[发明专利]网络设备、信息技术网络和用于控制环境的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于远程数据采集的设备，特别是用于采集环境数据和其他数据的设备，以及由多个所述设备构成的网络和用于控制环境的方法。

背景技术

众所周知，生活在特定区域上的人们的安全主要取决于，控制该区域的机构(例如环境控制机构，公共安全机构等)在发生可能会危及生活在事件相关区域上的人们的安全的自然事件(例如洪水，地震，海啸，山体滑坡等)或人为事件(例如大型恐怖袭击，核事故，大坝倒塌等)时，监测和控制环境的能力。

为了以尽可能细致入微的方式对区域进行控制，负责控制区域的所述机构使用所谓的传感器网络，其允许对大量传感器进行定位，而不必安装昂贵的基础设施，例如点对点网络，安装昂贵的基础设施肯定是不利的，因为这意味着很高的安装、管理和维护成本。

例如，如图1所示的传感器网络N通常由多个采集节点S1-S10组成，这些采集节点S1-S10由电池供电，并且可以采集由传感器(图1中未示出，例如，温度计，荧光计，水位计，地震仪，剂量计等)检测到的数据。这些采集节点通常按照地域上不同的区域(例如，不同的河床)以组L1-L3进行排列，使得每个采集节点可以通过无线电与至少一个其他节点或与集线器节点G1-G3进行通信，其通过数据传输网络(例如，城市WiFi网络或GPRS/UMTS/LTE蜂窝网络)将由采集节点采集的数据(无论是直接地还是由另一个集线器节点支持地)发送到电子计算机DB，所述电子计算机DB包含用于(以原始和/或聚合形式)存储由采集节点采集的数据的结构化数据库。包含在数据库中的数据可以由固定监控终端T1或移动监控终端T2读取：以这种方式，可以通过监控终端T1，T2来监测已经安装了传感器的区域。

然而，这些网络受限于：采集节点S1-S10的数量和位置必须根据集线器节点的数量和位置来限定，因为每个采集节点由于固有的技术原因(诸如能源效率和/或电池寿命)，具有非常低的天线传输功率(约1毫瓦)，这要求网络合适地工作，将所述采集节点定位在距离另一采集节点或集线器节点短于五十米的距离处。由于集线器节点使用要求更高天线传输功率电平(几百毫瓦)的WiFi或GPRS/UMTS/LTE网络来将数据传输到电子计算机DB，所以每个集线器节点必须安装在有足够的电源可用的地点，以确保提供足够水平的服务。

优选地，电力由配电网络和至少一个不间断电源供应，其允许所述集线器节点即使在没有主电源时也能够运行。

这个要求很大程度上缩小了集线器节点安装位置的选择，从而严重影响了传感器网络的结构。事实上，传感器网络应该根据这种网络所需要测量的对象来进行设计和实施；然而，使用当前类型的传感器网络，需要考虑到集线器节点的位置，从而减少了传感器网络可能提供的区域控制性能的程度。

此外，集线器节点的安装、维护和管理的成本导致工程师设计具有有限数量的这种节点的传感器网络，从而对网络容错产生不利影响。

事实上，对于相同数量的采集节点，集线器节点的数量的减少将导致在集线器节点发生故障时将不能发送所采集的数据的采集节点的平均数量增加。

这种情况(其在发生洪水、爆炸或地震导致电力供应长期服务中断(即几天)的情况下并不罕见)将使该地域的人口暴露于严重的风险，例如，因为由第二次洪水引起的水道溢流可能由于集线器节点的不当操作而不会被检测到，而所述集线器节点本来是应该从检测所述水道的水位的采集节点接收数据的。

到目前为止，关于适用于开放区域的传感器网络的说法，对于布置在室内或任何区域环境中的网络而言，也是适用的和必要的。例如，让我们考虑用于家庭自动化，办公室，设施等的传感器网络，其中警报传感器，火灾传感器，温度传感器等被远程连接到控制装置，并且还可能被连接到移动网络接入装置，用于向指定人员发送警报。在这些情况下，传感器网络也需要考虑由环境和/或可与传感器相关联的设备的配置和布局等施加的限制来进行设计。

这种情况例如涉及所谓的家庭自动化，即解决使用自动化来控制事物的现代学科。

发明内容

本发明的基本的技术问题是提供数据采集和/或致动装置，例如，具有这种结构和操作特征的各种传感器和/或致动器，其允许创建能够克服现有技术中所发现的局限的网络。

解决这个问题的想法是提供数据采集和/或致动设备，所述设备包括适于构成网络的节点的多个通信接口，以便根据情况允许每个节点作为数据采集和/或致动节点进行操作，也可以作为数据分发节点进行操作。