(57)【要約】無線かつ高機能計量装置が開示される。一つの実施例において、マルチデバイスモジュールは、ホスト装置に接続するよう構成されたホスト装置インタフェースを含む。ホスト装置インタフェースは、ホスト装置に情報を送信する、および、ホスト装置から情報を受信することができる通信インタフェースを含む。マルチデバイスモジュールは、無線ネットワークおよびマイクロコントローラに接続可能な無線通信機を含み、当該マイクロコントローラは、計量機能およびスマート計量アプリケーションを提供するよう構成され得る。
2021500674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチデバイスモジュールであって、
前記マルチデバイスモジュールをホスト装置に接続させるよう構成されたホスト装置インタフェースであって、
前記ホスト装置に情報を送信する、および、前記ホスト装置から情報を受信するよう構成された通信インタフェースと、
前記ホスト装置から電力を受けるよう構成された電力インタフェースと、
前記マルチデバイスモジュールにある無線通信機を、前記ホスト装置にあるアンテナに接続させるよう構成されたアンテナインタフェースと、
を含み、
前記無線通信機は、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を無線ネットワークに送信する、および、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を前記無線ネットワークから受信するよう構成されている、
前記ホスト装置インタフェースと、
前記通信インタフェースおよび前記無線通信機と通信するよう接続された計算装置であって、
前記通信インタフェースを介して、前記ホスト装置にある計量装置から資源消費情報を受信することと、
前記資源消費情報を処理して、少なくともある時区間にわたる消費量を示す間隔データを生成し、前記間隔データを前記マルチデバイスモジュールにあるメモリに保存することと、
前記間隔データの少なくとも一部を含む間隔データメッセージを生成することと、
前記無線通信機に、前記アンテナインタフェースおよび前記無線ネットワークを介して前記間隔データメッセージを中央システムへ送信させることと、
によって、間隔データ機能を提供するよう構成された前記計算装置と、
を含む、マルチデバイスモジュール。
【請求項２】
前記マルチデバイスモジュールは複数の端子を含むランドグリッドアレイにパッケージされ、前記ホスト装置インタフェースは前記複数の端子と接続する、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項３】
前記電力インタフェースを介して前記ホスト装置から電力を受け、
前記電力から規制電圧を生成し、
前記規制電圧を前記計算装置および前記無線通信機に提供する
よう構成された電源をさらに含む、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項４】
前記計算装置は、さらに、
前記ホスト装置によって検出されたイベントの指示を前記通信インタフェースから受信することと、
前記イベントの前記指示を処理することと、
前記イベントに関する情報を前記マルチデバイスモジュールにあるメモリに保存することと、
イベントメッセージを生成することと、
前記無線通信機に、前記無線ネットワークを介して前記イベントメッセージを前記中央システムへ送信させることと、
によって、イベントを記録する機能を提供するよう構成されている、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項５】
前記計算装置は、さらに、
前記無線ネットワークおよび前記無線通信機を介して、遠隔装置から命令を受信し、
前記ホスト装置にある前記計量装置のための制御メッセージであって、前記計量装置を制御するための指令を提供する制御メッセージを決定するように前記命令を処理し、
前記通信インタフェースを介して、前記制御メッセージを前記計量装置に送信する
よう構成されている、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項６】
前記通信インタフェースはシリアル通信インタフェースである、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項７】
前記計算装置は、さらに、
前記無線ネットワークおよび前記無線通信機を介して、遠隔装置から命令を受信し、
前記命令に対する応答を決定するように前記命令を処理し、
前記マルチデバイスモジュールにあるメモリに保存されたデータの利用を前記命令が要求するとき、前記メモリをアクセスし、前記データを利用して前記命令に対して前記応答を生成する
よう構成されている、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項８】
