) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 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 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) eine zwischen Eingangsschnittstelle (Sl, S2 , S3 , S4) und Signalverarbeitungsvorrichtung (1) angeordneten Datenumsetzer (EA) aufweist, der zur Entzerrung der zugeführten EingangsSignale (I1..I4) und zur Bereitstellung eines einheitlichen Datenformats der über die Eingangs- schnittsteile (n) (S1..S4) zugeführten Eingangssignale (II..14) .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) eine zwischen Datenumsetzer (EA) und Eingangssschnittstelle(n) (S1..S4) vorgesehene Adress- Zuordnungs-Einheit (AZ) 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Datenanalyseeinheit (D) aufweist, die zur Aufzeichnung von ausgewählten EingangsSignalen (I1..I4) zu vorgebbaren Zeitpunkten vorgesehen ist, wobei die Vorgabe von AufZeichnungsregeln von der Zentrale (15) aus zur Kurzzeit-Beobachtung von aus den Eingangssignalen ableitbaren Informationen erfolgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) in von einem Motor (3) betriebenen mobilen Fahrzeug (FL.Fn) installiert ist und eine Anschlußvorrichtung zum Anschluß an die VersorgungsSpannung des Fahrzeugs (FL.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 Versorgungsspannungsquelle 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Datenverarbeitungseinheit (L) zur Aufzeichnung von aus den Eingangssig- nalen nach vorgebbaren Regeln ableitbaren Informationsdaten 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Speicher (LR) zwei Speicherbereiche aufweist, wobei ein erster Speicherbereich die Regeln für den Betriebszustand "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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (16) eine Alarmeinheit
(A) zur Überwachung von aus den Eingangssignalen (II..14) 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) ein Alarmarchiv (AA) zum Eintrag von erfolgten Alarmen aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Signalverarbeitungsvorrichtung (1) eine Beobachtungs- einheit (DM) zur direkten Beobachtung von Eingangssignalen (la..4a) und/oder von aus den Eingangssignalen (I1..I4) ableitbaren Informationsdaten.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zentrale ein Bedien- und Beobachtungssystem aufweist, das auch zur direkten Bedienung von Betriebszuständen eines mit der Vorrichtung gekoppelten Fahrzeugs (FL.Fn) über Steuersignale (II..14) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) mit einem GPS-Empfänger koppelbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (MC) in einem Autoradioempfänger und/oder in einer Autoradioempfänger/Mobiltelefongerätekombination integriert ist.
15. Verfahren zur insbesondere mobilen Datenerfassung von ü- ber mindestens eine Eingangsschnittstelle (SL.Sn) zugeführten Eingangssignalen (I1..I4), insbesondere von Betriebsdaten eines Fahrzeugs (FL.Fn), einer Maschine etc., bei dem die Eingangsschnittstelle (SL.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 Signalverarbeitungsvorrichtung (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.
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