RS50887B - Uređaj za sakupljanje, obradu i prenošenje telemetrijskog signala - Google Patents

Abstract

Elektronski uređaj kompaktnog dizajna i izrade karakterisan time što gore pomenuti uređaj prima, obrađuje i prenosi podatke sa određenog mesta koje nadgleda, do sistema za prikupljanje podataka, udaljenog od mesta koje se nadgleda. Predmetni uređaj sastoji se od mikroprocesora i sa njim povezanih senzora i karakteriše ga to da je na istoj elektronskoj štampanu ploči integrisan mikroprocesor sa logičkim kolima senzora, zatim smanjenje dimenzije kola i kompaktna struktura izrade.Prijava sadrži još 9 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Ovaj patent odnosi se na jedinicu elektronske opreme koja prima, obrađuje i prenosi podatke iz određene oblasti koju nadzire, do telemetrijskog sistema. Podaci stižu iz različitih senzora za praćenje upada (na primer infracrvenih ili mikrotalasnih detektora), detektora nivoa vode, detektora dima, uređaja za nadzor elektronapajanja, itd. Jedinica na odgovarajući način obrađuje ove podatke i rezultat se šalje do telemetrijskog sistema putem spoljne kutije interfejsa. Ova jedinica namenjena je prvenstveno upotrebi unutar objekata za smeštaj antena mobilne telefonije, ili još preciznije u terenskim sklonišnim objektima zatvorenog tipa ukupne površine od oko 3 m<3>nasuprot normalnim kućicama manjih dimenzija (oko 35 m<3>). Ova jedinica elektronske opreme sastoji se od metalnog kućišta sa odvojivim poklopcem, elektronske štampane ploče, olovne baterije, transformatora 230/18 VAC, provodničkih kablova za povezivanje, specijalnog napajanja i kablova za prenos podataka.

Danas se slična oprema, koja prikuplja, obrađuje i prenosi podatke sa određenog mesta koje prati do sistema za prikupljanje podataka na velikoj udaljenosti, ne projektuje i ne proizvodi specijalno za primenu unutar kućica za antene mobilne telefonije. Postojeće jedinice su ili centralne industrijske kontrolne jedinice opšteg tipa ili centralne jedinice sigurnosnih sistema prepravljene za potrebe prijema, obrade i prenosa podataka.

Ovo dovodi do neusklađenosti sa međunarodnim propisima o bezbeđnosti (CE), kao i toga da gore pomenuta oprema ne bude sertifikovana za željenu svrhu, što dalje može da ima negativne posledice u slučaju nezgoda ili prekida u kontinuitetu rada kućica mobilne telefonije.

Pored toga, postojeće jedinice moraju da koriste spoljne autonomne senzore, kod kojih je procesna logika smeštena unutar elektronskih kola za obradu podataka i samo šalje signal centralnoj jedinici. Ovo dovodi do mešanja različitih, podeljenih procesa, i različitosti hardvera, koji je teško servisirati ili održavati.

Takođe, pošto ove postojeće jedinice nisu projektovane za smeštaj unutar terenskih kućica zatvorenog tipa, ne mogu se upotrebiti kao takve, čime kućice ostaju bez (mogućnosti ugradnje) inftastrukture za praćenje podataka. Ovo nadalje stvara povećane troškove upravljanja i održavanja terenskih kućica zatvorenog tipa zbog toga što ne poseduju nadzornu infrastrukturu, kao i zbog toga što operateri ne mogu da spreče kvarove i da identifikuju probleme koji se pojave, pa je za to potrebno angažovati stručno i na odgovarajući način opremljeno osoblje.

Ovaj izum donosi sledeće nove karakteristike:

1) Integriše na jednoj štampanoj ploči (ŠP) procesore i logička kola nekoliko različitih senzora. Ovim se postiže smanjenje veličine sistema praćenja, čime se štedi dragoceni prostor za druge svrhe tamo gde se ugrađuje (na primer u skloništima antena mobilne telefonije) i postiže se jedinstvena mogućnost ugradnje unutar zatvorenih kućica antena mobilne telefonije (terenskih kućica). 2) Logička kola su integrisana na glavnoj ŠP (si. 1 KINTEC - KODU1), dok su svi senzori spoljni i ne zahtevaju sopstvenu logiku, jer koriste logiku ŠP. (SI. 1 i 2) 3) Druga prednost je u tome što nije neophodno kupovati dodatne logičke/kontrolne elektronske štampane ploče koje bi služile kao interfejs sa različitim senzorima, pošto se ove već nalaze na glavnoj ŠP, čime se znatno smanjuje cena nadzornog sistema. 4) Ova jedinica je specijalno projektovana i napravljena za upotrebu u stanicama mobilne telefonije (npr. GSM) sa ekstremno ograničenim prostorom. Ovim se takođe postiže usklađenost sa bezbednosnim specifikacijama u Evropskoj Uniji, budući da je jedinica spremna za ugradnju "takva kakva jeste" (na primer u skloništima mobilne telefonije), bez ikakve intervencije ili izmena kao što su otvori na kućištu, povezivanje dodatnih elektronskih ploča, pramena izvora napajanja, itd. 5) Zapremina i dimenzije jedinice, kao i mogućnost izbora između dva alternativna metoda vešanja omogućavaju uklapanje u sve poznate tipove zatvorenih (terenskih) kućica mobilne telefonije. 6) Ugrađeni uređaj za praćenje trofazne struje (RST) sa sposobnošću javljanja koristeći "JLT i T logiku. 7) Poseban senzorski signal "OTVORENA VRATA" koji pokazuje stanje vrata kućice, povećava bezbednost i olakšava rad. Kombinacija alarma "OTVORENA VRATA" i "ULJEZ" pruža operateru dovoljno podataka da razlikuje slučaj i nameran ("uljez') pokušaj. 8) Ugrađeno kolo za praćenje temperature sa dva podešavanja toplotnog alarma, "Visoka" i "Niska" (osetljivost).

9) Ugrađeno kolo za praćenje nivoa vlage / vode za javljanje u slučaju poplave.

10) Dva nezavisna '"slobodna" releja na štampanoj ploči za potrebu specijalnog ili dodatnog javljanja. 11) Mogućnost jednostavne promene softvera radi zadovoljenja budućih potreba.

Funkcije elektronske jedinice su sledeće:

1) Provera prisustva jedne od tri faze (R-S-T) električnog napajanja:

Ako dođe po prekida jedne od tri faze, oslobađa se odgovarajući relej (de-energizira) i otvaranje njegovih kontakata šalje odgovarajući signal upozorenja telemetrijskom sistemu (ukupno 3). Ako je "serijski-paralelni" selektor u položaju "serijski" generiše se dodatni signal "PREKID NAIZMENIČNE STRUJE" ako dođe do prekida bilo koje od tri faze (logička operacija "JLI"). Ako je "serijski-paralelni" selektor u položaju "paralelni'' generiše se dodatni signal "PREKID NAIZMENIČNE STRUJE" samo ako dođe do prekida sve tri faze (logička operacija "I").

Nezavisno od gore pomenutog, prati se i električno napajanje jedinice, tako što se relej "NAPAJANJE U REDU" drži pod naponom, sa uključenom LED diodom 13. Kada dođe po prekida jedinice dužeg od 20 sekundi, L3 se gasi i relej se oslobađa i šalje odgovarajući upozoravajući signal (videti si. 3 logička podrutina "RST").

2) Provera stanja baterije:

Dok god je napon na polovima baterija veći od 10.8 VDC, relej "NIZAK NAPON BATERIJE" je pod naponom i uključena je LED dioda L2. Kada napon padne ispod 10.8 VDC, L2 se gasi i relej se oslobađa i šalje signal "NIZAK NAPON BATERIJE"

(videti si. 2 logička podrutina " NIZAK NAPON BATERIJE ").

Napomena: Ova funkcija je aktivna samo kada se sistem napaja iz baterija (nema napajanja iz mreže) i u svim drugim situacijama kada je baterija pod naponom.

3) Praćenje vlage "POPLAVA":

1.5 sekundi po kvašenju odgovarajućeg senzora, relej "POPLAVA" šalje signal "POPLAVA" sve dok senzor ponovo ne postane suv u trajanju dužem od 5 sekundi (videti si. 4 logička podrutina " POPLAVA ").

Napomena: Ova funkcija je aktivna samo kada se sistem napajanja iz električne mreže.

4) Sistem'OJKLJUČEN/ISKLJUČEN'':

Kada jedinica primi komandu "UKLJUČEN" sa spoljne tastature, dešava se sledeće: 4a) Resetuju se detektori požara tako što se na 2 sekunde stavlja pod napon relej "RESETOVANJE DETEKTORA POŽARA" (videti si. 7 logička podrutina

"REŠETOVANJE DETEKTORA POŽARA").

4b) Učitava se pretpođešeni (selektor ST1) "IZLAZNO VREME" period zadržavanja. Ovo zadržavanje ima pomake od 7.5 sec i maksimalnu vrendnost 120 sec. Tokom ovog vremena neprestano se oglašava zvučni signal na jedinici.

