RU2354983C2 - Method and device for reducing energy consumption in battery-powered devices - Google Patents
Method and device for reducing energy consumption in battery-powered devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354983C2 RU2354983C2 RU2006118138/09A RU2006118138A RU2354983C2 RU 2354983 C2 RU2354983 C2 RU 2354983C2 RU 2006118138/09 A RU2006118138/09 A RU 2006118138/09A RU 2006118138 A RU2006118138 A RU 2006118138A RU 2354983 C2 RU2354983 C2 RU 2354983C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measurements
- signal
- intervals
- time
- taking measurements
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/06—Indicating or recording devices
- G01F15/068—Indicating or recording devices with electrical means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/32—Means for saving power
Abstract
Description
Изобретение касается области автономно функционирующих электрических устройств и установок, и в частности устройств с батарейным питанием в техническом оборудовании зданий. Оно касается способа взятия замеров, электрического устройства, системы и оборудования согласно ограничительной части независимых пунктов формулы изобретения.The invention relates to the field of autonomously functioning electrical devices and installations, and in particular battery-powered devices in the technical equipment of buildings. It relates to a method of taking measurements, an electrical device, a system and equipment according to the restrictive part of the independent claims.
АНАЛОГИANALOGUES
В ЕР 1278047 А описан способ взятия замеров для измерителей потока, согласно которому частота взятия замеров уменьшается как функция оставшегося срока службы источника питания. В результате, срок службы источника питания может быть увеличен ценой точности измерения.EP 1278047 A describes a sampling method for flow meters, according to which the sampling frequency decreases as a function of the remaining service life of the power source. As a result, the life of the power source can be increased at the cost of measurement accuracy.
В реферате патента JP 10246662 А описывается электронный измеритель расхода воды, в котором имеется магнитный датчик, частота взятия замеров которого является функцией сигнала датчика. Чтобы уменьшать потребление энергии, частота взятия замеров понижается, если сигнал датчика остается устойчивым или не очень изменяется, и увеличивается, если сигнал датчика изменяется. Сокращение потребления энергии как функция других параметров и, в частности, оставшегося срока службы источника питания не предусмотрено.In the abstract of patent JP 10246662 A, an electronic water flow meter is described, in which there is a magnetic sensor, the sampling frequency of which is a function of the sensor signal. To reduce energy consumption, the sampling rate is reduced if the sensor signal remains stable or does not change much, and increases if the sensor signal changes. Reduction of energy consumption as a function of other parameters and, in particular, the remaining service life of the power source is not provided.
В WO 98/52061 описано измерительное устройство или газовый счетчик, в котором контролируется состояние заряда батареи и определяется время, когда батарея должна быть заменена. Определение оставшейся емкости батареи или оставшегося срока службы основывается, помимо прочего, на измерении срока службы батареи после установки; саморазряде батареи; энергопотреблении измерителя в режиме ожидания; измерении того, как часто измеритель выполняет специфические операции; экстраполяции, основанной на статистике или экспериментальных значениях предполагаемого потребления энергии; а также запасе надежности, чтобы соотнести время между выходом батареи из строя и фактической заменой батареи. Меры по продлению срока службы батареи не предусматриваются.WO 98/52061 describes a measuring device or gas meter in which the state of charge of a battery is monitored and the time when the battery is to be replaced is determined. Determining the remaining battery capacity or remaining battery life is based, inter alia, on measuring battery life after installation; self-discharge batteries; standby power meter; measuring how often the meter performs specific operations; extrapolation based on statistics or experimental values of estimated energy consumption; as well as a safety margin to correlate the time between battery failure and actual battery replacement. Measures to extend battery life are not foreseen.
Датчики движения - это устройства, которые обнаруживают людей в объеме или пространственном угле, который является по возможности определенным. Они используются прежде всего в технологических установках. Они используются преимущественно для управления источниками света, вентиляторами, системами нагрева и другими электрическими устройствами. Если человек перемещается к датчику, то, например, включается лампа - посредством реле или полупроводникового выключателя. Сенсоры основываются на инфракрасном датчике, который вырабатывает сигнал, соответствующий температуре излучения перемещающегося тела. Как правило, такие устройства установлены неподвижно и работают при низких питающих напряжениях.Motion sensors are devices that detect people in a volume or spatial angle that is as specific as possible. They are primarily used in process plants. They are used primarily for controlling light sources, fans, heating systems and other electrical devices. If a person moves to the sensor, then, for example, the lamp turns on - through a relay or a semiconductor switch. Sensors are based on an infrared sensor that produces a signal corresponding to the radiation temperature of a moving body. As a rule, such devices are installed motionless and operate at low supply voltages.
В US 4982176 описана система внешнего освещения и сигнализации с пассивным инфракрасным датчиком движения. Система снабжена батареей, которая подзаряжается от солнечных батарей. Батарея используется для освещения или для подачи тревоги по сигналу электронного блока управления только когда датчиком движения обнаружен движущийся объект. Кроме того, в дневное время использование системы может быть предотвращено с помощью датчика дневного света. Меры по снижению потребляемой мощности в датчике движения не предусматриваются.No. 4,982,176 describes an external lighting and alarm system with a passive infrared motion sensor. The system is equipped with a battery that recharges from solar panels. The battery is used for lighting or for signaling an alarm signal from the electronic control unit only when a moving object is detected by a motion sensor. In addition, during the daytime, the use of the system can be prevented with a daylight sensor. Measures to reduce power consumption in the motion sensor are not provided.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для увеличения продолжительности функционирования электрического устройства, которое может использоваться независимо от магистральной электрической сети. Это достигается согласно изобретению посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения.The aim of the present invention is to provide a method and device for increasing the duration of the operation of an electrical device, which can be used independently of the main electric network. This is achieved according to the invention by the features of the independent claims.
