СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, ВОДЫ ИЛИ ГАЗА
METHOD AND SYSTEM FOR REMOTE MEASUREMENT OF POWER, WATER OR GAS CONSUMPTION

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу и системе для дистанционного измерения потребления коммунальных услуг, распределяемых через распределительную сеть, например, распределительную сеть электричества, воды или газа множеству потребителей. Настоящее изобретение, кроме того, относится к концентратору, предназначенному для сбора данных, относящихся к потреблению, в частности, относящихся к потреблению коммунальных услуг от множества ассоциированных удаленных измерителей, а также удаленному измерителю для измерения потребления коммунальных услуг и для предоставления дополнительных данных, относящихся к потреблению.
Предшествующий уровень техники
В распределительной сети, предназначенной для распределения коммунальных услуг, таких как электричество, вода или газ, большому количеству потребителей, распределенных по большой географической территории, места потребления типично оборудованы измерителем, предназначенным для измерения потребления коммунальных услуг соответствующим потребителем. Измеряемое потребление затем составляет основу для выставления счетов потребителю или используется для любых других целей учета. В настоящее время существуют общественные распределительные сети для коммунальных услуг, таких как электричество, вода и газ, которые делают эти коммунальные услуги доступными для потребителей по всей стране. В настоящее время в большинстве существующих распределительных сетей измерители, расположенные в помещении потребителя, требуют их считывания оператором через регулярные интервалы, например, раз в год. Считывание измеряемого потребления при взаимодействии с человеком имеет множество очевидных недостатков вследствие того, что использование человеческих ресурсов дорого стоит и приводит к ошибкам при многократном выполнении простых задач, таких как считывание показаний измерителей коммунальных услуг в большом количестве помещений потребителей.
Для устранения проблем и затрат, связанных со считыванием данных потребления оператором, были предусмотрены системы для дистанционного измерения потребления коммунальных услуг. В системе для дистанционного измерения потребления коммунальных услуг, как описано в WO 03/055031A или WO 2005/015890, предусмотрены устройства-концентраторы, каждое из которых администрирует определенное количество удаленных измерителей, расположенных в помещении потребителя. Удаленные измерители передают отчеты об измеренных данных потребления в свои соответствующие концентраторы. Концентраторы, в свою очередь, связываются с другими узлами концентрации более высокого уровня или непосредственно с централизованными объектами управления, которые дополнительно обрабатывают собранные данные, высылают счета потребителям и выполняют другие административные задачи высокого уровня, относящиеся к работе распределительной сети коммунальных услуг.
В такой системе для дистанционного измерения потребления коммунальных услуг каждый из концентраторов связывается с множеством удаленных измерителей для сбора измеряемых данных и выполнения задач, относящихся к администрированию удаленных измерителей, ассоциированных с концентратором. Для выполнения задачи измерения потребления передачи отчетов с данными в концентратор, приема команды из концентратора и других действий удаленный измеритель имеет хост-контроллер и запоминающее устройство для программы для выполнения программ, содержащихся в запоминающем устройстве программы.
Краткое изложение существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение дополнительных улучшений для систем дистанционного измерения, концентраторов и удаленных измерителей таких систем, а также способов для дистанционного измерения, используемых в таких системах.
Для решения поставленной задачи в настоящем изобретении предусмотрен способ дистанционного измерения потребления коммунальных услуг, распределяемых через общественную распределительную сеть для множества потребителей, причем каждый потребитель ассоциирован, по меньшей мере, с одним удаленным измерителем, в котором каждый из множества удаленных измерителей измеряет потребление коммунальных услуг и сохраняет данные, относящиеся к потреблению, для передачи в виде отчетов таких данных в концентратор, ассоциированный с множеством удаленных измерителей, концентратор выполняет обмен данными с множеством удаленных измерителей для сбора данных, относящихся к потреблению, и выполняет задачи, относящиеся к администрированию ассоциированных с ним удаленных измерителей, причем каждый из удаленных измерителей содержит запоминающее устройство программы, контроллер, выполняющий программы, сохраненные в запоминающее устройстве программы, и запоминающее устройство элементов данных, предназначенное для сохранения элементов данных, относящихся к потреблению упомянутых коммунальных услуг и, по меньшей мере, обозначающих потребление упомянутых коммунальных услуг, способ характеризуется тем, что удаленный измеритель передает количество данных, относящихся к потреблению, в концентратор по запросу из концентратора, причем запрос обозначает количество данных, относящихся к потреблению, упомянутое количество определяют на основе данных статуса удаленного измерителя.