WO2020117092A1 - Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления - Google Patents

Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2020117092A1
WO2020117092A1 PCT/RU2019/000487 RU2019000487W WO2020117092A1 WO 2020117092 A1 WO2020117092 A1 WO 2020117092A1 RU 2019000487 W RU2019000487 W RU 2019000487W WO 2020117092 A1 WO2020117092 A1 WO 2020117092A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
integrated circuit
technical device
memory
volatile
radio frequency
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000487
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Айрат Наилевич ГАЛИЕВ
Дмитрий Николаевич МАХОТИН
Владимир Николаевич МЫМРИН
Андрей Владимирович СМИРНОВ
Original Assignee
Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" filed Critical Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед"
Publication of WO2020117092A1 publication Critical patent/WO2020117092A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B1/00—Comparing elements, i.e. elements for effecting comparison directly or indirectly between a desired value and existing or anticipated values
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/40—Data acquisition and logging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier

Definitions

  • the invention relates to systems and methods for collecting and storing information about a technical device and its functioning parameters.
  • the invention relates to a remote request for information about a technical device, including its functioning parameters, and the subsequent use of the collected data.
  • Known sensor system for collecting product data which contains a computer, a polling device and an electronic circuit on a flat basis (film) - a label that includes at least one sensor, an radio frequency integrated circuit and an antenna.
  • the sensor is adapted to produce an output similar to a change in the ambient conditions of the sensor.
  • the sensor generates an analog signal and contains output contacts.
  • the radio frequency integrated circuit contains a memory element, input contacts and output contacts.
  • the input contact (s) is in electrical communication with the output contact (s) of the sensor.
  • the antenna is in electrical communication with the output contacts of the radio frequency integrated circuit (RU 2601183 C 1, 10.27.2016).
  • the method of collecting data about the product using this sensor system consists in embedding a system tag in the product, on which the radio frequency integrated circuit, antenna and sensor are located, using a polling device, polling the status of the label and reading information from the memory of the radio frequency integrated circuit, analyze and / or interpret the information and create a sound and / or visual and / or tactile output of information (ibid.).
  • the necessary power supply for the sensors and the integrated circuit can be provided by the energy collected by this circuit, but the electric power is supplied to the circuit only when it is exposed to a polling device.
  • the disadvantage of this system and method when they are used to record and store the operating parameters of a technical device that does not have power, including the time it has spent a resource, is the inability to record product parameters and the time it has spent a resource during its operation in the absence of a polling device and a power source .
  • the disadvantage of this system for solving the problem of measuring and recording the functioning parameters and the spent resource of a technical device is insufficient memory; constant power requirement; loss of data on the operation parameters of the measured device in the event of a power failure; the inability to control devices that do not contain a power source.
  • a non-volatile EEPROM memory is known, for example, of the company Dallas Semicunductor ("Non-volatile Static Memory (NV SRAM)" http://www.cqham.ru/super/dallas/nvsram.htm), in the housing of which a power source is integrated, the quality of which In particular, a capacitor, a microprocessor can be used to control the process of recording and downloading data and a real-time clock.
  • NV SRAM Non-volatile Static Memory
  • non-volatile EEPROM memory is the lack of the ability to record information about the parameters and operating time of the measured device, as well as the possibility of obtaining (removing) data on the operating time and functioning parameters of the measured device
  • Known sensors based on LIS331DLH chips manufactured by MOUSER ELECTRONIC (“Z-axis 16 bit Accelerometers", https: // ru. Mouser.com/Sensors/Motion-Position-
  • the disadvantage of the sensors is that power is required for operation, which significantly increases the power consumption of the sensor system.
  • the technical problem solved by the invention is to create a sensor system capable of recording and storing information about the parameters of the technical device in the absence of exposure to the polling device and in the absence of a power source on the technical device.
  • the technical problem is solved by a system for collecting information about a technical device, containing at least one sensor of a functioning parameter of a technical device, an electronic circuit and a polling device, the electronic circuit includes a radio frequency integrated circuit including a memory, and an antenna that is in electrical communication with the output of the radio frequency integrated circuit and the polling device is configured to receive a signal from the antenna, while, according to the invention, the electronic circuit further includes non-volatile integrated circuit, which includes a memory, a real-time clock, a data recording and transmission control processor and a power supply connected to it, while the input of the non-volatile integrated circuit is connected to the output of at least one sensor of the functioning parameter of the technical device, and the output to radio frequency integrated circuit input.
  • the non-volatile integrated circuit, the radio frequency integrated circuit and the antenna are located on the same base.
  • At least one sensor of the operational parameter of the technical device is also located on this basis.
  • the system may further include an indicator of the end of the resource of the technical device, designed to be placed on a viewable surface of the technical device and connected via a control element to a non-volatile integrated circuit processor.
  • the electronic circuit may further include a third integrated circuit and a second antenna connected thereto, wherein the third integrated circuit is connected by means of said control element to a non-volatile integrated circuit processor.
  • An embodiment of a polling device with a network communication channel is possible to provide access to information about a technical device.
  • the technical problem is also solved by the method of collecting information about the technical device using the above-described system, which consists in the fact that prior to switching on the operation of the technical device, the polling device scans the electronic circuit and activates the radio frequency integrated circuit, in the memory of which the identifier of the technical device, the date of first reading and the end date of the designated life of the technical device is also recorded in the memory of the radio frequency integrated circuit and / or non-volatile integrated circuit the assigned resource of the technical device, at least one sensor of the functioning parameter of the technical device and an electronic circuit are installed in the technical device, when the technical device is turned on the signal from at least one of said sensors is recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit at least one specified parameter and the corresponding real-time moment, periodically repeat the specified record, at the end of the operation of the technical device, write down the non-volatile integrated circuit memory to the moment of real-time completion
  • a signal is transmitted to the third integrated circuit, which includes a radio signal for the end of the life of the technical device, which is transmitted using a second antenna and received using an external radio receiver.
  • FIG. 1 schematically shows the proposed sensor system, an option for placing the sensor outside the substrate, on which are placed a non-volatile and radio frequency integrated circuit and antenna.
  • FIG. 2 is an electronic circuit that is part of the sensor system, an option for placing the sensor on the same substrate with non-volatile and radio frequency integrated circuits and an antenna.
  • FIG. 3 is an electronic circuit, an embodiment with an indicator of the end of a resource of a technical device connected to it.
  • FIG. 4 is an electronic circuit, an embodiment with a second antenna.
  • the proposed sensor system contains an electronic circuit designed for installation in a technical device 1, a polling device 2, and an external computer 3.
  • the electronic circuit contains at least one sensor 4 of a parameter of a technical device that generates an analog signal similar to a change in environmental conditions of sensor 4, non-volatile an integrated circuit 5, the input of which is connected to the output of the sensor or sensors 4, a radio-frequency integrated circuit 6, connected by its input to the output of the non-volatile integrated circuit 5, and an antenna 7, connected to the output of the radio-frequency integrated circuit 6.
  • the sensor 4 is mentioned in the singular, but everything related to one sensor extends to the option with several sensors.
  • the non-volatile integrated circuit 5 includes a memory, a real-time clock, a data recording and transmission control processor, and a power source.
  • the radio frequency integrated circuit 6 includes a memory.
  • An electronic circuit including a non-volatile integrated circuit 5, a radio frequency integrated circuit 6, and antenna 7, is located on the basis of 8 (film).
  • the sensor 4 can be installed on the technical device 1 separately from the electronic circuit (Fig. 1), or it can be located on the same basis 8 with the electronic circuit (Fig. 2).
  • FIG. 3 shows an embodiment of a sensor system with an indication of the end of a resource.
