RU189682U1

RU189682U1 - Автономное устройство мониторинга

Info

Publication number: RU189682U1
Application number: RU2018135174U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Оранжел"
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-05-30

Abstract

Полезная модель относится к устройствам мониторинга и может быть использована для получения и передачи информации о состоянии окружающей среды и технологических параметров из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи. Сущность: устройство мониторинга содержит контроллер (1) управления устройством, контроллер (2) датчиков, датчики (3) контроля параметров окружающей среды и технологических параметров, интерфейс (4) с внешними устройствами, модем (8) сотовых систем связи, антенну (9) сотовых систем связи, контроллер (5) системы питания, возобновляемый источник (6) энергии и блок (7) элементов питания. Кроме того, устройство содержит коротковолновый модем (10), антенное согласующее устройство (11) и коротковолновую антенну (12), обеспечивающие передачу данных из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи. Технический результат: обеспечение передачи данных от удаленных датчиков из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области автоматического контроля состояния окружающей среды, технологических и других процессов для удаленных и малонаселенных мест и территорий. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении передачи данных от удаленных датчиков из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи.

Известно энергонезависимое устройство автоматизированного контроля параметров окружающей среды (Патент РФ №2551184, опубликован 20.05.2015) содержащее Х метеорологических датчиков, Y датчиков экологического мониторинга, Z датчиков измерения показателей производственной среды, интеграторы показаний датчиков, преобразователи сигнала на каждый интегратор, блок измерения, задатчики предельно допустимых показателей на каждый датчик, блоки сравнения на каждый датчик и задатчик, блок сопряжения, блок питания, блок управления режимами, блок управления и связи, монитор питания, дополнительный источник питания, буфер питания, блок энергонезависимой памяти, блок ввода-вывода, газоразрядники, супрессоры, дополнительные газоразрядники и дополнительные супрессоры.

Недостатком устройства является то, что, как отмечается в описании, блок управления и связи выполнен на базе микросхемы интерфейса ST1480ACDR, которая поддерживает протоколы RS422, RS485, а это означает, что указанное устройство предназначено для передачи данных по проводной линии связи, что ограничивает зону применимости данного устройства фактически одним зданием или помещением.

Наиболее близкой по сути к заявляемой полезной модели является полезная модель «Автоматическая энергонезависимая метеостанция дистанционного мониторинга» (Патент РФ на полезную модель №128349, опубликован 20.05.2013). Автоматическая энергонезависимая метеостанция дистанционного мониторинга содержит метеорологические датчики, датчики экологического мониторинга, первичный преобразователь измеренных сигналов, подключенный к каждому из датчиков, блок измерения, подключенный к первичному преобразователю измеренных сигналов, блок управления и связи, включающий в себя модем сотовой связи, антенну и запоминающее устройство, подключенный к блоку измерения и передающий обработанные данные на диспетчерский пункт, оснащенный автоматизированным рабочим местом, блоки сопряжения с внешними устройствами и управления режимами работы устройства, подключенные к блоку измерения, блок автономного питания, солнечную батарею, контроллер заряда, задатчик периода опроса датчиков и передачи данных. Использование устройства обеспечивает увеличение частоты опроса датчиков и передачи данных на диспетчерский пункт, позволяет получать более оперативную и полную информацию, что особенно важно при контроле быстро изменяющихся метеорологических параметров в условиях контроля аварийно-опасных участков автотрасс.

Основными недостатками автоматической энергонезависимой метеостанции дистанционного мониторинга являются:

- Использование сотового канала связи в качестве основного ограничивает применимость устройства только местами с устойчивой сотовой связью. В местах, где сотовая связь отсутствует, невозможно применять устройство, описанное в данной полезной модели.

- В качестве возобновляемого источника энергии указана солнечная панель. В ряде случаев выгоднее использовать другие источники возобновляемой энергии.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении передачи данных от удаленных датчиков из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи.

Технический результат достигается тем, что в состав устройства дополнительно включается коротковолновый модем, антенное согласующее устройство и коротковолновая антенна. Коротковолновое оборудование связи позволит передавать данные мониторинга на значительные расстояния - до нескольких сот или даже тысяч километров.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1.

Автономное устройство мониторинга содержит контроллер 1, в задачу которого входит управление основными узлами, определение логики работы устройства, тактирование узлов. Контроллер 1 подключен к контроллеру датчиков 2, который в свою очередь, определяет работу датчиков 3, определяющих метеорологические, технологические и другие параметры окружающей среды, требующие измерения. Контроллер 1 также подключен к интерфейсу с внешними устройствами 4, что позволит настраивать работу устройства в целом. В составе устройства также содержится модем сотовых систем связи 8 и антенна сотовых систем 9, а также коротковолновый модем 10, антенное согласующее устройство 11 и коротковолновая антенна 12. В зависимости от наличия сотовой связи в районе размещения автономного устройства мониторинга, отправка данных происходит либо через сотовый модем 9, либо через коротковолновый модем 10. Активный модем для передачи выбирает контроллер 1. В состав устройства также включен контроллер системы питания 5, который обеспечивает питание автономного устройства мониторинга с использованием возобновляемого источника энергии 6 и блока элементов питания 7.

Автономное устройство было реализовано на практике и подтвердило свою работоспособность. Контроллер 1, контроллер системы питания 5, контроллер датчиков 2 и интерфейс с внешними устройствами 4 конструктивно были выполнены на базе контроллера STM32F407. В качестве датчика 3 применялся разработанный самостоятельно ультразвуковой датчик ветра. Коротковолновый модем 10 представлял собой процесс контроллера STM32F407, использовалась бинарная фазовая манипуляция со скоростью передачи 32 бит/с. В качестве коротковолновой антенны использовалась либо штыревая укороченная антенна для передачи сигналов земной волной на небольшие расстояния, либо антенна зенитного излучения самостоятельной разработки. Штыревая антенна имела длину около 1 м, антенна зенитного излучения представляла собой прямоугольную рамочную антенну со сторонами 1,5×0,9 м. В качестве возобновляемого источника энергии 6 использовалась солнечная панель, для использования в блоке элементов питания 7 применялся свинцовый аккумулятор. Были проведены испытания автономного поста с передачей информации на расстояниях 42 км, 117 км, 168 км, 312 км, 566 км, при этом сотовая связь в данных районах отсутствовала. Выходная мощность коротковолнового модема не превышала 1 Вт.

Таким образом, предлагаемое автономное устройство мониторинга обеспечивает передачу данных от удаленных датчиков из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи.

Claims

Автономное устройство мониторинга, содержащее контроллер управления устройством, контроллер датчиков, датчики контроля параметров окружающей среды и технологических параметров, интерфейс с внешними устройствами, модем сотовых систем связи, антенну сотовых систем связи, контроллер системы питания, возобновляемый источник энергии и блок элементов питания, отличающееся тем, что содержит коротковолновый модем, антенное согласующее устройство и коротковолновую антенну, обеспечивающие передачу данных из удаленных и труднодоступных мест, где отсутствуют традиционные виды связи.