Datenlogger Messsystem mit Funktionsüberwachung sendet Daten

Redakteur: Sariana Kunze

Die Nutzung der Mobilfunknetze und des Internets erlaubt es heute, weit verstreute Messsysteme virtuell an einem Ort zusammenzufügen und die gewonnenen Daten zeitnah zu verwerten.

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Das GSM-2-Messsystem von Keller sendet Daten via Email, FTP oder SMS und sammelt die Messdaten zentral auf einem Computer resp. in einer MySQL-Datenbank.
Das GSM-2-Messsystem von Keller sendet Daten via Email, FTP oder SMS und sammelt die Messdaten zentral auf einem Computer resp. in einer MySQL-Datenbank.
(Bild: Keller)

Professionelle Messtechnik profitiert in hohem Masse von Komponenten und Technologien, die ursprünglich für die großen Stückzahlen des Endverbrauchermarkts entwickelt wurden. Ein aktuelles Beispiel ist die Nutzung der Mobilfunknetze zur Datenübertragung. Die GSM-Empfangsabdeckung ist so weit fortgeschritten und die Preise für Telefonmodule, Prepaid-Karten und mobile Datenübertragung sind so tief, dass die vorliegende Lösung sowohl für dezentral oder völlig abseits gelegene Messpunkte als auch an gut zugänglichen Orten eine Möglichkeit der Messwerterfassung ist. Der Empfänger kann die Messdaten am Computer auslesen, der die Daten via Mobiltelefon (SMS) oder direkt per Email/FTP erhält.

Windows-Software GSM-2-DataManager

Die benutzerfreundliche und kostenlos mitgelieferte Windows-Software GSM-2-DataManager ist das Herzstück des Messsystems. Sie sammelt die Messdaten, überwacht und steuert die verschiedenen Messstationen und dient zum Anzeigen oder automatischen Weiterverarbeiten der in einer MySQL-Datenbank gespeicherten Messdaten. Der DataManager liest die vom GSM-2 versendeten Daten fortlaufend ein und legt sie in der Datenbank ab. Auf diese Weise ist auf einen Blick ersichtlich, ob alle Messstationen einwandfrei arbeiten. Die Positionen der Messstellen werden in einer Karte angezeigt. Bei einem Fehler, wie beispielsweise nicht vorhandene Messdaten, warnt die Software und informiert falls gewünscht per Email/FTP oder SMS. Die Messdaten rechnet der DataManager in die am Messort gebräuchliche physikalische Größe um und stellt sie grafisch dar. Eine Konfigurationsänderung der einzelnen Messstationen erfolgt am Computer und wird per Email/FTP direkt auf das betreffende GSM-2 Modul übertragen.

Das GSM-2 zur Grundwasserpegelmessung

Die Überwachung von Grundwasserständen oder Oberflächenpegeln von Seen und Flüssen ist eine weitverbreitete Aufgabe. Sie wird von unterschiedlichen staatlichen Einrichtungen aber auch privaten Wasser- bzw. Energieversorgern wahrgenommen. Die meist abgelegenen, nach geo- oder hydrografischen Gesichtspunkten platzierten Messstellen verfügen äußerst selten über einen Stromanschluss. Dies erfordert ein batteriebetriebenes System mit möglichst großer Standzeit. Die Messeinrichtung muss zudem feuchtigkeitsbeständig bzw. kurzzeitig überflutbar sein und gegen Diebstahl und Vandalismus geschützt werden. All diese Punkte hat die Keller AG für Druckmesstechnik bei der Entwicklung des GSM-2-Moduls berücksichtigt. Früher wurden Grundwasserpegelmessungen von Hand mit dem Lichtlot durchgeführt. Dazu wurde ein in den Boden eingelassenes Rohr mit einem Durchmesser von 2" und einer Verschlusskappe benötigt. Die Messfrequenz hing allerdings stark von der Erreichbarkeit der Messpunkte und den gegebenen Witterungsbedingungen ab. Um die bereits vorhandenen Messstellen weiterhin nutzen zu können, ist der Durchmesser des GSM-2 Moduls so gewählt, dass es direkt in die erwähnten Peilrohre passt.

