配置有传感器的设备.pdf

一种设备，配置(202)有一组操作指令以及用于监测设备环境的传感器。监测(206)设备的环境以符合该组操作指令。

权利要求书
1.  一种方法，包括：
使用一组操作指令和至少一个传感器来配置(202)设备，所述至少一 个传感器用于监测所述设备的环境；
使用所述至少一个传感器监测(206)所述设备的所述环境；以及
基于从所述至少一个传感器获得的所述环境的特性确定(208)所述环 境对所述设备的所述一组操作指令的符合。

2.  根据权利要求1所述的方法，包括：
测量(211)所述环境的至少一个特性(404)并且向维护中心发送(312、 324)所述测量的结果。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述监测(206)包括在 至少两个监测模式(402)中测量所述环境的多个特性(404)，并且所述 模式包括所述多个特性的不同测量。

4.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测(206) 包括至少两种模式(402)，其包括用于所述设备的运输的监测模式和用于 已部署设备的监测模式。

5.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测(206) 包括至少两种模式(402)，并且基于所述传感器使用的电源来确定所述模 式之间的切换(208，408)。

6.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测(206) 包括至少两种模式(402)，并且使用无线能量传送来对所述模式中的一个 或多个提供电力。

7.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测(206) 包括至少两种模式(402)，其包括用于所述设备的运输的监测模式和用于 已部署设备的监测模式，并且运输模式包括监测是否超出被测特性的任何 界限(308)，并且已部署模式包括监测是否超出被测特性的任何界限(308) 以及监测在所述界限内的被测特性的值。

8.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中所述操作指令包 括以下项中的至少一个或以下项的组合：操作环境温度、操作环境湿度以 及使用指令。

9.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测(206) 包括测量所述环境的一个或多个特性(404)，所述特性(404)包括：温 度、湿度、腐蚀以及加速度。

10.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测 (206)包括测量所述设备的加速度以便检测对所述设备的外部冲击和碰 撞，优选地在笛卡尔坐标轴的x、y和z方向上以三个维度测量加速度。

11.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述监测包 括测量腐蚀以用于确定所述环境对所述设备的电气装置的腐蚀影响。

12.  根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，通过晶体天 平测量腐蚀，优选地通过石英晶体微天平测量腐蚀，并且所述监测包括：
测量所述晶体天平的特征频率的改变，其中被测改变每天少于 0,001％。

13.  一种设备(102)，包括被配置为执行根据权利要求1至12中的 任意一项所述的方法的部件。

14.  一种包括传感器(110、112、114、116)的设备，所述传感器被 配置为提供表示所述设备的操作环境对所述设备的维护的影响的数据，所 述传感器包括以下中的至少一个：被配置为提供表示所述环境对所述设备 的电气装置的腐蚀影响的数据的腐蚀传感器(114)、以及被配置为提供对 所述设备的外部冲击和碰撞的数据的加速度传感器(116)，优选地在笛卡 尔坐标轴的x、y和z方向上以三个维度测量加速度。

15.  根据权利要求13至14中的任意一项所述的设备，其中，所述设 备是来自包括以下项的组中的一个：装卸装备、升降装置、起重机、桥式 起重机、龙门起重机、塔式起重机以及港口起重机。

