FI117071B - Kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelmä itsenäistä kohdetta varten - Google Patents

Description

Kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelmä itsenäistä kohd Fjärrövervaknings- och fjärrkontrolleringsarrangemang för ei lokation 5 Keksintö kohdistuu yleisesti kaukovalvontaan ja -ohjaukseen. Erit kohdistuu kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn pystyttämisee käyttöön suhteellisen eristyneessä, itsenäisessä sijaintipaikassa, jo: ohjaustoimintojen täytyy olla pitkälle automatisoituja.

Esimerkkinä kaukovalvontaa ja -ohjausta tarvitsevasta itsenäisestä 10 ta voidaan ajatella solukkoradiojärjestelmän tukiasemaa. Varsinaii elektroniikka tyypillisesti sisältää omat valmiit telemetria- ja huoltoja ka eivät kuulu tämän tarkastelun piiriin. Esillä olevan keksinnön ta tavampi on itse sijaintikohde, johon tyypillisesti kuuluu suljettu tila, j järjestetty elektroniikkayksiköt sekä mainittuun suljettuun tilaan liit 15 kaapeli!iitännät (esimerkiksi antennia varten), mahdollinen antenn lähde, joka on järjestetty syöttämään tarvittavat käyttöjännitteet pi roniikkayksiköille.

Monet asiat voivat vaatia valvontaa ja ohjausta tukiasemakohteessi tai vastaavien pääsynvalvontavälineitten auki/kiinni -tilaa ja liikkei ’ 20 jotta voidaan estää asiaton pääsy tiloihin ja suorittaa hälytys, mikäli “'1 tautumisyrityksen olevan käynnissä. Suljetun tilan sisälämpötilaa ja ainakin tarkkailla ja edullisesti myös säätää, jotta voidaan ainakin h sesti myös reagoida ääriolosuhteisiin, jotka voivat olla haitallisia e ···:* minnalle. Kaapelien tilaa tulisi tarkkailla, jotta voidaan saada väri ·** 25 mahdollisesta kaapeli vauriosta. Keskeytyksetöntä sähköenergian s teeltä paikallisille elektroniikkayksiköille tulisi valvoa tarkasti, jotta v< im:[: tää asianmukaiset toimenpiteet sähkökatkon sattuessa. Mikäli teh vara-akut, joilla on tarkoitus syöttää virtaa sähkökatkon aikana, a * Λ Λ.

2 rakenteensa puolesta voisi yhtä hyvin olla esimerkiksi nykyaikaise dun kodin elektroninen kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelm elektroniikkayksikkö 101 ja sen teholähde 102 sijaitsevat pienessä tai kontissa 103. Antennikaapeli 104 liittää tukiaseman elektroniil 5 antenniin (ei esitetty kuvassa). Valtuutettu henkilöstö pääsee koni oven 105 kautta. Oven 105 auki/kiinni -tilaa valvotaan ovianturin 1C tuuletinta 107 ja 108 kierrättävät ilmaa kontissa 103. Lämpötila-an teusanturi 110 tarkkailevat ympäristöolosuhteita kontin 103 sisällä, ran 111 avulla tarkkaillaan ympäristöä. Kaapelianturi 112 mittaa < 10 104 kuntoa.

Erikoisvalmisteinen keskusyksikkö 120 on järjestetty keräämään kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn eri antureilta ja antam mahdollisille toimilaitteille (esimerkiksi tuulettimien 107 ja 108 toirr seksi tai kameran 111 kääntämiseksi). Erikoisvalmisteiseen keskui 15 kuuluu etäviestintämoduuli, esimerkiksi GSM-datapuhelinmoduuli lähettää mittaustietoja etäkäyttäjälle ja vastaanottaa ohjauskomei etäkäyttäjältä. Etäviestintämoduulia ei ole erikseen esitetty kuvassa ja ohjattu kohdesijainti on tukiasemakohde, etäviestintämoduulin v< va yhteys tukiasemaelektroniikkayksikköön 101, joka olisi järjestetty 20 erikoisvalmisteisen keskusyksikön 120 saapuvia ja lähteviä yhteyk :v. olisivat tavallisia solukko(data)puheluja.

• ♦ ♦ * ..li’ Kuvan 1 esittämän tekniikan tason kaukovalvonta- ja kauko-ohjaus 4 tapuolet liittyvät ensi sijassa sen luonteeseen erikoisvalmisteisena *“*: Koska eri kohteiden kaukovalvonta- ja kauko-ohjaustarpeet harvo ^j· 25 laiset, täytyy joko suunnitella joukko eri tavalla toimivia keskusyksi luksiin tai sitten keskusyksikkö täytyy suunnitella siten, että sillä c erilaisia ominaisuuksia, joista vain osa on käytössä tietyssä yksittäi: . .·. sessa. Molemmat vaihtoehdot ovat omiaan lisäämään järjestelmär • · · tannuksia. Tekniikan tason mukaisia kaukovalvonta- ja kauko-oh • * 3

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on esittää monipuolinen, luotet nustehokas kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestely. Lisäksi keksii na on esittää kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestely, joka on he tavissa ja muunnettavissa mihin tahansa sovellukseen. Lisäksi ke 5 teenä on esittää kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestely, joka i suhteellisen yksinkertaista johdotusta.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan arkkitehtuurilla, jossa kaukovalvc ohjausjärjestelyn ohjainmoduulin ja anturien, kytkimien ja muiden laitteiden väliset yhteydet kulkevat älykkäiden mutta yksinkertais 10 kautta. Edullisimmin solmut on liitetty toisiinsa ja ohjainmoduuliin ) sarjaväylällä, jolla käytetään monipääsyprotokollaa eri solmuihin Iii1 ten erottamiseksi toisistaan.