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предусмотрена система для дистанционного измерения потребления коммунальных услуг, распределяемых через общественную распределительную сеть для множества потребителей, предложенная система содержит множество удаленных измерителей, которые измеряют потребление коммунальных услуг, причем каждый из удаленных измерителей имеет контроллер и запоминающее устройство программы, контроллер выполняет программы, сохраненные в запоминающем устройстве программы, и запоминающее устройство элемента данных, предназначенное для сохранения элементов данных, относящихся к потреблению коммунальных услуг и, по меньшей мере, обозначающих потребление коммунальных услуг; и концентратор, выполняющий обмен данными с множеством удаленных измерителей для сбора данных потребления и выполнения задач, относящихся к администрированию ассоциированных удаленных измерителей, система характеризуется тем, что удаленные измерители системы выполнены с возможностью выполнения операции передачи количества данных, относящихся к потреблению, в концентратор после запроса из концентратора, при этом концентратор выполнен с возможностью запроса количества данных, относящихся к потреблению, и определения упомянутого количества на основе данных статуса удаленного измерителя.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предусмотрен концентратор, предназначенный для сбора данных, относящихся к потреблению коммунальных услуг, из множества удаленных измерителей, каждый из которых имеет контроллер и запоминающее устройство программы, упомянутый контроллер выполняет программы, сохраненные в запоминающем устройстве программы, и запоминающее устройство элемента данных, предназначенное для сохранения элементов данных, относящихся к потреблению коммунальных услуг и, по меньшей мере, обозначающих потребление коммунальных услуг, причем концентратор содержит интерфейс передачи данных, предназначенный для обмена данными с множеством удаленных измерителей; контроллер, предназначенный для обработки данных, принимаемых из удаленных измерителей через интерфейс передачи данных; при этом концентратор выполнен с возможностью выполнения операций запроса данных статуса из выбранного одного из удаленных измерителей; расчета количества данных, относящихся к потреблению, которые должны быть запрошены и приняты из выбранного удаленного измерителя, на основе данных статуса; и приема упомянутого количества данных, относящихся к потреблению, из выбранного удаленного измерителя.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предусмотрен удаленный измеритель, предназначенный для измерения потребления коммунальных услуг, содержащий интерфейс передачи данных, предназначенный для передачи данных, относящихся к измеряемому потреблению коммунальных услуг, в концентратор; средство сохранения элемента данных, относящихся к потреблению, содержащее места сохранения, предназначенные для сохранения элементов данных, по меньшей мере, обозначающих потребление, измеренное во время сохранения соответствующих одних из элементов данных; средство сохранения значения времени, предназначенное для сохранения значения времени, соответствующего дате/времени сохранения самого последнего элемента данных; и контроллер, выполненный с возможностью управления работой удаленного измерителя, относящейся к измерению потребления коммунальных услуг, таким образом, что периодически, как обозначено сохраненным параметром времени, элемент данных, соответствующий измеренному потреблению коммунальных услуг, сохраняют в соответствующем последующем одном из упомянутых мест сохранения циркулярного средства сохранения, и значение времени, сохраненное в средстве сохранения значения времени, обновляют так, чтобы оно соответствовало дате/времени сохранения самого последнего элемента данных; и передаче данных, относящихся к измеренному потреблению коммунальных услуг, в концентратор через интерфейс передачи данных таким образом, что после соответствующего запроса из концентратора упомянутое значение времени передают в упомянутый концентратор, и количество элементов данных, сохраненных в местах сохранения, передают в концентратор, упомянутое количество определяют концентратором.
В соответствии со всеми аспектами настоящего изобретения, описанными выше, становится возможным получать специфичное количество данных, то есть данных потребления и/или дополнительных данных, из удаленных измерителей системы дистанционного измерения. Найденные данные предоставляют в профиль данных, например, обозначающий характеристики потребления в течение времени в месте расположения удаленного измерителя или в случае электрораспределительной сети обозначающий отношение активной и реактивной энергии в месте расположения удаленного измерителя с течением времени.
Краткое описание чертежей
Описанные выше аспекты и преимущества изобретения будут дополнительно проработаны в нижеследующем описании предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает пример распределительной сети, содержащей концентратор и удаленные измерители, согласно изобретению;
фиг.2 - вариант выполнения концентратора, согласно изобретению;
фиг.3 - схема, иллюстрирующая пример передачи данных между концентратором и удаленным измерителем, согласно изобретению;
фиг.4 - вариант выполнения удаленного измерителя, согласно изобретению;
фиг.5 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример процедуры нагрузки, выполняемой концентратором и ассоциированными удаленными измерителями, согласно изобретению.
Описание вариантов воплощения изобретения
В дальнейшем настоящее изобретение поясняется более подробно в то время, как более часто выполняют ссылки на систему дистанционного измерения, в которой измеряют потребление электроэнергии, и соответствующие данные собирают в удаленных измерителях и передают в концентраторы. Однако следует понимать, что изобретение можно использовать в любых отличающихся или относительно аналогичных системах дистанционного измерения и в этом отношении к различным видам данных, которые собирают в удаленных измерителях таких систем.
