RU2682078C2 - Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления - Google Patents
Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682078C2 RU2682078C2 RU2017127478A RU2017127478A RU2682078C2 RU 2682078 C2 RU2682078 C2 RU 2682078C2 RU 2017127478 A RU2017127478 A RU 2017127478A RU 2017127478 A RU2017127478 A RU 2017127478A RU 2682078 C2 RU2682078 C2 RU 2682078C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stand
- alone device
- collecting
- modem
- charge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
- G06F3/0227—Cooperation and interconnection of the input arrangement with other functional units of a computer
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03543—Mice or pucks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03543—Mice or pucks
- G06F3/03544—Mice or pucks having dual sensing arrangement, e.g. two balls or two coils used to track rotation of the pointing device
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G5/00—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
- G09G5/08—Cursor circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в увеличении длительности автономной работы. Автономное устройство для сбора и анализа данных содержит вычислительный блок, соединенный с запоминающим устройством, видеокамерой, цифровым барометром и модемом, выполненный с возможностью завершения всех активных вычислительных процессов, проверки отключения всех датчиков, самостоятельного отключения, активации программного таймера на время пробуждения, периодического возобновления соединения с сервером-диспетчером для отправки отчета о ходе выполнения программы и обновления списка заданий, и блок управления, соединенный с датчиком контроля заряда, аналоговыми датчиками окружающей среды и GSM-модулем для передачи данных и получения управляющих команд в режиме низкого электропотребления от системы питания, состоящей из возобновляемого источника энергии. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Группа изобретений относится к информационно-измерительной технике и предназначена для систем сбора и обработки информации с территориально удаленных, труднодоступных объектов в условиях ограниченного энергоснабжения (например, для контроля за состоянием магистральных линий трубопроводов в условиях тайги, для наблюдения за ходом восстановительных работ на удаленных участках магистралей, для контроля за состоянием дорожного полотна и пр.).
Известна измерительная лаборатория по патенту РФ 2212644, G06F 15/16, опубл. 20.09.2003. Она содержит автомобиль-фургон с бортовой ЭВМ и оборудованием для стационарного обследования контролируемого объекта. В указанное оборудование входят комплект переносных датчиков, установленных на стационарном контролируемом объекте и подключенных кабельными линиями связи к переносной микро-ЭВМ. В лабораторию введено оборудование для мобильного обследования контролируемых объектов, содержащее телеметрическую антенну, блок приема-передачи информации, комплект выносных датчиков и выносной блок.
Недостатком данного технического решения является низкая автономность вычислительного комплекса лаборатории и невозможность использования его стационарно без автомобиля-фургона, бортовая сеть которого является источником питания. Кроме того, лаборатория осуществляет только сбор и передачу данных с контролируемых объектов, но удаленное управление лабораторией отсутствует (например, изменить программу проведения измерений).
Прототипом предлагаемого технического решения является патент РФ №90220, G01S 5/12, опубл. 27.12.2009 на полезную модель. В нем предложена телематическая система автоматической регистрации и передачи информации о состоянии удаленного объекта. Она содержит аппаратные модули, расположенные на удаленных объектах и выполненные с возможностью осуществления сбора, записи и передачи информации об удаленных объектах, состоянии самих аппаратных модулей и развития ситуации вокруг удаленных объектов, а также получения сигнала по заданному системному алгоритму на запуск исполнительных устройств в случае наступления события.
Недостатком прототипа является низкая автономность телематической системы и ее зависимость от постоянного источника питания. Кроме того, телематическая система осуществляет только сбор и передачу данных с контролируемых объектов, а удаленное управление телематической системой не реализовано, т.е. нет возможности изменить программу проведения измерений.
В прототипе реализован линейный способ сбора и передач данных, подразумевающий постоянное получение и передачу данных от источников информации к конечному потребителю.
Недостатком существующего способа сбора и передачи данных является то, что он сильно зависит от наличия стабильного постоянного электропитания и не позволяет выстраивать график сбора и передачи данных, прерывать и возобновлять отдельные задачи в зависимости от возможностей системы электропитания.
Техническим результатом предлагаемого автономного устройства является возможность дистанционного управления автономным устройством для сбора и анализа данных и обеспечение его автономной работы.
Другим техническим результатом является то, что предложенный способ сбора и передачи данных предлагаемого автономного устройства обеспечивает более гибкую работу автономного устройства с возможностью формирования оптимального графика его работы для увеличения длительности автономной работы.