Согласно первому пункту формулы, изобретение относится к способу взятия замеров для электрического устройства, имеющего автономный источник питания, при этом измерительный сигнал от устройства представлен значениями замеров с определенной частотой взятия замеров, замеры измерительного сигнала осуществляют квазинепрерывно с целью уменьшения потребления мощности источника питания, заданы временные окна взятия замеров, в течение которых взятие замеров производится непрерывно, и введенные между временными окнами взятия замеров промежутки, в течение которых взятие замеров не производится. Таким образом, между взятиями замеров сигнала в повторяющиеся моменты времени допускаются промежутки, в течение которых взятие замеров не производится. В течение временных окон взятия замеров взятие замеров производится с достаточной частотой и, таким образом, с достаточной определенной частотой следования замеров. В результате применения способа потребление мощности электрическим устройством с взятием замеров сигнала и, по меньшей мере частично, автономным электропитанием уменьшается без существенных ограничений надежности.According to the first claim, the invention relates to a method for taking measurements for an electrical device having an autonomous power source, wherein the measurement signal from the device is represented by measurement values with a certain frequency of taking measurements, the measurement signal is measured quasi-continuously in order to reduce the power consumption of the power source, temporary sampling windows, during which sampling is performed continuously, and between the temporary sampling windows ducks, during which the taking of measurements is performed. Thus, between taking measurements of the signal at repeating times, intervals are allowed during which no measurements are taken. During the time windows for taking measurements, taking measurements is carried out with a sufficient frequency and, thus, with a sufficiently defined frequency of measurements. As a result of the application of the method, the power consumption of an electric device with taking measurements of the signal and, at least in part, autonomous power supply is reduced without significant reliability limitations.
Реализации изобретения согласно пунктам 2 и 3 гарантируют, что потребление мощности по мере возможности уменьшается и в то же время обеспечивается высокая работоспособность устройства.Implementations of the invention according to
Пункт 4а дает возможность реализовать статистически выгодное распределение промежутков между взятиями замеров, чтобы уменьшить влияние промежутков между взятиями замеров на надежность контроля. Пункты 4b и 5 касаются мер по дальнейшему улучшению для сокращения потребляемой мощности, которые учитывают, в частности, оставшийся срок службы источника питания.Clause 4a makes it possible to realize a statistically advantageous distribution of the intervals between the measurements, in order to reduce the influence of the intervals between the measurements on the reliability of control.
Пункты 6-9 указывают, как промежутки между взятиями замеров могут быть оптимизированы в зависимости от дополнительного сигнала. Для электронных газовых счетчиков это касается управления промежутками между взятиями замеров как функции сигнала температуры, поскольку расход газа, подлежащий измерению, может значительно изменяться в зависимости от окружающей температуры, или как функция ранее зарегистрированного потребления газа, поскольку процесс поставки газа обычно изменяется постоянно, а не беспорядочно.
Пункт 10 относится к датчику движения, в котором промежутки между взятиями замеров имеют такие длительности и распределены во времени таким образом, что контроль движения не ухудшается.
В дальнейшем аспекте изобретение относится к электрическому устройству, в частности, для осуществления вышеупомянутого способа, включающему средства контроля и блок управления для вырабатывания и оценки измерительного сигнала путем взятия замеров с определенной частотой взятия замеров и включающему автономный источник питания для по меньшей мере прерывистого питания по меньшей мере одного потребляющего мощность компонента электрического устройства, устройство имеет квазинепрерывный режим взятия замеров с чередованием окон времени взятия замеров и промежутков между взятиями замеров и средства переключения, предназначенные для автоматического переключения устройства между активным временем в течение окна времени взятия замеров и временем простоя в течение промежутков между взятиями замеров.In a further aspect, the invention relates to an electrical device, in particular for implementing the aforementioned method, comprising control means and a control unit for generating and evaluating a measurement signal by taking measurements with a certain frequency of taking measurements and including an autonomous power source for at least intermittent power of at least at least one power-consuming component of an electrical device, the device has a quasi-continuous sampling mode with alternating windows and a sampling and intervals between takes measurements and switching means for automatically switching the device between the active time during the window of time of taking measurements and downtime during intervals between measurements are taken.
Изобретение относится также к техническому оборудованию здания или зданию, включающему электрическое устройство, описанное выше.The invention also relates to the technical equipment of a building or building, including an electrical device described above.
