ДАТЧИК ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ДАННЫХ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ Российский патент 2024 года по МПК H04W52/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к автоматизации процессов, в частности, в промышленной среде. Более конкретно, изобретение относится, в частности, к самообучающемуся датчику, управляющему блоку для такого датчика, измерительной системе с одним или несколькими подобными датчиками, способу для, при необходимости, самообучающегося планирования интервалов измерений и для, при необходимости, самообучающегося управления мощностью датчика, к программному элементу, считываемому компьютером носителю и применению вычислительного блока в измерительной системе.

Предшествующий уровень техники

В автоматизации процессов в промышленной среде используются датчики, такие как, например, датчики уровня наполнения, датчики предельного уровня, датчики давления или датчики расхода. Для сбережения энергии, подобные датчики включаются циклически или по жестко заданной временной (тактовой) сетке, и запускается процесс измерения. Затем датчики вновь отключаются или переводятся в низкоэнергетический режим ожидания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является снизить энергопотребление датчиков.

Эта задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания форм выполнения.

Первый аспект настоящего раскрытия относится к, при необходимости, самообучающемуся датчику, который содержит управляющий блок, который сконфигурирован для анализа данных, доступных датчику, в частности измерительных данных датчика и/или других данных, для генерации данных управления мощностью. Данные управления мощностью предусмотрены для выбора режима сбережения тока (энергосбережения) радиомодуля датчика из нескольких доступных режимов энергосбережения и/или для управления временами измерительных интервалов датчиков и/или для управления мощностью датчика.

Понятие “управляющий блок” следует интерпретировать в широком смысле. Управляющий блок может представлять собой взаимосвязанный блок; но он также может располагаться распределенным образом в датчике и/или его окружении, например, в облаке. Управляющий блок может представлять сбой, например, электрическую схему, которая содержит процессор.

Согласно форме выполнения, несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя режим сбережения мощности (Power Saving Modus), PSM.

Согласно форме выполнения, несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя режим расширенного прерывистого приема (extended discontinuous reception), eDRX.

Согласно форме выполнения, несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя деактивацию радиомодуля.

Согласно форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, при анализе данных, доступных датчику, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывать энергию, требуемую при работе в режиме энергосбережения.

Согласно форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, при анализе данных, доступных датчику, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывать максимально допустимую длительность в режиме энергосбережения, пока вновь должна осуществляться коммуникация.

Согласно форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, при анализе данных, доступных датчику, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывать энергию, необходимую для новой регистрации или нового подключения к коммуникационной сети.

Согласно форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, при анализе данных, доступных датчику, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывать внешние влияния, такие как температура, нагрузка радиоканала или перемещение датчика.

Согласно форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, при анализе данных, доступных датчику, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения, учитывать частотность (частоту) текущих измерений.

Согласно форме выполнения, данные, доступные датчику, включают в себя также измеренные данные соседнего датчика, данные окружающей среды, данные положения и/или данные местонахождения датчика или внешнего сенсорного средства, сигналы внешнего исполнительного элемента, такого как насос, сигналы внешнего контроллера или мобильного оконечного устройства, и/или записи календаря, информации о праздничных днях, нерабочих днях или периодах времени, в которые следует рассчитывать, например, на заполнение резервуара.

Согласно еще одной форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, на основе анализа данных, доступных датчику, снижать или повышать частотность будущих измерительных интервалов в определенном временном интервале. Если управляющий блок при своем анализе приходит, например, к результату, что в определенном будущем временном интервале не нужно считаться с изменением измеряемых данных, потому что, например, уровень заполнения в резервуаре остается постоянным, число измерительных интервалов в этом временном интервале может снижаться или даже устанавливаться в нуль. Однако если управляющий блок приходит к результату, что в течение определенного будущего временного интервала весьма вероятно придется считаться с изменением измеряемых данных, например, потому что резервуар заполняется или опустошается, то он может повысить частотность измерительных интервалов в этом временном интервале.

Согласно еще одной форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, на основе анализа данных, доступных датчику, определять первый временной интервал, в котором следует ожидать изменение измеряемых данных датчика, и планировать один или несколько будущих измерительных интервалов в этом первом временном интервале. Для этого может выполняться быстрое, энергосберегающее и не очень точное предварительное измерение, чтобы распознать, мог ли уровень заполнения вообще быть изменен, так что генерируются дополнительные данные для управления.