Технический результат достигается тем, что автономное устройство для сбора и анализа данных содержит вычислительный блок, соединенный запоминающим устройством, видеокамерой, цифровым барометром и модемом, и блок управления, соединенный с датчиком контроля заряда, аналоговыми датчиками окружающей среды и GSM - модулем. Причем в качестве вычислительного блока может быть использован программируемый микроконтроллер, в качестве запоминающего устройства - твердотельный полупроводниковый накопитель, в качестве модема - универсальный USB-модем, а в качестве датчиков окружающей среды - датчики давления, шума, влажности, скорости ветра, загазованности, дыма или освещенности.
Технический результат достигается также тем, что в способе сбора и передачи данных, реализованном на автономном устройстве для сбора и передачи данных, определяют остаточный заряд системы питания, формируют рабочий график выполнения условных и безусловных заданий, оптимизируют управление питанием аналоговых датчиков окружающей среды, видеокамеры, цифрового барометра, модема и GSM - модуля, корректируют рабочий график в процессе его выполнения, передают данные на сервер-диспетчер и переводят автономное устройство в режим энергосбережения с возможностью удаленной активации автономного устройства. При этом в процессе выполнения автономным устройством рабочего графика собирают статистику изменения заряда для ее использования при формировании последующих рабочих графиков.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
Фиг. 1 - принципиальная схема автономного устройства для сбора и передачи данных.
Фиг. 2 - функциональная схема работы автономного устройства для сбора и передачи данных.
На Фиг. 1 показано автономное устройство для сбора и передачи данных, которое содержит вычислительный блок 1, например, в виде программируемого микроконтроллера с постоянным запоминающим устройством 2, например, в виде твердотельного полупроводникового накопителя. Вычислительный блок 1 соединен с видеокамерой 3, цифровым барометром 4 и модемом 5 (например, универсальным USB-модемом) для передачи данных и получения управляющих команд. Вычислительный блок 1 соединен также посредством шины с блоком 6 управления, снабженным датчиком 7 контроля заряда, и аналоговыми датчиками 8 окружающей среды (например, температуры, атмосферного давления, шума, влажности, скорости ветра, загазованности, дыма, освещенности и пр.).
К блоку 6 управления подсоединено реле 9 для управления питанием блока 1 и GSM - модуль 10 для передачи данных и получения управляющих команд в режиме низкого электропотребления от системы питания, состоящей из возобновляемого источника энергии 11 (например, солнечная панель, ветрогенератор и т.п.), контроллера заряда 12 и аккумуляторной батареи 13.
Удаленный доступ к автономному устройству для сбора и передачи данных обеспечением наличием сервера-диспетчера 14.
На Фиг. 2 показана функциональная схема работы автономного устройства для сбора и передачи данных.
Автономное устройство для сбора и передачи данных размещают на мачтах или опорах, фасадах зданий и сооружений совместно с установкой системы питания.
Способ сбора и передачи данных на предлагаемом автономном устройстве реализуется следующим образом.
Электрический заряд с контроллера заряда 12 подают на блок 6 управления автономного устройства для сбора и передачи данных, активизируя при этом вычислительный блок 1 и производя оценку остаточного заряда системы питания по показаниям датчика 7 контроля заряда.
В случае если остаточный заряд системы питания выше минимального порогового значения и его достаточно для продолжения работы, блок 1 производит считывание списка заданий из постоянного запоминающего устройства 2, а также активацию модема 5, устанавливая соединение с сервером-диспетчером, 14 чтобы передать данные об изменении своего состояния - переходе в рабочий режим, и получить обновления списка заданий.
Посредством вычислительного блока 1 формируют рабочий график на основе списка заданий и остаточного заряда с контроллера заряда 7. Для каждого предполагаемого к выполнению задания рассчитывают прогнозируемые затраты заряда. Для этого берут затраты либо из результатов выполнения предыдущего рабочего графика, которые накапливаются в постоянном запоминающем устройстве 2, либо, если задание ни разу до сих пор не выполнялось, или выполнялось в условиях существенно отличных от настоящих (иное время суток, время года, другие погодные условия), - из конфигурационных настроек автономного устройства, которые хранятся на постоянном запоминающем устройстве 2.
Посредством вычислительного блока 1 составляют список возможных к выполнению заданий, таким образом, чтобы по итогам их выполнения остаточный заряд системы питания был выше критического значения.
Задания, которые не могут быть фактически выполнены автономным устройством из-за низкого остаточного заряда, записывают на постоянное запоминающее устройство 2 для выполнения их в следующем рабочем графике.
Имеется два типа приоритетов заданий: условные и безусловные. В отношении условного задания автономное устройство может корректировать время и длительность его исполнения или приостанавливать выполнение задания до накопления системой питания необходимого заряда. При наличии безусловных заданий устройство обязано игнорировать остаточный заряд и выполнять задание даже ценой полного исчерпания заряда.