Как отмечено выше, на фиг.1 показан вариант выполнения системы для дистанционного измерения потребления электричества в распределительной сети электроэнергии, которая содержит участок HV (ВН) сети высокого напряжения, участок MV (СН) сети среднего напряжения, а также участок LV (НН) сети низкого напряжения. PP (ЭС) обозначают электростанцию, которая подает электроэнергию в участок HV сети высокого напряжения для распределения в большой географической области. TP обозначает первичную подстанцию, которая преобразует высокое напряжение, передаваемое по участку сети с высоким напряжением, в среднее напряжение, для подачи в участок MV сети среднего напряжения. ST обозначает вторичную подстанцию, которая соединяет участок MV сети среднего напряжения с участком 1 сети на участке LV сети с низким напряжением. Вторичная подстанция ST содержит вторичный трансформатор TS, который преобразует среднее напряжение, например, 20 кВ, в низкое напряжение, например, 220 В для распределения в множество мест H1, H2, Hn потребления. Каждое место H1, Hn потребления содержит удаленный измеритель RM, который включен между участком 1 сети низкого напряжения и линией 2 электропередач, по которой распределяют электроэнергию в помещения потребителей множеству электрических потребителей L1, L2, Lk, таких как лампы, стиральные машины, посудомоечные машины, телевизионные приемники, в случае потребителей в жилых домах или на промышленных объектах, таких как механические станки в случае коммерческих потребителей.
В варианте выполнения, показанном на фиг.1, вторичная подстанция ST содержит концентратор C, расположенный в помещении вторичной подстанции ST. Концентратор C соединен с участком сети низкого напряжения, электроэнергию в который подает вторичная подстанция ST для связи с удаленными измерителями RM в помещениях H1, H2, Hn потребителя через проводник линии электропередач, используя участок 1 сети низкого напряжения для передачи сигналов передачи данных между концентратором C и его ассоциированными удаленными измерителями RM.
AMM обозначает централизованный объект управления, предназначенный для администрирования большим количеством потребителей, подключенных к электрической распределительной сети, показанной на фиг.1. Такой централизованный объект управления AMM собирает различные данные, например, данные о потреблении, от большого количества потребителей и выполняет действия, такие как начисление счетов для потребителей в соответствии с измеренным потреблением, полученным в виде отчетов из удаленных измерителей RM в помещениях H1, H2, Hn потребителей в концентраторе C. Концентратор C собирает данные отчетов, включающие в себя, например, данные о потреблении, из удаленных измерителей, соответствующим образом обрабатывает и помещает в буфер эти данные отчетов, и передает эти данные в соответствующем формате и в соответствующие моменты времени в централизованный объект AMM управления. AMM, в свою очередь, передает команды, запросы и другие данные в концентраторы C по сети, показанной на фиг.1, для управления и администрирования операциями концентраторов C и удаленных измерителей RM в сети.
В варианте выполнения по фиг.1 обмен данными между концентраторами C и централизованными объектами AMM управления происходит через общественную сеть передачи данных, которая наиболее предпочтительно представляет собой беспроводную или мобильную сеть передачи данных, такую как сеть GSM. С этой целью концентратор C содержит устройство модема GSM (не показано), которое соединено с антенной A. Модем связывается по беспроводному каналу передачи данных с базовой станцией B, которая представляет собой часть общественной сети мобильной телефонной сети PSTN/PLMN на фиг.1. Общественная телефонная сеть PSTN/PLMN, в свою очередь, соединена с централизованными объектами AMM управления. Однако обмен данными между концентраторами C и централизованными объектами AMM управления может выполняться также другим способом, используя альтернативные системы передачи данных, например, POTS (ПСТС, простая старая телефонная система), Интернет или линии электрораспределительной сети. На фиг.2 показан вариант выполнения концентратора C, который расположен во вторичной подстанции ST сети, показанной на фиг.1. Концентратор C содержит контроллер, например, микроконтроллер MCC, который соединен с запоминающим устройством MEM программы через шину B данных. На фиг.2 DBC обозначает средство для сохранения данных, собранных концентратором C из ассоциированных удаленных измерителей RM, а также других данных. Средство DBC сохранения данных может быть воплощено как оперативное запоминающее устройство (RAM, ОЗУ), привод на жестком диске (HD, ЖД), подключенный к сети накопитель (NAS, ПСН) или любое другое соответствующее устройство накопителя данных, например, запоминающее устройство типа флэш. Средство DBC сохранения данных соединено c микроконтроллером MCC концентратора C и запоминающим устройством MEM программы через шину B данных. На фиг.2 M обозначен модем GSM, которым управляет микроконтроллер MCC через шину B данных. Модем М GSM соединен с антенной для беспроводной передачи данных в сети GSM.
