WO1992022970A1 - Fernmess- und stellsystem - Google Patents

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WO1992022970A1
WO1992022970A1 PCT/EP1991/001133 EP9101133W WO9222970A1 WO 1992022970 A1 WO1992022970 A1 WO 1992022970A1 EP 9101133 W EP9101133 W EP 9101133W WO 9222970 A1 WO9222970 A1 WO 9222970A1
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WO
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terminal
unit
transmission
data
units
Prior art date
Application number
PCT/EP1991/001133
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Ilg
Original Assignee
Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gmbh filed Critical Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gmbh
Priority to JP51034491A priority Critical patent/JPH06503929A/ja
Publication of WO1992022970A1 publication Critical patent/WO1992022970A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4022—Coupling between buses using switching circuits, e.g. switching matrix, connection or expansion network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/002—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems with telemetering systems

Definitions

  • the invention relates to an intelligent remote measurement and control system for remote measurement and setting, remote control, remote monitoring, remote inquiry, logging or documenting.
  • the disadvantage here is the necessary manual setting for the changeable operating functions.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device (device unit or terminal) and a network with which it is possible for data (decentralized from the same units) to be collected, (pre) processed, stored and automatically and / or periodically or on command (centrally) via the best transmission path (remote).
  • the solution of the present invention is specified in claim 1 with respect to the network and in claim 15 as a mobile unit for data transmission.
  • the invention can be used for remote monitoring, in particular in the field of environmental protection, for example air monitoring, water monitoring or contamination, radioactivity, biological, chemical, etc., but also, for example, as a traffic monitoring and control system, in disaster protection, such as fire protection, earthquake protection, Floods and dg! ..
  • the special advantages of the system are: Any number of measuring stations (terminals) at a central station, data transmission by radio, fiber optic cable or two-wire line, transmission with high data density, e.g. Via the DATEX-P network, the federal post office, automatic error detection and correction during transmission, lowest power consumption, solar generator optionally available, terminals can be used in relay operation, remotely controllable alarm messages and remotely controllable change of the measurement parameters, in particular by transmission of other measurement programs ( eg from memory 5).
  • the system serves for the acquisition of analog and digital measurement data at remote and / or hardly accessible measurement locations as well as for the transmission of these parameters to a central station by means of a radio link, optical fiber, telephone line or data bus.
  • setting parameters such as polling rate, limit values, number of channels, the assignment of radio stations, etc. can be transmitted to the terminal via radio.
  • Each data terminal can simultaneously serve as a relay station for other terminals.
  • the terminals can be connected in series in relay operation.
  • the invention relates to an intelligent telemetry and control system, contained in a housing unit (terminal) for the acquisition, processing and storage of analog and / or digital data and the recording in a memory and transmission in a suitable transmission path on command.
  • the system consists of one or more terminals. Analog measurement signals and digital inputs or outputs can also be connected to each terminal with a D / A converter. The assignment as to whether this is an input or an output is optional.
  • Each terminal has sufficient storage space for the temporary storage of measurement data.
  • Each measuring station stores the measuring data together with the measuring channel number at predetermined measuring intervals. The interval can be freely selected and set via radio from the central station.
  • the data are transmitted to the central station together with the time (time of measurement) either periodically at fixed times or on request from the central station.
  • the remote data transmission takes place, for example, in packet form together with the date, time, number of the measuring channel and station name (radio call sign), so that a clear assignment of the data arriving at the control center is ensured.
  • the system allows flexible adaptation to various measuring tasks without additional changes to the system programs.
  • FIGS. 1 to 4. The exemplary embodiments are shown in FIGS. 1 to 4.
  • the figures show:
  • FIG. 2 shows a device unit / terminal under construction as a block diagram
  • Fig. 3 is a schematic of remote data transmission
  • FIG. 6 shows a modification of an embodiment according to FIG. 1 in shielded / encapsulated form with a plug, e.g. for connection to a PC;
  • Fig. 7 is a circuit example of a board for connection or attachment / installation on a PC or radio; 8 shows a radio with built-in modem and signal processor for data, voice and image signal transmission;
  • 9a and b show a clock signal sequence as is used for the energy supply of at least the modem in operation in the network
  • Fig. 10 is an operational display of the receipt of a call of an order or other signals and their transmission according to the protocol on a partial field of a screen of the PC.
