PL216232B1 - Bezprzewodowy system diagnostyczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest bezprzewodowy system diagnostyczny polegający na rozłożeniu sygnału diagnostycznego analogowego - zdjętego z przetwornika, a następnie dalszą transmisję składowych szeregu rozłożonego sygnału i dalszą ich obróbkę. System ten przeznaczony jest do zdalnej diagnozy urządzeń, obiektów i maszyn mechanicznych, elektrycznych trudno dostępnych lub niebezpiecznych dla człowieka - wysokie napięcie elektryczne, wysokie stężenie chemikaliów. Najbardziej zbliżonymi systemami przesyłania danych jest system Bluetooth, Irda i systemy OFDM.

Technologia Bluetooth jest jedną z najnowocześniejszych technologii bezprzewodowych, jakie są obecnie dostępne. Klawiatury i myszy Microsoft korzystające z tej technologii umożliwiają bezprzewodową synchronizację i transfer plików, muzyki i obrazów pomiędzy kompatybilnymi urządzeniami. Telefon Nokii z technologią Bluetooth zawiera maleńki, radiowy układ scalony, którego zadaniem jest przesyłanie danych na specjalnej częstotliwości radiowej do innego układu scalonego Bluetooth. Niezależnie od tego, gdzie znajduje się układ odbiorczy, w komputerze, telefonie czy w innym urządzeniu, przesyła on dane do urządzenia odbiorczego.

Technologia IrDA wykorzystuje skupioną wiązkę światła w paśmie podczerwonym. Warunkiem zastosowania IrDA jest posiadanie co najmniej dwóch urządzeń, pomiędzy którymi nie ma niczego, co by utrudniało ich wzajemną widoczność. System ten obejmuje przede wszystkim takie usługi jak: transfer plików między komputerami, drukowanie, dostęp do zasobów sieci przewodowej, transmisja danych i mowy między komputerem a telefonem komórkowym, sterowanie urządzeniami telekomunikacyjnymi.

Technika transmisji OFDM pozwala znacznie zwiększyć dostępną w sieciach WLAN przepływność pomiędzy urządzeniami. Technika OFDM polega na kodowaniu pojedynczego strumienia danych w wielu podnośnych. W systemie transmisji OFDM wykorzystuje się podnośne, dla których stosuje się modulacje BPSK, QPSK lub QAM/64-QAM. Maksymalną szybkość transmisji - 54 Mbit/s uzyskuje się dla modulacji 64-QAM (216 bitów danych na jeden symbol OFDM).

Modulacja OFDM jest oparta na FDM, ale jest używana jako modulacja cyfrowa. Strumień bitów, jaki ma być transmitowany jest rozdzielany na kilkanaście równoległych strumieni, zwykle więcej niż 12. Dostępne pasmo jest dzielone między kilka podkanałów, i każdy mniejszy strumień jest transmitowany przez 1 podkanał, modulując jego nośną, przy użyciu zwykłej modulacji, na przykład PSK czy QAM. Podnośne - nośne podkanałów, są wybierane tak, żeby każdy zmodulowany strumień był ortogonalny w stosunku do innych, dzięki temu eliminowane są zakłócenia międzykanałowe. Wyrównanie kanału jest uproszczone, przez użycie wielu wolniejszych sygnałów wąskopasmowych zamiast jednego szerokopasmowego. Zasadniczą cechą OFDM jest radzenie sobie z różnymi, czasem ciężkimi warunkami kanału, na przykład wąskopasmową interferencją bez używania filtrów.

Według wynalazku bezprzewodowy system diagnostyczny polega na tym, że sygnał mechaniczny zostaje zamieniony na sygnał elektryczny, który następnie rozłożony zostaje w szereg Fouriera względem odpowiedniej bazy ortogonalnej najczęściej harmonicznej lub w szeregi Legendre'a lub Czebyszewa lub Laguerre'a lub Hermire'a względem bazy klasycznych wielomianów ortogonalnych. Następnie przesyłane są tylko informacje o współczynnikach rozwinięcia sygnału a składowe sygnału są generowane i sumowane w odbiorniku za pomocą jąder próbkujących harmonicznych lub jąder wielomianowych w przypadku szeregów względem wielomianów Legendre'a, Czebyszewa, Laguerre'a lub Hermite'a co pozwala na uzyskanie sygnału wejściowego.