  • An indicator 9 of the end of the resource (service life) of the technical device 1 (made, for example, of electronic paper), placed on a viewable surface of the technical device 1, is indicated in the sensor system.
  • the indicated indicator 9 is connected to the output of the non-volatile integrated circuit 5 via the control element 10 ( electronic key for supplying a voltage pulse to the indicator).
  • Element 10 is controlled by a non-volatile integrated circuit 5 and connected to a power source of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the actual shipment time from the manufacturer is recorded in the memory of the radio-frequency integrated circuit 6; the real-time date of the end of the designated life of the technical device, the assigned resource of the technical device 1 is recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5 and / or the radio-frequency integrated circuit 6, and the operating time of the technical device in the cycle is summed with the time of its operation in previous cycles by the non-volatile integrated circuit processor 5 at the end of each work cycle, the operation also compares the received amount with the assigned resource of the technical device 1, and if it is equal to or greater than the assigned resource, the non-volatile integrated circuit processor 5 includes a control element 10 (electronic key), which provides a voltage pulse sufficient for the indicator 9 to end the assigned resource.
  • a control element 10 electronic key
  • FIG. 4 shows an embodiment of a sensor system with a second antenna 11 connected to the output of the third integrated circuit 12, connected by its input to the output of the control element 10.
  • the antenna 11 generates a radio signal when the control element 10 is turned on, while the frequency of the radio signal of the second antenna 11 is such that it can receive its signal by airborne or control means.
  • the sensor system shown in FIG. 1 implements the proposed method of collecting information about the technical device as follows.
  • the electronic circuit and sensor 4 of the sensor system are located on the technical device 1 so as to provide the greatest sensitivity of the sensor 4 and antenna 7 for taking parameters of operation using the polling device 2, designed to read information about the technical device 1.
  • the electronic circuit Before shipment of the technical device 1 from the manufacturer, the electronic circuit is scanned by the interrogation device 7, while the elements of the electronic circuit are activated and the scan date (date of first reading), the assigned resource of the technical device 1, and the end date of the designated life are recorded in the memory of the radio-frequency integrated circuit 6 technical device 1 with simultaneous locking and setting a password for writing to the memory of the radio frequency integrated circuit 6. From this moment, reading information about the operating parameters of the technical device 1 can only be carried out using a password. The assigned resource can also be written to the memory of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the sensor 4 When you turn on the operation of the technical device 1, the sensor 4 generates a signal, upon the fact of which, a non-volatile integrated circuit 5 is saved in the memory of the functioning parameters of the technical device 1 and the corresponding moment (or date) of real time.
  • the recording of the functioning parameters of the technical device 1 occurs at a frequency specified by the program of work of the processor of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the operating time of the technical device 1 is determined by summing the integrated processor non-volatile integrated circuit 5 time intervals between the times of each inclusion in the work and the completion of the technical device; the value of the total time worked is recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5 and its comparison with the assigned resource recorded in the memory of the non-volatile and / or radio-frequency integrated circuit 5, 6.
  • the polling device 2 reads the identifier, the date of the first reading and the end date of the designated life from the memory of the radio frequency integrated circuit 6, and also removes the password to write data to the memory of the radio frequency integrated circuit 6; at the same time, data on the parameters of the technical device 1 is transmitted from the memory of the non-volatile integrated circuit 5 to the memory of the radio-frequency integrated circuit 6 and to the polling device 2, where they are displayed on the screen of the polling device 2, and the amount of information is determined by the free capacity of the memory of the radio-frequency integrated circuit 6. Next, all data can be transferred from the polling device 2 to the memory of an external computer 3.
  • Information about the identifier of the technical device 1, the date of its shipment (date of first reading), the end date of the assigned service life and the hours worked are displayed on the screen of the polling device 2. Also, the data on the functioning parameters of the technical device 1 are transferred from the memory of the non-volatile integrated circuit 5 to the external computer 3. If the total operating time is equal to or exceeds the designated resource, this information is also displayed on the screen of the polling device 2.
  • the sensor system shown in FIG. 3.4 implements the proposed method of collecting information about the technical device as follows.
  • the electronic circuit and sensor 4 of the sensor system are located on the technical device 1 so as to ensure the highest sensitivity of the sensor 4 and antenna 7 for taking parameters of operation using the device 2 of the survey, designed to read information about the technical device 1.
  • the electronic circuit Before shipment from the manufacturer of the technical device 1, the electronic circuit is scanned by the polling device 2, and the date of the first reading and the end date of the designated life is recorded in the memory of the radio frequency integrated circuit 6 with the simultaneous blocking of the recording of dates in the memory of the radio frequency integrated circuit 6.
  • the sensor 4 gives a signal, upon the fact of which there is a record in the non-volatile memory 2 of the functioning parameters of the technical device 1 and the corresponding real-time marks.
  • the processor of the non-volatile integrated circuit 5 summarizes the time worked over all previous cycles of the technical device 1 and compares this value with the assigned resource stored in the memory of the non-volatile integrated circuit 5 and / or the radio frequency integrated circuit 6. If the value of the total worked time is equal to or greater than the assigned resource, the processor of the non-volatile integrated circuit 5 issues a command to trigger the control element 10 (electronic key), which changes the state of the resource indicator 9 of the technical device 1.
  • the control element 10 electronic key
  • the recording of operating parameters occurs at a frequency specified by the program of work of the processor of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the polling device 2 When reading, the polling device 2 gives a command to transfer the total worked time of the technical device 1 to the memory of the radio frequency integrated circuit 6, at the same time, the data on the parameters measured by the sensors 4 begins to be transmitted from the memory of the non-volatile integrated circuit 5 through the memory of the radio frequency integrated circuit 6 and through the polling device 2 in the memory of an external computer 3, and the amount of information is determined by the free capacity of the memory of the radio frequency integrated circuit 6.
  • the identifier of the technical device 1 is read from the memory of the radio frequency integrated circuit 6, the date of the first reading, the end date of the designated life, and the password for writing dates to the memory of the radio frequency integrated circuit 6 is removed.
  • Information about the identifier of the technical device 1, the date of its shipment from the manufacturer (the date of the first reading), the end date of the assigned service life and the term of the spent resource is displayed on the screen of the device 2 of the survey. Also, the functioning parameters of the technical device 1 are transferred to an external computer 3.
  • the electronic circuit of the system comprises a radio frequency tag and a non-volatile integrated circuit 5 containing an integrated power supply, memory, and a processor for controlling the recording and transmission of data.
  • At least one sensor 4 generates data that is recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the sensor system also includes a polling device 2 and at least one external computer 3 with a database located on it.
  • the radio frequency tag contains a radio frequency integrated circuit 6 containing memory and input and output contacts, and an antenna 7 in electrical communication with the output contacts of the radio frequency integrated circuit 6.
  • the radio frequency tag contains input contacts that are connected to the output contacts of the non-volatile integrated circuit 5, input contacts which are connected to the output contacts of the sensor 4.
  • the RFID tag is based on 8.
  • base materials film, rigid, single layer and multi-layer
  • base materials include: polyester, paper, high dielectric permittivity and FR-4 refractory material.
  • Multi-layer structures may also include partial layers of non-conductive material separating the conductive layers, for example, copper and silver inks or copper and silver foil.
  • the radio frequency integrated circuit 6 may be active or passive.
  • the antenna 7 may have the physical shape of a coil or a symmetrical vibrator.
  • the interrogation device 2 comprises a power source and an antenna adapted to generate electromagnetic radiation, including the resonant frequency of the first antenna 7, as well as a receiver adapted to detect the electromagnetic radiation of the antenna 7 and its demodulation with extraction of the embedded data from the detected radiation.
