DE4225042C2 - Method for transmitting consumption measurement data - Google Patents
Method for transmitting consumption measurement dataInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Verbrauchs-Meßdaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for transmitting Consumption measurement data according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Verfahren ist in der EP 428 322 A1 beschrie ben. Bei ihm erfolgt eine bidirektionale Datenübertragung zwischen einer mobilen Auswerteeinheit und in Räumen eines Gebäudes installierten Meßeinheiten. Von diesen hat jede eine Empfangseinheit, mit welcher sie laufend eine größere Anzahl vorgegebener Datenübertragungskanäle daraufhin überwacht, ob auf diesem Kanal von der Auswerteeinheit her ein Scharfschaltsignal übermittelt wird, durch welches die Meßeinheit aus einem Bereitschaftszustand in einen Arbeitszustand geschaltet werden soll. Die Auswerteeinheit überprüft ihrerseits laufend, auf welchem der insgesamt zur Verfügung stehenden Funkkanäle die kleinsten Störungen vorliegen, und wählen dann diesen Kanal für die Datenüber tragung mit den Meßeinheiten aus. Ist der Datenübertragungs kanal auf diese Weise festgelegt, wartet die Auswerteeinheit darauf, daß auf diesem Signale der Meßeinheiten erhalten werden. Letztere geben ihrerseits laufend Signalfolgen ab, die sie als bestimmte individuelle Meßeinheit ausweisen. Um die Anzahl der in einem betrachteten Augenblick einer Datenübertragungsstrecke zugeordneten Meßeinheit zu ver kleinern, wird die Kanalauswahl in den verschiedenen Meß einheiten nach einem stochastischen Prinzip vorgenommen. Die Auswerteeinheit wählt von den in einem betrachteten Augenblick auf dem ausgewählten Kanal stehenden Meßeinhei ten diejenige aus, welche das stärkste Signal abgibt, und diese Meßeinheit wird dann durch ein ihr speziell zugeordnetes codiertes Scharfschaltsignal zur Abgabe der zu übertragenden Verbrauchs-Meßdaten veranlaßt. Bei diesem bekannten Verfahren findet somit eine bidirektionale Daten übertragung zwischen den Meßeinheiten und der Auswerte einheit statt.Such a method is described in EP 428 322 A1 ben. It carries out bidirectional data transmission between a mobile evaluation unit and in a room Units installed in the building. Each of these has a receiving unit with which they continuously a larger Number of predefined data transmission channels thereupon monitors whether the evaluation unit is on this channel an arming signal is transmitted through which the measuring unit from a standby state into a Working state should be switched. The evaluation unit in turn continuously checks on which of the total available radio channels the smallest interference and then select this channel for the data transfer with the measuring units. Is the data transfer channel determined in this way, the evaluation unit waits that signals from the measuring units are received on this will. The latter in turn continuously emit signal sequences from which they identify as a specific individual measuring unit. By the number of one in a considered instant Ver data transmission link assigned measuring unit smaller, the channel selection in the different measuring units based on a stochastic principle. The evaluation unit selects from the one considered Moment on the selected channel chose the one that gives the strongest signal and this unit of measurement is then made special by it assigned coded arming signal to deliver the causes consumption data to be transmitted. With this known methods thus find bidirectional data transmission between the measuring units and the evaluations unity instead.
In der DE 33 42 431 A1 ist eine Gebäude-Überwachungsanlage mit drahtloser Datenübertragung zwischen Sensoren und einer Zentraleinheit offenbart. Um zu vermeiden, daß bei über ein Grundstück hinausreichenden Funk-Reichweite die Zentraleinheit eines Grundstückes auf Sensoren eines be nachbarten Grundstückes anspricht, werden in die Überwa chungs-Datenströme Identifizierungs-Zeichenfolgen eingebaut, und die Zentraleinheiten berücksichtigen nur solche einlau fenden Signalfolgen, in welchen sich Identifizierungs-Zeichen folgen befinden, die in der Zentraleinheit gespeichert sind und für die auf dem betrachteten Grundstück angebrach ten Sensoren charakteristisch sind.DE 33 42 431 A1 is a building monitoring system with wireless data transfer between sensors and a central unit disclosed. To avoid that at the radio range beyond a property Central unit of a property on sensors of a be neighboring property appeals, are in the sup identification data strings built in, and the central units only consider such ones find signal sequences in which there are identification signs follow located, which are stored in the central unit are and for those on the property under consideration ten sensors are characteristic.
Verfahren zum Übertragen von Verbrauchs-Meßdaten werden in der Praxis häufig über Datenüber tragungskabel abgewickelt, welche sich zwischen einer zen tralen Auswerteeinheit und mehreren mit dieser verbun denen Meßeinheiten erstrecken. In der Auswerteeinheit ist dann ein Multiplexer vorgesehen, der zu vorgegebenen Zeitpunkten jeweils eine der Meßeinheiten mit einer E/A- Schnittstelle der Auswerteeinheit verbindet.Method for transmitting consumption measurement data are often used in practice via data carrier cable unwound, which is between a zen central evaluation unit and several connected to it which measuring units extend. In the evaluation unit a multiplexer is then provided which is predetermined Times one of the measuring units with an I / O Interface of the evaluation unit connects.
