RU2739076C1 - Способ автоматизированного беспроводного мониторинга состояния мусорного контейнера - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности к дистанционному контролю за состоянием мусорных контейнеров, и может быть использовано для планирования и организации эксплуатации мусорных контейнеров, в том числе дистанционного определения их параметров и места их расположения. Способ мониторинга состояния мусорного контейнера 1 заключается в том, что с помощью установленного на контейнере 1 устройства 4 контроля состояния контейнера 1 определяют по меньшей мере один параметр состояния контейнера 1. С помощью устройства 4 в соответствии с тактикой отправляют сигнал на приемопередатчик 5, причем сигнал от устройства 4 включает идентификационные данные указанного устройства 4 и информацию об определяемом параметре состояния контейнера 1. Отправку такого сигнала на приемопередатчик 5 осуществляют по радиоканалу 8 малого радиуса действия. С помощью приемопередатчика 5 принимают сигнал от устройства 4 и отправляют его в соответствии с тактикой по радиоканалу 9 большого радиуса действия с помощью сети 6 связи в программное обеспечение 7 пользователя, с помощью которого по определяемому по меньшей мере одному параметру осуществляют мониторинг состояния контейнера 1 и определяют его нахождение в зоне распространения радиоканала 8 малого радиуса действия. При отсутствии сигнала судят о перемещении контейнера 1 за пределы зоны распространения радиоканала 8 малого радиуса действия. Использование изобретения позволит расширить функциональные возможности при одновременном повышении точности и надежности мониторинга состояния мусорных контейнеров, обеспечить возможность долгосрочной работы, повысить информативность и достоверность информации об измеряемых параметрах мусорных контейнеров, обеспечить возможность одновременного непрерывного контроля параметров нескольких мусорных контейнеров, обеспечить возможность использования датчиков, использующих любые принципы измерения, увеличить частоту опроса датчиков о состоянии мусорных контейнеров, а также повысить объем и частоту передачи данных. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности к дистанционному контролю за состоянием мусорных контейнеров (баков), и может быть использовано для планирования и организации эксплуатации мусорных контейнеров, в том числе дистанционного определения их параметров (степень наполнения, температура в баке, факт переворота и перемещения, и т.п.) и места их расположения.

Из уровня техники известны различные способы автоматизированного беспроводного мониторинга различных параметров мусорных контейнеров, таких как: степень наполнения мусорного контейнера, температура внутри контейнера, местоположение мусорного контейнера, факт его переворота и т.п. Такие способы реализуются при помощи различного типа беспроводных датчиков, в том числе датчиков температуры, акселерометров, а также датчиков наполненности, использующих инфракрасные, ультразвуковые, СВЧ, лазерные, фотоэлектрические, тензометрические датчики. Указанные датчики определяют наполненность контейнеров, температуру внутри них, факт переворота и отправляют данные на обработку. Информацию передают на серверы и программное обеспечение, обрабатывающие информацию от датчиков, где получают информацию о различных параметрах мусорных контейнеров (см. Патент RU 2649150, опубликован 30.03.2018 г., Патент RU 2646886, опубликован 12.03.2018, https://www.mos.ru/news/item/56951073/, http://www.mskit.ru/news/n213702/).

Указанные способы подразумевают использование датчиков или иных устройств, передающих данные на сервер по каналам сотовой сети связи 2G/3G/4G или при помощи LPWAN технологий или при помощи NBIoT или при помощи 5G. Это означает, что каждое устройство, помимо непосредственно устройства мониторинга наполненности бака, включает радиомодуль, обеспечивающий передачу данных на большое расстояние (от 0,5 до 50 км). Такие радиомодули увеличивают потребление электроэнергии из автономного источника питания датчика, а также увеличивают размеры устройств, размещаемых на мусорных контейнерах, что может привести к их повреждению при эксплуатации контейнеров. Кроме того, радиомодуль, обеспечивающий передачу данных на большое расстояние (от 0,5 до 50 км) увеличивает стоимость датчика. Использование в качестве радиоканала модулей 2G/3G/4G кроме увеличения стоимости (за счет необходимости использования модема, антенны, лотка симкарты) ведет к необходимости дополнительного использования автономного источника питания большой емкости. При этом емкость автономного источника питания необходимо увеличивать в несколько и более раз ввиду многократно большего потребления компонент, обеспечивающих передачу данных на большое расстояние (от 0,5 до 50 км). Увеличение количества компонент и увеличение емкости источника питания ведет к увеличению размеров датчиков. Это в свою очередь ведет к снижению надежности работы датчиков, ввиду того, что в процессе накопления мусора в баке и в процессе опустошения бака вероятность повреждения выше у датчика большего размера.

Кроме того, для мониторинга такого параметра мусорных контейнеров, как их местоположение (расположение бака), известные способы могут использовать датчики геопозиционирования, использующие спутниковую систему навигации (см., например, Патент RU 2646886, опубликован 12.03.2018) или позиционирование по данным сотовых связи. Недостатком применения спутниковых систем геопозиционирования является то, что они требуют применения таких компонент, как приемник сигналов от навигационных спутников, антенны, а также вызывают увеличение емкости автономного источника питания.