  • the interrogation device 2 is a reader for radio frequency identification, which has the ability to interrogate the radio frequency tag, determine the memory status of the radio frequency integrated circuit 6 and retrieve information related to the information of the sensor 4 or sensors measuring the operation parameters of the technical device 1 on which the sensor 4 is located.
  • the polling device 2 also contains a secondary communication channel using the Bluetooth communication protocol 1 " 1 to transmit information extracted from the RF tag to an external polling device, such as a computer or smartphone with Bluetooth 1 " 1 connected.
  • the interrogation device 2 can further analyze information related to the state of the RF tag and / or the parameters of the technical device 1 on which the RF tag is installed, and generate data associated with a specific RF tag and / or parameters of the device on which the sensor 4, which is located in composition of the sensory system
  • the interrogation device 2 may also comprise an information display element, such as a liquid crystal screen (LCD) or an LED screen (LED), for displaying information related to the analyzed RFID information.
  • the polling device 2 may also include one or more sensors to obtain information related to conditions surrounding the polling device 2. Such sensors can be sensors of temperature, humidity, acceleration.
  • the interrogation device 2 may also include one or more cameras capable of capturing images associated with the technical device 1, an RF tag, or environmental conditions. In the polling device 2, a global positioning capability may be provided allowing the polling device 2 establish and provide collective access to information related to the geographical location of the polling device 2.
  • the interrogation device 2 can be a smartphone that can interrogate an RF tag to receive information from the memory of the radio frequency integrated circuit 6.
  • the interrogation device 2 can analyze or otherwise interpret the information and can display it on the screen or transmit it for subsequent processing on an external computer 3
  • Information can also be delivered to the user of the sensor system through audio output, visual output, tactile output, or combinations thereof.
  • the polling device 2 in addition to the RFID information, can use inputs from sensors or smartphone systems.
  • the sensor system contains an external secure computer 3, on which a database is located, which allows you to: identify the technical device 1, record and process the functioning parameters of the technical device 1 during its operation.
  • Computer 3 has secure Internet access.
  • the method of collecting information about the technical device on the example of a propeller blade was carried out as follows.
  • the electronic circuit is implanted in the blade in such a way that it is impossible to remove it without destruction.
  • a unique identification number is read.
  • RF tags which is recorded in the database of the external secure computer 3, at the same time, other identification features of the blade are recorded in the database, which allow the blade to be uniquely identified.
  • a ban is placed on writing to the memory of a non-volatile integrated circuit 5.
  • the identification number of the RF tag is re-read, the write lock on the non-volatile integrated circuit 5 is removed, and the real-time clock of the non-volatile integrated circuit processor 5 is activated
  • the sensor 4 is activated, the switching signal of which is recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the real time value is recorded.
  • the signal of the sensor 4 disappears, while the signal to turn off the sensor 4 and the real-time value are recorded.
  • the processor of the non-volatile integrated circuit 5 triggers the indicator 10 control element 10, as a result of which the state of the indicator 9 changes, when this on the monitored the surface of the blade is formed a visual signal of the end of the assigned resource.
  • the control element 10 includes this integrated circuit 12.
  • the radio signal generated by the second antenna 11 is received by an external, for example, on-board radio receiving system, announcing the end assigned resource.
  • the formation of a visual and radio signal for the end of the assigned resource occurs if the current real-time value exceeds the assigned blade life, recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5.
  • the readings of the sensors 4 of the parameters of the technical device are also recorded in the memory of the non-volatile integrated circuit 5 for subsequent reading by the device 2 of the survey and transmission to an external computer 3 for subsequent processing.
  • the signal of the polling device 2 When scanning the radio-frequency label of the blade, the signal of the polling device 2 generates a signal in the antenna 7, which in turn triggers the radio-frequency integrated circuit 6, which starts the program for reading the time worked by the blade, as well as transferring 3 parameters of the blade to the external computer database.
  • a polling device 2 is used, adapted to detect radiation associated with radio frequency tag data.
  • the polling device 2 may be an RF or NFC reader associated with Bluetooth 1 " 1 support, as described above, or a smartphone, or another computing device comprising an RF-enabled reader, possibly NFC-enabled.
  • the polling device 2 can be used to determine the current state of the RF tag using an RF communication protocol such as the NFC protocol.
  • the polling device 2 can interpret the data received from the RF tag using a software application written for this purpose.
  • An RF tag can be read, for example, using a radio frequency protocol such as Near Field Communication (NFC).
  • NFC Near Field Communication
  • the polling device 2 may comprise a secondary network communication module, allowing the polling device 2 to send and receive data over a cellular telephone network or other networks, including local area networks or WiFi networks.
  • the polling device 2 may transmit data received from an electronic circuit or a data analysis result, if provided by the software application of the reader.
  • the software application of the interrogation device 2 can also analyze data from the electronic circuit to determine whether it is necessary to stop using and replace the blade with the integrated electronic circuit, or to plan when repair or replacement of the blade will be necessary.
  • the application can be used to determine the need for preventive maintenance or repair.
  • the conductive Velcro fasteners can be used to create an interface between the functional environment surrounding the blade and the outer surface of the blade.
  • the mechanism for fastening the blades, the sensor, and the removable RFID tag to ensure conductivity can be a Velcro fastener, compression fastening (for example, elastic strip, garter belt), adhesive fastening (for example, adhesive strip), magnetic fastening, or combinations of these types of fastening .
  • the antenna and the non-conductive coating system can be made in the form of a node in electrical contact with the conductive Velcro fasteners, which, in turn, are located on the outer surface of the blade, while the antenna and the non-conductive coating system are located inside the blade.
  • Corresponding Velcro fastener elements may be included as part of the antenna of the radio frequency integrated circuit, and the two antenna parts may be combined using Velcro fastener elements for the functional use of the RF tag.
  • Corresponding nodes can be formed using a conductive adhesive to fix the electrical wires of the corresponding parts of the RF tags to the corresponding Velcro fastener elements.
  • the proposed system can be used on any technical devices, where an important requirement is to comply with the assigned service life and terminate the operation of the technical device at the end of the designated life and without power supply.
  • Such devices are widely used in space, rocket and aviation technology (for example, propellers, wheels and shafts of compressors and turbines of gas turbine engines, combustion chambers and nozzles of jet engines, wings and empennages of aircraft, heat protection of aircraft, etc.), as well as in power plants for various purposes (units of steam and gas turbines, electric generators, cases of various pneumatic and hydraulic systems) and in transport devices (wheels and transmission parts of cars and railways, shafts of main ship shafts, etc.).
  • To organize the optimal operation of technical devices and conduct timely and justified preventive repairs it is important to obtain data on the operating parameters of technical devices during operation. The reading of these data is carried out either during the operation of the technical device, or during scheduled preventive repairs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системам и способам сбора и сохранения информации о техническом устройстве. Система сбора информации о техническом устройстве (1) содержит по меньшей мере один датчик (4) параметра функционирования технического устройства, электронную схему и устройство (2) опроса, при этом электронная схема включает радиочастотную интегральную схему (6), включающую память, и антенну (7), которая находится в электрической связи с выходом радиочастотной интегральной схемы (6), устройства (2) опроса выполненного с возможностью приема сигнала от антенны (7), электронной схемы дополнительно включающей энергонезависимую интегральную схему (5), которая включает в себя память, часы реального времени, процессор управления записью и передачей данных и соединенный с ним источник электропитания, при этом вход энергонезависимой интегральной схемы (5) соединен с выходом по меньшей мере одного датчика (4) параметра функционирования технического устройства, а выход С входом радиочастотной интегральной схемы (6). Изобретение позволяет осуществлять сбор и хранение информации о техническом устройстве при отсутствии воздействия устройством опроса и при отсутствии на техническом устройстве источника электропитания.