前記無線通信機に前記間隔データメッセージを送信させることは、前記マルチデバイスモジュールに記憶されたタイミング情報値に基づいて、前記間隔データメッセージを送信させることを含む、請求項１に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項９】
マルチデバイスモジュールであって、
前記マルチデバイスモジュールをホスト装置に接続させるよう構成されたホスト装置インタフェースであって、
前記ホスト装置に情報を送信する、および、前記ホスト装置から情報を受信するよう構成された通信インタフェースと、
前記ホスト装置から電力を受けるよう構成された電力インタフェースと、
前記マルチデバイスモジュールにある無線通信機を、前記ホスト装置にあるアンテナに接続させるよう構成されたアンテナインタフェースと、
を含み、
前記無線通信機は、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を無線ネットワークに送信する、および、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を前記無線ネットワークから受信するよう構成されている、
前記ホスト装置インタフェースと、
前記通信インタフェースおよび前記無線通信機と通信するよう接続された第１計算装置であって、
前記通信インタフェースを介して、前記ホスト装置にある計量装置から資源消費情報を受信し、
前記無線通信機に、前記アンテナインタフェースおよび前記無線ネットワークを介して間隔データメッセージを中央システムへ送信させ、
制御命令を前記第１計算装置からホスト装置に送信する
よう構成された前記第１計算装置と、
前記第１計算装置と通信するよう接続された第２計算装置であって、
前記第１計算装置から資源情報を受信し、
前記資源消費情報を処理して、少なくともある時区間にわたる消費量を示す間隔データを生成し、
前記間隔データを前記マルチデバイスモジュールにあるメモリに保存し、
前記間隔データの少なくとも一部を含む間隔データメッセージを生成し、
前記間隔データメッセージを前記第１計算装置に送信する
よう構成された前記第２計算装置と、
を含む、マルチデバイスモジュール。
【請求項１０】
前記第１計算装置はスマート計量アプリケーションを実行するよう構成されており、
前記スマート計量アプリケーションは、（ｉ）現在のエネルギ使用量、（ｉｉ）過去のエネルギ使用量、または（ｉｉｉ）環境影響のうちの１つを計算するよう構成されている、請求項９に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項１１】
前記第１計算装置は、ソフトウェア無線機能を提供するよう構成されている、請求項９に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項１２】
前記通信インタフェースは、電力線通信システムと接続するよう構成されている、請求項９に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項１３】
前記第２計算装置は、新しい計量アプリケーションをダウンロードして前記新しい計量アプリケーションをインストールするよう構成されている、請求項９に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項１４】
前記マルチデバイスモジュールは複数の端子を含むランドグリッドアレイにパッケージされ、前記ホスト装置インタフェースは前記複数の端子と接続する、請求項９に記載のマルチデバイスモジュール。
【請求項１５】
マルチデバイスモジュールであって、
前記マルチデバイスモジュールをホスト装置に接続させるよう構成されたホスト装置インタフェースであって、
前記ホスト装置に情報を送信する、および、前記ホスト装置から情報を受信するよう構成された通信インタフェースと、
前記ホスト装置から電力を受けるよう構成された電力インタフェースと、
前記マルチデバイスモジュールにある無線通信機を、前記ホスト装置にあるアンテナに接続させるよう構成されたアンテナインタフェースと、
を含み、
無線通信機は、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を無線ネットワークに送信する、および、前記アンテナインタフェースを介して無線信号を前記無線ネットワークから受信するよう構成されている、
前記ホスト装置インタフェースと、
前記通信インタフェースおよび前記無線通信機と通信するよう接続された計算装置であって、
前記通信インタフェースを介して、前記ホスト装置にある計量装置から、資源消費量を示すパルスを受信することと、
前記パルスに基づいて、資源消費量の大きさを計算することと、
前記資源消費量の大きさを、前記マルチデバイスモジュールにあるメモリに保存することと、
