集成无线通信感测和监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种数据通信系统，该数据通信系统包括：能够安装至壳体的外壳，该外壳包括被构造成与该壳体之外的网络进行通信的收发器；能够附接至该外壳的监测装置，该监测装置提供与该壳体内的实时状况相关的数据；控制电子器件，该控制电子器件能够经由该收发器控制传感器数据通信；以及电源，该电源能够至少间歇性地为该收发器供电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成无线通信感测和监测系统
技术介绍
机器到机器通信对能源、通信和安全市场等等变得越来越重要。在那些工业中使用的监控和数据采集(SCADA)系统依靠来自远程定位的传感器的输入以正确地运作。SCADA系统也可输出信号以致动在现场的远程设备。该设备相当大的一部分位于壳体中和地下，而在这些位置之间提供无线通信可能是个挑战。用于定位壳体和地下事件或状况的当前方法仍是缓慢且劳动密集的。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，一种数据通信系统包括设置在壳体上的收发器，该壳体诸如地下、地面或地上壳体。该收发器包括外壳，该外壳能够安装至入口端口，其中收发器被构造成与壳体之外的网络通信。数据通信系统还包括设置在壳体中的监测装置，诸如传感器，该监测装置提供与壳体内的实时状况相关的数据。数据通信系统还包括控制电子器件以经由收发器控制传感器数据通信。在本专利技术的一个方面，数据通信系统还包括位于外壳内的电源，该电源用于为收发器供电。在另一方面，传感器检测以下项目中的至少一者：温度、易燃材料或燃烧副产品、机械应变、机械移动、湿度、土壤状况、压力、危害性大气环境、液体流、渗漏、部件寿命终止或寿命、人员存在、物理状态、光照水平和振动。在另一方面，收发器单元包括硬化型地上天线和无线电部件。在另一方面，收发器被构造成将传感器信息向上游发送至节点或地上的云服务器。在另一方面，传感器数据包括周期性状态通知和异步告警通知中的一者或多者。在另一方面，入口端口包括人孔盖。在另一方面，收发器外壳固定至人孔盖，并且收发器外壳的一部分延伸穿过形成于入口盖中的孔。在另一方面，延伸穿过形成于入口盖中的孔的收发器外壳部分与入口盖的顶部表面基本上齐平。在另一方面中，壳体包括地下保险库。在另一方面中，壳体包括地面或地上壳体。本专利技术的上述
技术实现思路
并不旨在描述本专利技术的每个例示的实施方案或每个具体实施方式。附图及其后的详细描述更特别地举例说明这些实施方案。附图说明在下文中，将引用非限制性示例并且参考附图对本专利技术进行部分描述，在附图中：图1为根据本专利技术的一个方面的数据通信系统的局部剖视图。图2为根据本专利技术的另一方面安装至人孔盖的数据通信系统的局部剖视图。图3A和图3B为根据本专利技术的其它方面的安装至电子器件机柜的数据通信系统的另一个视图。图4为根据本专利技术的另一方面的数据通信系统的侧视图。图5为根据本专利技术的另一方面的示例通信过程的流程图。虽然本专利技术可修正为各种修改形式和可替换的形式，但其具体形式已在附图中以举例的方式示出，并且将做详细描述。然而，应当理解，不旨在将本专利技术限制于所描述的特定实施方案。相反，其目的在于涵盖落入如由所附权利要求书所限定的本专利技术的范围之内的所有修改、等同形式和可替换的方案。具体实施方式在以下具体实施方式中，参考了作为本文组成部分的附图，并且在附图中以举例说明的方式示出了其中可实践本专利技术的具体实施方案。就这一点而言，方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“前端”、“向前”和“后端”等参考所描述的一个或多个附图的取向来使用。因为本专利技术实施方案的部件可以定位成多个不同取向，所以方向性术语用于说明的目的，并且不具有任何限制性。应当理解，在不脱离本专利技术范围的情况下，可利用其它实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的改变。因而，不能认为以下的详细描述具有限制意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求书限定。在本专利技术的一个方面，数据通信系统包括集成无线通信网络模块，该集成无线通信网络模块具有通信部件或网关、微控制器或微处理器单元、电源以及可内置于或附接至(通过接口连接器面板)壳体诸如IP68级壳体或设备机柜的电子器件。数据通信系统还可包括集成传感器和/或用于将一个或多个(附加的)传感器直接连接/附接至数据通信系统的端口或接口。任选地，数据通信系统还包括内置GPS功能。模块可被模制或机加工成能由热塑性塑料或其它类型的模制材料制成。集成数据通信系统被设计为模块化且灵活的系统，其能够根据需要连接多种类型的传感器。在一些方面，传感器可通过由数据通信系统接收的软件更新进行远程配置。