Description

Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к системам и способам сбора и сохранения информации о техническом устройстве и параметрах его функционирования. В частности, изобретение относится к дистанционному запросу информации о техническом устройстве, включая параметры его функционирования, и последующему использованию собранных данных.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Технические устройства, как известно, имеют определенный срок (ресурс) работы и срок хранения, устанавливаемые производителем. Срок работы (ресурс) может рассматриваться как одно или более событий, связанных с включением-выключением технического устройства. Существует потребность в сенсорной системе, способе накопления и извлечения информации о эксплуатации устройства, в том числе отработанного им времени, таким образом, чтобы сделать информацию легкодоступной и удобной для использования пользователем.
Известна сенсорная система для сбора данных о продукте, которая содержит компьютер, устройство опроса и электронную схему на плоской основе (пленке) - ярлык, включающую по меньшей мере один датчик, радиочастотную интегральную схему и антенну. Датчик приспособлен для создания вывода, аналогичного изменению в окружающих условиях датчика. Датчик вырабатывает аналоговый сигнал и содержит выходные контакты. Радиочастотная интегральная схема содержит элемент памяти, входные контакты и выходные контакты. Входной контакт (контакты) находится в электрической связи с выходным контактом (контактами) датчика. Антенна находится в электрической связи с выходными контактами радиочастотной интегральной схемы (RU 2601183 С 1 , 27.10.2016). Способ сбора данных о продукте с помощью данной сенсорной системы заключается в том, что встраивают в продукт ярлык системы, на котором размещены радиочастотная интегральная схема, антенна и датчик, с помощью устройства опроса осуществляют опрос состояния ярлыка и считывают информацию из памяти радиочастотной интегральной схемы, анализируют и/или интерпретируют информацию и создают звуковой и/или визуальный и/иди осязательный вывод информации (там же).
Необходимое энергоснабжение датчиков и интегральной схемы может обеспечиваться энергией, собранной этой схемой, но подача электроэнергии на схему осуществляется только при воздействии на нее устройством опроса. Недостатком этой системы и способа при их использовании для осуществления записи и хранения параметров функционирования технического устройства, не имеющего электропитание, включая время отработанного им ресурса, является отсутствие возможности записи параметров продукта и времени отработанного им ресурса во время его эксплуатации при отсутствии устройства опроса и источника электропитания.
Известна двухпортовая память M24LR64 для устройств радиочастотной идентификации производства фирмы STMicroelectronics (журн. Новости Электроники, Ns 8 (88), 2010, с. 20), в которой к традиционной схеме радиочастотной метки типа RW со стандартным радиочастотным ISO 15693 беспроводным интерфейсом связи со считывателями радиочастотных меток стандарта ISO 15693 добавлена микросхема доступа к EEPROM- памяти по стандартному последовательному интерфейсу I2C, который обеспечивает взаимодействие с большинством микроконтроллеров и широко применяется в заказных специализированных микросхемах (ASIC), как средство коммуникации с микроконтроллерами, а также в микросхеме имеются часы реального времени.
Недостатком этой системы для решения задачи измерения и записи параметров функционирования и отработанного ресурса технического устройства является недостаточный объем памяти; требование постоянного электропитания; потеря данных о параметрах работы измеряемого устройства при пропадании электропитания; невозможность контроля устройств, не содержащих источник электропитания .
Известна энергонезависимая EEPROM-память, например, фирмы Dallas Semicunductor («Энергонезависимая статическая память (NV SRAM)» http://www.cqham.ru/super/dallas/nvsram.htm), в корпус которой встроен источник питания, в качестве которого, в том числе, может использоваться конденсатор, микропроцессор для управления процессом записи и скачивания данных и часы реального времени.
Недостатком энергонезависимой EEPROM-памяти является отсутствие возможности записи информации о параметрах и времени работы измеряемого устройства, а также возможности получения (съема) данных о времени работы и параметрах функционирования измеряемого устройства Известны датчики на основе микросхем LIS331DLH, производимых фирмой MOUSER ELECTRONIC («З-axis 16 bit Акселерометры», https://ru. mouser.com/Sensors/Motion-Position-
Sensors/Accelerometers/Datasheets/ /N-axgd7?P= 1 z0w8k6Z 1 ynyo5t) общение которых с управляющей электроникой происходит по протоколу PC и для работы которых требуется электропитание.
Недостатком датчиков является то, что для работы требуется электропитание, что существенно увеличивает энергопотребление сенсорной системы.
Наиболее близкими к предложенным являются сенсорная система для сбора данных о продукте и способ сбора данных с помощью этой системы по вышеуказанному патенту RU 2601183.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в создании сенсорной системы, способной записывать и хранить информацию о параметрах технического устройства при отсутствии воздействия устройством опроса и при отсутствии на техническом устройстве источника электропитания.
Техническая проблема решается системой сбора информации о техническом устройстве, содержащей по меньшей мере один датчик параметра функционирования технического устройства, электронную схему и устройство опроса, электронная схема включает радиочастотную интегральную схему, включающую память, и антенну, которая находится в электрической связи с выходом радиочастотной интегральной схемы, а устройство опроса выполнено с возможностью приема сигнала от антенны, при этом, согласно изобретению, электронная схема дополнительно включает энергонезависимую интегральную схему, которая включает в себя память, часы реального времени, процессор управления записью и передачей данных и соединенный с ним источник электропитания, при этом вход энергонезависимой интегральной схемы соединен с выходом по меньшей мере одного датчика параметра функционирования технического устройства, а выход - с входом радиочастотной интегральной схемы.
Кроме того, предпочтительно, чтобы энергонезависимая интегральная схема, радиочастотная интегральная схема и антенна были расположены на одной основе.
Возможен вариант, когда по меньшей мере один датчик параметра эксплуатации технического устройства расположен также на указанной основе.
Система может дополнительно включать индикатор окончания ресурса технического устройства, предназначенный для размещения на доступной для обзора поверхности технического устройства и соединенный посредством элемента управления с процессором энергонезависимой интегральной схемы.
Кроме того, электронная схема может дополнительно включать третью интегральную схему и соединенную с ней вторую антенну, при этом третья интегральная схема соединена посредством указанного элемента управления с процессором энергонезависимой интегральной схемы.
Возможен вариант выполнения устройства опроса с каналом сетевой связи для обеспечения доступа к информации о техническом устройстве. Техническая проблема также решается способом сбора информации о техническом устройстве с использованием вышеописанной системы, заключающимся в том, что до включения в работу технического устройства устройством опроса сканируют электронную схему и активируют работу радиочастотной интегральной схемы, в память которой записывают идентификатор технического устройства, дату первого считывания и дату окончания назначенного срока эксплуатации технического устройства, также записывают в память радиочастотной интегральной схемы и/или энергонезависимой интегральной схемы назначенный ресурс технического устройства, устанавливают по меньшей мере один датчик параметра функционирования технического устройства и электронную схему в техническое устройство, при включении в работу технического устройства по сигналу с по меньшей мере одного указанного датчика записывают в память энергонезависимой интегральной схемы по меньшей мере один указанный параметр и соответствующий ему момент реального времени, периодически повторяют указанную запись, по завершении работы технического устройства записывают в память энергонезависимой интегральной схемы момент реального времени завершения работы, после чего при последующем включении в работу и завершении работы технического устройства повторяют цикл записи указанных параметров и моментов реального времени, по окончании каждого цикла с помощью процессора энергонезависимой интегральной схемы определяют суммарное время работы технического устройства путем суммирования интервалов времени между записанными моментами времени каждого включения в работу и завершения работы технического устройства, сравнивают суммарное время работы технического устройства с назначенным ресурсом, устройством опроса сканируют электронную схему и передают полученное значение суммарного времени работы, результат сравнения его с назначенным ресурсом, и данные по меньшей мере об одном параметре технического устройства с памяти энергонезависимой интегральной схемы в память радиочастотной интегральной схемы и затем на устройство опроса.