  • FIG. 1 shows, if an obstacle 23 occurs between terminals 1 and 2, a data word sequence 24 sent out by terminal 1 cannot reach its destination, e.g. Terminal 2 can be reached directly.
  • This sequence 24 (package) is now routed via detour via terminals 3 and 4 to destination 2.
  • 3 and 4 serve as relay stations for the transmission (perfect).
  • Each terminal can be designed as a control center (not just 4 with 5 and 6) and can be used as an alarm center or similar. intelligent telemetry and control system.
  • the header contains a special data bit as an identifier of the beginning of the packet as well as the station names (address) of the sender, receiver and, if necessary, relay stations that pass the packet on to the recipient.
  • the data to be transmitted (measured values, date, time, channel number) are referred to as the packet content.
  • the packet end consists, for example, of an 8-bit final character and 16-bit control information, which is calculated from the bit values of the packet start and packet content using the CRC (Cyclic Redundancy Check) procedure.
  • the received station also calculates this value from the received data and compares it with the received control value. If the two match, it sends back a positive acknowledgment and awaits the next packet, otherwise it sends a negative acknowledgment and expects the packet to be repeated.
  • the CRC algorithm used results in an error tolerance of 1.5x10 -12, which practically leads to the detection of all occurring errors which are corrected by block repetition.
  • the user is not concerned with the details of the transmission; after a few seconds, the measurement data including its characteristic data (date, time, etc.) are available in various formats, e.g. ASCII text files are available on diskette, hard disk or screen and can be automatically transferred and evaluated or on request / remotely.
  • the measurement data including its characteristic data date, time, etc.
  • ASCII text files are available on diskette, hard disk or screen and can be automatically transferred and evaluated or on request / remotely.
  • all data are modulated and transmitted using a modem over a single carrier frequency.
  • FIG. 5 An embodiment of a unit that can be connected to an interface (e.g. RS 232) by a personal computer or workstation computer can be seen in FIG. 5.
  • a board 25 in the form of a plug-in card, etc. a modem 26 can be seen as a component.
  • the plug-in card contains further electronic components 22, 28, 29 and electrical plug connections 30 including a ground connection.
  • FIG. 6 has been modified from FIG. 5 in that not only is a circuit board provided on which the electronic components, including the modem, for example as an SMD, but also a housing 31 in the form of an electromagnetically sealed encapsulation or shield.
  • a plug 30 or a socket 30 ' is provided on a front end of the housing 31.
  • 7 shows, for example, a circuit diagram of the possible connection of electrical components to a connection of an interface on the personal computer PC and / or a radio device as a signal transmission device.
  • 7 shows the connection to the PC on the left-hand side and the connection to the radio, in particular radio transmitter and receiver, on the right-hand side, wherein the modem can be designed as a plug-in unit according to FIGS can be connected to the arrows in the middle of FIG. 7 or built directly into the radio on the right. 7, the individual lines mean:
  • TXD transmit data Dl diode
  • the current or voltage supply of the electrical components takes place at approximately 0 to + 5 volts and is sufficient at least for the operation of the modem 26 for the signal conversion, preferably also for the supply of the further electronic components 21 to 29.
  • the power supply or voltage supply takes place in a specific clock signal sequence as shown in FIG. 9 shows, in the burst method or in signal pauses, in a predetermined program routine with the lowest energy consumption. This means that all data can be transferred safely. Only the predetermined program routine permits signal transmission at all. For this reason, the hardware and software are largely protected against misuse.
  • the low or no interference is made possible by the skillful signal conversion by modulation / demodulation of only a single carrier frequency (for example between 900 kHz and 1800 kHz) in a network such as PCN, DECT, ISDN or D network or combinations of these or other networks.
  • 8 shows an example of a miniaturized (on chip or as SMD) radio with the antenna 34 extended and with a built-in modem 26 and signal processor.
  • This can be a digital signal processor DSP, which can preferably work in series, in a modified version also in parallel.
  • the digital signal processor can not only be installed in the radio, but also in the terminal / terminal or in an interface of the PC.
  • the latter network can be operated at 900 MHz and lower energy and is compatible with the GSM network.
  • Each timing burst consists of 148 bits. Between the individual time slots (spacing 8, 25 bits) there is program-controlled supply of voltage to the electrical components, as indicated in FIG. 7.
  • the 148 bits used are set e.g. like this:
  • flank shape bits (tail bits)
  • control of the other bits takes place symmetrically to the training sequence. This is used for synchronization and error detection.