Согласно еще одной форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, на основе анализа данных, доступных датчику, определять второй временной интервал, в котором не следует ожидать изменения измеряемых данных датчика, и уменьшать число будущих измерительных интервалов, запланированных в этом втором временном интервале.

Согласно еще одной форме выполнения, управляющий блок сконфигурирован, чтобы, на основе анализа данных, доступных датчику, настраивать частотность будущих измерительных интервалов в определенном временном интервале в зависимости от ожидаемой в этом временном интервале частоты изменения измеряемых данных. Например, может быть предусмотрено, что, если управляющий блок приходит к результату, что ожидаемая частота изменения довольно высока, то частотность будущих измерительных интервалов в этом временном интервале дополнительно повышается, и наоборот.

Согласно еще одной форме выполнения, при необходимости самообучающийся, датчик содержит внутренний накопитель энергии и сконфигурирован для работы в автономном режиме.

В частности, может быть предусмотрен радиоинтерфейс, посредством которого, при необходимости, самообучающийся датчик может осуществлять связь с внешним управляющим блоком или внешним вычислительным блоком. Датчик может быть сконфигурирован, чтобы в определенные моменты времени передавать измеренные данные на такой внешний блок.

Может быть предусмотрено, что при этом внешний блок берет на себя задачи анализа или по меньшей мере часть задач анализа данных и предоставляет тогда датчику его индивидуальные, новые данные управления мощностью.

В частности, может быть предусмотрено, что внешний блок осуществляет связь с множеством датчиков и собирает данные от них. Он также может собирать дополнительные данные, например, записи календаря и т.д., и из них затем для каждого отдельного датчика вырабатывать собственные данные управления мощностью, которые затем устанавливаются этому датчику. Этот процесс может быть реализован как самообучающийся и автоматизированный, так что датчики затем продолжают экономить все больше и больше энергии и, иными словами, не выполняют никаких “ненужных” измерений, или число этих ненужных измерений все больше снижается. “Ненужными” измерениями в этой связи являются, в частности, такие измерения, которые не приводят к новому результату измерений, измененному по сравнению с предыдущим результатом измерений, например, потому что уровень заполнения не изменился или изменялся очень медленно.

В частности, самообучающийся, при необходимости, датчик может быть сконфигурирован для обеспечения автоматизации процесса в промышленной среде.

Датчик может представлять собой, например, датчик уровня наполнения, датчик предельного уровня, датчик расхода или датчик давления, в частности, радиолокационный датчик, ультразвуковой датчик, радиометрический датчик, датчик вибрации, емкостной датчик или кондуктивный датчик.

Другой аспект касается управляющего блока для, при необходимости, самообучающегося датчика, сконфигурированного для анализа данных, доступных датчику, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью, причем данные управления мощностью выполнены для выбора режима энергосбережения радиомодуля датчика из нескольких доступных режимов энергосбережения и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика.

В частности, может быть предусмотрено, что управляющий блок расположен удаленно от датчика и может обмениваться с ним данными через проводной интерфейс или радиоинтерфейс.

Другой аспект настоящего раскрытия касается измерительной системы, сконфигурированной для автономной генерации данных управления мощностью для, при необходимости, самообучающегося, управления измерительными интервалами и для самообучающегося управления мощностью датчиков. Измерительная система содержит один или несколько самообучающихся, описанных выше и далее датчиков, а также описанный выше и далее управляющий блок и/или описанный выше и далее вычислительный блок, который сконфигурирован для сохранения данных управления мощностью и дальнейшей выдачи сохраненных данных управления мощностью на новый датчик измерительной системы.

Может быть предусмотрено, что, когда добавляется новый датчик в измерительную систему, он при своем вводе в эксплуатацию автоматически получает свои индивидуальные данные управления мощностью от вычислительного блока или управляющего блока. Отдельный датчик может в этом случае выполняться очень тонким и в простейшем случае может только выполнять управляющие команды, которые содержатся в установленных данных управления мощностью, и выполнять соответствующие этому измерения, а также передавать результаты измерений в определенные моменты времени на внешний блок.

Другой аспект настоящего раскрытия касается способа для, при необходимости самообучающегося, планирования измерительных интервалов и для, при необходимости самообучающегося, управления мощностью датчика, при котором анализируют данные, доступные датчику, в частности, измеренные данные датчика, для генерации данных управления мощностью, причем данные управления мощностью выполнены для выбора режима энергосбережения радиомодуля датчика из нескольких доступных режимов энергосбережения и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика.