Für viele Anwendungsfälle ist eine derartige Datenübertra gung nicht einsetzbar, sei es, weil die Abstände zwischen den Meßeinheiten und der zentralen Auswerteeinheit zu groß sind, sei es deshalb, weil die Installation der ver schiedenen Datenübertragungskabel von den Kosten her oder von den hiermit verbundenen Belästigungen her nicht akzep tierbar ist. Ein Beispiel hierfür ist die Fern-Verbrauchs ablesung in schon existierenden Gebäuden. Hier wäre es an sich sehr wünschenswert, die verschiedenen Verbrauchsmeß geräte für Wasser, Gas, Öl, Elektrizität, Wärme usw., die in den verschiedenen Wohneinheiten eines Hauses an ver schiedenen Stellen installiert sind, ablesen zu können, ohne einen Zugang zu den einzelnen Meßstellen zu haben. Hier sind mit der Ablesung der Meßgeräte hohe Personalko sten verbunden, insbesondere auch deshalb, weil in den mei sten Ein-Personen-Haushalten tagsüber niemand anzutref fen ist.Such a data transfer is for many applications not usable, either because the distances between the measuring units and the central evaluation unit are large, be it because the installation of the ver different data transmission cables from the cost or not acceptable from the associated annoyances is animal. An example of this is remote consumption reading in existing buildings. Here it would be very desirable, the different consumption measurement appliances for water, gas, oil, electricity, heat, etc., the in the different residential units of a house at ver installed at various points, without having access to the individual measuring points. Here are high personnel costs with the reading of the measuring devices most connected, especially because in most cases most one-person households during the day fen is.
Man könnte nun daran denken, in denjenigen Fällen, in denen eine nachträgliche Installation von Datenübertragungslei tungen ausscheidet, eine drahtlose Datenübertragung vorzu sehen. Hier ergibt sich aber das Problem, daß Funkfrequen zen nur in sehr begrenztem Umfange zur Verfügung stehen, und darüber hinaus sind die für jeden Übertragungskanal notwendigen Empfängerteile der Modems recht teuer. Für die Fernauslesung von Verbrauchsmeßgeräten ist aber eine wich tige Forderung, daß die Kosten der Datenübertragung keines falls über denjenigen der eigentlichen Verbrauchs-Meßdatenerfassung liegen dürfen.One could think of it now in those cases where a subsequent installation of data transmission lines tion, wireless data transmission is preferred see. Here, however, there is the problem that radio frequencies zen are only available to a very limited extent, and beyond that are for each transmission channel necessary receiver parts of the modems quite expensive. For the Remote reading of consumption meters is a matter of course term requirement that the cost of data transmission none if above that of the actual consumption measurement data acquisition may lie.
Es soll daher die Aufgabe gelöst werden, eine große Anzahl vom Meßeinheiten preisgünstig und fehlerfrei auszulesen.The task is therefore to be solved a large number of measuring units inexpensive and read out without errors.
Es wurde nun erkannt, daß eine große Anzahl derartiger Verbrauchs-Meß daten-Übertragungsfälle, insbesondere bei der Fernauslesung von Verbrauchsmeßgeräten, nur verhältnismäßig kleine Daten mengen betreffen. Die zur Übertragung notwendigen Zeitspan nen für eine Meßeinheit können im Bereich von einigen 10 ms liegen. In diesem Falle kann man dann sämtliche interes sierenden Meßeinheiten auf einer gemeinsamen Arbeitsfre quenz senden lassen, wobei den einzelnen Meßeinheiten sto chastisch verteilte schmale Sendefenster zugeordnet werden. Man kann dann für sämtliche Meßeinheiten eine einzige Aus werteeinheit vorsehen, deren Empfangsteil auf die gemein same Arbeitsfrequenz abgestimmt ist. Da man bei den oben genannten kurzen einzelnen Übertragungsperioden eine sehr große Anzahl von Zeitscheiben pro Tag realisieren kann (einige Millionen), ist die Wahrscheinlichkeit, daß zwei Meßeinheiten (von einer Gesamtzahl von 100 bis 1000 Einheiten, wie sie typischerweise für Verbrauchsablesung an Wohnkom plexen benötigt werden) zur gleichen Zeit senden, sehr gering. Die kleine Anzahl auftretender Überlappungen in gleichzeitig von unterschiedlichen Meßeinheiten gesendeten Datensätzen werden von der Auswerteeinheit erkannt und die entsprechenden Signalfolgen werden verworfen.It has now been recognized that a large number of such consumption measuring data transmission cases, especially for remote reading of consumption meters, only relatively small data quantities concern. The time span necessary for the transmission NEN for a measuring unit can range from a few 10 ms lie. In this case you can then all the interests measuring units on a common working area quenz send, the individual measuring units sto chastically distributed narrow transmission windows can be assigned. You can then use a single off for all measuring units provide a unit of value, the receiving part of which is based on the common same working frequency is matched. Since one of the above mentioned short individual transmission periods a very can realize a large number of time slices per day (a few million), the probability is two Measuring units (from a total of 100 to 1000 units, as they typically do for consumption reading at Wohnkom plexes are needed) at the same time, very much low. The small number of overlaps that occur in sent simultaneously by different measuring units Data sets are recognized by the evaluation unit and the corresponding signal sequences are rejected.