  • a control bit signals the type of data transmitted and / or the channel. 7
  • Analog signals can first be converted into digital signals, e.g. Speech data in the PCM process, i.e. Pulse code modulation with a codec, i.e. an encoder and a decoder to, but not limited to, 32K bits per second, 24K bits per second or 16K bits per second. Of course, 64 K bits per second is also particularly suitable for voice data and telephone connections.
  • Speech data in the PCM process
  • a codec i.e. an encoder and a decoder to, but not limited to, 32K bits per second, 24K bits per second or 16K bits per second.
  • 64 K bits per second is also particularly suitable for voice data and telephone connections.
  • the data transmission can be simple or duplex and on several channels simultaneously and in several ways wired or non-wired.
  • outgoing signals are displayed in a background window in three partial windows (Windows) of the PC screen and received signals are displayed and monitored in a reception window and in another monitor window with the channel.
  • the detection of the signal call, its identification and approval is displayed under program control, as is the security of the error-free transmission according to the protocol. If there is an error, the program is retransmitted until the protocol shows the correct complete transmission.
  • a signal call or command or identification code does of course not have to be a tone sequence, but can be made in any coding. It is only admitted if it fits into a given program and a given carrier frequency.

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Abstract

Intelligentes Fernmess- und Stellsystem, enthalten in einer Gehäuseeinheit (Terminal) (1-4) für die Erfassung, Verarbeitung und Speicherung analoger und/oder digitaler Daten und der Aufzeichnung in einem Speicher (22) und Übertragung in einem geeigneten Übertragungsweg auf Befehl, wobei jede Einheit (Terminal) mit weiteren Einheiten (beliebiger Zahl) in einem Netzwerk zusammenschaltbar ist derart, dass der in jeder Einheit eingebaute Knotenrechner (17) (TNC) automatisch eine solche Verbindung zum Ziel (Empfänger) bezüglich Übertragungsweg auswählt und aufbaut, dass diese die einwandfreie Datenübertragung gewährleistet.

Description

Fernmeß- und Stellsystem
Die Erfindung betrifft ein intelligentes Fernmeß- und Stellsystem zum Fernmessen und Einstellen, Fernsteuern, Fernüberwachen, Fernabfrage, Protokollieren bzw. Dokumentieren.
Aus der deutschen Patentschrift DE 2822672 C2 ist es bekannt, ein com¬ putergesteuertes Steuergerät mit am Gerät angebrachten, . ahtlos oder drahtgebunden Signale übertragenden Bedienungsorganen, wie Sensoren und Stellglieder, wobei Befehle an den Empfänger abgegeben und Steuerbefehle gespeichert und umgesetzt werden. Die Signalerfassung/-verarbeitung er¬ folgt nach eingeschriebenem Programm.
Nachteilig ist hierbei die nötige manuelle Einstellung für die veränder¬ baren Bedienfunktionen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrich¬ tung (Geräteeinheit oder Terminal) sowie ein Netzwerk anzugeben, mit dem es möglich ist, daß Daten (dezentral von gleichen Einheiten) gesammelt, (vor-)verarbeitet, gespeichert und automatisch und/oder periodisch oder auf Befehl (zentral) auf bestem Übertragungsweg (fern-)übertragen werden.
Die Lösung vorliegender Erfindung ist in Anspruch 1 bezüglich des Netz¬ werks und in Anspruch 15 als mobile Einheit zur Datenübertragung angegeben.
In weiteren Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen sind weitere Merk¬ male, insbesondere bezüglich der Geräteeinheiten/Terminals enthalten, ohne hierauf beschränkt zu sein. Abwandlungen und Kombinationen der be¬ schriebenen und dargestellten Merkmale sind dem Fachmann möglich. Die Erfindung ist anwendbar zur Fernüberwachung, insbesondere auf dem Gebiet des Umweltschutzes, z.B. Luftüberwachung, Gewässerüberwachung bzw. Verunreinigungen, Radioakti ität, biologisch, chemisch etc., aber z.B. auch als Verkehrsüberwachungs- und Leitsystem, beim Katastrophen¬ schutz, wie Brandschutz, Erdbebenschutz, Überschwemmungen und dg!..
