BR112014004642B1 - Metodo e sistema precificaqao para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente - Google Patents

Metodo e sistema precificaqao para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente Download PDF

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Abstract

SISTEMA DE DETERMINAÇÃO DE PREÇO PARA CONSUMOS DE SERVIÇOS DE UTILIDADE PÚBLICA DENTRO DE UMA REDE INTELIGENTE Trata-se de um método de determinação de preço para consumos de servi-ços de utilidade pública dentro de uma rede inteligente compreendendo uma pluralidade de medidores de serviços de utilidade pública (U1-U8) através de um concentrador de dados intermediário (C1-C4), o método compreendendo as etapas de: - receber, de maneira segura e de cada centro de gerenciamento de serviços de utilidade pública (P1-P3), pelo menos uma tabela de tarifas compreendendo pelo menos um intervalo de tempo [DTI, DT2] por 24 horas, e uma taxa associada ao referido intervalo de tempo, - selecionar, pelo referido concentrador de dados, a menor taxa para cada intervalo de tempo [DTI, DT2] dentre as taxas de todos os intervalos de tempo de todas as tabelas de tarifas, - receber, a partir do referido medidor de serviços de utilidade pública, mensagens de medidor de serviços de utilidade pública protegidas DTupu.c, cada uma compreendendo: uma medição de dados de medição DTup relatada pelo medidor de serviços de utilidade pública que enviou essa mensagem DTupu.c, seu identificador de medidor de serviços de utilidade pública Uid, um identificador de concentrador (...).

Description

CAMPO TÉCNICO
[001] A presente invenção refere-se ao campo de medidores de utilidade que são monitorados e gerenciados a partir de pelo menos um centro de gestão de utilidade através de pelo menos um concentrador de dados intermediário em uma rede de comunicações.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] A atual desregulamentação nos mercados globais de distribuição de energia vêm impulsionando a necessidade de redes de distribuição inteligentes de utilidade e medidores inteligentes que possibilitem tanto aos provedores de utilidade quanto aos consumidores monitorarem o consumo detalhado de um usuário final a qualquer momento através de redes de comunicação abertas. O mercado de energia está particularmente preocupado com essa questão atualmente, mas há outras questões relacionadas que também são relevantes para outros mercados de utilidade, como fornecimento de água ou gás.
[003] Embora muitos medidores anteriormente instalados já implementem alguns protocolos de Leitura de Medição Automatizada (AMR - Automated Metering Reading) ponto-a-ponto usando, por exemplo, interfaces padrão ópticas ou de modem, eles não são capazes de interagir com os dispositivos de rede doméstica do usuário final nem com os equipamentos de monitoração de utilidade remotos usando redes de comunicação sem fio ou de linha de transmissão de força. A resposta da indústria a essa exigência regulatória na próxima década, portanto consistirá em substituir os medidos previamente existentes pelos chamados medidores inteligentes.
[004] Os medidores inteligentes permitem que os provedores de utilidade monitorem o consumo detalhado de um usuário final a qualquer momento através de redes de comunicação abertas. Assim, a granularidade de amostragem da medição de consumo pode ser muito mais refinada do que nos sistemas previamente existentes, em que os medidores eram controlados manualmente aproximadamente uma vez ao ano. Também é possível dar suporte a múltiplas tarifas de diferentes provedores e adaptá-las com muito mais frequência de acordo com os períodos de medição mais refinados.
[005] Da perspectiva do provedor de utilidade, como não haverá mais medição local e controle físico da funcionalidade dos medidores pela equipe autorizada, a arquitetura de medição inteligente precisa de um projeto inteligente para assegurar a coleta e transmissão de dados seguras, resistentes à adulteração e confiáveis a partir dos medidores inteligentes para as instalações de utilidade do provedor. Várias soluções podem ser definidas com base nos protocolos de criptografia do estado da técnica e em um sistema de gerenciamento de chaves sob controle do provedor de utilidade. Essas soluções geralmente requerem que o medidor inteligente gere suas mensagens de relatório de medição especificamente para um dado provedor de utilidade. Em um mercado desregulado onde o medidor inteligente é capaz de negociar suas tarifas com múltiplos provedores, isso resulta no aumento das necessidades de largura de banda e processamento, bem como da complexidade do projeto resistente à adulteração, dos custos de fabricação e dos custos de manutenção dos medidores de utilidade.
[006] O documento WO 01/06432 revela uma análise auxiliada por computador para encontrar a alternativa de compra ideal oferecida por um ou mais fornecedores de energia de modo a obter automaticamente os fornecimentos de energia ideais possíveis em tempo real. Para esse fim, esse documento sugere um módulo de análise, que tem de ser instalado no lado do usuário final, de modo a acompanhar em tempo real múltiplos modelos de precificação de combustível que permitem a alternância imediata entre fontes de energia alternativas com base nos padrões de preço e energia em tempo de uso. O módulo de análise de taxa permite aos usuários reali zar comparações entre múltiplas taxas e determinar qual plano de taxas oferecido por qual vendedor de energia melhor se adequa às suas necessidades.
[007] O documento US2004/0225625 revela um mecanismo de taxa que recebe dados de entrada, tais como dados de utilidade e dados de taxa, e gera dados de custo em uma base por intervalo de registro. Dados, tais como medições de uso / consumo, coletados pelo dispositivo de medição (medidor de utilidade), são transportados pela rede para o mecanismo de taxa. Adicionalmente, uma ou mais entidades de gerenciamento de utilidade (tais como fornecedores de energia elétrica, água ou gás) que gerenciam o provisionamento da utilidade estão acopladas a utilidade e podem publicar dados de taxa por meio de um servidor de dados de taxa através da rede. O mecanismo de taxa recebe vários dados de entrada, dentre eles, dados de utilidade, dados de taxa, dados de tempo e metadados opcionais (por exemplo, id do período de faturamento, id do centro de custo, localização geográfica, etc.). A saída pode ser um ou mais intervalos de tempo, com um custo associado a cada intervalo de tempo.
[008] No entanto, embora se tenha em mente que os dados de relatório referem- se simultaneamente a milhões de medidores de utilidade, nenhum desses documentos sugere meios para otimizar, na medida do possível, o gerenciamento dos dados trocados de modo a economizar largura de banda e recursos computacionais. Além disso, esses documentos meramente sugerem a troca de comunicações através de uma rede conhecida sem se precaver contra invasões e adulteração causadas por certos indivíduos mal-intencionados.