Из уровня техники известны способы мониторинга состояния мусорных контейнеров, которые реализуются с помощью системы навигации, учета и мониторинга объектов. При осуществлении таких способов осуществляют мониторинг различных параметров мусорных контейнеров при помощи беспроводных RFID-меток, размещенных на контейнерах. Каждый контейнер имеет свой идентификатор RFID или UHF и GPS - координаты местоположения. Все данные с меток считываются при его опорожнении при вывозе мусора транспортным средством (автомобилем - мусоровозом). Данные о массе баков и данные RFID-меток передаются в учетную систему автомобиля, при опрокидывании баков происходит считывание RFID-меток и взвешивание массы баков. Данные о местоположении автомобиля, в том числе в момент опрокидывания баков, передаются в учетную систему. Автомобиль оборудован системой мониторинга места положения. Данные из учетной системы автомобиля автоматически передаются на сервер. В каждую метку записана информация о контейнере: координаты нахождения контейнера, т.е. где он должен находиться, его идентифицирующие данные, фото камеру, устройство навигации автомобиля, которое передает в систему текущие координаты транспортного средства и т.п. Все показатели информации о контейнере обрабатываются «головным устройством» автомобиля (в виде планшета с сим-картой) и посылаются через канал связи 3G в диспетчерскую службу (см. Патент RU 2648967, опубликован 28.03.2018г., https://itob.ru/solutions/reshenie-dlya-zhkkh-kontrol-vyvoza-tbo/).

Недостатком таких способов является использование сложной системы учета, которая включает комплекс технических средств, установка которого необходима на каждом транспортном средстве - мусоровозе. Использование меток привязано непосредственно к транспортному средству, вывозящему мусор, что не позволяет получить информацию о состоянии и параметрах мусорных контейнеров в любое необходимые для пользователя время. Отсутствует возможность постоянного контроля всех мусорных баков, а информация о параметрах бака передается на сервер лишь при наличии в зоне меток мусоровозов, использующих стационарно установленную на них систему учета. В случае выхода такой системы учета из строя возникнет необходимость остановки работы такого транспортного средства для ремонта системы, тем самым исключив возможность своевременного получения информации о параметрах мусорных контейнеров.

Наиболее близким к предложенному решению является способ мониторинга состояния мусорного контейнера, который реализуется с помощью системы для дистанционного контроля за мусорными контейнерами. С помощью такой системы контролируются различные параметры мусорных контейнеров, такие как: степень наполнения, температуру внутри контейнера, погрузку-разгрузку, вес контейнера, местоположения контейнеров. Для определения местоположения контейнеров используют глобальные радионавигационные спутниковые системы ГЛОНАСС (РФ) или НАВСТАР (США), состоящие из группировок спутников и управляемые из единых центров. Все контролируемые параметры мусорных контейнеров передаются на сервер, где они обрабатываются и в случае отклонения их за допустимый предел у какого-либо контролируемого мусорного контейнера сервер выдаст сигнал тревоги с указанием номера контролируемого мусорного контейнера. Для обнаружения и идентификации мусорных контейнеров используются радиочастотные метки, которыми оснащаются мусорные контейнеры, и сканирующие устройства, которые устанавливаются на автомобилях-мусоросборщиках (см. Патент RU 2490197, опубликован 20.08.2013).

Недостатком наиболее близкого решения является то, что указанный способ обеспечивает только фактический учет количества опорожнений контейнера и в ряде случаев вес мусора. Такой способ не обеспечивает своевременного получения данных о текущем состоянии контейнеров, а для планирования вывоза отходов требуется программа прогнозирования накапливания отходов на основании исторических данных.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение вышеперечисленных недостатков, связанных с проблемой непрерывного автоматизированного контроля одновременно нескольких параметров мусорных контейнеров и надежной непрерывной передачи информации об этих контролируемых параметрах конечному пользователю.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном повышении точности и надежности мониторинга состояния мусорных контейнеров за счет возможности сбора большей информации о мусорных контейнерах путем увеличения количества одновременно отслеживаемых и контролируемых параметров (показателей) состояния мусорных контейнеров без увеличения габаритов контролирующих устройств, обеспечение возможности долгосрочной работы без повреждения измерительных датчиков за счет исключения больших выступающих частей датчиков внутри контейнера, повышение информативности и достоверности информации об измеряемых параметрах мусорных контейнеров, обеспечение возможности одновременного непрерывного контроля параметров нескольких мусорных контейнеров, обеспечение возможности использования датчиков, использующих любые принципы измерения без увеличения их габаритов, увеличение частоты опроса датчиков о состоянии мусорных контейнеров, а так же повышение объема и частоты передачи данных.

Технический результат изобретения достигается благодаря осуществлению способа мониторинга состояния мусорного контейнера, который заключается в том, что с помощью установленного на контейнере устройства контроля состояния контейнера определяют по меньшей мере один параметр состояния контейнера, и с помощью устройства контроля состояния контейнера в соответствии с тактикой отправляют сигнал на приемопередатчик, причем сигнал от устройства контроля состояния контейнера включает идентификационные данные указанного устройства и информацию об определяемом параметре состояния контейнера, а отправку такого сигнала на приемопередатчик осуществляют по радиоканалу малого радиуса действия, с помощью приемопередатчика принимают сигнал от устройства контроля состояния контейнера и отправляют его в соответствии с тактикой по радиоканалу большого радиуса действия с помощью сети связи в программное обеспечение пользователя, с помощью которого по определяемому по меньшей мере одному параметру осуществляют мониторинг состояния контейнера и определяют его нахождение в зоне распространения радиоканала малого радиуса действия, а при отсутствии сигнала судят о перемещении контейнера за пределы зоны распространения радиоканала малого радиуса действия.

