專利名稱：用于對(duì)閥進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)流體流(特別是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)i殳施中的流體 流)進(jìn)行監(jiān)控和/或控制的設(shè)備和系統(tǒng)的領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉 及對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施中的閥的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的工業(yè)環(huán)境中，系統(tǒng)和設(shè)備必須以十年前難以想像的水 平運(yùn)行。全球竟?fàn)幷仁构I(yè)持續(xù)改進(jìn)處理操作、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn) 力、以及利用比以往更少的人力進(jìn)行生產(chǎn)。在工廠管理者尋求降低 操作和支持成本以及消除或最小化資金總額的方式時(shí)，生產(chǎn)設(shè)備必 須提供空前的可靠性水平、可利用性水平、以及可維護(hù)性水平。簡(jiǎn) 而言之，工業(yè)必須借助新措施來(lái)改善生產(chǎn)性能和安全性同時(shí)使成本 最'J 、化并延長(zhǎng)新老設(shè)備的工作壽命。
發(fā)現(xiàn)在每條處理線中都有大量的傳感器和傳動(dòng)裝置。它們中的 各個(gè)和每一個(gè)都需要數(shù)據(jù)傳送和電力電纜。電纜的使用對(duì)于工程師 和安裝來(lái)說(shuō)不僅成本高，而且還是處理線中最頻繁的故障源之一， 其中，相當(dāng)大量的傳感器和傳動(dòng)裝置處于移動(dòng)狀態(tài)或暴露于惡劣的
環(huán)境條件。因此，在現(xiàn)場(chǎng)i殳備水平下，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)真正存在與配 線有關(guān)的問題。
在過去十年中已經(jīng)找到其在大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用中的^f吏用方式的各 種現(xiàn)場(chǎng)總線沒有改變這種狀況。傳感器和傳動(dòng)裝置仍經(jīng)由電線以星狀拓樸典型地連接到總線集中器，或者以雛菊花環(huán)結(jié)構(gòu)連接至總線。 然而，隨著電線老化，它們會(huì)石皮裂或有故障。4企查、測(cè)試、i文障查 找、維修、及替換電線需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)間、勞動(dòng)力及材料。如果電線 故障導(dǎo)致生產(chǎn)停工，則成本會(huì)迅速上升。
流體線(fluid line)被廣泛用于幾乎每個(gè)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)施中。 在這些線中流動(dòng)的流體一般通過閥設(shè)備來(lái)控制。由于球閥的簡(jiǎn)單結(jié) 構(gòu)和相對(duì)低的成本，球閥是流體控制中的關(guān)鍵元件。盡管在本申請(qǐng) 中使用了術(shù)語(yǔ)"球閥"，并且給出的實(shí)例全都具體涉及到球閥，但是 本發(fā)明并不僅僅局限于與該類型閥一起使用，而是可與任意類型的 工業(yè)閥一起4吏用。估計(jì)單在2004年中在世界范圍內(nèi)就賣出了 7000 萬(wàn)個(gè)尺寸在1/2，，至4"的工業(yè)球閥。有i午多具有多于1000個(gè)球閥的 典型的處理設(shè)施。盡管處理*捧作者有對(duì)5求閥進(jìn)4于監(jiān)控的非常強(qiáng)的愿 望和需求，但是鑒于配線和維護(hù)所涉及的成本和復(fù)雜性，工業(yè)企業(yè) 生產(chǎn)i殳施中的約80%的^^閥仍未受到電監(jiān)控。
如果可提供i殳施中全部或大多數(shù)球閥狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，則處理 上的控制會(huì)顯著提高。然而，如所說(shuō)的那樣，安裝用來(lái)監(jiān)控每個(gè)閥 的狀態(tài)的有線監(jiān)控盒是非常昂貴的。由于牽連到在處理線設(shè)施中布 線，用于每個(gè)受監(jiān)控有線球閥的估計(jì)成本都處于上千美元的范圍。 當(dāng)球閥監(jiān)控設(shè)備的線纜經(jīng)過輸送管時(shí)，或當(dāng)球閥監(jiān)控設(shè)備的線纜需 要受不銹鋼覆蓋層保護(hù)時(shí)，成本甚至變得更高。有時(shí)候，這種不銹 鋼覆蓋層保護(hù)會(huì)將成本提高10倍。這是工業(yè)傾向于犧牲監(jiān)控率的主 要結(jié)果的原因，即，通過只監(jiān)控設(shè)施中一'卜部分球閥， 一般只監(jiān)控 4皮看作在處理中關(guān)4建的那些J求閥。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種低成本的用于球閥的監(jiān) 控設(shè)備。
7本發(fā)明的另 一 目的在于4是供一種消除對(duì)非常昂貴的配線和維護(hù) 的需求的監(jiān)控設(shè)備。
本發(fā)明的又一 目的在于提供一種易于安裝到已安裝閥以及新閥 上并對(duì)它們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的用于球閥的監(jiān)控設(shè)備。
本發(fā)明的再一 目的在于提供一種相比于現(xiàn)有技術(shù)中的有線球閥 監(jiān)控設(shè)備來(lái)說(shuō)更可靠的監(jiān)控設(shè)備。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種能夠在多個(gè)類似設(shè)備的大網(wǎng)絡(luò)
內(nèi)工作和才喿作的用于J求閥的無(wú)線監(jiān)控i殳備。
本發(fā)明的再一 目的在于提供一種具有低電流消耗并因此相對(duì)少 地需要更換電池的用于J求閥的無(wú)線監(jiān)控設(shè)備。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種允許操作者檢索閥設(shè)備數(shù)據(jù) (諸如，閥標(biāo)識(shí)及狀態(tài)、軟件版本、配置、閥加工商、維護(hù)信息、 以及在操作期間接收到的任意存儲(chǔ)的數(shù)據(jù))并從短程通過手持設(shè)備 將該設(shè)備數(shù)據(jù)插入到該閥設(shè)備中的裝置。
本發(fā)明的再一 目的在于提供一種當(dāng)啟動(dòng)手控閥時(shí)將操作者標(biāo)識(shí) 插入到閥設(shè)備的能力。