Die besonderen Vorteile des Systems sind: Beliebig viele Meßstationen (Terminals) an einer Zentrale, Datenübertragung per Funk, Lichtwellen¬ leiter oder Zweidrahtleitung, Übertragung mit hoher Datendichte, z.B. über DATEX-P-Netz der Bundespost, automatische Fehlererfassung und -kor- rektur bei der Übertragung, geringster Stromverbrauch, Solargenerator optionell lieferbar, Terminals im Relaisbetrieb einsetzbar, fernsteuer¬ bare Alarmmeldungen und fernsteuerbare Änderung der Meßparameter, insbe¬ sondere durch Übertragung anderer Meßprogramme (z.B. aus Speicher 5).
Das System dient zur Erfassung von analogen und digitalen Meßdaten an abgelegenen und/oder kaum zugänglichen Meßorten sowie zur Übertragung dieser Parameter an eine Zentralstation mittels Funkstrecke, Lichtwel¬ lenleiter, Telefonleitung oder Datenbus.
In umgekehrter Richtung können dem Terminal Einstellparameter wie Abfra¬ gerate, Grenzwerte, Kanalzahl, die Zuordnung von Funkstationen etc. über Funk übermittelt werden.
Jedes Datenterminal kann gleichzeitig als Relaisstation für andere Ter¬ minals dienen. Die Terminals können im Relaisbetrieb hintereinander ge¬ schaltet werden.
Die Erfindung betrifft ein intelligentes Fernmeß- und Stellsystem, ent¬ halten in einer Gehäuseeinheit (Terminal) für die Erfassung, Verarbei¬ tung und Speicherung analoger und/oder digitaler Daten und der Aufzeich¬ nung in einem Speicher und Übertragung in einem geeigneten Übertragungs¬ weg auf Befehl . Das System besteht aus einem oder mehreren Terminals. An jedes Terminal können analoge Meßsignale und digitale Ein- oder Ausgänge auch mit D/A¬ Wandler angeschlossen werden. Die Zuordnung, ob es sich hierbei um einen Ein- oder Ausgang handelt, ist wahlfrei. Jedes Terminal verfügt über ausreichend Speicherplatz zur Zwischenspeicherung von Meßdaten. Jede Meßstation speichert in vorgegebenen Meßintervallen die Meßdaten zusam¬ men mit der Meßkanalnummer. Die Intervalldauer ist frei wählbar und über Funk von der Zentralstation aus einstellbar. Die Daten werden zusammen mit der Uhrzeit (Zeitpunkt der Messung) entweder periodisch zu festge¬ legten Zeitpunkten oder auf Anforderung der Zentralstation an diese übertragen. Die Datenfernübertragung erfolgt z.B. in Paketform zusammen mit Datum, Uhrzeit, Nummer des Meßkanals sowie Stationsnamen (Funkruf¬ zeichen), so daß eine eindeutige Zuordnung der in der Zentrale eingehen¬ den Daten gesichert ist. Das System erlaubt eine fexible Anpassung an verschiedenen Meßaufgaben, ohne zusätzliche Änderung der Systemprogramme.
Die Ausführungsbeispiele sind dargestellt in den Figuren 1 bis 4. Es zeigen:
Fig. 1 ein Netzwerk mit Anschluß links unten zu weiteren Netzwerken gleicher Art,
Fig. 2 eine Geräteeinheit/Terminal im Aufbau als Blockschaltbild,
Fig. 3 ein Schema der Datenfernübertragung und
Fig. 4 ein Schema des Datenübertragungsverfahrens.
Fig. 6 eine Abwandlung eines Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 in abge¬ schirmter/gekapselter Form mit Stecker, z.B. zum Anschluß an ei¬ nen PC;
Fig. 7 ein Schaltbeispiel einer Platine für Anschluß oder Anbau/Einbau am PC oder Funkgerät; Fig. 8 ein Funkgerät mit eingebautem Modem und SignalProzessor für Da¬ ten-, Sprach- und BildsignalÜbertragung;
Fig. 9a und b eine Taktsignalfolge wie sie für die Energieversorgung mindestens des Modems im Betrieb im Netz angewendet wird;
Fig. 10 eine Betriebsanzeige auf den Eingang eines Rufes eines Befehles oder anderer Signale und deren Übertragung gemäß Protokoll auf einem Teilfeid eines Bildschirmes des PC.