Дальнейшие реализации, преимущества и применения изобретения описаны в последующих соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения, а также в последующем описании и чертежах.Further implementations, advantages and applications of the invention are described in the subsequent respective dependent claims, as well as in the following description and drawings.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На чертежах показаны:The drawings show:
фиг.1 - схематическое представление электронного газового счетчика с батарейным питанием;figure 1 - schematic representation of an electronic gas meter with battery;
фиг.2 - блок-схема датчика движения с батарейным питанием и радиосвязью с исполнительным механизмом;figure 2 is a block diagram of a motion sensor with battery power and radio communication with the actuator;
фиг.3 - схематично показано энергосберегающее действие электрического устройства с взятием замеров сигнала и промежутки между взятием замеров согласно изобретению;figure 3 - schematically shows the energy-saving action of an electrical device with taking measurements of the signal and the intervals between taking measurements according to the invention;
фиг.4 - показано потребление мощности электрическим устройством в функции частоты взятия замеров при обнаружении сигнала;4 shows the power consumption of an electrical device as a function of sampling frequency when a signal is detected;
фиг.5 - схематично показано второе энергосберегающее действие электрического устройства при уменьшенных частотах взятия замеров иfigure 5 - schematically shows a second energy-saving action of an electrical device with reduced sampling frequencies and
фиг.6 - показано третье энергосберегающее действие электрического устройства с внешним управлением чередованием режимов функционирования. На чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения.6 - shows a third energy-saving action of an electrical device with external control of the alternation of modes of operation. In the drawings, the same elements have the same designations.
ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
На фиг.1 схематично показан электронный газовый счетчик 1', основа конструкции которого известна, например, из документа ЕР 1164361, который включен в данное описание со всеми документами, цитируемыми в нем, путем ссылки. Газовый счетчик 1' обычно размещается на байпасе 16 газовой трубы 15 и обнаруживает измерительный сигнал 101b анемометра, измеряющий газовый поток через байпас 16, а на основе соотношения сечений ветвей обеспечивается точное измерение расхода газа через главную трубу 15. Взятие замеров производится с определенной частотой взятия замеров и выполняется в газовом счетчике 1' блоком 103 управления для обнаружения и обработки сигнала, в частности, микроконтроллером 103. Газовый счетчик 1′ предпочтительно содержит электронную КМОП микросхему 100 для анемометрического измерения газового потока. Так как газовый счетчик 1' полностью электронный, он может функционировать независимо от магистральной электрической сети, т.е. автономно, от батареи 105 или от аккумулятора 105. Автономным источником 105 питания может быть любая батарея питания, в том числе перезаряжаемая батарея или аккумулятор. Батарея 105 может также быть расположена вне устройства 1, 1'.Figure 1 schematically shows an electronic gas meter 1 ', the basis of the construction of which is known, for example, from document EP 1164361, which is incorporated into this description with all documents cited therein by reference. The gas meter 1 'is usually located on the
На фиг.2 схематично показан беспроводной датчик 1 движения или присутствия с батарейным питанием. Датчик 1 включает чувствительные элементы 100, 101, 102 и блок 103 управления для вырабатывания и оценки измерительного сигнала 100b, посредством которого обнаруживается сигнал 100а движения или присутствия объекта. Обнаружение сигнала 100b движения или присутствия производится аналогично путем получения значений замеров. Датчик 1 включает автономный источник 105 питания для по меньшей мере прерывистого питания по меньшей мере одного потребляющего мощность компонента 100, 101, 102, 103, 104 датчика 1. Потребляющими питание компонентами могут являться, в частности, датчик 100 движения, узел обнаружения данных или узлы 101, 102 обработки сигналов, электронный узел 103 оценивания для идентификации людей и узел 104 связи. Обнаруживаемым объектом может являться человек, животное, велосипед, автомобиль и тому подобное. Датчик 1 движения включает, например, пассивный инфракрасный (PIR) датчик 1, но может также включать активный инфракрасный датчик, основанный на отражении инфракрасного излучения, активный ультразвуковой датчик, основанный на отражении ультразвука или эффекте Допплера, датчик акустического шума, активный микроволновый датчик и тому подобное. Широко используется пассивный инфракрасный датчик 100, указанный датчик включает два пироэлектрических кристалла А, А', которые соединены вместе в противоположной полярности. На основе теплового излучения 100а движущегося нагретого объекта кристаллы А, А' формируют характерный электрический измерительный сигнал 100b, который, предварительно усиленный полевым транзистором, включающим сток D, коллектор и исток S, который имеет емкостную связь с землей GND, далее усиливается в усилителе 101 сигнала, преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 102 в цифровой сигнал и, наконец, обрабатывается в микроконтроллере 103. В частности, в случаях усовершенствованных реализаций, в случае разнесенной установки элементов без непосредственного электрического подключения к магистральной сети или в случае систем, которые включают множество датчиков и исполнительных элементов 2, требуется раздельная установка датчика 1 относительно исполнительного элемента 2. Устройство датчика 1 должно таким образом функционировать с батареей 105, и команда включения от датчика 1 на исполнительное устройство 2 должна предпочтительно быть передана посредством беспроводной связи 3. Для этого датчик 1 имеет передатчик 104, а исполнительный элемент 2 имеет приемник 204, который может функционировать на основе радиоволн, микроволн, акустических волн и т.