本發(fā)明的再一 目的在于提供一種對(duì)閥設(shè)備進(jìn)行本地安裝并4交準(zhǔn) 而無(wú)需與控制室進(jìn)行通信的選項(xiàng)。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種即使在有噪聲的且被阻塞的鏈 路處仍產(chǎn)生非?？煽康臒o(wú)線通信的自恢復(fù)性能的網(wǎng)狀無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的另 一 實(shí)施例在于提供一種證實(shí)球閥狀態(tài)上所期望的改 變已經(jīng);故正確沖丸4亍的裝置。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將隨著后續(xù)描述而變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)設(shè)施中的閥進(jìn)行監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)
絡(luò)系統(tǒng)包括(a)多個(gè)閥監(jiān)控設(shè)備-VMD,每個(gè)監(jiān)控設(shè)備均被固定 到閥并包括(a.l)傳感器，用于感測(cè)閥的狀態(tài)；(a.2 )短程無(wú)線通 信單元，用于傳送傳感器所感測(cè)到的狀態(tài)，以及用于將所感測(cè)到的 狀態(tài)連同設(shè)備的標(biāo)識(shí)一起傳送到位于短程內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)閥設(shè)備讀 取器-VDR; (a.3)用于以不擾亂閥的正常操作的方式將設(shè)備固定到 所監(jiān)控的閥的才幾構(gòu)；以及(a,4)—個(gè)或多個(gè)VDR，用于接收從VMD 傳送的閥狀態(tài)和VMD標(biāo)識(shí)，并用于通過以太網(wǎng)通4言^1尋閥狀態(tài)和 VMD標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。
優(yōu)選地，短程通信使用從藍(lán)牙、WiFi、及ZigBee中選出的協(xié)議。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一個(gè)或多個(gè)手持才乘作者設(shè)備-OD， 用于當(dāng)手持操作者設(shè)備鄰近于所選VMD時(shí)觸發(fā)到所選VMD的短 程通信，/人而乂人所選VMD 4妄收狀態(tài)和標(biāo)識(shí)消息，用于乂人多個(gè)VMD 可選地收集這種消息，并用于稍后將所收集的一個(gè)或多個(gè)消息下載 到控制站服務(wù)器，或經(jīng)由短程通信將這種消息傳送到一個(gè)或多個(gè) VDR。
優(yōu)選地，VMD進(jìn)一步包4舌極短程通信單元，極短程通信單 元利用了低頻(LF)收發(fā)器和協(xié)議，該低頻收發(fā)器和協(xié)議用于接收 來(lái)自》文置在距VMD位置非常近范圍的一個(gè)或多個(gè)工業(yè)處理傳感器 的狀態(tài)和測(cè)量信息，并且用于將所接收到的工業(yè)處理傳感器的狀態(tài) 和測(cè)量信息包4舌在到一個(gè)或多個(gè)VDR的VMD傳送中。
優(yōu)選地，低頻極短程單元是雙向通信單元，并且其中，該系統(tǒng) 進(jìn)一步包括 一個(gè)或多個(gè)手持操作者設(shè)備-OD,用于當(dāng)手持操作者i殳備鄰近于所選VMD時(shí)觸發(fā)所選VMD的^f氐頻4及短禾呈通信，乂人而 從所選VMD接收狀態(tài)和標(biāo)識(shí)信息，OD從一個(gè)或多個(gè)VMD中收集 這種消息，并稍后將所收集的一個(gè)或多個(gè)消息下載到控制站服務(wù)器。
優(yōu)選地，每個(gè)VMD均是電池操作的。
優(yōu)選地，附力。4幾構(gòu)包括U形4侖廓。
優(yōu)選地，傳感器是基于光學(xué)的傳感器。
優(yōu)選地，傳感器基于電位計(jì)。
優(yōu)選地，傳感器基于可變電容器。
優(yōu)選地，傳感器基于固定到閥桿的》茲體和VMD內(nèi)部的霍爾i殳 備，霍爾設(shè)備通過測(cè)量磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)該磁體變化的磁通來(lái)測(cè)量角坐標(biāo)。
優(yōu)選地，周期性地、或在事件時(shí)、或通過經(jīng)由VDR來(lái)自控制 中心或來(lái)自操作者設(shè)備OD的短程的請(qǐng)求時(shí)，執(zhí)行VMD的狀態(tài)傳 送。
優(yōu)選地，OD用作單i 兆認(rèn)證中心(Single HOP Trust Center ),允 許一 VMD進(jìn)入到系統(tǒng)中或允許第三方i殳備進(jìn)入到i殳施網(wǎng)絡(luò)中。
優(yōu)選地，OD用作單跳i人i正中心，允許選自VMD、 VDR、 OD 或處理傳感器的第三方設(shè)備進(jìn)入到系統(tǒng)中。
優(yōu)選地，OD經(jīng)由非安全的、低傳送功率的單跳消息允許VMD 進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中，該消息包括網(wǎng)絡(luò)的密鑰。
優(yōu)選地，OD經(jīng)由非安全的極短程的低頻傳送允許VMD進(jìn)入 到網(wǎng)絡(luò)中，該傳送包括網(wǎng)絡(luò)的密鑰。優(yōu)選地，OD經(jīng)由一組極短程變化口令關(guān)鍵字允許第三方設(shè)備 進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中，這些關(guān)鍵字中的最后一個(gè)關(guān)鍵字是網(wǎng)絡(luò)的密鑰。
優(yōu)選地，除非被用作單跳認(rèn)證中心的OD批準(zhǔn)，否則沒有設(shè)備 能4皮允許進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中。
優(yōu)選;也，VDR經(jīng)由LAN或無(wú)線LAN直4妄連4妄到以太網(wǎng)。
優(yōu)選地，利用與ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址相對(duì)應(yīng)的給定IP地址經(jīng)由以 太網(wǎng)通過服務(wù)器訪問每個(gè)VDR。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于對(duì)球閥的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備，該 設(shè)備包括(a)傳感器，用于感測(cè)閥的狀態(tài)；(b)短程無(wú)線通信單 元，用于4妾收傳感器所感測(cè)到的狀態(tài)，并用于將所感測(cè)到的閥的狀 態(tài)連同i殳備的標(biāo)識(shí)一起傳送到位于短禾呈內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)"l妄收i殳備； 以及(c )用于以不擾亂球閥的正常操作的方式將設(shè)備附加到所監(jiān)控 的;求閥的4幾構(gòu)。