在一个方面，集成数据通信系统包括传感器软件狗，该传感器软件狗可将传感器头部延伸至地下环境中的各种位置。在另一方面，集成数据通信系统包括可在地面延伸的传感器。此外，虽然集成数据通信系统可在壳体诸如人孔和保险库中操作，但是它也可为独立装置，可用于诸如监控交通、桥梁声学和灌溉测绘等各种应用中。具体地讲，在一个方面，收发器包括物理上稳健的天线和无线电部件。该天线/收发器可采集来自一个或多个监测装置/传感器的信号组合，该一个或多个监测装置/传感器提供关于环境、部件以及地下壳体内的其它状况的实时数据。收发器可与地上网络元件诸如无线接入点、移动无线电单元和私人无线电部件进行通信。收发器可设置或嵌入在凸起或齐平安装的结构中。另外，多个天线(例如，发射/接收WiFi、GPS、移动无线电等信号的天线)可设置在单一稳健结构中。图1示出本专利技术的一个方面，即数据通信系统100。在这一方面，数据通信系统100为地下数据通信系统。通信系统100设置在示例性地下壳体诸如地下保险库中。在该示例实施方式中，保险库包括多种电气设备。数据通信系统包括收发器140，其被构造成与壳体之外的网络进行通信。收发器140安装在外壳110内，该外壳能够安装至入口端口、壳体或设备机柜。外壳可包括盖或顶部部分115和底部部分118。数据通信系统包括天线147和无线电部件。数据通信系统还包括用于控制通信操作、内容和时间的微控制器或微处理器120。此外，数据通信系统还包括一个或多个监测装置或传感器130，其可集成在外壳内或者可经由独立的接口卡(参见例如图4)进行安装，该接口卡能够附接至外壳，提供与壳体内的实时状况相关的数据。作为全集成单元，数据通信系统还可包括电源(诸如电池、铁电装置、超级电容器、能量收集器或光伏装置)，以至少间歇性地为收发器140供电。在一个方面，收发器140可以模块化方式安装/设计以具有针对不同应用程序将各种附加传感器安装在多个封装中的灵活性。如图2所示，壳体或保险库可从地上经由包括人孔盖50的进口或入口端口55进入，该人孔盖可由金属或非金属形成，并可具有常规的圆形形状。在一个方面，人孔盖50可安装在入口端口55的环、框架或凸缘结构52上。此外，收发器140的外壳110的顶部部分(盖115)可被设计成与入口盖50的顶部表面基本上齐平。这样就降低了外部元件损坏收发器的风险。在一些方面，安装结构119可用于从壳体内部将数据通信系统100固定至人孔盖50。在这一方面，保险库可被构造为常常由电器设施、气体设施、水设施和/或其它设施使用的常规地下保险库。然而，在另选的方面中，数据通信系统100可用于另一类地下壳体或类似结构中，诸如人孔、地下室、地窖、凹坑、掩蔽所、管线或其它地下壳体。如上所述，数据通信系统还包括至少一个监测装置或传感器，该至少一个监测装置或传感器可监测保险库或位于保险库或设备机柜中的部件或设备的物理状况。此类状况将通常难以从地上或机柜之外采集或估计。如本文所述，数据通信系统可提供通信基础结构，以在服务技术人员不物理上进入保险库/机柜确定以那些状况的情况下将状况信息中继至地上/外部网络或SCADA。在一些情况下，数据通信系统可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据通信系统，包括：能够安装至壳体的外壳，所述外壳包括被构造成与所述壳体之外的网络进行通信的收发器；能够附接至所述外壳的监测装置，所述监测装置提供与所述壳体内的实时状况相关的数据；控制电子器件，所述控制电子器件经由所述收发器控制传感器数据通信；以及电源，所述电源在至少间歇性基础上为所述收发器供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.16 US 62/180,4171.一种数据通信系统，包括：能够安装至壳体的外壳，所述外壳包括被构造成与所述壳体之外的网络进行通信的收发器；能够附接至所述外壳的监测装置，所述监测装置提供与所述壳体内的实时状况相关的数据；控制电子器件，所述控制电子器件经由所述收发器控制传感器数据通信；以及电源，所述电源在至少间歇性基础上为所述收发器供电。2.根据权利要求1所述的数据通信系统，其中所述监测装置包括传感器。3.根据权利要求2所述的数据通信系统，其中所述传感器检测以下项目中的至少一者：温度、易燃材料或燃烧副产品、机械应变、机械移动、湿度、土壤状况、压力、危害性大气环境、液体流、渗漏、部件寿命终止或寿命、人员存在、物理状态、光照水平和振动。4.根据权利要求1所述的数据通信系统，其中所述收发器单元包括硬化型地上天线。5.根据权利要求4所述的数据通信系统，其中所述收发器单元还包括无线电部件。6.根据权利要求1所述的数据通信系统，其中所述收发器被构造成将聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：小埃内斯托·M·罗德里格斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US