СПОСОБ И СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ О ПОТРЕБЛЕНИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
METHOD AND SYSTEM FOR COLLECTING DATA ON CONSUMPTION OF ENERGY RESOURCES

Изобретение относится к системам сбора данных при помощи радиосвязи и последующего анализа полученной информации и может быть использовано для построения информационно-аналитических систем учета потребления энергоресурсов - холодной и горячей воды, природного газа, тепловой энергии, электроэнергии и других энергоресурсов, в т.ч относится к области построения систем сбора данных о потреблении энергоресурсов и может быть использовано для создания систем централизованного автоматического поквартирного сбора данных.
Известны способ учета и информационно-аналитическая система учета энергоресурсов (патент РФ на изобретение №2453913, приоритет 31.01.2011), заключающиеся в том, что на объекте у потребителя энергоресурсов устанавливают датчики контроля и счетчики расхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) по каждому расходуемому энергоносителю, снимают их показания и производят обработку информации по фактически израсходованным потребителем энергоносителям, и с помощью средств отображения предоставляют каждому потребителю информацию о потребленных энергоресурсах, датчики контроля и счетчики расхода ТЭР подключают к станции связи, осуществляющей по запросу с центрального сервера сбор, обработку и передачу данных по линиям связи на центральный сервер, удаленные датчики контроля и счетчики расхода ТЭР подключают к шкафу автоматики, данные с которых по радиоканалу поступают на станцию связи, откуда информацию по радиоканалу, оборудованию сотового оператора и сети Интернет передают на центральный сервер, где всю полученную информацию анализируют с учетом технических характеристик зданий, климата и температуры окружающей среды, местонахождения здания, проведенных ресурсосберегающих мероприятиях, СНИПов и ресурсопотребления на функционально однотипных объектах, и с помощью средств отображения информации предоставляют информацию пользователю в режиме реального времени, а также производят расчет потенциалов энергосбережения и оценку результатов проведения ресурсосберегающих мероприятий.
Недостаток указанных способа и системы заключается в том, что подключение счетчиков расхода энергоресурсов и датчиков контроля к станции связи предполагается по проводным линиям связи, что при большом количестве счетчиков и датчиков контроля часто является затруднительным, а иногда просто невозможным. Кроме того, применяемая технология сбора данных подразумевает опрос счетчиков расхода энергоресурсов центральным сервером с некоторым интервалом времени, внутри которого счетчики подсчитывают и накапливают данные о расходе энергоресурсов без привязки их к времени потребления энергоресурсов. Это затрудняет получение детализированной информации о потреблении энергоресурсов во времени.
Известна система контроля за прохождением текучей среды в трубопроводе (патент на полезную модель №123945, приоритет 22.06.2011), содержащая по меньшей мере один датчик расхода текучей среды, установленный на трубопроводе, и приемно-регистрирующее устройство, связанное с датчиком по каналу радиосвязи, при этом датчик расхода текучей среды включает устройство измерения расхода текучей среды, соединенные с устройством измерения систему генерирования электроэнергии и радиопередатчик, при этом радиопередатчик выполнен с возможностью передачи на приемно-регистрирующее устройство кода, идентифицирующего трубопровод, в котором установлен датчик. Канал радиосвязи между датчиком и приемно-регистрирующим устройством является односторонним, при этом инициатором связи является датчик.
Недостатком указанной системы является использование одного радиоканала сипмлексной связи, что снижает надежность передачи данных, кроме того, применение в датчике расхода текучей среды генерации электроэнергии за счет потока той же текучей среды приводит к повышению порога чувствительности датчика и увеличению его погрешности на малых расходах.
Указанное решение является наиболее близким техническим решением относительно заявляемого изобретения.