Keksinnön mukaisen kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn piirteet on esitetty järjestelyyn kohdistuvan itsenäisen patenttiva* 15 nusmerkkiosassa.

Keksinnön erään aspektin mukaisesti kaukovalvonta- ja kauko-ot muodostavat laitteet voidaan jakaa neljään ryhmään niiden älykkö moitavuuden mukaan. Alimmalla tasolla ovat anturit, indikaattorit, I laitteet, liiketunnistimet, mittapäät ja muut fyysisen tason laitteet, jo 20 olla älykkyyttä eikä ohjelmoitavuutta. Seuraavaksi korkeammalla t ee·:· solmut. Solmu on yksinkertainen, pienikokoinen piirilevylle toteutet ·:. laite, joka voidaan monipuolisesti sovittaa toimimaan liitäntänä n fyysisen tason laitteisiin. Lisäksi solmu toteuttaa äärimmäisen yk standardoidun tiedonsiirtorajapinnan, jonka kautta suuri määrä se 25 yhdistää toisiinsa. Solmussa on tietty määrä älykkyyttä, mutta se ei *”* vissa lukuun ottamatta vähäistä määrää yksinkertaisia ohjausomina ohjelmoitavaa verkko-osoitetta, joka yksilöi sen monien solmujen *···* lasanaa. Perusoletuksena on yksi solmu kutakin fyysisen tason lail ·.„· mu nn eräänlainen fwsisen tason laitteen stanrlarrlnitn esitv/c Lrai 4 tahansa solmujen ja niihin kytkettyjen fyysisen tason laitteiden koi että se pystyy järjestämään tiedonsiirron standardoidussa tiedonsiirt joka yhdistää solmut toisiinsa ja ohjainmoduuliin. Ohjainmoduuliin kymmeniä tai jopa satoja solmuja.

5 Ohjainmoduulilta on dataliitäntä, esim. RS-232, RS-485 tai ether etäviestintäliitäntä, kuten pakettikytkentäinen solukkoradioyhteys, r rarkiatasolle, johon kuuluu ainakin yksi palvelin, portaali, työasema kone, joka on järjestetty käytettäväksi kerättyjen tietojen katseluun käsittelyyn ja tallennukseen sekä kaukovalvonta- ja kauko-ohjaus 10 minnan ohjaukseen.

Fyysisen tason laitteet sijaitsevat luonnollisesti asianomaisissa l· ympäristössä, jossa kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestely on jä maan. Solmut sijaitsevat edullisimmin hyvin lähellä fyysisen tason jen ja fyysisen tason laitteiden tyypillisen yksi-yhteen-vastaavuuden 15 tyypilliseen valvottavaan ja ohjattavaan kohteeseen voi kuulua n. 2' koska yksi ohjainmoduuli pystyy käsittelemään n. 200 solmua, tai enempää kuin yksi ohjainmoduuli kuhunkin kaukovalvonta ohjauskohteeseen. Mikäli tarvitaan kaksi tai useampia ohjainmod daan liittää yhteen sarjaväylän, ethernetin tai muun sopivan paikal 20 avulla. Nopeus, jolla tietoa pitää siirtää solmujen ja ohjainten välillä V kovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn eri ohjainten välillä, on ty) ·..*:* hidas verrattuna tietokoneiden välisissä tietoverkoissa käytettäviin peuksiin, jolloin yhteydet voidaan toteuttaa erittäin yksinkertaisesti j *:·*: hokkaasti.

9 «il *"I 25 Keksinnölle tunnusomaisina pidetyt uudet ominaisuudet on esitetty * · ***** sesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Keksintöä itseään, sen raken taperiaatetta sekä sen lisätavoitteita ja -etuja on kuitenkin selostett erityisten suoritusmuotojen avulla ja viitaten oheisiin piirustuksiin.

