(57)【要約】      （修正有）【課題】ファームウェアアップグレードエラー検出および自動ロールバックを提供する。【解決手段】システム１０は、需給計器１８を含む。その需給計器１８は、ネットワークインターフェース、および、プロセッサを含む。そのプロセッサは、そのネットワークインターフェースがその需給計器の起動の後に動作可能であるかどうかを判定するように構成される。そのプロセッサはまた、そのネットワークインターフェースが動作不可能と判定された場合に、その需給計器１８の知られている有効なファームウェア命令セットを使用し、その需給計器１８の再起動を開始するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークインターフェースと、
前記ネットワークインターフェースが需給計器の起動の後に動作可能であるかどうかを判定するように構成されたプロセッサであって、前記ネットワークインターフェースが動作不可能と判定された場合に、前記需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを使用して前記需給計器の再起動を開始するように構成された、プロセッサと
を備える、前記需給計器
を備える、システム。
【請求項２】
前記ネットワークインターフェースが、アップグレードされたファームウェア命令セットを備えるデータを受信するように構成された、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記アップグレードされたファームウェア命令セットを使用して、前記需給計器の前記起動を実行するように構成された、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを記憶するように構成されたメモリを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記メモリが、いつ最後の通信信号が前記ネットワークインターフェースによって受信されるかに関する第１の時間インスタンスの指示を記憶するように構成された、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記メモリが、いつ現在の通信信号が前記ネットワークインターフェースによって受信されるかに関する第２の時間インスタンスの指示を記憶するように構成された、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記メモリが、２つの連続して受信される通信信号の間の最大時間間隔を記憶するように構成された、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記最大時間間隔が、前記需給計器の前記起動中に設定値を割り当てられる、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記プロセッサが、
それらの値が更新されるときにはいつでも前記第２の時間インスタンスと前記第１の時間インスタンスの差に対応する時間間隔を計算する、および、
前記計算された時間間隔値が前記最大時間間隔の現在の値よりも大きい場合に、前記計算された時間間隔値で前記最大時間間隔を更新する
ように構成された、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、いつ前記需給計器の前記起動が行われるかに関する第３の時間インスタンスの指示を生成し、そこで記憶するために前記メモリに前記第３の時間インスタンスの指示を送信するように構成された、請求項６記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、通信信号が前記第３の時間インスタンスの後で生じる第４の時間インスタンスの前に前記ネットワークインターフェースによって受信されるかどうかの判定に基づいて、前記ネットワークインターフェースが動作可能かどうかを判定するように構成された、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサが、前記第３の時間インスタンスと前記第２の時間インスタンスの差の倍数として前記第４の時間インスタンスを判定するように構成された、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記最大時間間隔の倍数として前記第４の時間インスタンスを判定するように構成された、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記プロセッサが、
前記第２の時間インスタンスと前記第１の時間インスタンスの差の倍数と、
前記最大時間間隔の倍数と
の間のより大きな値として前記第４の時間インスタンスを判定するように構成された、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記需給計器が、高度メーターインフラストラクチャ（ＡＭＩ）スマートメーターを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
そこにコンピュータ実行可能コードが記憶された、非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コードが、
需給計器の起動を開始する、
需給計器内のネットワークインターフェースが前記需給計器の前記起動の後に動作可能であるかどうかを判定する、および、
前記ネットワークインターフェースが動作不可能と判定された場合に、前記需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを使用し、前記需給計器を再起動する