Ein erfindungsgemäßes, im Anspruch 1 angegebenes Übertra gungsverfahren läßt sich somit mit geringem schaltungstech nischem Aufwand und sicher durchführen.An inventive transfer specified in claim 1 The supply method can thus be operated with little circuit technology niche effort and perform safely.
Geht man aus von einer Konstellation, wie sie für die Fern auslesung von Verbrauchsdaten in Wohnblocks typisch ist, so reicht eine HF-Sendeleistung von 20 mW aus, was einer Speiseleistung für die Betriebsschaltung von etwa 200 mW entspricht. Bei den genannten kurzen Sendezeiten von größenordnungsmäßig 10 ms ergeben sich damit insgesamt Strom verbrauchsdaten, die bei Verwendung von Langzeitbatterien ein Arbeiten der Meßeinheit von typischerweise 10 Jahren ermöglicht. Damit ist die Zeit der Arbeitsfähigkeit der Funkübertragung vergleichbar mit den Eichperioden der Meßeinheiten, so daß es ausreicht, diese in Abständen von typischerweise etwa 10 Jahren insgesamt auszuwechseln.Assuming a constellation like that for the distance reading consumption data in apartment blocks is typical, so an RF transmit power of 20 mW is sufficient, which one Power supply for the operating circuit of approximately 200 mW corresponds. With the short transmission times mentioned of the order of magnitude This results in a total current of 10 ms consumption data when using long-life batteries a working of the measuring unit of typically 10 years enables. So that is the time of work ability Radio transmission comparable to the calibration periods of the Measuring units so that it is sufficient to measure them at intervals of typically replace about 10 years in total.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unter claims specified.
Gemäß Anspruch 2 werden Verbrauchs-Meßdaten von einer Meßstelle nur dann ausgesandt, wenn sich diese in nennenswertem Maße ge genüber den zuletzt gesendeten Verbrauchs-Meßdaten geändert haben. So kann z. B. für Wärmeverbrauchs-Meßeinheiten in der Sommer zeit, in der nicht geheizt wird, für Tage und Wochen voll ständig auf das Senden von Verbrauchs-Meßdaten verzichtet werden. Hier durch wird eine verlängerte Nutzungsdauer der Langzeitbat terie der Meßeinheit erreicht.According to claim 2 consumption measurement data from a measuring point only then sent out if these ge to a significant extent changed compared to the last consumption measurement data sent. So z. B. for heat consumption measuring units in summer time when there is no heating, full for days and weeks transmission of consumption measurement data is constantly dispensed with. Here by means of an extended service life of the long-term battery Measurement unit reached.
An sich ist es bei der Übermittlung von Daten bekannt, aus den eigentlich zu übertragenden Daten zusätzlich nach einem vorgegeben Algorithmus eine Prüfzahl oder ein Prüfbit zu berechnen, das zusammen mit den Daten über die Übertragungs strecke geleitet wird. Am Empfangsende kann dann aus den eigentlichen Daten nochmals die Prüfzahl berechnet werden und mit der übermittelten Prüfzahl verglichen werden. Stim men beide Prüfzahlen überein, war die Datenübertragung kor rekt. Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 3 wird diese an sich bekannte Prüfmethode dazu verwendet, auf einfache Weise Überlappungen von Datensätzen zu bestimmen, denn beim zeit lichen Überlappen zwischen von verschiedenen Meßeinheiten unabhängig gesendeten Datensätzen ergibt sich eine Gesamt- Signalfolge mit einem völlig anderen Bitmuster, das im we sentlichen einer ODER-Verknüpfung der beiden Einzel-Muster entspricht. Ist die zeitliche Verschiebung zwischen den beiden Teil-Bitmustern groß, entspricht die am Ende der Gesamtfolge von der Auswerteeinheit erkannte Prüfzahl, die zum zeitlich späteren Bitmuster gehört, nicht den insgesamt zuvor erhaltenen Daten. Bei nur kleiner zeitlicher Ver schiebung erhält man am Ende der Gesamtfolge entweder über haupt keine als solche erkennbare Prüfzahl mehr oder aber eine Prüfzahl, die ebenfalls nicht zur vorhergehenden Da tenfolge paßt.As such, it is known from the transmission of data the data actually to be transferred additionally after a given algorithm a check number or a check bit calculate that along with the data on the transfer route is directed. At the receiving end can then from the actual data, the check number is calculated again and compared with the transmitted check number. Stim If both test numbers match, the data transmission was correct rect. In the method according to claim 3, this is per se known test method used in a simple way To determine overlaps of data records, because at the time Lichen overlap between different measuring units data sets sent independently result in a total Signal sequence with a completely different bit pattern, which in the we Substantially an OR combination of the two individual patterns corresponds. Is the time shift between the two partial bit patterns, corresponds to that at the end of the Overall sequence of the check number recognized by the evaluation unit belongs to the later bit pattern, not the total previously obtained data. With only a small time delay shift is obtained either at the end of the overall sequence none at all recognizable as such a check number or else a check number that also does not match the previous Da sequence fits.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist es zum einen möglich, die zeitliche Entwicklung der Verbrauchs-Meß daten zu verfolgen, zum anderen kann man auch aus der Tat sache, daß für eine bestimmte Meßeinheit der zuletzt kor rekt empfangene Meßdatensatz schon lange zurückliegt, schließen, daß in der Meßeinheit selbst ein Fehler aufge treten ist.With the development of the invention according to claim 4 on the one hand it is possible to measure the temporal development of consumption to track data, on the other hand you can also from the fact thing that the last kor measurement data record received directly long ago, conclude that an error occurred in the measuring unit itself is kicking.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 5 ist auch über lange Zeiten hinweg gewährleistet, daß die zeitliche Zuordnung der einlaufenden Verbrauchs-Meßdaten zeitlich korrekt ist.In a method according to claim 5 is also long Times guaranteed that the timing the incoming consumption measurement data is correct in time.
