PT1477951E - Método e dispositivo para controlo do funcionamento de vias de transmissão por rádio num sistema de comunicação de situações de perigo - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO

"MÉTODO E DISPOSITIVO PARA CONTROLO DO FUNCIONAMENTO DE VIAS DE TRANSMISSÃO POR RÁDIO NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE SITUAÇÕES DE PERIGO" 0 presente invento diz respeito a um método e a um dispositivo para controlo do funcionamento de vias de transmissão por rádio num sistema de comunicação de situações de perigo que compreende uma central e vários postos, equipados, cada um deles, com um dispositivo de transmissão e com um dispositivo de recepção.

Em instalações de comunicação de situações de perigo, nas quais os sinais são enviados por detectores de incêndio ou de intrusão, por rádio, a uma central, torna-se necessário controlar tanto as vias de transmissão, como a comunicação com fios levada a cabo na instalação. Como nas instalações rádio os postos periféricos, que é como quem diz, os detectores, são alimentados de energia a partir de baterias, os detectores enfrentam problemas de energia consideráveis.

Da patente EP 0911775 é já nosso conhecido um sistema de comunicação de situações de perigo concebido de forma bidireccional, cujos componentes foram concebidos de modo a pouparem energia. As avarias registadas num sistema deste tipo podem ser reconhecidas em menos de 100 segundos, o que, por um lado, satisfaz o estipulado na norma europeia EN 54; pelo outro, porém, estas ausências devido a fading, como são habitualmente chamadas, dão azo a comunicações de avaria desnecessárias. 2

Da patente DE 195 39 312 AI é também já nosso conhecido um método para o aumento da segurança de transmissão de instalações rádio, que prevê que, a intervalos de tempo fixos predefinidos, os postos externos enviem telegramas de dados especiais à unidade central, sendo que os problemas inerentes a uma recepção por várias vias são eliminados através de um posicionamento espacialmente desfasado de várias antenas. Além disso, na patente EP 1244081 AI também já é apresentada uma proposta no sentido de evitar as influências exercidas pelas ausências devido a fading, como são chamadas, através do recurso a várias estações intermédias e, se necessário, a diferentes vias rádio, para proceder à permuta de dados. No entanto, este routing (encaminhamento) através de estações intermédias faz com que, se, e tal como está previsto na norma europeia, houver uma permuta de dados com a central o mais tardar a cada 100 segundos, haja um acréscimo considerável do tráfego de comunicações por rádio. O que também exerce um efeito negativo sobre o consumo de energia. A energia fornecida pelas baterias é muito cara e o impacto que exerce no ambiente não pode ser negligenciado. Além disso, as redes grandes de detectores acabam por ficar sufocadas sob o peso do seu próprio tráfego de dados para efeitos de controlo das linhas. A patente norte-americana US 5029334 dá a conhecer um método de optimização das vias de transmissão de dados.

Em face do exposto, o presente invento tem pois por objectivo assegurar um controlo fiável do funcionamento das vias de transmissão de um sistema de comunicação de situações de perigo e, simultaneamente, reduzir o tráfego 3 de comunicações por rádio necessário a esse controlo e, desta forma, reduzir também o consumo de energia.

Trata-se de um objectivo que, de acordo com o presente invento, é alcançado com um método do tipo do descrito no inicio da presente, e que compreende os seguintes passos: a) a primeiros intervalos curtos predefinidos é medido, relativamente a cada posto, o nivel de interferência recebido no receptor, o qual é comparado com, pelo menos, um nivel de sinal de comparação que está guardado, b) a segundos intervalos de tempo predefinidos, que correspondem a um múltiplo dos primeiros intervalos de tempo, cada posto mede cada um dos niveis de sinal recebidos da central e/ou de, pelo menos, um posto parceiro que serve de estação intermédia em relação à central, guardando o nivel de sinal medido, ou valores derivados desse nivel de sinal, como niveis de sinal de comparação, c) em cada um dos postos é gerado um sinal de erro, sempre que um nivel de sinal de comparação, pelo menos, não for significativamente superior ao nivel de interferência actual que foi medido, e d) a partir do sinal de erro é gerada uma comunicação de avaria, que é transmitida na direcção da central, sempre que o sinal de erro tiver estado presente, sem interrupção, durante um intervalo de tempo minimo predefinido, que corresponde a um múltiplo do primeiro intervalo de tempo. 4 0 presente invento aproveita o conhecimento de que, para controlo do funcionamento das vias de transmissão, não é sempre preciso realizar uma permuta de dados com a central. Em vez disso, o presente invento baseia-se na consideração de que pode ser sempre qarantida uma transmissão por rádio entre dois pontos quando no local do receptor estiver disponível uma intensidade suficiente do sinal, quando, além disso, o nível de outros serviços e/ou de geradores de interferências for reduzido em relação ao próprio sinal útil recebido e quando, finalmente, nenhumas sobreposições provocarem uma anulação ou a extinção do sinal de recepção.