Rozwiązanie według wynalazku pozwoliło zbudować system zdalnej, bezprzewodowej diagnostyki bez potrzeby zamiany sygnału analogowego na cyfrowy. System jest odporny na zakłócenia propagacji fal radiowych, na niepożądany przechwyt danych a także zapewnia wierność odebranego sygnału przy minimalnej zajętości pasma sygnału. Zastosowanie takiego systemu pozwala na natychmiastową diagnozę na podstawie oceny niepożądanych składowych sygnału diagnostycznego. System nie wymaga przetworników A/C i C/A. Zasadniczą ideą projektu jest rozkład sygnału w szereg w miejscu nadawczym i sumowanie składowych w miejscu odbiorczym. Dokładność odwzorowania sygnału po stronie odbiorczej zależy tylko od ilości składowych uwzględnionych w sumowaniu a nie od parametrów kanału transmisyjnego. W kanale radiowym przesyłane są informacje o składowych szeregu. System można wykorzystywać do transmisji sygnałów w innych celach i jednocześnie można w odbiorniku wykorzystać informacje wynikłe z rozkładu w szereg w nadajniku np. do celów identyfikacji, diagnozy telemedycyny.

PL 216 232 B1

System według wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania, który uwidoczniony jest na fig. 1 jako schemat systemu.

P r z y k ł a d I

Bezprzewodowy system diagnostyczny polega na tym, że sygnał mechaniczny ze źródła sygnału 1 zostaje zamieniony na sygnał elektryczny w przetworniku 2 sygnału mechanicznego na elektryczny, który następnie rozłożony zostaje w szereg Fouriera 3 względem odpowiedniej bazy ortogonalnej po stronie nadawczej 4. Następnie w kanale radiowym przesyłane są tylko informacje o współczynnikach rozwinięcia sygnału a składowe sygnału są generowane i sumowane w odbiorniku za pomocą jądra próbkującego Dirichleta. Układ odbiornika składa się z części radiowej 5 oraz części odtwarzającej sygnał wejściowy (sumowanie składowych sygnału) 6 co pozwala na uzyskanie sygnału wejściowego w układzie 7. W związku z tym rozkładając sygnał w szereg Fouriera wykorzystując bazę harmoniczną a następnie wykorzystując jądra Dirichleta, w odbiorniku można uzyskać sygnał wejściowy. Baza harmoniczna wykorzystywana będzie głównie do diagnozy zdalnej drgań pochodzących z różnych źródeł.

P r z y k ł a d II

W przypadku diagnozy innych sygnałów można wykorzystać bazę wielomianów ortogonalnych. Bezprzewodowy system diagnostyczny polega na tym, że sygnał mechaniczny ze źródła sygnału 1 zostaje zamieniony na sygnał elektryczny w przetworniku 2 sygnału mechanicznego na elektryczny, który następnie rozłożony zostaje w szereg względem wielomianów Legendre'a w układzie 3, i w układzie nadawczym 4 wysłany zostaje drogą radiową do odbiornika w kanale 5. Przesyłane są tylko informacje o współczynnikach rozwinięcia sygnału, składowe sygnału są generowane i sumowane za pomocą jąder wielomianowych w układzie 6 co pozwala na uzyskanie sygnału wejściowego

Claims (1)

1. Bezprzewodowy system diagnostyczny, znamienny tym, że sygnał mechaniczny zostaje zamieniony na sygnał elektryczny, który następnie w odbiorniku rozłożony zostaje w szereg Fouriera względem odpowiedniej bazy ortogonalnej harmonicznej lub w szeregi Legendre'a lub Czebyszewa lub Laguerre''a lub Hermire'a względem bazy klasycznych wielomianów ortogonalnych po czym przesyłane są tylko informacje o współczynnikach rozwinięcia sygnału a składowe sygnału są generowane i sumowane w odbiorniku za pomocą jąder próbkujących harmonicznych lub jąder wielomianowych co pozwala na uzyskanie sygnału wejściowego.