CH713622A1

CH713622A1 - Modulare Zählervorrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben.

Info

Publication number: CH713622A1
Application number: CH00399/17A
Authority: CH
Inventors: Maaranen Jani; Kaipainen Pasi; Haas Jürg
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-28
Also published as: EP3383057B1; EP3383057A1; AU2018202133A1; AU2018202133B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zählervorrichtung (1), insbesondere einen Stromzähler zum Messen elektrischer Energie, umfassend eine Kommunikationseinheit, die Knotenvermaschungskommunikation zwischen der Zählervorrichtung (1) und mindestens einer weiteren Zählervorrichtung (1) ermöglicht. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Advanced Metering Infrastructure System, AMI-System (100), zum Zählen von Versorgungsgutverbrauch, insbesondere von elektrischer Energie. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Kommunikationsmodul, umfassend eine Zählerschnittstelle zum Verbinden des Kommunikationsmoduls mit einer Zählervorrichtung (1). Letztlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines AMI-Systems (100), umfassend Zählervorrichtungen (1). Um eine AMI zu erstellen, welche flexibel und leicht an jeweilige Umgebungsbedingungen anpassbar ist, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass durch Hinzufügen eines Kommunikationsmoduls zu einer Zählervorrichtung (1) die Zählervorrichtung (1) vom einfachen Dasein eines Kommunikationsmaschenknotens, der zur Kommunikation mit mindestens einer weiteren als ein Maschenknoten wirkenden Zählervorrichtung (1) ausgestaltet ist, in ein Gateway (30) transformiert wird, das dazu ausgestaltet ist, eine Uplink- und/oder einer Downlink-Verbindung (102) innerhalb des AMI-Systems (101) herzustellen.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zählervorrichtung, insbesondere einen Stromzähler zum Zählen elektrischer Energie, umfassend eine Kommunikationseinheit, die Knotenvermaschungskommunikation zwischen der Zählervorrichtung und mindestens einer weiteren Zählervorrichtung ermöglicht.

[0002] Weiterhin betrifft die vorliegende Offenbarung ein hochentwickeltes Zählerinfrastruktur-System (Advanced Mete-ring Infrastructure System - AMI-System) zum Zählen von Versorgungsgutverbrauch.

[0003] Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Kommunikationsmodul, umfassend eine Zählerschnittstelle zum Verbinden des Kommunikationsmoduls mit einer Zählervorrichtung.

[0004] Letztlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines AMI-Systems, umfassend Zählervorrichtungen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

[0005] AMI-Systeme werden üblicherweise zum Messen, Sammeln und Analysieren von Versorgungsgutverbrauchsdaten verwendet, beispielsweise des Verbrauchs von elektrischer Energie, Gas, Wärme, Wasser usw. Die Messungen werden mit der Hilfe von Zählervorrichtungen durchgeführt, die sich auf den Anwesen von Versorgungsgutkunden, wie etwa Haushalten, Geschäften oder Industrien oder dergleichen befinden. Die Zählervorrichtungen kommunizieren untereinander, um elektronisch Messdaten und andere Informationen auszutauschen, indem sie als ein vermaschtes Kommunikationsnetzwerk ausgestaltet und angeordnet sind, wobei jede Zählervorrichtung als ein Knoten innerhalb des vermaschten Netzwerks wirkt.

[0006] Gewisse Anzahlen von Zählervorrichtungen, beispielsweise in einem Wohnblock installierte Zählervorrichtungen, welche miteinander ein vermaschtes Netzwerk erstellen, bilden eine Zählergruppierung. Innerhalb der Gruppierung sind die Zählervorrichtungen üblicherweise über Hochfrequenzsignale (HF-Signale) und/oder über Stromleitungskommunikation (Power Line Communication error: character:# not found PLC) miteinander verbunden. Zusätzlich zu den Zählervorrichtungen ist ein Datenkonzentrator (DC) installiert, welcher als ein Gateway wirkt, der innerhalb des AMI-Systems einen Uplink- und/oder Downlink erstellt, und dass der DC Messdaten von den Zählervorrichtungen innerhalb der Gruppierung sammelt und die Daten in einem aggregierten Zustand über einen Uplink zu einem Kopfsystem (Head End System - HES) des AMI weiterleitet.