前記大きさを含むデータメッセージを生成することと、
前記無線通信機に、前記アンテナインタフェースおよび前記無線ネットワークを介して前記データメッセージを中央システムへ送信させることと、
によって、間隔データ機能を提供するよう構成された前記計算装置と、
を含む、マルチデバイスモジュール。
【請求項１６】
前記マルチデバイスモジュールは複数の端子を含むランドグリッドアレイにパッケージされ、前記ホスト装置インタフェースは前記複数の端子と接続する、請求項１５に記載のマルチデバイスモジュール。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２０１７年１０月２４日に出願された米国仮出願第６２／５７６３８０号に基づく優先権を主張する。この出願の内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般的には、計量システムに関し、さらに具体的には、無線かつ高機能処理能力をホスト装置に提供するモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
計量装置は、電気、水、およびガスなどの資源の消費量を測定するために、企業、家庭、および他の施設に設けられている。一部の計量装置は基本的な計量機能しか提供できないが、通信機能および高機能計量機能を提供する計測装置もある。
【０００４】
基本的な機能しか提供しない計量装置に、高度の計量機能および通信機能を与えることが望ましいことがある。1つのオプションとしては、追加の機能を提供するように計量機を再設計することである。しかしながら、このオプションは、コストと時間がかかりかねない、広範囲の設計および試験を必要とする場合がある。よって、基本的な計量システムに高度の機能を持たせるように簡単にアップグレードするために、他の解決策が求められる。
【発明の概要】
【０００５】
いくつかの実施態様および特徴において、高機能計量システムが開示されている。１つの実施例において、マルチデバイスモジュールは、ホスト装置と接続するよう構成されたホスト装置インタフェースを含む。ホスト装置インタフェースは、ホスト装置に情報（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）を送信する、および、ホスト装置から情報を受信するよう構成された通信インタフェースを含む。ホスト装置インタフェースは、マルチデバイスモジュールに電力を提供するよう構成された電力インタフェースも含む。ホスト装置インタフェースは、マルチデバイスモジュールにある無線通信機（ｒａｄｉｏ）を、ホスト装置にあるアンテナに接続させるよう構成されたアンテナインタフェースをさらに含む。無線通信機は、アンテナインタフェースを介して無線信号を無線ネットワークに送信するよう構成されている。無線通信機はさらに、アンテナインタフェースを介して無線信号を無線ネットワークから受信するよう構成されている。高機能計量システムは、通信インタフェースおよび無線通信機と通信するよう接続された計算装置も含む。計算装置は高度の計量機能を提供可能である。１つの実施例において、計算装置は、通信インタフェースを介して、ホスト装置にある計量装置から資源消費情報を受信することによって、間隔データ（ｉｎｔｅｒｖａｌ  ｄａｔａ）機能を提供するよう構成され得る。計算装置は、資源消費情報を処理して間隔データを生成するようにさらに構成され得る。間隔データは、少なくともある時区間にわたる消費を示す。計算装置はさらに、間隔データをマルチデバイスモジュールにあるメモリに保存し、間隔データの少なくとも一部を含む間隔データメッセージを生成し、無線通信機に、無線ネットワークを介して間隔データメッセージを中央システムへ送信させるよう構成され得る。
【０００６】
これらの例示的な実施例は、本開示を制限または規制するためではなく、一方、理解を深めるために例示を提供するために説明される。追加的な実施例および更なる説明は以下に提供される。
【０００７】
本開示のこれらのおよび他の、特徴、態様、および利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細説明を読むことによってよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な無線かつ高機能計量装置を示すブロック図
【図２】無線かつ高機能計量装置の例示的なレイアウトを示す図
【図３】無線かつ高機能計量装置を有するホスト装置を示す例示的なブロック図
【図４】無線かつ高機能計量装置の例示的なネットワークを示す図
【図５】高機能計量装置を用いた、資源測定のための例示的なプロセスを示すフローチャート
