物位测量系统和无线操作者设备

技术领域

本发明涉及物位测量系统和无线操作者设备。

背景技术

存在期望保持跟踪地理上分布的多个罐中的每个罐的状况的各种情况。例如，产品可用性服务提供商可以提供确保地理上分布的多个罐中的每个罐总是容纳最小量的产品的服务。产品和最小量可以特定于每个特别罐。

为了能够方便地提供这种示例性服务，产品可用性服务提供商可以使用资产管理系统，该资产管理系统可以为每个罐保存指示产品和罐中的产品的最新报告物位的记录。为使给定罐的记录保持最新，资产管理系统可以周期性地从被布置成测量该罐中的产品的物位的物位测量系统接收该罐中的产品的更新的测量物位。

当罐中的产品的更新的测量物位指示该罐应当尽快再填充时，资产管理系统可以创建工作命令并且将该工作命令提供给操作者。然后，操作者可以将具有相关产品的移动容器(例如，油罐卡车)带到罐的位置，并且利用用于该罐的正确产品填充该罐。

由于在工作命令中指定的位置处可能存在可能或多或少相同的几个罐，因此存在操作者无意中利用产品填充错误的罐的风险。这将导致不提供产品可用性服务。此外，满溢情况可能发生在另一罐中，或者甚至可能存在不同产品的潜在有害混合。

期望提高至少检测这种操作者错误的能力。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的总体目标是提高至少检测操作者无意中利用产品填充错误的罐的能力。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种物位测量系统，该物位测量系统用于测量由资产管理系统监测的罐中的产品的物位，该物位测量系统包括：物位感测电路系统，用于测量产品的物位；无线通信电路系统，用于无线通信；以及控制器，用于控制物位测量系统的操作，该控制器被配置成：控制物位感测电路系统以第一测量频率周期性地测量产品的物位；使用无线通信电路系统来发送指示所测量的产品的物位的信号；使用无线通信电路系统从资产管理系统接收用于填充罐的工作命令的指示；以及在已经接收到工作命令的指示之后，控制物位感测电路系统以高于第一测量频率的第二测量频率周期性地测量产品的物位。

本发明基于这样的认识：通过控制旨在被填充的罐的物位测量系统以在预期进行罐填充时较频繁地测量罐中的产品的物位，无线物位测量系统的长电池寿命可以与检测和罐填充(部分或完全填充，换言之将产品添加到罐)有关的操作者错误的期望的改进能力相结合。然后，物位测量系统可以在与罐填充有关的操作者错误的风险非常低的时间段期间以非常低的能量消耗进行操作，并且在这样的操作者错误的风险升高的相对非常短的时间段期间，即，在旨在进行罐填充的时间段期间以较高的能量消耗进行操作。

应当注意，用于填充罐的工作命令的指示可以是显式的或隐式的。例如，来自资产管理系统的用于将测量频率从第一测量频率增加到第二测量频率的指令可以是用于填充罐的工作命令的隐式指示。

此外，应当理解，可以直接或间接地从资产管理系统接收用于填充罐的工作命令的指示。当从资产管理系统间接地接收到用于填充罐的工作命令的指示时，资产管理系统可以将该工作命令发送至被分派执行工作命令的操作者的无线操作者设备，并且可以由物位测量系统直接从无线操作者设备接收该工作命令的指示。

此外，物位测量系统的控制器可以被配置成控制物位感测电路系统，以在接收到用于填充罐的工作命令的指示后立即以第二测量频率或以足够的延迟周期性地测量罐中的产品的物位。用于控制物位感测电路系统增加测量频率的定时可以取决于工作命令的指示的类型和/或指示如上所述的那样是直接的还是间接的，等等。