• M • · • · 5

Kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista kaukovalvonti ohjausjärjestelyä, kuva 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen ka kauko-ohjausjärjestelyn laitehierarkiaa, 5 kuva 3 esittää esimerkkiä solmusta, kuvat 4a-4f esittävät esimerkkejä solmun liittämisestä fyysisen tasor kuva 5 esittää esimerkinomaista ohjainmoduulia, kuva 6 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista ka kauko-ohjausjärjesteiyä, 10 kuva 7 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisessa ja kauko-ohjausjärjestelyssä käytettävän sääaseman l kuva 3 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen ka kauko-ohjausjärjestelyn PID-ohjauksen periaatetta, kuva 9 esittää esimerkkiä portaaliohjelmiston toiminnasta ja 15 kuva 10 esittää järjestelmän eri osien sijaintia toisiinsa nähden • · · • · ’ Kuvassa 2 on esitetty, miten keksinnön erään suoritusmuodon m ’·; valvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn laitteet voidaan luokitella h —:e 201, 202, 203 ja 204. Alimmalla tasolla 201 ovat fyysiset laitteet: met, ilmaisimet, mittapäät, toimilaitteet ja vastaavat. Näillä ei tarvits ..ΙΓ 20 tä tai ohjelmoitavuutta. Seuraavaksi korkeammalla tasolla 202 ov ·«« joilla edullisesti on yksi-yhteen-vastaavuus fyysisten laitteiden 21 että kutakin fyysistä laitetta 211 kohti on oma solmunsa 221. Kunl sj]: älykkyyden ja ohjelmoitavuuden määrä on erittäin rajoitettu ja siihe kemmin tuonnempana tässä selostuksessa. Kunkin fvvsisen laitte 6

Tarvittavan johdotuksen määrän pitämiseksi kohtuullisena solmut duuliin 231 liittävän yhteysjärjestelyn 222 tulisi olla mahdollisimm nen. Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa yhteysjär yksinkertaisesti kierretty pari, joka kulkee solmusta solmuun ja myö: 5 liin 231. Tiedonsiirron ja virranjakelun toteuttamiseksi yhdellä kierre teysjärjestelyssä 222 täytyy soveltaa jotakin monipääsyjärjes TDMAita (aikajakoinen moni pääsy; time division multiple access). K pois monipääsyjärjestelmää käyttävää kierrettyä paria monimutkai: järjestelyjä 222, mutta monijohtimia kertyisi nopeasti niin paljon, et 10 mutkaisuus oleellisesti vastaisi kuvan 1 esittämän tekniikan tason kaisun johdotusten monimutkaisuutta.

Kolmannen tason 203 ohjainmoduuleilta 231 on verkkoyhteys 23 korkeimman tason 204 tietokonelaitteille 241. Tietokonelaitteiden ja/tai luonteeseen kohdistuu hyvin vähän rajoituksia. Tyypillisesti 15 massamuistilaitteita, tiedonhallintatyöasemia, yhdyskäytäviä muihin Verkkoyhteys 232 voi sisältää myös yhteyksiä erittäin suurtenkin e esim. internet-, intranet- tai VPN-yhteyksiä (Virtual Private Network) tietokoneilta, jotka voivat sijaita missä päin maailmaa tahansa. \ 232 osina voidaan käyttää yleisiä televiestintäjärjestelmiä kuten ylei 20 (PSTN) tai solukkoradiojärjestelmiä, jota tarkoitusta varten ohjainmi :v. daan varustaa erityislaitteistolla, kuten GSM- tai UMTS-datapuh<

' l[ GPRS-moduuleilla tai vastaavilla (GSM = Global System for IV

munications; UMTS = Universal Mobile Telecommunications Syj General Packet Radio Service).

• * 25 Kuvassa 3 on kaavamaisesti esitetty erään esimerkinomaisen solm ··*· .···. rakennetta, joka solmu tässä on oleellisesti samanlainen kuin pat US 5 920 253 "yhteysyksiköksi" (engl. connection unit) nimitetty pii .... sa patenttijulkaisussa kuvataan myös sinimuotoiseen kantoaaltomi lii' va TDMA-järjestely, jossa tietyn polariteetin puoliaaltoja käytetään 7 suuntaajalta 301 muille solmun 221 osille ei ole piirroksen selvyyd seen esitetty kuvassa 3.

Kierrettyyn pariin on kytketty myös näytteenotin 302 ja pulssinmi Näistä pulssinmuodostaja 303 on järjestetty muodostamaan kierretä 5 puvaan oskilloivaan aaltomuotoon lukittu kellopulssijono, ja näytte järjestetty ottamaan sopivasti näytteitä mainitusta oskilloivasta aalt he n sisältyvän tietosisällön dekoodaamiseksi. Näytteet viedään näy kautta solmun 221 sisäiselle analogia/digitaaliliitännälle 305. Digit sisäinen väylä 306, joka yhdistää mainitun analogia/digitaaliliitännär 10 tulkkiin 307, tiedontarkistimeen 308, osoitteen luku- ja kirjoitusliitänl vellusrajapintaan 310. Osoite-EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory) 311 on järjestetty tallentamaan solmun 221 ur Käytössä solmun tulisi reagoida vain sellaisiin saapuviin koment osoitettu sen omaan osoitteeseen, sillä mahdollisella lisäyksellä, e 15 teet on voitu määritellä "ryhmä"- tai "yleislähetysosoitteiksi", jolloin en solmujen tai järjestelmän kaikkien solmujen tulee noudattaa yk teeseen liittyviä komentoja. Fyysisen tason laitteet yhdistetään soh rajapinnan 310 kautta.