【図６】高機能計量システムの機能を実行するための例示的な計算システムを表現するブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施態様は、統合された無線かつ高機能計量装置に関する。１つの実施例において、無線かつ高機能計量装置は、無線送受信機または無線通信機と、計算装置とを含む。無線通信機は、無線メッシュネットワークまたは他のネットワークに接続するなどの通信機能を実行することができる。計算装置は、資源消費などの基本情報をホスト装置から受信し、当該情報を用いてスマート計量またはホームオートメーションなどの高度の機能を提供することができる。
【００１０】
無線かつ高機能計量装置は、追加的な機能を提供するために、低コストの計量機などのホスト装置に加えられ得る。無線かつ高機能計量装置は、小さなフォームファクタと比較的低いコストの単独型（self-contained）プラグアンドプレイモジュールであってもよい。無線の計量装置の利点としては、拡張機能を提供するために、新たな設計および試験を必要とせずに、ホスト装置への快速かつ簡単なインストールことが挙げられる。その小さいサイズによれば、当該装置を小さなフォームファクタでホスト装置にインストールすることができる。
【００１１】
図１は、例示的な無線かつ高機能計量装置を示すブロック図である。無線かつ高機能計量装置１００は、ホスト装置インタフェース１０２と、１つまたは複数の計算装置１０８ａ〜１０８ｎと、送受信機１１０と、電源１０６とを含む。無線かつ高機能計量装置１００は、ホスト装置インタフェース１０２を介して計量機などのホスト装置に接続し、追加的な機能をホスト装置に提供してもよい。無線かつ高機能計量装置１００は、計算装置１０８ａ〜１０８ｎを送受信機１１０に接続させるインタフェース１２０、計算装置１０８ａ〜１０８ｎをホスト装置インタフェース１０２に接続させるインタフェース１２１、送受信機１１０をＲＦ（無線（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ））ポート１０４に接続させるインタフェース１２２などの様々なインタフェースを含む。これらのインタフェースは別々のインタフェースとして図１に示されているが、他の構成もあり得る。
【００１２】
ホスト装置インタフェース１０２によれば、無線かつ高機能計量装置１００とホスト装置と間の接続が容易になる。図１に示されているように、ホスト装置インタフェース１０２は、ホスト装置からの複数の接続を提供することができ、いくつかの例示において、ホスト装置インタフェース１０２の通信インタフェースを用いて情報をホスト装置に送信してもよい。ホスト装置インタフェース１０２は、汎用シリアルバス（ＵＳＢ：ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）、汎用非同期送受信機（ＵＡＲＴ：ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ−ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）、シリアル接続などのプロトコル、または、ホスト装置と無線かつ高機能計量装置との間の通信のための他のプロトコルを提供することができる。ホスト装置インタフェース１０２は、生のメーター出力、もしくはその他の信号などのアナログ接続、または、計量装置から生成されるデジタルパルス、もしくはその他の信号などのデジタル接続を含んでもよい。ＵＳＢ接続を介する接続によれば、ホスト装置インタフェース１０２は、電力および信号を受信することができる。通信インタフェースを介して、ホスト装置インタフェース１０２はホスト装置から情報を受信することができ、当該ホスト装置は、電力線通信を介してヘッドエンドシステムと通信するよう構成される。つまり、情報は電力供給線で伝送される。
【００１３】
無線かつ高機能計量装置１００は１つまたは複数の計算装置１０８ａ〜１０８ｎを有してもよい。１つまたは複数のアプリケーションのためのコード空間（ｃｏｄｅ  ｓｐａｃｅ）は１つの装置に設けられ、追加的なコード空間はもう１つの装置に設けられ得る。通信スタックは、アプリケーションのためのコード空間と同じ装置に設けられてもよく、異なる装置に設けられてもよい。例示的な高機能計量アプリケーションは、間隔データ（ｉｎｔｅｒｖａｌ  ｄａｔａ）、タリフィケーション（ｔａｒｉｆｆｉｃａｔｉｏｎ）、イベントの記録（ｅｖｅｎｔ  ｌｏｇｇｉｎｇ）、負荷制御、サービス品質（ＱＯＳ：ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）、停止検出、負荷分散（load disaggregation）、負荷予測、使用分析、分散エネルギ資源管理、負荷スイッチ管理、機器障害検出、およびサーモスタット制御を提供してもよい。他の種類のアプリケーションは、ホスト装置に対する無線通信を含む拡張機能を提供するように支援され得る。
【００１４】