在附圖中
圖1示出了典型的現(xiàn)有^支術(shù)^求閥；
圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括閥監(jiān)控設(shè)備(Valve Monitoring Device,簡(jiǎn)牙爾VMD)的典型3求閥；
圖3示出了 VMD的沖匡圖4示出了測(cè)量具有IR LED和光電二極管的閥桿的角坐標(biāo)的 概念；圖5示出了4艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于監(jiān)控^求閥的系統(tǒng)；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作者設(shè)備；
圖7示出了利用附加于閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)式磁鐵以及測(cè)量磁通并因此 測(cè)量閥的角坐標(biāo)的霍耳設(shè)備進(jìn)行的非接觸式方法；
圖8示出了各種無(wú)線傳感器利用LF通信與VMD進(jìn)行通信的 孩史型網(wǎng)纟各布局；
圖9示出了 VMD的流考呈圖10示出了 LF通^f言的示例性順序表。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了典型的J求閥1 (諸如，廣泛用于控制流體流的工業(yè) 中的球閥)的結(jié)構(gòu)。這種典型的球閥一般尺寸在1/2"到4"。 J求閥安 裝在流體線的兩個(gè)部分之間，并主要用作打開/關(guān)閉流開關(guān)。球閥1 主要具有空心部2、入口 3及出口 4、用于手動(dòng)打開和關(guān)閉閥的4巴手 5。如所說(shuō)的，現(xiàn)有技術(shù)還沒有提供可靠的且易于安裝和維護(hù)的用于 對(duì)球閥狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的無(wú)線的且低成本的設(shè)備。而且，現(xiàn)有技術(shù)還 沒有提供任何以低成本、易于安裝和維護(hù)并且可靠的方式來(lái)對(duì)大量 工業(yè)球閥進(jìn)行監(jiān)控的無(wú)線裝置。
本發(fā)明提供了 一種球閥監(jiān)控設(shè)備，其解決了主要對(duì)電監(jiān)控設(shè)施 球閥狀態(tài)的工業(yè)形成重大負(fù)擔(dān)的現(xiàn)有技術(shù)中的絕大部分不足。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，短程無(wú)線球閥監(jiān)控設(shè)備(下文中 "MD")被安裝在位于工業(yè)設(shè)施內(nèi)的流體線上的球閥上。優(yōu)選地， 該監(jiān)控設(shè)備是附加設(shè)備，即使當(dāng)現(xiàn)存的典型球閥在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該監(jiān)控
12設(shè)備仍適于容易地安裝在所述J求閥上。圖2a和2b示出了這種附加 設(shè)備的兩種不同的視圖。最初，U形支撐元件通過一個(gè)或多個(gè)螺絲 13凈皮附加于5求閥的現(xiàn)有主體上。監(jiān)控i殳備11通過任意傳統(tǒng)裝置核: 附加于支撐元4牛12的頂部。以這種方式，支撐單元12和監(jiān)4空i殳備 11不會(huì)擾亂球閥的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。閥監(jiān)控i殳備(下文中VMD) 11包括 用于讀取球閥狀態(tài)的傳感器(圖2a和2b中未示出)，和通信單元(未 示出)，通信單元用于周期性地或在i青求或事件時(shí)將^求閥狀態(tài)和 VMD的標(biāo)識(shí)號(hào)傳送到處于該VMD的傳送范圍內(nèi)的另一i殳備。該另 一短程i殳備可以是閥i殳備讀取器(Valve Device Reader )——VDR, 這將在后續(xù)描述中詳細(xì)闡述。
根據(jù)本發(fā)明，多個(gè)這種監(jiān)控設(shè)備被安裝在設(shè)施內(nèi)的球閥上以形 成網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備4皮沖是供有無(wú)線的短程通信單元，通信單元利 用諸如藍(lán)牙、ZigBee、或WiFi的短程無(wú)線協(xié)議與其他設(shè)備、或者一 個(gè)或多個(gè)中央單元進(jìn)4亍通信。
下表總結(jié)了這三個(gè)協(xié)議的一些主要特性:
WiFi藍(lán)牙ZigBee
范圍~濯m~ 10 m-30 m~ 10 m-畫m
數(shù)據(jù)率2-11 Mbps1 Mbps0.25 Mbps
調(diào)制DSSS跳頻DSSS
功耗中間低超低
尺寸較大較小最小
成本/復(fù)雜性較高中間非常低
13已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于本發(fā)明的目的來(lái)說(shuō)，ZigBee協(xié)議是最優(yōu)選的。 ZigBee是無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)以868 MHz、 902-928 MHz、及2.4 GHz 操作的規(guī)范。利用ZigBee，該網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可以以高達(dá)250 Kbps 的速度進(jìn)4亍通信而同時(shí)在典型環(huán)境中以高達(dá)100米的3巨離且在理想 環(huán)境中更大的距離在物理上分開。ZigBee基于電氣和電子工程師標(biāo) 準(zhǔn)化委員會(huì)(IEEE-SA )批準(zhǔn)的802.15.4頭見范。ZigBee在占空比4氐 的應(yīng)用中提供了高數(shù)據(jù)吞吐量。這使得ZigBee對(duì)于用于監(jiān)控球閥的 本發(fā)明i殳備來(lái)說(shuō)是理想的。因此本發(fā)明的監(jiān)控i殳備可以在低功率水 平下工作，并且這與 <氐占空比結(jié)合起來(lái)轉(zhuǎn)化為4交長(zhǎng)的電池壽命。 ZigBee還與大多數(shù)拓樸(包括對(duì)等網(wǎng)、星狀網(wǎng)、及網(wǎng)狀網(wǎng))兼容并 可以在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中處理高達(dá)65,000個(gè)i殳備。