有利地，物位测量系统可以在物位测量操作之间处于非活动状态。在非活动状态下，物位感测电路系统、无线通信电路系统的至少一部分和控制器的一部分可以被置于休眠，从而使物位测量系统的功耗非常低。当到了调度的物位测量事件的时间时，控制器的活动部分可以唤醒物位测量系统的休眠部分，控制物位感测电路系统测量产品的物位，并且使用无线通信电路系统向资产管理系统发送指示所测量的产品的物位的信号。当物位测量系统的无线通信电路系统处于活动时，物位测量系统还可以从资产管理系统接收数据，例如指令、请求和/或配置数据。例如，这样的数据可以对用于改变物位测量系统的配置(例如，用于改变测量频率)的指令以及/或者关于被分派执行用于填充罐的工作命令的操作者的操作者ID(或操作者的无线操作者设备)的信息进行编码。

在根据本发明的物位测量系统的各种实施方式中，无线通信电路系统可以有利地包括：第一无线通信电路系统，被配置成实现适用于相对长距离无线通信的第一通信架构；以及第二无线通信电路系统，被配置成实现适用于相对短距离无线通信的第二通信架构，与使用第一无线通信电路系统时相比，该第二通信架构具有较短距离。

与第二无线通信电路系统相比，第一无线通信电路系统可能需要较多电力以用于操作。因此，与使第二无线通信电路系统的活动时间最小化相比，使第一无线通信电路系统的活动时间最小化可以更重要。例如，第一无线通信电路系统可以仅在由如上所述的控制器(的一部分)激活时是活动的，并且第二无线通信电路系统可以总是活动的，或者可以响应于接收到以上提及的用于填充罐的工作命令的指示而被激活。

根据本发明的物位测量系统的实施方式，控制器可以被配置成使用第一无线通信电路系统来接收用于填充罐的工作命令的指示。在这些实施方式中，由于第一无线通信电路系统的相对长距离能力，因此物位测量系统可以直接从资产管理系统接收工作命令的指示。

根据其他实施方式，控制器可以被配置成使用第二无线通信电路系统接收用于填充罐的工作命令的指示。由于第二无线通信电路系统的相对短距离能力，因此在这些实施方式中，物位测量系统可以经由被资产管理系统分派执行工作命令的操作者的无线操作者设备，从资产管理系统接收工作命令的指示。

例如，用于填充罐的工作命令的指示可以是从无线操作者设备接收到的配对请求，或者作为配对请求的结果执行的成功配对可以是工作命令的指示。

在已经建立与无线操作者设备的短距离(近距离)通信之后，物位测量系统的控制器可以被配置成将物位感测电路系统从非活动状态(例如，休眠)转变为活动状态。当物位感测电路系统已经被激活时，可以例如以第二测量频率周期性地执行填充物位测量。

此外，根据各种实施方式，物位测量系统的控制器可以被配置成：使用无线通信电路系统从资产管理系统接收用于填充在距罐的预定义距离内的邻近罐的工作命令的指示；在已经接收到工作命令的指示之后，控制物位感测电路系统以高于第一测量频率的第四测量频率周期性地测量产品的物位；以及响应于检测到罐中的产品的物位增加，提供指示罐中的产品的物位增加的信号。第四测量频率可以与第二测量频率相同，但也可以不同。

在这些实施方式中，物位测量系统的功能被扩展成包括在被分派用于填充特定罐的工作命令的操作者替代地开始填充邻近的另一罐(其设置有根据本发明的这些实施方式的物位测量系统)的情况下提供及时警报的能力。如以上对根据本发明的物位测量系统的其他实施方式描述的，有利地，可以使用相对节能的短距离通信向被分派执行针对邻近罐的工作命令的操作者的无线操作者设备提供警报。

短距离通信可以直接在物位测量系统与无线操作者设备之间进行，或者经由邻近罐的物位测量系统进行。

替选地，由资产管理系统分派执行工作命令的操作者的无线操作者设备和/或资产管理系统可以从物位测量系统接收指示测量物位的序列的信号。如果这些信号指示增加的物位，则无线操作者设备和/或资产管理系统可以向操作者提供警报。