[009] Há, portanto, a necessidade de uma topologia de rede de medição inteligente mais flexível para otimizar as operações de medição inteligentes, comunicações e segurança.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[010] A presente invenção sugere um método de comunicação de relatório de medição protegido para determinar o preço dos consumos de utilidade medidos por medidores de utilidade dentro de uma rede de comunicação compreendendo pelo menos um proxy concentrador de dados localizado como um dispositivo intermediário entre os medidores de utilidade e pelo menos um provedor de utilidade. Mais particularmente e de acordo com a concretização preferida, a presente invenção refere- se a um método de precificação para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente compreendendo uma pluralidade de medidores de utilidade, cada um asso-ciado e conectado a pelo menos um centro de gerenciamento de utilidade através de um concentrador de dados intermediário identificado por um identificador de concentrador de dados DCid, cada medidor de utilidade sendo identificado por um identificador de medidor de utilidade Uid e sendo adaptado para produzir e enviar relatórios protegidos para centros de gerenciamento, cada um dos quais sendo identificado por um Pid identificador de centro de gerenciamento, o referido método compreen-dendo as etapas de:
[011]- receber, pelo concentrador de dados, uma mensagem protegida do concentrador de dados compreendendo pelo menos uma tabela de tarifas de cada um dos referidos centros de gerenciamento de utilidade; Tal tabela de tarifas compreendendo pelo menos um intervalo de tempo [DT1, DT2] por um período de vinte e quatro horas e uma taxa associada a esse intervalo de tempo,
[012]- decriptografar e/ou verificar a autenticidade e a integridade da referida mensagem do concentrador de dados; em caso de falha ou resultado malsucedido: interromper o processamento da referida mensagem do concentrador de dados,
[013] - selecionar, pelo concentrador de dados, a menor taxa para cada intervalo de tempo [DT1, DT2] dentre as taxas de todos os intervalos de tempo a partir de todas essas tabelas de tarifas, de modo a derivar uma tabela de tarifas vantajosa,
[014]- receber, pelo concentrador de dados, as mensagens do medidor de utilidade DTupu.c a partir do medidor de utilidade, cada uma dessas mensagens de me- didor de utilidade DTupu.c compreendendo: uma medição de dados de medição DTup relatada pelo medidor de utilidade que enviou essa mensagem DTupu.c, seu identificador de medidor de utilidade Uid, o identificador de concentrador de dados DCid e o identificador do centro de gerenciamento Pid,
[015]- decriptografar e/ou verificar a autenticidade e a integridade das referidas mensagens do medidor de utilidade, em caso de falha ou resultado mal-sucedido: interromper o processamento da referida mensagem do medidor de utilidade,
[016] - determinar, com base em várias medições de dados de medição DTup, um valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT calculado pela diferença de dois índices de consumo de contador de medição CPT medidos pelo medidor de utilidade dentro de um intervalo de período de tempo ΔT definido por um primeiro tempo T1 e por um segundo tempo T2,
[017]- atribuir, a esse valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT, o centro de gerenciamento de utilidade sugerindo a menor taxa para o intervalo de período de tempo ΔT compreendido entre o referido primeiro tempo T1 e o referido segundo tempo T2,
[018]- estabelecer, para cada centro de gerenciamento, um relatório contendo pelo menos o valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT atribuído a esse centro de gerenciamento junto com o identificador do medidor de utilidade Uid ao qual esse valor ΔCPT se refere,
[019]- proteger o referido relatório antes de enviá-lo do concentrador de dados para o centro de gerenciamento de utilidade supramencionado que irá processar o referido relatório somente após tê-lo decriptografado e/ou verificado sua autenticidade e sua integridade.
[020] A presente invenção também se refere a um sistema para implementar o método mencionado acima.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[021] A presente invenção será melhor compreendida graças às figuras anexas, nas quais:
[022] A Figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma rede em forma de estrela compreendendo medidores de utilidade do usuário final, concentradores de dados e centros de gerenciamento do provedor de utilidade.
[023] A Figura 2 mostra duas tabelas de tarifas fornecidas por dois provedores de utilidade diferentes e uma tabela de tarifas vantajosa derivada calculada pelo concentrador de dados com base nas referidas duas tabelas de tarifas.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[024] A solução proposta compreende um concentrador de dados que é conectado tanto ao medidor inteligente quanto a vários provedores de utilidade.
[025] A Figura 1 ilustra uma topologia de rede possível de rede inteligente, baseada em uma rede em forma de estrela do subconjunto de medidores de utilidade U1, U2, U3 do usuário final, que são conectados a um concentrador de dados intermediário C2. Esse concentrador de dados, por sua vez, é conectado a uma pluralidade de centros de gerenciamento do provedor de utilidade. O concentrador está tipicamente localizado junto com a distribuição da utilidade de baixa tensão de uma região e monitora até centenas de metros de utilidade. Em um mercado de utilidade desre- gulamentado, o concentrador de dados C2 pode ser adicionalmente conectado a múltiplos provedores de utilidade P1, P2, P3 que estão oferecendo propostas de distribuição de utilidade concorrentes ao usuário final (Figura 1).
[026] Cada centro de gerenciamento de utilidade P1, P2, P3 implementa vários processos de gerenciamento de utilidade, tal como faturamento de gerenciamento de dados, gerenciamento de carga e controle de interrupção no fornecimento de energia, e consulta e controla os concentradores de dados C1, C2, C3, C4 como consequência através das ligações de rede de comunicação global da rede inteligente Lpc.
[027] Cada concentrador de dados C1, C2, C3, C4 compreende componentes funcionais encarregados pela aplicação do monitoramento de uso do medidor e por relatar ao centro de gerenciamento de utilidade por meio de comunicações seguras com os medidores individuais através das ligações de rede de comunicação local Luc de um lado e com os centros de gerenciamento de provedores de utilidade através das ligações de rede da rede inteligente global Lcp do outro.
[028] Cada ligação da rede de comunicação Lcp, Luc da Figura 1 é construída sobre uma rede física de comunicação de medição de utilidade, tal como, mas sem se limitar a uma rede de cabo, ao cabo da linha de transmissão, a uma rede sem fio ou uma combinação dos mesmos, e emprega um protocolo de rede de comunicação, tal como, mas sem se limitar ao Protocolo Internet (IP) v4 ou v6. Além dessas redes, a troca de mensagens de comunicação para redes inteligentes e medidores inteligentes é fortemente inspirada na indústria de telecomunicações e sujeita à pa-dronização emergente pelos comitês internacionais, como a ANSI ou IEC.