Tiedonsiirron mahdollistamiseksi ylössuunnassa solmun 221 ja < 20 välillä solmussa 221 täytyy olla jonkinlaiset lähetysvälineet. Kuvan : V esimerkinomaisessa suoritusmuodossa nämä koostuvat lähetyslc joka on järjestetty ohjattavasi! oikosulkemaan kierretyn parin kytke sopivalla sarjaresistanssilla) tiettyjen kyseiselle solmulle osoitetti *:··: aikana. Ohjainmoduuli huomaa kierretyn parin muuttuneen resist ··· 25 yleisemmin: muuttuneen impedanssiarvon), jonka se voi sitten tuli seisen solmun, jolle kyseinen aikaväli oli osoitettu, lähettämäksi bitti; • · ·

Solmu 221 on edullisimmin rakennettu siten, että suurin osa kaikis minnoista on toteutettu mikropiirillä. Jotta solmu olisi standardimai *** tenkin monipuolinen rakennusosa, ionka kävttö kaukovalvonta- ia 8

Kuvissa 4a-4f on esitetty solmujen yhdistämistä erilaisiin fyysisen samalla havainnollistaen monipuolisuutta, joka keksinnön avulla or sa kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyissä. Kaikissa näissä t£ mulla 221 on liitäntä kierrettyyn pariin 401, joka toimii kuvassa 2 5 esitettynä yhteysjärjestelynä 222. Kuvassa 4a on esitetty ohjattavi jestely, jossa solmu 221 on kytketty ohjaamaan puolijohderelettä 41 taan kytkee ulkoiseen vaihtojännitelähteeseen kytkettyä kuormaa pois päältä. Kuvassa 4b on esitetty tulokytkinjärjestely, jossa solmu ty ilmaisemaan kytkimen 421 johtavuustila. On/off-tyyppisten lähti 10 vassa 4a esitetyn, sekä on/off-tyyppisten tulojen, kuten kuvassa A teydessä voidaan käyttää optoerottimia galvaanisen erotuksen varsinaisen solmun ja valvottavassa tai ohjattavassa fyysisessä lai vien virtojen ja jännitteiden välille.

Kuvassa 4c on esitetty vaihekulmaohjainjärjestely, jossa solmu 2 15 ohjaamaan ulkoista triakkiohjainta 431, joka puolestaan toimii "h joka portaattomasti säätää ulkoiselta vaihtojännitelähteeltä kuorma tavan sähkötehon määrää. Solmu 221 lukittuu ulkoisen vaihtojänr juuteen ja vaiheeseen optoerottimen 433 kautta. Kuvassa 4d on ohjainjärjestely (Pulse Width Modulation), jossa solmu 221 on kyti 20 PWM-kytkentäpulsseja optoerottimen 441 kautta puolijohdekytkin .. . siten toistuvasti katkoo induktiiviselle kuormalle 443 kytkettyä tasasi • i • * ..il* Kuvassa 4e on esitetty analoginen tulojärjestely, jossa solmu 221 c ββ·|· taanottamaan analoginen jännitearvo mittalaitteelta 451. Solmur ·:··: analogia-digitaalimuunnin on järjestetty muuntamaan vastaanote 25 jännitearvo digitaaliseen muotoon, jonka solmu 221 voi lähettää .···, 401 kautta toiselle solmulle ja/tai ohjainmoduulille (ei esitetty kuvas sa 4e on esitetty esimerkkinä mittalaitteesta lämpötila-anturi, mutta tetta sovelletaan helposti muihinkin mittalaitteisiin, kuten kvantitatiivi *l\l infrapuna-antureihin (kvalitatiivisia on/off-tyyppisiä infrapuna-anti ♦ · ♦ · A/% i *. .1 *..... - * - v . .....

9 r kaattorilisälaite) tehonkulutus on pienempi kuin solmun 221 lähtötel ohjaussignaalien lisäksi solmulta jakaa digitaalisesti ohjattavalle la minnan vaatima sähkövirta.

Kuvassa 5 on esimerkkinä kaavamaisesti esitetty ohjainmoduuli 231 5 oleellisesti samanlainen kuin mitä on kuvattu "ohjausyksikkönä" (en edellä mainitussa patenttijulkaisussa US 5 920 253. Ohjainmoduu nallisena ytimenä on mikroprosessori 501, joka on järjestetty lukei tamaan ohjelmamuistiin 502 tallennettu ohjelma. Mikroprosessorir on ohjattava aaitomuotogeneraattori 503, joka on järjestetty muoc 10 tomuoto, joka edullisimmin on sinimuotoinen perusaaltomuoto, joss aaltoja on modifioitu lähetysrekisteristä 504 luetun tiedon mukai! bittiarvojen esittämiseksi. Liitäntä kierretylle parille solmuihin kä analogialähetysmuuntimen 505, joka syöttää muodostetut aaltomi muodossa kierretylle parille. Järjestelyä, joka sisältää virranilmais 15 analogia-digitaalivastaanottomuuntimen 507, käytetään ilmaisemaa lähettävät tietoa käyttämällä eri suuruisia määriä virtaa niille osoit leissä. Välineet ohjainmoduulin 231 yhdistämiseksi korkeamman laitteisiin käsittävät kuvassa 4 ethernetliitännän 508, yleiskäyttöise: 509 sekä laajennusliitännän 510, joka myös mahdollistaa ohjainmo 20 sen ulkoiseen käyttöliittymään esimerkiksi paikalla tehtäviä konfigu :·... varten. Sarjaliitäntään 509 kytkettynä on esitetty GPRS-moduuli 5 * · * muodostamiseksi korkeimman eli neljännen hierarkiatason laitteisiir —I moduulissa on sisäänrakennettu prosessori liitäntä, se voidaan my * * m •••\ raan mikroprosessoriin 501.