存在多種可以通過本發(fā)明的VMD執(zhí)行^求閥狀態(tài)讀取的方式。 在圖2b的示例性實(shí)施例中，小閥監(jiān)控設(shè)備(VMD) ll被外部固定 于閥才示準(zhǔn)ISO法蘭113。 VMD是電池供電的(典型;也約5年的電;也 壽命)并利用無(wú)線802.15.4/ZigBee 2.4 GHz協(xié)議將消息無(wú)線發(fā)送到 VMD 11或接收來(lái)自VMD的消息。VMD軸115通過U形支架17 尋皮緊固于閥桿16以將桿16的旋轉(zhuǎn)傳遞給VMD 11。與VMD 11相 關(guān)聯(lián)的4專感器測(cè)量VMD軸115的角坐標(biāo)，即，其測(cè)量4干16在角度 上相對(duì)于閥法蘭113的角坐標(biāo)。
在VMD感測(cè)到控制桿15的移動(dòng)之后，以及還可能每隔預(yù)定時(shí) 間(例如，15分鐘)，VMD才艮告閥的狀態(tài)。額外的傳感器也可以包 才舌在VMD i殳備11中。以這種方式，VMD溫度、VMD電池狀態(tài)、 及其他功能參數(shù)可以利用每條VMD消息被傳送。
圖3 4皮露了 VMD 11的示例性4醫(yī)圖。角坐標(biāo)傳感器111測(cè)量閥 桿115的角坐標(biāo)。處理器123接收角坐標(biāo)傳感器111所測(cè)量到的角 坐標(biāo)，并且處理器還可以可選地4妄收其他^t據(jù)，諸如來(lái)自溫度傳感 器(未示出)的閥溫度、電池剩余能量115、及來(lái)自包括LF收發(fā)器501 (下文中，"LFT"，圖3中未示出)的LF通信單元125的其他 感測(cè)lt據(jù)，這將在下文中更詳細(xì)地闡述。處理器123將所要無(wú)線傳 送的數(shù)據(jù)傳遞到ZigBee協(xié)議管理器116,該管理器接下來(lái)以適當(dāng)順 序安排lt據(jù)、如該領(lǐng)域中通常那才羊地添加協(xié)i義內(nèi)務(wù)處理字節(jié)、并且 它還利用ZigBee閥設(shè)備讀取器(VDR)(未示出)管理雙向通信。 ZigBee收發(fā)器117如所安排的接收信號(hào)，并經(jīng)由天線118發(fā)送RF 信號(hào)。 一個(gè)接收到的信號(hào)可以是經(jīng)由天線118接收到收發(fā)器117的， 該收發(fā)器^r測(cè)該信號(hào)，然后該信號(hào)經(jīng)由協(xié)議管理器116^^皮傳送到處 理器123。
仍然參照?qǐng)D2b,可以以多種方式完成閥4干16的角坐才示的感測(cè)。 在第一實(shí)例中，軸115被直接地或通過齒輪驅(qū)策附加到電位計(jì)，并 且該電位計(jì)的位置提供了到閥桿16的角坐標(biāo)的指示。
在又一實(shí)施例中，控制桿15的狀態(tài)讀取可以按照?qǐng)D4中所示的 那樣可選地執(zhí)行。例如，發(fā)光二極管150通過狹縫130向鼓127發(fā) 射光，并且通過光電二極管151檢測(cè)來(lái)自鼓127的反射光(該反射 光也通過狹縫130 )。鼓127具有逐漸改變寬度的反射表面128。相 對(duì)于感測(cè)設(shè)備的反射表面128的寬度影響了來(lái)自鼓127的反射光的 量，并因此指示的控制桿15的角坐標(biāo)a?？商鎿Q地，不改變反射表 面128的寬度，逐漸改變灰度等級(jí)的該表面可以指示位置。在又一 實(shí)施例中，可以通過中軸附力口于軸115的可變電容器來(lái)測(cè)量該角坐 標(biāo)。
在圖7中，示出了一種測(cè)量閥桿的角坐標(biāo)的非接觸式配置。在 該配置中，盤狀磁體301被固定于轉(zhuǎn)動(dòng)的閥桿302上?；魻栃?yīng)設(shè) 備303 ^皮安裝在VMD內(nèi)部。轉(zhuǎn)動(dòng)該》茲體導(dǎo)致與霍爾i殳備表面共面 以偵 磁通306隨著該》茲體的S走轉(zhuǎn)而改變。這允i午具有正確/磁電路的 霍爾效應(yīng)設(shè)備303解碼從0至360度的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)(角度)位置。霍 爾效應(yīng)設(shè)備將信號(hào)304傳遞到處理器，該信號(hào)與閥桿302相對(duì)于閥體的角坐標(biāo)成比例。這種霍爾設(shè)備在該工業(yè)中是普通的并可以從許
多經(jīng)銷商獲得。由于這種磁通穿透塑料，所以不需通過VMD體305 的才妄觸;就完成了該測(cè)量。
圖5披露了整個(gè)系統(tǒng)的框圖。閥監(jiān)控設(shè)備(VMD) 11將數(shù)據(jù) 廣播給安裝在處理線中的閥設(shè)備讀取器(VDR) 18。
圖5披露了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于監(jiān)控球閥狀態(tài)的系統(tǒng)的一 般結(jié)構(gòu)。該系鄉(xiāng)充包4舌多個(gè)無(wú)線VMD 11，它們:帔附加于各個(gè)J求閥。 每個(gè)VMD周期性地、或者在請(qǐng)求時(shí)或事件時(shí)以ZigBee協(xié)議將其狀 態(tài)傳送鄉(xiāng)會(huì)閥讀耳又i殳備18 (下文中VDR)，閥讀耳又i殳備《立于距VMD 不超過50米的范圍中。VDR 18可以利用ZigBee協(xié)i義與一個(gè)或多 個(gè)VMD 11進(jìn)4亍通4言。在該i殳施內(nèi)可以有多個(gè)VDR 18,每個(gè)VDR 彼此通信或經(jīng)由以太網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)/個(gè)人網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(PAN )25進(jìn)行通信。 每個(gè)VDR18通過配線，或利用無(wú)線LAN,或利用將接收到的消息 轉(zhuǎn)發(fā)給又一 VDR 18的另一 VDR 18作為路由器，，連接到現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。
一個(gè)VDR 18和另 一個(gè)之間的距離優(yōu)選地不超過100 m。 VDR 至VDR通信的擴(kuò)展范圍是由于相比于收發(fā)器VMD類似元件，VDR 發(fā)射器的更高RF功率、VDR接收器的更好噪聲系數(shù)、及VDR上 的更高增益天線。 一個(gè)或多個(gè)VDR 18經(jīng)由以太網(wǎng)(LAN或無(wú)線 LAN )連接到設(shè)施的監(jiān)控站20以及經(jīng)由網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器25和網(wǎng)絡(luò)集線 器19連接到服務(wù)器21。