4c) Po isteku "IZLAZNOG VREMENA", jedinica proverava otpor zona 1 i 2 (ravnoteža). Ako je otpor u granici dozvoljenih vređnosti (oko 1800 oma), jedinica isključuje zvučni signal, uključuje relej "UKLJUČEN/ISKLJUČEN'*, budi sistem i

signalizira stanje 'TJKLJUČEN". Ako zona/e nisu u ravnoteži, jedinica učitava pretpodeseno zadržavanje "GREŠKA" (selektor ST2) i uključuje se pulsirajući zvučni signal. Ovo zadržavanje ima pomake od 7.5 sec i maksimalnu vrednost 120 sec.

4d) Ako zona(e) i dalje nisu u ravnoteži na kraju ciklusa "GREŠKA", jedinica isključuje zvučni signal i ostavlja relej "UKLJUČEN/ISKLJIJČEN" i sistem bez napona (ISKLJUČEN), (videti si. 6 logička podrutina " UKLJUČEN/ISKLJUČEN ").

5) Provera zona nadzora 1 i 2:

Kada je sistem u stanju " UKLJUČEN ", jedinica nadzire zone 1 i 2.

Zona 1: Ako u zoni 1 dođe do poremećaja, jedinica učitava pretpodeseno zadržavanje "ULAZNO VREME" (selektor ST4 sa vremenskim pomacima od 7.5 sec i maksimalnim trajanjem 120 sec) i uključuje zvučni signaL Ako na kraju ovog zadržavanja stanje u zoni i dalje ostane poremećeno, jedinica uključuje relej "ULJEZ" i Šalje telemetrijskom sistemu odgovarajući signal upozorenja.

Zona 2: Ako u zoni 2 dođe do poremećaja, jedinica proverava stanje pretpodešavanja "ZADRŽAVANJE 1". Ako je ovo u položaju "ZADRŽAVANJE" redosled operacija je isti kao za zonu 1. U suprotnom se odmah i bez zvučnog upozorenja uključuje relej "ULJEZ" (videti sL 8, 9 i 10 logičke podrutine "ZONA1", ZONA2" i "ULJEZ").

6) Funkcija "ZAKLJUČAVANJE".

Ako je odabrana funkcija "ZAKLJUČAVANJE", relej "ULJEZ" ostaje pod naponom dok se jedinica komandom sa spoljne tastature ne prebaci u stanje "ISKLJUČEN". Ako funkcija "ZAKLJUČAVANJE" nije odabrana, relej "ULJEZ" ostaje pod naponom u pretpođešenom "VREME ALARMA" koje se podešava pomoću selektora ST3.

Ovo vreme ima pomake od 37 sekundi i može trajati najviše 600 sekundi, (videti si. 10 logička podrutina "ULJEZ").

7) Funkcija "OTVORENA VRATA":

Ova nezavisna funkcija nadgleda stanje zona 1 i 2, i ako u bilo kojoj dođe do poremećaja relej "OTVORENA VRATA" šalje odgovarajući signal upozorenja telemetriji bez odlaganja i sve dok postoji problem.

8) Punjenje baterija:

Jedinica je opremljena i odgovarajućim kolom za automatsko punjenje svoje baterije od 12V 2.2 AH. (videti deo sa opisom kola paragraf 4).

9) "Napojni kanali":

Na štampanoj ploči jedinice nalaze se dva rezervna releja RELA1 i RELB1. Njihovi kalemovi i kontakti su dostupni i mogu da se podese da budu "normalno otvoreni"

(N/O) ili "normalno zatvoreni" (N/G) pomoću selektora SELECT1 i SFJ.FCTBl.

Na štampanoj ploči takođe postoji nekoliko direktnih spojeva između konektora namenjenih lakom povezivanju i usmeravanju određenih telemetrijskih signala koji ne zahtevaju obradu. Ovi su opisani u dijagramu "MEĐUPOVEZIVANJE KBNTEC TERENSKE JEDINICE" i prikazani u šemi štampane ploče.

Opis dijagrama elektronike jedinice (si. 13-20)

Elektronsko kolo sastoji se od sledećih delova / pod-kola:

1) Delovi mikroprocesorskog jezgra su integralno kolo (Ul) AT90S8515 mikroprocesor, kristal (Yl), kondenzatori CC1, CC2, CWA1, Cl i nadzorno integralno kolo (U2).