Desta forma, e de acordo com o método concebido de acordo com o presente invento, cada posto controla o seu próprio campo circundante, para o que, a intervalos de tempo curtos, compara sempre o nível de interferência com os últimos níveis de sinal recebidos de postos parceiros. Assim sendo, parte-se do pressuposto que, de acordo com a experiência, o nível de transmissão de cada posto parceiro não se altera a breve trecho, de modo a que a medição deste nível de sinal útil possa ser levada a cabo, a intervalos de tempo mais compridos, com a transmissão, igualmente necessária para o efeito pretendido, de sinais de rotina por parte de todos os postos. Esta medida permite que o tráfego de comunicações por rádio possa ser consideravelmente limitado e que o consumo de energia possa ser correspondentemente reduzido. Os níveis de sinal dos postos parceiros e, eventualmente, da central, medidos a intervalos de tempo mais longos, são guardados em cada posto, de modo a estarem disponíveis para a comparação com cada nível de interferência, sendo que a referida comparação tem lugar a intervalos de tempo mais curtos. 5

Assim que, através das medições de comparação, levadas a cabo a intervalos de tempo mais curtos, é detectado que uma eventual transmissão é colocada em perigo pelo nível de interferência, a estação transmite o estado de avaria a um ou mais parceiros da rede, na direcção da central. Esta transmissão é feita unidireccionalmente, pelo menos. Apesar de não ser necessária qualquer transmissão bidireccional, ela não tem de ser posta de lado. No caso de surgirem elementos interferentes pode dar-se o caso, por exemplo, de apenas uma direcção de transmissão sofrer a avaria, mantendo-se a outra ainda disponível. Quando isso acontece, fala-se de avarias de transmissão unidireccionais.

Antes da transmissão da comunicação de avaria, que, de acordo com o presente invento, só é efectuada quando um sinal de erro tiver estado ininterruptamente presente durante um intervalo de tempo mínimo predefinido, pode também estar previsto que o posto volte a tentar contactar seja com a central, seja com o posto parceiro definido, através do tráfego de telegramas.

Num exemplo de execução do presente invento, o nível de sinal de comparação relevante para a detecção da avaria pode corresponder a um valor médio das últimas medições do nível levadas a cabo; esta modalidade também inclui uma avaliação estatística do nível recebido.

Um outro aperfeiçoamento do presente invento prevê que os postos, nas comunicações de rotina regulares com a central, enviem sempre uma lista dos postos parceiros com que conseguem estabelecer contacto e que a central gere sempre uma comunicação de avaria quando o posto já só dispuser de uma única via de comunicação por rádio para comunicar com a 6 central. Pretende-se desta forma assegurar que, em caso de avaria desta única via de comunicação, ocorra uma quebra na cadeia de transmissão.

Num aperfeiçoamento particular do presente invento está ainda previsto que os primeiros intervalos de tempo para medição do nível de interferência sejam consideravelmente mais curtos do que os intervalos de tempo (100 segundos) estipulados na norma para a comunicação de avarias e, também, que estes intervalos de tempo mais curtos que os preconizados pela norma correspondam, de preferência, a 1 segundo, enquanto os segundos intervalos de tempo para renovação do nível de sinal de comparação podem ser consideravelmente superiores ao valor estipulado na norma, podendo, por exemplo, pautar-se por uma grandeza da ordem dos 15 minutos.

De acordo com o presente invento, cada um dos postos de um dispositivo concebido de acordo com o mesmo, destinado ao controlo do funcionamento de vias de transmissão por rádio num sistema de comunicação de situações de perigo que compreende uma central e vários postos, equipados, cada um deles, com um dispositivo de transmissão e com um dispositivo de recepção, dispõe: - de um dispositivo de medição, para medir o nível de interferência nos primeiros intervalos de tempo predefinidos, de um dispositivo de armazenamento, para nele guardar, pelo menos, um nível de sinal de comparação, 7 - de um dispositivo de comparação, para comparar o nível de interferência medido em cada circunstância com o, pelo menos um, nível de sinal de comparação guardado, e para gerar um sinal de erro, se o nível de interferência for superior a todos os níveis de sinal de comparação, e - de um dispositivo de retardamento que converte um sinal de erro, presente durante um intervalo de tempo predefinido, numa comunicação de avaria.