* · ··· 25 Kuvassa nähdään kameramoduuli 512 liitettynä suoraan GPRS- >*·· :e": Tällainen liitäntätapa johtuu siitä, että tämän selostuksen kirjoittan nen kiinnostus reaaliaikaisiin internetkameroihin on tuonut markl . yhteyksiä varten valmistettuja edullisia Hnettikamera"tyyppisiä kan * * *

t'.\\ Kamerasovelluksia tukevassa ohjainmoduulissa voi myös olla I

* & 10 "tavallisia" solmuja, jotka sijaitsevat etäällä ohjainmoduulista 231 päässä. Edullisimmin integroitua solmua/integroituja solmuja 221 mällä ne hyvin lähellä ohjainmoduulia 231 sijaitseviin fyysisen tase jopa käyttämällä niitä liitäntöinä itse ohjainmoduulissa 231 sijaitse 5 siin kokonaisuuksiin. Integroitua solmua 221 voitaisiin esimerkiksi l· nä, jolla suoritetaan GPRS-moduulin 511, kameramoduulin 512 t toiminnallisen kokonaisuuden "resetointi" (virta pois/virta päälle) tai kin sopivan fyysisen tason laitteen kanssa - välineenä, jolla valvo duulin 231 tehonkulutusta, sisäistä lämpötilaa tai jotakin muuta toim 10 Kuvassa 6 on esitetty edellä selostetun periaatteen soveltamista dessä selostetun kaltaisen kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjesfc seen. Kaukovalvonta- ja kauko-ohjausjärjestelyn ytimenä on ohja

Kunkin fyysisen tason laitteen lähellä on vastaava solmu 221. Soi ohjainmoduuliin 231 liittävä yhteysjärjestely 222 on edullisimmin yk 15 jota voidaan haaroittaa ja laajentaa oleellisesti vapaasti, edullisimm edes välittää napaisuudesta, koska solmuille 221 niihin kytketyn [ della ei ole merkitystä. Toimintakomennot kulkevat ohjainmoduulilts jestelyn 222 kautta solmuille 221. Kullakin solmulla on osoite, joka uniikki, vaikka lisäksi tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ryhmäo 20 solmu havaitsee toimintakomennon osoitekentästä, koskeeko kor : v. ään. Solmu, joka vastaanottaa itseään koskevan komennon, toimii • « * wlm kaisesti, esimerkiksi palauttamalla jonkin pyydetyn tiedon solmuur ··” sen tason laitteelta tai määräämällä fyysisen tason laitteen suori *>* tietyn toiminnan. Mittaustulokset, tilaraportit ja muut solmujen fyys * J* 25 teiltä keräämät tiedot kulkevat saman yhteysjärjestelyn 222 kautta c ..:r 231.

··· • · ♦ · * · ·

Havainnollistavina esimerkkeinä esitetään eräitä tietyntyyppisiä soli . .·. ryhmiä. Ensimmäinen esimerkki on solmu tai solmuryhmä, joka • * * liittyvän fyysisen tason laitteiston kanssa muodostaa pienoissääas* 11 laitteilla että mahdollisuudella välittää havainnointitulokset keskus lastointia ja prosessointia varten.

Kuvassa 7 on kaavamaisesti esitetty järjestely, jossa sääasema vc ko yhteen solmuun tai solmuryhmään. Sääaseman havainnointi- ja 5 ton muodostaviin fyysisen tason laitteisiin kuuluvat salamailmaisin / tila-anturi 702, ilmanpaine-anturi 703, tuulensuunta-anturi 704, tuule 705 ja kosteusanturi 706. Valinnainen puskurimuisti 707 on es maisimen 701 yhteydessä, jolloin ilmaisimen 701 havaitsemien ss määrä tallentuu puskurimuistiin 707 ja on luettavissa sieltä. Ensimr 10 lisuuden mukaan sääasemasolmuja 221 on vain yksi, joka on esite viivalla kuvassa 7 ja joka on varustettu kuudella sisääntulolla fyyi puolella ja joka siten on järjestetty lukemaan fyysisen tason laitteid< döt ja lähettämään saadut lukemat ohjainmoduulille (ei esitetty kuv järjestelyn 222 kautta. Toisen mahdollisuuden mukaan kullekin fyyi 15 teelle voi olla erillinen solmu 221, esitetty katkoviivoin kuvassa 7, solmu on itsenäisesti liitetty yhteysjärjestelyyn 222.