п. Кроме того, исполнительный элемент 2 включает отдельный микроконтроллер 203 и выключатель 200, в частности реле или полупроводниковый выключатель 200, чтобы управлять источником света, шторой, вентилятором, кондиционером, нагревательной системой или другими электрическими приборами. Если имеет место дополнительное зависимое от освещенности управление, светочувствительный элемент 5 может быть фотоэлементом, фотосопротивлением (LDR - light dependent resistor), фототранзистором и т.п. Кроме того, в случае беспроводной связи между датчиком 1 и исполнительным устройством 2, в дополнение к прямой связи 3 для передачи команды к исполнительному элементу 2, может присутствовать обратная связь 4 к датчику 1. Обратная связь 4 служит, чтобы сообщить датчику 1 от исполнительного элемента 2, насколько хорошо функционирует прямая связь и, если требуется, подстраивать выходной уровень к оптимальному уровню, и, в частности, понижать его.Figure 2 schematically shows a wireless battery-powered motion or
На фиг.3 показан обычный способ 12 взятия замеров, в котором взятие замеров измерительного сигнала 100b, 101b производится непрерывно и, в отличие от этого, способ 13 взятия замеров согласно изобретению, в котором для уменьшения потребления мощности I автономного источника 105 питания взятие замеров измерительного сигнала 101b производится прерывисто в течение окна 14' пакета замеров, в течение которого взятие замеров производится непрерывно, а между окнами 14' взятия замеров имеют место промежутки 14 между взятиями замеров, в течение которых взятие замеров не производится. Иными словами, вместо равномерного или, по меньшей мере, непрерывного взятия замеров 12, взятие замеров производится пакетами 13, между которыми разрешаются промежутки 14 между взятиями замеров. Частота f взятия замеров, таким образом, остается первоначально неизменной или постоянной, но периодически приостанавливается или прерывается. Пакетный режим 13 может использоваться, по существу, независимо от оставшегося срока службы батареи 105. Некоторые реализации приведены ниже.FIG. 3 shows a conventional sampling method 12 in which the
Отношение между временем простоя в промежутках 14 между взятиями замеров и активным временем в течение окна 14' времени взятия замеров должно быть выбрано согласно требуемому наличию измерительного сигнала 101b, 100b, в частности, сигнала газового потребления 101b или сигнала движения 100b. Энергосбережение может быть достигнуто за счет того, что в течение промежутков 14 между взятиями замеров множество и предпочтительно все потребляющие мощность компоненты 100, 101, 102, 103, 104 из состава электрического устройства 1, 1' выключаются, или, если это требуется для автоматической активации окна 14' времени взятия замеров, переключаются в режим ожидания. Для этой цели используются, например, часы микроконтроллера 103, указанные часы пробуждают микроконтроллер 103, например, каждые 0.1 с или 1 с или 10 с, и вырабатывается окно 14' взятия замеров.The relationship between the downtime in the intervals 14 between taking measurements and the active time during the taking time window 14 ′ should be selected according to the required presence of the measuring
Промежутки 14 между взятиями замеров можно разрешать через регулярные или случайные интервалы времени. Продолжительность и/или частота промежутков 14 между взятиями замеров могут также быть увеличены по мере старения источника 105 питания. В результате батарея используется периодически в течение достаточно больших периодов времени с частичным сокращением готовности устройства 1, 1', и, кроме того, срок службы батареи может быть увеличен. Потребление мощности I может таким образом быть уменьшено тем в большей степени, чем большей выбрана продолжительность промежутков 14 времени между обнаружениями в пакетном режиме 13. Определенной платой за это является то, что отслеживаемость измерительного сигнала 100b, 101b ухудшается и главным образом увеличивается время реакции или отклика, в течение которого газовое потребление 101а или движение 100а не может быть обнаружено. Хороший компромисс имеет место, если отношение времени простоя 14 или спящего режима 14 к активному времени 14' выбрано таким, что обнаруживаются продолжительные изменения в газовом потреблении 101а, или таким, что люди не могут преодолеть контролируемую область так, чтобы это осталось незамеченным. Для этой цели приемлемы времена 14 простоя или промежутки 14 между обнаружениями от секунд до, возможно, минут для газового счетчика 1' и от 100 мс до нескольких сотен мс для датчика движения.The gaps 14 between taking measurements can be resolved at regular or random intervals. The duration and / or frequency of the gaps 14 between measurements can also be increased as the