Segue-se uma descrição mais detalhada do presente invento, com base em exemplos de execução e nos desenhos que os representam.

Assim: a figura 1 mostra uma representação esquemática geral das grandezas de influência que exercem o seu efeito sobre o meio de transmissão no tráfego de comunicações por rádio, a figura 2 mostra uma representação esquemática de uma avaria de transmissão unidireccional, a figura 3 mostra uma representação esquemática tanto do nível de interferência, como do nível de sinal, presentes no local de um posto sujeito a interferências que está a emitir e também numa central, que não está sujeita a qualquer interferência, a figura 4 mostra uma representação esquemática das vias de transmissão nas quais são utilizadas estações intermédias, a figura 5 mostra um diagrama em bloco para a detecção de avarias num posto, de acordo com o presente invento, e 8 a figura 6 mostra uma representação comparativa dos diferentes intervalos de tempo e periodicidades aquando da consulta do nível de interferência e do nível de sinal, bem como do tempo de espera para a geração de uma comunicação de avaria. A figura 1 mostra as grandezas de influência que podem prejudicar globalmente uma transmissão por rádio. Partindo do princípio de que um emissor S transmite um sinal com uma determinada potência de emissão SL, o receptor E só pode receber este sinal se ele lhe chegar com uma intensidade de campo suficiente. Sempre que ao pé do receptor E se encontrar um elemento interferente, e sempre que o nível de interferência desse elemento interferente sofrer uma redução à medida que a distância aumenta, é necessário garantir que o nível de interferência registado na zona do receptor E é inferior ao nível de sinal ali recebido do sinal que foi emitido pelo emissor S. Para tal, tem de ser garantida uma potência de emissão SL suficiente para que, apesar das perdas provocadas pela atenuação, chegue uma intensidade de campo suficiente ao receptor E. Há ainda que ter em conta a possibilidade de o sinal ser extinto devido a sobreposições resultantes de reflexões e de deflexões, indicadas na figura através das setas R em ângulo. A figura 2 mostra de forma esquemática uma situação em que um elemento interferente ST está situado nas proximidades da estação emissora de um posto T. Assim, a figura mostra de forma esquemática, por um lado, a potência de emissão SL do posto T e a potência de interferência STL do elemento interferente ST, sendo que a redução do nível, em resultado da atenuação registada à medida que a distância em relação ao emissor em causa aumenta, é indicada pelo facto de as 9 secções se tornarem cada vez mais claras. Neste caso, tudo depende, acima de tudo, de a intensidade de campo e/ou o nível do sinal PT da comunicação transmitida pelo posto T chegarem ao local da central Z ou de uma estação intermédia com uma intensidade de campo superior à do nível de interferência PSt do elemento interferente ST. Desde que este seja o caso, ainda é possível, pelo menos, ser efectuada uma transmissão na direcção do emissor para a central (avaria de transmissão unidireccional). É esta a situação a ser essencialmente tida em consideração no presente invento. Quando um elemento interferente ST se torna activo nas proximidades de um emissor, que é como quem diz, de um posto do sistema de comunicação de situações de perigo, o seu nível de interferência pode ser de tal forma elevado que o posto em causa deixa de poder receber o nível de sinal mais baixo emitido pela central ou por outros postos parceiros. No entanto, ainda é possível ao posto, mesmo com a sua potência de emissão, conseguir enviar comunicações na direcção inversa, ou seja, à central Z ou aos postos seus parceiros.