说明书配置有传感器的设备
技术领域
本发明涉及对设备的环境进行监测，以及更特别地涉及配备有用于监 测环境的传感器的设备。
背景技术
背景技术的以下描述可能包括在本发明之前的相关技术所未知的而由 本发明所提供的见解、发现、理解或公开、或与公开一起的关联。本发明 的一些这样的贡献在下文可能被特别指出，然而本发明的其它这样的贡献 从其上下文中将显而易见。
就经济和安全性两方面而言，希望例如桥式起重机和龙门起重机的升 降装置(“hoisting device”)具有良好状态。升降装置的故障，例如在其 刹车中的故障，可能会导致荷重坠落，这可能会造成升降装置损坏和/或造 成对在升降装置附近的工作人员的危害。在维护期间，升降装置没有用于 生产。从经济角度来看，例如升降装置这样的昂贵机械的停工时间应当保 持尽可能地短和少。
升降装置的维护需要可以在广阔地理区域内维修升降装置的训练有素 的人员。由于能够胜任的维护人员数量有限，所以在检测到升降装置需要 维护(例如在发生故障的情况下)至维修升降装置的维护人员到达之间可 能存在一些延迟。
升降装置的维护计划包括规定在维护期间要执行的操作的预先计划的 维护。维护计划试图最小化在计划的维护之间的升降装置故障，并且从而 最小化停工时间。
然而，在计划的维护之间仍然可能会有故障，因此需要维护人员更多 的检查并且减少升降装置的正常运行时间。这些故障有可能是原生的，从 而使得维护人员在计划的维护期间难以检测到这些故障。难点可能在于检 测可能存在的故障，这些故障需要不合比例的时间才能发现，如果存在任 何待发现的故障的话。照此，与升降装置停工时间的成本相比，在维护期 间花在检测故障上的额外时间可能效率很低。检测故障的难点还可能在于， 通过人眼或者通过检查升降装置的维护人员携带的常规维护装备不可能检 测到故障。
发明内容
根据本发明的一方面提供一种方法，包括使用一组操作指令和至少一 个传感器来配置该设备，传感器用于监测设备的环境，以及监测该设备的 环境以符合该组操作指令。
根据本发明的另一方面提供一种设备，其配置有一组操作指令并且包 括被配置为执行根据一方面的方法的部件。
根据本发明的另一方面提供一种设备，其包括至少一个处理器和至少 一个包含计算机程序代码的存储器，该至少一个存储器和该计算机程序代 码被配置为利用该至少一个处理器引起该设备至少执行根据一方面的方法 的步骤。
根据本发明的另一方面提供一种装置，其包括传感器，该传感器被配 置为提供表示设备的操作环境对设备维护的影响的数据，该传感器包含以 下中的至少一个：被配置为提供表示环境对设备的电气装置的腐蚀影响的 数据的腐蚀传感器，以及被配置为提供对设备的外部冲击和碰撞的数据的 加速度传感器，优选地在笛卡尔坐标轴的x、y和z方向上以三个维度测量 加速度。
根据本发明的另一方面提供计算机程序产品，其包括可执行代码，当 可执行代码执行时，其引起执行根据一方面的方法的功能。
根据本发明的另一方面提供系统，其包括根据一方面的一个或多个设 备。
虽然本发明的多个方面、实施例和特征被分别描述，应当认识到多个 方面、实施例和特征的所有结合都是可能的并且在本发明的权利要求范围 内。
一些实施例可能提供关于设备环境的一个或多个特性的信息。该信息 有利于确定针对设备的维护程序，考虑到设备的使用环境和/或是否已经遵 守使用指令。
从所附说明中进一步的优势将会变得显而易见。
附图说明
在下文中，将参照附图通过优选实施例来更详细地描述本发明，其中:
图1a示出根据实施例的配备有用于监测设备环境的传感器的设备；
图1b示出根据实施例的配备有用于监测设备环境的传感器的桥式起 重机；
图2示出根据实施例的用于监测设备环境的过程；
图3a示出对环境特性的基于界限的测量的过程；
图3b示出对环境特性的基于请求的测量的过程；以及
图4示出根据实施例的在至少两种监测模式下监测桥式起重机的环境 的过程。
具体实施方式
以下实施例是示例性的。虽然说明书在若干位置处可能提及“一”、 “一个”或者“一些”实施例，但这不一定意味着每次这样的提及都是指 相同实施例，或者特征仅应用于单个实施例。也可以结合不同实施例的单 个特征从而提供其它实施例。
图1a示出根据实施例配备有用于监测设备环境的传感器110、112、 114、116的设备。设备包括处理单元(PU)102、存储器(MEM)104和 信息可以通过其进入和离开设备的接口单元106。所有的单元都是电气互 连的。电源(V)108向单元提供能量。在一个示例中，电源包括直流(DC) 电压源。