Другой аспект касается программного элемента, который, если он выполняется на управляющем блоке самообучающегося, при необходимости, датчика или описанном выше и далее вычислительном блоке, предписывает управляющему блоку или вычислительному блоку выполнять вышеописанные этапы.

Другой аспект касается считываемого компьютером носителя, на котором сохранен вышеописанный программный элемент.

Другой аспект касается применения вычислительного блока в измерительной системе, для сохранения данных управления мощностью и для дальнейшей передачи сохраненных данных управления мощностью на новый датчик измерительной системы.

Под термином “автоматизация процесса в промышленной среде” может пониматься подобласть техники, которая включает в себя все мероприятия по эксплуатации машин и установок без участия человека. Целью автоматизации процесса является автоматизировать взаимодействие отдельных компонентов производственного оборудования в таких отраслях, как химическая, пищевая, фармацевтическая, нефтеперерабатывающая, бумажная, цементная промышленность, судоходство или горнодобывающая промышленность. Для этого может использоваться множество датчиков, которые, в частности, согласованы с конкретными требованиями промышленного производства, такими как, например, механическая прочность, нечувствительность к загрязнениям, экстремальным температурам и экстремальным давлениям. Измеренные значения этих датчиков обычно передаются в диспетчерскую, в которой контролируются параметры процесса, такие как уровень заполнения, предельный уровень, расход, давление или плотность, и настройки для всей производственной установки могут изменяться вручную или автоматизированным способом.

Одна подобласть автоматизации процесса в промышленной среде относится к автоматизации логистики. С помощью датчиков дистанции и угла, в области автоматизации логистики автоматизируются процессы внутри здания или внутри отдельного логистического оборудования. Типовые применения находят, например, системы для автоматизации логистики в области обработки багажа и грузов в аэропортах, в области контроля дорожного движения (системы платных дорог), в торговле, распределении посылок или также в области обеспечения безопасности зданий (контроль доступа). Общим для вышеперечисленных примеров является то, что требуется распознавание присутствия в комбинации с точным измерением габарита и положения объекта с соответствующей стороны применения. Для этого могут применяться датчики на основе оптических способов измерений посредством лазеров, LED, 2D-камер или 3D-камер, которые регистрируют расстояния по принципу времени распространения (времени пролета, ToF).

Другая подобласть автоматизации процесса в промышленной среде относится к фабрично-производственной автоматизации. Случаи применения этого можно найти в самых различных отраслях, таких как автомобилестроение, производство продуктов питания, фармацевтическая промышленность или вообще в области упаковки. Цель автоматизации производства состоит в том, чтобы автоматизировать производство товаров с помощью машин, технологических линий и/или роботов, т.е. обеспечивать их работу без участия человека. Применяемые при этом датчики и специфические требования в отношении точности измерений при регистрации положения и габаритов объекта сопоставимы с таковыми в предыдущем примере автоматизации логистики.

Программный элемент может, например, загружаться и/или сохраняться в рабочей памяти устройства обработки данных, такого как процессор данных, причем устройство обработки данных также может быть частью формы выполнения настоящего изобретения. Это устройство обработки данных может быть сконфигурировано, чтобы выполнять этапы вышеописанного способа. Кроме того, устройство обработки данных может быть сконфигурировано, чтобы автоматически выполнять компьютерную программу или способ и/или выполнять вводы данных пользователя. Компьютерная программа может также предоставляться через сеть передачи данных, такую как Интернет, и загружаться из такой сети передачи данных в рабочую память устройства обработки данных. Компьютерная программа может также включать актуализацию уже имеющейся компьютерной программы, посредством чего имеющаяся компьютерная программа может, например, становиться способной выполнять вышеописанный способ.

Считываемый компьютером носитель (накопитель) может, в частности, но не обязательно, представлять собой энергонезависимый носитель, который, в частности, пригоден для сохранения и/или распределения компьютерной программы. Считываемый компьютером носитель может представлять собой CD-ROM, DVD-ROM, оптический носитель хранения, твердотельный носитель или тому подобное, который поставляется вместе или как часть других аппаратных средств. Дополнительно или альтернативно этому, считываемый компьютером носитель хранения может также распространяться или реализовываться в другой форме, например, через сеть передачи данных, такую как Интернет или другая проводная или беспроводная телекоммуникационная система. Для этого считываемый компьютером носитель хранения может выполняться, например, как один или несколько пакетов данных.