As relações sinal-ruído utilizadas são mostradas na figura 3. No local da estação colocada em perigo, ao pé do posto T, é recebido um nível de interferência PSti/ que é superior ao nível do sinal Pz proveniente da central. Mas o nível do sinal PTi é de tal forma elevado, que ainda é recebido no local da central com a grandeza PT2, enquanto o nível de interferência registado no local, como nível PSt2, é consideravelmente inferior. Assim, quando o posto T detecta uma avaria, o que faz mediante a comparação do nível de interferência PSn com o nível de sinal Pz da central, e desencadeia o envio de uma comunicação de avaria à central, este pedido de ajuda pode ali ser reconhecido, uma vez que 10 no local da central o nível de interferência é inferior ao nível do sinal. Se, no entanto, no local da central a intensidade de campo interferente ultrapassar o limiar de recepção, a própria central detecta e reconhece o estado de avaria. A fim de evitar que sobreposições provocadas por deflexões e reflexões tornem impossível o estabelecimento de contacto com um posto, é necessário cada posto estar em contacto com vários outros postos parceiros, que actuam como estações intermédias. A figura 4 mostra esta constelação. O posto TI consegue comunicar directamente com a central Z através do trajecto RI. Se, no entanto, deixar de ser possível utilizar este trajecto (ou via) Rl, seja por o alcance da transmissão por rádio ser demasiado reduzido, seja por ocorrer uma interferência, o tráfego de comunicações rádio pode seguir um trajecto alternativo de desvio R2 ou R3 através dos postos T2 ou dos postos T3. Se, através de comunicações de rotina correspondentes, a central detectar que, em caso de avaria, um posto já não dispõe de trajectos alternativos de desvio suficientes, este facto pode ser considerado como uma avaria e ser comunicado como tal. 0 mecanismo de detecção de avarias nos postos, concebido de acordo com o presente invento, está mostrado no diagrama em bloco que é apresentado na figura 5. O receptor do posto TI está equipado com dois dispositivos de medição de nível, a saber: um dispositivo de medição do nível de ruído (também designado por nível de interferência) MRP e um dispositivo de medição do nível do sinal MSP. A medição do nível de ruído ou do nível de interferência por meio do dispositivo MRP é efectuada a intervalos de tempo curtos, como, por exemplo, a intervalos de tempo de um segundo, sendo o valor 11 medido PSi enviado a um dispositivo de comparação VP. A este dispositivo de comparação são simultaneamente enviados os valores memorizados numa memória de armazenamento de níveis SPP, que guardou o último nível de sinal medido dos diversos postos parceiros em memórias individuais. No exemplo apresentado na figura, foram memorizados os valores de nível Pz, da central, e os valores de nível PT2 a PT4, dos postos parceiros T2 a T4. No dispositivo de comparação VP, o nível de interferência PSti é comparado com cada um dos níveis de sinal memorizados. Assim que um dos níveis de sinal Pz, PT2, etc., for superior ao nível de interferência (distância de segurança incluída), é gerado um sinal de erro SF. Este sinal é submetido a uma constante de tempo ZB. Se o sinal de erro SF estiver presente durante um intervalo de tempo mínimo predefinido, é enviada uma comunicação de avaria STM à central.

Os valores de nível da central ou dos postos parceiros guardados na memória de armazenamento de níveis SPP são actualizados a intervalos de tempo predefinidos, para o que os sinais de rotina recebidos são avaliados pelo dispositivo de medição do nível do sinal MSP. Esta actualização é efectuada a intervalos de tempo mais longos, como, por exemplo, a intervalos de tempo com uma duração de 15 minutos.

As relações de tempos aquando da detecção da avaria de acordo com a figura 5 são apresentadas na figura 6. A medição do nível de ruído ou do nível de interferência PSt é efectuada a intervalos de tempo curtos TA1, como, por exemplo, a intervalos de tempo com um segundo de duração. A consulta dos níveis de sinal Pz e PT2 a PT4 é efectuada a intervalos de tempo mais longos TA2, os quais, por exemplo, 12 podem ter uma duração de 15 minutos. 0 tempo de detecção de avaria, ou seja, o tempo durante o qual um sinal de erro tem de estar presente para que seja desencadeada a transmissão de uma comunicação de avaria, é identificado pela referência TA3. Este intervalo de tempo pode ter uma duração de 100 segundos, por exemplo.

Lisboa, 30 de Janeiro de 2007

Claims (13)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de controlo do funcionamento de vias de transmissão por rádio num sistema de comunicação de situações de perigo que compreende uma central (Z) e vários postos (Tl, T2, T3, T4), equipados, cada um deles, com um dispositivo de transmissão e com um dispositivo de recepção, caracterizado pelos seguintes passos: a) a primeiros intervalos de tempo curtos predefinidos (TA1) é medido, ao pé de cada posto (Tl a T4), o nível de interferência (Pst) recebido no receptor, o qual é comparado com, pelo menos, um nível de sinal de comparação (Pz, Ρτι·..·4) que está guardado, b) a segundos intervalos de tempo predefinidos (TA2), que correspondem a um múltiplo dos primeiros intervalos de tempo (TA1), cada posto mede cada um dos níveis de sinal recebidos da central (Z) e/ou de, pelo menos, um posto parceiro (T2, T3, T4) que serve de estação intermédia em relação à central, guardando o nível de sinal medido, ou valores derivados desse nível de sinal, como níveis de sinal de comparação (Pz, PT2 a Pl4 ) r c) no posto (Tl, T2, T3, T4) em causa é gerado um sinal de erro (SF) sempre que não há pelo menos um nível de sinal de comparação significativamente superior ao nível de interferência (Pst) actual que foi medido e d) a partir do sinal de erro (SF) é gerada uma comunicação de interferência (STM), que é transmitida na direcção da central, sempre que, durante um intervalo de tempo mínimo predefinido (TA3), que corresponde a um múltiplo do primeiro intervalo de tempo (TA1), o referido sinal de erro tiver estado sempre presente, sem interrupção. 2

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, antes do envio da comunicação de avaria (STM), o posto (Tl) tentar entrar em contacto com a central (Z) ou com os postos parceiros (T2, T3, T4) predefinidos por meio de tráfego de telegramas.