Bei einem Vorgehen gemäß Anspruch 6 erhält man eine zusätz liche Möglichkeit der Fehlererkennung. Prüfkriterien können z. B. bei Verbrauchsmeßeinheiten sein, daß die übertragenen Verbrauchs-Meßdaten monoton anwachsen müssen. Die Übermittlung von Verbrauchs-Meßdaten, die kleiner sind als die zuletzt korrekt über mittelten Verbrauchs-Meßdaten deuten auf einen Fehler hin. Man kann einen von einer Meßstelle erhaltenen Datensatz aber nicht nur gegenüber zuvor übermittelten Datensätzen der gleichen Meßstelle vergleichen, sondern auch mit Datensätzen anderer Meßstellen, sofern ein sachlicher Zusammenhang besteht. Ergibt sich z. B. bei einem Gebäudekomplex aus den übertra genen Datensätzen anderer Meßeinheiten, daß der Wärmever brauch insgesamt stagniert (z. B. wegen ausgeschalteter Heiz anlage) und steigt bei einer einzigen Meßeinheit gemäß den übermittelten Datensätzen der Wärmeverbrauch trotzdem erheblich an, so deutet dies entweder auf einen Fehler der Meßeinheit oder auf einen fehlerhaften Instal lationsort derselben hin.In a procedure according to claim 6, one receives an additional possibility of error detection. Test criteria can e.g. B. in consumption measuring units that the transmitted Consumption measurement data must grow monotonously. The transmission of Consumption measurement data that are smaller than the last correct over Average consumption measurement data indicate an error. One can but not a data record received from a measuring point only compared to previously transmitted data records of the same Compare measuring point, but also with data records of others Measuring points, provided there is a factual connection. Results z. B. in a building complex from the trans gene records of other measuring units that the heat ver overall stagnated (e.g. due to heating switched off system) and increases with a single measuring unit according to the transmitted data records the heat consumption nevertheless significant, this indicates either one Measuring unit error or faulty installation location of the same.
Gemäß Anspruch 7 kann man die auftretenden Fehler in der Auswerteeinheit speichern und zur späteren Auswertung im Hinblick auf eine Fehlerbeseitigung bereithalten.According to claim 7, the errors occurring in the Save evaluation unit and for later evaluation ready for troubleshooting.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf eine Erhöhung der Sicherheit der Datenüber tragung von Vorteil.The development of the invention according to claim 8 is in With a view to increasing the security of data transfer wearing an advantage.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird erreicht, daß auf einfache Weise unter Verwendung identi scher Zufallsgeneratoren die stochastische Verteilung der Sendefenster für die verschiedenen Meßeinheiten erhal ten wird.With the development of the invention according to claim 9 achieved that in a simple way using ident shear random generators the stochastic distribution of the Receive transmission window for the different measuring units will.
Dabei ist dann gemäß Anspruch 10 gewährleistet, daß auch durch die Identität der Zufallsgeneratoren bzw. des in ih nen verwendeten Algorithmus bedingte Rest-Nichtzufällig keiten in der Sendezeitberechnung ausgeräumt sind. Als sich unkontrolliert ändernde physikalische Variable können z. B. bei einem hochauflösenden Meßgerät die letzte oder die letzten beiden Dezimalen des Meßwertes verwendet werden.It is then ensured according to claim 10 that also by the identity of the random generators or in them Any algorithm-related residual-non-random times in the broadcasting time calculation are eliminated. As yourself uncontrolled changing physical variables can e.g. B. in the case of a high-resolution measuring device, the last or the last two decimal places of the measured value.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will now be further elucidated with reference to the following play explained with reference to the drawing. In this show:
Fig. 1: ein Blockschaltbild einer Anlage zur Messung des Wärmeverbrauchs in einem Gebäudekomplex; Fig. 1 is a block diagram of a system for measuring heat consumption in a building complex;
Fig. 2: ein Flußdiagramm eines Prüfprogrammes, welches in einem Rechner einer Auswerteeinheit der Anlage nach Fig. 1 verwendet wird; und FIG. 2 is a flow chart which is used in a computer an evaluation unit of the system of Figure 1 a test program;. and
Fig. 3 und 4: zu Fig. 1 ähnliche Blockschaltbilder, in denen abgewandelte Ausführungsformen für eine Anlage zur Wärmeverbrauchsmessung in einem Gebäu dekomplex wiedergegeben sind. FIGS. 3 and 4: Figure 1 is similar block diagrams in which modified embodiments are shown dekomplex for a plant for heat consumption measurement in a buil..