ための命令を備える、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記コードが、
前記ネットワークインターフェースでの更新されたファームウェア命令セットを備えるデータの受信に続いて、前記需給計器の前記起動を開始する
ための命令を備える、請求項１６記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記コードが、
前記更新されたファームウェア命令セットを利用し、前記需給計器の前記起動を開始する
ための命令を備える、請求項１７記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記コードが、
いつ最後の通信信号が前記ネットワークインターフェースによって受信されるかに関する第１の時間インスタンスの指示を記憶する、
いつ現在の通信信号が前記ネットワークインターフェースによって受信されるかに関する第２の時間インスタンスの指示を記憶する、
いつ前記需給計器の前記起動が行われるかに関する第３の時間インスタンスの指示を記憶する、および、
第２の通信信号が前記第３の時間インスタンスの後で生じる第４の時間インスタンスの前に前記ネットワークインターフェースによって受信されるかどうかの判定に基づき、前記ネットワークインターフェースが動作可能であるかどうかを判定する
ための命令を備える、請求項１６記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記コードが、
前記第２の時間インスタンスと前記第１の時間インスタンスの差の倍数として前記第４の時間インスタンスを判定する
ための命令を備える、請求項１９記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２１】
前記コードが、
前記最大時間間隔の倍数として前記第４の時間インスタンスを判定する
ための命令を備える、請求項１９記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２２】
前記コードが、
前記第２の時間インスタンスと前記第１の時間インスタンスの差の倍数と、
前記最大時間間隔の倍数と
の間のより大きな値として前記第３の時間インスタンスを判定する
ための命令を備える、請求項１９記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
第１の時間に受信された前記需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを記憶するように構成された、メモリと、
第２の時間に受信された前記需給計器のファームウェア命令セットに基づき前記需給計器を起動する、
前記起動が成功したかどうかを判定する、および、
前記起動が失敗したと判定された場合に前記知られている有効なファームウェア命令セットを使用して前記需給計器を再起動する
ように構成された、プロセッサと
を備える、需給計器。
【請求項２４】
ネットワークインターフェースを備え、前記プロセッサが、前記ネットワークインターフェースが通信信号を受信するという指示が所定の時間期間内に前記プロセッサによって受信されるかどうかに基づき前記起動が成功したかどうかを判定するように構成された、請求項２３記載の需給計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、マイクロプロセッサに基づくスマート需給計器に関し、より詳細には、高度計量インフラストラクチャでのファームウェアの配備中のファームウェア更新エラーの自動検出のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロプロセッサに基づく需給計器、またはスマートメーターにおいて、計量機能の大部分は、ファームウェアで実装される。一般に、システムのファームウェアは、読取り専用メモリに記憶されたソフトウェアであり、起動ルーチンおよび低レベル入力／出力ルーチンなどのルーチンを含む。マイクロプロセッサに基づくスマート需給計器の耐用年限内に、新しいバージョンのファームウェアが、バグを取る、新しい機能を追加する、機能性を高めるなどのために、リリースされることがある。公益事業会社は、ＡＭＩネットワーク上の複数のスマートメーターにスマートメーターファームウェア更新データを送信するように高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ホストに指示することによって、ＡＭＩネットワークを介してスマートメーターファームウェアを更新することができる。一般に、スマートメーターが更新を受信し、起動した後、そのスマートメーターはセルフテストを実行し、更新プロセス中に生じることがあるエラーのログを取る。ＡＭＩホストは、そのエラー情報を受信し、そのエラーの重大性に応じて、たとえば、新しいファームウェア更新が失敗したときに、メーターに指令を送信して、古いファームウェア画像でロールバックし、再起動することができる。しかし、スマートメーターのマイクロプロセッサで実行するファームウェアはまた、メーターのＡＭＩ通信機能を定義し得る。したがって、メーターのＡＭＩ機能を妨げることになるエラーがファームウェア更新で生じた場合、メーターは、ホストにエラー情報を送信することまたはホストからロールバック指令を受信することができないことがあり、結果として、破損したファームウェアがメーターに残存することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２９１０２１号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本来特許請求されている発明の範囲に相応するある種の実施形態が、以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求されている発明の範囲を限定するものではなく、そうではなくて、これらの実施形態は、本発明の起こり得る形の簡潔な概要を提供することのみを意図する。実際に、本発明は、以下に記載の実施形態と同様であり得るまたはそれとは異なり得る様々な形を包含し得る。