Кроме того, по меньшей один определяемый параметр могут выбирать из ряда: степень наполнения контейнера, температура внутри контейнера, факт опорожнения контейнера, положение контейнера, перемещение контейнера, влажность внутри контейнера и повреждение корпуса контейнера.

Кроме того, зона распространения радиоканала малого радиуса действия, преимущественно, не более 200 метров.

Кроме того, могут использовать устройство контроля состояния контейнера, включающее элемент питания, управляющий процессор, модуль передачи сигнала и по меньшей мере один измерительный датчик. Причем могут использовать по меньшей мере один измерительный датчик, выбранный из ряда: измеритель степени наполнения контейнера, измеритель температуры, акселерометр, измеритель влажности, и дефектоскоп.

В качестве модуля передачи сигнала могут использовать Bluetooth или ANT+, или ZigBee, или Z-Wave, или 6LowPAN модуль, или модуль малого радиуса действия с проприетарным протоколом.

Отправку сигнала от приемопередатчика могут осуществлять по радиоканалу большого радиуса действия с использованием LPWAN или NBIoT, или 2G, или 3G, или 4G, или 5G, или GSM, или UMTS, или LTE технологии.

Кроме того, до начала отправки сигнала на приемопередатчик на устройстве контроля состояния контейнера могут осуществлять настройку тактики отправки сигнала.

Кроме того, до начала определения параметров контейнера могут осуществлять настройку приемопередатчика и/или настройку программного обеспечения пользователя путем ассоциации с идентификационными данными устройства контроля состоянии контейнера и самого контейнера.

Кроме того, приемопередатчик и программное обеспечение пользователя могут осуществлять хранение полученных от устройства контроля состояния контейнера данных о состоянии контейнера, а приемопередатчик может осуществлять определение программного обеспечения электронного устройства пользователя, с которым ассоциировано устройство контроля состояния контейнера.

Изобретение поясняется с помощью чертежа, на фигуре которого схематично показана связь элементов, с помощью которых осуществляется предложенный способ.

Предложенный способ предназначен для автоматизированного дистанционного мониторинга состояния одного или одновременно нескольких мусорных контейнеров. Мониторинг состояния мусорных контейнеров подразумевает определение (измерение и контроль) одного или одновременно нескольких различных параметров (показателей состояния) одного или одновременно нескольких мусорных контейнеров 1, которые расположены, преимущественно, на одной площадке 2 со своей инфраструктурой 3, либо на разных площадках 2, находящихся в зоне распространения радиосигналов малого радиуса действия, либо в местах обслуживания контейнеров 1. Инфраструктура 3 площадки 2 может включать различные элементы конструкций, например, навесы, опорные столбы, столбы освещения, ограждения, заборы и т.п.

За счет предложенной организации определения (измерения) одного или одновременно нескольких параметров мусорных контейнеров 1, предложенный способ позволяет: осуществлять дистанционный контроль за состоянием мусорных контейнеров 1 (баков) с большей частотой опроса и с большим объемом передачи данных; осуществлять автоматический учет объема накопленного или вывезенного мусора не только из одного контейнера 1, но и из групп контейнеров 1, расположенных в определенном районе; планировать и организовывать эксплуатацию мусорных контейнеров 1; определять количество обслуженных мусорных контейнеров 1, определять их местоположение и т.п. Определение одного или различного рода параметров мусорных контейнеров 1 осуществляется с помощью различного типа датчиков, при этом предложенный способ позволяет контролировать одновременно все или один из следующих параметров контейнеров 1: степень наполнения контейнеров 1 (уровень мусора внутри контейнера 1), температуру внутри контейнера 1, переворот (факт опорожнения) контейнера 1, неправильное положение контейнера 1 (опрокинут, перевернут, на боку и т.д.), перемещение контейнера 1, влажность внутри контейнера 1, физические повреждения контейнера 1 (трещины в его стенках и т.п.), а также иные параметры в зависимости от потребности.

Предложенный способ реализуется с помощью совокупности технических средств, связанных между собой беспроводными каналами связи и включающих в себя (но, не ограничиваясь): устройство 4 контроля состояния контейнера 1 (устройство определения параметров, состояния, статуса мусорного контейнера 1); приемопередатчик 5 (ретранслятор); сеть 6 связи (сеть передачи данных с оконечными устройствами (в том числе сетевыми серверами), связанными каналами связи); специальное программное обеспечение 7 пользователя (приложение пользователя, сервис); радиоканал 8 малого (ближнего) радиуса действия; радиоканал 9 большого (дальнего) радиуса действия; базовые станции (сетевой шлюз, при необходимости, не показаны).

Устройство 4 контроля состояния контейнера 1 включает в себя, преимущественно, элемент питания и связанные с ним модуль передачи сигнала, управляющий процессор (соединенный с модулем передачи сигнала), измерительные датчики. Измерительные датчики, входящие в состав устройства 4, могут быть либо одного типа для измерения одного из параметров (в устройстве 4 расположен один измерительный датчик), либо нескольких различных типов для измерения различных параметров контейнера 1 (в устройстве 4 расположено несколько различных измерительных датчиков). При этом измерительные датчики, входящие в устройство 4, могут быть следующие: измеритель степени наполнения контейнера 1 (датчик измерения наполненности или уровня наполненности контейнера, измеритель расстояния); измеритель (датчик) температуры; акселерометр (датчик ускорения); датчик положения контейнера 1 относительно земли и т.д. Устройство 4 при необходимости может включать также иные датчики, которые измеряют определенные параметры внутри контейнера 1, например, датчик влажности, датчик определения трещин (дефектоскоп) и т.д. При этом устройство 4 может включать как один вид датчика определения (измерения) того или иного параметра, так и совокупность датчиков. Например, устройство 4 может включать либо только измеритель степени наполнения контейнера 1, либо только датчик температуры, либо только датчик ускорения, либо только измеритель степени наполнения контейнера 1 и датчик температуры, либо только датчик температуры и акселерометр, либо все указанные датчики, либо любую их совокупность.