Предпочтительным является вариант осуществления способа, по которому, если по результатам сравнения суммарное время работы равно или больше назначенного ресурса, с помощью процессора энергонезависимой интегральной схемы передают команду на срабатывание элемента управления, который изменяет состояние индикатора окончания ресурса технического устройства.
Также возможен вариант, по которому при срабатывании элемента управления передают сигнал на третью интегральную схему, которая включает радиосигнал окончания ресурса технического устройства, который передают с помощью второй антенны и принимают с помощью внешнего радиоприемного устройства.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 схематично представлена предложенная сенсорная система, вариант с размещением датчика вне подложки, на которой размещены энергонезависимая и радиочастотная интегральная схемы и антенна.
На фиг. 2 - электронная схема, входящая в состав сенсорной системы, вариант с размещением датчика на одной подложке с энергонезависимой и радиочастотной интегральными схемами и антенной. На фиг. 3 - электронная схема, вариант выполнения с подсоединенным к ней индикатором окончания ресурса технического устройства.
На фиг. 4 - электронная схема, вариант выполнения с второй антенной.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложенная сенсорная система содержит электронную схему, предназначенную для установки в техническом устройстве 1 , устройство опроса 2 и внешний компьютер 3. Электронная схема содержит по меньшей мере один датчик 4 параметра технического устройства, который вырабатывает аналоговый сигнал, аналогичный изменению в окружающих условиях датчика 4, энергонезависимую интегральную схему 5, вход которой соединен с выходом датчика или датчиков 4, радиочастотную интегральную схему 6, соединенную своим входом с выходом энергонезависимой интегральной схемы 5, и антенну 7, соединенную с выходом радиочастотной интегральной схемы 6.
Далее условно датчик 4 упоминается в единственном числе, но все, относящееся к одному датчику распространяется на вариант с несколькими датчиками.
Энергонезависимая интегральная схема 5 включает в себя память, часы реального времени, процессор управления записью и передачей данных и источник электропитания. Радиочастотная интегральная схема 6 включает память.
Электронная схема, включающая энергонезависимую интегральную схему 5, радиочастотную интегральную схему 6 и антенну 7, расположена на основе 8 (пленке). Датчик 4 может устанавливаться на техническом устройстве 1 отдельно от электронной схемы (фиг. 1), либо он может быть расположен на одной основе 8 с электронной схемой (фиг. 2).
На фиг. 3 показан вариант выполнения сенсорной системы с индикацией окончания ресурса. В сенсорную систему введен индикатор 9 окончания ресурса (срока службы) технического устройства 1 (выполненный, например, из электронной бумаги), размещаемый на доступной для обзора поверхности технического устройства 1. Указанный индикатор 9 соединен с выходом энергонезависимой интегральной схемы 5 посредством элемента 10 управления (электронный ключ для подачи импульса напряжения на индикатор). Элемент 10 управляется энергонезависимой интегральной схемой 5 и соединен с источником питания энергонезависимой интегральной схемы 5. В памяти радиочастотной интегральной схемы 6 записаны реальное время отгрузки с предприятия-изготовителя; дата реального времени окончания назначенного срока эксплуатации технического устройства, в память энергонезависимой интегральной схемы 5 и/или радиочастотной интегральной схемы 6 записан назначенный ресурс технического устройства 1 , причем время работы технического устройства в цикле суммируется с временем его работы в предыдущих циклах процессором энергонезависимой интегральной схемы 5 по завершении каждого цикла работы также проводится операция сравнения полученной суммы со значением назначенного ресурса технического устройства 1, и если он равен или превышает значение назначенного ресурса, то процессор энергонезависимой интегральной схемы 5 включает элемент 10 управления (электронный ключ), который подает импульс напряжения, достаточный для срабатывания индикатора 9 окончания назначенного ресурса.
На фиг. 4 представлен вариант выполнения сенсорной системы с второй антенной 11, соединенной с выходом третьей интегральной схемы 12, подключенной своим входом к выходу элемента 10 управления. Антенна 11 генерирует радиосигнал при включении элемента 10 управления, при этом частота излучения радиосигнала второй антенны 11 такова, что позволяет принимать ее сигнал бортовыми или контрольными средствами.
Сенсорная система, представленная на фиг. 1 , реализует предложенный способ сбора информации о техническом устройстве следующим образом.
Электронная схема и датчик 4 сенсорной системы размещаются на техническом устройстве 1 так, чтобы обеспечить наибольшую чувствительность датчика 4 и антенны 7 для снятия параметров функционирования при помощи устройства 2 опроса, предназначенного для считывания информации о техническом устройстве 1.
Перед отгрузкой технического устройства 1 с предприятия - изготовителя электронную схему сканируют устройством 7 опроса, при этом происходит активация элементов электронной схемы и в память радиочастотной интегральной схемы 6 записывается дата сканирования (дата первого считывания), назначенный ресурс технического устройства 1 и дата окончания назначенного срока эксплуатации технического устройства 1 с одновременной блокировкой и установкой пароля на запись в память радиочастотной интегральной схемы 6. С этого момента считывание информации о параметрах работы технического устройства 1 может осуществляться только с использованием пароля. Назначенный ресурс также может записываться в память энергонезависимой интегральной схемы 5.
При включении в работу технического устройства 1 датчик 4 выдает сигнал, по факту наличия которого осуществляется запись в память энергонезависимой интегральной схемы 5 параметров функционирования технического устройства 1 и соответствующего им момента (или даты) реального времени.
При выключении и завершении работы технического устройства 1 пропадает сигнал датчика 5, и в память энергонезависимой интегральной схемы 5 заносится отметка реального времени завершения работы технического устройства 6.
При последующем включении цикл повторяется.
В течение цикла запись параметров функционирования технического устройства 1 происходит с периодичностью, заданной программой работы процессора энергонезависимой интегральной схемы 5.
По окончании каждого цикла определяется время работы технического устройства 1 путем суммирования встроенным процессором энергонезависимой интегральной схемы 5 интервалов времени между моментами времени каждого включения в работу и завершения работы технического устройства; производится запись значения суммарного отработанного времени в память энергонезависимой интегральной схемы 5 и сравнение его с назначенным ресурсом, записанным в памяти энергонезависимой и/или радиочастотной интегральной схемы 5, 6.
Во время регламентной проверки технического устройства устройством 2 опроса считывают идентификатор, дату первого считывания и дату окончания назначенного срока эксплуатации из памяти радиочастотной интегральной схемы 6, а также снимается пароль на запись данных в память радиочастотной интегральной схемы 6; одновременно передаются данные о параметрах технического устройства 1 с памяти энергонезависимой интегральной схемы 5 в память радиочастотной интегральной схемы 6 и на устройство 2 опроса, где они отображаются на экране устройства 2 опроса, причем объемы порций информации определяются свободной емкостью памяти радиочастотной интегральной схемы 6. Далее все данные могут передаваться с устройства 2 опроса в память внешнего компьютера 3.
Информация об идентификаторе технического устройства 1 , дате его отгрузки (дата первого считывания), дате окончания назначенного срока эксплуатации и отработанном времени отражается на экране устройства 2 опроса. Также производится трансляция данных о параметрах функционирования технического устройства 1 из памяти энергонезависимой интегральной схемы 5 на внешний компьютер 3. Если суммарное время работы равно или превышает назначенный ресурс, эта информация также отражается на экране устройства 2 опроса.