Был проведен патентный поиск, который показал, что в уровне техники не обнаружены сходные решения, что свидетельствует о наличии новизны заявляемого изобретения, а промышленная применимость последнего доказывается нижеследующим описанием и чертежом.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа сбора данных о потреблении энергоресурсов и системы для его осуществления, которые позволят упростить применяемое оборудование, повысить его надежность и снизить стоимость, а также обеспечить надежность сбора данных. Надежность сбора данных является техническим результатом.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе сбора данных о потреблении энергоресурсов согласно изобретению для каждого источника энергоресурса определяют наступление события S; определяют порядковый номер K события S; передают сообщение, содержащее идентификационный номер источника энергоресурса и номер K, по множеству каналов передачи данных; для каждого канала передачи данных определяют время Т получения переданного сообщения; добавляют в соответствующее источнику энергоресурса множество записей запись, содержащую номер K и время Т; и на основании множества записей определяют потребление энергоресурса от данного источника за заданный промежуток времени.
Для каждого источника энергоресурса событием S является поступление от данного источника заданного количества энергоресурса, равное некоторому константному значению С.
Преимущественно сообщения передаются по множеству каналов передачи данных одновременно.
1
2
2
1
1
1
2
2
Потребление энергоресурса от данного источника за заданный промежуток времени от момента времени T до момента времени Т определяют по формуле С×(K-K), где С - заданное количество энергоресурса, при котором наступает событие S, соответствующее данному источнику энергоресурса; K - порядковый номер события, соответствующий моменту времени T, и определяемый на основе множества записей, соответствующего данному источнику; K - порядковый номер события, соответствующий моменту времени Т, и определяемый на основе множества записей, соответствующего данному источнику.
1
2
K и K определяют с помощью интерполяции зависимости K(Т), заданной множеством записей, соответствующим данному источнику энергоресурса.
1
2
Преимущественно для определения K и K применяют линейную интерполяцию зависимости K(Т), заданной множеством записей, соответствующим данному источнику энергоресурса.
Указанный технический результат достигается также системой сбора данных о потреблении энергоресурсов, позволяющей осуществить указанный выше способ.
Система состоит из датчиков 1 количества того или иного энергоресурса, установленных на источниках энергоресурсов (не показаны), и соединенных посредством радиосвязи с концентраторами 2, которые через сеть связи 3 соединены с терминалом 4 (см. фиг. 1).
Перед началом работы каждого датчика 1 в нем устанавливается начальное значение внутреннего счетчика порядковых номеров K наступивших событий равным 0.
Для сбора данных о потреблении энергоресурсов каждый датчик 1, установленный на источнике поступления энергоресурса, при поступлении заданного количества С энергоресурса увеличивает порядковый номер K на 1; посредством радиосвязи передает хотя бы одному из концентраторов 2 свой идентификационный номер (номер источника) и порядковый номер K.
Преимущественно сообщение от датчика 1 поступает по радиоканалу на несколько концентраторов 2 одновременно.
Преимущественно инициатором связи между каждым датчиком 1 и концентраторами 2 является датчик 1.
Преимущественно радиосвязь между датчиками 1 и концентраторами 2 является односторонней (от датчиков 1 к концентраторам 2).
Каждый из концентраторов 2, принявших переданное датчиком 1 сообщение, определяет время его получения; передает терминалу 4 посредством сети связи 3 сообщение, полученное от датчика 1, и время получения этого сообщения.
Преимущественно инициатором связи между каждым концентратором 2 и терминалом 4 является терминал 4.
1
2
2
1
1
1
2
2
Терминал 4 обеспечивает сохранение в базе данных информации, полученной от концентраторов 2. Потребление энергоресурса от данного источника за заданный промежуток времени от момента времени T до момента времени Т определяется по формуле С×(K-K), где С - заданное количество энергоресурса, при котором наступает событие S, соответствующее данному источнику энергоресурса; K - порядковый номер события, соответствующий моменту времени Т, и определяемый на основе записей базы данных, соответствующих данному источнику; K - порядковый номер события, соответствующий моменту времени Т, и определяемый на основе записей базы данных, соответствующих данному источнику.
1
2
K и K определяются на основе комплексного анализа записей базы данных, соответствующих данному источнику энергоресурса. Использование комплексного анализа в сочетании с множеством каналов передачи сообщений от датчиков к терминалу позволяет обеспечить надежную работу системы.