Kola koja kontroliše mikroprocesor su:

la) Kola vremenskog zadržavanja IZLAZ, GREŠKA, VREME ALARMA and ULAZNO VREME koja se sastoje od delova: ST1, ST2, ST3, ST4, ARI i AR2.

lb) Biranje odložene operacije zone 2 (DELAY1, RDE) releja za zaključavanje u slučaju pokušaja upada (LATCH, RM1).

lc) Kola za praćenje stanja UKLJUČEN-ISKLJUČEN zone 1 i zone 2 koja se sastoje od delova: J-INB1, J-INA1, CZ1, CV1, COl, CZ2, RZ1, RZ2, RS11, RON2.

ld) Kola za kontrolu ravnoteže u zonama koja se sastoje od delova: RS1, RS2, RS4, RS5, RS8, RS9, RS3, RS7, US1 i US2.

le) Kolo za praćenje napajanja iz mreže. Delovi Dl, Z2, Rl i C2.

If) Kola za izlaz podataka iz mikroprocesora koja kontrolišu releje ULJEZ,

OTVORENA VRATA UKLJUČEN-ISKLJUČEN, POŽARNO RESETOVANJE,

NAPAJANJE OK i ZVUČNI SIGNAL, sastoje se od važnijih delova: RH, QI1, KIND1-RD1, QD1, KD1-RON1, QONl, KON1-RF1, QF1, KF1-R2, R3, L3, Q4, K5-RBU1, Q3, CBUZZ1, DBUZ1, LSI.

Suvo-kontaktni izlazni signali gore pomenutih releja mogu se dobiti preko konektora CONNA1, CONNB1, J-INA2 i J-INB2 i potom se upućuju preko kutije interfejsa do telemetrijske ploče. 2) Analogna kola nezavisna od mikroprocesora, kontrolišu napon baterije (NIZAK NAPON BATERIJE), vlagu (POPLAVA) i tri električne faze (RST) i sastoje se od delova: RB2, RB3, RB4, RB5, RB6, RB1, RK2, Q2, L2, K2 (NIZAK NAPON BAT), RW1, RW2, RW3, RW4, RW5, RK1, RZE1, CW1, CW2, Zl, Ql, Kl, LI, UW1 (POPLAVA) i LS2, LS3, LS4, RST1, RST2, RST3 (RST). 3) Unos podataka kroz kola koja je sastoje od: RELA1, RELB1, SELECTA1 i SELECTB1 i međuveze između konektora CONNB1, J-1NA3 i J-INB3 4) Kola za napajanje i punjenje baterije koja se sastoje od: Fl, F2, F3, F4, F5, RV1, CMAIN2, L4, CMAIN1, RP1, RP2, RP3, RP4, RP5, CP5, CP4, CP2, CP3, D2, DPI i DP2

Način na koji sva kola fiinkcionišu i sarađuju analitički je predstavljena na priloženim logičkim dijagramima i u detaljnom radnom opisu jedinice

K ući šte

Jedinica je smeštena u metalno kućište u kome se nalaze a) štampana ploča (PCB), b) napojni transformator i c) baterija (si. 24,25).

Kućište nosi i štiti gore pomenute delove od spoljnih uticaja, obezbeđuje operatere i služi kao elektromagnetni štit za i od spoljašnje sredine (EMI/EMC).

Dimenzije kućišta su 290X225X76 mm. Sastoji se od glavnog tela i odvojivog poklopca pričvršćenog sa 4 zavrtnja sa navojima na uglovima glavnog tela.

Kućište se proizvodi od valjanog gvozdenog lima (dcp) debljine l.Omm za glavnog telo i 0.8mm za poklopac i premazano je slojem elektrostatičke boje debljine 60 mikrona.

Unutar glavnog tela kućišta nalaze se neodvojivi delovi: otvori sa navojima za poklopac, nosači štampane ploče, metalni kanal za kabl napajanja 220V, nosač baterije, ležišta transformatora i uzemljenja.

Poklopac je takođe opremljen neodvojivim ležištem uzemljenja radi povećane elektromagnetne zaštite i bezbednosti.

Na gornjim i donjim stranicama glavnog tela (225X76mm) nalazi se 10 otvora mekim plastičnim graničnikom za sprečavanje zatezanja kabla i bezbedan ulaz/izlaz kabla u i iz perifernih uređaja.

Na bočnim strana glavnog tela kućišta (290X76mm) pričvršćene su profilisane metalne lajsne na kojima jedinica leži kada je ugrađena u police. Po potrebi je na raspolaganju i poseban dvodelni metalni nosač za kačenje na zid.