ZigBee協(xié)議限定了兩種類型的設(shè)備，全功能設(shè)備(FFD)和精 簡(jiǎn)功能i殳備(RFD)。 FFD包含一整套的ZigBee月良務(wù)并因此最適于 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器25或VDR18。 VMD優(yōu)選地采用RFD, RFD包含 了 一套精簡(jiǎn)的服務(wù)，事實(shí)上這可以顯著地降低每個(gè)VMD的成本。根據(jù)本發(fā)明可以使用可利用ZigBee的各種拓樸?？捎玫牡谝煌?樸是星狀的，該拓樸用額外FFD或RFD的集合圍繞一個(gè)全功能詔: 備(FFD)來(lái)形成，其中，全功能設(shè)備(FFD)指定用作網(wǎng)絡(luò)集線 器的網(wǎng)關(guān)/PAN協(xié)調(diào)器25，額外的FFD或RFD將所接收到的消息傳 遞給系統(tǒng)服務(wù)器。在這點(diǎn)上，網(wǎng)關(guān)/PAN協(xié)調(diào)器25通過無(wú)線ZigBee 信道接收消息并通過以太網(wǎng)信道將消息轉(zhuǎn)發(fā)鄉(xiāng)會(huì)系統(tǒng)的月良務(wù)器21。如 果VDR 18通過線纜或通過WiFi連^^妄到網(wǎng)絡(luò)集線器(在這種情況下， 網(wǎng)關(guān)/協(xié)調(diào)器25)，每個(gè)VDR都可以以該模式在網(wǎng)絡(luò)上工作。然而， 只有一個(gè)VDR 18可以用作存儲(chǔ)所有網(wǎng)絡(luò)路由表的PAN協(xié)調(diào)器25。
盡管在網(wǎng)絡(luò)中的某處需要PAN協(xié)調(diào)器25來(lái)存儲(chǔ)路由表，但是 可以使用的第二拓樸使得能夠進(jìn)行對(duì)等通信而不直接涉及指定的網(wǎng) 絡(luò)協(xié)調(diào)器25。該拓樸允許在難以布置網(wǎng)絡(luò)線纜的地方安裝無(wú)線VDR 18 (然而，DC功率必須乂人本地源傳遞給讀耳又器)，并且VDR 18利 用ZigBee無(wú)線信道根據(jù)路由表將其從各種VDM ll接收到的消息轉(zhuǎn) 發(fā)給一個(gè)或多個(gè)其他VDR 18 (它們有線連接到網(wǎng)絡(luò)集線器19 )。
不管所采用的網(wǎng)絡(luò)類型如何，才艮據(jù)本發(fā)明每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備優(yōu)選地 采用載波偵聽多路訪問-碰撞避免(CSMA-CA)協(xié)i義以當(dāng)不同地多 個(gè)同時(shí)傳送發(fā)生時(shí)避免浪費(fèi)的碰撞。
CSMA-CA協(xié)議基于ZigBee RF信道的共享屬性。無(wú)論何時(shí)當(dāng) 兩個(gè)或多個(gè)發(fā)送者在信道上同時(shí)起作用時(shí)，由于石並撞和它們的相互 干擾，它們中的任一個(gè)成功發(fā)送消息的概率降低。在ZigBee RF環(huán) 境中，大量的實(shí)際干擾依賴于多個(gè)竟?fàn)幍陌l(fā)送機(jī)的位置，但是對(duì)于 發(fā)送設(shè)備來(lái)說(shuō)位置信息不是可得的。避免信道中的碰撞的一個(gè)方式 是首先監(jiān)聽并只在信道暢通的情況下才傳送。載波偵聽確保了對(duì)暢 通信道的訪問，從而降低了碰撞的概率。以這種方式，更加全面利 用了信道能力。ZigBee采用了簡(jiǎn)單的完全握手協(xié)議以確^呆可靠的凄t據(jù)轉(zhuǎn)移和 良好的力良務(wù)質(zhì)量。除了廣播幀和確^人幀之外，可以對(duì)所4妄收到的每 個(gè)幀進(jìn)行確認(rèn)以使發(fā)送設(shè)備確信其消息真的被接收到。如果發(fā)送設(shè) 備未接收到所請(qǐng)求的確認(rèn)幀，則重復(fù)所發(fā)送的整個(gè)幀。為了檢測(cè)消 息是否已被正確接收到，優(yōu)選地利用循環(huán)冗余4全驗(yàn)(CRC)。該消息 比特被當(dāng)作長(zhǎng)二進(jìn)制數(shù)對(duì)待并被相對(duì)較大的素?cái)?shù)除。該除法的商被 丟棄，并且在接收機(jī)處執(zhí)行利用該素?cái)?shù)的除法的余數(shù)，并且匹配表 示未破壞通信的高概率。
該系統(tǒng)中所采用的通信利用自恢復(fù)性能技術(shù)。如果因?yàn)槿魏卧?因特定VMD 11通過某些VDR到網(wǎng)關(guān)25之間的通信鏈路惡化，則 系統(tǒng)將選擇乂人該VMD到網(wǎng)關(guān)的另一^各由，通過其他VDR 18以采 用更好的通信水平以確?？煽康貙?shù)據(jù)從VMD 11傳遞到網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明的系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)才喿作者設(shè)備31 (下文 中OD)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作者設(shè)備。操作者設(shè)備 31可以是例如PDA，或類似的具有顯示器、處理單元、存儲(chǔ)器、及 用于諸如ZigBee協(xié)議的短程通信或低頻(LF)極短程磁性通信的 通信單元的手持設(shè)備。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，VMD 11可以進(jìn)一步包括LF通信單 元125 (圖3中所示)。LF通信單元125允許OD 31和VMD 11之
間的極短程(幾米)雙向通信。此外，該通信可以用于接收來(lái)自如 圖8所示的VMD附近所;改置的處理傳感器的it據(jù)?！絽O(shè)該通信在 處理傳感器中以及在VMD中消耗非常小的功率。由于LF通信是磁 性通信，其隨1/R3 (R是范圍)衰減，LF通信的范圍是幾米，因此 與其他VMD產(chǎn)生非常小的干涉。OD31被設(shè)施的操作者所使用，用于接收任務(wù)、存儲(chǔ)它們、并 用于通過與VDR 18進(jìn)4亍通信向主系統(tǒng)報(bào)告更新。以下是操作者i殳 備31的操作方式的實(shí)例。
階段l
-在控制室中發(fā)起命令-"關(guān)閉閥弁C24"。
-該命令通過ZigBee發(fā)送到OD 31并^皮顯示在OD的顯示器 上。OD31發(fā)送接收的技術(shù)確認(rèn)。
畫操作者必須通過按下ACK在其OD 31上確認(rèn)接收。
階段2
-操作者將其OD 31帶到閥弁C24附近并按下VD按鈕(以將 操作者ID轉(zhuǎn)移至VD )。該消息也被VDR接收并被存々者。
-操作者斷開閥弁C24。
-閥設(shè)備31將狀態(tài)改變發(fā)送給包括操作者ID的VDR/控制室。
通過按下滾動(dòng)按鈕，操作者可以通過他最后的動(dòng)作滾動(dòng)他的 OD31顯示器。