В процессе выполнения отобранных заданий вычислительный блок 1 периодически возобновляет соединение с сервером-диспетчером для отправки отчета о ходе выполнения программы и обновления списка заданий. По результатам выполнения каждого задания устройство сохраняет информацию о затратах энергии на его выполнение.
Также посредством вычислительного блока 1 контролируют остаточный заряд системы питания, запрашивая через блок 6 показания датчика 7 контроля заряда. В случае, если обнаруживают, что скорость падения заряда сильно превышает расчетную, принимают решение о корректировки списка заданий, а в случае падения заряда до уровня близкого к критическому - решение о полной приостановке заданий и переходе в режим низкого энергопотребления.
В случае если это предусмотрено заданием, в процессе выполнения заданий активируют и запрашивают показания видеокамеры 3, цифрового барометра 4 и аналоговых датчиков 8. При этом в целях экономии на неиспользуемых датчиках и видеокамере своевременно отключают питание.
По итогам выполнения всех заданий вычислительный блок 1 устанавливает посредством модема 5 соединение с сервером-диспетчером, обновляет список заданий и на основе оставшегося заряда строит рабочий график, повторно составляя прогноз выполнения дальнейших заданий.
В случае длительного простоя по причине отсутствия заданий в ближайшее время или выявления недостаточности заряда для последующего полноценного функционирования автономного устройства, вычислительный блок 1 принимает решение перевести автономное устройство для сбора и передачи данных в «режим сна». Для этого производится расчет оптимального времени сна, необходимого для восстановления заряда аккумуляторной батареи 13 до оптимального уровня. Вычислительный блок 1 определяет ближайшее время пробуждения (сверяясь с составленным рабочим графиком), рассчитывает примерное количество заряда, которое будет накоплено за время сна, с поправкой на время суток, время года и погодные условия. Если предположительно за выбранный отрезок времени нужный заряд не будет накоплен, то выбирается максимально длительный отрезок времени с возможностью накопить максимально больший заряд.
Таким же образом максимально возможное время сна рассчитывается по наличию безусловных заданий - устройство должно проснуться не позднее начала выполнения первого такого задания, даже если заряд на момент пробуждения будет ниже необходимого.
Вычислительный блок 1 завершает все активные вычислительные процессы, проверяет отключение всех датчиков и самостоятельно отключается, предварительно подав команду на блок 6 активировать программный таймер на время пробуждения и GSM - модуль 10 для обеспечения связи с сервером-диспетчером для получения управляющих команд.
В режиме сна активными потребителями электроэнергии выступают блок 6 и GSM - модуль 10, который отправляет на сервер-диспетчер показания о состоянии автономного устройства. С помощью GSM - модуля 10 также имеется возможность удаленно «пробудить» автономное устройство в любой момент времени и отправить ему новый список заданий. По истечению времени сна блок 6 возобновляет подачу питания на вычислительный блок 1, тем самым активируя его для считывания показания с датчика 7 контроля заряда и определения дальнейшего режима работы устройства.
Проведенные испытания показали работоспособность автономного устройства для сбора и передачи данных и достижение заявленного технического результата. Удаленное управление автономным устройством организовано наличием сервера-диспетчера и GSM-канала для связи с ним и передачи управляющих команд.
Предложенный способ обеспечивает увеличение автономной работы автономного устройства для сбора и анализа данных, формируя оптимальный режим его работы, позволяя периодически отключать питание для накопления заряда, что позволяет оптимизировать график выполнения заданий.
Claims (7)
1. Автономное устройство для сбора и анализа данных, содержащее вычислительный блок, соединенный с запоминающим устройством, видеокамерой, цифровым барометром и модемом, выполненный с возможностью завершения всех активных вычислительных процессов, проверки отключения всех датчиков, самостоятельного отключения, активации программного таймера на время пробуждения, периодического возобновления соединения с сервером-диспетчером для отправки отчета о ходе выполнения программы и обновления списка заданий, и блок управления, соединенный с датчиком контроля заряда, аналоговыми датчиками окружающей среды и GSM-модулем для передачи данных и получения управляющих команд в режиме низкого электропотребления от системы питания, состоящей из возобновляемого источника энергии.
2. Автономное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве вычислительного блока использован программируемый микроконтроллер.
3. Автономное устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве запоминающего устройства использован твердотельный полупроводниковый накопитель.
4. Автономное устройство по п. 3, отличающееся тем, что в качестве модема использован универсальный USB-модем.