На фиг.2 CIC обозначает интерфейс передачи данных концентратора C. Интерфейс CIC передачи данных используется для обеспечения для концентратора C возможности связи с его ассоциированными удаленными измерителями RM (УИ) через линию электропередач участка LV сети низкого напряжения, с которым соединены как концентратор, так и его ассоциированные удаленные измерители. Интерфейс CIC передачи данных принимает данные из шины B данных под управлением микроконтроллера MCC для передачи в один, некоторые или все ассоциированные удаленные измерители с использованием либо одноадресной передачи, многоадресной передачи или режима широковещательной передачи, в зависимости от содержания передаваемого сообщения. Если данные из концентратора предназначены для передачи в определенный удаленный измеритель только (режим одноадресной передачи), сообщение, содержащее данные, передаваемое через интерфейс CIC передачи данных, будет содержать специфичный адрес удаленного измерителя. Сообщение, передаваемое в режиме многоадресной передачи, будет содержать адрес группы удаленных измерителей, которые должны принять определенное сообщение многоадресной передачи. В режиме широковещательной передачи сообщение, передаваемое через интерфейс CIC передачи данных, содержит идентификатор, представляющий, что сообщения представляют собой сообщения широковещательной передаче, которые должны быть приняты всеми получателями, или они могут просто не включать в себя специфичный адрес назначения. Конечно, любой вид протокола передачи сообщений способен воплощать CIC, который включает в себя возможность передачи сообщения с одноадресной передачей, многоадресной передачей и/или в режиме широковещательной передачи. Эти функции интерфейса CIC передачи данных выполняют под управлением микроконтроллера MCC. Интерфейс CIC передачи данных получает данные, предназначенные для передачи, из шины B данных, и преобразует эти данные в физический сигнал, пригодный для передачи по линиям электропередач с низким напряжением. Кроме того, интерфейс CIC передачи данных также действует как интерфейс приемника для приема сигналов передачи, передаваемых по линиям электропередач из удаленных измерителей RM, которые адресованы в концентратор C. С этой целью интерфейс CIC передачи данных сравнивает адрес сообщений, передаваемых отдаленными измерителями на участке сети LV, с его собственным адресом. Если интерфейс CIC передачи данных находит сообщение, адресованное в концентратор C, он принимает сообщение из участка сети LV и передает его в микроконтроллер MCC и/или в другие компоненты концентратора C для дальнейшей обработки.
В то время, как концентратор в соответствии с вариантом выполнения на фиг.2 имеет внутренний GSM модем М, конечно возможно использовать вместо него внешний модем. В этом случае отдельный интерфейс модема может быть предусмотрен в концентраторе для подключения внешнего модема GSM, или с этой целью можно использовать интерфейс IFC.
Другие элементы на фиг.2, которые соответствуют элементам, уже описанным со ссылкой на фиг.1, были обозначены теми же номерами ссылочных позиций, поэтому можно сделать ссылку на описание, приведенное для фиг.1.
Во время работы распределительной сети коммунальных услуг с возможностью дистанционного измерения, как показано на фиг.1, хотя сеть низкого напряжения, предпочтительно, используется для передачи данных между концентратором C и более удаленным измерителем RM, она не является идеально приспособленной для целей передачи данных, поскольку некоторые из электрических потребителей LI, L2, Lk формируют помехи различного рода, которые отрицательно влияют на операции передачи данных и приводят к необходимости многократной передачи данных. Из-за такого отрицательного влияния передача данных между концентратором C и удаленным измерителем RM должна быть ограничена только такими данными, которые фактически требуются из концентратора C или централизованных объектов ANM управления, в частности, с учетом относительно большого количества удаленных измерителей RM, типично администрируемых одним концентратором C.
Фактически аналогичные замечания можно отнести к передаче данных между концентратором C и централизованными объектами AMM администрирования, которую выполняют через линии электропередач. Кроме того, передача данных между концентратором C и централизованными объектами AMM управления является дорогостоящей, когда ее выполняют через системы беспроводной передачи данных, например, через мобильные телефонные системы, такие как GSM. Поэтому любое уменьшение объема передаваемых данных между всеми уровнями системы дистанционного измерения является, в общем, желательным.
С другой стороны, значимая информация о статусе и потреблении в удаленных измерителях должна быть доступна в централизованных объектах AMM управления всякий раз, когда это требуется. Поэтому должна осуществляться передача конкретных данных, в то время как требуется тщательно отбирать упомянутые данные для исключения передачи избыточных или излишних данных.
В соответствии с общим аспектом изобретения, концентратор C рассчитывает на основе данных статуса, которые концентратор C запрашивает и принимает из удаленного измерителя RM в первом процессе передачи данными, количество данных, например, относящихся к потреблению, которые должны быть запрошены и приняты из удаленного измерителя RM во втором процессе передачи данных. В предпочтительном варианте воплощения этого аспекта изобретения, как дополнительно описано ниже, образцы данных, относящихся к энергии/мощности, собираемые в удаленном измерителе, передают во время второго процесса передачи данных для предоставления данных, эквивалентных профилю нагрузки удаленного измерителя. В распределительной сети электроэнергии профиль характеризует нагрузку потребления для сети.
На фиг.3 показана схема, предназначенная для иллюстрации с помощью предпочтительного примера передачи данных между концентратором C и удаленным измерителем RM.
В первой операции 01 передачи данных концентратор C передает сообщение в удаленный измеритель RM, запрашивающий данные статуса, на основе которых концентратор C определяет вид и количество данных, которые будут запрошены при последующей операции. После приема упомянутого сообщения удаленный измеритель RM определяет данные статуса при операции 02 обработки, предпочтительно путем считывания соответствующих мест сохранения в устройстве накопителе, как дополнительно поясняется ниже со ссылкой на вариант выполнения удаленного измерителя в соответствии с изобретением. Удаленный измеритель RM передает в концентратор C сообщение, содержащее данные статуса, во второй операции 03 передачи данных.
Учитывая принятые данные статуса, концентратор C определяет во время операции 04 обработки количество L данных, например, данных потребления, требуемых из удаленного измерителя RM.