Далее со ссылками на чертежи описываются дополнительные формы выполнения. Изображения на чертежах приведены в схематичном виде и без соблюдения масштаба. Если в следующем описании чертежей применяются одинаковые ссылочные позиции, то они обозначают одинаковые или сходные элементы.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает временную диаграмму измерительных интервалов двух датчиков.

Фиг. 2 показывает другую временную диаграмму измерительных интервалов.

Фиг. 3 показывает обзор примеров для возможных источников данных для самообучающихся датчиков.

Фиг. 4 показывает измерительную систему согласно форме выполнения.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа согласно форме выполнения.

Детальное описание форм выполнения

Фиг. 1 показывает временную диаграмму измерительных интервалов 105 датчика перед процессом самообучения, а также измерительные интервалы 106, при необходимости самообучающегося, датчика в течение или после вышеописанного процесса самообучения с интеллектуальным управлением мощностью.

График измерений 107 показывает характеристику зарегистрированных датчиком измеряемых данных (например, уровень наполнения, давление или расход) в зависимости от времени. В течение дней недели с понедельника по воскресенье уровень наполнения снижается, причем с послеобеденного времени в пятницу до утра в понедельник остается постоянным.

Датчик “без опыта” эксплуатируется по жестко заданной временной сетке, с постоянными временными периодами между отдельными измерительными интервалами 105. Это обеспечивает интенсивное энергопотребление и может иметь следствием регулярную, заблаговременную замену потребленных батарей или аккумуляторов. Это требует затрат на обслуживание или даже нового приобретения или новой установки датчиков, в случае, если замена накопителей энергии невозможна.

Посредством, при необходимости самообучающегося, процесса датчик обучается осуществлять измерения не по жестко заданной постоянной временной сетке, а всегда только в том случае, когда измерение представляется необходимым. Тем самым можно заметно сократить энергопотребление датчиков.

Таким способом может быть реализована не требующая частого обслуживания и энергосберегающая система датчиков (измерительная система) с самообучающимися, при необходимости, датчиками, причем каждый датчик получает собственные вычисленные или переданные данные управления мощностью, которые регулярно согласуются со средой измерений.

Измерительные интервалы 106 показывают, что датчик “с опытом” обучен измерять только в тех временных интервалах, в течение которых измеренные данные также изменяются, то есть график 107 имеет нарастание, а также равен нулю (потому что уровень заполнения падает). На интервалах плато измерения не производятся.

Фиг. 2 показывает другой пример для временного распределения измерительных интервалов. И здесь измеряют только в тех временных интервалах, в которых уровень наполнения снижается. Чем ниже уровень наполнения (особенно в пятницу), тем чаще выполняются измерения во время опустошения, чтобы избежать того, что резервуар будет работать вхолостую.

Измерения запускаются на интеллектуальных измерительных интервалах и при управлении мощностью.

Тем самым энергопотребление всей измерительной установки заметно снижается. По нерабочим дням, или, когда бак находится на опоре в хранилище для загрузки сыпучих материалов, не происходит никакого измерения.

Самообучающиеся, при необходимости, измерительные интервалы могут, например, генерироваться с помощью следующих данных:

Анализ собственных измеренных данных уровня наполнения (день, ночь, время пауз, содержимое бака (при полном баке меньше измерений), процесс опустошения (при малых отбираемых количествах меньше измерений));

Анализ измеряемых данных из комплекса датчиков;

Анализ с помощью внутренних или внешних датчиков (например, данные окружающей среды, положения или местонахождения);

Анализ с помощью внешних сигналов внешних исполнительных элементов (например, насоса), контроллеров или мобильных оконечных устройств;

Анализ заданных настроек или данных календаря (например, конец недели, праздничные дни, отпускной период на предприятии).

Датчик может быть сконфигурирован, чтобы самостоятельно обучаться оптимальным моментам времени для измерения с помощью опыта на основе анализа вышеуказанных данных.

Тем самым может увеличиваться время работы батареи и/или время службы датчиков.

Датчик, за счет своего процесса самообучения и все более продолжительного временного периода самообучения, становится все более интеллектуальным и эффективным в своем энергосбережении.

Может быть предусмотрено, что датчик при непредвиденных изменениях уровня наполнения автоматически соответственно согласует момент времени и длительность измерительного интервала, а также частоту измерений в этом измерительном интервале. Примером этого является временная работа по субботам. В последовательные субботы выполняется измерение, пока больше не будет происходить изменений в уровнях заполнения по субботам.