Wie Fig. 1 zeigt, kann bei einem zwischen Terminal 1 und 2 auftretendem Hindernis 23 eine vom Terminal 1 ausgesandte Datenwortfolge 24 nicht zu ihrem Ziel, z.B. Terminal 2 direkt gelangen. Nun wird diese Folge 24 (Paket) auf dem Umweg über Terminal 3 und 4 zum Ziel 2 geleitet. Dabei dienen 3 und 4 als Relaisstationen für die Übertragung (einwandfrei).
Jedes Terminal ist als Zentrale ausführbar (nicht nur 4 mit 5 und 6) und kann als Alarmzentrale o.a. intelligentes Fernmeß- und Stellsystem die¬ nen.
Datenübertragung als Datenpaketüber ittlung:
Der Anfangsblock beinhaltet ein spezielles Datenbite als Kennzeichen des Paketanfangs sowie die Stationsnamen (Adresse) von Sender, Empfänger und bei Bedarf Relaisstationen, die das Paket zum Empfänger weiterreichen.
Als Paketinhalt werden die zu übertragenden Daten (Meßwerte, Datum, Uhr¬ zeit, Kanalnummer) bezeichnet. Das Paketende besteht z.B. aus einem 8 bit langen Schlußzeichen und einer 16 bit langen Kontrollinformation, die sich aus den Bitewerten von Paketanfang und Paketinhalt nach dem CRC-Verfahren (Cyclic Redundancy Check) berechnet. Die empfangene Station berechnet ebenfalls aus den empfangenen Daten diesen Wert und vergleicht ihn mit dem empfangenen Kontrollwert. Stimmen beide überein, sendet sie eine positive Quittierung zurück und erwartet das nächste Paket, andernfalls sendet sie eine negative Quittierung und erwartet die Wiederholung des Pakets.
Der verwendete CRC-Algorithmus ergibt eine Fehlersicherheit von 1,5x10 -12, was praktisch zur Erkennung aller auftretenden Ubertπ gungsfehler führt, die durch Blockwiederholung korrigiert werden.
Im System ist der Anwender nicht mit den Einzelheiten der Übertragung befaßt, die Meßdaten einschließlich ihrer Kenndaten (Datum, Uhrzeit etc.) stehen nach wenigen Sekunden in verschienen vorgebbaren Formaten, z.B. ASCII-Textdateien auf Diskette, Festplatte oder Bildschirm zur Ver¬ fügung und können automatisch übertragen und ausgewertet werden oder auf Abruf/Fernabfrage.
Bei der Erfindung werden alle Daten mit Hilfe eines Modems über eine einzige Trägerfrequenz moduliert und übertragen.
Ein Ausführungsbeispiel für eine mit einer Schnittstelle (z.B. RS 232) von einem Personalcomputer oder Arbeitsplatzrechner verbindbare Einheit ist Fig. 5 entnehmbar. Dort ist auf einer Platine 25 in Form einer Steckkarte u.a. ein Modem 26 als Bauelement ersichtlich. Die Steckkarte enthält weitere elektronische Bauelemente 22, 28, 29 und elektrische Steckanschlüsse 30 einschließlich eines Masseanschlusses (Ground).
Fig. 6 ist gegenüber Fig. 5 dahingehend abgewandelt, daß nicht nur eine Platine vorgesehen ist, auf der die elektronischen Bauelemente ein¬ schließlich Modem, z.B. als SMD aufgebaut sind, sondern darüber hinaus ein Gehäuse 31 in Form einer elektromagnetisch dichten Kapselung oder Abschirmung. Dabei ist ein Stecker 30 bzw. eine Steckbuchse 30' an einem Frontende des Gehäuses 31 vorgesehen. <0
In Fig. 7 ist beispielsweise ein Schaltplan der möglichen Verbindung von elektrischen Bauelementen zu einem Anschluß einer Schnittstelle am Per¬ sonalcomputer PC und/oder einem Funkgerät als SignalÜbermittlungsgerät ersichtlich ist. In Fig. 7 ist auf der linken Seite der Anschluß an den PC und auf der rechten Seite der Anschluß an das Funkgerät, insbesondere Funksender und Empfänger ersichtlich, wobei das Modem als steckbare Ein¬ heit nach Fig. 5 oder 6 ausgeführt sein kann und an den Pfeilen in der Mitte von Fig. 7 anschließbar oder in das Funkgerät rechts direkt einge¬ baut sein. In Fig. 7 bedeuten die Einzelleitungen:
TXD = Sendedaten Dl Diode
OTR = Empfangsort D2
CTS = SignalStatus D3
GRD = Masse (gleichrichtend)
Die Strom- oder Spannungsversorgung der elektrischen Bauteile erfolgt mit etwa 0 bis + 5 Volt und reicht wenigstens für den Betrieb des Modems 26 für die Signalwandlung, vorzugsweise auch zur Versorgung der weiteren elektronischen Bauelemente 21 bis 29. Die Stromversorgung bzw. Span¬ nungsversorgung erfolgt in einer bestimmten Taktsignalfolge wie Fig. 9. zeigt, im Burstverfahren bzw. in Signalpausen, in einer vorgegebenen Programmroutine bei geringstem Energieverbrauch. So ist eine Übertragung aller Daten sicher möglich. Nur die vorbestimmte Programmroutine gestat¬ tet überhaupt eine SignalÜbertragung. Deshalb ist auch hierdurch ein weitgehender Schutz der Hardware und Software vor Mißbrauch gegeben. Die Störungsarmut bzw. -freiheit wird durch die geschickte SignalWandlung durch Modulation/Demodulation nur einer einzigen Trägerfrequenz (z.B. zwischen 900 kHz und 1800 kHz) in einem Netz wie PCN, DECT, ISDN oder D-Netz oder Kombinationen dieser oder anderer Netze ermöglicht. Fig. 8 zeigt als Beispiel ein miniaturisiertes (auf Chip oder als SMD) Funkgerät mit ausgefahrener Antenne 34 und mit einem eingebauten Modem 26 und Signalprozessor. Dieser kann ein digitaler SignalProzessor DSP sein, der bevorzugt seriell, in abgewandelter Ausführung auch parallel arbeiten kann. Der digitale Signalprozessor ist nicht nur in das Funkge¬ rät sondern auch in das Endgerät/Terminal bzw. in eine Schnittstelle des PC's einbaubar.
Fig. 9a zeigt die Bitstruktur bei einer beispielhaften mobilen Funküber¬ tragung im Festfrequenzmodus, z.B. in einem Nezt wie D-Netz oder GSM (geplantes europäisches Mobilfunknetz) oder DECT = Digital European Cordless Telephon oder PCN = Personal Communication Netzwerk. Letzteres Netz ist mit 900 MHz und niederiger Energie betreibbar und kompatibel zum Netz GSM.
Fig. 9b zeigt den Zeitverlauf einer resultierenden Sendeleistung. Dabei besteht jeder Zeitschiitzburst aus 148 Bit. Zwischen den einzelnen Zeit¬ schlitzen (Abstand 8, 25 Bit) erfolgt programmgesteuert hier die Span¬ nungsversorgung der elektrischen Bauteile wie in Fig. 7 angedeutet.
Die verwendeten 148 Bits setzen sich, z.B. so zusammen:
2 x 3 Flankenformbits (Tail Bits)
2 x 57 Datenbits (Encrypted Bits)
2 x 1 Steuerbit (Control Bit)
26 Bit Trainingssequenz (Training Sequenz)
Die Ansteuerung der anderen Bits erfolgt symmetrisch zur Trainingsse¬ quenz. Diese dient der Synchronisation und Fehlererkennung. Ein Steuer¬ bit signalisiert die Art der übertragenen Daten und/oder den Kanal. 7
Es kann jede Art von Netzwerk für die digitale Datenübertragung herange¬ zogen werden. Analoge Signale können zunächst in digitale Signale umge¬ wandelt werden, z.B. Sprachdaten im PCM-Verfahren, d.h. Pulscodemodula¬ tion mit einem Codec, d.h. einem Codierer und einem Decodierer auf 32 K Bit pro Sekunde, 24 K Bit pro Sekunde oder 16 K Bit pro Sekunde, ohne hierauf beschränkt zu sein. Selbstverständlich ist auch 64 K Bit pro Se¬ kunde, insbesondere für Sprachdaten und Telefonanschluß geeignet.
Die Datenübertragung kann einfach oder duplex erfolgen und auf mehreren Kanälen gleichzeitig und auf mehrere Arten leitungsgebunden oder nicht leitungsgebunden.