在一个实施例中，设备具有至少两种用于监测环境的模式。监测模式 的一种比另一种监测模式可以具有较小的电力消耗。当设备电源具有有限 的容量(例如一个或多个电池)时，可以使用具有较小的电力消耗的监测 模式。这可以是这样的情况——当设备被存储或被运输而电池没有充电时。 当电源(例如电池)可以充电时、或者当使用外部电源供应电力时，可以 使用具有较高电力消耗的监测模式。外部电源的示例包括由柴油发电机供 电的电气系统或至输电干线的连接。在下文的描述中将以运输模式指代较 小的电力消耗模式并且将以部署模式指代较高的消耗模式。
电源108可以是内部电源或外部电源。内部电源可以包含在设备壳体 内，该壳体包含如图1a中所描述的单元。从而，尽管电源可以从传感器中 移除，该移除需要至少部分地拆卸设备的壳体。外部电源可以与设备连接 而无需拆卸设备和暴露壳体内的单元。在一个示例中，设备可以提供有用 于连接外部电源的连接器，而连接器可以被盖子覆盖。于是，可以简单地 通过移除盖子来将外部电源连接到连接器，因此不会暴露壳体内的单元。
内部电源的示例包括多种类型的电池，包括但不限于D电池、C电池、 AA电池、AAA电池和纽扣电池。外部电源的示例包括但不限于如常规地 在装卸设备、升降装置、起重机、桥式起重机、龙门起重机、塔式起重机 以及港口起重机中的输电干线和由发电机供电的电气系统。
应当认识到的是，电源108还可以包括无线接收能量的能量收集部件。 于是，设备可以在运输、储存期间和/或当设备被部署后在其操作期间被无 线供电。无线能量传送通过仅仅将设备从一个能量发射器的范围移动到另 一个能量发射器的范围来提供电源的改变。以此方式，电源可以随设备位 置而改变。
接口单元106可以包括提供对发给设备的信息的接收的输入单元以及 提供从设备发出的信息的发送的输出单元。输入单元可以包括被安排为将 信号转换为要被输入到设备的电信号的多种传感器。此外，输入单元可以 包括通信信号的接收器。输出单元可以包括通信信号的发送器。
通信信号可以包括根据有线或无线的不同通信技术的一个或多个协议 的数据、帧、分组包和/或消息。无线技术的示例包括地面集群无线电 (TETRA)、长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)、通用分 组无线业务(GPRS)、宽带码分多址接入(WCDMA)、直接序列-CDMA (DS-CDMA)、正交频分复用(OFDM)、无线局域网(WLAN)、微 波接入全球互通(WiMAX)或标准、或任何其它适合的标准/非标准 无线通信手段。有线技术的示例包括以太网和通用串行总线(USB)。
接口单元106可以包括能够接收设备的环境信息的一个或多个单元 110、112、114、116。环境通常可以包括符合设备使用指令的环境。可以 基于环境的一个或多个特性确定环境对设备使用指令的符合，环境的一个 或多个特性包含从包括温度、湿度、腐蚀和加速度的组中的一个或多个特 性。可以通过传感器将来自环境的信号转换为表示特性的电信号来获得每 个特性。可以将一个或多个传感器结合成单个传感器。
图1a所示的设备中，接口单元包括作为输入单元操作的温度传感器 (T)110、湿度传感器(RH)112、腐蚀传感器(Corr)114和加速度传 感器(a)116。通信单元(Comms)118作为输入和输出单元操作，从而 提供通信信号的接收和发送。通信信号可以是有线或无线通信信号，或者 可以同时提供无线和有线通信。
设备的传感器被配置为提供表示设备操作环境的影响的数据。该数据 可以包括由传感器测量的值、达到界限的通知和/或关于设备维护的数据。
腐蚀传感器114被安排为测量腐蚀以用于确定在设备的电气装置上的 环境腐蚀影响。腐蚀影响可以导致腐蚀装置材料。
加速度传感器116被安排为测量设备的加速度。优选地在例如笛卡尔 坐标系统的x、y和z轴上以三个维度测量加速度。针对设备的不规则使用 测量加速度。不规则使用包括不符合设备使用指令的对设备的使用，例如 外部冲击设备。
在实施例中，加速度传感器116可以被安排为通过把加速度传感器放 置在设备处的位置上来测量由不规则使用引起的加速度，其中，当有规则 地并且根据使用其使用指令而使用设备时冲击不应当发生。这样的位置可 以包括例如升降装备。对于安排适合用于检测由于不规则使用导致的加速 度的加速度传感器的位置而言是附加的或替代的，加速度的测量可以被限 制在希望的范围内。照此，测量可以只包括已经达到加速度的界限的通知 或警示，例如，加速度超过10g。一旦超过界限，可以测量界限以上的实 际加速度值。以此方式，可以获得由于设备的不规则使用而引起的加速度 的信息。