In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt eine Wärmeverbrauchs-Meßein heit bezeichnet, die in unregelmäßigen Abständen über eine Antenne 12 einen Datensatz abstrahlt, der folgenden Aufbau aufweist: Blockanfangsmarke Verbrauchs-Meßdaten (derzeitiger Stand der Wärmezählung), Identifizierungsdaten (Nummer und gege benenfalls Typ der Meßeinheit), Blockendemarke. Diese Daten lassen sich bei einer typischen Wärmeverbrauchs-Meßeinheit in einem HF-Signalpaket von etwa 10 ms Dauer unterbringen.In Fig. 1, 10 denotes a total heat consumption measuring unit, which radiates at irregular intervals a data record via an antenna 12 , which has the following structure: block start mark consumption measurement data (current status of heat counting), identification data (number and, if appropriate, type the measuring unit), block end mark. This data can be accommodated in a typical heat consumption measuring unit in an RF signal packet of approximately 10 ms duration.
Das HF-Signalpaket wird von einer Antenne 14 aufgefangen, die zu einer im Gebäudekomplex für einen Ableser zugängli chen Stelle aufgestellten Auswerteeinheit 16 gehört. Diese demoduliert das HF-Signalpaket, prüft es und speichert die Wärmeverbrauchsdaten für die Meßeinheit in einem zugeordne ten Speicherfeld (RAM und/oder Festplatte), wie später noch genauer beschrieben wird.The RF signal packet is collected by an antenna 14 which belongs to an evaluation unit 16 set up in the building complex for a reader. This demodulates the RF signal packet, checks it and stores the heat consumption data for the measuring unit in an assigned memory field (RAM and / or hard disk), as will be described in more detail later.
Die Meßeinheit 10 ist eine in sich autarke, nicht auf Strom aus dem elektrischen Netz angewiesene Einheit, die am Heiz körper eines Zimmers einer Wohneinheit des Gebäudekomplexes angebracht ist oder einem Warmwasserzähler für diese Wohn einheit zugeordnet ist.The measuring unit 10 is a self-sufficient, not dependent on electricity from the electrical network, which is attached to the heating body of a room of a residential unit of the building complex or a hot water meter for this living unit is assigned.
Eine größere Anzahl weiterer Meßeinheiten, von denen eine symbolisch bei 10-i wiedergegeben ist, sind an weiteren Stellen des Gebäudekomplexes verteilt installiert. Typi scherweise kann die Zahl insgesamt mit der Auswerteeinheit 16 zusammenarbeitender Meßeinheiten 10-i zwischen 20 und 1000 betragen.A larger number of further measuring units, one of which is symbolically represented at 10 -i, are installed in other locations in the building complex. Typically, the total number of measuring units 10 - i cooperating with the evaluation unit 16 can be between 20 and 1000.
Die Meßeinheit 10 enthält einen Temperatur-Sensor 18, der thermisch an den zugeordneten Verbraucher angekoppelt ist. In einem Festwertspeicher 20 ist ein Identifizierungssignal für die Meßeinheit 10 abgelegt, z. B. in Form einer dieser Meßeinheit zugeordneten Nummer.The measuring unit 10 contains a temperature sensor 18 which is thermally coupled to the associated consumer. An identification signal for the measuring unit 10 is stored in a read-only memory 20 , e.g. B. in the form of a number assigned to this measuring unit.
Ein Rechenkreis 22 integriert das Ausgangssignal des Sen sors 18 auf, gewichtet dieses gegebenenfalls in vorgegebe ner Weise und setzt das so erhaltene Verbrauchs-Meßdatensig nal mit dem vom Festwertspeicher 20 überstellten Identifi zierungssignal sowie einer Blockanfangsmarke und einer Blockendemarke zu einem Datensatz zusammen.A computing circuit 22 integrates the output signal of the sensor 18 , weights it, if necessary in a predetermined manner, and sets the consumption measurement data signal thus obtained with the identification signal transmitted from the read-only memory 20 and a block start mark and a block end mark to form a data record.
Der vom Rechenkreis jeweils bereitgestellte Datensatz wird an einen Speicher 24 weitergegeben, der beim hier betrach teten Ausführungsbeispiel jeweils um Mitternacht zum Ein lesen aktiviert wird.The data record provided by the computing circuit is forwarded to a memory 24 , which is activated for reading in at midnight in the exemplary embodiment under consideration here.
Hierzu ist ein Uhrenbaustein 26 der Meßeinheit mit einem auf 24.00 Uhr programmierten Schaltuhrkreis 28 verbunden, dessen Ausgangsklemme mit der Steuerklemme des Speichers 24 verbunden ist.For this purpose, a clock module 26 of the measuring unit is connected to a timer circuit 28 programmed at midnight, the output terminal of which is connected to the control terminal of the memory 24 .
Durch das Ausgangssignal des Schaltuhrkreises 28 wird ferner ein Zufallsgenerator 30 angestoßen. Dieser erhält drei Ein gangssignale, nämlich den Inhalt des Festwertspeichers 20, das durch einen Abschneidkreis 32 auf die letzte Stelle nach dem Komma reduzierte Ausgangssignal des Sensors 18 sowie sein jeweiliges eigenes Ausgangssignal. Aus diesen drei Signalen berechnet er nach einem vorgegebenen Algo rithmus einen Satz zufällig über einen vollen Tag verteil ter Sendezeiten. Für das hier betrachtete Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß pro Tag 6 Sendezeiten gewünscht werden, deren mittlerer Abstand somit 4 Stunden beträgt.A random generator 30 is also triggered by the output signal of the time switch circuit 28 . This receives three input signals, namely the content of the read-only memory 20 , the output signal of the sensor 18 reduced by a cut-off circuit 32 to the last digit after the decimal point, as well as its own output signal. From these three signals, it calculates a set of transmission times distributed randomly over a full day according to a predefined algorithm. For the exemplary embodiment considered here, it is assumed that 6 broadcast times are desired per day, the mean interval of which is therefore 4 hours.