В частности, может быть предусмотрено, что опытные (эмпирические) значения датчика передаются на друге датчики клиента. Эмпирические значения датчика/датчиков могут сохраняться локально или децентрализованно в облаке для последующей обработки. Запуск измерения посредством интеллектуальных измерительных интервалов и управления мощностью может использоваться в автономных датчиках с накопителями энергии, а также в связанных кабелем датчиках. Датчики могут быть стационарно установленными или использоваться с изменением местоположения.

Модуль для генерации интеллектуальных измерительных интервалов и управления мощностью может быть постоянно встроен в датчик или использоваться в качестве расширения существующих измерительных установок.

Фиг. 3 показывает примеры возможных источников данных для, при необходимости самообучающегося, датчика 100.

Возможный источник данных, для которого доступные датчику данные, которые привлекаются для анализа, образуют собственные для датчика данные, такие как измеренные значения, информации о процессах опустошения и процессах заполнения.

Другим примером являются данные, имеющиеся во внешнем накопителе данных, например, в облаке. При этом речь идет, например, о записях календаря, данных календаря или данных других датчиков.

Другим примером являются данные и сигналы внешних исполнительных элементов (например, “насос работает” или “контроллер установки”).

Еще одним примером являются данные окружающей среды, такие как температура, ветер, дождь, снег.

Другим примером являются данные положения или местонахождения, такие как информация о том, расположен ли датчик горизонтально или вертикально, или резервуар лежит или стоит вертикально, или резервуар находится на площадке для оборудования или установлен в опоре.

Другим примером являются данные мобильных устройств, такие как присутствие обслуживающего персонала или сигнал запуска через приложение.

Фиг. 4 показывает измерительную систему с несколькими самообучающимися, при необходимости, датчиками 100, новым датчиком 300, управляющим блоком 101, который находится в одном из самообучающихся, при необходимости, датчиков, другим управляющим блоком 101, который находится вне самообучающихся, при необходимости, датчиков, а также центральным вычислительным блоком 200.

Вычислительный блок сконфигурирован, чтобы принимать данные всех датчиков и их централизованно оценивать. Кроме того, он также может быть сконфигурирован, чтобы собирать данные, описанные со ссылкой на фиг. 3, и совместно вводить их в анализ, чтобы для каждого датчика генерировать индивидуальные данные управления мощностью, которые затем могут передаваться на датчики. В частности, датчик 100 имеет радиомодуль 103, который применяется для передачи измеренных данных.

Автономные датчики 100 с модулями мобильной радиосвязи (модемами мобильной радиосвязи, чипами мобильной радиосвязи для “NB IoT”, “LTE M1” и т.д.) должны подключаться перед первой оправкой данных к сетевому провайдеру. При этом осуществляется соединение передачи данных и регистрация у соответствующего сетевого провайдера, через вышку мобильной радиосвязи. Пока устройство зарегистрировано в сети, нет необходимости в повторном подключении, за счет чего обеспечивается сбережение энергии. При этом радиомодуль 103 должен продолжительно снабжаться энергией, чтобы иметь возможность регулярно осуществлять коммуникацию с вышкой радиосвязи.

Если в течение продолжительного времени не требуется передача данных, радиомодуль может переводиться в режим энергосбережения (например, eDRX, PSM,….), благодаря чему требуемый ток радиомодуля может снижаться с миллиампер до нескольких микроампер. И в этом режиме отсутствует необходимость в новом подключении к сети мобильной радиосвязи.

В случае автономных датчиков, тем самым заметно повышается время работы батареи. В случае датчиков, снабжаемых энергией от сети (230 В) или через интерфейс (4-20 мА), снижается потребление мощности.

Если датчик 100 не требуется в течение очень длительного времени, является предпочтительным полностью деактивировать радиомодуль 103, чтобы экономить потребление тока в несколько микроампер в режиме энергосбережения. Тем самым, однако, перед отправкой данных необходимо снова регистрироваться в сети мобильной радиосвязи.

Автономные датчики чаще всего выполняют отправку данных по радиосвязи в жестко установленные моменты времени. Например, по рабочим дням каждые два часа с 8:00 часов до 16:00 часов. Ночью и в выходные, однако, отправки нет, или она выполняется лишь каждые восемь часов. Тем самым может быть предпочтительным отключать или деактивировать модуль мобильной радиосвязи на длительный период покоя.