В предпочтительном варианте воплощения концентратор C определяет количество L данных путем дополнительной ссылки на одно или больше заданных значений, принятых ранее из централизованных объектов AMM управления и сохраненных в соответствующих местах накопления в концентраторе C. Одно из заданных значений может представлять собой время, относящееся к определению периода потребления, то есть одна неделя, один месяц, один год и т.д., в течение которого должны быть получены данные потребления. На основе заданных значений и принятых данных статуса количество L данных, запрашиваемых из удаленного измерителя RM, определяют в концентраторе C.
В третьей операции 05 передачи данных концентратор C передает сообщение в удаленный измеритель RM, предоставляющий в удаленный измеритель RM количество L данных, включающих в себя, в частности, данные потребления, которое должны быть переданы, и запрашивает удаленный измеритель RM передать это количество L данных, относящихся к потреблению. Удаленный измеритель RM получает запрашиваемое количество L данных, включающее в себя, в частности, данные потребления, во время операции 06 обработки. Удаленный измеритель RM определяет запрашиваемые данные, в частности, данные потребления, предпочтительно, путем считывания соответствующих мест сохранения в устройстве накопителе, как дополнительно поясняется со ссылкой на вариант выполнения описанного ниже удаленного измерителя.
В четвертой операции 07 передачи данных удаленный измеритель RM передает запрашиваемые данные в концентратор C. Концентратор C выполняет дополнительную обработку упомянутых принятых данных, в частности, промежуточное сохранение и проверку ошибок, и передает эти данные в AMM на основе принятых данных во время операции 08 обработки. В качестве альтернативы концентратор С может быть выполнен с возможностью обеспечения для AMM доступа к данным непосредственно таким образом, что AMM будет получать данные из файла, сохраненного в средстве DBC накопителя данных концентратора C, например, путем загрузки упомянутого файла в AMM.
В соответствии с изобретением, фактическая передача данных между концентратором C и конкретным одним из удаленных измерителей RM ограничена, поскольку передаваемые данные ограничены таким количеством данных, которое требуется для специфичного одного из удаленных измерителей, которыми управляет концентратор C. Количество может отличаться от одного удаленного измерителя к другому и поэтому определяется с помощью концентратора C, который учитывает данные статуса каждого отдельного удаленного измерителя. Однако в определенных условиях, например, когда одна и та же или аналогичная информация требуется для более чем одного или всех удаленных измерителей RM, количество L данных, рассчитываемое концентратором С, может быть идентичным для удаленных измерителей RM.
С другой стороны, концентратор C может запросить удаленный измеритель RM передавать любое количество данных, например, данных о потреблении в течение одного или больше заданных периодов времени, то есть через интервалы времени. Что касается дальних распределительных сетей электроэнергии, концентратор C может запрашивать удаленный измеритель RM передавать данные, относящиеся к активной и реактивной энергии или положительной/отрицательной реактивной энергии отдельно.
Записи, поддерживаемые в концентраторе C в отношении ассоциированных удаленных измерителей RM, предпочтительно, сохраняют в средстве DBC сохранения данных концентратора C (фиг.2). Как правило, эти записи сохраняют в одной или больше таблицах, которые могут составлять часть базы данных, поддерживаемой концентратором C. В соответствии с примером упомянутой таблицы, запись имеет следующую структуру.
ID удаленного измерителя
Значение времени
Индикатор
Числовое значение
Измеренные значения
MV1,
MV2…
RM-ID
TV
ID
NM
MV(L)
Данные статуса могут содержать значения TV времени, которые обозначают дату и время последнего измеренного потребления энергии/мощности при условии, что это потребление энергии/мощности периодически измеряют в удаленном измерителе и что результаты измерения сохраняют в месте сохранения устройства накопителя удаленного измерителя. Кроме того, данные статуса могут содержать ID (ИД, идентификатор) индикатора, который указывает на место сохранения последнего измеренного значения потребления. Также, кроме того, данные статуса могут содержать цифровое значение NM, обозначающее количество сохраненных измеренных значений потребления. Предпочтительно, данные статуса содержат одно или больше из упомянутых выше значений, то есть значение TV времени, ID индикатора или числовое значение NM.
Предпочтительно, количество L данных потребления определяют дополнительно на основе интервала INTERVAL времени, для которого требуются данные потребления, например, в течение периода опроса (неделя, месяц и т.д.) или цикла технического обслуживания.
В соответствии с первым вариантом выбора, концентратор C учитывает значение TV времени упомянутых данных статуса как значение времени, определяющее конец периода времени (интервала времени), и рассчитывает начальное значение времени. Концентратор С передает начальное значение времени в удаленный измеритель RM, запрашивающий данные потребления, измеряемые и сохраненные в отношении этого периода, определенного упомянутыми начальной датой/временем и упомянутыми конечной датой/временем. Начальное значение времени определяет и поэтому соответствует количеству L данных MV1, MV2, ..., MV(L) потребления, которые должны быть переданы удаленным измерителем RM. Для данного варианта достаточно, чтобы данные статуса, передаваемые удаленным измерителем RM, содержали только значение TV времени.