1
2
Преимущественно для определения K и K применяется линейная интерполяция зависимости K(Т).
тек
тек
тек
тек
тек
Преимущественно для определения наступления события S датчик 1 при поступлении энергоресурса от соответствующего источника определяет количество р поступающего энергоресурса; увеличивает счетчик Р количества поступившего энергоресурса на количество р; определяет наступление события S путем сравнения счетчика Р с заданным количеством С энергоресурса и, если счетчик Р больше или равен заданному количеству С, уменьшает счетчик Р количества поступившего энергоресурса на заданное количество С. При этом предварительно перед началом работы датчика 1 в нем устанавливается начальное значение внутреннего счетчика Р количества поступившего энергоресурса равным 0.
Каждый из концентраторов 2 может быть оборудован запоминающим устройством и может хранить в нем данные, полученные от датчиков 1, преимущественно, до передачи сохраненных данных терминалу 4 или до подтверждения терминалом 4 факта успешной передачи этих данных или до получения от датчика следующего сообщения.
Каждый из концентраторов 2 при передаче терминалу 4 информации, полученной от датчика 1 и времени получения этой информации может дополнительно передать свой идентификационный номер.
Преимущественно часы концентраторов 2 синхронизируются при помощи сигналов от терминала 4, передаваемых по сети связи 3.
Также часы концентраторов 2 могут синхронизироваться при помощи сигналов навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС и пр.) или сигналов сотовых сетей связи.
Датчики 1 при передаче сообщения концентраторам 3 могут включать в сообщение дополнительную информацию о своем состоянии (например, степень заряда батареи или аккумулятора, информация о попытках вскрытия корпуса датчика 1 или воздействия на него магнитным полем и пр.) и характеристиках энергоресурсов и их источников (например, температура воды или давление в водопроводе и пр.).
Каждый датчик 1 при изменении своего состояния (например, вскрытие корпуса, воздействие магнитным полем и пр.) может, не увеличивая порядковый номер K, передавать сообщение концентраторам 2 с дополнительной информацией о своем состоянии.
Концентраторы 2 при передаче информации терминалу 4 могут также передавать дополнительную информацию о своем состоянии (например, наличие/отсутствие электропитания от сети, степень заряда батареи или аккумулятора, информация о попытках вскрытия корпуса или воздействия на него магнитным полем и пр.).
Концентраторы 2 располагаются относительно датчиков 1 таким образом, чтобы сообщения каждого датчика 1 по радиоканалу мог принять хотя бы один концентратор 2.
Сущность предлагаемого способа и системы можно сформулировать следующим образом.
Способ сбора данных о потреблении энергоресурсов, заключающийся в том, что для каждого источника энергоресурса определяют наступление события, соответствующего поступлению от данного источника заданного количества С энергоресурса, передают сообщение, содержащее идентификационный номер источника энергоресурса, определяют время Т получения переданного сообщения и определяют потребление энергоресурса от данного источника за заданный промежуток времени, характеризуется тем, что в системе сбора данных о потреблении энергоресурсов по меньшей мере один концентратор при передаче терминалу информации, полученной от датчика, и времени получения этой информации передает свой идентификационный номер, а также тем, что хотя бы один концентратор при передаче информации терминалу также передает информацию о своем состоянии, например наличие/отсутствие электропитания от сети, степень заряда батареи или аккумулятора, информацию о попытках вскрытия корпуса или воздействия на него магнитным полем, концентраторы располагают относительно датчиков таким образом, чтобы сообщения каждого датчика по радиоканалу мог принять по меньшей мере один концентратор, по меньшей мере один датчик при передаче сообщения концентраторам включает в сообщение информацию о своем состоянии, например степень заряда батареи или аккумулятора, информацию о попытках вскрытия корпуса датчика или воздействия на него магнитным полем, а также характеристиках энергоресурсов и их источников, например температуры воды или давления в водопроводе, по меньшей мере один датчик при изменении своего состояния, например вскрытии корпуса, воздействии магнитным полем, не увеличивая порядковый номер K, передает сообщение концентраторам с информацией о своем состоянии.