Schnelle Installation bei vorhandenen Messstellen

Das gesamte GSM-2 Messmodul mit Pegelsonde wird einfach in das Peilrohr mit 2" Durchmesser gesetzt und durch die Pegelverschlusskappe gesichert. Eine aufwändige und teure Installation von Antenne mit Mast und Solarpanel entfällt. Nach dem Einbau sendet das GSM-2 seine Konfiguration mit Messtellennamen und Position an den DataManager, der die neue Messstelle ab sofort automatisch verwaltet. Alternativ ist das GSM-2 als Box in verschiedenen Ausführungen, z.B. explosionsgeschützt, und als OEM-Modul erhältlich.

Elektronik und Batterie wasserdicht im Edelstahl-Gehäuse

Die Elektronik und Batterie des GSM-2-Moduls sind wasserdicht in einem Edelstahl-Gehäuse mit einem äußeren Durchmesser von 48 mm untergebracht. Im oberen Teil, der zur Befestigung in einer abschließbaren Pegelrohr-Verschlusskappe für 2"-Rohre ausgelegt ist, befinden sich die Antenne und die Schnittstelle zur Konfiguration des Messsystems. Am unteren Ende wird die Niveau-Messsonde angebracht.

GSM-2-Modul schaltet sich aus, wenn es nicht gebraucht wird

Je nach Umgebungsbedingung und Konfiguration beträgt die Standzeit des batteriebetriebenen Gerätes laut Keller mehr als zehn Jahre. Dies ist möglich, da sich dass GSM-2-Modul ausschaltet, sobald es nicht gebraucht wird. Mit anderen Worten ist es lediglich aktiv, um eingehende Konfigurationen abzurufen oder um Messdaten zu speichern und zu verschicken. Dies geschieht in einem definierbaren Zeitintervall, d.h. es werden pro Nachricht mehrere gespeicherte Pegelwerte verschickt. Falls die Übertragung aus technischen Gründen nicht möglich ist, schreibt sie das GSM-2 in den internen Speicher und beginnt die Übermittlung automatisch bei der nächsten Verbindung. Alternativ können die Messdaten vor Ort über die Konfigurationsschnittstelle ausgelesen werden. Zudem besteht die Möglichkeit, kritische Ereignisse wie schnelle Pegeländerungen sowie Über- oder Unterschreitungen von Pegeln zu detektieren und als Alarm-Nachricht zu versenden. Periodische Nachrichten mit Systeminformationen wie Batteriekapazität und Antennensignalstärke sind ebenfalls Teil des Funktionsumfangs.

Messeingänge für Sensoren aller Art

Neben der RS485-Schnittstelle, die im Zusammenspiel mit den Pegelsonden von Keller genaue Druck- bzw. Wasserstandsmessungen liefert, besitzt das GSM-2-Modul selbst einen Luftdruck- und Temperatur-Sensor. Dies ermöglicht Wasserstandsmessungen durch die sogenannte AA-Messmethode (absolut-absolut) und hat zum Vorteil, dass kein feuchtigkeitssensibles Kapillar-Rohr im Kabel der Pegelsonde benötigt wird. Dadurch ist die Messstelle gerüstet für den sicheren Einsatz in feuchter Umgebung und auch ein kurzzeitiges Überfluten führt nicht zum Ausfall der Messstation. Zwei Spannungseingänge (0...2,5 V), die SDI12-Schnittstelle sowie zwei Digitaleingänge erlauben die Verwendung von Sensoren aller Art. Vom einfachen Schaltkontakt (Digitaleingang) bis zum anspruchsvollen Wasseranalysegerät mit 10 Parametern (SDI12-Schnittstelle). Das GSM-2 speist die angeschlossenen Sensoren wahlweise mit 12, 5 oder 3,9 Volt Spannung.

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