Wie Fig. 10 zeigt werden im Hintergrund abgehende Signale auf einem Sen¬ defenster in drei Teilfenstern (Windows) des PC-Bildschirmes angezeigt und empfangene Signale auf einem Empfangsfenster und auf einem weiteren Monitorfenster wird die laufende Übertragung mit Kanal angezeigt und überwacht. Dabei wird die Erkennung des Signalrufes desssen Identifizie¬ rung und Zulassung programmgesteuert angezeigt, ebenso wie die Sicher¬ heit der fehlerfreien Übertragung gemäß Protokoll. Sollte ein Fehler vorgelegen haben, erfolgt erneute Übertragung gemäß Programm bis das Protokoll die richtige vollständige Übertragung anzeigt. Ein Signalruf oder Befehl oder Erkennungscode muß selbstverständlich nicht als Tonfol¬ ge, sondern kann in beliebiger Codierung erfolgen. Zugelassen wird er nur, wenn er in ein vorgegebenes Programm und eine vorgegebene Träger¬ frequenz paßt.
Abwandlungen der gegebenen Ausführungsbeispiele können vom Fachmann ge¬ wählt werden, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es können folgende Betriebsarten für die Datenübertragung gewähl t werden :
1) Ständige Überwachung, auf Einzel ruf oder Sammel ruf
2) Halb/bzw. Duplex
3) Grenzwertüberwachung, Schwellwertüber/unterschreitung
4) Aufzeichnung auf Festplatte, Diskette, Drucker etc. auch automatisch.

Claims

AoFernmeß- und StellsystemPatentansprüche
1. Intelligentes Fernmeß- und Stellsystem, enthalten in einer Gehäu¬ seeinheit (Terminal) für die Erfassung, Verarbeitung und Speicherung analoger und/oder digitaler Daten und der Aufzeichnung in einem Speicher und Übertragung in einem geeigneten Übertragungsweg auf Befehl, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (Terminal) mit weiteren Einheiten (be¬ liebiger Zahl) in einem Netzwerk zusammenschaltbar ist derart, daß der in jeder Einheit eingebaute Knotenrechner (TNC) automatisch eine solche Verbindung zum Ziel (Empfänger) bezüglich Übertragungsweg auswählt und aufbaut, daß diese die einwandfreie Datenübertragung gewährleistet.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einhei¬ ten (Terminals) in beliebiger Zahl sowohl untereinander als auch mit we¬ nigstens einer Zentrale verbindbar sind.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten (Terminals) an eine Zentrale anschließbar sind zur automati¬ schen Alarmübertragung bei Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen Grenz- oder Schwellwertes oder Bereiches.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einheiten (Terminals) an eine Zentrale anschließbar sind , von der aus eine Änderung der Meßparameter, z.B. nach Art, Be¬ reich, Betrag, Zeit, Ort auf Befehl erfolgt. ΛA
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Meßwerteübertragung von einer Einheit/Terminal zu ei¬ ner anschließbaren Zentrale auf Fernabfrage aus einem Speicher erfolgt, in dem die nach einem bestimmten Programm erfaßten und gespeicherten Meßwerte abrufbar sind.
6. Sytem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einheiten (Terminals) zueinander im Relaisbetrieb schaltbar sind.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in der Einheit (Terminal) wenigstens eine, vorzugsweise zwei serielle Schnittstellen zur Datenübertragung eingebaut sind.
8. System der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jede Einheit/Terminal eine eigene Energieversorgungsein¬ richtung enthält, insbesondere eine Spannungsquelle, die von außen auf¬ ladbar ist, z.B. von einem Solarmodul und auch Sende- und Empfangsmittel speist.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der in jede Einheit/Terminal eingebaute Mikroprozessor bzw. Mikrocomputer mit einem Ringspeicher und mit einer Echtzeituhr in¬ nerhalb des Gehäuses verbunden ist.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Meßwerte und/oder Stellwerte in jeder Einheit/Terminal nach vorgegebenem Programm automatisch erfaßt bzw. eingestellt werden.
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jede Einheit (Terminal) Analogeingänge unabhängig von Di¬ gitaleingängen aufweist um beide Arten von Meßwerten in vorgegebenen Zeitabständen automatisch zu erfassen und abzuspeichern, wobei die ana¬ logen mit Hilfe des Mikroprozessors bzw. Mikrocomputers und diesem inhä¬ renten A/D-Wandler umgesetzt werden, vorzugswiese vorverarbeitet z.B. auf-/abgerundet, bzw. komprimiert.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einheiten/Terminals bei Zusammenschaltung auf einer Frequenz senden und empfangen.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einheiten (Terminals) bei Zusammenschaltung eine au¬ tomatische Fehlererfassung und Korrektur bei der Übertragung aufweisen derart, daß das empfangene Terminal die Datenwortlänge (Bitesumme) er¬ mittelt und mit einem Kontrollwert vergleicht und sobald beide überein¬ stimmen eine positive Quittierung an das sendende Terminal zurückgesandt wird, anderenfalls eine negative Quittierung ausgesandt wird und die Übertragung eines Datenpakets wiederholt wird (Blockwiederholung) zwecks Korrektur bis zum fehlerfreien Empfang.