在实施例中使用的合适的加速度传感器的示例包括例如那些来自意法 半导体公司(STMicroelectronics)的商业性可用的加速度传感器。合适的 加速度传感器可以提供在笛卡尔坐标轴x、y和z方向上以三个维度测量的 加速度的信息。测量范围从+/-2g直至+/-24g。取决于实现也可以使用其它 坐标系统和维度数量。
通信单元118被安排为提供通信信号的接收和发送。可以通过被配置 为或被安排为发送或接收根据如上文描述的一个或多个协议的数据、帧、 分组包和/或消息的输入和输出单元来提供通信单元。用于接口单元的合适 的蜂窝网络调制解调器的示例包括例如那些来自华为(Huawei)的商业性 可用的调制解调器，提供对设备的分组包数据和/或短消息服务(SMS)消 息的发送和接收。
温度传感器110被安排为提供温度的测量结果。可以以摄氏度、华氏 度或开氏度或任何其它合适的单位来提供结果。
湿度传感器112被安排为提供湿度的测量结果。湿度可以被测量为绝 对湿度、特定的湿度或相对湿度。相对湿度描述在空气和水蒸气的混合中 水蒸汽的量。相对湿度可以被定义为在特定气压和温度下在空气和水蒸气 的混合中水蒸汽的部分压力与水的饱和蒸汽压力之比。照此，空气的相对 湿度不仅取决于温度，还取决于感兴趣的系统的压力。
在实施例中，在单个装置中提供温度传感器和湿度传感器。以此方式， 很容易得到测量的温度以用于测量相对湿度。
在实施例中，配备有用于监测设备环境的传感器的设备被配置有一组 操作指令。一组操作指令可以包含使用指令和/或设备操作环境的条件的指 令。使用指令可以通过明确示例来定义或通过需要符合法律或法规来隐含 地定义设备的正常使用以及其不规则使用。
在实施例中，设备包括货物移动设备，包括但不限于装卸装备、升降 装置、起重机、桥式起重机、龙门起重机、塔式起重机和港口起重机。货 物移动设备的使用指令可以定义当设备移动和/或设备移动货物时不应当 释放货物。由此，可以通过使用指令明确禁止在移动期间货物的释放，因 为这被认为是设备的不规则使用。如果没有明确禁止，可以因为不符合法 规和法律定义的安全要求而隐含地禁止设备的这样的使用。照此，不规则 使用可以包括牺牲了操作货物移动设备的员工的安全的设备的使用。
使用指令可以定义关于设备的不同操作环境的指令。不同环境可以包 括设备的存储、运输和/或操作环境，其皆可以具有不同的指令。使用指令 可以包括关于描述设备操作环境的特性的一个或多个参数的指令。参数包 括但不限于设备环境的温度和/或湿度。温度可以包括操作温度。湿度可以 包括相对湿度。参数的每一个可以通过范围来定义。可以在范围以内和/ 或范围以外测量参数。当在范围以内测量参数时，可以获得操作环境符合 设备使用指令的信息。另一方面，当在范围以外测量参数时，可以获得设 备不符合使用指令和/或设备在异常环境中(即在定义设备不规则使用的环 境中)操作的信息。
图1b示出根据实施例的配备有用于监测设备环境的传感器的设备。 在图1b中，设备是部署在仓库120中的用于搬运货物124的桥式起重机。 桥式起重机包括桥126，在桥126上有滑车122在仓库的墙之间移动。滑 车也可以在仓库的深度方向上移动而桥在与墙平行的方向上移动，正如常 规桥式起重机那样。桥式起重机包括被安排在滑车中的电气单元128。电 气单元可以包括负责电力供应、电力分配的单元和/或在桥式起重机中的控 制单元。这些单元的示例包括例如逆变器和/或控制单元。用于监测设备环 境的传感器130被安排到滑车上。传感器可以包括例如图1a中所示的设备， 或者传感器可以被提供为连接到桥式起重机的如图1a的接口单元106，其 中桥式起重机控制用于测量环境的传感器。
传感器可以被安排到电气单元的位置处或者非常接近电气单元从而测 量在电气单元处的环境的一个或多个特性。电气单元可以包括对设备的不 规则使用敏感的组件。虽然桥式起重机的其它部分也可以包括敏感组件， 电气单元可以具有敏感组件的最高度集中。也具有敏感组件的最高度集中 或者与具有敏感组件的最高度集中相反，电气单元还可以具有最脆弱的一 个或多个敏感组件。组件的脆弱性可以通过桥式起重机的环境特性的范围 来确定。照此，对于环境的给出的特性，例如温度、湿度、腐蚀、加速度， 在使用指令中定义的范围越小，组件的脆弱性越高。例如，具有操作温度 范围在0到10摄氏度之间的组件比具有操作温度范围在-20到50摄氏度 之间的组件更脆弱。