ホスト装置インタフェース１０２は、ＲＦポート１０４またはアンテナインタフェースを提供してもよく、当該ＲＦポート１０４またはアンテナインタフェースは、ホスト装置に置かれたアンテナ、または、アンプなどの無線周波サブシステムと接続可能である。ＲＦポート１０４によれば、例えば、図３に示されたアンテナ３０８などの外部のアンテナを介して、送受信機１１０は情報を送信または受信することができる。
【００１５】
計算装置１０８ａ〜１０８ｎは、送受信機１１０を介して、無線かつ高機能計量装置の外部の装置と通信してもよい。送受信機１１０は、任意の種類の通信プロトコルをサポートしてもよい。通信プロトコルは、ＩＥＥＥ８０２.１５．４などの無線規格、独自の無線プロトコル、またはセルラ規格を含んでもよいが、無線規格には限られない。送受信機１１０は通信機能を実装する。通信機能の例示として、デジタルメッセージのエンコード、デコード、暗号化、または復号化、および、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡなどの信号の多重化または逆多重化が挙げられる。他の機能の例示は、搬送波信号に乗せられた信号の変調または復調がある。
【００１６】
電源１０６はホスト装置インタフェース１０２を介してホスト装置から電力を受けることができる。ホスト装置は電池または他の電源によって電力が供給され得る。ホスト装置が電気計量機である場合、ホスト装置は主電源装置であり得る。電源１０６は規制電力（ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｐｏｗｅｒ）を他の部品（例えば、計算装置１０８ａ〜１０８ｎ、または送受信機１１０）を提供することができる。このように、ホスト装置インタフェース１０２によれば、ホスト装置からの電力を、ホスト装置インタフェースの無線かつ高機能計量装置の部品に供給することができる。
【００１７】
図２は、無線かつ高機能計量装置の例示的なレイアウトを示す図である。図２は例示的な無線かつ計量装置２００を示す。無線かつ計量装置２００は計算装置１０８ａと送受信機１１０とを含む。無線かつ高機能計量装置２００はフロントエンドモジュール、メモリ、クロック、レギュレータ、および他の部品を有してもよい。図２に示された配置およびレイアウトはマルチデバイスモジュールの一例である。他の配置およびレイアウトがあり得る。
【００１８】
１つの実施例において、無線かつ計量装置２００は、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ：ｌａｎｄ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）パッケージを有する、マルチデバイスモジュールまたはマルチチップモジュール（ＭＣＭ：ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ  ｍｏｄｕｌｅ）を利用してもよい。この実施例において、全ての部品、例えば、計算装置１０８、送受信機１１０などはプリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）の一側に設けられている。部品は改ざんを防止するようにカプセル化されてシールドで覆われている。ＭＣＭは、そのＰＣＢ（図示せず）の反対側または裏側にパッドまたは接続点を有する。無線かつ高機能計量装置２００は、システムインパッケージ（ＳｉＰ：ｓｙｓｔｅｍ−ｉｎ−ｐａｃｋａｇｅ）、チップスケールパッケージング（ＣＳＰ：ｃｈｉｐ−ｓｃａｌｅ  ｐａｃｋａｇｉｎｇ）、積層集積回路、３次元集積回路、ホスト装置にあるコネクタを介するＰＣＢ接続などの他の種類のパッケージングを利用することができる。
【００１９】
装置のサイズを最小化にするために、無線かつ高機能計量装置は、部品の数を最小化し、小さな部品を使用し、および／または部品のレイアウトを最適化するように設計してもよい。 例えば、無線かつ高機能計量装置２００は、無線送受信機と、メモリなどの追加の組み込み機能を有するマイクロコントローラとの両方を含む、単一の集積回路を使用してもよい。１つの例示的な実施例において、無線かつ高機能計量装置のサイズは２２ｍｍ×２３ｍｍである。
【００２０】
図３は、ホスト装置と無線かつ高機能計量装置とを含む計量システム３００を示す例示的なブロック図である。ホスト装置は、無線かつ高機能計量装置３０６と、計量装置３０４と、計量機インタフェース３０２と、アンテナ３０８と、電源３１０とを含む。無線かつ高機能計量装置３０６は、図１に示された無線かつ高機能計量装置１００または図２に示された無線かつ高機能計量装置２００のように、無線通信および高機能計量機能を実行することができる装置である。
【００２１】
１つの実施例において、無線かつ高機能計量装置３０６は、ホスト装置インタフェース１０２などのホスト装置インタフェースを介して、計量装置３０４、アンテナ３０８、および電源３１０などの装置または部品と接続する。無線かつ高機能計量装置３０６は計量アプリケーション３３０を含む。後に説明するように、計量アプリケーション３３０は、高機能計量機能およびネットワーク通信を含む、様々な高度の機能を実行することができる。