В качестве измерителя степени наполнения контейнера 1 (измерителя расстояния) может быть использован любой подходящий тип датчика, в том числе основанные на СВЧ (сверхвысокочастотном электромагнитном) излучении или на ИК (инфракрасном) излучении, или на УЗ (ультразвуковом) излучении, или на лазерном (оптическом) излучении и т.д.

В качестве модуля передачи сигнала может быть использован Bluetooth или ANT+, или ZigBee модуль, или модули Z-Wave, 6LowPAN или модуль малого радиуса действия с проприетарным протоколом от производителя модуля или чипа. Модуль передачи сигнала обеспечивает передачу сообщений (сигналов) от устройства 4 (от его измерительных датчиков) на приемопередающее устройство (приемопередатчик 5) с помощью радиоканала 8 малого радиуса действия, а также хранение необходимых параметров и настроек для работы в соответствующем канале или сети передачи данных ближнего радиуса действия.

Управляющий процессор осуществляет управление измерительными датчиками, в том числе задает периодичность отправки (излучения) измерительных сигналов, осуществляет анализ и обработку данных, полученных от измерительных датчиков, передачу сообщений (сигналов, данных, информации) в модуль передачи сигнала, хранение настроек тактики отправки сигналов (сообщений) модулем передачи сигналов. Управляющий процессор может быть совмещен с модулем передачи сигналов.

Устройство 4 может иметь единый корпус, внутри которого расположены все входящие в устройство 4 элементы (компоненты). При этом все такие элементы (компоненты) могут быть расположены на единой печатной плате, которая расположена в указанном корпусе.

Количество измерителей степени наполнения контейнера 1 (на печатной плате) может быть любым от одного и более (два, три, четыре или более, в зависимости от размера контейнера 1, на котором устанавливают устройство 4). При этом возможно использование либо одного вида измерителей, либо различное сочетание видов измерителей, расположенных в одном корпусе, если их количество более одного. Например, если количество измерителей в одном корпусе равно двум, то они могут быть либо оба СВЧ датчика, либо оба УЗ датчика, либо оба ИК датчика, либо оба лазерных датчика, либо один из измерителей представляет собой ИК датчик, а второй - лазерный датчик, либо один из измерителей представляет собой СВЧ датчик, а второй - УЗ датчик, и так далее возможны любые сочетания из всех возможных, в том числе, если количество измерителей более двух в корпусе устройства 4. Также в одном корпусе устройства 4 может быть расположено по несколько измерительных датчиков, определяющих другие указанные параметры контейнера 1.

Элемент питания предназначен для обеспечения автономности работы устройства 4, т.е. установленных в его корпусе компонентов (процессора, измерительных датчиков, модуля передачи сигнала и т.п.).

Приемопередатчик 5 (ретранслятор) предназначен для принятия сигналов от устройства 4 (от модуля передачи сигнала) по радиоканалу 8 малого радиуса действия, для обработки принятых сигналов и их отправки по радиоканалу 9 большого радиуса действия в программное обеспечение 7 пользователя через сеть 6 связи. Приемопередатчик 5 устанавливается (закрепляется) на любых элементах конструкций, составляющих инфраструктуру 3 площадки 2.

Программное обеспечение 7 пользователя (приложение пользователя, сервис) может быть реализовано либо на любом электронном устройстве конечного пользователя (телефон, смартфон, планшет, ноутбук, персональный компьютер или иное устройство), с помощью которого пользователь осуществляет мониторинг состояния мусорного контейнера 1; либо может быть реализовано на любом внешнем сервере (серверах) обработки информации (данных), причем такой сервер может быть частью программного обеспечения 7 пользователя; либо может быть реализовано на любых других средствах обработки информации.

Радиоканал 8 малого (ближнего) радиуса действия представляет собой любые беспроводные технологии передачи данных с низким энергопотреблением, такие как, например, Bluetooth Low Energy, ANT+, ZigBee, Z-Wave, 6LowPAN и др.

Радиоканал 9 большого (дальнего) радиуса действия представляет собой любые беспроводные технологии передачи данных на дальние расстояния, такие как, например, LPWAN, NBIoT, 2G, 3G, 4G, 5G, GSM, UMTS, LTE.

В случае необходимости для передачи сигналов от приемопередатчика 5 в сеть 6 связи могут быть использованы базовые станции (не показаны).

Способ автоматизированного беспроводного мониторинга состояния мусорного контейнера 1 заключается в следующем.