[029] Em um mercado desregulamentado, cada usuário final pode escolher seu provedor de utilidade preferido. Por exemplo, o provedor de utilidade P2 é selecionado para os medidores de utilidade U1 e U3, enquanto que o provedor de utilidade P1 é escolhido para o medidor de utilidade U2. À medida que as ofertas de utilidade evoluem para uma granularidade mais refinada e para a renovação mais frequente das tarifas, os medidores de utilidade consequentemente têm de processá-las e relar seu consumo de utilidade a uma taxa maior do que antes, por exemplo, a cada 15 minutos. Isso sobrecarrega tanto a capacidade de processamento limitada do medidor quanto a rede de comunicação entre os provedores de utilidade e os medidores de utilidade.
[030] Este problema é evitado por um sistema de computação distribuído no qual o concentrador de dados C estabelece comunicações seguras com cada provedor de utilidade, recebe a tabela de tarifas e informações relevantes, tal como a quanti- dade de utilidade disponível que pode ser distribuída aos medidores individuais a partir de cada provedor de utilidade, e seleciona a melhor oferta com base nessas informações. Vantajosamente, por meio da obtenção de informações relacionadas à quantidade de utilidade disponível que pode ser distribuída por cada provedor, os concentradores de dados podem gerenciar de maneira eficiente, em um estágio inicial, as demandas dos usuários finais em relação às possibilidades de alimentação de cada provedor. O provedor de utilidade pode ser um provedor comercial, um pro-vedor controlado pelo estado ou mesmo uma instalação do usuário final produzindo alguma quantidade de utilidade que é reinjetada na rede de distribuição de utilidade.
[031] O concentrador de dados C adicionalmente estabelece comunicações seguras com cada medidor de utilidade U, recebe os relatórios de consumo de utilidade regulares DTupu,c a partir de cada medidor de utilidade U, e separadamente calcula um relatório consolidado RTupu,p destinado a cada provedor de utilidade P em linha com a seleção de oferta anterior. A vantagem dessa solução é que o medidor de utilidade só precisa estabelecer, criptografar e assinar uma mensagem DTupu,c para o concentrador de dados C a qualquer momento, independente de qual provedor de utilidade está alimentando-a de fato, para relatar seu consumo sem precisar suportar a seleção da tarifa detalhada que evolui com o tempo e, consequentemente, o cálculo do relatório de fatura de consumo. As mensagens do medidor de utilidade DTupu,c tipicamente compreendem pelo menos um tempo e data DT e o índice de consumo de contador de medição CPT medido pelo medidor de utilidade U nesse momento e data DT, ou o valor de consumo diferencial do contador de medição ΔCPT medido entre um primeiro tempo T1, por exemplo, o tempo e data anteriores transmitidos DTprev, e um segundo tempo T2, por exemplo, o tempo e data atuais DTcurr. Em um modo de implementação mais simples em que o medidor de utilidade e o concentra-dor de dados se comunicam de maneira síncrona, isto é, com base em relógios sincronizados, em que um relógio está localizado dentro do medidor de utilidade e o outro dentro do concentrador de dados, apenas o índice de consumo do medidor de utilidade é transmitido ao concentrador de dados, que é encarregado de medir a data e tempo correspondentes. No entanto, deve-se notar que esses dois relógios não precisam ter a mesma base de tempo, por exemplo, o relógio localizado dentro do concentrador de dados poderia ser um relógio comum, ao passo que o relógio do medidor de utilidade poderia ser meramente uma contagem regressiva ou um meio capaz de produzir pulsos. Em outra alternativa, o medidor de utilidade poderia transmitir apenas seu índice de consumo para o concentrador de dados, somente sob solicitação do último. Para fins de clareza, deve-se notar que a palavra “índice” refere-se a um número que é contado pelo medidor de utilidade. Por exemplo, esse número pode estar relacionado a uma quantidade de consumo expressa em KW/h ou em m3 ou em qualquer outra unidade, dependendo da finalidade para a qual o medidor de utilidade é usado (isto é, se ele é usado para medir eletricidade, água, gás, etc...).
[032] De modo a identificar sua origem e seu destino em uma rede de comunicação aberta, a mensagem DTupU1c também inclui o identificador de medidor de utilidade de origem e o identificador do concentrador de dados de destino. Os últimos identificadores podem ser um valor integral unicamente associado ao equipamento no momento da fabricação, um identificador de endereço de rede ou qualquer combinação dos mesmos.
[033] De modo a assegurar a integridade das mensagens do medidor de utilidade, elas podem ser adicionalmente assinadas de modo que o concentrador de dados autentique que o relatório de medição provém de uma origem de medidor de utilidade genuína. De modo a assegurar a confidencialidade das mensagens do medidor de utilidade conforme desejado (por exemplo, para assegurar a privacidade dos dados de consumo do usuário final), elas também podem ser criptografadas de modo que os dados do medidor de utilidade somente sejam acessíveis pelo destino do concentrador de dados autorizado.
[034] Em termos de design de segurança, a maioria dos padrões de rede inteligente requer o estabelecimento de uma Infraestrutura de Chave Pública (PKI), em que cada nó na rede é associado a um par de chaves de criptografia assimétricas pública e privada, por exemplo, um par de chaves RSA, e uma cadeia de certificados de chave pública assinados por uma autoridade central confiável, por exemplo, certificados X.509. Em uma implementação simples correspondendo à topologia de grade da Figura 1, de modo a relatar sua medição de dados de medição DTip, o medidor de utilidade U1 gera uma chave de carga útil aleatória Kp, criptografa-a com a chave pública KpubC2 do concentrador de dados C2, e criptografa e assina a medição de dados DTup por meio de Kp. Ele transmite (Kp)KpubC2 e (DTup)Kp em uma ou várias mensagens ao concentrador de dados C2, que decriptografa o valor Kp por meio de sua chave privada secreta única KprivC2, e então os dados de carga útil DTup por meio da chave Kp decriptografada anteriormente. Em uma implementação mais otimizada, um Canal Autenticado Seguro (SAC) pode ser negociado pelo medidor de utilidade e o concentrador de dados para estabelecer uma chave de sessão compartilhada de maior prazo Ks. Esta chave de sessão Ks pode então ser usada de forma similar à chave de carga útil anterior Kp, porém repetidamente, por um certo período de tempo, para assegurar a integridade e confidencialidade da mensagem de comunicação na transmissão ponto-a-ponto entre o medidor de utilidade e o concentrador de dados. As ofertas disponíveis dos provedores de utilidade são representadas por tabelas de tarifas que podem ser enviadas pelos provedores de utilidade P1-P3 a cada concentrador de dados C1-C4 conectado a esses provedores. De modo a revelar essas tabelas de maneira segura, essas tabelas são enviadas dentro de mensagens protegidas do provedor de utilidade. Tal mensagem pode ser protegia de diversas maneiras. A primeira delas consiste em criptografar a mensagem de acordo com um esquema simétrico ou privado/público. Uma segunda forma de pro- teger essa mensagem pode ser obtida assinando esta mensagem com o objetivo de proteger seu conteúdo de qualquer modificação. Isso pode ser feito pelo transmissor por meio de uma função unidirecional (por exemplo, uma função hash) aplicada à mensagem a ser enviada de modo a obter um valor hash que é então criptografado por meio da chave privada do transmissor. Este valor hash criptografado (correspondendo a uma assinatura) pode ser decriptografado pelo destinatário usando a chave pública do transmissor. Além disso, essa chave pública também pode ser au-tenticada por um certificador de uma autoridade certificada. Outra forma de assegurar a mensagem consiste em enviar uma mensagem assinada e criptografada. Tal mensagem oferece uma proteção dupla, uma vez que é protegida, de um lado, contra qualquer leitura fácil por sua camada de criptografia, e do outro, contra qualquer adulteração de seu conteúdo graças à assinatura e ao certificado. Assim, a autenticidade e a integridade da mensagem podem ser vantajosamente combinadas para sua criptografia. A aplicação de operações de criptografia e/ou assinatura pode ser realizada com qualquer mensagem, por exemplo, com mensagens de utilidade ou mensagens do concentrador de dados.