5. Автономное устройство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве датчиков окружающей среды использованы датчики давления, шума, влажности, скорости ветра, загазованности, дыма или освещенности.
6. Способ сбора и передачи данных, реализованный на автономном устройстве для сбора и передачи данных, заключающийся в том, что вычислительный блок определяет остаточный заряд системы питания, формирует рабочий график выполнения условных и безусловных заданий, оптимизирует управление питанием аналоговых датчиков окружающей среды, видеокамеры, цифрового барометра, модема и GSM-модуля, корректирует рабочий график в процессе его выполнения, передает данные на сервер-диспетчер и переводит автономное устройство в режим энергосбережения с возможностью удаленной активации автономного устройства.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в процессе выполнения автономным устройством рабочего графика собирают статистику изменения заряда для ее использования при формировании последующих рабочих графиков.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127478A RU2682078C2 (ru) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127478A RU2682078C2 (ru) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017127478A3 RU2017127478A3 (ru) | 2019-02-04 |
| RU2017127478A RU2017127478A (ru) | 2019-02-04 |
| RU2682078C2 true RU2682078C2 (ru) | 2019-03-15 |
Family
ID=65270760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017127478A RU2682078C2 (ru) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682078C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070132733A1 (en) * | 2004-06-08 | 2007-06-14 | Pranil Ram | Computer Apparatus with added functionality |
| US20090149261A1 (en) * | 2006-09-18 | 2009-06-11 | Igt | Reduced power consumption wager gaming machine |
| RU2575871C2 (ru) * | 2010-11-10 | 2016-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Система измерения ресурса и способ использования такой системы для интеллектуального энергопотребления |
| WO2016028228A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Avennetz Technologies Pte Ltd | System, method and apparatus for determining driving risk |
-
2017
- 2017-08-01 RU RU2017127478A patent/RU2682078C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070132733A1 (en) * | 2004-06-08 | 2007-06-14 | Pranil Ram | Computer Apparatus with added functionality |
| US20090149261A1 (en) * | 2006-09-18 | 2009-06-11 | Igt | Reduced power consumption wager gaming machine |
| RU2575871C2 (ru) * | 2010-11-10 | 2016-02-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Система измерения ресурса и способ использования такой системы для интеллектуального энергопотребления |
| WO2016028228A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Avennetz Technologies Pte Ltd | System, method and apparatus for determining driving risk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017127478A3 (ru) | 2019-02-04 |
| RU2017127478A (ru) | 2019-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102245583B1 (ko) | 야생동물 목걸이 및 이를 이용한 야생동물 활동 모니터링/운용관리 장치 | |
| WO2007106162A3 (en) | Energy budget manager | |
| CN112202243A (zh) | 用于输电线路状态监测的全采集智能终端 | |
| US20140031988A1 (en) | Wireless sensor device with wireless remote programming | |
| CN104426213A (zh) | 用于存储电池的监控系统及方法 | |
| EP3734938A2 (en) | Wireless power self harvesting control device and system and method for wirelessly reprogramming the same | |
| CN101835178A (zh) | 一种实现远程无线监测的方法及无线监测装置 | |
| CN115586800B (zh) | 一种综合能源管控系统 | |
| EP2551683A1 (en) | Data transmission device | |
| CN102387519B (zh) | 基于数据通信频率自适应调节技术的智能节能型监测节点装置 | |
| RU2682078C2 (ru) | Способ сбора и передачи данных и автономное устройство для его осуществления | |
| CN114777880A (zh) | 水位监测方法和水位监测装置 | |
| RU179296U1 (ru) | Автономное устройство для сбора и передачи данных | |
| CN204256925U (zh) | 一种畜禽养殖舍的环境数据采集分析系统 | |
| JP2007097509A (ja) | 全天候散水システム | |
| CN104038563A (zh) | 养殖场动态环境监测装置及系统 | |
| CN103327581A (zh) | 用于温室无线监控的通讯方法及装置 | |
| CN205920363U (zh) | 一种基于arm比较器的低功耗煤场喷淋控制系统 | |
| CN112468987A (zh) | 一种新型农业数据采集智能终端 | |
| CN212255302U (zh) | 一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统 | |
| CN210406526U (zh) | 一种智能浇水管理系统 | |
| CN114513835A (zh) | 一种输电线路低功耗控制装置及方法 | |
| CN113108756A (zh) | 一种基于双三轴加速度的无线倾角传感智能终端、及系统 | |
| CN116094623B (zh) | 一种基于低轨卫星通信的输电线路监测终端、系统及方法 | |
| CN203980553U (zh) | 分布式室内加湿控制系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190802 |