【００２２】
計量装置３０４は、水、ガス、電力などの消費を測定することができる。計量装置が電力の消費を測定するとき、計量装置３０４は、電流および／または電圧を測定してもよく、いくつの限られた分析または計算を行ってもよい。計量装置３０４は瞬時または累積の電気量などの基本的な計量データを無線かつ高機能計量装置３０６に送信してもよく、当該瞬時または累積の電気量はＫＷｈ、ＶＩ、ＶＡなどである。
【００２３】
無線かつ高機能計量装置３０６は、計量装置３０４から計量データを受信し、当該データを用いて追加的な分析又は計算を行ってもよい。無線かつ高機能計量装置３０６によって提供された高度の計量機能は、間隔データの判断、タリフィケーション、イベントの記録、負荷制御、サービス品質（ＱＯＳ）の応用を含んでもよいが、これらに限られていない。ＱｏＳ分析は、電圧、周波数、波形、位相、またはサービス継続性などのデータを分析することを含んでもよい。無線かつ高機能計量装置３０６は計量機インタフェース３０２に対するＱｏＳ分析を提供してもよい。無線かつ高機能計量装置３０６は無線アンテナ３０８を介して当該データまたは他の情報を他の装置と通信してもよい。
【００２４】
計量装置３０４が接続されて起動されると、無線かつ高機能計量装置３０６は自動的に無線ネットワークと接続してもよい。高度の計量機能は、事前に設定され得て、需要に応じて無線リンクによって調整され得る。
【００２５】
計量機インタフェース３０２は情報を表示するように利用されるインタフェースである。例えば、計量機インタフェース３０２は、消費量、料金、および状態情報を最終消費者などのユーザに表示してもよい。計量機インタフェース３０２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）３１０ａ〜３１０ｎを用いて情報を表示してもよく、ＬＥＤ３１０ａ〜３１０ｎのそれぞれが何らかの状態を示してもよい。例えば、１つのＬＥＤ３１０ａ〜３１０ｎは、計量機が正常に稼働しているか否か、または、計量機がネットワークなどの外部装置と通信しているか否かを示してもよい。計量機インタフェース３０２はディスプレイ３１４を含んでもよい。ディスプレイ３１４は、液晶表示器（ＬＣＤ：liquid crystal display）、ＬＥＤディスプレイ、または任意の他の種類のディスプレイであってもよい。ディスプレイ３１４は、資源が消費されているか否かなどの計量装置３０４の状態、または、無線かつ高機能計量装置３０６が正常に機能しているか否かまたはネットワークと通信している否かなどの無線かつ高機能計量装置３０６の状態を示してもよい。
【００２６】
計量機インタフェース３０２は１つまたは複数のリレー３１２ａ〜３１２ｎを含んでもよい。リレー３１２ａ〜３１２ｎは外部装置を制御することができる。例えば、リレー３１２ａ〜３１２ｎ、１２０ボルトまたは２４０ボルトの電圧などを施設に対して資源の接続を可能とする信号を制御することができる。
【００２７】
無線かつ高機能計量装置３０６は情報を計量機インタフェース３０２と通信することができ、よって、当該情報を無線かつ高機能計量装置３０６によって実行される分析及び機能に対応付けることが可能である。
【００２８】
電源３１０はホスト装置の部品、および無線かつ高機能計量装置３０６に対して電力を提供してもよい。１つの実施態様において、電源３１０は無線かつ高機能計量装置３０６から省かれる。アンテナ３０８は無線通信のために無線かつ高機能計量装置によって利用され得る。アンテナ３０８はホスト装置のＰＣＢに統合されてもよく、外部のアンテナであってもよい。１つの実施態様において、アンテナ３０８は無線かつ高機能計量装置３０６から省かれる。
【００２９】
無線かつ高機能計量装置３０６は１つまたは複数の計量アプリケーション３３０を実行してもよい。１つの態様において、計量アプリケーション３３０はソフトウェア無線（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｆｉｎｅｄ  ｒａｄｉｏ）も実装してもよい。ソフトウェア無線部品は、送受信機１１０に関して説明した通信機能の少なくとも一部を含んでもよい。ソフトウェア無線機能は、フィルタリング、混合、増幅、またはその他の機能を含んでもよい。
【００３０】
図４は、無線かつ高機能計量装置の例示的なネットワーク４００を示す図である。ネットワーク４００は無線かつ高機能計量装置４０１ａ〜４０１ｅと収集器４５０とを含む。収集器は、データネットワーク４７０を介して、ネットワークをヘッドエンドシステム４６０に接続する。無線かつ高機能計量装置４０１ａ〜４０１ｅのそれぞれは、無線かつ高機能計量装置を有するホスト装置である。代替的に、１つまたは複数の装置は異なる種類の計量装置であってもよい。追加的または代替的な装置もネットワークに接続され得る。計量装置４０１ａ〜４０１ｅは家庭または企業などの消費者の施設の内部に置かれ得る。