В соответствии со вторым вариантом, в котором уменьшен объем обработки данных в удаленном измерителе, концентратор C рассчитывает ряд мест хранения значения потребления, содержание которых должно быть передано удаленным измерителем RM. При передаче количества L мест сохранения принимающий удаленный измеритель RM может выполнить считывание их мест сохранения, содержащих последнее измеренное значение потребления, и из L-1 предшествующих мест сохранения, содержащих ранее измеренное значение потребления, соответственно. В дополнительно улучшенной альтернативе этого варианта концентратор C рассчитывает места сохранения или диапазон мест сохранения, из которых удаленный измеритель RM должен считывать упомянутые значения потребления таким образом, чтобы данные статуса, предпочтительно, содержали индикатор, указывающий на места сохранения последнего измеренного значения потребления.
В соответствии с третьим вариантом, концентратор C рассчитывает количество L мест сохранения значения потребления, содержание которых должно быть передано удаленным измерителем RM, но дополнительно сравнивает это количество L с числовым значением принятых данных NM статуса, обозначающих количество сохраненных значений потребления.
В соответствии со всеми этими вариантами, удаленный измеритель RM передает ряд значений MV1, MV2, ..., MV (L) потребления, например, выборки потребления энергии, которые были измерены и сохранены в ходе нескольких периодически повторяющихся измерений таким образом, чтобы данные потребления, передаваемые упомянутым удаленным измерителем RM, можно было рассматривать как профиль потребления, поскольку передаваемые данные не только содержат фактическое значение потребления, но также и предыдущие значения потребления. Однако количество L данных, передаваемых из удаленного измерителя RM в концентратор C, и, следовательно, количество данных, передаваемых из концентратора C в централизованные объекты AMM управления, уменьшено по сравнению с общим буфером потребления измерителя RM, поскольку количество L определяется концентратором C в соответствии со специфичными требованиями/параметрами и на основе данных статуса. Специфичные требования/параметры AMM предварительно сохраняет внутри концентратора C.
На фиг.4 представлен вариант выполнения удаленного измерителя RM, размещенного внутри или снаружи помещения потребителя в сети по фиг.1. На фиг.4 линия 1 электроснабжения представляет собой часть участка сети низкого напряжения. Энергию, подаваемую по линии 1 электроснабжения, передают через модуль EM измерения энергии, который подсчитывает энергию, потребляемую электрическими нагрузками L1, L2, ..., показанными на фиг.1. На фиг.4 MCM обозначает контроллер удаленного измерителя, например, микроконтроллер. DBM обозначает устройство накопитель данных, например, оперативное запоминающее устройство, привод на жестком магнитном диске или тому подобное. PM обозначает место сохранения программы, предназначенное для сохранения последовательности инструкций, предназначенных для выполнения микроконтроллером MCM, для управления измерителем. Микроконтроллер MCM, устройство DBM накопитель данных, запоминающее устройство PM программы и модуль EM измерения энергии соединены друг с другом посредством шины BM передачи данных, предусмотренную в удаленном измерителе RM в соответствии с изобретением.
В варианте выполнения на фиг.4 CB обозначает циркулярный буфер, предоставляющий места N сохранения для сохранения элементов данных mv(x), mv(x+1)..., обозначающих потребление энергии, измеренное упомянутым модулем EM измерения энергии. Под управлением контроллера МСМ измеренное значение mv(x), mv(x+1)... потребления сохраняют в соответствующих местах Nx, Nx+1 и т.д. сохранения на периодической основе, например, в циклах по T минут, в которых T можно рассматривать как параметр времени, сохраненный в удаленном измерителе RM. Как показано на фиг.4, места Nx сохранения, в которые элемент данных или данные, установленные в соответствии с потреблением, измеренным во время последнего цикла измерения, были записаны контроллером MCM, идентифицированы идентификатором ID, который сохранен в средстве IDSM сохранения идентификатора, таким образом, что в последующем цикле контроллер MCM сохраняет новый элемент данных, соответствующий потреблению, измеренному во время последующего цикла в последующем одном Nx+1 из упомянутых мест сохранения.
При использовании циркулярного буфера CB для сохранения элементов данных, относящихся к потреблению, требования к запоминающему устройству удаленного измерителя ограничены и накладывают уменьшенные ограничения на конструкцию удаленного измерителя RM. Циркулярный буфер CB может быть воплощен в различных формах, например, в виде оперативного запоминающего устройства, предпочтительно, энергонезависимого типа, такого как запоминающее устройство NAND (НЕ-И) типа флэш. Циркулярный буфер CB не обязательно должен быть воплощен как отдельный компонент, и специалисты в данной области техники могут воплотить циркулярный буфер CB в устройстве DBM хранения данных удаленного измерителя с использованием программного обеспечения под управлением контроллера MCM, как обозначено на фиг.4.