Kuvaa 7 voidaan myös tulkita kolmannen vaihtoehdon mukaisesti, j useampaa kuin yhtä solmua palvelemaan yhtä fyysisen tason lait tapauksessa voisi olla integroitu sääasema, joka käsittää kaikki kuv 20 laitteina esitetyt anturit, ilmaisimet ja mittarit. Solmujen ja ohjainn : tiedonsiirtoa varten ennalta suunniteltu TDMA-järjestely voi olla s€ vaatii kiinteän datanopeuden solmua kohti, esimerkiksi 80 bit/s, jos ..I:’ moduuliin on liitetty 200 solmua. Tämä voi olla enemmän kuin tyyppisille fyysisen tason laitteille, mutta toisaalta liian vähän joider ^:· 25 pisten fyysisen tason laitteiden tarpeisiin. Useita "osa"solmuja voi< :*··· "supersolmuksi", jolla on yksi yhteys sen ohjainmoduuliin yhdistäv ··· pariin ja yksi yhteys fyysisen tason laitteeseen, jotka yhteydet on . .·. integroidun supersolmun sisällä useille osasolmuille. Osasolmujen m m ψ olla (jopa paljon) suurempi kuin kaksi. TDMA-järjestelyssä supersol • · 12

Kuvassa 8 on kaavamaisesti esitetty ohjainmoduuli 231, joka käsil PID-ohjaimen 801 (PID = Proportional Integral Derivative). Hyvin t telmän mukaan PID-ohjain on takaisinkytkentäohjain, jonka lähtö, j mitetään ohjausmuuttujaksi, perustuu jonkin ennalta määritetyn re 5 ja jonkin mitatun prosessi muuttujan väliseen virheeseen. PID-oh elementin "P" toiminnan perustana on mainittu virhe kerrottuna vah jauselementin Ί" toiminnan perustana on virheen integraali kerrot sella; ja ohjauselementin "D" toiminnan perustana on virheen muu rottuna vahvistuksella. Kaikkien näiden valmistusarvojen ei tarviti 10 eroavia: esimerkiksi ohjauselementtiin ”D" liittyvän vahvistuksen n< aiheuttaa “Pl“-tyyppisen ohjauksen. Piiritason toteutuksia PID-ohj< sesti saatavana kaupallisesti, ja sellaisen toteuttaminen osana soir suutta on helppoa.

Kuvassa 8 esitetyn periaatteen mukaisesti PID-ohjain 801 vastaar 15 siarvon (tai -arvot) etäkäyttäjältä tai ohjainmoduulin 231 laajennus paikan päällä tapahtuvan ohjelmoinnin aikana järjestelmän pystyi antaa etäkäyttäjälle joitakin raportteja ohjauksen etenemisestä, tyypillisesti kytketty ns. anturisolmuihin, jolloin ohjatun prosessin m vaava prosessimuuttuja tulee anturisolmulta. PID-ohjaimen 801 li 20 ohjausmuuttuja menee toimilaitesolmulle, joka ohjaa fyysistä laitett : v; ta vaikuttaa prosessimuuttujaan (tai -muuttujiin).

* f

Solmut voivat kommunikoida keskenään yhteisen yhteysjärjestel] *.ΙΓ yhdistää ne ohjainmoduuliin, koska jokainen yhteysjärjestelyyn k] '·**'· vastaanottaa lähetyksiä kaikilta muilta laitteilta, joten periaatteessa 25 ta rakentaa PID-ohjain solmulle ja käyttää ohjainmoduulia 231 vair PID-ohjatun prosessin ja etäkäyttäjän välillä. On kuitenkin enemi ··· perusperiaatteiden mukaista pitää solmut mahdollisimman yksinkc . · poina ja toteuttaa ohjelmoitavat ohjaustoiminnot ylempänä laitehiei lisesti ohjainmoduulissa 231.

• · 13 raittiin ilman ottoon ja toisen "käytetyn" sisäilman ulos puhaltamia tuulettimia voidaan ohjata PID-ohjausprosessissa.

Kuvassa 9 on esitetty esimerkkinä portaaliohjelmiston 901 toiminte liohjelmistoa voidaan käyttää etäpalvelimella, joka ohjainmoduulin 5 sijaitsee etäviestintäyhteyden - edellä esimerkkinä käytettiin GPRS sessa päässä. Yhteydet ohjainmoduuleille ja -moduuleilta kulkeva jainmoduuliliitännän 902 kautta, jonka tehtävänä on toteuttaa kaikki tokollat, joita tarvitaan tiedonsiirtoon ohjainmoduulien kanssa. Tilasi 903 on järjestetty vastaanottamaan raportteja ohjainmoduuleilta, te 10 portoidut tiedot raporttitietokantaan 904 ja prosessoimaan raporttiti nan käyttäjien suuntaan tarjoaa selainliitäntä 905, joka käyttää HTM HTML-sivuja kommunikointiin käyttäjien kanssa. Jos käyttäjälle tai sivu edellyttää raportoitujen tietojen esittämistä jossakin tietyssä mi mitattujen lämpötilojen graafista esitystä kuluneen viikon ajalta tai 15 lukkoa valvontakameran ottamasta kymmenestä tuoreimmasta kuvi dot pyydetään tilastointiautomaatilta 903, joka lukee ne raporttitiet ja prosessoi ne mainitun HTML-sivun edellyttämään muotoon. Vaiti voi myös antaa komentoja selainliitännän 905 kautta portaaliohjeli minnan ohjaamiseksi ja siten myös ohjainmoduulien toiminnan ohja 20 ohjainmoduuleille on yhteydet ohjainmoduuliliitännän 902 kautta.