因此，电气单元的使用寿命和维护需求受桥式起重机的环境的极大影 响。相应的，通过位于电气单元处的传感器对环境的一个或多个特性的测 量提供用于确定在桥式起重机环境中的预期的使用寿命和维护需求。
图2示出根据实施例的用于监测设备环境的过程。过程可以被图1a 的设备和/或图1b所示的被安排到桥式起重机的传感器执行。当用一组使 用指令来配置设备/桥式起重机并且设备/桥式起重机配备有用于监测设备/ 桥式起重机的环境的传感器时，在202中开始过程。在下文描述中，将通 过指代配备有传感器的桥式起重机来描述实施例。然而应当认识到的是， 根据实施例，其它设备也可以配备有传感器。这样的设备可以包括具有使 用指令的多种设备，例如汽车、家用电器。
所描述的实施例尤其对那些可能在制造桥式起重机后(例如在存储、 运输以及部署桥式起重机之后)接触多个不同环境的设备提供益处，当其 用于它的设计目的时。具有用于监测设备所经历的多种环境的传感器帮助 确定是否已经根据使用指令使用了设备和/或帮助确定维护程序从而满足 由不同环境引起的维护需要。例如，具有相对高湿度的桥式起重机的环境 可以造成腐蚀，从而减少使用寿命和/或使频繁维护桥式起重机成为必需。 在另一示例中，具有高温的桥式起重机的环境可能超过由使用指令定义的 温度范围，从而使得桥式起重机的质量保证无效。并且没有超过温度范围 的温度可能导致桥式起重机的使用寿命缩短或增加对桥式起重机的维护访 问。相应的，在由使用指令定义的范围内的温度或其它特性还可以提供帮 助保持桥式起重机的操作以及由于帮助预测维护需求的而使维护成本最少 的信息。
配置202可以包括制造满足使用指令的桥式起重机。可以从具有其自 己的使用指令的一个或多个组件制造桥式起重机，因此用于桥式起重机的 使用指令可以由桥式起重机的不同部分的指令结合来确定。例如，可以基 于桥式起重机的不同部分的温度范围定义使用指令的温度范围。在一个基 于组件定义使用指令的示例中，用具有-20至+50摄氏度温度范围的使用指 令来配置一个组件并且用具有-100至100摄氏度温度范围的使用指令来配 置另一个组件。于是，桥式起重机的使用指令可以根据满足-20至+50摄氏 度的敏感部件的指令来定义。
在204中，确定用于监测环境的一个或多个特性。可以通过确定特性 的测量并且包含定义何时执行测量的信息来监测特性。定义何时执行测量 的信息可以包含连续测量的时间间隔，用于被测量的特性的界限，和/或执 行测量的次数。被监测的特性可以包含温度、湿度、加速度和腐蚀中的一 个或多个特性。湿度可以被定义为相对湿度。在实施例中，被监测的特性 可以是如桥式起重机配备的传感器所提供的那些特性。
表1 测量界限
描述 单位 值 用于高温报警的界限 C 30 用于低温报警的界限 C -20 用于高湿度报警的界限 rh 80 用于高加速度报警的界限 g*10 10 用于高腐蚀报警的界限 Hz 1000
可以测量特性从而确定是否达到与特性关联的界限。表1示出针对腐 蚀传感器以及温度湿度和温度联合传感器的界限的示例。当被测特性(在 表1的示例中为温度、湿度或腐蚀)达到其被定义的界限时，达到界限的 信息可以作为报警而被通信。该报警可以包括达到界限的特性的测量。
当测量多于一个特性时，可以采用相同测量间隔或对不同特性采用不 同测量间隔来确定204对每个特性的测量。在一个示例中，温度测量和湿 度测量可以比腐蚀测量的测量间隔要短。对腐蚀的测量间隔比对温度和湿 度的测量间隔更长可以是足够的，这是因为腐蚀仅是累加的，然而温度和 湿度在一天中的时间内都会减小和增加。由此，用于测量腐蚀的时间间隔 提供了对腐蚀进展的速度的可见性。然而，用于测量温度和湿度的时间间 隔不仅对速度而且对改变可能变化的方向提供可见性。相应的，相比如果 使用与温度和湿度相同的测量间隔，具有对腐蚀的较长的测量间隔提供了 更低的测量电力消耗。表2示出用于腐蚀传感器和对温度湿度和温度的联 合传感器的测量间隔的示例。
表2 测量间隔.
描述 单位 值 温度和湿度的测量间隔 分钟 240 腐蚀的测量间隔 分钟 1440
在表2的示例中，温度和相对湿度的测量间隔的设置相同为4小时。 以这种方式，温度测量的结果可以对测量相对湿度可用。当温度和湿度传 感器位于相同的装置内时，让湿度和温度测量在相同时间进行使得温度和 湿度联合传感器能够持续处于低电力消耗状态，比如果对温度和湿度使用 不同的测量间隔处于低电力消耗状态的时间更久。采用4小时的间隔，可 以在一天的所有时间监测在桥式起重机的操作环境处的天气，即在夜间、 白天、早上和晚上。