【００３１】
接続４２０〜４２６は無線通信リンクを表現する。例えば、図示されたように、無線かつ高機能計量装置４０１ａと４０１ｂとは通信リンク４２４によって接続されている。無線かつ高機能計量装置４０１ａと４０１ｃとは通信リンク４２２によって接続されている。無線かつ高機能計量装置４０１ｃと４０１ｄとは通信リンク４２３によって接続されている。無線かつ高機能計量装置４０１ａと４０１ｅとは通信リンク４２０によって接続されている。無線かつ高機能計量装置４０１ａと４０１ｃとは通信リンク４２２によって接続されている。無線かつ高機能計量装置４０１ｄと４０１ｅとは通信リンク４２１によって接続されている。ネットワークは無線メッシュネットワークであってもよい。つまり、無線通信リンクは変更可能である。
【００３２】
データネットワーク４７０は収集器４５０とヘッドエンドシステム４６０とを接続する。データネットワーク４７０は任意種類のデータネットワークであってもよく、例えば、有線または無線のデータネットワークであってもよい。無線かつ高機能計量装置４０１ａ〜４０１ｅは、電圧、電力、位相、または、ある時区間にわたるエネルギ消費などのデータを測定し、記録（ロキング）し、収集器４５０に送信してもよい。
【００３３】
以下、無線かつ高機能計量装置によって提供されるいくつかの高度の機能の例示を提供する。
【００３４】
＜間隔データ＞
図５は、間隔データの測量機能のための例示的なプロセスを示すフローチャートである。ブロック５０１において、方法５００は、ホスト装置インタフェースの通信部を介して、ホスト装置にある計量装置から資源消費情報を受信することを含む。例えば、計量装置３０４は資源消費データを無線かつ高機能計量装置３０６に提供する。資源消費データは、電圧、電流、電量、位相、またはエネルギ消費データを含む。
【００３５】
ブロック５０２において、方法５００は、資源消費情報を処理して、少なくともある時区間にわたる消費を示す間隔データを生成し、間隔データをメモリに保存することを含む。例えば、無線かつ高機能計量装置は、電圧および電流から電力を判断してもよく、または、電力および時間から時間をかけてエネルギ消費を判断してもよい。
【００３６】
ブロック５０３において、方法５００は、間隔データの少なくとも一部を含む間隔データメッセージを生成することを含む。間隔データメッセージは、装置識別子またはアカウント番号と、１つまたは複数の間隔にわたって消費された電力などの資源量とを含んでもよい。ブロック５０４において、方法５００は、無線通信機に、無線ネットワークを介して間隔データメッセージをヘッドエンドシステムなどの中央システムへ送信させることを含む。計量アプリケーション３３０は、送受信機１１０に、ＲＦポート１０４およびアンテナを介してメッセージを無線ネットワークへ送信させる。アプリケーションは、ヘッドエンドシステムが間隔データメッセージに対して要求するタイミングに合わせるように、間隔データメッセージを生成するおよび／または送信する。無線ネットワークに接続されたヘッドエンドシステムは、メッセージを受信して、例えば、ユーザに対する請求書を生成することによって適切にメッセージを処理する。無線かつ高機能計量アプリケーションは、ヘッドエンドシステムからの、間隔データの欠落に関する任意の通信に応答する。
【００３７】
＜イベントの記録＞
他の実施例において、計量アプリケーション３３０はイベントの記録を提供する。例えば、イベントは、ホスト装置または無線かつ高機能計量装置によって生成され得る。イベントは、一時的または継続的な停電を含んでもよい。ホスト装置または無線かつ高機能計量装置はこのようなイベントを検出することができる。無線かつ高機能計量装置はイベントに関する情報をそのメモリに記録してもよい。無線かつ高機能計量装置は、ヘッドエンドシステムに要求される情報またはフィールドを含むイベントメッセージを生成し、ヘッドエンドシステムが要求する任意のタイミングに基づいて、メッセージをヘッドエンドに送信してもよい。
【００３８】
＜負荷制御＞
計量アプリケーション３３０はホスト装置の外部にある装置を制御してもよく、例えば、空気調和機、ヒーター、またはファンなどを制御してもよい。本態様において、計量アプリケーション３３０は装置への電力または装置の設定を制御してもよい。
【００３９】
＜ユーザインタフェース＞
計量アプリケーション３３０は、遠隔ウェブサイトまたはポータルを介してユーザに計量アプリケーション３３０と対話させることによって、負荷管理などの特定機能のユーザ設定を容認してもよい。例えば、ユーザはポータルにログオンして、特定の消費目標を達成するために、または計量アプリケーション３３０を設定するために、空気調和機などの機器を停止させる、または機器の設定を調整するように計量アプリケーション３３０を設定してもよい。