·· · • · 9 : ·1 Kuvassa 9 on esitetty myös hälytys- ja merkinantoliitäntä 907, jok ··’:1 lähettämään hälytyksiä ja/tai ilmoituksia valituille käyttöpäätteille, j ...T min ovat mobiili päätteitä, jos ja kun portaaliohjelmisto 901 vastaanc ’”5 duuleilta tiettyjä liipaisutapahtumia koskevia raportteja. Esimerkkejä

·:· 25 tumista ovat mm. havaittu murtautuminen, havainto saavutetusta I

»9»| 7 potilasta, havainto sähkökatkosta ja merkki kriittisestä järjestelmäv 999 tys voidaan lähettää esimerkiksi tekstiviestinä tai multimediaviestinä • « ·

Kuvassa 10 on esitetty, miten järjestelmän eri osat sijaitsevat toi • 1 m * 1 ttÖt/htAifrlel /\^ϊοΐηηηΛΓΐ·ι·ιΐΑ·Κβ l/ι ilUauot nrliill!<>irMrviin f>nli ilrL-ni-m 14

Ohjainmoduuli voidaan myös ohjelmoida suorittamaan vähintään raj ta kuvassa 9 kaavamaisesti esitetyn kaltaisesta portaaliohjelmistos tällainen "miniportaair-tyyppinen ohjainmoduuli on esitetty viiten Portaaliohjelmiston rajoittuneisuus tässä tapauksessa tyypillisesti 5 että kyseinen ohjainmoduuli vastaa vain omien solmujen ja joiden hen liittyvien ohjainmoduulien solmujen lähettämien raporttien Etäyhteys ohjainmoduuleille ja -moduuleilta 231 ja 231' ei välttämät! solukkoradiojärjestelmän kautta. Se voi myös mennä suoraan interr tä kuvaavat katkoviivayhteydet kuvassa 10.

10 n ·

I I I

• 9 • I • «Il 999« • II· ·««« * • · f

Ml • »»** • 9 9 I Ml • • · 9 • · · ««« 1 9« • 9 9 t

Claims (13)

1. Järjestely itsenäisen sijaintikohteen kaukovalvonnan ja -ohja miseksi, johon järjestelyyn kuuluu -fyysisen tason laitteita (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211), 5 tetty ainakin hankkimaan tietoa sijaintikohteessa, - lähetinvastaanotin (511), joka on järjestetty vaihtamaan tietoja e telmän kanssa, ja -fyysisen tason laitteiden (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211 taanottimen (511) välissä kaksitasoinen järjestelmäelementtien \ 10 kuuluu useampia solmuja (221) ja vähintään yksi ohjainmoduuli (2; mainitut solmut (221) ovat yhteydessä mainittuihin fyysisen tason 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211) ja mainittu ohjainmoduuli (231, dessä mainittuihin solmuihin (221) ja mainittuun lähetinvastaanottim tunnettu siitä, että siihen kuuluu 15. polariteetista ja topologiasta riippumaton kaapeliyhteys (222) mail duulin (231,231') ja mainittujen solmujen (221) välillä, - mainitussa ohjainmoduulissa (231,231') välineet (503, 504, 505) naalin syöttämiseksi mainittuun kaapeliyhteyteen (222), - kussakin solmussa (221) välineet (301) mainitulta kaapeliyhteyd 20 taanotetun oskilloivan signaalin ensimmäisen osan käyttämiseks :v; käyttötehoa varten ja välineet (302, 303, 304, 305, 307) mainitulta k * tä (222) vastaanotetun oskilloivan signaalin toisen osan käyttämisel **‘f tavana tietona, ja ··· ···, - kussakin solmussa välineet (312) tiedon lähettämiseksi muuttane 25 mainitun kaapeliyhteyden (222) impedanssia. :*·*; 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että laitteet (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211) ja solmut (221) vai , yhden suhteessa yhteen siten, että kuhunkin fyysisen tason laitteej Hl 108,109,110,111,112, 211) on yhdistetty täsmälleen yksi solmu C

2. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det anordningar (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211) och noder ( varandra i förhällandet ett till ett sä att exakt en nod (221) anslutits ning (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211) pä det fysiska planet.

3. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att näi 15 bindelse (222) är ett vridet par (401), till vilket nämnda noder (22 parallellt, och nämnda organ (312) för att sända data i varje nod i en kopplare (312) för att kortsluta nämnda vridna par (401) med hjä

4. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det är vända tidsuppdelad samtidig ätkomst i nämnda kabelförbindelse V\: 20 nämnda styrmodul (231, 231') är inrättad att sända data tili en sp< ·;· inom en tidslucka som är reserverad för den. ««« | ·β*:. 5. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de kombination av en växelrelä (411) och en till den kopplad last (41 •·||Φ ordning pä fysiskt plan, varvid den nod (221) som är kopplad tili nä 25 (411) är anordnad att styra nämnda växelreläs (411) styrmod. . 6. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de m « · m kopplare (421) som en anordning pä fysiskt pian, varvid den nod (2