Один или несколько следующих факторов могут привлекаться для принятия решения, какой из режимов энергосбережения используется или отключается. Не только текущее значение фактора, но и исторические/прежние значения, а также ожидаемые в будущем значения могут приниматься во внимание:

1. Предоставленные в распоряжение режимы энергосбережения (eDRX, PSM или ….)

2. Требуемая энергия в соответствующем режиме энергосбережения; она может измеряться/определяться или являться ожидаемым значением (по умолчанию).

3. Применяемая технология мобильной связи (NB-IoT, LTE-M1,…).

4. Желательное/запланированное время в режиме энергосбережения.

5. Максимально допустимая длительность в соответствующем режиме энергосбережения, пока снова должна состояться коммуникация (устанавливается сетевым провайдером).

6. Применяемый диапазон для коммуникации (известен ли применяемый диапазон? Число диапазонов, которые тестируются для подключения; различная потребляемая мощность для различных диапазонов).

7. Требуемая энергия для новой регистрации/подключения (измеряется при работе/определяется; ожидаемое значение (по умолчанию); для простоты, здесь может использоваться период времени для процесса подключения (измеряется или задается)).

8. Мощность передачи при подключении.

9. Качество приема дистанции мобильной связи.

10. Какой режим энергосбережения предпочтительнее для энергоснабжения? Является ли энергоснабжение рассчитанным или эффективным для сниженного электропотребления в режиме энергосбережения (кпд)? Может, например, предотвращаться пассивация литий-тионилхлоридной батареи?

11. Внешние влияния, такие как температура, нагрузка радиоканала, перемещение датчика и связанная с этим смена радиосоты. Движется ли датчик прямо? Перемещается ли датчик предположительно или с уверенностью?

Посредством перечисленных выше факторов можно также изменять выбор применяемого режима энергосбережения (eDRX, PSM и т.д.).

Таким образом, предложен способ для нахождения решения о выборе режима энергосбережения или деактивации модулей мобильной связи для оптимизации срока службы автономных датчиков или для сокращения потребления мощности при постоянно снабжаемых энергией датчиках.

Например, управляющий блок 101 программируется следующим образом: по рабочим дням с 8:00 часов до 16:00 часов данные пересылаются по мобильной радиосвязи каждые два часа. По рабочим дням с 16:00 часов до 8:00 часов данные отправляются каждые четыре часа. В выходные дни и праздничные дни ритм соответствует отправке данных через восемь часов.

Путем использования нескольких из вышеописанных факторов датчиком или управляющим блоком рассчитывается, что режим энергосбережения PSM в двухчасовом ритме энергетически обеспечивает преимущество. При четырехчасовом ритме устройство работает в режиме энергосбережения eDRX. С шестичасовой паузы передачи, радиомодуль деактивируется, чтобы экономить ток покоя в несколько микроампер.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа согласно форме выполнения. На этапе 501 осуществляется сбор множества данных. На этапе 502 эти данные централизованно анализируются (или они анализируются датчиком) и на этапе 503 на этой основе генерируются данные управления мощностью. Эти данные управления мощностью указывают команды для выбора режима энергосбережения радиомодуля из нескольких доступных режимов энергосбережения и/или для управления временами измерительных интервалов датчиков и/или для управления мощностью датчиков.

В дополнение следует указать, что термины “включающий в себя” и “содержащий” не исключают другие элементы или этапы, и формы единственного числа не исключают множественного числа. Кроме того, следует отметить, что признаки и этапы, которые были описаны со ссылкой на один из приведенных выше примеров выполнения, также могут применяться в комбинации с другими признаками или этапами других приведенных выше примеров выполнения. Ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не должны рассматриваться в качестве ограничений.

Использование: для генерации данных управления мощностью. Сущность изобретения заключается в том, что датчик с управляющим блоком сконфигурирован для анализа данных, доступных датчику, в частности измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью, причем данные управления мощностью выполнены для выбора режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения радиомодуля датчика и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика. Технический результат: обеспечение возможности снижения энергопотребления датчиков. 7 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Датчик (100) для генерации данных управления мощностью, содержащий:

управляющий блок (101), выполненный для анализа доступных датчику данных, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью;

радиомодуль (103), выполненный для передачи измеренных данных;

причем данные управления мощностью предназначены для выбора режима энергосбережения радиомодуля (103) из нескольких доступных режимов энергосбережения и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика,

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает энергию, требуемую при работе в режиме энергосбережения, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает максимально допустимую длительность в режиме энергосбережения до тех пор, когда вновь должна осуществляться коммуникация, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает энергию, необходимую для новой регистрации или нового подключения к коммуникационной сети, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает внешние влияния, такие как температура, нагрузка радиоканала или перемещение датчика.