在实施例中，温度和相对湿度的测量间隔可以设置相同为12小时。以 这种方式，可以获得一天的最高和最低温度的近似信息，例如通过将第一 次测量设置在中午并且将第二次测量设置在午夜。
可以通过包括晶体天平的腐蚀传感器实现腐蚀测量。这样的传感器包 含压电材料晶体，例如石英。馈入晶体的变化的电流引起晶体在其特征频 率上共振。此特征频率可以取决于实现，例如晶体厚度。用于晶体的合适 的特性频率可以是10MHz或6MHz，其中10MHz是优选的，因为提供 更高的精度。腐蚀测量是基于置于晶体上的重量降低晶体的特征频率的现 象。照此，腐蚀传感器可以通过当一片腐蚀材料放置在晶体上时测量晶体 特性频率的改变来实现。材料的腐蚀改变晶体的重量并且随之也改变特征 频率。采用以上所述的方式的石英晶体的传感器常规地称为石英晶体微天 平(QCM)。
在实施例中，对腐蚀的界限可以被确定为特征频率为10MHz的晶体 天平的特征频率每天降低1KHz。照此，0,001％或更多的频率降低可以被 视为对应于严重的腐蚀。
在实施例中，腐蚀测量的测量间隔可以设置为24小时。在此方式下， 可以每天提供关于腐蚀的桥式起重机的状态信息。将24小时腐蚀测量间隔 和每天测量的至少两个温度和湿度值结合，可以确定天气对桥式起重机的 影响的信息。利用每天多于两个的温度和湿度的值，可以获得在桥式起重 机的操作环境处的主要天气状况的更详细统计。
在实施例中，用于在运输模式中的特性的被确定的测量204比用于在 部署模式中的特性的被确定的测量具有较短的测量间隔。以这种方式，在 桥式起重机运输或存储期间可以保持较小电力消耗。在运输模式中也具有 更长的测量之间的时间或者与在运输模式中具有更长的测量之间的时间相 反，通过利用要测量的不同特性来确定模式，与部署模式相比在运输模式 中的能量需求可以降低。照此，在运输模式中，可以确定包含一个或多个 特性的一组特性从而使得其能量消耗要低于部署模式中的一组特性的能量 消耗。在一个示例中，传感器可以包括多个传感器，每个对应于一个或多 个特性，例如单独的温度传感器、湿度传感器、腐蚀传感器和加速度传感 器。于是，在运输模式中只有部分传感器可以用于监测。在一个示例中， 在运输模式中只使用加速度传感器执行监测，然而在部署模式中可以使用 所有的传感器用于监测。通过这种方式，可以避免测量不必要的特性，因 为当没有部署桥式起重机时，其对操作环境的要求可以不像一旦被部署时 那么严格。将测量界限为只对加速度进行可以被用来确定例如由于可能导 致桥式起重机物理损坏的碰撞的影响。然而，由于在运输和/或存储期间其 它特性对桥式起重机维护需求的影响比一旦部署后要有限的多，通过忽略 它们的监测可以节省电力。
应当认识到的是，运输模式监测也可以包括桥式起重机花在等待被运 输的存储时间和/或可以使用任意形式的运输手段(包括但不限于桥式起重 机的道路、空中和海上运输)的多次运输的时间。
应当认识到的是，当桥式起重机已经抵达其将被部署的地点时或者至 少当桥式起重机的部署已经完成并且其可操作时，部署模式监测可以开始。 当桥式起重机已经到达地点并且为可操作时桥式起重机的部署可以完成。
在实施例中，确定测量204用于至少两个监测模式。每一种模式于是 可以具有其自己的测量。在下文中将参考图4解释此实施例，图4示出通 过在至少两个监测模式中(运输模式和部署模式402)测量404环境的多 个特性来监测桥式起重机的环境的过程。两个监测模式包括对多个被测特 性的不同的测量(测量组1、测量组2)。就被测特性和/或定义测量何时 执行的信息而言，例如就对特定特性使用的测量间隔而言，测量可以不同。 部署之前的环境测量可以帮助理解稍后的(例如一旦部署以后)桥式起重 机的维护需求。部署以后的在部署模式中的测量提供对桥式起重机使用指 令的遵守并且提供基于在运输模式监测期间收集的信息确定桥式起重机的 维护程序。
在406、410中监测模式改变的改变被监测。监测可以包括检测在使用 的电源类型中的任何改变。可以基于接收的能量的量来确定类型和/或从接 收的电能的改变来确定类型。在一个示例中，从交流(AC)到直流(DC) 的接收电能量的改变指示了电源的改变。在另一示例中，接收的能量的量 可以用电压来测量，并且使用接收的电压水平来确定电源类型。照此，可 以基于接收的电压水平处在针对模式定义的电压范围内来确定监测模式。