[0007] Das HES empfängt und sammelt Zählerdaten von einer Vielzahl von DCs. Die DCs kommunizieren mit dem HES typischerweise über Ethernet oder IP-basierte Mobilfunktechnologie oder alternativ über HF und/oder PLC, insbesondere G3-PLC. Innerhalb des HES können die Zählerdaten verifiziert und zur Analyse vorbereitet werden. Das HES leitet die derart konsolidierten Zählerdaten üblicherweise an ein Abrechnungssystem zur Inrechnungstellung des Verbrauchs weiter. Darüber hinaus können die Zählerdaten und Werte von deren Analyse zur Kontrolle des Energieverbrauchs verwendet werden.

[0008] Ein durch AMI-Systeme gemäss dem Stand der Technik entstehender Nachteil besteht darin, dass, sobald die Zählervorrichtungen und der DC installiert sind, eine richtige Funktionalität von deren spezifischer Anordnung hinsichtlich einer Kommunikation untereinander nur für die Bedingungen sichergestellt ist, unter welchen die jeweiligen HF-und/oder PLC-Kommunikationspfade bei der Installation erstellt wurden. Sollten nachträglich irgendwelche Unterbrechungen oder Hindernisse in den erstellten Pfaden auftreten, kann die Kommunikation zwischen den Zählervorrichtungen untereinander, zwischen den Zählervorrichtungen und dem DC und/oder zwischen dem DC und dem HES beeinträchtigt oder abgeschnitten werden. Solche Unterbrechungen oder Hindernisse können auftreten, wenn beispielsweise Bauten innerhalb des Anwesens, wo die Zählervorrichtungen installiert sind, geändert werden, z. B. durch Bauen zusätzlicher Strukturen, wie etwa Gebäude, Wände, Decken oder durch Abändern von Stromleitungen.

[0009] Um dann eine richtige Kommunikation zwischen Zählervorrichtungen, DC und dem HES wiederherzustellen, müssen zusätzliche Kommunikationsmittel und -pfade installiert werden. Diese zusätzlichen Kommunikationsmittel und -pfade können beispielsweise mehr Zählervorrichtungen, HF-Repeater, weitere Stromleitungen, DCs und dergleichen umfassen. Deren Installation kann mühsam und teuer sein. Weiterhin kann eine Datenintegrität einem Risiko ausgesetzt sein, wenn die Unterbrechungen oder Hindernisse nicht schnell genug bemerkt werden, um speditiv Gegenmassnahmen einzuleiten.

KURZDARSTELLUNG

[0010] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mindestens einige der Nachteile von AMI-Systemen gemäss dem oben beschriebenen Stand der Technik zu beheben.

[0011] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe zumindest teilweise durch das Bereitstellen einer Zählervorrichtung mit wie in dem unabhängigen Anspruch 1 definierten Merkmalen erfüllt. Für ein AMI-System wird diese Aufgabe zumindest teilweise dadurch erfüllt, dass das AMI-System mindestens eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung umfasst. Für ein Kommunikationsmodul wird die Aufgabe zumindest teilweise dadurch erfüllt, dass das Kommunikationsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 versehen ist. Bei einem erfindungsgemässen Verfahren wird die Aufgabe zumindest teilweise durch die Verfahrensschritte des unabhängigen Anspruchs 13 erfüllt.

[0012] Erfindungsgemäss werden die oben erwähnten Aufgaben insbesondere dadurch erfüllt, dass die Zählervorrichtung eine Modulschnittstelle umfasst, die ausgestaltet ist zum Verbinden eines Kommunikationsmoduls mit der Zählervorrichtung, um die Zählervorrichtung zum Erstellen einer Uplink- und/oder einer Downlink-Verbindung innerhalb eines AMI-Systems zu befähigen. Das Kommunikationsmodul umfasst eine Gateway-Einheit, die ausgestaltet ist zum Kommunizieren von über die Zählerschnittstelle empfangenen Zählerdaten innerhalb eines AMI-Systems. Durch Hinzufügen eines Kommunikationsmoduls zu einer Zählervorrichtung wird die Zählervorrichtung vom einfachen Dasein eines Kommunikationsmaschenknotens, der zur Kommunikation mit mindestens einer weiteren als ein Maschenknoten wirkenden Zählervorrichtung ausgestaltet ist, in ein Gateway transformiert, das ausgestaltet ist zum Erstellen einer Uplink- und/oder einer Downlink-Verbindung innerhalb des AMI-Systems.