[035] Uma tabela de tarifas, conforme representada na Figura 2, fornece um valor de fatura de unidade de consumo, por exemplo, 0,15 centavos por kw/h, que é mapeado para um intervalo de período de data e tempo [DT1.DT2], por exemplo, de DT1 =22:00 a DT2=22:30:00 todo dia. A tabela de tarifas tem de compreender pelo menos um intervalo de tempo [DT1, DT2] por um período de vinte e quatro horas, e uma taxa associada a esse intervalo de tempo. Comparando as ofertas de vários provedores, por exemplo, a Tabela 1 do provedor P1 e a Tabela 2 do provedor P2, o concentrador de dados C2 identifica os melhores períodos de fatura reais de oferta definidos por um tempo e data inicial DT1 e tempo e data final DT2, por exemplo, P1 de DT1 22:00 a DT2 22:30 a uma taxa de 0,15 como mostra a Tabela 3 na Figura 2. Consequentemente, uma tabela de tarifas vantajosa (Tabela 3) pode ser derivada e calculada pelo concentrador de dados com base em várias tabelas de tarifas (Tabela 1 e Tabela 2). De preferência, a tabela de tarifas vantajosa será memorizada em uma memória do concentrador de dados.
[036] O concentrador de dados recebe em intervalos regulares, por exemplo, a cada 15 minutos, de cada medidor de utilidade conectado, uma mensagem de relatório de utilidade DTupu.c compreendendo a medição de dados de medição DTup enviada por cada medidor de utilidade conectado, decriptografa-a conforme relevante, e verifica sua assinatura. Se a mensagem for autenticada, o concentrador de dados deriva os valores de consumo do medidor de utilidade no intervalo de período de faturamento [DT1, DT2] a partir da sucessão de valores de contador transmitidos CPT, ou valores diferenciais ΔCPT, definidos como a medição de dados de medição DTup. Se os valores diferenciais ΔCPT ainda não tiverem sido determinados pelo próprio medidor de utilidade, o concentrador de dados deriva a diferença ΔCPTI,2 entre o valor de contador de medição CPT2 em um dado momento e data DT2 e o valor de contador de medição CPT1 em m dado momento e data DT1. Assim, dependendo da natureza técnica do medidor de utilidade e de sua tarefa predefinida, o concentrador de dados de destino tem de determinar o valor de concepção diferencial ΔCPT com base em várias medições de dados de medição. De forma mais geral, a medição de dados de medição DTup pode compreender diferentes dados, a saber, qualquer um dentre:
[037] - pelo menos um índice de consumo de contador de medição CPT; ou
[038] - pelo menos um índice de consumo de contador de medição CPT junto com uma informação de tempo e data DT resultante de um relógio legível pelo referido medidor de utilidade e correspondendo ao momento em que o índice de consumo de contador foi medido; ou
[039] - diretamente o valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT, por exemplo, se o medidor de utilidade for capaz de realizar tal tarefa de cálculo.
[040] Em uma concretização, o concentrador de dados C então transmite a diferença calculada ΔCPTI,2 ao provedor de utilidade P associado ao medidor de utilidade U durante o período de tarifa [DT1, DT2]. Portanto, o concentrador de dados atribui o valor de consumo diferencial calculado ΔCPT ao centro de gerenciamento de utilidade P1-P3 oferecendo a menor taxa para o intervalo de período de tempo ΔT durante o qual esse valor ΔCPT foi medido. Assim, esse valor ΔCPT é enviado, de preferência junto com o identificador de medidor de utilidade Uid do referido medidor de utilidade, a partir do concentrador de dados de destino para o centro de gerenciamento de utilidade apropriado, isto é, o centro de gerenciamento de utilidade associado à taxa atribuída ao valor de consumo diferencial ΔCPT.
[041] Em outra concretização, o concentrador de dados C coleta e calcula, para um medidor de utilidade, uma sequência (isto é, uma pluralidade) de valores ΔCPTI,2, ΔCPT2.3, ΔCPT3.4, para um dado período de tempo de relatório ΔRT ([RTa.RTb]), por exemplo, um dia, uma semana ou um mês, e a grava em uma memória do concentrador de dados, por exemplo, sob um relatório de faturamento de consumo de medidor de utilidade MRupu,c,p. Após o final o período de tempo de relatório RTb, o concentrador de dados C no sistema de computação distribuído proposto estabelece comunicações seguras com cada provedor de utilidade P entre P1, P2, P3 associado a cada medidor de utilidade U e transmite os valores de consumo coletados ΔCPT ao provedor de utilidade P, por exemplo, enviando o relatório de fatu-ramento de consumo de medidor de utilidade MRupu,c,p. A vantagem dessa solução é que o provedor de utilidade só precisa processar uma mensagem de relatório de faturamento de consumo de medidor de utilidade MRupu,c,p para cada período de tempo de relatório, independente da granularidade de ganho fino real do relatório de consumo do medidor de utilidade e independente das atualizações de tarifa reais durante esse período. Por meio das mensagens de relatório consolidadas, é possível reduzir vantajosamente o número de mensagens de relatório, e, portanto, eco nomizar recursos de largura de banda e computação.