На фиг.4 показано потребление мощности I системой обнаружения данных 101-103 или микроконтроллером 103 в функции частоты взятия замеров или циклической частоты f. Полная потребляемая мощность I складывается из основной нагрузки 10 и части, зависящей от частоты взятия замеров f. Основная нагрузка 10 складывается из мощности I, потребляемой микроконтроллером 103 в спящем режиме, мощности, потребляемой усилителем 101 и датчиком 100 (если они не могут быть выключены), а также токов утечки других компонентов. Частотно-зависимая часть увеличивается, по существу, пропорционально, а на высоких частотах f - сверхпропорционально частоте f. Таким образом потребление мощности I системы обнаружения данных 101-103, например аналого-цифрового преобразователя 102, может быть приблизительно разделено пополам, если частота взятия замеров f уменьшена вдвое. Допустимые частоты взятия замеров f газового счетчика 1' находятся в диапазоне примерно от 0.1 Гц до 1 Гц. Допустимые частоты взятия замеров f инфракрасного датчика 1 движения для оценки и обнаружения человека находятся в диапазоне частот между примерно 0.1 Гц и 10 Гц. Согласно теории, система 1 обнаружения должна функционировать по меньшей мере с вдвое более высокой частотой взятия замеров, то есть по меньшей мере 2 Гц или 20 Гц. Для получения оптимальной оценки частота взятия замеров в датчике 1 движения может достигать даже 75 Гц. Это увеличивает надежность обнаружения движения датчиком 1 движения. Однако если срок службы батареи 105 приближается к концу, то может быть более важным гарантировать продленную готовность к действию даже за счет уменьшенной надежности при измерении газового потребления 101b или при обнаружении людей.Figure 4 shows the power consumption I of the data detection system 101-103 or
На фиг.5 показан пример, в котором предсказанный срок службы батареи ТЕ 5 лет достигается при обычной частоте взятия замеров f1=75 Гц. Если после 4 лет частоту взятия замеров f1=75 Гц уменьшить до f2=60 Гц, то срок службы продлевается почти до 6 лет, и при повторном уменьшении до f3=45 Гц превышает 6 лет. Поэтому система 1 может использоваться в течение довольно продолжительного времени с относительно несколько уменьшенной надежностью обнаружения, пока емкость батареи 105 не будет полностью исчерпана. Этот способ взятия замеров, в котором частота взятия замеров f1, f2, f3 уменьшается по мере увеличивающегося старения или сокращения оставшегося срока службы источника мощности 105, может свободно сочетаться с введением промежутков 14 между взятиями замеров согласно изобретению. В случае датчика 1 движения, понижение частоты взятия замеров f1, f2, f3 и промежутки 14 между взятиями замеров должны быть установлены также как функция контролируемой пространственной области, поля зрения и как функция множества датчиков 1 движения. В любом случае задается минимальная частота взятия замеров, обеспечиваемая в течение минимального периода времени, чтобы гарантировать по меньшей мере периодически функциональную способность устройства 1,1'.Figure 5 shows an example in which the predicted
На фиг.6 показан предпочтительный случай, в котором вырабатывается дополнительный сигнал 6; 5b, 17b, 18b, чтобы обнаружить дополнительный параметр 5а, 17а, 18а, и продолжительность и/или частота промежутков 14 между взятиями замеров управляется как функция величины дополнительного сигнала 6; 5b, 17b, 18b. В случае газового счетчика 1' (фиг.1), где измерительный сигнал 101b представляет собой сигнал 101b газового счетчика для определения поставки газа 101а, в качестве дополнительного сигнала 6; 17b, 18b используется, например, температурный сигнал 6, 17b, укачанный температурный сигнал вырабатывается температурным датчиком 17 для определения окружающей температуры 17а, или используется сигнал газового потребления 6, 18b, который был измерен в течение подходящего периода времени. Измерение окружающей температуры 17а производится периодически по командам блока 103 управления газового счетчика 1', и результирующий температурный сигнал 6, 17b сравнивается с пороговым значением 60; 61, 62 температуры, которое в частности связано с гистерезисом, и если температурный сигнал 6, 17b упал ниже порога 60; 61, 62 температуры, то активизируется первый режим 7 функционирования с нечастыми и/или короткими промежутками 14 между взятиями замеров, а если температурный сигнал 6, 17b превысил пороговое значение 60; 61, 62 температуры, то активизируется второй режим 8 функционирования с частыми и/или длинными промежутками 14 между взятиями замеров. Альтернативно или дополнительно, также периодически может определяться сигнал 6, 18b газового потребления блоком 103 управления газового счетчика 1', и по результатам сравнения с пороговым значением 60; 61, 62 газового потребления, которое, в частности, связано с гистерезисом, если значение порога 60; 61, 62 газового потребления не превышено сигналом 6, 18b газового потребления, то активизируется первый режим 7 функционирования с нечастыми и/или короткими промежутками 14 между взятиями замеров, а если значение порога 60; 61, 62 газового потребления менее сигнала 6, 18b газового потребления, то активизируется второй режим 8 функционирования с частыми и/или длинными промежутками 14 между взятиями замеров.6 shows a preferred case in which an
В случае датчика 1 движения (фиг.2), где измерительный сигнал 100b представляет собой сигнал движения 100b для обнаружения движения или присутствия объекта, в принципе также возможно переключение датчика 1 движения между первым режимом 7 функционирования, например, ночным режимом 7, и вторым режимом 8 функционирования, например, дневным режимом 8, как функция окружающего светового сигнала 5b, соответствующего обнаруженной окружающей освещенности 5а. Иными словами, светочувствительный элемент 5 воспринимает окружающий свет 5а и вырабатывает сигнал 5b окружающего света, и тогда продолжительность и/или частота промежутков 14 между взятиями замеров будет управляться как функция сигнала 5b окружающего света.In the case of the motion sensor 1 (FIG. 2), where the measuring