[0013] Diese Lösung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass eine AMI an sich ändernde Umgebungsbedingungen anpassbar ist, indem ein Kommunikationsmodul zu einer Zählervorrichtung hinzugefügt wird. Die Zählervorrichtung wird dann zu einem Gateway und ist zum Übertragen von Messdaten an ein Gateway, wie etwa einen DC in der Lage, oder wird sogar selbst zum Gateway oder dem DC. Dadurch können mit einer erfindungsgemässen Zählervorrichtung jegliche in der Planungs- oder Installationsphase der AMI, oder nachdem sie installiert und in Betrieb genommen wurde, auftretende Unterbrechungen oder Hindernisse in Kommunikationspfaden leicht umgangen werden. Dies macht ein erfindungsgemässes AMI-System sehr flexibel und an sich ändernde Umgebungsbedingungen anpassbar.

[0014] Dadurch helfen die/das erfindungsgemässe Zählervorrichtung, AMI-System, Kommunikationsmodul und Verfahren beim Erhöhen einer Planungssicherheit bei dem Entwurf und der Konfiguration von AMIs. Die erhöhte Flexibilität und Anpassbarkeit von erfindungsgemässen Zählervorrichtungen, AMI-Systemen, Kommunikationsmodulen und Verfahren verhelfen im Vergleich mit dem Stand der Technik zu geringeren Kosten und Aufwand, sowohl auf der Herstellungsseite als auch auf der Installations- und Konfigurationsseite. Die erzielte Flexibilität und Anpassbarkeit erleichtern es, Planungs-, Management- und Einkaufsentscheidungen vorzunehmen, da erfindungsgemässe AMIs jederzeit einfach geändert werden können.

[0015] Die erfindungsgemässe Lösung kann mittels der folgenden weiteren Ausführungsformen, welche jeweils für sich vorteilhaft sind, kombiniert und verbessert werden.

[0016] Bei einer ersten weiteren Ausführungsform befähigt die Kommunikationseinheit die Zählervorrichtung als ein HF-und/oder ein PLC-Maschenknoten zu dienen. Dadurch können HF- und/oder PLC-Maschenknotenkommunikation als Standardoptionen innerhalb von erfindungsgemässen Zählervorrichtungen implementiert werden. Dies hilft dabei, Herstellung, Entwurf, Installation und Konfiguration der Zählervorrichtungen selbst sowie von diese enthaltenden AMI-Systemen zu erleichtern, womit ermöglicht wird, Kosten der Systeme sowie Aufwand beim Anpassen von diesen, zu verringern.

[0017] Bei manchen Ausführungsformen umfasst die Zählervorrichtung bordeigene Kommunikationserweiterungen einschliesslich eines drahtlosen M-Busses und/oder eines drahtgebundenen M-Busses. Derartige Bussysteme erlauben Verbinden zusätzlicher Zählervorrichtungen mit der Zählervorrichtung. Wenn die Zählervorrichtung beispielsweise ein Stromzähler ist, können die zusätzlichen Zählervorrichtungen Gaszähler, Wärmezähler, Wasserzähler oder dergleichen sein, welche mit einer erfindungsgemässen Zählervorrichtung über den M-Bus verbunden sein können. Die Zählervorrichtung kann Daten von einer solchen zusätzlichen Zählervorrichtung abrufen, um die Daten weiterzuleiten und/oder zu verarbeiten.

[0018] Bei manchen Ausführungsformen umfasst die Zählervorrichtung eine Heimnetzwerkschnittstelle (Home Area Network Interface - HAN-Schnittstelle) für einen seriellen Port, einen Port für holländische Smartmeteranforderungen (Dutch Smart Meter Requirements Port - DSMR-Port) und einen Hilfs-E/A-Port zum Steuern von Laststeuerungsrelais und Eingängen. Über den seriellen Port, z. B. RS-485, kann der Zähler konfiguriert werden und/oder kann der Zähler andere Geräte ansteuern. Über den DSMR-Port kann eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung gemäss dem jeweiligen DSMR-Standard kommunizieren. Hilfs-E/A-Ports befähigen eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung zum Ein- oder Ausschalten von Geräten. Zu steuernde oder zu schaltende Geräte können beliebige Haushalts- oder Industriegeräte umfassen, die eine gewisse Art von Versorgungsgut verbrauchen, das von der Zählervorrichtung selbst oder durch zusätzliche damit verbundene Zählervorrichtungen gemessen wird.