OD還可以用于監(jiān)控閥的精確狀態(tài)而無(wú)需處于控制室，以監(jiān)控 閥的^[立置。
OD還可選地用作安裝和^_準(zhǔn)工具。在VMD ^皮安裝在閥上(在 現(xiàn)場(chǎng))之后，閥被設(shè)置到0度而OD也被設(shè)置到0度并且該信息被 反饋給VMD。在90度處重復(fù)同一處理。OD可以用于使特定的VMD與其所附加到的閥相關(guān)聯(lián)。操作 者必須爿尋閥的ID記錄(punch)到其OD上并且該4言息#皮反々貴至 VMD。 乂人這點(diǎn)上，VMD凈艮告其ID以及其所附力o到的閥的ID。
在本發(fā)明的另一變化中，OD31用作"單跳認(rèn)證中心"。
OD 31可以用于允許特定VMD進(jìn)入到ZigBee網(wǎng)全各中。可以通 過ZigBee發(fā)送或優(yōu)選地通過LF消息直接提供準(zhǔn)入口令。在最后的 情況中，不可犧4生工廠ZigBee網(wǎng)絡(luò)口令。
OD還可以用于允許第三方設(shè)備(下文中"TPD")進(jìn)入到ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中?？梢灾?妄地或優(yōu)選地按照以下方式通過一組變4匕的隨才幾口 令提供準(zhǔn)入口令
1. OD在同一網(wǎng)絡(luò)物理信道中建立私有安全網(wǎng)絡(luò)，允許不安全 的力口入；
2. TPD加入OD私有網(wǎng)絡(luò)并4妄收網(wǎng)絡(luò)關(guān)4建字；
3. OD向TPD發(fā)送私有消息，請(qǐng)求TPD將其網(wǎng)絡(luò)口令改為新的 隨才幾選l奪的口令；
4. TPD切換(toggle)到新的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵字；
5. OD切換到新的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵字；
6. 步驟3至步驟5被重復(fù)若干次；
7. OD通過向TPD發(fā)送工廠網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵字而允許TPD進(jìn)入到工廠網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的VMD可以將命令傳遞給 傳動(dòng)裝置，接下來(lái)傳動(dòng)裝置附加到閥。這種傳動(dòng)裝置在本領(lǐng)域是已 知的。VMD和中央計(jì)算才幾之間的雙向通信允許通過沿著PC向VMD 的鏈路發(fā)送命令之后命令被傳遞給傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能性。在這 種情況下，VMD被用于確定遠(yuǎn)程傳動(dòng)閥的狀態(tài)，因此傳動(dòng)閥和網(wǎng) 關(guān)之間的整個(gè)通信是無(wú)線的。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，本發(fā)明的VMD被安裝在任意傳動(dòng) 閥上，通過配線乂人控制室命令該傳動(dòng)i殳備，然而，通過無(wú)線鏈^各來(lái) 提供該傳動(dòng)閥狀態(tài)的監(jiān)控。這通過消除監(jiān)控配線而部分簡(jiǎn)化了安裝。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，OD和VMD之間的LF通信采用孩史 型網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供VMD附近的傳感器和VMD之間的短程通信。圖8 示出了閥l,該閥頂部上有VMDll， VMD與閥附近的各個(gè)傳感器 201進(jìn)行通信。VMD 11和傳感器201之間的通信是雙向低頻通信 203。 OD 31也是與VMD 11進(jìn)行通信的設(shè)備之一。OD ( 31 )也具 有ZigBee通信模塊202，該通信模塊使得OD能與該網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu) 通信。每個(gè)傳感器201通過其物理傳感器收集數(shù)據(jù)(溫度、壓力、 流等)，并在預(yù)定時(shí)隙將其數(shù)據(jù)發(fā)送給VMD 11。該LF傳送203喚 醒VMD 11電子器件，接下來(lái)電子器件對(duì)接收到的LF數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理并通過ZigBee鏈路202將其轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)。圖9中示出了示例'I"生的VMD 11流禾呈圖。該VMD濟(jì)u禾呈圖的總 的循環(huán)開始于^f木眠模式400。可以通過以下方式之一來(lái)中斷該休眠1. 預(yù)定定時(shí)器中斷；2. 來(lái)自VDR收發(fā)器的服務(wù)請(qǐng)求(必須之前經(jīng)由來(lái)自O(shè)D31的 LF命令使能該收發(fā)器)；3. 在低頻收發(fā)器LFT通電的同時(shí)從LFT的進(jìn)入消息。預(yù)定定時(shí)器中斷可以以下之一1. 閥狀態(tài)需要#皮才企查401;2. 從系統(tǒng)服務(wù)器接收到的預(yù)定事件405，諸如a. 改變網(wǎng)全各口令；b. 開始軟件升級(jí)；c. 發(fā)送啟動(dòng)命令。一旦沖企查了閥狀態(tài)401,則VMD基于以下三個(gè)選擇進(jìn)行確定1. ^口果閥習(xí)犬態(tài)改變，貝'j ZigBee消息4皮編譯(3口之前提到的， 該消息包4舌閥角度、溫度、電池狀態(tài)等)并立即發(fā)送402。2. 如果閥狀態(tài)未改變，貝']VMD 11檢查從最后的閥狀態(tài)消息起 是否已經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間。如果是，則內(nèi)務(wù)處理消息4皮編i爭(zhēng)并凈皮立即 發(fā)送。3. 只要乂人最后的閥狀態(tài)起未經(jīng)過預(yù)定時(shí)間，則不發(fā)送狀態(tài)消息。VMD現(xiàn)在4企查L(zhǎng)FT狀態(tài)是否要改變(^f氐頻無(wú)線電以低占空比 工作以保存電池壽命)，并且如果是這樣的話，則其相應(yīng)地將電能切 換到LFT 403。一旦4丸4亍了這些步艱《，貝'J VMD 11回到Y(jié)木眠。VMD還可以通過來(lái)自VDR的月良務(wù)請(qǐng)求^皮喚醒。典型地，這意 味著收發(fā)器所接收到的進(jìn)入消息等待處理。VMD對(duì)該服務(wù)請(qǐng)求進(jìn) 行處理405,并且一旦完成，就回到Y(jié)木眠。VMD還可以凈皮來(lái)自LFT 406的進(jìn)入傳送所喚醒。VMD 4妄收該 消息，處理該消息，如果必要的話回復(fù)該消息，并回到^f木眠。