【０００５】
一実施形態で、システムは、需給計器を含む。その需給計器は、ネットワークインターフェースと、そのネットワークインターフェースが需給計器の起動の後に動作可能であるかどうかを判定するように構成されたプロセッサとを含み、そのプロセッサは、ネットワークインターフェースが動作不可能と判定された場合に、その需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを使用し、その需給計器を再起動するように構成される。
【０００６】
第２の実施形態は、コンピュータ実行可能コードが記憶された非一時的コンピュータ可読媒体を含む。そのコードは、需給計器の起動を開始する、需給計器内のネットワークインターフェースがその需給計器の起動の後に動作可能であるかどうかを判定する、および、そのネットワークインターフェースが動作不可能と判定された場合にその需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを使用してその需給計器を再起動するための命令を含む。
【０００７】
第３の実施形態で、需給計器は、第１の時間に受信されたその需給計器の知られている有効なファームウェア命令セットを記憶するように構成されたメモリと、第２の時間に受信されたその需給計器のファームウェア命令セットに基づいてその需給計器を起動し、その起動が成功したかどうかを判定し、その起動が失敗したと判定された場合に、知られている有効なファームウェア命令セットを使用してその需給計器を再起動するように構成されたプロセッサとを含む。
【０００８】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の図面を通して同様の文字が同様の部分を表す添付の図面を参照して以下の詳細な説明が読まれるときに、よりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＡＭＩネットワークに接続されたスマートメーターを有する公益事業ネットワークのシステムレベル図である。
【図２】ＡＭＩネットワークに接続された図１のスマートメーターの詳細な図である。
【図３】図１および２のスマートメーターなどのスマートメーターで破損したファームウェアを検出するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態が以下に説明される。これらの実施形態の簡潔な説明を提供することを目的として、実際の実装形態のすべての特徴は以下の明細では説明されないことがある。任意の技術または設計プロジェクトでのように、任意のそのような実際の実装形態の開発では、多数の実装形態に特有の決定が、実装形態によって異なり得るシステム関連およびビジネス関連の制約の順守など、その開発者の特定の目的を達成するために行われる必要があることを理解されたい。さらに、そのような開発の取り組みは複雑で時間を要することがあるが、それでもなお、本開示の利益を得る当業者の設計、製作、および製造を担うルーチンになろうことを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を紹介するとき、冠詞「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、それらの要素の１つまたは複数が存在することを意味するものである。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包括的なものであり列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味するものである。
【００１２】
マイクロプロセッサに基づくスマートメーターの耐用年限内に、公益事業会社は、バグ取り、新しい機能の追加、機能性の向上などを行うことができるファームウェア更新を開発することがある。公益事業会社は、ＡＭＩホストに指示してファームウェア更新データを複数のスマートメーターに送信することによって、高度計量インフラストラクチャ（ＡＭＩ）ネットワークを介して遠隔でスマートメーターファームウェアを更新することができる。一般に、メーターがファームウェア更新を受信し、起動した後、そのメーターは、セルフテストを実行し、更新プロセス中に生じることがあるエラーのログを取ることができる。スマートメーターは、ＡＭＩホストにそのエラー情報を送り返すことができる。そのエラーの重大性に応じて、そのホストは、指令をそのスマートメーターに送り返して、古いファームウェア画像でロールバックしそれ自体を再起動することができる。しかし、スマートメーターのマイクロプロセッサで実行するファームウェアはまた、メーターのＡＭＩ機能を定義する。メーターのＡＭＩ機能を妨げることになるエラーがファームウェア更新で生じた場合、メーターはホストにエラー情報を送信することまたはホストからロールバック指令を受信することができないことがあり、そのメーターに破損したファームウェアを残す。
【００１３】