【００４０】
無線かつ高機能計量装置３０６は、計量アプリケーション３３０を用いて、計量機インタフェース３０２を介してリアルタイムのエネルギ利用情報をユーザに提供することができる。計量アプリケーション３３０は、以前のエネルギ消費などの過去のデータを計算装置１０８ａ〜１０８ｎのメモリに保存し、比較という目的のためにこのようなデータをユーザに提供してもよい。また、計量アプリケーション３３０が、例えば、無線ネットワークに接続した送受信機１１０を介して、ヘッドシステムに接続可能であるため、計量アプリケーション３３０は、キロワット毎時（ｋｉｌｏｗａｔｔ／ｈｏｕｒ）などの適切な適用料金を決定し、精確なコスト情報をユーザに提供することができる。計量アプリケーション３３０は、平均的な環境影響を判断することもできる。環境影響は、よりよく空気調和機を付けるようになったことなど、資源利用の変化の計算であってもよい。環境影響は、一定の時区間にわたってユーザに利用される電気を生成するために、燃料の一部を燃焼させることによって利用される二酸化炭素の測定であってもよい。
【００４１】
＜ファームウェア更新＞
１つの実施態様において、計量アプリケーション３３０はヘッドエンドシステムからファームウェア更新を受信してもよい。更新はセキュリティ更新または機能更新を含んでもよい。更新によって、既存の機能を更新させ、または、無線かつ高機能計量装置に追加的な機能を提供させてもよい。
【００４２】
＜他の高度な機能＞
追加的又は代替的な機能があり得る。１つの実施態様において、無線かつ高機能計量装置３０６は、計量機内にあるダイヤルホイールの回転の指示、例えば、パルス信号を、計量装置３０４からホスト装置インタフェース１０２にわたって、受信してもよい。計量アプリケーション３３０は消費量を決定するためにまたは他の目的のために当該パルス信号を処理してもよい。
【００４３】
計量アプリケーション３３０はローカル生成機能も支援できる。例えば、ソーラーパネルまたは風力タービンなどの発電機が施設に設置されている場合、計量アプリケーション３３０は、電力が送電網に逆流しているか否かを判断し、節約されたエネルギまたは生成された収入などの情報をユーザに提供することができる。
【００４４】
図６は、本開示のいくつかの実施態様に基づいて、高機能計量システムの機能を実行するための例示的な計算システムを表現するブロック図である。計算システム６００の一部またはすべての部品は、図１の計算装置１０８ａ〜１０８ｎの１つまたは複数に含まれ得る。例えば、計量アプリケーション３３０は計算システム６００において動作可能である。計算システム６００は、１つまたは複数のメモリ装置６１４と通信するよう接続されている１つまたは複数のプロセッサ６０２を含む。計算システム６００は、図１〜図５に関して上述した１つまたは複数の動作をプロセッサ６０２に行わせるプログラムコードを実行する。非一時的なコンピュータ実行可能命令の形式であり得る、計量アプリケーション３３０のプログラムコードは、メモリ装置６１４または任意の適したコンピュータ可読媒体に存在し得て、プロセッサ６０２によって実行され得る。このようなプログラムコードを実行することにより、プロセッサ（複数可）は、計算装置１０８ａ〜１０８ｎに関して本明細書において説明した動作を実行するよう構成され、または動作する。
【００４５】
計算システム６００は、入力装置から入力を受信するまたは出力装置に出力を提供する、入力／出力（Ｉ／Ｏ：ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）インタフェース６０８を含んでもよい。インタフェース６０８はインタフェース１１２を含んでもよい。計算システム６００は、インタフェース６０８を用いて、１つもしくは複数の他の計算装置またはコンピュータ可読データソースと通信可能である。
【００４６】
バス６０６は計算システム６００に含まれ得る。バス６０６は、計算システム６００の１つまたは複数の部品と通信するよう接続され、このような部品の間の通信を可能とする。
【００４７】
本開示は、その具体的な態様に関して詳細に説明されており、当業者は、前述した内容を理解すれば、このような実施態様の変更例、変形例、および均等物を容易になし得る。例えば、ホスト装置は電力計量機に限られていない。他の種類のホスト装置もあり得て、サーモスタット、負荷スイッチ、家電製品などであってもよい。したがって、本開示は、限定ではなく例示を目的とし、本開示に対するこのような、当業者が容易になし得る修正例、変形例および／または追加例の包含を排除するものではないことが理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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