VMD還可以^皮預(yù)定事件所喚醒。預(yù)定事件以消息的形式進(jìn)入， 該消息是從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或該網(wǎng)絡(luò)中的任意其他設(shè)備或該微型網(wǎng)絡(luò)上 的任意傳感器或傳動(dòng)裝置發(fā)送來(lái)的。該消息被處理并且將定時(shí)器事 件分配給該消息。 一旦所設(shè)置的定時(shí)器時(shí)間過去，貝'J VMD就被喚 醒以沖丸4亍它407。 一旦沖丸4亍完，VMD11就回到休眠。圖10中示出了描述LF通信的示例性順序表，包括外部設(shè)備510 (諸如處理傳感器201或OD31)、 LFT501、及處理器123之間的 交互。LFT501纟皮以低占空比啟動(dòng)以保存電池電力。 一旦通過VMD 通電502, LFT就以接收模式等待進(jìn)入的傳送。任何進(jìn)入的傳送必須經(jīng)過使能濾波器(enabling filter ) 503。 一 旦傳送經(jīng)過了使能濾波器503，則VMD就接收用于進(jìn)入消息的中 斷504;否則，4專送#1忽略。一旦接收到LF傳送，VMD就檢查消息的CRC。如果CRC失 敗，則編譯"CRC失敗消息"，否則，VMD對(duì)進(jìn)入的消息進(jìn)行處理 并編i斧相關(guān)回復(fù)。在發(fā)送回復(fù)之前，VMD檢查CCAS 505 (暢通信道評(píng)估——意 f朱著當(dāng)前沒有其他的在傳送)。如果信道暢通，則VMD發(fā)送回復(fù) 506。否則，VMD等^寺隨扭^豆時(shí)期并重新嘗"^式。在"通電時(shí)間，，計(jì)凄t器過去之后，VMD將LFT斷電507。在 接收到每個(gè)進(jìn)入傳送時(shí)，重新啟動(dòng)"通電時(shí)間，，計(jì)數(shù)器，以確保持 續(xù)連接到當(dāng)前與VMD通信的任意設(shè)備。在"斷電時(shí)間，，計(jì)凄t器過去之后，VMD將LFT通電。在斷電 時(shí)間期間，VMD不能接收任何進(jìn)入的LF消息。因此指示外部設(shè)備 重新嘗試發(fā)送同 一消息預(yù)定時(shí)間。該-微型網(wǎng)鄉(xiāng)各可以包4舌以下功能1. PDA功能a. 執(zhí)行VMD的初始設(shè)置、4交準(zhǔn)、ZigBee傳送使能(使得 一旦設(shè)備未安裝則可以保存相當(dāng)大的電池電力)；b. 分配一個(gè)設(shè)備-發(fā)送"LED閃光"命令；c. 執(zhí)行LF鏈路質(zhì)量檢查；d. 啟動(dòng)該」微型網(wǎng)絡(luò)中的外部傳感器和傳動(dòng)裝置；2. 傳感器功能a. 將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給VMD,以經(jīng)由ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一 步發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；b. 接收來(lái)自VMD的實(shí)時(shí)時(shí)鐘；c. 4妄收預(yù)定事件；3. 傳動(dòng)裝置功能a. 將狀態(tài)發(fā)送給VMD,以經(jīng)由ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)送給 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；b. 接收來(lái)自VMD的實(shí)時(shí)時(shí)鐘；c. 4妄收預(yù)定事件；d. 接收用于執(zhí)行的在線命令；如所示，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以監(jiān)控設(shè)施內(nèi) 的多個(gè)球閥的狀態(tài)以及本地物理傳感器。該系統(tǒng)包括無(wú)線元件，諸 如成本相對(duì)低且能容易地適于與現(xiàn)存的典型球閥 一起工作的VDR 和VMD。本發(fā)明的系統(tǒng)可以容易地安裝在現(xiàn)有的典型工業(yè)企業(yè)設(shè) 施內(nèi)，易于維護(hù)，包括低成本元件，并且非?？煽?。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)設(shè)施中的閥進(jìn)行監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括a.多個(gè)閥監(jiān)控設(shè)備-VMD，每個(gè)監(jiān)控設(shè)備均被固定到所述閥上并包括-傳感器，用于感測(cè)所述閥的狀態(tài)；-短程無(wú)線通信單元，用于傳送由所述傳感器感測(cè)到的狀態(tài)，并用于將所感測(cè)到的狀態(tài)連同所述設(shè)備的標(biāo)識(shí)一起傳送至位于所述短程內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)閥設(shè)備讀取器-VDR；-用于以不擾亂所述閥的正常操作的方式將所述設(shè)備固定到所監(jiān)控的閥上的機(jī)構(gòu)；以及-所述一個(gè)或多個(gè)VDR，用于接收從所述VMD傳送的所述閥狀態(tài)和VMD標(biāo)識(shí)，并用于通過以太網(wǎng)通信將所述閥狀態(tài)和所述VMD標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述短程通信使用從藍(lán)牙、WiFi 、及ZigBee中選出的協(xié)"i義。
3. 才艮據(jù)4又利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包4舌 一個(gè)或多個(gè)手持操作者設(shè)備-od，用于當(dāng)所述手持操作者設(shè)備鄰近于所選vmd時(shí)觸發(fā)與所選vmd的短程通4言，/人而乂人所選vmd接收所述狀態(tài)和標(biāo)識(shí)消息，用于從多個(gè)vmd可選地收集這種消息，并用于稍后將所收集的一個(gè)或多個(gè)消息下載到控制站服務(wù)器，或經(jīng)由所述短程通信將這種消息傳送到 一個(gè)或多個(gè)vdr。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述VMD進(jìn)一步包括極短程通信單元，所述極短程通信單元利用低頻(LF)收發(fā)器和協(xié)議，所述低頻收發(fā)器和協(xié)議用于4妻收來(lái)自》丈置在距所述VMD位置非常近范圍的一個(gè)或多個(gè)工業(yè)處理傳感器的^l犬態(tài)和測(cè)量信息，并且用于進(jìn)一步將所接收到的工業(yè)處理傳感器的狀態(tài)和測(cè)量信息包括在到所述一個(gè)或多個(gè)VDR的VMD傳送中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述低頻極短程單元是雙向通信單元，并且其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一個(gè)或多個(gè)手持操作者設(shè)備-OD，用于當(dāng)所述手持操作者設(shè)備鄰近于所選VMD時(shí)觸發(fā)所選VMD的所述低頻才及短程通信，從而從所選VMD 4妄收所述狀態(tài)和標(biāo)識(shí)消息，所述OD A人所述一個(gè)或多個(gè)VMD中收集這種消息，并稍后將所收集的一個(gè)或多個(gè)消息下載到控制站服務(wù)器。