したがって、本実施形態は、新しいファームウェアが立ち上げられ、メーターのＡＭＩ機能または他の機能が機能しなくなった後に、古いファームウェア画像に自動的にロールバックするスマートメーターのための技法およびシステムに関する。したがって、本実施形態は、スマートメーターファームウェアを遠隔で更新するためのより高信頼のシステムを提供する。ある種の実施形態で、そのメーターは、通信時間、通信間隔、起動時間、起動間隔、またはそれらの組合せを記録し、記録された時間を使用して、そのスマートメーターがそのファームウェアを前のバージョンにロールバックすべきかを判定することができる。より具体的には、新しいファームウェアで再起動した後、スマートメーターは、再起動以降どのくらいの時間が経過したかを記録するタイマーを始動することができる。そのスマートメーターは、記録された通信および起動時間に基づいてそのタイマーが所定の閾値を超えたかを判定して、そのスマート需給計器が前のファームウェアバージョンにロールバックすべきかを判定することができる。ある種の実施形態で、そのスマート需給計器は、通信間隔および起動時間に基づいて閾値を設定することができる。再起動した後、スマート需給計器が、閾値を超える時間に亘り通信信号を受信しなかった場合、そのスマート需給計器は、ファームウェアの前のバージョンにロールバックすることができる。加えて、新しいファームウェアバージョンがインストールされるとき、そのスマートメーターは、テストを実行し、判定され得る任意のエラーのログを取り、その需給計器のネットワーク上のホストにそのエラーを送信することができる。
【００１４】
前述を念頭に置いて、図１に示すシステムなどの供給停止検出システムの実施形態を説明することは有用であり得る。図示するように、ＡＭＩネットワークシステム１０は、ＡＭＩネットワーク１４に接続され、ＡＭＩネットワークシステム１０の監視動作を提供するように設計された、１つまたは複数のホストユニット１２を含み得る。ＡＭＩネットワークシステム１０内の各ホストユニット１２は、記憶装置およびメモリに動作可能に結合されてＡＭＩネットワークシステム１０内の他の公益事業の様々な監視動作を実行するための命令を実行するプロセッサおよび／または他のデータ処理回路を含み得る。たとえば、ある種の実施形態で、各ホストユニット１２は、公益事業コントロールセンタでもよい。ＡＭＩネットワークシステム１０内の他の公益事業に指令およびデータを送信することに加えて、公益事業コントロールセンタは、１つまたは複数の発電所によって作り出される電力の監視および監督などのスマートグリッドシステムの監視動作を提供することができる。他の実施形態で、公益事業コントロールセンタは、他のＡＭＩネットワークのオペレーションセンタまたは他のホストなどの外部ソースにＡＭＩネットワークシステム１０に関するデータを報告することができる。
【００１５】
ホストユニット１２に加えて、ＡＭＩネットワークシステム１０は、需給計器１８を含む顧客住宅１６を含み得る。需給計器１８は、商業ビル、アパート住宅、または、公益事業ネットワークに接続された任意の他の実体に置かれ得る。ホストユニット１２は、命令を発行し、または複数の需給計器１８にファームウェア更新などのデータを送信することができる。ホストユニット１２はまた、複数の需給計器１８からファームウェアエラー情報などのデータを受信することができる。ある種の実施形態で、ホストユニット１２は、ＡＭＩネットワーク１４に接続された需給計器１８の状況情報を保持するために、記憶装置内にテーブルを含み得る。ホストユニット１２は、そのテーブルを監視して各需給計器１８の状況を監視し、どの需給計器１８が更新を必要とするかを判定し、需給計器１８ファームウェア更新が失敗したかを判定することができる。ホストユニット１２は、加えて、需給計器１８の過去の障害およびエラー情報の記録を保持し、そのデータを利用して、需給計器１８に障害があるかを判定することができる。
【００１６】
システムレベルから特定の構成要素に移り、需給計器１８のハードウェアのさらなる詳細が図２に示される。図１および２に示す実施形態で、需給計器１８は、スマートメーターである。スマートメーターは、電気エネルギの消費量を記録し、エネルギ消費量値をＡＭＩネットワーク１４のホストユニット１２に報告して返し、ＡＭＩネットワーク１４のホストからデータおよび指令を受信することができる。図２の需給計器１８は、メインボード２２、および、ネットワークインターフェース２８を含む。メインボード２２は、マイクロプロセッサ２４、および、メモリ２６を含み、マイクロコントローラまたは組込み型システムに特有の他の構成要素を含み得る。マイクロプロセッサ２４は、命令を実行してスマートメーター１８の動作を実行することができる。これらの命令は、メモリ２６および／または他の記憶装置などの有形の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたプログラムまたはコード内でコード化され得る。ＡＭＩネットワーク１４を介する通信を可能にするために、マイクロプロセッサ２４は、ネットワークインターフェース２８に接続され得る。ネットワークインターフェース２８は、マイクロプロセッサがＡＭＩネットワーク１４を介して通信できるようにすることができる。ネットワークインターフェース２８は、エラー情報を送信し、ＡＭＩネットワーク１４を介してファームウェア更新データを受信し、マイクロプロセッサ２４と通信して時間スタンプおよび前述のようなＡＭＩネットワーク１４を介する通信間の時間間隔を記録することができる。その時間データは、テーブル、配列、リンクされたリスト、指定のレジスタ、変数、またはそれらの組合せなどの任意の適切なデータ構造で需給計器１８のメモリ２６内に記憶することができる。需給計器１８のマイクロプロセッサ２４は、その時間間隔情報を使用して、需給計器１８のファームウェア更新のエラーおよび障害を判定することができる。加えて、メモリ２６は、命令を含み得る。
【００１７】