Kućište je zaštićeno prekidačem protiv provale, koji aktivira odgovarajući protivprovalni signal ako kućište otvore lica koja na to nemaju pravo.

Gore dati opis odnosi se na priložene šeme, koje prikazuju željenu izvedbu ovog izuma Drugačije izvedbe ili izmene su moguće ako ne odstupaju od duha i predmeta ovog izuma. Na primer, za različite potrebe nadzora mogu se upotrebiti različite kombinacije senzora. Ovaj izum se takođe može koristiti u antenskom skloništu bilo kog sistema i uopšte tamo gde postoji problem prostora. Ovaj analitički opis je zbog toga okviran i ne ograničava izum. Predmet i duh izuma definisani su u priloženim patentnim zahtevima.

Claims (10)

1) Elektronski uređaj kompaktnog dizajna i izrade k a r a k t e r i s a n time što gore pomenuti uređaj prima, obrađuje i prenosi podatke sa određenog mesta koje nadgleda, do sistema za prikupljanje podataka, udaljenog od mesta koje se nadgleda. Predmetni uređaj sastoji se od mikroprocesora i sa njim povezanih senzora i karakteriše ga to da je na istoj elektronskoj štampanu ploči integrisan mikroprocesor sa logičkim kolima senzora, zatim smanjenje dimenzije kola i kompaktna struktura izrade.

2) Elektronski uređaj kao u Zahtevu 1, karakterisan time što integriše logička kola senzora na glavnoj štampanoj ploči (PCB), dok su sami senzori spoljni i povezani sa logičkim kolima PCB.

3) Elektronski uređaj kao u Zahtevu 1, karakterisan time što na istoj elektronskoj štampanoj ploči integriše sledeća dodatna pod-kola: a) ulaz podataka do mikroprocesora, b) napajanje i c) izlaz podataka.

4) Elektronski uređaj kao u Zahtevima li 2, karakterisan time što se sastoji od kombinacije nekih ili svih gore pomenutih integrisanih logičkih kola sledećih senzora: a) nadzor i prikaz statusa R, S, i T faza električne mreže, i mogućnost «I» ili «ILI» signalizacije, b) praćenje i prikaz temperature, c) praćenje i prikaz nivoa vode, d) detekcija i signalizacija prisustva dima, e) praćenje i signalizacija da su otvorena vrata, f) praćenje i prikaz napona rezervne napojne baterije, g) praćenje i signalizacija prisustva uljeza.

5) Elektronski uređaj kao u svim gore navedenim Zahtevima, karakterisan t i m e što na elektronskoj štampanoj ploči integriše dva ili više dodatnih nezavisnih relejnih kola za potrebe signalizacije.

6) Elektronski uređaj kao u svim gore navedenim Zahtevima, karakterisan t i m e što je projektovan za upotrebu u kućicama za antenu.

7) Elektronski uređaj kao u Zahtevu 5, karakterisan time što je projektovan za upotrebu u kućicama za antenu mobilne telefonije (GSM operateri) (terensko sklonište).

8) Elektronski uređaj kao u svim gore navedenim Zahtevima, karakterisan t i m e što je smešten u kućište koje se sastoji od osnove sa četiri bočna zida i odvojivog poklopca, i načinjeno je od materijala (npr. metala) koji pruža bezbednost osoblju, zaštitu od spoljnih uticaja, zaštitu od spoljašnje sredine i zaštitu same spoljašnje sredine.

9) Hektronski uređaj kao u Zahtevu 7, karakterisan t i m e što se u kućištu nalazi sledeće: a) otvori na bočnim zidovima koji omogućavaju provlačenje i pričvršćivanje kablova za povezivanje kola u unutrašnjosti kućišta sa spoljnim perifernim uređajima. b) metalni nosači za pričvršćivanje elektronske štampane ploče na podlogu. c) metalni kanal na osnovi kućišta za provlačenje i zaštitu kabla napajanja. d) nosači za elektromagnetno i sigurnosno uzemljenje. e) nosač na odvojivom poklopcu, povezan sa uzemljenjem glavnog tela za kompletnu elektromagnetnu zaštitu i bezbednost. f) specijalna metalna podloga za postavljanje i učvršćivanje baterije. g) nosači transformatora. h) metalne lajsne zavarene za spoljnu površinu glavnog tela osnove kućišta ~$ M) mm) sa otvorima za bočnu montažu uređaja na police.

10) Elektronski uređaj kao u Zahtevima 7i 8, karakterisan time što je kućište na odvojivom poklopcu zaštićeno protivprovalnim prekidačem koji uključuje provalni alarm kada kućište otvori osoba koja nema pravo na to.