Для реализации предложенного способа важным является размещение устройства 4 на мусорном контейнере 1 и обеспечение конфигурирования сети 6 связи таким образом, чтобы обеспечивалась доставка сообщений (сигналов) от устройства 4 и приемопередатчика 5 до программного обеспечения 7 (приложения) конечного пользователя. Для этого осуществляют настройку сети 6 связи, настройку приемопередатчика 5 и/или настройку программного обеспечения 7 пользователя. На данном этапе уникальные идентификаторы (идентификационные данные) устройства 4 и/или приемопередатчика 5 вносятся в базу данных, которая связана с программным обеспечением 7. Уникальным идентификатором устройства 4 и/или приемопередатчика 5 является, например, сетевой адрес или идентификационный номер устройства 4, приемопередатчика 5 (ID) или ICCID, или иное (определяется применяемой технологией передачи данных LPWAN или NBIoT, или 2G/3G/4G/5G, или GSM, или UMTS, или LTE и т.п.). Также на данном этапе осуществляется ассоциация идентификационных данных устройства 4 и/или приемопередатчика 5 с программным обеспечением 7 пользователя, а также с самим контейнером 1 (контейнерами 1). Кроме того, осуществляют связь (синхронизацию) всех устройств 4, каждое из которых установлено на отдельном контейнере 1, с приемопередатчиком 5 площадки 2, на которой расположены все контейнеры 1.

На стационарную конструкцию инфраструктуры 3 на специализированной площадке 2 с мусорными контейнерами 1, а также при необходимости в месте обслуживания контейнеров 1 устанавливают приемопередатчик 5, который принимает данные от устройств 4 (датчиков), установленных на мусорных контейнерах 1 (баках). Приемопередатчик 5 может быть установлен и в другом месте, не на площадке 2, но в зоне распространения радиосигнала 8 малого радиуса действия. Такой приемопередатчик 5 при получении сигналов (сообщений, данных) от устройства 4 (от датчиков) мусорного контейнера 1 обеспечивает передачу сигналов на сервер сети 6 связи при помощи 2G/3G/4G/5G или при помощи LPWAN, NBIoT, GSM, UMTS, LTE технологий. Приемопередатчик 5 обеспечивает передачу сигналов (данных) на дальние расстояния от всех контейнеров 1, расположенных на мусорной площадке 2. При наличии более чем одного контейнера 1 на площадке 2 применение способа обеспечивает одновременную автоматизированную передачу данных о состоянии всех контейнеров 1 без применения дополнительных технических средств и каналов связи, что повышает надежность, а также снижение стоимости системы.

Группа мусорных контейнеров 1 размещается на мусорной площадке 2, при этом все устройства 4 таких контейнеров 1 связаны с одним (или с несколькими при необходимости) приемопередатчиком 5, который расположен в зоне действия радиосигнала 8 (площадки 2).

После того, как каждое устройство 4 установлено на контейнере 1 и настроено, осуществляют непосредственный мониторинг состояния каждого мусорного контейнера 1.

В зависимости от того, какие виды и типа измерительных датчиков включает каждое устройство 4, а также в зависимости от вида необходимого определяемого параметра контейнера 1, размещенное на контейнере 1 устройство 4 осуществляет контроль любого параметра состояния контейнера 1 (более одного при необходимости), например, температура внутри контейнера 1, положение контейнера 1 относительно земли, данные об опрокидывании (перевороте) контейнера 1, данные об уровне мусора внутри контейнера 1 (степень наполнения контейнера 1) и др. Контроль осуществляется путем непрерывного автоматизированного измерения соответствующих параметров внутри контейнера 1 (всех контейнеров 1).

В процессе мониторинга каждое устройство 4 с помощью соответствующих измерительных датчиков определяет (измеряет) соответствующий параметр контейнера 1 (датчик наполнения измеряет степень наполнения контейнера 1, датчик температуры - температуру внутри контейнера 1, датчик положения контейнера - факт переворота или положение на площадке 2 и т.д.). Далее сигналы, содержащие значения измеренных параметров подают от всех измерительных датчиков устройства 4 на управляющий процессор, на котором они обрабатываются и подаются от процессора на модуль передачи сигнала. Модуль передачи сигнала в соответствии с заранее определенной и настроенной тактикой часто отправляет полученные от измерительных датчиков сигналы на приемопередатчик 5, который расположен в зоне распространения радиосигнала 8 малого радиуса действия (не более 200 метров). Тактика может быть основана на периодичности передачи или расписании передачи сигнала (сообщения), или на условиях, при которых требуется передача сигнала, или на иных условиях, когда требуется или не требуется передача сообщения. Сигналы от устройства 4, содержащие информацию об определяемом параметре (с измеренными значениями), а также с идентификационными данными устройства 4 (или контейнера 1) отправляют на приемопередатчик 5 по радиоканалу 8 малого радиуса действия. При этом такой приемопередатчик 5 может быть установлен как на площадке 2, так и в месте обслуживания контейнеров 1. Тактика отправки сигналов от устройства 4 на приемопередатчик 5 настраивается пользователем.

При измерении измерительными датчиками соответствующих параметров внутри контейнеров 1, осуществляется мониторинг одновременно нескольких параметров, что позволяет определить общее состояние мусорных контейнеров 1 на соответствующей площадке 2.

При полном мусорном контейнере 1, и/или при изменении температуры внутри контейнера 1, и/или при переворачивании контейнера 1 и т.д., информация об этом (в короткие промежутки времени) поступает с устройства 4 на приемопередатчик 5.