次に図３を見ると、流れ図６０は、需給計器１８のメモリ２６に記憶された命令がスマートメーター上の破損したファームウェアを検出するために指定することができるステップを示す。ＡＭＩネットワーク１４を介して新しいファームウェアを受信した後、需給計器１８は、ブロック６２によって表されるように、新しいファームウェアで再起動することができる。他の実施形態で、ハードウェアまたはソフトウェアの障害または他のエラーが生じるときなどに、需給計器１８はまた、新しいファームウェアを受信することなしに再起動することができる。起動した後、需給計器１８は、ブロック６４によって表されるように、現在のファームウェアが以前にＡＭＩテストを無事通過したかを判定することができる。そうである場合、ファームウェアは、ブロック６６によって表されるように、通常どおり起動することができる。
【００１８】
現在のファームウェアが以前にＡＭＩテストを無事通過しなかった場合、需給計器１８は、ＡＭＩテストを実行することができる。そのＡＭＩテストで、需給計器１８は、ブロック６８によって表されるように、時間データにアクセスすることができる。ある種の実施形態で、新しいファームウェアがインストールされている場合、その時間データは、新しいファームウェアの起動時間（Ｔb）を含み得る。新しいファームウェアの起動時間は、スマートメーター１８のメモリ２６で記憶することができ、または、ホスト１２によって送信されるＡＭＩメッセージに含まれ得る。ある種の実施形態で、マイクロプロセッサ２４は、各ＡＭＩ通信間隔を計算し、最大間隔時間（Ｔmax）を記録することができる。加えて、他の実施形態で、マイクロプロセッサ２４は、最後のＡＭＩ通信時間（Ｔl）の時間を記録することができる。前述のように、その時間データは、任意の適切なデータ構造で需給計器１８のメモリ２６に記憶され得る。
【００１９】
ブロック７０によって表されるように、スマートメーターは、それが割り当てられた時間内にＡＭＩ通信要求を受信したかどうかを判定することができる。ある種の実施形態で、その割り当てられる時間はｍ*（Ｔb−Ｔl）でもよく、ｍは正の整数でもよい。ｍの値は、ＡＭＩ通信要求信号が脱落または破損した場合に余分の時間を提供するように選択することができる。一般に、より大きな値のｍは、再起動が必要である信頼性を向上させることができる。しかし、非常に大きな値のｍは、タイムリーな再起動の発生を遅らせることがある。他の実施形態で、その割り当てられる時間はｎ*Ｔmaxであり、ｎは正の整数でもよい。ｍの値と同じように、ｎはシステムが不必要な遅延をもたらすことなく障害を確実に検出するような方法で選択され得る。さらなる他の実施形態で、その割り当てられる時間はｍａｘ（ｍ*（Ｔb−Ｔl），ｎ*Ｔmax）、または、言い換えれば、前の２つの実施形態のうちのより大きい割り当てられる時間である。それらの割り当てられる時間を組み合わせて、エラー検出およびロールバックの信頼性を高めることができる。他の実施形態は、他の時間データを記録し、いつロールバックが生じるべきかを判定するために異なる閾値を使用することができる。
【００２０】
需給計器１８が前述の割り当てられた時間内にＡＭＩ通信要求を受信しない場合、需給計器１８は、それぞれブロック７４および７８によって表されるように、その新しいファームウェア画像に不良の印を付け、そのメーターを再起動し、古いファームウェアにロールバックすることができる。別法として、需給計器１８が割り当てられた時間内にＡＭＩ通信要求を受信する場合、ブロック７２および７６によって表されるように、スマートメーターはその新しいファームウェアにＡＭＩテストを無事に通過したとして印を付けることができ、通常通りそのファームウェアを実行し続けることができる。
【００２１】
実施形態の技術的効果は、スマート需給計器内のファームウェア更新エラーを検出するための方法を含む。ある種の実装形態で、本方法は、ＡＭＩ通信間隔を計算するステップ、および、最大間隔時間（Ｔmax）を記録するステップを含む。そのスマートメーターはまた、最後のＡＭＩ通信（Ｔl）の時間を記録し、新しいファームウェアの起動時間（Ｔb）にアクセスする。新しいファームウェアを再起動した後、そのスマートメーターは、割り当てられた時間の間ＡＭＩ通信要求を受信するのを待つ。その割り当てられる時間はｍ*（Ｔb−Ｔl），ｎ*Ｔmaxまたはｍａｘ（ｍ*（Ｔb−Ｔl），ｎ*Ｔmax）でもよい。需給計器のマイクロプロセッサは、タイミング情報を使用して、そのファームウェアが正しくインストールすることに失敗し、再起動およびロールバックを必要とするかを判定する。
【００２２】
本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために、そしてまた、任意のデバイスもしくはシステムの作成および使用と任意の組み込まれた方法の実行とを含めて、本発明を当業者が実施することを可能にするために、例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、本特許請求の範囲によって定義され、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、それらが本特許請求の文字通りの言語と異ならない構造的要素を有する場合、または、それらが本特許請求の文字通りの言語とごくわずかな差を有する同等の構造的要素を含む場合、本特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００２３】
１０  ＡＭＩネットワークシステム
１２  ホストユニット
１４  ＡＭＩネットワーク
１６  顧客住宅
１８  需給計器
２２  メインボード
２４  マイクロプロセッサ
２６  メモリ
２８  ネットワークインターフェース
【図１】
2014130585.tif 000003
【図２】
2014130585.tif 000004
【図３】
2014130585.tif 000005
【外国語明細書】
2014130585000001.pdf