В конце каждого из упомянутых выше циклов измерения контроллер MCM обновляет идентификатор ID для указания на следующее место сохранения таким образом, чтобы идентификатор ID обозначал место сохранения последнего сохраненного элемента данных, который соответствует потреблению, измеренному во время упомянутого цикла измерения. Идентификатор ID сохраняют в упомянутом IDSM в месте сохранения идентификатора, предпочтительно, в месте в запоминающем устройстве в устройстве DBM сохранения данных, как показано на фиг.4. Кроме того, значения TV времени, представляющие дату и время сохранения последнего сохраненного элемента данных, обновляют и сохраняют в средстве TVSM сохранения значения времени, предпочтительно, в определенном месте в запоминающем устройстве устройства DBM сохранения данных, как также показано на фиг.4. В соответствии с изобретением, в конце каждого цикла измерений элемент данных, соответствующий измерению потребления для этого цикла, сохраняют в месте сохранения, которое идентифицировано упомянутым ID идентификатора, сохраненным в упомянутом месте IDSM запоминающего устройства идентификатора и для которого дату и время измерения сохраняют в упомянутом месте TVSM запоминающего устройства значения времени.
На фиг.4 CIM обозначает интерфейс передачи данных по линии электропередач удаленного измерителя RM. Интерфейс CIM передачи данных прослушивает сообщения, содержащие данные, передаваемые по линии 1 электропередач, и принимает сообщения с данными, передаваемыми в режиме широковещательной передачи, или сообщения, адресованные в удаленный измеритель. Такие сообщения будут переданы через интерфейс CIM передачи данных для дальнейшей обработки в микроконтроллере MCM и в его соответствующих периферийных устройствах. Сообщения, содержащие данные, передаваемые по линии 1 электропередач, не адресованные в удаленный измеритель, будут игнорироваться интерфейсом CIM передачи данных по линии электропередач или на последующем этапе во время обработки в микроконтроллере MCM. Сообщения, генерируемые удаленным измерителем RM, преобразуют с помощью интерфейса CIM передачи данных в сигналы, соответствующие передаче по линии 1 электропередач. Для выполнения этих задач интерфейс CIM передачи данных подключают к общей системной шине BM удаленного измерителя RM и воплощают любой соответствующий протокол передачи данных в соответствии с протоколом передачи данных, воплощенным в концентраторе C.
Если сообщение, адресованное в удаленный измеритель RM, принимают из концентратора C, который запрашивает передачу ID идентификатора и значение TV времени, то есть данные статуса, контроллер KCM в удаленном измерителе RM считывает соответствующие данные из упомянутого места сохранения IDSM в запоминающем устройства идентификатора и из упомянутого местоположения TVSM значения времени. Затем контроллер MCM подает идентификатор ID и значение TV времени в интерфейс CIM передачи данных для передачи в запрашивающий концентратор C.
В соответствии с первым вариантом, если сообщение, адресованное в удаленный измеритель RM, принимают из концентратора C, запрашивающего передачу элементов данных, сохраненных в циркулярном буфере, от значения начального времени до значения конечного времени, контроллер MCM определяет место сохранения, которое соответствует упомянутому значению начального времени, типично на основе значения времени, сохраненного в средстве TVSM сохранения значения времени, и период T времени цикла. Затем контроллер MCM считывает элементы данных, сохраненные в соответствующих местах сохранения циркулярного буфера CB между рассчитанным местом сохранения памяти и местом сохранения, идентифицированным по идентификатору ID. В конечном итоге контроллер MCM передает элементы данных в интерфейс CIM передачи данных для передачи в запрашивающий концентратор C.
В соответствии со вторым вариантом, если сообщение, адресованное в удаленный измеритель RM, принимают из концентратора C, запрашивающего передачу количества L элементов данных, сохраненных в циркулярном буфере CB, контроллер МСМ считывает самый последний элемент данных и L-1 элементов данных, сохраненных в L-1 предыдущих местах сохранения циркулярного буфера CB. Затем контроллер MCM передает L элементов данных в интерфейс CIM передачи данных для передачи в запрашивающий концентратор C.
В соответствии с третьим вариантом, если сообщение, адресованное в удаленный измеритель RM, принимают из концентратора C, запрашивающего передачу элементов данных, сохраненных в циркулярном буфере CB, начиная с места сохранения, переданного из концентратора C, контроллер МСМ считывает элементы данных из места сохранения, заданного в сообщении концентратора, как из места сохранения последнего сохраненного элемента данных циркулярного буфера CB. Затем контроллер МСМ передает элементы данных в интерфейс CIM передачи данных для передачи в запрашивающий концентратор C.
В соответствии с четвертым вариантом, если сообщение, адресованное в удаленный измеритель RM, принимают из концентратора C, запрашивающего передачу элементов данных, сохраненных в циркулярном буфере CB, в пределах заданного диапазона мест сохранения, информация, относящаяся к упомянутому диапазону, будет передана в концентратор C, контроллер MCM удаленного измерителя RM считывает элементы данных из этого диапазона мест сохранения циркулярного буфера CB, как предусмотрено в сообщении концентратора. Затем контроллер MCM передает элементы данных в интерфейс CIM передачи данных для передачи в запрашивающий концентратор C.
Очевидно, что поскольку точные места сохранения определяют концентратором C в соответствии с третьим и четвертым упомянутыми выше вариантами, такие расчеты не требуется выполнять с помощью удаленного измерителя RM таким образом, что требования в отношении вычислительной мощности контроллера MCM в удаленном измерителе RM являются менее строгими, в то время как стоимость аппаратных средств удаленного измерителя может быть уменьшена.