Приемопередатчик 5 принимает сигналы от устройства 4, обрабатывает их и далее отправляет их по радиоканалу 9 большого радиуса действия (0,5 - 50 км) с помощью сети 6 связи в программное обеспечение 7 пользователя. Каждый сигнал (сообщение) содержит значение измеренного параметра внутри контейнера 1 и идентификационные данные устройства 4. Сигналы от приемопередатчика 5 в программное обеспечение 7 пользователя отправляются в соответствии с настраиваемой пользователем тактикой работы. Тактика работы подразумевает определенные алгоритмы отправки сигнала (сообщений), в том числе расписание излучения и отправки сигнала, периодичность отправки, время, в течение которого он передается и так далее. Например, один раз в два часа (или любое иное настраиваемое время). Такие сигналы могут использоваться также для контроля работоспособности устройства 4 и канала связи. В процессе осуществления способа приемопередатчик 5 и программное обеспечение 7 пользователя осуществляют хранение полученный от устройства 4 данных, а также осуществляет определение программного обеспечения 7 электронного устройства пользователя, с которым ассоциировано устройство 4.

Принятие сигнала программным обеспечением 7 пользователя говорит о том, что мусорные контейнеры 1 с устройствами 4 находятся в зоне распространения радиоканала 8 малого радиуса, т.е. на своем месте. В случае отсутствия сигнала можно судить о том, что контейнер 1 переместили за пределы площадки 2 или за пределы места обслуживания контейнеров 1, поскольку устройство 4 находится за переделами распространения радиоканала 8 малого радиуса действия.

При получении процессором устройства 4 сигналов от соответствующих датчиков с измеренными значениями, превышающими заранее определенные значения, сигналы (сообщения) могут передаваться вне расписания и сразу после получения сигналов со значениями, превышающими заранее определенные или эталонные (периодичность отправки таких сообщений также настраивается пользователем). Для минимизации риска недоставки сигналов, они могут быть отправлены несколько раз подряд (например, 3-5 раз). Отправляемые приемопередатчиком 5 сигналы также могут использоваться для передачи приложению 7 пользователя информации о факте работоспособности самого устройства 4 и радиоканала. Тактика отправки таких сообщений настраивается пользователем в зависимости от условий эксплуатации и контролируемого объекта (контейнера 1), в том числе от места расположения контейнера 1.

Отправка сигналов (сообщений) осуществляется с помощью приемопередатчика 5 с использованием LPWAN технологии или с использованием NBIoT технологии, или с использованием 2G/3G/4G/5G технологии, или GSM, или UMTS, или LTE технологий (в зависимости от наличия зоны покрытия в месте установки приемопередатчика 5, дальности передачи сигнала и пр.). Сигналы отправляют либо сначала на базовую станцию (или на несколько базовых станций), установленную в зоне распространения радиосигнала приемопередатчика 5, либо непосредственно в программное обеспечение 7 пользователя через сеть 6 связи. Причем до начала отправки сообщений на базовую станцию 2 (или сразу в сеть 6 связи), на приемопередатчике 5 может быть осуществлена настройка тактики отправки сигналов. Настройка тактики отправки может осуществляться для сообщений с различным значением измеренных параметров. При этом для сообщений с заранее определенными (эталонными) значениями интервалы времени отправки могут быть больше; для сообщений, например, со средними значениями измеряемых параметров, интервалы времени отправки могут быть меньше, чем для сообщений с заранее определенными значениями; а при критичных значениях сообщения могу отправлять с еще меньшим интервалом времени, чем для сообщений со средними значениями, по которым пользователь судит о состоянии контейнера 1.

За счет того, что каждый сигнал (сообщение) от устройства 4 содержит идентификационные данные беспроводного устройства 4 и значение измеренного параметра, пользователь в любой момент может узнать состояние контейнера 1 (степень наполнения контейнера 1, температуру внутри него, факт переворота или перемещения и т.п.) и место расположения такого контейнера 1. Также если контейнер 1 находится в месте обслуживания за счет определения иных параметров, например, влажность внутри контейнера 1, пользователь может судить о том, что контейнер переместили в место обслуживания и его помыли или продезинфицировали.

Сигналы отправляют периодически с интервалами времени, которые задаются пользователем. При этом пользователь в зависимости от задачи контроля, от условий эксплуатации, от своих потребностей и от места, где установлен контейнер 1 с устройством 4, может настроить любые интервалы времени для отправки сигналов (через несколько секунд или через несколько минут, или через каждый час, или один раз в день в определенное время, или один раз месяц в определенное время соответствующего дня и так далее).

После получения сигналов (сообщений) программным обеспечением 7 (приложением) пользователя и после их обработки, пользователь может быть уведомлен о состоянии контейнера 1 и о месте, где он находится.

Для отправки устройством 4 сигналов используется Bluetooth или ANT+, или ZigBee, или Z-Wave, 6LowPAN и др. технологии. Для отправки приемопередатчиком 5 сигналов используется LPWAN или NBIoT, или 2G, или 3G, или 4G, или 5G, или GSM, или UMTS, или LTE технологии, причем протокол передачи данных (сотовой сети) определяется применяемой в конкретном случае технологией. Частотный диапазон зависит от применяемой в конкретном случае технологии и действующих в конкретном регионе правил и разрешений. Благодаря такой организации передачи сигналов с использованием радиоканалов 8 и 9 (малого и большого радиуса действия соответственно) отсутствует необходимость применения в устройстве 4 источников питания большой емкости, сложных устройств для передачи сигналов от устройства 4 на приемопередатчик 5, существенно уменьшается конструкция устройства 4, что обеспечивает возможность его оптимальной установки на контейнере 1, исключая возможность повреждения устройства 4 при эксплуатации контейнера 1, и тем самым продлив срок его службы.