На внешнем компьютере 3 производится обработка параметров функционирования.
Сенсорная система, представленная на фиг. 3,4, реализует предложенный способ сбора информации о техническом устройстве следующим образом.
Электронная схема и датчик 4 сенсорной системы размещаются на техническом устройстве 1 так, чтобы обеспечить наибольшую чувствительность датчика 4 и антенны 7 для снятия параметров функционирования при помощи устройства 2 опроса, предназначенного для считывания информации о техническом устройстве 1.
Перед отгрузкой с предприятия - изготовителя технического устройства 1 электронную схему сканируют устройством 2 опроса, при этом происходит запись в память радиочастотной интегральной схемы 6 даты первого считывания и даты окончания назначенного срока эксплуатации с одновременной блокировкой записи дат в память радиочастотной интегральной схемы 6. Устанавливают пароль на снятие блокировки записи дат в память радиочастотной интегральной схемы 3 и осуществляют запись назначенного ресурса в память энергонезависимой интегральной схемы 5 и/или в память радиочастотной интегральной схемы.
С этого момента считывание информации о параметрах работы технического устройства 1 может осуществляться только с использованием пароля.
При включении технического устройства 1 датчик 4 выдает сигнал, по факту наличия которого происходит запись в энергонезависимую память 2 параметров функционирования технического устройства 1 и соответствующих им отметок реального времени.
По выключении и завершении работы технического устройства 1 пропадает сигнал датчика 4, и в память энергонезависимой интегральной схемы 5 заносится отметка (момент или дата) реального времени. При этом процессор энергонезависимой интегральной схемы 5 суммирует отработанное время по всем предыдущим циклам работы технического устройства 1 и сравнивает это значение с записанным в памяти энергонезависимой интегральной схемы 5 и/или радиочастотной интегральной схемы 6 назначенным ресурсом. Если значение суммарного отработанного времени равно или больше назначенного ресурса, процессор энергонезависимой интегральной схемы 5 выдает команду на срабатывание элемента 10 управления (электронного ключа), который изменяет состояние индикатора 9 ресурса технического устройства 1. В случае наличия в сенсорной системе второй антенны 1 1 и интегральной схемы 12 включается радиосигнал окончания ресурса технического устройства 1, который принимается внешней, по отношению к техническому устройству 1, радиоприемной системой.
Если значение суммарного отработанного времени меньше назначенного ресурса, при последующем включении технического устройства цикл повторяется.
В течение каждого цикла работы технического устройства запись параметров функционирования происходит с периодичностью, заданной программой работы процессора энергонезависимой интегральной схемы 5.
При считывании устройство 2 опроса дает команду на передачу суммарного отработанного времени технического устройства 1 в память радиочастотной интегральной схемы 6, одновременно начинается передача данных о параметрах, измеренных датчиками 4, с памяти энергонезависимой интегральной схемы 5 через память радиочастотной интегральной схемы 6 и через устройство 2 опроса в память внешнего компьютера 3, причем объемы порций информации определяются свободной емкостью памяти радиочастотной интегральной схемы 6. Одновременно происходит считывание идентификатора технического устройства 1 из памяти радиочастотной интегральной схемы 6, даты первого считывания, даты окончания назначенного срока эксплуатации, а также снимается пароль на запись дат в память радиочастотной интегральной схемы 6.
Информация о идентификаторе технического устройства 1, дате его отгрузки с предприятия изготовителя (дате первого считывания), дате окончания назначенного срока эксплуатации и сроке отработанного ресурса отражается на экране устройства 2 опроса. Также производится передача параметров функционирования технического устройства 1 на внешний компьютер 3.
На внешнем компьютере 3 производится обработка параметров функционирования технического устройства.
Ниже описаны различные варианты реализации настоящего изобретения. Описание иллюстративное, и оно не описывает каждый возможный вариант устройства на тех же принципах, поскольку описание каждого возможного варианта исполнения электронной схемы невозможно.
Примеры изготовления системы.
В данном варианте выполнения (фиг. 1) электронная схема системы содержит радиочастотную метку и энергонезависимую интегральную схему 5, содержащую встроенный источник питания, памяти, процессор для управления записью и передачей данных. По крайней мере один датчик 4 вырабатывает данные, которые записываются в память энергонезависимой интегральной схемы 5. Сенсорная система включает так же устройство 2 опроса и по крайней мере один внешний компьютер 3 с размещенной на нем базой данных. Радиочастотная метка содержит радиочастотную интегральную схему 6, содержащую память и входные и выходные контакты, и антенну 7, находящуюся в электрической связи с выходными контактами радиочастотной интегральной схемы 6. Радиочастотная метка содержит входные контакты, которые соединены с выходными контактами энергонезависимой интегральной схемы 5, входные контакты которой соединены с выходными контактами датчика 4.
Радиочастотная метка выполняется на основе 8. Примеры материалов основы (пленочные, жесткие, однослойные и многослойные) включают: полиэфир, бумагу, диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью и огнеупорный материал FR-4. Структуры с несколькими слоями могут также включать частичные слои из непроводящего материала, разделяющие проводящие слои, например, медные и серебряные чернила или медную и серебряную фольгу.
Радиочастотная интегральная схема 6 может быть активной или пассивной. Антенна 7 может иметь физическую форму катушки или симметричного вибратора.
Устройство 2 опроса содержит источник питания и антенну, приспособленную для генерирования электромагнитного излучения, включающего резонансную частоту первой антенны 7, а также приемник, приспособленный для обнаружения электромагнитного излучения антенны 7 и его демодуляции с извлечением из обнаруживаемого излучения вложенных данных. Устройство 2 опроса представляет собой устройство считывания для радиочастотной идентификации, которое обладает способностью опроса радиочастотной метки, определения состояния памяти радиочастотной интегральной схемы 6 и извлечения информации, связанной с информацией датчика 4 или датчиков, измеряющих параметры работы технического устройства 1, на котором размещен датчик 4. Устройство 2 опроса также содержит вторичный канал связи, использующий протокол связи Bluetooth1"1 для передачи информации, извлеченной из радиочастотной метки, внешнему устройству опроса, такому как компьютер или смартфон с подключенным Bluetooth1"1. Устройство 2 опроса может дополнительно анализировать информацию, относящуюся к состоянию радиочастотной метки и/или параметрам технического устройства 1 , на котором установлена радиочастотная метка, и формировать данные, связанные с конкретной радиочастотной меткой и/или параметрами устройства, на котором размещен датчик 4, входящий в состав сенсорной системы
Устройство 2 опроса также может содержать элемент, отображающий информацию, такой как жидкокристаллический экран (LCD) или светодиодный экран (LED), предназначенный для отображения информации, связанной с анализируемой информацией радиочастотной метки. Устройство 2 опроса также может содержать один или несколько датчиков для получения информации, связанной с условиями, окружающими устройство 2 опроса. Такими датчиками могут быть датчики температуры, влажности, ускорения. Устройство 2 опроса также может содержать один или несколько фотоаппаратов, позволяющих захватывать изображения, связанные с техническим устройством 1, радиочастотной меткой или окружающими условиями. В устройстве 2 опроса может предусматриваться возможность глобального позиционирования, позволяющая устройству 2 опроса устанавливать и обеспечивать коллективный доступ к информации, относящейся к географическому местоположению устройства 2 опроса. В качестве устройства 2 опроса может служить смартфон, который может опрашивать радиочастотную метку, для получения информации из памяти радиочастотной интегральной схемы 6. Устройство 2 опроса может анализировать или иным образом интерпретировать информацию и может отображать ее на экране или передавать для последующей обработки на внешнем компьютере 3. Информация также может доставляться пользователю сенсорной системы посредством звукового вывода, визуального вывода, осязательного вывода или их сочетаний. При создании вывода устройство 2 опроса, в дополнение к информации радиочастотной метки, может использовать вводы с датчиков или систем смартфона.