Die sechs Sendezeiten werden am Ausgang für einen zweiten Schaltuhrkreis 34 bereitgestellt, der zusätzlich die vom Uh renbaustein 26 bereitgestellte Tageszeit erhält.The six transmission times are provided at the output for a second time switch circuit 34 , which additionally receives the time of day provided by the clock module 26 .
Stimmt die momentane Tageszeit mit einer vom Zufallsgenera tor 30 berechneten Sendezeiten überein, so aktiviert der Schaltuhrkreis 34 einen Sendekreis 36.If the current time of day coincides with a transmission time calculated by the random generator 30 , the time switch circuit 34 activates a transmission circuit 36 .
Dieser ist eingangsseitig mit dem Speicher 24 verbunden und übernimmt von diesem bei Aktivierung jeweils einen kom pletten Datensatz mit dem schon oben beschriebenen Aufbau "Blockanfangsmarke, Verbrauchs-Meßdaten, Identifizierungsdaten, Block endemarke", setzt diesen Datensatz in serielle Darstellung um und moduliert unter Verwendung des seriellen Bitmusters des Ausgangssignal eines zum Sendekreis 36 gehörenden, in der Zeichnung nicht separat wiedergegebenen HF-Generators, der eine Sendeleistung von etwa 20 mW aufweist und im höheren MHz bzw. im unteren GHz-Bereich arbeitet.This is connected on the input side to the memory 24 and, when activated, takes over a complete data set with the structure already described above, "block start mark, consumption measurement data, identification data, block end mark", converts this data set into serial representation and modulates using the Serial bit pattern of the output signal of an RF generator belonging to the transmitter circuit 36 , not shown separately in the drawing, which has a transmitter power of approximately 20 mW and operates in the higher MHz or in the lower GHz range.
Die Energieversorgung des Sendekreises 36 erfolgt von ei ner Langzeit-Sendebatterie 38, die die zum Betreiben des Sendekreises notwendige Leistung von etwa 200 mW für die oben genannten kurzen Sendeperioden über eine Zeitdauer von etwa 10 Jahren bereitstellen kann. The power supply to the transmitter circuit 36 is from a long-term transmitter battery 38 , which can provide the power required to operate the transmitter circuit of approximately 200 mW for the abovementioned short transmission periods over a period of approximately 10 years.
Die Versorgung der elektronischen logischen Schaltuhrkreise der Meßeinheit 10 erfolgt dagegen über eine Langzeit-Meß batterie 40, die in Fig. 1 nur schematisch eingezeichnet ist, ohne die Verbindungen zu den einzelnen Schaltuhrkreisen im einzelnen anzugeben.The supply of the electronic logic timer circuits of the measuring unit 10 , on the other hand, takes place via a long-term measuring battery 40 , which is shown only schematically in FIG. 1, without specifying the connections to the individual timer circuits in detail.
Um dem Verbraucher eine Information darüber zu geben, wel che Daten von der Meßeinheit 10 an die Auswerteeinheit 16 übertragen werden, ist eine Anzeigeeinheit 42 ebenfalls an den Ausgang des Speichers 24 angeschlossen.A display unit 42 is also connected to the output of the memory 24 in order to provide the consumer with information about what data is being transmitted from the measuring unit 10 to the evaluation unit 16 .
Die Auswerteeinheit 16 hat einen Empfangskreis 44, der die an der Antenne 14 erhaltenen Signale demoduliert und formt. Der dann erhaltene Signalstrom wird auf einen Eingang eines Rechners 46 gegeben, der bezüglich der Auswertung und Speicherung einlaufender Verbrauchs-Meßdaten nach dem in Fig. 2 wiedergegebenen Blockdiagramm arbeitet.The evaluation unit 16 has a receiving circuit 44 , which demodulates and forms the signals received at the antenna 14 . The signal stream then obtained is fed to an input of a computer 46 which operates according to the block diagram shown in FIG. 2 with regard to the evaluation and storage of incoming consumption measurement data.
Der Rechner prüft den einlaufenden Signalstrom zunächst auf das Auftreten einer Blockanfangmarke. Wird eine solche festgestellt, werden die nachfolgenden Signale eingelesen, bis eine Blockendemarke festgestellt ist.The computer first checks the incoming signal stream on the occurrence of a block start mark. Will be one the following signals are read in, until a block end mark is determined.
Von dem so erhaltenen Datensatz werden die Blockmarken ab gespalten und das Prüfbit separiert. Aus den Verbrauchs-Meßdaten wird dann eine Kontroll-Prüfzahl berechnet, die anschließend mit der übermittelten Prüfzahl verglichen wird. Stimmen die beiden Prüfzahlen nicht überein, erfolgt ein Rücksprung zum Anfangspunkt der Routine.The block marks are derived from the data record thus obtained split and the check bit separated. The consumption measurement data becomes then a control check number is calculated which then is compared with the transmitted check number. voices if the two check numbers do not match, there is a return to the starting point of the routine.