Для приема сигналов от приемопередатчика 5 в зоне распространения его радиосигнала может присутствовать по меньшей мере одна базовая станция (сетевой шлюз). Однако может быть и большее количество базовых станций, причем для приема сигналов от приемопередатчика 5 могут использоваться уже заранее установленные базовые станции, либо при их отсутствии в зоне распространения сигнала устанавливают базовую станцию (или несколько базовых станций). Базовые станции могут принимать от приемопередатчика 5 сигналы, обрабатывать их и отправлять их через сеть 6 связи в приложение 7 пользователя.

Базовая станция (базовые станции, при их наличии при осуществлении способа) осуществляет передачу (отправку) принятых из радиоканала сообщений в сеть 6 связи немедленно после их получения из радиоэфира от приемопередатчика 5. Способ передачи данных базовой станцией в сеть 6 связи определяется конкретной моделью базовой станции.

После принятия сетью 6 связи каждого сигнала (сообщения) от приемопередатчика 5 (или от базовой станции), осуществляется передача каждого такого принятого сигнала с помощью данной сети 6 связи в программное обеспечение 7 конечного пользователя (в том числе, например, на его электронное устройство). Таким образом, приемопередатчик 5 перенаправляет с помощью сети 6 связи каждое сообщение от устройства 4 в программное обеспечение 7 пользователя. В программном обеспечении 7 пользователя при обработке сигналов (сообщений) может происходить пересчет измеренного расстояния в объем мусора в контейнере 1 с учетом данных о типе (размере) контейнера 1, места его установки и т.п.

При получении программным обеспечением 7 пользователя из сети 6 связи каждого обработанного сигнала осуществляются сопоставление идентификационных данных устройства 4 или приемопередатчика 5 (соотнесение идентификатора датчика) с физическим объектом контроля, на котором установлено устройство 4, и осуществляют уведомление (информирование) пользователя. Информирование пользователя может быть осуществлено путем периодической отправки ему сообщений (через определенные периоды времени, настраиваемые пользователем), включающих идентификационные данные устройства 4 или приемопередатчика 5 и значение измеренного параметра. При заполненном контейнере 1, или при высокой температуре внутри контейнера 1, или опорожнении контейнера 1 и т.д., пользователя немедленно уведомляют об этом путем отправки ему сообщения и путем воспроизведения определенного сигнала на его электронном устройстве. Такие сигналы (сообщения) могут отправляться немедленно и с меньшими интервалами времени в течение определенного времени. При очистке контейнера 1, при снижении температуры в нем и т.п. пользователя уведомляют об этом с помощью его программного обеспечения 7 путем воспроизведения определенного сигнала.

Метод информирования (уведомления) пользователя может быть любым, например, путем подачи тревожного сигнала на его устройстве с приложением 7, или путем световой индикации, или вибрации его устройства, или любым иным возможным способом, в том числе комбинацией указанных методов. Причем приложение 7 пользователя может отображать, например, карту расположения контейнеров 1 с устройствами 4 или список таких объектов, и пользователь имеет возможность в режиме реального времени, находясь на любом расстоянии от объекта мониторинга, проверить состояние контейнера 1.

Таким образом, благодаря реализации предложенного способа обеспечивается непрерывный мониторинг состояния мусорных контейнеров 1 в любых местах, где это необходимо осуществлять. Это обеспечивается за счет того, что устройство 4 периодически отправляет сигналы (со значениями определяемых параметров) на приемопередатчик 5, который отправляет эти сигналы в сеть 6 связи, а далее отправляет сигналы в программное обеспечение 7 (приложение) пользователя. Такие сигналы (сообщения) при различном значении измеренных параметров отправляются с необходимой для пользователя периодичностью и в соответствии с настраиваемой тактикой с необходимыми для него интервалами времени, и пользователь в любое время может с помощью своего приложения 7 проверить работоспособность устройства 4 и приемопередатчика 5 и радиоканал, а также состояние контейнера 1. При получении сигналов пользователь может незамедлительно отреагировать на любой факт и предпринять необходимые меры для оперативного вмешательства.

Используемые при осуществлении способа устройства 4 имеют минимальное энергопотребление, а также минимальный размер и минимальную стоимость за счет за счет отсутствия модема и малого размера автономного источника питания. Такие устройства 4 за счет малого размера могут размещаться на любой внешней или внутренней стороне контейнера 1 и не препятствовать накоплению мусора в нем, не препятствовать опорожнению контейнера 1, иметь более высокую надежность за счет существенно меньшей вероятности повреждения датчиков при эксплуатации и обслуживании контейнеров.

Использование в устройстве 4 одновременно различного вида датчиков для определения различных параметров существенно расширяют функциональные возможности реализуемого способа. Передача сигналов с различными типами измеренных параметров по радиоканалу 8 малого радиуса действия повышает точность и надежность передачи таких сигналов за счет отсутствия их искажения, повышается информативность и достоверность информации об измеряемых параметрах мусорных контейнеров 1. Благодаря увеличению количества одновременно отслеживаемых и контролируемых параметров (показателей) состояния мусорных контейнеров 1 при осуществлении способа, имеется возможность сбора большей информации о мусорных контейнерах 1 без увеличения габаритов контролирующих устройств. Малые размеры устройств 4 и отсутствие выступающих частей обеспечивают долгосрочную работу без повреждения измерительных датчиков. Размещенные на нескольких контейнерах 1 самостоятельные устройства 4, связанные радиоканалами 8 с приемопередатчиком 5, при осуществлении способа осуществляют одновременный непрерывный контроль различных параметров сразу нескольких мусорных контейнеров 1. При этом использование радиоканала 8 малого радиуса действия позволяет увеличить частоту опроса датчиков, измеряющих различные параметры контейнеров 1, а также повысить объем и частоты передачи данных.