3. Método de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de cada posto (Tl), no passo b) , medir o nível do sinal recebido de todos os postos parceiros (T2, T3, T4) que se encontram dentro do alcance da transmissão por rádio e guardar um nível de sinal de comparação (PT2, Pi3r Ρτί) daí derivado para cada posto parceiro.

4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de os níveis de sinal de comparação (P Zr Pl2r Pl3 r Pl4 ) serem sempre derivados de vários níveis de sinal medidos uns a seguir aos outros.

5. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo facto de, nos segundos intervalos de tempo predefinidos (TA2), tanto cada posto (Tl a T4), como a central (Z), enviarem um telegrama de rotina, a fim de possibilitar uma medição do nível por parte de todos os postos parceiros situados dentro do raio de alcance da transmissão por rádio.

6. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de, de acordo com a característica a) da reivindicação 1), os primeiros intervalos de tempo (TA1) serem mais curtos do que os intervalos de tempo estipulados numa norma para uma indicação de avaria, e pelo facto de, tal como definido na característica b) da 3 reivindicação 1), os segundos intervalos de tempo (TA2) serem mais longos, segundo um múltiplo, do que os intervalos de tempo estipulados na referida norma.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de a ordem de grandeza dos primeiros intervalos de tempo (TA1) ser de 1 segundo e a ordem de grandeza dos segundos intervalos de tempo (TA2) ser de 10 minutos.

8. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de, em comunicações de rotina regulares à central (Z), cada posto (Tl, T2, T3, T4) enviar sempre uma lista dos postos parceiros com que consegue comunicar e ainda pelo facto de a central (Z) gerar uma comunicação de avaria sempre que um posto já só dispuser de uma via de comunicação por rádio para comunicar com a central.

9. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo facto de serem atribuídos a todos os postos (Tl, T2, T3, T4) níveis de comunicação em função da quantidade de estações intermédias de que necessitam para estabelecer uma ligação com a central (Z) e ainda caracterizado pelo facto de cada posto verificar qual a via de comunicação com a central que se pauta por menos estações intermédias.

10. Dispositivo para controlo do funcionamento de vias de transmissão por rádio num sistema de comunicação de situações de perigo que compreende uma central (Z) e vários postos (Tl, T2, T3, T4), equipados, cada um deles, com um dispositivo de transmissão e com um dispositivo de 4 recepção, caracterizado pelo facto de cada posto estar equipado com: - um dispositivo de medição (MRP) , para medir o nível de interferência (Pst) nos primeiros intervalos de tempos definidos (TA1), - um dispositivo de armazenamento (SPP), para nele guardar, pelo menos, um nível de sinal de comparação (Pz, Pt2i Pt3í Pt4), - um dispositivo de comparação (VP), para comparar o nível de interferência (Pst) medido em cada circunstância com o, pelo menos, um nível de sinal de comparação (Pz, PTi...4) guardado, e para gerar um sinal de erro (SF), se o nível de interferência (PSt) for superior a todos os níveis de sinal de comparação (Pz, Pt2 a Pt4) t - um dispositivo de retardamento (ZB), que converte um sinal de erro (SF), presente durante um intervalo de tempo (TA3) predefinido, numa comunicação de avaria (ST) .

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de cada posto estar adicionalmente equipado com um dispositivo de medição (MSP) para, a segundos intervalos de tempo definidos (TA2), medir os níveis de sinal de todos os postos parceiros (T2, T3, T4) que estão situados dentro do raio de alcance de transmissão por rádio (incluindo da central (Z)) e para derivar níveis de sinal de comparação (Pz, Ρτ2, PT3,Pi4) a partir dos valores medidos.

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo facto de cada posto dispor de uma memória para guardar um nível de sinal de comparação (Pz, 5 ΡΤ2, Ρτ3/·Ρτ4) para cada um dos postos parceiros (T2, T3, T4) que se encontram dentro do seu raio de alcance de transmissão por rádio.

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo facto de pelo menos parte dos postos estarem equipados com um alarme contra roubo que desencadeia a emissão de um aviso assim que o posto é removido da sua posição predefinida. Lisboa, 30 de Janeiro de 2007