2. Датчик (100) по п. 1,

причем несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя режим сбережения мощности, PSM.

3. Датчик (100) по любому из предыдущих пунктов,

причем несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя режим расширенного прерывистого приема, eDRX.

4. Датчик (100) по любому из предыдущих пунктов,

причем несколько доступных режимов энергосбережения включают в себя деактивацию радиомодуля (103).

5. Датчик (100) по любому из предыдущих пунктов,

причем управляющий блок (101) при анализе данных, доступных с датчика, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает частоту текущих измерений.

6. Управляющий блок (101) для датчика (100) для генерации данных управления мощностью, сконфигурированный для анализа данных, доступных датчику, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью;

причем данные управления мощностью предназначены для обеспечения выбора режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения радиомодуля (103) датчика и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика,

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает энергию, требуемую при работе в режиме энергосбережения, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает максимально допустимую длительность в режиме энергосбережения до тех пор, когда вновь должна осуществляться коммуникация, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает внешние влияния, такие как температура, нагрузка радиоканала или перемещение датчика, или

причем управляющий блок (101) при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывает энергию, необходимую для новой регистрации или нового подключения к коммуникационной сети.

7. Управляющий блок (101) по п. 6,

причем управляющий блок (101) расположен на расстоянии от датчика (100).

8. Измерительная система, сконфигурированная для автономной генерации данных управления мощностью для управления измерительными интервалами и для управления мощностью датчиков (100, 300), содержащая:

датчик (100) по любому из пп. 1-5;

управляющий блок (101) по любому из пп. 6 или 7 и/или вычислительный блок (200), соответственно сконфигурированный для сохранения данных управления мощностью и для дальнейшей передачи сохраненных данных управления мощностью на новый датчик (300) измерительной системы.

9. Способ для управления мощностью датчика (100) для генерации данных управления мощностью по любому из пп. 1-5, содержащий этап:

анализа данных, доступных датчику, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью;

причем данные управления мощностью предназначены для выбора режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения радиомодуля (103) датчика и/или для управления мощностью датчика,

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают энергию, требуемую при работе в режиме энергосбережения, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают максимально допустимую длительность в режиме энергосбережения до тех пор, когда вновь должна осуществляться коммуникация, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают внешние влияния, такие как температуру, нагрузку радиоканала или перемещение датчика, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают энергию, необходимую для новой регистрации или нового подключения к коммуникационной сети.

10. Способ для планирования измерительных интервалов датчика (100) для генерации данных управления мощностью по любому из пп. 1-5, содержащий этап:

анализа данных, доступных датчику, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью;

причем данные управления мощностью предназначены для выбора режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения радиомодуля (103) датчика и/или для управления временами измерительных интервалов датчика,

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают энергию, требуемую при работе в режиме энергосбережения, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают максимально допустимую длительность в режиме энергосбережения до тех пор, когда вновь должна осуществляться коммуникация, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают внешние влияния, такие как температуру, нагрузку радиоканала или перемещение датчика, или

причем при анализе доступных датчику данных, и при выборе режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения учитывают энергию, необходимую для новой регистрации или нового подключения к коммуникационной сети.

11. Считываемый компьютером носитель, на котором сохранен программный элемент, который, при выполнении на управляющем блоке (101) или вычислительном блоке (200) датчика (100), предписывает управляющему блоку или вычислительному блоку выполнять следующий этап:

анализ данных, доступных датчику, в частности, измеренных данных датчика, для генерации данных управления мощностью;

причем данные управления мощностью предназначены для выбора режима энергосбережения из нескольких доступных режимов энергосбережения радиомодуля (103) датчика и/или для управления временами измерительных интервалов датчика и/или для управления мощностью датчика.

12. Применение вычислительного блока (200) в измерительной системе (1000) по п. 8, для сохранения данных управления мощностью и для дальнейшей передачи сохраненных данных управления мощностью на новый датчик (300) измерительной системы.