Фиг.6 касается двух реализаций газового счетчика 1' и одной реализации датчика 1 движения. По сути, в качестве дополнительного сигнала 6 используется в первом случае сигнал 17b температурного датчика как результат измерения окружающей температуры 17а, во втором случае - соответствующий сигнал 18b газового потребления, как результат измерения соответствующего газового потребления 18а, и в третьем случае - окружающий световой сигнал 5b как мера окружающего света 5а, соответственно в функции времени суток t (или другого параметра).6 relates to two implementations of a gas meter 1 'and one implementation of a
После превышения значения порога 60 утром производится переключение на второй режим 8 функционирования и, следовательно, частота взятия замеров устройства 1,1' уменьшается. Вечером, когда сигнал ниже пороговой величины 60, производится переключение на первый режим 7 функционирования, и частота взятия замеров устройства 1, 1' увеличивается. Время выбрано только в качестве примера и также может быть по иному связано с частотой взятия замеров. Продолжительность и/или частота промежутков 14 между взятиями замеров обозначена через интенсивность взятия замеров. Чтобы избежать частых переключений на стадиях переходов через порог, служащий критерием переключения, введен гистерезис, таким образом, что утром величина порога 61 увеличивается триггером, а вечером величина порога 62 понижается триггером. В среднем в течение года такое устройство 1, 1' с батарейным питанием может использоваться в более экономящем энергию втором режиме 8 функционирования в течение приблизительно половины времени. Следовательно, срок службы батареи может быть эффективно продлен.After exceeding the
В дальнейшем аспекте изобретение также касается устройства 1,1' для реализации описанного способа взятия замеров, в частности газового счетчика 1' согласно фиг.1 или датчика движения 1 согласно фиг.2. Такое электрическое устройство 1,1" включает измерительные средства 100, 101, 102 и блок управления 103 для выработки и оценки измерительного сигнала 100b, 101b посредством взятия замеров 12, 13 с определенной частотой взятия замеров f, f1, f2, f3, и автономный источник 105 питания для по меньшей мере прерывистого питания по меньшей мере одного потребляющего мощность компонента 100, 101, 102, 103, 104 электрического устройства 1, 1', при этом устройство 1,1' имеет квазинепрерывный режим взятия замеров 7, 8 с чередованием окон 14' времени взятия замеров и промежутков 14 между взятиями замеров, и переключающие средства 103b, предназначенные для автоматического переключения устройства 1,1' между активным временем в течение окна 14' времени взятия замеров и временем простоя в течение промежутков 14 между взятиями замеров. Приведем несколько примеров.In a further aspect, the invention also relates to a
В течение промежутков 14 между взятиями замеров множество и предпочтительно все потребляющие мощность компоненты 100, 101, 102, 103, 104 электрического устройства 1 выключены или, если необходимо активизировать окно 14' времени взятия замеров, переключены в режим ожидания. Блок 103 управления может включать средства переключения 103b и предпочтительно микроконтроллер 103. Средства переключения 103b представляют собой схему 103b управления, которая может быть расположена в пределах или также вне блока 103 управления и с помощью которой срок службы батареи может быть продлен посредством повторяющегося переключения между окнами 14' взятия замеров и промежутками 14 между взятиями замеров.During the intervals 14 between measurements, a plurality and preferably all power-consuming
Предпочтительно имеются дополнительные средства 5, 17, 103 для вырабатывания дополнительного сигнала 6; 5b, 17b, 18b из дополнительного параметра 5а, 17а, 18а и средства 103b переключения, включающие средства управления для управления продолжительностью и/или частотой промежутков 14 между взятиями замеров как функции величины дополнительного сигнала 6; 5b, 17b, 18b. В частности, средства 103b переключения включают средства сравнения дополнительного сигнала 6, 5b, 17b, 18b с вышеописанной пороговой величиной 60, 61, 62 и устройство 1,1' имеет первый режим 7 функционирования с нечастыми и/или короткими промежутками 14 между взятиями замеров и второй режим 8 функционирования с частыми и/или длинными промежутками 14 между взятиями замеров, и средства 103b переключения включают вычислительные средства для переключения между первым режимом 7 функционирования и вторым режимом 8 функционирования в функции результата сравнения.Preferably there are
Если устройство 1, 1' представляет собой газовый счетчик 1', то измерительный сигнал 101b представляет собой сигнал газового счетчика 101b для определения газовой поставки 101а, и дополнительные средства 17, 103 включают температурный датчик 17 для вырабатывания температурного сигнала 6, 17b окружающей температуры 17а или измерительные средства 103 для определения газового сигнала 6, 18b потребления в течение подходящего периода времени. В частности, средства 103b переключения активизируют второй режим 8 функционирования, если температурный сигнал 6, 17b выше величины порога 60; 61, 62 температуры или если сигнал 6, 18b газового потребления выше величины порога 60; 61, 62 газового потребления.If the
Предметом изобретения является также техническое оборудование здания или здание, включающее электрическое устройство 1, 1' со способом взятия замеров согласно изобретению.The subject of the invention is also the technical equipment of a building or building, comprising an
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF DESIGNATIONS
1 электрическое устройство, автономный датчик движения1 electrical device, standalone motion sensor
1' автономный газовый счетчик1 'autonomous gas meter