包括在物位测量系统中的物位感测电路系统可以有利地包括：收发器电路系统，被配置成生成发射信号，发送发射信号，以及接收反射信号；以及感测处理电路系统，被配置成基于发射信号与反射信号之间的定时关系来确定产品的物位。例如，发射信号可以是电磁信号(例如，雷达或激光雷达)或声信号(例如，超声波)。

根据本发明的第二方面，提供了一种无线操作者设备，该无线操作者设备包括无线通信电路系统和设备控制器，该设备控制器被配置成：控制无线操作者设备的无线通信电路系统参与和包括在根据本发明的第一方面的物位测量系统的实施方式中的第二无线通信电路系统的配对过程。

附图说明

现在将参照示出本发明的实施方式的附图更详细地描述本发明的这些方面和其他方面，在附图中：

图1是地理上分布的罐和资产管理系统的示意图，该资产管理系统保存每个罐的状况的记录并创建用于根据需要填充罐的工作命令；

图2示意性地示出了安装有物位测量系统的示例性罐；

图3是根据本发明的第一实施方式的物位测量系统的示意图；

图4是根据本发明的第二实施方式的物位测量系统的示意图；

图5是操作者被分派在具有多个罐的现场处执行工作命令的示例性图示；

图6示意性地示出了涉及要填充的罐的物位测量系统、操作者设备和资产管理系统的无线通信；

图7A是涉及要填充的罐的物位测量系统、操作者设备和资产管理系统的交互的第一示例性交互图；

图7B是涉及要填充的罐的物位测量系统、操作者设备和资产管理系统的交互的第二示例性交互图；

图8示意性地示出了由要填充的罐的物位测量系统执行的测量操作；

图9示意性地示出了涉及要填充的罐的物位测量系统、邻近罐的物位测量系统、操作者设备和资产管理系统的无线通信；

图10是用于涉及要填充的罐的物位测量系统、邻近罐的物位测量系统、操作者设备和资产管理系统的交互的示例性交互图；

图11A示意性地示出了由要填充的罐的物位测量系统执行的测量操作；以及

图11B示意性地示出了由邻近罐的物位测量系统执行的测量操作；以及

图12示意性地示出了涉及要填充的罐的物位测量系统、操作者设备、容纳产品的移动容器和资产管理系统的无线通信。

具体实施方式

图1是资产管理系统1和可以由资产管理系统1管理的资产的示意图。此处，资产管理系统1以在服务器(图1中由云表示)和客户端设备(图1中由资产管理系统操作者的移动设备3表示)上运行的软件的形式来体现。资产由在不同位置7a至7c处分组的罐5a至5b(在图1中仅为这些罐中的两个罐提供附图标记，以避免使附图混乱)表示。如背景技术部分所提及的，资产管理系统1例如可以由产品可用性提供商使用。为确保每个罐5a至5b总是容纳最小量的产品，资产管理系统1可以周期性地从被布置成测量罐5a至5b中的产品的物位的物位测量系统9a至9b接收每个罐5a至5b中的产品的更新的测量物位。当罐5a至5b中的产品的更新的测量物位指示该罐应当尽快再填充时，资产管理系统1可以创建工作命令并且将该工作命令提供给操作者11。然后，操作者11可以将具有相关产品的移动容器13(例如，油罐卡车)带到罐5a至5b的位置7a至7c，并且利用用于该罐的正确产品填充罐5a至5b。

图2示意性地示出了安装有物位测量系统的示例性罐5a(在这种情况下为所谓的IBC罐)。参照图2，IBC罐5a包括塑料容器14、金属笼15和托盘17。塑料容器14设置有用于填充产品的顶部开口19和用于清空产品的底部开口21。如图2中示意性地示出的，IBC罐5a还设置有以上提及的物位测量系统9a，在该特定配置中，该物位测量系统9a附接至IBC罐5a，用于通过塑料容器14的壁来测量罐中的产品的物位。