6. 才艮據(jù)4又利要求1所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)VMD均是電池」燥作的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述附加機(jī)構(gòu)包括U形輪廓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器是基于光學(xué)的傳感器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器基于電位計(jì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器基于可變電容器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器基于固定到閥4干的,茲體和所述VMD內(nèi)部的霍爾設(shè)備，所述霍爾設(shè)備通過測(cè)量所述f茲體S走轉(zhuǎn)時(shí)》茲體的變4b》茲通來(lái)測(cè)量角坐標(biāo)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，周期性地、或在事件時(shí)、或通過經(jīng)由VDR來(lái)自控制中心或來(lái)自才喿作者i殳備OD的短:程傳送的請(qǐng)求時(shí)，執(zhí)行所述VMD的狀態(tài)傳送。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述OD用作單跳認(rèn)證中心，允許一 VMD進(jìn)入到所述系統(tǒng)中或允許第三方設(shè)備進(jìn)入到所述i殳施網(wǎng)纟各中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述OD用作單跳認(rèn)證中心，允許選自VMD、 VDR、 OD或處理傳感器的第三方i殳備進(jìn)入到所述系統(tǒng)中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述OD經(jīng)由非安全的低傳送功率的單跳消息來(lái)允許所述VMD進(jìn)入到所述網(wǎng)絡(luò)中，所述消息包括所述網(wǎng)絡(luò)的密鑰。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述OD經(jīng)由非安全的極短程的低頻傳送來(lái)允許所述VMD進(jìn)入到所述網(wǎng)絡(luò)中，所述傳送包括所述網(wǎng)絡(luò)的密鑰。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述OD經(jīng)由一組極短程變化口令關(guān)鍵字來(lái)允許第三方設(shè)備進(jìn)入到所述網(wǎng)絡(luò)中，所述關(guān)鍵字中的最后一個(gè)關(guān)鍵字是所述網(wǎng)絡(luò)的密鑰。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，除非被用作單跳認(rèn)證中心的OD批準(zhǔn)，否則沒有設(shè)備可以被允許進(jìn)入到所述網(wǎng)絡(luò)中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述VDR經(jīng)由LAN或無(wú)線LAN直4妄連4妻到以太網(wǎng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中，利用與ZigBee網(wǎng)絡(luò)地址相》寸應(yīng)的鄉(xiāng)合定IP ;也址經(jīng)由以太網(wǎng)通過所述月艮務(wù)器訪問每個(gè)VDR。
21. —種用于對(duì)球閥的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備，所述設(shè)備包括-傳感器，用于感測(cè)所述閥的狀態(tài)；-短程無(wú)線通信單元，用于接收由所述傳感器感測(cè)到的狀態(tài)，并用于將所感測(cè)到的所述閥的狀態(tài)連同所述i殳備的標(biāo)識(shí)一起傳送到位于所述短程內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)4妄收設(shè)備；以及附加到所監(jiān)控的球閥上的機(jī)構(gòu),
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)設(shè)施中的閥進(jìn)行監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括(a)多個(gè)閥監(jiān)控設(shè)備-VMD(11)，每個(gè)監(jiān)控設(shè)備(11)均固定到閥(1)并且包括(a.1)傳感器，用于感測(cè)閥的狀態(tài)；(a.2)短程無(wú)線通信單元，用于傳送傳感器所感測(cè)到的狀態(tài)，以及用于將所感測(cè)到的狀態(tài)連同設(shè)備的標(biāo)識(shí)一起傳送到位于短程內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)閥設(shè)備讀取器-VDR(18)；(a.3)用于以不擾亂所述閥的正常操作的方式將設(shè)備固定到所監(jiān)控的閥的機(jī)構(gòu)；以及(a.4)一個(gè)或多個(gè)VDR，用于接收從VMD傳送的閥狀態(tài)和VMD標(biāo)識(shí)，并用于通過以太網(wǎng)通信(25)將閥狀態(tài)和VMD標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器(21)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101606012SQ200780051345
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者伊斯雷爾·卡爾曼, 伊斯雷爾·拉多姆斯凱, 奧哈德·加爾, 阿米爾·內(nèi)門奧夫, 魯木·福奇斯 申請(qǐng)人:埃爾塔維無(wú)線監(jiān)控有限公司