Как правило, средства передачи данных по радиоканалу на короткие расстояния имеют меньшее энергопотребление или схожее энергопотребление, но при этом обеспечивают большую скорость передачи данных. Это обеспечивает возможность более частого контроля показателей состояния контейнеров 1, наращивание количества показателей измерения (например, температура в баке, обнаружение опрокидывания, нестандартного положения бака и пр.), что ведет к улучшению качества мониторинга состояния.

Одной из проблем возникающей при эксплуатации датчиков является незапланированное перемещение контейнеров между мусорными площадками силами обслуживающих компаний, что приводит к ложному определению места, на которое должен прибыть мусоровоз для опорожнения контейнера. Также мусорные баки проходят очистку и дезинфекцию на периодической основе в соответствии с действующими нормативными документами. Одним из вариантов решения задачи отслеживания перемещения контейнеров между площадками является применение средств мониторинга месторасположения бака. Недостатком такого способа является то, что применение приемников сигналов навигационных спутников является энергозатратным, увеличивает стоимость датчика, установленного на баке, существенно увеличивает его размеры и как следствие снижает его надежность и ухудшает эксплуатационные показатели бака за счет препятствованию накопления мусора и препятствованию перемещения мусора при опорожнении бака. Кроме того, мусорный бак может быть металлическим, иметь металлическую крышку, как правило размещается на площадке, имеющей металлическую крышу и возможно металлические стены. Это приводит или невозможности определения своего местоположения датчиков или снижению точности определения местоположения до 75-200 метров. С учетом размещения мусорных площадок в пределах 200-300 метров в густонаселенных районах, такой способ мониторинга положения является бессмысленным.

Привязка местоположения мусорных контейнеров 1 к площадке 2 по принимаемым сигналам (сообщениям) позволяет определить местоположение контейнеров 1 без использования сложных спутниковых навигационных систем. Так как канал передачи данных работает на расстоянии не более 200 метров, наличие данных о приеме сигналов на приемопередатчик 5, размещенный на площадке 2 или в месте обслуживания контейнеров 1, свидетельствует о размещении бака на площадке 2, или в непосредственной близости около нее, или в месте обслуживания контейнеров 1. Кроме того, приемопередатчики 5 могут быть размещены на базах хранения баков и др., что позволит автоматически определять перемещение контейнеров 1 при их обслуживании с площадки 2 в место обслуживания или хранения и обратно.

Claims (10)

1. Способ мониторинга состояния мусорного контейнера, заключающийся в том, что с помощью установленного на контейнере устройства контроля состояния контейнера определяют по меньшей мере один параметр состояния контейнера и с помощью устройства контроля состояния контейнера в соответствии с тактикой отправляют сигнал на приемопередатчик, причем сигнал от устройства контроля состояния контейнера включает идентификационные данные указанного устройства и информацию об определяемом параметре состояния контейнера, а отправку такого сигнала на приемопередатчик осуществляют по радиоканалу малого радиуса действия, при этом с помощью приемопередатчика принимают сигнал от устройства контроля состояния контейнера и отправляют его в соответствии с тактикой по радиоканалу большого радиуса действия с помощью сети связи в программное обеспечение пользователя, с помощью которого по определяемому по меньшей мере одному параметру осуществляют мониторинг состояния контейнера и определяют его нахождение в зоне распространения радиоканала малого радиуса действия, а при отсутствии сигнала судят о перемещении контейнера за пределы зоны распространения радиоканала малого радиуса действия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей один определяемый параметр выбирают из ряда: степень наполнения контейнера, температура внутри контейнера, факт опорожнения контейнера, положение контейнера, перемещение контейнера, влажность внутри контейнера и повреждение корпуса контейнера.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зона распространения радиоканала малого радиуса действия не более 200 метров.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют устройство контроля состояния контейнера, включающее элемент питания, управляющий процессор, модуль передачи сигнала и по меньшей мере один измерительный датчик.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют по меньшей мере один измерительный датчик, выбранный из ряда: измеритель степени наполнения контейнера, измеритель температуры, акселерометр, измеритель влажности, и дефектоскоп.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве модуля передачи сигнала используют Bluetooth или ANT+, или ZigBee, или Z-Wave, или 6LowPAN модуль, или модуль малого радиуса действия с проприетарным протоколом.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отправку сигнала от приемопередатчика осуществляют по радиоканалу большого радиуса действия с использованием LPWAN или NBIoT, или 2G, или 3G, или 4G или 5G, или GSM, или UMT, или LTE технологии.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что до начала отправки сигнала на приемопередатчик на устройстве контроля состояния контейнера осуществляют настройку тактики отправки сообщений.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что до начала определения параметров контейнера осуществляют настройку приемопередатчика и/или настройку программного обеспечения пользователя путем ассоциации с идентификационными данными устройства контроля состоянии контейнера и самого контейнера.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что приемопередатчик и программное обеспечение пользователя осуществляют хранение полученных от устройства контроля состояния контейнера данных о состоянии контейнера, а приемопередатчик осуществляет определение программного обеспечения электронного устройства пользователя, с которым ассоциировано устройство контроля состояния контейнера.

Images