Сенсорная система содержит внешний защищенный компьютер 3, на котором размещена база данных, позволяющая: идентифицировать техническое устройство 1, записать и обработать параметры функционирования технического устройства 1 в процессе его работы. Компьютер 3 имеет защищенный доступ в сеть Интернет.
Пример осуществления способа.
Способ сбора информации о техническом устройстве на примере лопасти воздушного винта осуществлялся следующим образом. При изготовлении лопасти электронная схема имплантируется в лопасть таким образом, что извлечь ее без разрушения невозможно. После изготовления лопасти производится считывание уникального идентификационного номера радиочастотной метки, который записывается в базу данных внешнего защищенного компьютера 3, одновременно в базу данных записываются иные идентификационные признаки лопасти, которые позволяют однозначно идентифицировать лопасть. Одновременно ставится запрет на запись в память энергонезависимой интегральной схемы 5. При отгрузке потребителю лопасти или винта, в который входит лопасть, повторно считывается идентификационный номер радиочастотной метки, снимается блокировка записи в память энергонезависимой интегральной схемы 5 и активируются часы реального времени процессора энергонезависимой интегральной схемы 5. При начале работы лопасти (вращении) срабатывает датчик 4, сигнал включения которого записывается в память энергонезависимой интегральной схемы 5. Одновременно записывается значение реального времени. При окончании работы лопасти сигнал датчика 4 пропадает, при этом записывается сигнал выключения датчика 4 и значение реального времени. При повторном включении цикл повторяется и значения разницы времени выключения и времени включения датчика 4 в каждом цикле суммируются процессором энергонезависимой интегральной схемы 5. Это значение является суммарным временем работы лопасти.
Если значение суммарного времени работы лопасти превышает значение назначенного ресурса лопасти, записанного в память энергонезависимой интегральной схемы 5 (или радиочастотной интегральной схемы 6), то процессор энергонезависимой интегральной схемы 5 производит срабатывание элемента 10 управления индикатором 9, вследствие чего происходит изменение состояния индикатора 9, при этом на обозреваемой поверхности лопасти формируется визуальный сигнал окончания назначенного ресурса.
В одном из вариантов системы, при наличии в ее составе второй антенны 11 и интегральной схемы 12, генерирующей радиосигнал, элемент 10 управления включает эту интегральную схему 12. При этом генерируемый второй антенной 11 радиосигнал принимается внешней, например, бортовой радиоприемной системой, извещая об окончании назначенного ресурса.
Также формирование визуального и радио- сигнала окончания назначенного ресурса происходит в том случае, если текущее значение реального времени превышает назначенный срок службы лопасти, записанный в памяти энергонезависимой интегральной схемы 5.
Показатели датчиков 4 параметров технического устройства также записываются в память энергонезависимой интегральной схемы 5 для последующего считывания устройством 2 опроса и передачи на внешний компьютер 3 для последующей обработки.
При сканировании радиочастотной метки лопасти сигнал устройства 2 опроса генерирует сигнал в антенне 7, который в свою очередь вызывает срабатывание радиочастотной интегральной схемы 6, которая и запускает программу считывания отработанного лопастью времени, а также передачи в базу данных внешнего компьютера 3 параметров работы лопасти.
Для осуществления способа используется устройство 2 опроса, приспособленное для обнаружения излучения, связанного с данными радиочастотной метки. Устройство 2 опроса может представлять собой устройство считывания по протоколу RF или NFC, связанное с поддержкой Bluetooth1"1, как описано выше, или смартфон, или другое вычислительное устройство, содержащее устройство считывания с поддержкой RF, возможно, с поддержкой NFC.
Устройство 2 опроса может использоваться для определения текущего состояния радиочастотной метки с использованием такого протокола связи RF, как протокол NFC. Устройство 2 опроса может интерпретировать данные, принимаемые от радиочастотной метки, с использованием написанного для этой цели программного приложения.
Радиочастотная метка может считываться, например, с использованием такого радиочастотного протокола, как протокол беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC).
В одном из вариантов выполнения устройство 2 опроса может содержать вторичный модуль сетевой связи, предоставляющий устройству 2 опроса возможность отправлять и принимать данные по сотовой телефонной сети или другим сетям, включая локальные сети или сети WiFi. В таком аспекте устройство 2 опроса может передавать данные, принимаемые от электронной схемы, или результат анализа данных, если это предусмотрено программным приложением устройства считывания. Программное приложение устройства 2 опроса также может анализировать данные от электронной схемы для определения того, является ли необходимым прекращение использования и замена лопасти с вмонтированной электронной схемой, или для планирования того, когда будет необходим ремонт или замена лопасти. В этом аспекте приложение может использоваться для определения необходимости проведения предупредительных работ или ремонта. В одном из вариантов выполнения проводящие застежки «липучки» могут использоваться для создания интерфейса между функциональной окружающей средой, окружающей лопасть и внешней поверхностью лопасти. Механизм крепления между собой лопасти, датчика и съемной радиочастотной метки для обеспечения проводимости может представлять собой застежку "липучку", крепление посредством сжатия (например, эластичная полоска, подвязка), адгезивное крепление (например, адгезивная полоска), магнитное крепление или сочетания данных типов крепления. В этом исполнении антенна и система непроводящего покрытия могут быть изготовлены в виде узла, находящегося в электрическом контакте с проводящими элементами застежки "липучки", которые, в свою очередь, расположены на внешней поверхности лопасти, при этом антенна и система непроводящего покрытия расположены внутри лопасти. Соответствующие друг другу элементы застежки "липучки" могут быть включены в виде части антенны радиочастотной интегральной схемы, при этом две части антенны могут быть объединены с использованием элементов застежки "липучки" для функционального использования радиочастотной метки. Таким образом, более дорогостоящий узел интегральной схемы может быть выполнен с возможностью повторного использования, таким образом уменьшая общую стоимость, связанную с использованием системы с множеством соответствующих одноразовых изделий. Соответствующие узлы могут быть сформированы с применением проводящего адгезива для фиксации электрических проводов соответствующих частей радиочастотных меток на соответствующих им элементах застежки "липучки". Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты выполнения данного изобретения, специалистам в данной области очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отклонения от сущности и объема данного изобретения.