图3是根据本发明的第一实施方式的物位测量系统9a、物位测量系统9b的示意图。参照图3，物位测量系统的该实施方式包括物位感测电路系统23、无线通信电路系统25和控制器27。在该第一示例配置中，物位感测电路系统23可以被配置成生成发射信号S

控制器27耦接至物位感测电路系统23和无线通信电路系统25，并且被配置成控制物位感测电路系统23重复测量产品的物位，并且使用无线通信电路系统25重复发送指示罐中的产品的测量的物位的信号。控制器27还被配置成从资产管理系统1无线地接收已向操作者11发出的用于填充罐的工作命令的指示。控制器27还被配置成在已经接收到工作命令的指示之后，控制物位感测电路系统23更经常地重复测量产品的物位，并且更经常地重复发送指示罐中的产品的测量的物位的信号。

图4是根据本发明的第二实施方式的物位测量系统9a、物位测量系统9b的示意图。在本发明的第二实施方式中，无线通信电路系统25包括第一无线通信电路系统29和第二无线通信电路系统31，第一无线通信电路系统29被配置成实现适用于相对长距离无线通信的第一通信架构；第二无线通信电路系统31被配置成实现适用于相对短距离无线通信的第二通信架构。

因此，第一无线通信电路系统29可以能够在超出第二无线通信电路系统31的能力的范围内进行无线通信。另一方面，与第一通信电路系统相比，第二无线通信电路系统31可以需要更少的电力，而且使用第二无线通信电路系统31可以是免费的。

第一无线通信架构可以使用至少一个网关以与资产管理系统1通信。第一无线通信架构的示例可以包括LoRaWAN、Sigfox、Dash7、NB(窄带)-IoT和GSM等。第二无线通信架构可以依赖于近距离直接无线通信。第二无线通信架构的一个合适示例是BLE(蓝牙低功耗)。

图5是示出由资产管理系统1分派的操作者11在具有多个罐的现场7a处执行工作命令的示例性图示。在图5中的示例现场7a处，存在两组33a至33b的IBC罐以及一组33c的固定存储罐。在将用于说明本发明的示例实施方式的组33a中的一个组中，存在彼此靠近布置的两个罐5a至5b。在图5的图示中，操作者11已到达现场7a，并且已走出移动容器13(油罐卡车)。在操作者手中的是无线操作者设备35。

考虑到这种说明性情况，图6示意性地示出了涉及要填充的罐5a的物位测量系统9a、操作者设备35和资产管理系统1的无线通信。图6示出了物位测量系统9a的第一无线通信电路系统29(请参见图4)与资产管理系统1之间的长距离无线通信37、物位测量系统9a的第二无线通信电路系统31与包括在无线操作者设备35中的无线通信电路系统43之间的短距离无线通信39以及无线操作者设备35与资产管理系统1之间的长距离无线通信41(通常为蜂窝连接)。

现在将参照图7A至图7B中的示例性交互图和图8中的测量操作的定时图来描述根据本发明的两个示例实施方式的物位测量系统9a的操作。

首先参照图7A，并且从交互图的顶部开始，使用物位测量系统9a中的第一无线通信电路系统29(参见图4)，将信号S

返回到图7A，可以假设由信号S

附加地参照图4，物位测量系统9a的控制器27可以控制第二无线通信电路系统31参与和包括在无线操作者设备35中的无线通信电路系统43的配对过程，以在物位测量系统9a与无线操作者设备35之间建立通信。如图7A中示意性地指示的，物位测量系统9a可以使用第二测量电路系统31接收来自无线操作者设备35的配对请求PR，从而产生用于在无线操作者设备35与物位测量系统9a之间建立安全直接无线连接的配对过程PP。替选地，可以由物位测量系统9a启动配对。