Stimmen die beiden Prüfzahlen überein, holt der Rechner 46 aus einem mit ihm verbundenen Schreib/Lesespeicher 48, der ein ausreichend großes RAM oder eine Festplatte oder ein Diskettenlaufwerk sein kann, einen oder mehreren der dort abgespeicherten früher übermittelten Verbrauchs-Meßdatensätze der gemäß Identifikationssignal zum erhaltenen Verbrauchs-Meßdaten satz gehörenden Meßeinheit.If the two test numbers match, the computer 46 fetches one or more of the previously transmitted consumption measurement data records stored according to the identification signal from a read / write memory 48 connected to it , which can be a sufficiently large RAM or a hard disk or a floppy disk drive Consumption measurement data set belonging measuring unit.
In einem weiteren Block wird nun der neue Verbrauchs-Meßdatensatz ei ner Plausibilitätsprüfung unterzogen, die für eine Wärme verbrauchsmessung z. B. einfach darin bestehen kann, zu prü fen, ob der neue Wärmeverbrauchswert größer ist als der zuletzt abgespeicherte. Für kompliziertere Anwendungen kann die Plausibilitätsprüfung auch darin bestehen, zu prü fen, ob der gerade erhaltene Verbrauchs-Meßdatensatz eine stetige und plausible Weiterentwicklung einer Mehrzahl zuvor erhalte ner Datensätze darstellt.In a further block, the new consumption measurement data set is now saved subjected to a plausibility check for heat consumption measurement z. B. may simply consist of testing whether the new heat consumption value is greater than that last saved. For more complicated applications The plausibility check can also consist of checking whether the consumption data record just received is a constant and get plausible development of a majority beforehand represents records.
Man kann bei der Plausibilitätsprüfung auch die früher er haltenen Verbrauchs-Meßdatensätze für andere Meßeinheiten zuziehen, wenn deren Meßsignale in einem sachlichen Zusammenhang ste hen.The plausibility check can also be carried out earlier keep the consumption data records for other measuring units, if their measurement signals are factually related hen.
Genügt der gerade erhaltene Verbrauchs-Meßdatensatz auch der Plausi bilitätsprüfung, so wird der Verbrauchs-Meßdatensatz mit der von einem Uhren-Baustein 50 des Rechners 46 bereitgestellten Zeit zusammengefaßt und in einem für die betrachtete Meßeinheit 10 vorgesehenen Feld des Schreib/Lesespeichers 48 abgelegt.If the consumption measurement data record just received also satisfies the plausibility check, the consumption measurement data record is combined with the time provided by a clock module 50 of the computer 46 and stored in a field of the read / write memory 48 provided for the measurement unit 10 under consideration.
Dieses Feld kann in der Praxis aus nur einer einzigen Spei cherzelle bestehen, vorzugsweise umfaßt der Speicherbereich aber mindestens so viel Speicherzellen für Datensätze, wie sie von einer Meßeinheit 10 pro Tag gesendet werden.In practice, this field can consist of only a single memory cell, but preferably the memory area comprises at least as many memory cells for data records as are sent by a measuring unit 10 per day.
Der Schreib/Lesespeicher 48 wird von einer übergeordneten, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Leitstelle über ein Modem 52 in der Regel einmal pro Tag ausgelesen. Beim Modem 52 kann es sich beispielsweise um eine TEMEX-Einheit han deln. The read / write memory 48 is generally read out once a day by a higher-level control center, not shown in the drawing, via a modem 52 . The modem 52 can, for example, be a TEMEX unit.
Erfüllt ein ansonsten korrekter Datensatz die Plausibili tätsprüfung nicht, so wird dieser Datensatz ebenfalls zu sammen mit der Uhrzeit in einem Fehlerspeicher 54 abgelegt, der ebenfalls ein Schreib/Lesespeicher ist und zusammen mit dem Schreib/Lesespeicher 48 über das Modem 52 von der zentralen Leitstelle ausgelesen wird, die dann aus den auf getretenen Fehlern Rückschlüsse über etwa zu treffende Re paraturmaßnahmen oder Verbesserungen an der Installation trifft. In der Praxis können der Schreib/Lesespeicher 48 und der Fehlerspeicher 54 Teilbereiche eines einzigen großen Speichers sein.If an otherwise correct data record does not meet the plausibility check, this data record is also stored together with the time in an error memory 54 , which is also a read / write memory and is read out together with the read / write memory 48 via the modem 52 from the central control center which then draws conclusions from the errors that have occurred about possible repair measures to be taken or improvements to the installation. In practice, the read / write memory 48 and the error memory 54 can be subareas of a single large memory.
Zur lokalen Prüfung und Wartung des Rechners 46 kann an diesen ein Tastenfeld 56 und ein Monitor 58 angeschlossen werden, z. B. in Form eines tragbaren Rechners.For local testing and maintenance of the computer 46 , a keypad 56 and a monitor 58 can be connected to it, e.g. B. in the form of a portable calculator.