Предложенная система может применяться на любых технических устройствах, где важным требованием является соблюдение назначенного ресурса работы и завершение эксплуатации технического устройства по завершению назначенного срока эксплуатации и не имеющих электропитания. Такие устройства широко применяются в космической, ракетной и авиационной технике (например, воздушные винты, колеса и валы компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, камеры сгорания и сопла реактивных двигателей, крылья и оперения летательных аппаратов, теплозащита летательных аппаратов и пр.), а также в энергетических установках различного назначения (агрегаты паровых и газовых турбин, электрогенераторов, корпусов различных пневмо- и гидросистем) и в транспортных устройствах (колеса и детали трансмиссии авто и ж/д транспорта, валы главных судовых валов и пр.). Для организации оптимального процесса эксплуатации технических устройств и проведения своевременного и обоснованного предупредительного ремонта важным является получение данных о рабочих параметрах технических устройств в процессе эксплуатации. Считывание этих данных производится либо в процессе работы технического устройства, либо при проведения плановых предупредительных ремонтов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система сбора информации о техническом устройстве, содержащая по меньшей мере один датчик параметра функционирования технического устройства, электронную схему и устройство опроса, электронная схема включает радиочастотную интегральную схему, включающую память, и антенну, которая находится в электрической связи с выходом радиочастотной интегральной схемы, а устройство опроса выполнено с возможностью приема сигнала от антенны, отличающаяся тем, что электронная схема дополнительно включает энергонезависимую интегральную схему, которая включает в себя память, часы реального времени, процессор управления записью и передачей данных и соединенный с ними источник электропитания, при этом вход энергонезависимой интегральной схемы соединен с выходом по меньшей мере одного датчика параметра функционирования технического устройства, а выход - с входом радиочастотной интегральной схемы.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что энергонезависимая интегральная схема, радиочастотная интегральная схема и антенна расположены на одной основе.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что по меньшей мере один датчик параметра эксплуатации технического устройства расположен также на указанной основе.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает индикатор окончания ресурса технического устройства, предназначенный для размещения на доступной для обзора поверхности технического устройства и соединенный посредством элемента управления с процессором энергонезависимой интегральной схемы.
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что электронная схема дополнительно включает третью интегральную схему и соединенную с ней вторую антенну, при этом третья интегральная схема соединена посредством указанного элемента управления с процессором энергонезависимой интегральной схемы.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство опроса имеет канал сетевой связи для обеспечения доступа к информации о техническом устройстве.
7. Способ сбора информации о техническом устройстве с использованием системы по любому из пп. 1-6, заключающийся в том, что до включения в работу технического устройства устройством опроса сканируют электронную схему и активируют работу радиочастотной интегральной схемы, в память которой записывают идентификатор технического устройства, дату первого считывания и дату окончания назначенного срока эксплуатации технического устройства, также записывают в память радиочастотной интегральной схемы и/или энергонезависимой интегральной схемы назначенный ресурс технического устройства, устанавливают по меныпей мере один датчик параметра функционирования технического устройства и электронную схему в техническое устройство, при включении в работу технического устройства по сигналу с по меньшей мере одного указанного датчика записывают в память энергонезависимой интегральной схемы по меньшей мере один указанный параметр и соответствующий ему момент реального времени, периодически повторяют указанную запись, по завершении работы технического устройства записывают в память энергонезависимой интегральной схемы момент реального времени завершения работы, после чего при последующем включении в работу и завершении работы технического устройства повторяют цикл записи указанных параметров и моментов реального времени, по окончании каждого цикла с помощью процессора энергонезависимой интегральной схемы определяют суммарное время работы технического устройства путем суммирования интервалов времени между записанными моментами времени каждого включения в работу и завершения работы технического устройства, сравнивают суммарное время работы технического устройства с назначенным ресурсом, устройством опроса сканируют электронную схему и передают полученное значение суммарного времени работы, результат сравнения его с назначенным ресурсом, и данные по меньшей мере об одном параметре технического устройства с памяти энергонезависимой интегральной схемы в память радиочастотной интегральной схемы и затем на устройство опроса.
8. Способ по п. 7, по которому, если по результатам сравнения суммарное время работы равно или больше назначенного ресурса, с помощью процессора энергонезависимой интегральной схемы передают команду на срабатывание элемента управления, который изменяет состояние индикатора окончания ресурса технического устройства.
9. Способ по п. 8, по которому при срабатывании элемента управления передают сигнал на третью интегральную схему, которая включает радиосигнал окончания ресурса технического устройства, который передают с помощью второй антенны и принимают с помощью внешнего радиоприемного устройства.
PCT/RU2019/000487 2018-12-07 2019-07-08 Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления WO2020117092A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018143491 2018-12-07
RU2018143491A RU2701714C1 (ru) 2018-12-07 2018-12-07 Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020117092A1 true WO2020117092A1 (ru) 2020-06-11

Family

ID=68170891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000487 WO2020117092A1 (ru) 2018-12-07 2019-07-08 Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2701714C1 (ru)
WO (1) WO2020117092A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018314B2 (ja) * 1977-12-28 1985-05-09 株式会社吉野工業所 転写フイルム
WO2005038613A2 (en) * 2003-10-17 2005-04-28 Hydralift Amclyde, Inc. Equipment component monitoring and replacement management system
WO2008116740A1 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 Mettler-Toledo Ag Verfahren zur ueberwachung und/oder zur bestimmung des zustandes einer kraftmessvorrichtung und kraftmessvorrichtung
US7734200B2 (en) * 2005-11-30 2010-06-08 Ricoh Company, Limited Lifetime management device and image forming system
US8010738B1 (en) * 2008-06-27 2011-08-30 Emc Corporation Techniques for obtaining a specified lifetime for a data storage device
US20170228161A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Ricoh Company, Ltd. Lifetime management device and lifetime management method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018314B2 (ja) * 1977-12-28 1985-05-09 株式会社吉野工業所 転写フイルム
WO2005038613A2 (en) * 2003-10-17 2005-04-28 Hydralift Amclyde, Inc. Equipment component monitoring and replacement management system
US7734200B2 (en) * 2005-11-30 2010-06-08 Ricoh Company, Limited Lifetime management device and image forming system
WO2008116740A1 (de) * 2007-03-23 2008-10-02 Mettler-Toledo Ag Verfahren zur ueberwachung und/oder zur bestimmung des zustandes einer kraftmessvorrichtung und kraftmessvorrichtung
US8010738B1 (en) * 2008-06-27 2011-08-30 Emc Corporation Techniques for obtaining a specified lifetime for a data storage device
US20170228161A1 (en) * 2016-02-10 2017-08-10 Ricoh Company, Ltd. Lifetime management device and lifetime management method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2701714C1 (ru) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Malinowski et al. CargoNet: a low-cost micropower sensor node exploiting quasi-passive wakeup for adaptive asychronous monitoring of exceptional events
CN109219820A (zh) 跟踪系统
US20040046643A1 (en) Method and device for storing and distributing information in an RFID tag
JP2002538519A (ja) 識別コードを有するイベント記録装置
US20150032641A1 (en) System and method for obtaining indication information
CN110709905A (zh) 自动检查系统以及自动检查系统的控制方法
CN101405751A (zh) Rfid传感器
Mattoli et al. Flexible tag datalogger for food logistics
US20230379870A1 (en) System including a server system, a plurality of gateways and a plurality of objects
Sima et al. Flexible smart tag for cold chain temperature monitoring
EP2320355A1 (en) Monitoring movement
CN112070196B (zh) 一种带外接电池的无源rfid芯片及标签
RU2701714C1 (ru) Способ сбора информации о техническом устройстве и система для его осуществления
Motroni et al. Experimental assessment of passive UHF-RFID sensor tags for environment and kinematic data
JP2014135012A (ja) Ｒｆｉｄタグシステム、ｒｆｉｄタグ、及び、温度検出方法
CN115038937A (zh) 运行状况监测系统
US9070030B2 (en) Management system for container data center
CN207817778U (zh) 一种仓储管理便携终端
Cheng et al. Sensor system selection for prognostics and health monitoring
Kranz et al. RFID-inspired wireless microsensors for structural health monitoring
US20180101155A1 (en) Equipment management system and equipment management method
Kramar et al. Smart-fish system for fresh fish cold chain transportation—Overall approach and selection of sensor materials
CN110337654A (zh) 包含用于监控物品的存储和/或运输条件的rfid标签的装置及相关方法
EP3000005B1 (en) Device for monitoring the health status of a limited life critical system comprising a data displaying unit
CN113056758A (zh) 用于记录物品运输中的参数的设备、方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19892274

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19892274

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1