100 датчик движения, пироэлектрический датчик, пассивный инфракрасный датчик (PIR); анемометр газового потока100 motion sensor, pyroelectric sensor, passive infrared sensor (PIR); gas flow anemometer
100а сигнал движения, сигнал присутствия, тепловое излучение 100b измерительный сигнал, сигнал движения100a motion signal, presence signal,
101а поставка газа101a gas supply
101b измерительный сигнал, сигнал газового счетчика101b measuring signal, gas meter signal
101 усилитель сигнала101 signal booster
102 аналого-цифровой преобразователь102 analog to digital converter
103 блок управления, микроконтроллер, микрокомпьютер, микропроцессор103 control unit, microcontroller, microcomputer, microprocessor
103b переключающие средства103b switching means
104 элемент системы связи, передатчик, приемопередатчик104 communication system element, transmitter, transceiver
105 автономный источник питания, батарея105 autonomous power supply, battery
2 исполнительное устройство2 actuator
200 выключатель освещения, управление шторой200 light switch, curtain control
203 блок управления, микроконтроллер, микрокомпьютер, микропроцессор203 control unit, microcontroller, microcomputer, microprocessor
204 элемент системы связи, приемник, приемопередатчик204 communication system element, receiver, transceiver
3 прямая связь, направление команды3 direct communication, team direction
4 обратная связь4 feedback
5 светочувствительный элемент, фоторезистор, фототранзистор5 photosensitive element, photoresistor, phototransistor
5а окружающий свет, дневной свет, искусственный свет 5b сигнал окружающего света5a ambient light, daylight,
6 сигнал освещенности, температуры, потребления газа6 signal light, temperature, gas consumption
60 пороговое значение освещенности, температуры, потребления газа; триггер60 threshold value of illumination, temperature, gas consumption; trigger
61 пороговое значение плюс гистерезис61 threshold plus hysteresis
62 пороговое значение минус гистерезис62 threshold value minus hysteresis
7 первый режим функционирования, ночной режим функционирования7 first mode of operation, night mode of operation
8 второй режим функционирования, дневной режим функционирования8 second mode of operation, daily mode of operation
9 потребление мощности, потребление энергии9 power consumption, energy consumption
10 основная часть нагрузки потребления мощности10 the bulk of the power consumption load
11 полное потребление мощности11 total power consumption
12 непрерывное взятие замеров12 continuous measurements
13 прерывистое взятие замеров (пакетный режим)13 intermittent sampling (burst mode)
14 промежутки между взятиями замеров14 intervals between taking measurements
14' окна времени взятия замеров14 'sampling time windows
15 газовая труба15 gas pipe
16 байпас16 bypass
17 датчик, датчик температуры17 sensor, temperature sensor
17а температура окружающей среды17a ambient temperature
17b сигнал датчика, сигнал датчика температуры17b sensor signal, temperature sensor signal
18а значительное газовое потребление18a significant gas consumption
18b сигнал значительного газового потребления18b significant gas consumption signal
А, А' пироэлектрические кристаллыA, A 'pyroelectric crystals
A/D аналого-цифровой преобразовательA / D A / D Converter
D каналD channel
S источникS source
GND земляGND ground
f, f1, f2, f3 частота взятия замеров, циклическая частотаf, f 1 , f 2 , f 3 sampling frequency, cyclic frequency
I потребление мощностиI power consumption
t время суток, времяt time of day, time
Т срок службы батареи (в годах)T battery life (in years)
TE предсказанный срок службы батареиT E predicted battery life
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10356069A DE10356069A1 (en) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | Method and device for reducing power consumption in battery-operated devices |
DE10356069.6 | 2003-12-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006118138A RU2006118138A (en) | 2008-01-10 |
RU2354983C2 true RU2354983C2 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=34609417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006118138/09A RU2354983C2 (en) | 2003-12-01 | 2004-11-29 | Method and device for reducing energy consumption in battery-powered devices |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100468287C (en) |
AU (1) | AU2004295729A1 (en) |
BR (1) | BRPI0417082A (en) |
DE (1) | DE10356069A1 (en) |
RU (1) | RU2354983C2 (en) |
WO (1) | WO2005055017A2 (en) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006069930A2 (en) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Endress+Hauser | Network of pipes for supplying water or gas and/or for evacuating process water with a hierarchical structure, method for detecting a leakage in a network of pipes of this type and method for the computer-aided determination of a theoretically remaining lifetime of a renewable energy source for at least one flow meter in a |
ITMI20071476A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-24 | Claber Spa | "COMMUNICATION SYSTEM BETWEEN IRRIGATION DEVICES UNITS" |
DE102007036053B4 (en) * | 2007-08-01 | 2015-05-13 | Ams Ag | Input device for an electronic device, electronic device, integrated circuit and method |
GB2453325A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-08 | Npower | Monitoring utility consumption |
EP2068213A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Production facility with wireless sensor |
US8619240B2 (en) | 2011-02-14 | 2013-12-31 | Fairchild Semiconductor Corporation | Adaptive response time acceleration |
CN102305647B (en) * | 2011-05-10 | 2014-11-05 | 安徽润尔兴仪表有限公司 | Intermittent excitation electromagnetic flowmeter and control method thereof |