Aus der oben gegebenen Beschreibung der Anlage nach Fig. 1 ist ersichtlich, daß diese vollständig ohne Datenübertra gung in Richtung von der Auswerteeinheit zu den verschiede nen Meßeinheiten auskommt. Man braucht daher den in der Praxis aufwendigen Empfangskreis 44 nur einmal vorzusehen. Eine zeitgenaue Erfassung der Verbrauchs-Meßdaten ist gewährleistet, obwohl die in den einzelnen Meßeinheiten enthaltenen Uhren bausteine im Laufe der Zeit durch geringe Fertigungsfehler von der Echtzeit wegdriften. Eine Nachstellung der lokalen Zeit in den einzelnen Meßeinheiten ist aber bei dem oben beschriebenen Verfahren der Übertragung der Verbrauchs-Meßdaten zur Auswerteeinheit nicht notwendig.From the above description of the system according to FIG. 1 it can be seen that this does completely without data transmission in the direction of the evaluation unit to the various measuring units. It is therefore only necessary to provide the receiving circuit 44, which is complex in practice, only once. A timely recording of the consumption measurement data is guaranteed, although the clock components contained in the individual measuring units drift away from real time over time due to small manufacturing errors. However, it is not necessary to readjust the local time in the individual measuring units in the above-described method of transmitting the consumption measurement data to the evaluation unit.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Elektronik der Meßeinheiten 10 weiter vereinfacht. Zum einen wird je weils ausgehend von der gerade geltenden Sendezeit nur eine einzige nächste Sendezeit nach dem Zufallsprinzip errechnet, also ein nächster Sendezeitpunkt, der beim betrachteten Ausführungsbeispiel bei einem beliebigen Zeitpunkt inner halb von vier Stunden nach der gerade geltenden Sendezeit liegt. Auch ist der Sendekreis 36 direkt mit dem Ausgang des Rechenkreises 22 verbunden.In the embodiment according to FIG. 3, the electronics of the measuring units 10 is further simplified. On the one hand, depending on the currently applicable broadcasting time, only a single next broadcasting time is calculated at random, that is, a next broadcasting time which, in the exemplary embodiment under consideration, lies at any time within four hours of the currently applicable broadcasting time. The transmission circuit 36 is also connected directly to the output of the computing circuit 22 .
Bei der weiter abgewandelten Anlage nach Fig. 4 ist an den Ausgang des Speichers 24 ein weiterer Speicher 60 ange schlossen, der den jeweils zuletzt gesendeten Verbrauchs-Meßdatensatz übernimmt (C=Taktklemme, I=Dateneingang, O=Datenausgang). Die Ausgänge der Speicher 24 und 60 sind mit den Eingängen eines Komparators 62 verbunden, der dann ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn sich die beiden Eingangssignale um mehr als einen vorgegebenen Wert unterscheiden, der beispielsweise an einem Potentiometer 64 eingestellt werden kann. Zwischen den Ausgang des Schaltuhrkreises 34 und die Steuerklemme des Sendekreises 36 ist ein UND-Glied 66 eingefügt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Komparators 62 verbunden ist. Auf diese Weise unterbleibt eine Ansteuerung des Sendekreises 36 so lange, wie sich die Verbrauchs-Meßdaten nur unwe sentlich geändert haben.In the further modified system according to FIG. 4, a further memory 60 is connected to the output of the memory 24 , which takes over the last consumption data record sent (C = clock terminal, I = data input, O = data output). The outputs of the memories 24 and 60 are connected to the inputs of a comparator 62 , which then provides an output signal when the two input signals differ by more than a predetermined value, which can be set, for example, on a potentiometer 64 . An AND gate 66 is inserted between the output of the time switch circuit 34 and the control terminal of the transmission circuit 36 , the second input of which is connected to the output of the comparator 62 . In this way, the transmission circuit 36 is not activated as long as the consumption measurement data have changed only slightly.
Claims (11)
- a) die Meßeinheiten (10) zu unterschiedlichen Zeitpunkten über eine auf gemeinsamer Arbeitsfrequenz arbeitende Funk- Datenübertragungsstrecke mit der Auswerteeinheit (16) verbunden werden; und
- b) in der Meßeinheit (10) die zu übertragenden Verbrauchs-Meßdaten zusammen mit einem die Meßeinheit (10) charakterisie renden Identifikationssignals zu einem Datensatz zu sammengestellt werden;
- a) the measuring units ( 10 ) are connected to the evaluation unit ( 16 ) at different times via a radio data transmission link operating at a common operating frequency; and
- b) in the measuring unit ( 10 ) the consumption measurement data to be transmitted are compiled together with an identification signal characterizing the measuring unit ( 10 ) to form a data record;
- c) die Meßeinheiten (10) ihre Datensätze in stochastisch verteilten schmalen Sendefenstern senden und
- d) die Auswerteeinheit (16) aus den auf der Arbeitsfre quenz dort empfangenen Signalfolgen an Hand des Bitmusters solche aussondert, die überlappenden Datensätzen entsprechen und die nach dieser Aussonderung verbleibenden Signalfolgen, die einem nicht überlappenden Datensatz entsprechen, zur weiteren Auswertung übernimmt.
- c) the measuring units ( 10 ) send their data sets in stochastically distributed narrow transmission windows and
- d) the evaluation unit ( 16 ) from the received on the Arbeitsfre frequency signal sequences on the basis of the bit pattern those that correspond to overlapping data sets and the signal sequences remaining after this selection, which correspond to a non-overlapping data set, for further evaluation.
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