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, etl tetty käyttämään aikajakoista monipääsyä mainitussa kaapeliyht1 jolloin mainittu ohjainmoduuli (231, 231') on järjestetty lähettämää solmulle (221) sille varatussa aikavälissä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett; vaihtoreleen (411) ja siihen kytketyn kuorman (412) yhdistelmä fyys teenä, jolloin mainittuun vaihtoreleeseen (411) kytketty solmu (221 ohjaamaan mainitun vaihtoreleen (411) johtavaa tilaa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett. 10 fyysisen tason laitteena kytkin (421), jolloin mainittuun kytkimeen (^ mu (221) on järjestetty hankkimaan tietoa mainitun kytkimen (421) j ta.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett fyysisenä laitteena triakkiohjaimen (431) ja siihen kytketyn kuomu 15 telmä, jolloin mainittuun triakkiohjaimeen (431) liittyvä solmu (221 toimimaan mainitun kuorman (432) toiminnan vaihekulmaohjaimena

8. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att de kombination en kopplare (442) och en till den kopplad last (432) so ordning, varvid den nod som ansluts till nämnda kopplare (442) έ fungera som en pulsbreddsmodulationstyrenhet för nämnda lasts (4

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett; fyysisenä laitteena kytkimen (442) ja siihen kytketyn kuorman (4' jolloin mainittuun kytkimeen (442) liittyvä solmu (221) on järjestetty 1 • · * 20 nitun kuorman (443) toiminnan pulssinleveysmodulaatio-ohjaimena. ...V m

9. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det inr huvud (451) som en fysisk anordning, som är anordnat att bilda e ningssignal som ett mätt värde, varvid den nod (221) som ansluts ti huvud (451) är anordnad att omvandla nämnda analoga spännin digital signal och att sända nämnda digitala signal ätminstone till 10 nämnda styrmodul (431) eller en annan nod (221).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett; ·?··: fyysisenä laitteena mittapää (451), joka on järjestetty muodostani; '"’j1 jännitesignaali mitattuna arvona, jolloin mainittuun mittapäähän (45 ···. (221) on järjestetty muuntamaan mainittu analoginen jännitesignae 25 signaaliksi ja lähettämään mainittu digitaalinen signaali vähintään 1 . .·. vista: mainittu ohjainmoduuli (431) tai jokin toinen solmu (221). • 1 · · 1Π Patanttii/aatimi ilrcon 1 miikainon iärioctoK/ tunnettu ci itä ott:

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett ohjainmoduulissa PID-ohjain (801), joka on järjestetty vastaanotta siarvo, vastaanottamaan prosessimuuttujan arvo ensimmäiseltä se tämään ohjausmuuttuja toiselle solmulle.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ett; tä suuremman datanopeuden osoittamisen mahdollistamiseksi tiel son laitteen ja tietyn ohjainmoduulin välille siihen kuuluu supersolr tyy joukko osasolmuja, jotka kaikki on liitetty samaan fyysisen tason

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, etl 10 nainen sijaintikohde on solukkoradiojärjestelmän tukiasemakohde kuuluu säähavainnointivälineitä (701, 702, 703, 704, 705, 706) fyyi teinä.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ei jainmoduuli (2311) on järjestetty suorittamaan portaaliohjelmistoa (9 15 luu selainliitäntä (905) etäkäyttäjiä varten, joka portaaliohjelmisto tetty keräämään ja prosessoimaan mainitun ohjainmoduulin (231') mivilta solmuilta vastaanotettuja tietoja. ·« · • · · : ·' 1. Arrangemang för fjärrövervakning och -styrning av ett självstä •«S* 20 objekt, varvid arrangemanget innefattar ...T -anordningar (106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 211) pä ett fysis "•5 anordnade ätminstone att skaffa information vid positionsobjektet, "•l· -en sändarmottagare (511), anordnad att utbyta information med system, och 25. systemelement mellan det fysiska planets anordningar (106, 107, . 111, 112, 211) och sändarmottagaren (511) anordnade enligt tväp nefattande ett flertal noder (221) och ätminstone en styrmodul (2 - organ (503, 504, 505) i nämnda styrmodul (231, 231') för att mat de signal till nämnda kabelförbindelse (222), - organ (301) i varje nod (221) för att använda den första delen av i da kabelförbindelse (222) mottagna oscillerande signalen för nod 5 effekt och organ (302, 303, 304, 305, 307) för att använda den frän förbindelse (222) mottagna oscillerande signalens andra del som mottas, och - organ (312) i varje nod för att sända data genom att styrbart änc belförbindelses (222) impedans.

10. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det inr talt styrbar anordning (461, 462) som en anordning pä fysisk plan, nod (221) som ansluts till nämnda digitalt styrbara anordning (461, nad att motta en digital signal frän ätminstone en av följande: nän 15 (431) eller en annan nod (221), samt att generera en digital signal för nämnda digitalt styrbara anordning (461,462).

11. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det i j nefattar en PID-styrenhet (801), som är anordnad att motta ett ref motta värdet av en processvariabel frän en första nod och sända en :v: 20 en andra nod. • · ··* *9ml

12. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att för at indikation av en högre datahastighet än genomsnittet mellan en g pä ett fysiskt plan och en given styrmodul innefattar det en super ····* häller ett antal delnoder, vilka alla är anslutna tili samma anordning 25 planet. . t\

13. Arrangemang enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnd positionsobjekt är ett basstationsobjekt i ett cellulärt radiosystem oc