Система дистанционного управления

Полезная модель относится к управляющим системам и может быть использована для мониторинга, регулирования и управления параметрами удаленных объектов. Система дистанционного управления включает блоки сигнала информации - датчики, центральный блок обработки сигнала информации, управления и анализа - блок управления, исполнительные блоки. Датчики связаны с центральным блоком управления. Центральный блок управления связан с датчиками и с исполнительными блоками. Исполнительные блоки связаны с технологическими исполнительными механизмами. Система дополнительно включает координатор и один или более вспомогательных блоков управления. Каждый вспомогательный блок управления связан проводной или беспроводной связью с одним или более датчиками и с одним или более исполнительными блоками. Датчики и исполнительные блоки выполнены в виде комбинированных сетевых элементов, включающих приемо-передатчик. 4 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к управляющим системам и может быть использована для дистанционного мониторинга, регулирования и управления параметрами объектов.

Известны системы контроля (мониторинга) различных параметров объектов. Например, известно устройство дистанционного контроля параметров микроклимата, содержащее блок контроля, преобразователи параметров датчиков температуры и влажности, датчики температуры и влажности, блоки индивидуальной идентификации, по одному на каждую пару датчиков температуры и влажности, которые содержат блок управления, порт связи, ОЗУ, ПЗУ, преобразователь сигналов в цифровой код и коммутатор (патент РФ 2208832). Данные, сохраненные в ОЗУ, обрабатываются (масштабирование, фильтрация и другие необходимые преобразования), а затем блок управления записывает их в порт связи. Порт связи кодирует данные и передает их по четырехпроводной линии связи в блок контроля.

Известное устройство позволяет успешно осуществлять мониторинг параметров микроклимата, но не обеспечивает автоматическое управление ими. Кроме того, наличие только проводной (четырехпроводной) связи ограничивает возможности устройства по дистанционному контролю.

Известны системы управления различными параметрами. Так, известна система дистанционного управления электроприборами, которая включает, по меньшей мере, один управляющий модуль для дистанционного управления, по меньшей мере, одним исполнительным модулем, при этом управляющий модуль включает микроконтроллер, управляющий беспроводным приемопередатчиком, индикатор и органы управления, связанные с микроконтроллером, причем управляющий модуль посредством приемопередатчика осуществляет обмен кодированными сигналами с исполнительным модулем; по меньшей мере, один исполнительный модуль, включающий приемопередатчик, посредством которого осуществляется обмен кодированными сигналами с управляющим модулем, микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем и технологические исполнительные механизмы (патент РФ 72100).

Известная система не позволяет осуществлять мониторинг параметров.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является известная система дистанционного управления, включающая блоки сигнала информации - датчики, связанные с центральным блоком обработки сигнала информации, управления и анализа - центральным блоком управления, который, с одной стороны, связан с датчиками, а с другой стороны - с исполнительными блоками, в свою очередь, связанными с технологическими исполнительными механизмами, (патент РФ 8491).

Известная система позволяет производить операции анализа поступающей информации, однако не может анализировать структуру сети, уровни сигнала между отдельными ее элементами, степень загруженности маршрутов и их частей и самостоятельно оптимизировать маршруты движения данных. Кроме того, система не позволяет осуществлять дистанционное управление значительно удаленных объектов.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание системы дистанционного управления, лишенной указанных недостатков.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в повышении актуальности данных мониторинга, оперативности дистанционного управления и надежности работы системы.

Указанный технический результат достигается тем, что система дистанционного управления, включающая блоки сигнала информации - датчики, связанные с центральным блоком обработки сигнала информации, управления и анализа - центральным блоком управления, который, с одной стороны, связан с датчиками, а с другой стороны - с исполнительными блоками, в свою очередь, связанными с технологическими исполнительными механизмами, отличающаяся тем, что дополнительно включает координатор и один или более вспомогательных блоков управления, причем вспомогательные блоки управления связаны проводной или беспроводной связью с одним или более датчиками и с одним или более исполнительными блоками, а датчики и исполнительные блоки выполнены в виде комбинированных сетевых элементов, включающих приемо-передатчик.

Центральный блок управления может быть связан с датчиками и исполнительными блоками как беспроводной, так и проводной связью. Центральный и вспомогательные блоки управления связаны между собой беспроводной или проводной связью.

Включение в систему координатора позволяет анализировать структуру сети, уровни сигнала между отдельными устройствами, задавать маршруты движения данных, степень загруженности различных маршрутов и их частей. В качестве координатора может быть использован, например, координатор ZigBee (ZigBeeCoordinator, ZC), который является координатором PAN. Функции, выполняемые ZC, зависят от топологии сети.