[042] De modo a identificar sua origem e seu destino em uma rede de comunicação aberta, a mensagem de relatório de faturamento de consumo do medidor de utilidade MRupu.c.p também inclui o identificador do medidor de utilidade de origem Uid. De preferência, ela adicionalmente inclui o identificador do concentrador de dados de destino DCid e o identificador do provedor de utilidade Pid. Esses identificadores podem ser um valor integral unicamente associado ao equipamento no momento da fabricação, um identificador de endereço de rede ou qualquer combinação dos mesmos.
[043] De modo a assegurar a integridade das mensagens de relatório de faturamento de consumo do medidor de utilidade MRupu.c.p, ela pode ser assinada de modo que o provedor de utilidade autentique que o relatório de medição provém de uma origem de concentrador de dados genuína. De modo a assegurar a confidencialidade do consumo do medidor de utilidade conforme desejado (por exemplo, para assegurar a privacidade do usuário final), a mensagem de relatório de faturamento de consumo do medidor de utilidade MRupu.c.p também pode ser criptografada de modo que os dados do medidor de utilidade só sejam acessíveis pelo provedor de utilidade autorizado.
[044] Em outra concretização, o concentrador de dados C coleta e calcula, para uma pluralidade de medidores de utilidade, todos os quais estão associados a um único centro de gerenciamento de utilidade (por exemplo, para cada medidor de utilidade U1, U3 associado ao provedor de utilidade P2), e grava uma sequência de valores ΔCPT_U1I,2, ΔCPT_U3I,2, ΔCPT_U12,3, ΔCPT_U32,3, ΔCPT_U13,4, ΔCPT_U33,4 para urn dado periodo de tempo de relatório [RT1.RT2], por exemplo, um dia, uma semana ou um mês, para cada medidor de utilidade U1, U3 associado a um provedor de utilidade P2, e grava-os, junto com o identificador de medidor de utilidade Uid ao qual cada um desse valor se refere, em um relatório de faturamento de consumo de medidor de utilidade consolidado CRc,p. Após o final do período de tempo de relatório RT2, o concentrador de dados C no sistema de computação distribuído proposto estabelece comunicações seguras com o provedor de utilidade P2 associado ao subconjunto de medidores de utilidade U1, U3, e transmite o relatório de faturamento de consumo de medidor de utilidade consolidado CRc.p ao provedor de utilidade P2. A vantagem desta solução é que cada provedor de utilidade só precisa processar uma mensagem de relatório de faturamento de consumo consolidada CRc.p para cada concentrador de dados em vez de cada medidor de utilidade, para cada período de tempo.
[045] De modo a identificar sua origem e seu destino em uma rede de comunicação aberta, a mensagem de relatório de faturamento de consumo consolidada CRc,p também inclui uma lista de identificadores de medidores de utilidade de origem Uid, o identificador de concentrador de dados de destino DCid, e o identificador de provedor de utilidade Pid. Esses identificadores podem ser um valor integral unicamente associado ao equipamento no momento da fabricação, um identificador de endereço de rede ou qualquer combinação dos mesmos.
[046] De modo a assegurar a integridade da mensagem de relatório de faturamento de consumo consolidada CR,c,p, ela pode ser assinada de modo que o provedor de utilidade autentique que o relatório de medição provém de uma origem de concentrador de dados genuína. De modo a assegurar a confidencialidade do consumo dos medidores de utilidade conforme desejado (por exemplo, para assegurar a privacidade do usuário final), a mensagem de relatório de faturamento de consumo do medidor de utilidade CR,c,p também pode ser criptografada de modo que os dados dos medidores de utilidade só sejam acessíveis pelo provedor de utilidade autorizado. Isso possibilita aos provedores de utilidade coletar os relatórios de medição de utilidade para faturamento a uma taxa menor do que eles negociam suas ofertas com os concentradores de dados, por exemplo, apenas uma vez por mês, indepen- dente da frequência com a qual a taxa foi atualizada durante o mês. Como há muito mais medidores de utilidade do que concentradores de dados e vários provedores de utilidade servindo-os em uma típica topologia de rede, é possível obter uma economia geral considerável de largura de banda e capacidade de processamento. Isso será ilustrado pelo seguinte exemplo, apresentado somente para fins de ilustração e não limitação: se 1000 metros em uma área local relatassem a cada 15 minutos para 5 provedores de utilidade possíveis, cada um deles precisaria gerar, proteger e transmitir 24*4*5=4800 mensagens por dia e cada provedor de utilidade precisaria receber e processar 24*4*1000 = 96000 mensagens por dia apenas para essa área local. Com uma possível solução proposta, o medidor de utilidade somente gera, protege e transmite 24*4 mensagens por dia para o concentrador de dados e não precisa estabelecer canais de comunicação seguros individuais com os 5 provedores de utilidade. O concentrador de dados está encarregado em calcular e consolidar localmente os 1000 relatórios de medição de utilidade baseado nas ofertas pré- selecionadas e nas tabelas de tarifa correspondentes dos 5 provedores de utilidade. Ele pode então consolidar o envio de relatórios de faturamento para no máximo 5 provedores, por exemplo, apenas uma vez por dia para 1000 medidores de utilidade, isto é, o provedor de utilidade só precisa receber e processar no máximo 1000 mensagens individuais ou uma mensagem consolidada para 1000 medidores de utilidade por dia.
[047] No caso em que a rede entre o concentrador de dados e o medidor de utilidade não é confiável, pode ocorrer que uma mensagem de medição de utilidade DTup seja perdida. Nesta configuração, é preferível transmitir, como a medição de dados de medição DTup, o índice de contador CPT em vez de um valor diferencial relativo ΔCPT, de modo que o concentrador de dados ainda possa interpolar o valor de consumo ausente a partir do último recebido e do atual e, assim, derivar uma fatura de consumo aceitável.
[048] Como alternativa, o concentrador de dados também pode enviar uma confirmação de recebimento e/ou uma consulta de retransmissão ao medidor de utilidade.
[049] Dado que os provedores, os concentradores de dados intermediários C1-C4 e os medidores de utilidade U1-U8 são interconectados entre eles dentro da rede de comunicação, e dado que o transmissor e o(s) destinatário(s) são identificados nas mensagens trocadas por meio dos identificadores Uid, DCid, Pid, portanto, as mensagens enviadas a um destinatário específico (por exemplo, um concentrador de dados DCid ou um provedor Pid) podem ser vantajosamente reencaminhadas por um destinatário alternativo ao destinatário apropriado. Tal transferência por ser realizada por um concentrador de dados intermediário ou por um provedor que receberia uma mensagem (por exemplo, uma mensagem do medidor de utilidade DTupu,c ou uma mensagem de relatório de faturamento de consumo do medidor de utilidade MRupu,c,p). ao passo que ele não é o destinatário desta mensagem. Tal transferência pode ser aplicada, por exemplo, se a mensagem do transmissor não puder alcançar seu destinatário por diversas razões, tal como por razões de manutenção temporária ou falha na comunicação com um certo destinatário.