在408中监测模式的改变被确定。可以基于在406中执行的监测做出 确定。例如，可以基于接收的电压水平的改变来确定改变。当接收的电压 水平低于阈值电压Vth_low时，可以确定运输监测模式。当接收的电压水平 在阈值电压Vth_high以上时，可以确定部署监测模式。阈值电压可以相同， 然而，优选地它们不同，从而使得Vth_high>Vth_low，以避免在确定监测模 式中的任何错误。
在408中确定模式改变之后，在410中可以继续监测从而确定在使用 的电源类型中的改变。
在一个示例中，在运输期间，接收的电压水平可以是5V，并且当设备 被部署时，可以接收到24V的电压。因而，当接收的电压水平从5V改变 为24V时，可以确定从运输模式和部署模式监测的监测模式的改变。在此 示例中，例如，Vth_low可以被确定为6V并且Vth_high被确定为22V。还可 以选择满足Vth_high>Vth_low的其它电压值。
在一个实施例中，可以通过直流(DC)到交流(AC)的改变来确定 监测模式的改变408。在运输期间，DC电源可以供应监测电压，以及在设 备部署之后，可以由AC电源供应电压。照此，可以基于接收的电能的改 变从DC到AC改变来改变监测模式，或者反之亦然。例如，接收到的DC 电压可以是5、12或24伏。例如，接收到的AC电压可以是42V、48V、 115V或230V AC。
回头参考图2，在206中，桥式起重机的环境被监测用于符合一组操 作指令。在监测期间，测量环境的一个或多个特性并且可以获得测量结果。 可以根据在204中确定的测量来执行监测。
图3a和3b示出通过处理单元(PU)302监测环境的过程，302连接 到用于测量环境特性的传感器。例如可以由图1a的桥式起重机执行过程， 并且在图2的过程中和步骤206中使用图1a的桥式起重机。
在图3a的过程中，处理单元(PU)302控制的传感器304执行特性 的测量。在图3a的过程中，针对达到被PU配置给传感器的界限来监测 306特性。当特性达到308所配置的界限时，测量特性并且向PU通信310 达到界限的信息。可以通过多种方法向PU通信达到界限的信息，包括向 PU发送报警和/或向PU发送测量结果。发送可以包括例如存储结果和/或 报警到对PU可访问的存储器区域以用于读取。
应当认识到的是，在图3a的过程中，由于节省电力的原因，有可能没 有测量特性的实际值。在这样的情况下，仅向PU通信报警。
在图3b的过程中，由被处理单元(PU)302控制的传感器304执行 特性的测量。在图3b的过程中，PU通过请求318传感器按照预定测量间 隔和/或预定测量次数测量特性来监测316特性。应当认识到的是，当要求 传感器进行特性测量的请求318包括关于测量间隔和/或测量特性的次数 的信息时，传感器也可以执行测量的调度。照此，单个测量请求可以被用 来安排来自传感器的一个或多个测量结果322。传感器根据请求318来测 量320特性。测量结果被通信322给PU。正如在图3a中所示的，可以用 多种方式执行通信。
根据208在204中确定的测量，可以向维护中心通信210、312和324 在206中获得的测量结果。
在实施例中，当至少以两个监测模式监测环境时，当使用运输模式监 测“A”208时，不发送在206中获得的结果并且过程继续到211。当使用 部署模式监测“B”时，向维护中心发送210、312和324在206中获得的 结果以用于确定针对桥式起重机的维护程序。以此方式，维护程序可以适 于实际的使用环境和/或桥式起重机在运输或存储期间已经接触过的环境。 发送可以包括例如通过通信信号经由在图1a中所示的通信单元118发送结 果。在一个示例中，通过使用SMS消息发送结果。当至通信网络的数据 连接可用时，可以使用互联网协议分组包以用于通信。
在211中，如果还要做更多的测量，过程从211至206继续进行从而 继续监测。如果没有更多要执行的测量和/或传感器的电源已经没电，则过 程在212中结束。
在实施例中，在211中的继续测量的决策可以包括确定是否要配置传 感器。这可以通过例如连接到传感器的USB线来确定。
在实施例中，通过图3a中的过程在运输模式中提供监测。应当认识到， 如图1a中所示，单个PU可以连接到单个传感器或多个传感器118。每个 传感器可以用在运输模式中监测的一个或多个界限来配置。那么，当达到 界限时，它就被通信至PU。然而，如果没有达到界限，就没有通信。一 当确定208从运输模式监测到部署模式监测的变化，可以向维护中心通信 获得的结果310206。