DE102011117732B3 (en) * | 2011-11-07 | 2013-03-21 | Sensus Spectrum Llc | Electromechanical switch connected to a fluid meter |
US9207683B2 (en) | 2012-01-20 | 2015-12-08 | Infineon Technologies Austria Ag | Flow meter device and method of operation |
WO2014047812A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Qoros Automotive Co., Ltd. | Space adjusting system and method for a battery module |
CN103278200B (en) * | 2013-05-20 | 2017-06-06 | 新奥科技发展有限公司 | A kind of detection of gas flow rate method |
JP6248326B2 (en) * | 2013-10-18 | 2017-12-20 | 国立大学法人東北大学 | Meal-type sensor and sensing method |
EP3199931A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-02 | Kamstrup A/S | A consumption meter with a power source energy calculation unit |
CN107222366B (en) * | 2017-06-08 | 2019-12-20 | 江苏博大光通物联科技有限公司 | Inspection well environment monitoring method, equipment and system based on low-power-consumption wide area network |
CN110584611A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 喜临门家具股份有限公司 | Sleep monitoring system with good energy-saving effect |
CN111781450A (en) * | 2020-06-30 | 2020-10-16 | 歌尔科技有限公司 | Electric parameter sampling method, sampling device, earphone and readable storage medium |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5528621A (en) * | 1989-06-29 | 1996-06-18 | Symbol Technologies, Inc. | Packet data communication system |
DE4041825C2 (en) * | 1990-12-24 | 1996-06-20 | Diehl Gmbh & Co | Alarm system |
US5920827A (en) * | 1997-06-27 | 1999-07-06 | Baer; John S. | Wireless weather station |
EP0898152A1 (en) * | 1997-08-18 | 1999-02-24 | Bernina Electronic AG | Method for controlling the sample frequency of a sampler for detecting the rotational speed and the direction of rotation of a turbine in a flowmeter and a flowmeter applying the method |
DE19835252C2 (en) * | 1998-08-04 | 2000-10-12 | Alexander Dorn | Method and system for transmitting data and / or control information to a receiving device |
AU1443400A (en) * | 1998-10-06 | 2000-04-26 | Slc Technologies, Inc. | Wireless home fire and security alarm system |
US7064671B2 (en) * | 2000-06-23 | 2006-06-20 | Fisher Controls International Llc | Low power regulator system and method |
ATE543669T1 (en) * | 2000-07-26 | 2012-02-15 | Bridgestone Americas Tire | ELECTRONIC TIRE HANDLING SYSTEM |
EP1191310B1 (en) * | 2000-08-30 | 2016-05-04 | Techem Energy Services GmbH | Turbine flow meter with adaptive sample frequency |
DE10134456A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-02-06 | Abb Research Ltd | Scanning methods for flowmeters |
DE10134457A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-02-06 | Abb Research Ltd | Scanning methods for flowmeters |
-
2003
- 2003-12-01 DE DE10356069A patent/DE10356069A1/en not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-11-29 CN CNB2004800355287A patent/CN100468287C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-11-29 BR BRPI0417082-2A patent/BRPI0417082A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-11-29 WO PCT/CH2004/000717 patent/WO2005055017A2/en active Application Filing
- 2004-11-29 AU AU2004295729A patent/AU2004295729A1/en not_active Abandoned
- 2004-11-29 RU RU2006118138/09A patent/RU2354983C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006118138A (en) | 2008-01-10 |
WO2005055017A2 (en) | 2005-06-16 |
WO2005055017A3 (en) | 2005-09-15 |
DE10356069A1 (en) | 2005-06-23 |
BRPI0417082A (en) | 2007-03-13 |
CN100468287C (en) | 2009-03-11 |
CN1886766A (en) | 2006-12-27 |
AU2004295729A1 (en) | 2005-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2354983C2 (en) | Method and device for reducing energy consumption in battery-powered devices | |
US11885672B2 (en) | Wireless battery-powered daylight sensor | |
JP6157119B2 (en) | Wake-up of light sensor in lighting equipment | |
US20230354496A1 (en) | Method and apparatus for controlling light levels to save energy | |
US5915417A (en) | Automatic fluid flow control apparatus | |
US9633553B2 (en) | Systems and methods for compensating for sensor drift in a hazard detection system | |
US6522078B1 (en) | Remotely controlled power supply switching system | |
EP1751727B1 (en) | Wireless sensors | |
Somov et al. | Energy-aware gas sensing using wireless sensor networks | |
CN106527165B (en) | Human body monitoring device, intellectual water closet and controlling intelligent household appliances | |
CN103080988B (en) | Optical smoke detector | |
GB2423677A (en) | A wireless node driven by an ambient light charged power supply | |
US20100201276A1 (en) | Method for saving power consumption of position sensitive detector | |
CN203827562U (en) | Illumination energy saving controller | |
CN103135513A (en) | Indoor information sensing controller and operation method of the same | |
CN101013522A (en) | Intelligent air conditioner control method and system | |
CN114089427A (en) | Microwave detection device for improving detection reliability of human body | |
US8373125B2 (en) | Occupancy detector switch | |
EP1538579B1 (en) | Method and device for power saving in battery driven movement detectors. | |
CN105491759A (en) | Indoor illumination energy-saving control device and energy-saving control method | |
Bharmal et al. | Automatic home lighting solutions using human detection, sunlight intensity and room temperature | |
KR200290036Y1 (en) | A Lighting Equipment Controler | |
CN213907007U (en) | Data monitoring processing platform | |
WO2022192395A1 (en) | Passive infrared sensor occupancy detector, microcontroller and methods of operation | |
JP2024010667A (en) | lighting system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110616 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131130 |