[050] O concentrador de dados também pode adicionalmente enviar informações sobre a oferta e/ou faturamento real conforme relevante para o usuário final, periodicamente, por exemplo, após relatar a consolidação aos provedores de utilidade.
[051] O concentrador de dados também pode adicionalmente enviar uma mensagem de configuração ao medidor de utilidade para atualizar sua taxa de relatório.
[052] De preferência, toda vez que mensagens ou relatórios precisam ser trocados, o método da presente invenção realiza uma etapa com o objetivo de estabelecer uma comunicação segura, respectivamente, para cada medidor de utilidade U1- U8 conectado ao concentrador de dados de destino C1-C4 e para cada concentrador de dados C1-C4 conectado ao referido centro de gerenciamento de utilidade P1- P3. Esta comunicação sendo protegida pela assinatura e criptografia de mensagens e os relatórios respectivamente processados pelo concentrador de dados de destino C1-C4 e pelo centro de gerenciamento de utilidade P1-P3. As mensagens e relatórios só são processados se eles forem identificados como sendo autênticos por meios de autenticação.
[053] A presente invenção também se refere a um sistema capaz de implementar o método revelado acima. Para esse fim, ele sugere um sistema de precificação para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente compreendendo uma pluralidade de medidores de utilidade U1-U8, cada um desses medidores de utilidade sendo associado e conectado a pelo menos um centro de gerenciamento de utilidade P1-P3 através de um concentrador de dados intermediário C1-C4, cada concentrador de dados sendo identificado por um identificador de concentrador de dados DCid e cada um dos medidores de utilidade U1-U8 sendo identificado por um identificador de medidor de utilidade Uid. Esses medidores de utilidade são adaptados para produzir e enviar mensagens do medidor de utilidade protegidas DTupu.c em direção ao concentrador de dados com o qual eles são conectados ou associados. Cada concentrador de dados é adaptado para produzir e enviar relatórios protegidos aos centros de gerenciamento P1-P3, em particular a todos os centros de gerenciamento associados aos medidores de utilidade processados por esse concentrador de dados, cada centro de gerenciamento sendo identificado por um identificador de centro de gerenciamento Pid, este sistema compreendendo:
[054] - meios de conexão para estabelecer comunicações através de ligações da rede de comunicação Luc conectando o concentrador de dados aos medidores de utilidade associados a esse concentrador de dados, e através das ligações de rede de comunicação Lcp conectando esse concentrador de dados ao centro de gerenciamento de utilidade, de preferência, a uma pluralidade de centros de gerenciamento de utilidade,
[055]- meios de recebimento, localizados dentro do concentrador de dados C1- C4, para receber uma mensagem do concentrador de dados protegida compreendendo pelo menos uma tabela de tarifas a partir de cada um dos centros de gerenciamento de utilidade P1-P3 conectados a esse concentrador de dados; essa tabela de tarifas compreendendo pelo menos um intervalo de tempo [DT1, DT2] por um período de vinte e quatro horas, e uma taxa associada a esse intervalo de tempo [DT1, DT2],
[056] - meios de criptografia / decriptografia e/ou meios para assinar e verificar a autenticidade e a integridade de todas as mensagens trocadas entre o referido centro de gerenciamento de utilidade (P1-P3), o referido concentrador de dados (C1-C4) e os referidos medidores de utilidade (U1, U8),
[057] - meios de seleção, localizados dentro do concentrador de dados, para realizar comparações das taxas de todos os intervalos de tempo [DT1, DT2] de todas as tabelas de tarifas, e então determinar a menor taxa para cada intervalo de tempo [DT1, DT2] a fim de derivar uma tabela de tarifas vantajosa que, por exemplo, pode ser memorizada dentro do concentrador de dados,
[058] - meios de medição para determinar uma medição de dados de medição DTup mediante a leitura de um índice de consumo de contador CPT em cada medidor de utilidade,
[059]- meios para gerar mensagens de medidor de utilidade protegidas DTupu,c dentro de cada medidor de utilidade U1-U8; cada uma dessas mensagens de medidor de utilidade compreendendo: a medição de dados de medição DTup, o identificador de medidor de utilidade Uid, o identificador de concentrador de dados DCid e o identificador de centro de gerenciamento Pid,
[060] - meios de envio de medidor de utilidade para transmitir essas mensagens de medidor de utilidade protegidas DTupu,c ao concentrador de dados apropriado, isto é, para o concentrador de dados conectado aos medidores de utilidade desses meios de envio,
[061]- meios de cálculo para determinar, com base nas várias medições de da- dos de medição DTup, um valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT calculado pela diferença de dois índices de consumo de contador de medição CPT medidos pelo medidor de utilidade dentro de um intervalo de período de tempo ΔT definido por um primeiro tempo T1 e por um segundo tempo T2,
[062] - meios de atribuição para associar, a esse valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT, o centro de gerenciamento de utilidade P1-P3 que ofe- rece a menor taxa para o intervalo de período de tempo ΔT definido pelos tempos T1 e T2,
[063] - meios de envio de concentrador de dados para transmitir, a partir do con- centrador de dados ao centro de gerenciamento de utilidade P1-P3 ao qual o referi- do medidor de utilidade U1-U8 está associado, um relatório protegido contendo pelo menos, de um lado, o valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT atribuído a esse centro de gerenciamento P1-P3, e do outro, o identificador de medi- dor de utilidade Uid ao qual esse valor ΔCPT se refere,
[064] - uma unidade de processamento central para gerenciar todos os meios mencionados anteriormente.
[065] Todos os meios mencionados acima podem ser realizados por módulos es- pecíficos compreendendo componentes eletrônicos capazes de executar as funções às quais cada um desses módulos se referem.
[066] De acordo com uma concretização, cada medidor de utilidade do sistema adicionalmente compreende um relógio legível pelo referido meio de medição para incluir, na medição de dados de medição DTup, uma hora e data DT corresponden- do ao momento em que o índice de consumo de contador CPT foi medido.