在实施例中，根据图3b的过程对已部署的桥式起重机提供监测。应 当认识到的是，如图1a所示，单个PU可以连接到单个传感器或多个传感 器118。PU可以被配置为测量桥式起重机的环境。根据对传感器提供的特 性所确定的测量，PU请求318来自每个传感器的测量。在接收到请求后， 传感器测量特性并且向PU提供测量结果。一当确定208从运输模式监测 到部署模式监测的改变，可以向维护中心通信获得的结果322206。
在实施例中，在桥式起重机的运输期间根据图3a的过程监测桥式起重 机的环境。于是，当特性达到界限时，仅执行对环境特性的测量。以此方 式，如果没有达到界限则可以保持很小的测量数量。因为在运输模式中， 可用电力可能是受限的，例如电池，通过安排仅当达到界限时测量才发生 有利于对桥式起重机的长时间监测。当桥式起重机在制造中装备了传感器 并且仅在可能涉及多次运输和将桥式起重机存储了变化的时期的很长时期 之后才部署桥式起重机时，这可以是有用的。
实施例提供根据图3a的过程监测一个或多个界限的单个传感器，其中 这些界限被配置到该单个传感器，以及还提供根据图3b的基于请求的测 量。在运输模式中，传感器可以根据图3a的基于界限的监测来操作，以及 在部署模式中传感器可以根据图3b的基于请求的监测来操作。以此方式， 因为仅监测界限，在运输期间可以保持很小的电力消耗，并且一旦部署了 桥式起重机，当没有达到界限时可以获得特性的测量。在桥式起重机部署 期间并且没有达到界限而具有特性的测量提供对桥式起重机环境的趋势数 据的收集。当在部署模式中，传感器可以根据图3a和3b两者中的过程操 作。以此方式，当达到界限时以及甚至如果通过基于请求的测量而没有达 到界限时都可以提供特性的测量结果。
上文在图2、3a、3b和4中所述的步骤/点以及有关的功能不是按照绝 对的发生时间顺序，并且一些步骤/点可以同时执行，或者按照与给出的顺 序不同的顺序来执行。在步骤/点之间或步骤/点以内还可以执行其它功能 或者在所使消息之间发送其它信令消息。一些步骤/点或步骤/点的部分也 可以被排除在外或者由相应的步骤/点或步骤/点的部分替代。
本发明适用于监测环境的传感器以及相应组件，和/或配置有传感器的 任何设备，包括但不限于装卸装备、升降装置、起重机、桥式起重机、龙 门起重机、塔式起重机和港口起重机。
实现实施例中描述的相应设备的功能的设备，例如传感器、或相应组 件、和/或相应装置或设备，不仅包括了现有技术的部件，而且包括用于使 用一组操作指令来配置设备的部件和用于监测设备环境的传感器、以及用 于监测设备环境以符合一组操作指令的部件。
此外，还可以包括用于测量至少一个环境特性的部件以及用于向维护 中心发送测量结果的部件。
更确切地说，多种部件包括用于实现实施例所述的相应设备的功能的 部件，并且它可以包括针对每个单独功能的单独的部件，或者部件可以被 配置为执行两个或更多个功能。该设备包括可以在实施例中使用的处理器 和存储器。例如，根据实施例的设备的功能可以被实现为软件应用、或模 块、或被配置为算术运算的单元、或者被实现由操作处理器执行的程序(包 含添加的或更新的软件程序)。包含软件程序、小应用程序和宏的程序， 也被称为程序产品，可以存储在任何设备可读的数据存储介质中，并且其 包含执行特定任务的程序指令。用于实现实施例的功能的任何修改和配置 都可以作为程序被执行，其可以被实现为添加的或更新的软件程序、应用 电路(ASIC)和/或可编程电路。此外，软件程序可以被下载至设备中。 设备，例如实施例中描述的传感器或相应组件和/或其它相应装置或设备， 可以被配置为计算机或微处理器，例如单芯片计算元件，包括至少用于提 供用于算术运算的存储区域的存储器以及用于执行算术运算的操作处理 器。操作处理器的示例包括中央处理单元。存储器可以是可移除存储器， 其可拆卸地连接到设备。
举例而言，根据实施例的设备可以在硬件(一个或多个设备)、固件 (一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或其结合中实现。对于固 件或软件，实现可以通过执行本文中所描述的功能的模块(例如过程、功 能等)。软件代码可以存储在任意适合的处理器/(多个)计算机可读数据 存储介质或(多个)存储器单元或(多个)制造品中，并且被一个或多个 处理器/计算机执行。数据存储介质或存储器单元可以在处理器/计算机中 或在处理器/计算机外部实现，在此情况下可以通过现有技术中已知的多种 部件将其可通信地耦合到处理器/计算机。
对于本领域技术人员而言，随着技术进步，可以以多种方式实现本发 明概念，这是显而易见的。本发明以及其实施例不限于上文所描述的示例， 但在权利要求范围内可以变化。