14. Verfahren zum Datenübertragung für ein Fernmeß- und Stellsystem, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zunächst ein Einschaltbite von der Einheit (Terminal) ge¬ sendet wird, dann die Adresse (Ziel) - dann ein Kontrollbite - dann die Daten variabel nach Art und Datenlänge sowie eine Prüfsumme und zum Ab¬ schluß ein Ausschaltbite übertragen wird.
15. Intelligentes Fernmeß- und Stellsystem, enthalten in einer Ge¬ häuseeinheit für die Erfassung, Verarbeitung und Speicherung analoger und/oder digitaler Daten und der Aufzeichnung in einem Speicher und Übertragung in einem geeigneten Übertragungsweg auf Befehl, wobei jede Einheit mit einer Anzahl weitere Einheiten in einem Netzwerk zusammenge¬ schaltet ist derart, daß der in jeder Einheit eingebaute Knotenrechner (TNC) automatisch den optimal störungsarmen oder -freien Übertragungsweg auswählt und aufbaut und daß die Einheiten in beliebiger Zahl unterein¬ ander in dem Netzwerk verbunden sind und daß die Einheiten im Netzwerk untereinander als Relaisstationen dienen, oder daß die Einheiten mit ei¬ ner Zentrale verbunden sind, und weiter derart, daß eines, mehrere oder jedes Endgerät/Terminal (1, 2, 3, 4) als Zentrale dienen kann, indem es als mobile Einheit, insbesondere Handgerät, in dem Netzwerk einschaltbar ist und mit jedem solchen Endgerät ein Signalwandler in Form einer Modu- lations/Demodulationseinheit (Modem) für eine Trägerfrequenz zur Über¬ tragung von Daten und/oder Sprach- und/oder Bildsignalen verbunden ist und mit dem Einschalten in das Netzwerk mit wenigstens der für die Si¬ gnalwandlung erforderlichen Energie versorgt wird.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Modem fest mit dem Endgerät/Terminal verbunden ist, insbesondere in einem Funksender und -empfänger eingebaut ist.
17. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Modem mit einer seriellen Schnittstelle eines Personalcomputers (PC oder Ar¬ beitsplatzrechners) verbunden ist, insbesondere in Form einer elektroma¬ gnetisch abgeschirmten bzw. gekapselten steckbaren Einheit.
18. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Personalcomputer (PC) die Software für die digitale Datenfernübertragung im Hintergrund des eigentlichen Rechnerprogrammes (MS-DOS im PC) ablaufen läßt von einem Programm das speicherresident ist, d.h. dem ROM, EPROM oder EEPROM des Endgerätes/Terminals (1, 2, 3, 4) steuerbar ist. AH-
19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine Reduktion digitaler Daten einschließlich umgewandel¬ ter analoger Signale, wie Sprachdaten (erzeugt im PCM-Verfahren mit ei¬ nem Codec) oder Bild oder kombinierter Signale speicherprogrammiert mit¬ tels eines digitalen SignalProzessors (DSP) seriell oder parallel er¬ folgt.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der digi¬ tale SignalProzessor dem Endgerät/Terminal zugeordnet ist.
21. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der digi¬ tale SignalProzessor dem Funkgerät zugeordnet ist.
22. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Versorgung des Endgerätes/Terminals oder Funkgerätes mit elektrischer Energie (Low-power) in bestimmten Taktsignalen/Abstän¬ den speicherprogrammgesteuert erfolgt.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Modem, insbesondere als steckbare Einheit und dem Endgerät/Terminal bzw. Funkgerät eine Masseverbindung (Ground) besteht.
24. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein Signalruf- bzw. -Eingang, -Kennung wie Kanalnummer etc. und SignalÜbertragung gemäß Protokoll auf einem Bildschirm (vom PC) angezeigt wird, insbesondere in hierfür vorgesehenen Teilfeidern einer Bedieneranzeige oder Oberfläche wie Windows etc..
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