在接收到工作命令的指示(在这种情况下为信号S

较频繁的物位测量方案的开始A可以与指示测量的物位的较频繁无线信号的第一传输基本一致。这在图7A中由字母A指示。替选地，其他事件可以触发较频繁的物位测量方案的开始。在图7A中指示一些这样的其他事件，其中，A'指示接收到工作命令的指示的时间，A”指示配对过程的启动，并且A”'指示配对过程的成功完成。

在以第二测量频率(连续测量操作之间的第二间隔T

在操作者11无意中开始填充诸如邻近罐5b的错误罐或者存在与执行工作命令相关联地一些其他问题的情况下，这可以通过观察测量的物位的变化小于预定义值来检测。该变化可以处于连续测量之间，或者处于诸如以上提及的可能的开始时间A、A'、A”或A”'的预定义开始时间之后的预定义时间段之后。在实施方式中，物位测量系统9a的控制器27可以被配置成确定产品的物位在配对过程启动之后的预定义时间段后保持不变；并且向无线操作者设备35发送警报信号。替选地或组合地，无线操作者设备35可以被配置成响应于如上述对不变物位的确定，而为操作者11产生警报。然后，例如，如果填充操作已开始，则操作者11将能够通过终止填充操作，对这样的警报做出反应。

虽然在图7A或图8中未具体指示，但应当注意，在已经确定填充操作已开始之后，控制器27可以控制物位感测电路系统23以高于第二测量频率的第三测量频率周期性地测量产品的物位。这将允许以暂时升高的功耗为代价，以较少的时延更准确地跟踪罐5a中的产品物位。为了使具有暂时升高的功耗的时间最小化，控制器27例如可以被配置成当已经使用第二测量频率确定已达到预定义阈值物位或者产品的物位的增加率大于预定义增加率时，将物位感测电路系统23控制到第三测量频率。

可以由物位测量系统9a的控制器27通过评估测量操作的结果来确定填充操作已开始。替选地或组合地，这样的确定可以基于从无线操作者设备35接收到的关于填充操作的开始的信息。

在某个时间点处，物位测量系统9a返回到以第一测量频率(连续测量操作之间的第一间隔T

物位测量系统9a的控制器27可以被配置成响应于其他指示而离开具有相对频繁的物位测量(第二测量频率)的模式。例如，这样的指示可以包括确定与无线操作者设备35的无线连接39已断开，或者罐5a中的产品的物位在预定义时间(或预定义数量的连续测量操作)内尚未改变。

如先前已经提及的，从资产管理系统1到物位测量系统9a的工作命令的指示不需要由物位测量系统9a直接从资产管理系统1接收，而是可以经由无线操作者设备35通过无线操作者设备35与物位测量系统9a之间的短距离无线通信39接收。在图7B中的交互图中指示了这种情况，其中，指示工作命令的信号S

图9示意性地示出了涉及要填充的罐5b的物位测量系统9b、邻近罐5a的物位测量系统9a、操作者设备35和资产管理系统1的无线通信。因此，在先前描述的示例中填充的罐5a现在是邻近罐，对于该邻近罐，尚未发出用于填充的工作命令。图9示出了物位测量系统9b的第一无线通信电路系统29(请参见图4)与资产管理系统1之间的长距离无线通信37、物位测量系统9b的第二无线通信电路系统31与包括在无线操作者设备35中的无线通信电路系统43之间的短距离无线通信39以及无线操作者设备35与资产管理系统1之间的长距离无线通信41(通常为蜂窝连接)。此外，图9示意性地示出了在距要填充的罐5b的预定义距离内的邻近罐5a的物位测量系统9a的第一无线通信电路系统29与资产管理系统1之间的长距离无线通信45。图9还包括要填充的罐5b的物位测量系统9b与邻近罐5a的物位测量系统9a之间的短距离无线通信47的指示。