[067] De acordo com outra concretização, o concentrador de dados de destino do sistema compreende uma memória para coletar, durante um período de tempo de relatório ΔRT, uma pluralidade de valores de consumo calculados ΔCPT antes de enviá-los ao centro de gerenciamento de utilidade apropriado, por exemplo, dentro do relatório transmitido pelos meios de envio do concentrador de dados no final do período de tempo de relatório ΔRT. 5
[068] Assim, o sistema da presente invenção compreende meios para proteger as comunicações trocadas, de um lado, entre os medidores de utilidade e o concentrador de dados de destino, e, do outro lado, entre o último e pelo menos um centro de gerenciamento de utilidade associado a esses medidores de utilidade. As comunicações protegidas são realizadas por meios comuns, isto é, por assinaturas e meios de 10 criptografia aplicados às mensagens de medidor de utilidade DTupu.c enviadas pelos medidores de utilidade e aos relatórios enviados pelo concentrador de dados de destino. Portanto, o sistema é provido de meios para obter certificados de chave pública, meios para autenticar esses certificados, meios para produzir a chave de sessão (tipicamente, uma chave de sessão aleatória), meios para criptografar e decriptogra- 15 far mensagens com essas chaves e meios para enviar e receber mensagens de confirmação no caso de uma transmissão completamente bem-sucedida.

Claims (9)

1. Método de precificação para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente compreendendo uma pluralidade de medidores de utilidade (U1-U8), cada um associado e conectado a uma pluralidade de centros de gerenciamento de utili- dade (P1-P3) através de uma pluralidade de concentradores de dados intermediá- rios (C1-C4) cada um identificado por um identificador de concentrador de dados DCid, cada medidor de utilidade sendo identificado por um identificador de medidor de utilidade Uid e sendo adaptado para produzir e enviar mensagens de medidor de utilidade protegidas DTupu.c a um dos referidos concentradores de dados, cada con- centrador de dados sendo adaptado para produzir e enviar relatórios protegidos aos referidos centros de gerenciamento (P1-P3), cada um identificado por um identifica- dor de centro de gerenciamento Pid, o referido método sendo CARACTERIZADO por compreender as etapas de: - receber, pelo referido concentrador de dados (C1-C4), uma mensagem do concentrador de dados protegida compreendendo pelo menos uma tabela de tarifas a partir de cada um dos referidos centros de gerenciamento de utilidade (P1-P3), a referida tabela de tarifas compreendendo pelo menos um intervalo de tempo [DT1, DT2] por um período de vinte e quatro horas, e uma taxa associada ao referido in- tervalo de tempo [DT1, DT2], - decriptografar e/ou verificar a autenticidade e a integridade da referida mensagem do concentrador de dados; em caso de falha ou resultado mal-sucedido: interromper o processamento da referida mensagem do concentrador de dados, - selecionar, pelo referido concentrador de dados (C1-C4), a menor taxa pa- ra cada intervalo de tempo [DT1, DT2] dentre as taxas de todos os intervalos de tempo de todas tabelas de tarifas, de modo a derivar uma tabela de tarifas vantajo- sa, - receber, pelo referido concentrador de dados (C1-C4), as referidas mensa- gens do medidor de utilidade DTupu,c a partir do referido medidor de utilidade (U1- U8), cada uma dessas mensagens de medidor de utilidade DTupu,c compreendendo: uma medição de dados de medição DTup relatada pelo medidor de utilidade que enviou essa mensagem DTupu.c, seu identificador de medidor de utilidade Uid, o re- ferido identificador de concentrador de dados DCid e o referido identificador do cen- tro de gerenciamento Pid, - decriptografar e/ou verificar a autenticidade e a integridade das referidas mensagens do medidor de utilidade, em caso de falha ou resultado mal-sucedido: interromper o processamento da referida mensagem do medidor de utilidade, - determinar, com base em várias medições de dados de medição DTup, um valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT calculado pela diferença de dois índices de consumo de contador de medição CPT medidos pelo referido medidor de utilidade dentro de um intervalo de período de tempo ΔT definido por um primeiro tempo T1 e por um segundo tempo T2, - atribuir, ao referido valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT, o centro de gerenciamento de utilidade (P1-P3) sugerindo a menor taxa para o intervalo de período de tempo ΔT compreendido entre o referido primeiro tempo T1 e o referido segundo tempo T2, - estabelecer, para cada centro de gerenciamento (P1-P3), um relatório con- tendo pelo menos o valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT atribuído a esse centro de gerenciamento (P1-P3) junto com o identificador do medi- dor de utilidade Uid ao qual esse valor ΔCPT se refere, - criptografar, e - proteger o referido relatório antes de enviá-lo a partir do referido concen- trador de dados (C1-C4) a este centro de gerenciamento de utilidade (P1-P3) que irá processar o referido relatório somente após tê-lo decriptografado e/ou verificado sua autenticidade e sua integridade.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das referidas mensagens de utilidade e/ou mensagem de concentra- dor de dados e/ou o referido relatório é protegida por criptografia e/ou por assinatura da referida mensagem ou relatório.
3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender uma etapa de enviar uma con- firmação a partir do referido concentrador de dados (C1-C4) para o referido medidor de utilidade (U1-U8), em resposta ao recebimento da referida mensagem de medidor de utilidade DTupu.c enviada pelo último.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma pluralidade de valores de consumo calculados ΔCPT são coletados durante um período de tempo de relatório ΔRT e armazenados em uma memória do concen- trador de dados (C1-C4) antes de serem enviados, no final do referido período de tempo de relatório ΔRT, a partir do referido concentrador de dados para o centro de gerenciamento de utilidade (P1-P3) ao qual o referido medidor de utilidade está as- sociado, dentro do referido relatório.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido concentrador de dados (C1-C4) adi- cionalmente recebe, junto com a referida tabela de tarifas, uma informação sobre a quantidade de utilidade disponível que podem ser distribuídos a partir de cada um dos referidos centros de gerenciamento de utilidade (P1-P3).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o envio da referida mensagem de medidor de utilidade DTupu.c é realizado pelo medidor de utilidade sob solicitação do concentra- dor de dados após ter recebido uma consulta de transmissão a partir do último.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o concentrador de dados envia uma mensagem de configuração ao referido medidor de utilidade de modo a atualizar uma taxa de relatório das mensagens de medidor de utilidade DTupu,c.