Дополнительно в систему могут быть включены маршрутизаторы или ретрансляторы. В качестве маршрутизатора может быть использован маршрутизатор ZigBee (ZigBeeRouter) - полнофункциональное устройство стандарта IEEE 802.15.4, которое не является координатором ZigBee, однако может быть координатором стандарта 802.15.4 и маршрутизатором сообщений между устройствами ZigBee и устройством, присоединяющим новые устройства к сети. Маршрутизаторы ZigBee способны выполнять функции и ретрансляторов между устройствами, расположенными слишком далеко друг от друга, чтобы взаимодействовать напрямую. Присоединение сетевых устройств ZigBee производится по принципу: родительское устройство присоединяет дочернее.

Использование в системе дистанционного управления перечисленных элементов обеспечивает надежность ее работы и повышает оперативность сбора и анализа данных, что, в свою очередь, повышает актуальность результатов мониторинга контролируемых параметров и эффективность управления ими.

Включение в систему дополнительно одного или более вспомогательных блоков управления, каждый из которых связан проводной или беспроводной связью с одним или более датчиками и с одним или более исполнительными блоками, и проводная или беспроводная связь центрального и вспомогательных блоков управления позволяет осуществлять мониторинг и управление параметрами значительно удаленных объектов, обеспечивает возможность взаимодействия различных стандартов проводной и беспроводной передачи радиосигнала.

Выполнение датчиков и исполнительных блоков в виде комбинированных сетевых элементов, включающих приемо-передатчик, таких как, например, модули ZigBee, позволяет сократить время выполнения цикла: получение сигнала, анализ информации, принятие оптимального решения, управляющее воздействие. Базовые функции комбинированных сетевых элементов определяются возможностями периферийных устройств.

Предлагаемой системе присуще также наличие единого информационного и адресного пространства, т.е. возможность блока управления обмениваться данными с любым элементом системы. Предпочтительно, в сети поддерживается адресация пространства RFC 1180 и обмен данными через Internet. Наличие вышеуказанных комбинированных элементов обеспечивает системе дистанционного управления полиполярность, т.е. возможность каждому устройству самостоятельно принять решение о необходимости передачи данных.

В качестве датчиков могут быть использованы различные известные устройства: стандартные датчики параметров - температуры, влажности, расхода, величины тока, а также такие датчики, как датчик движения на основе видеокамеры и пр.

Принципиальная схема предлагаемой системы аналогична схеме по прототипу.

Работа системы дистанционного управления может быть проиллюстрирована на примере дистанционного управления работой вентилятора.

Центральный блок управления принимает сигнал от датчиков и отправляет команды к исполнительным блокам в соответствии с установленным алгоритмом, а также, при необходимости, и к значительно удаленным исполнительным блокам через вспомогательные блоки управления. При этом работа каждого исполнительного блока описывается функцией от показаний датчиков. Вентилятор канального нагревателя включается, когда показания датчика температуры слишком высокие ИЛИ показания датчика влажности высокие ИЛИ включен канальный нагреватель. При этом одно и то же устройство может быть задействовано в различных частях алгоритма. Например, показания датчика температуры используются для собственно измерения температуры, для коррекции текущей влажности, для выявления события «пожар» и т.п. В соответствии с алгоритмом блок управления может выполнять не только простые действия по автоматизации, но и анализ поступающей информации (выделение событий), выработку прогнозов (например, через какое время при существующей динамике изменения температура достигнет заданной) и мотивированный выбор в условиях недостатка информации (например, есть ли необходимость вентиляции при имеющейся информации о высокой влажности н низкой температуре, но в отсутствии информации о температуре вне помещения). Указанный алгоритм хранится в ПЗУ самого блока управления и может быть изменен пользователем при подключении к нему локально (стандарты ZigBee, Bluetooth, WiFi, IR, RF, 316, 433, 868 MHz и др.), либо через Internet (при подключении блока управления через WiFi, GPRS, Lan и т.п.). Информация, содержащаяся в ПЗУ, может быть продублирована на выделенном сервере.

1. Система дистанционного управления, включающая блоки сигнала информации - датчики, связанные с центральным блоком обработки сигнала информации, управления и анализа - центральным блоком управления, который с одной стороны связан с датчиками, а с другой стороны - с исполнительными блоками, в свою очередь, связанными с технологическими исполнительными механизмами, отличающаяся тем, что дополнительно включает координатор и один или более вспомогательных блоков управления, причем вспомогательные блоки управления связаны проводной или беспроводной связью с одним или более датчиками и с одним или более исполнительными блоками, а датчики и исполнительные блоки выполнены в виде комбинированных сетевых элементов, включающих приемопередатчик.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный блок управления связан с датчиками и исполнительными блоками беспроводной связью.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный блок управления связан с датчиками и исполнительными блоками проводной связью.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный и вспомогательные блоки управления связаны между собой беспроводной связью.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что центральный и вспомогательные блоки управления связаны между собой проводной связью.