现在将参照图10中的示例性交互图和图11A至图11B中的测量操作的定时图来描述根据本发明的示例实施方式的物位测量系统9a和物位测量系统9b的操作。

首先参照图10，并且从交互图的顶部开始，使用物位测量系统9b的第一无线通信电路系统29(参见图4)，将信号S

返回至图10，如以上参照图7A至图7B描述的，资产管理系统1将指示工作命令的信号S

同样如在图10中指示的，邻近罐5a的物位测量系统9a的控制器直接或间接地从资产管理系统1接收用于对要填充的罐5b进行填充的工作命令的指示，此处，该指示也由信号S

如以上所描述的，要填充的罐的物位测量系统9b可以与无线操作者设备35配对，以在物位测量系统9b与无线操作者设备35之间建立通信。以类似的方式，邻近罐5a的物位测量系统9a可以与无线操作者设备35配对，或者如图9和图10所示的，邻近罐5a的物位测量系统9a可以与要填充的罐5b的物位测量系统9b配对。

现在聚焦于邻近罐5a的物位测量系统9a的操作，在接收到用于填充要填充的罐5b的工作命令的指示(在这种情况下为信号S

通过由用于填充要填充的罐5b的工作命令的指示触发的较频繁地测量邻近罐5a中的产品的物位，可以迅速地检测到操作者10是否会开始填充错误的罐(邻近罐5a)。

如果如图10所示将指示邻近罐5a中的产品的物位的信号发送至无线操作者设备35，则无线操作者设备35可以检测到邻近罐中的产品的物位增加，并且响应于检测到的物位增加而提供指示物位增加的信号，例如操作者警报信号。替选地，邻近罐5a的物位测量系统9a的控制器27可以被配置成分析测量操作的结果，并且仅在测量操作指示罐中的产品的物位增加时向无线操作者设备35发送信号。

如以上参照图7A至图7B和图8描述的，要填充的罐5b的物位测量系统9b可以在例如图10和图11A中由字母B指示的时间处返回到以第一测量频率进行的测量。类似地，邻近罐5a的物位测量系统9a可以在例如图10和图11B中由字母D指示的时间处返回到以第一测量频率进行的测量。如图10和图11A至图11B所示的，被填充的罐5b的物位测量系统9b和邻近罐的物位测量系统9a然后开始再次以第一测量频率测量相应罐5a至5b中的物位，并且将信号S

图12示意性地示出了涉及要填充的罐5a的物位测量系统9a、无线操作者设备35、容纳产品的移动容器13和资产管理系统1的无线通信。图12示出了物位测量系统9a的第一无线通信电路系统29(请参见图4)与资产管理系统1之间的长距离无线通信37、物位测量系统9a的第二无线通信电路系统31与包括在无线操作者设备35中的无线通信电路系统43之间的短距离无线通信39以及无线操作者设备35与资产管理系统1之间的长距离无线通信41(通常为蜂窝连接)。此外，图12示意性地示出了无线操作者设备35与装备51之间的短距离无线通信49，该装备51被布置和配置成指示从容纳旨在用于填充罐5a的产品的移动容器13中移出的产品的量。例如可以包括用于移动容器13的泵和/或填充物位指示器的装备51在图12中示意性地指示为被布置在移动容器13上。应当注意，这样的装备可以替选地被布置在要填充的罐5a上，或者被布置在移动容器13与要填充的罐5a之间的某处。图12中的方框箭头分别指示从移动容器13中移出产品和向罐5a添加产品。

如同样在图12中所示的，除以上提及的无线通信电路系统43之外，无线操作者设备35还可以包括设备控制器53。设备控制器53可以被配置成控制无线操作者设备35的无线通信电路系统43参与和包括在物位测量系统9a(参见图4)中的第二无线通信电路系统31的配对过程。此外，设备控制器53可以被配置成确定在要填充的罐5a中增加的产品量与从移动容器13中移出的产品量之间存在差异；并且提供操作者警报。这将帮助操作者快速了解正在填充错误的罐，或者存在关于填充操作的一些其他问题。

本领域技术人员意识到本发明决不限于上述优选实施方式。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。