Если концентратор C предоставляет информацию, относящуюся к точным местам сохранения, концентратор C определяет эту информацию, предпочтительно, на основе времени начала и времени окончания требуемого периода измерения, например, одна неделя, один месяц или один год, и времени T цикла периодически повторяющихся измерений, выполняемых удаленным измерителем RM, а также идентификатора ID, то есть данных статуса, принимаемых из удаленного измерителя.
На фиг.5 показана блок-схема последовательности операций в соответствии с вариантом выполнения изобретения, для иллюстрации операций, выполняемых концентратором C, который администрирует несколькими удаленными измерителями RM. Концентратор C начинает процедуру профиля загрузки (операция S1) для получения данных MV1, MV2, ..., MV(L) потребления из удаленных измерителей RM для заданного интервала времени, то есть профиль данных, относящийся к потреблению.
Концентратор C определяет, разрешено ли в выбранном удаленном измерителе RMn выполнять процедуру профиля загрузки (операция S2). Предпочтительно, концентратор C определяет, разрешено ли в удаленном измерителе RMn выполнять процедуру загрузки, путем проверки соответствующего компонента в записи, содержащейся для соответствующего удаленного измерителя RMn в устройстве сохранения данных концентратора.
Если удаленный измеритель RMn не имеет возможности участия в процедуре профиля загрузки, концентратор C продолжает определение, была ли выполнена обработка последнего из удаленных измерителей RM, ассоциированных с концентратором C, в процедуре загрузки (операция S9). Если последний удаленный измеритель был обработан, концентратор C останавливает процедуру профиля нагрузки (операция S12). Если последний из удаленных измерителей RM еще не был обработан, концентратор C выбирает следующий удаленный измеритель RMn+1 для обработки (операция S10) и возвращается к началу (операция S2) процедуры профиля загрузки.
Если концентратор C определяет, что для выбранного удаленного измерителя RMn разрешено выполнять процедуру профиля загрузки, концентратор C считывает данные статуса из удаленного измерителя RMn (операция S3) путем передачи запроса данных статуса в удаленный измеритель RMn и приема данных статуса из удаленного измерителя RMn (см. также операции 01-03 на фиг.3). Данные статуса могут содержать одно или больше из значений TV времени, ID идентификатора и числового значения NV, как описано выше, а также дополнительные данные статуса.
На основе принятых данных статуса концентратор C определяет (операция S4), существуют ли какие-либо элементы данных, сохраненные в удаленном измерителе RMn, которые предшествуют дате/времени активации процедуры профиля загрузки.
Если нет доступных элементов данных, концентратор C сохраняет соответствующую метку М1 в записи, содержащейся в устройстве накопителе данных концентратора для удаленного измерителя RMn (операция S11a), и продолжает определение, был ли обработан последний один из удаленных измерителей RM, в процедуре загрузки (операция S9). Если последний удаленный измеритель RM был обработан, концентратор C прекращает процедуру профиля загрузки (операция S12), но если последний удаленный измеритель RM еще не был обработан, концентратор C выбирает следующий удаленный измеритель RMn+1, предназначенный для обработки (операция S10), и возвращается к началу процедуры профиля загрузки (операция S2).
Если концентратор C определяет, что элементы данных, относящиеся к потреблению, сохраненные в удаленном измерителе RMn, предшествующие дате/времени активации процедуры профиля загрузки, доступны (операция S4), концентратор C рассчитывает длительность профиля загрузки, который требуется запросить, то есть количество L элементов данных, которые будут переданы из удаленного измерителя RMn, на основе интервала времени (операция S5). Концентратор C определяет, имеются ли адекватные элементы данных для заданного интервала времени, и достаточно ли общее количество мест сохранения в буфере сохранения удаленного измерителя RMn для предоставления элементов данных для заданного интервала времени (операция S6).
Если любой один или оба аспекта не подтверждаются, концентратор C сохраняет соответствующую метку M2 в записях, содержащихся в устройстве сохранения данных концентратора удаленного измерителя RMn (операция S11b), и продолжает определение, был ли обработан последний удаленный измеритель RM в процедуре профиля загрузки (операция S9), и если последний удаленный измеритель был обработан, концентратор C прекращает процедуру загрузки (операция S12), но если последний удаленный измеритель еще не был обработан, концентратор C выбирает следующий удаленный измеритель RMn+1 для обработки (операция S10) и возвращается к началу (операция S2).
Если оба аспекта подтверждаются (операция S6), концентратор C определяет корректное начальное местоположение сохранения в буфере CB сохранения удаленного измерителя RMn на основе количества L и идентификатора ID и получает элементы данных из начального местоположения сохранения до места сохранения, идентифицированного по идентификатору ID (операция SI), путем передачи начального местоположения сохранения в удаленный измеритель RMn и путем запроса передачи соответствующих элементов данных. После приема запрашиваемых соответствующих элементов MV1, MV2, ..., MV(1) данных, относящихся к потреблению, в концентратор C сохраняет эти данные в средстве DBC сохранения концентратора.