8. Sistema de precificação para consumos de utilidade dentro de uma rede inteligente compreendendo uma pluralidade de medidores de utilidade (U1-U8), cada um associado e conectado a uma pluralidade de centros de gerenciamento de utili- dade (P1-P3) através de uma pluralidade de concentradores de dados intermediá- rios (C1-C4) cada um identificado por um identificador de concentrador de dados DCid, cada um dos medidores de utilidade (U1-U8) sendo identificado por um identi- ficador de medidor de utilidade Uid e sendo adaptado para produzir e enviar mensa- gens de medidor de utilidade protegidas DTupu,c a um dos referidos concentradores de dados, cada concentrador de dados sendo adaptado para produzir e enviar rela- tórios protegidos aos referidos centros de gerenciamento (P1-P3), cada um identifi- cado por um identificador de centro de gerenciamento Pid, o referido sistema sendo CARACTERIZADO por compreender: - meios de conexão para estabelecer comunicações através de ligações de rede de comunicação Luc, Lcp, conectando os concentradores de dados (C1-C4) aos referidos medidores de utilidade, respectivamente, aos referidos centros de ge- renciamento de utilidade, - meios de recebimento para receber, pelo referido concentrador de dados (C1-C4), uma mensagem do concentrador de dados protegida compreendendo pelo menos uma tabela de tarifas a partir de cada um dos referidos centros de gerencia- mento de utilidade (P1-P3), a referida tabela de tarifas compreendendo pelo menos um intervalo de tempo [DT1, DT2] por um período de vinte e quatro horas, e uma taxa associada ao referido intervalo de tempo [DT1, DT2], - meios de criptografia/decriptografia e/ou meios para assinar e verificar a autenticidade e a integridade de todas as mensagens trocadas entre os referidos centros de gerenciamento de utilidade (P1-P3), os referidos concentradores de da- dos (C1-C4) e os referidos medidores de utilidade (U1, U8), - meios de seleção para comparar, pelo referido concentrador de dados (C1- C4), as taxas de todos os intervalos de tempo [DT1, DT2] de todas as tabelas de tarifas e determinar a menor taxa para cada intervalo de tempo [DT1, DT2] de modo a derivar e memorizar uma tabela de tarifas vantajosa, - meios de medição para determinar uma medição de dados de medição DTup ao ler um índice de consumo de contador CPT em cada medidor de utilidade, - meios para gerar mensagens de medidor de utilidade protegidas DTupu.c dentro de cada medidor de utilidade (U1-U8), cada uma das referidas mensagens de medidor de utilidade compreendendo: a referida medição de dados de medição DTup, o referido identificador de medidor de utilidade Uid, o referido identificador de concentrador de dados DCid e o referido identificador de centro de gerenciamento Pid, - meios de envio de medidor de utilidade para transmitir as referidas mensa- gens de medidor de utilidade protegidas DTupu.c ao referido concentrador de dados, - meios de cálculo para determinar, com base nas várias medições de dados de medição DTup, um valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT calculado pela diferença de dois índices de consumo de contador de medição CPT medidos pelo referido medidor de utilidade dentro de um intervalo de período de tempo ΔT definido por um primeiro tempo T1 e por um segundo tempo T2, - meios de atribuição para atribuir, ao referido valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT, o centro de gerenciamento de utilidade (P1-P3) su- gerindo a menor taxa para o intervalo de período de tempo ΔT compreendido entre o referido primeiro tempo T1 e o referido segundo tempo T2, - meios de envio de concentrador de dados para transmitir, a partir do con- centrador de dados a pelo menos um dos centros de gerenciamento de utilidade (P1-P3) ao qual o referido medidor de utilidade (U1-U8) está associado, um relatório protegido ∞ntendo pelo menos o valor de consumo diferencial de contador de medição ΔCPT atribuído a esse centro de gerenciamento (P1-P3) junto com o identificador de medidor de utilidade Uid ao qual esse valor ΔCPT se refere, - uma unidade de processamento central para gerenciar todos os referidos 5 meios.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido concentrador de dados compreende uma memória para coletar, durante um período de tempo de relatório ΔRT, uma pluralidade de valores de consumo calculados ΔCPT antes de serem enviados dentro do referido relatório prote- 10 gido, pelos referidos meios de envio do concentrador de dados no final do referido período de tempo de relatório ΔRT.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103546211B (zh) * 2013-10-31 2016-03-23 中国人民解放军国防科学技术大学 基于时空先验建链信息的空分时分星间链路快速建链方法
US10073426B1 (en) * 2014-08-11 2018-09-11 Energybill.Com, Llc System, apparatus and method for energy management, for usage by consumers of energy from electric utility service providers, and monitoring and management of same
NO3163705T3 (pt) 2015-10-30 2018-06-09
US11176624B2 (en) 2016-08-29 2021-11-16 International Business Machines Corporation Privacy-preserving smart metering
US10746567B1 (en) * 2019-03-22 2020-08-18 Sap Se Privacy preserving smart metering

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6598029B1 (en) * 1997-02-24 2003-07-22 Geophonic Networks, Inc. Bidding for energy supply with request for service
US6006212A (en) * 1997-09-17 1999-12-21 Itron, Inc. Time-of-use and demand metering in conditions of power outage with a mobile node
IT1295471B1 (it) * 1997-10-03 1999-05-12 Taglioni Communications S A S Sistema di rilevamento dei consumi domestici di energia elettrica, energia termica, acqua e gas.
US6133850A (en) * 1998-03-16 2000-10-17 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing channel capacity required to report a billable consumption of a utility commodity
AU6097600A (en) * 1999-07-15 2001-02-05 Ebidenergy.Com User interface to facilitate, analyze and manage resource consumption
US7346565B2 (en) * 2001-03-28 2008-03-18 General Electric Capital Corporation Methods and systems for performing usage based billing
AU2003269318B2 (en) * 2002-10-10 2008-10-16 Itron Measurement And Systems (Proprietary) Limited System for the control of reticulated services
US20040117236A1 (en) * 2002-12-13 2004-06-17 Dharmashankar Subramanian Automated optimization tool for electric utility sypply services
EP1593072A2 (en) * 2003-02-07 2005-11-09 Power Measurement Ltd A method and system for calculating and distributing utility costs
US7089089B2 (en) * 2003-03-31 2006-08-08 Power Measurement Ltd. Methods and apparatus for retrieving energy readings from an energy monitoring device
US20050033701A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-10 International Business Machines Corporation System and method for verifying the identity of a remote meter transmitting utility usage data
CN1680782B (zh) * 2004-12-09 2010-04-28 北京纳思电器有限公司 一种计量后交收费的方法及系统
CN1790438A (zh) * 2004-12-14 2006-06-21 乐金电子(中国)研究开发中心有限公司 一种表具远传信息的方法及系统
US20060206433A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Elster Electricity, Llc. Secure and authenticated delivery of data from an automated meter reading system
US20080068213A1 (en) * 2006-07-26 2008-03-20 Cornwall Mark K Managing serial numbering of encoder-receiver-transmitter devices in automatic meter reading systems
US8131609B1 (en) * 2007-07-12 2012-03-06 MRDB Holdings, L.P. System and method for managing utility resources based on utility service points
DE102008058264A1 (de) * 2008-11-19 2010-07-08 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Messgerät, insbesondere Enegiezähler und Verfahren zur Erkennung von Manipulationen

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