[0019] Bei manchen Ausführungsformen umfasst die Zählervorrichtung einen Versorgungssteuerschalter. Mit dem Versorgungssteuerschalter kann die Zählervorrichtung zumindest einen Teil einer gezählten Versorgungsgutversorgung ausschalten. Dadurch kann eine unsichere oder eine unautorisierte Bereitstellung des Versorgungsguts von einem Bediener mittels Fernsteuerung über die Zählervorrichtung oder durch die Zählervorrichtung selbst als automatische Reaktionen auf gewisse in der Zählervorrichtung gespeicherte Schwellen- oder Schaltbedingungen verhindert werden.

[0020] Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Zählervorrichtung einen Modulsteckplatz innerhalb eines Gehäuses der Zählervorrichtung, der die Modulschnittstelle enthält, und eingerichtet ist zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Kommunikationsmoduls. Zum Installieren des Kommunikationsmoduls innerhalb der Zählervorrichtung kann das Kommunikationsmodul in den Modulsteckplatz eingesteckt werden. Nach dem Einstecken ist das Kommunikationsmodul in dem Steckplatz empfangen und dadurch mindestens teilweise innerhalb des Gehäuses aufgenommen, was dabei hilft, das Kommunikationsmodul gegenüber schädlichen Umgebungseinwirkungen zu schützen. Weiterhin kann der Mo- dulsteckplatz derart entworfen sein, dass das Kommunikationsmodul vollständig innerhalb des Gehäuses aufgenommen werden kann. Daher kann der Steckplatz durch einen Deckel verschlossen sein.

[0021] Bei einer bevorzugten Ausführungsform befähigt das Kommunikationsmodul die Zählervorrichtung zum Dienen als ein HF-Maschen-Gateway und/oder als ein PLC-Gateway innerhalb des AMI-Systems. Als ein PLC-Gateway- oder Maschenknoten kann die Zählervorrichtung beispielsweise gemäss dem G3-Standard arbeiten. Somit kann jedwede Maschenknoten-Zählervorrichtung leicht zu einem solchen Gateway werden, indem ein erfindungsgemässes Kommunikationsmodul zu der Zählervorrichtung hinzugefügt wird. Beispielsweise wird die eingebaute HF- oder G3-Knotenfunktionalität der Zählervorrichtung durch das Kommunikationsmodul verwendet. Somit ändert sich der Betrieb der Zählervorrichtung von einem Knoten zu einem Gateway.

[0022] Bei manchen Ausführungsformen befähigt das Kommunikationsmodul die Zählervorrichtung zum Dienen als ein Peer oder Kommunikationspunkt zum Erstellen einer Peer-zu-Peer- und/oder einer Punkt-zu-Punkt (P2P)-Verbindung innerhalb des AMI-Systems. Als ein Peer oder Kommunikationspunkt kann die Zählervorrichtung direkt mit anderen Vorrichtungen innerhalb des HES kommunizieren, beispielsweise mit einem Gateway. Jegliche Gateway-Funktionen der erfindungsgemässen Zählervorrichtung können drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstandards involvieren, wie etwa den Long-Term Evolution(LTE)-Standard.

[0023] Bei einer bevorzugten Ausführungsform, als das HF-Maschen-Gateway, das PLC-Gateway und/oder der Peer, ist die Zählervorrichtung ausgestaltet zum Erstellen einer Uplink-Verbindung zu einem HES des AMI-Systems. Dadurch kann eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung Zählerdaten, die von ihr selbst erfasst oder wie sie von anderen Zählervorrichtungen empfangen wurden, an ein HES weiterleiten. Bei diesem Vorgehen kann eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung sogar als ein Gateway oder als ein DC fungieren. Somit befähigt die vorliegende Erfindung Transformieren einer Knotenvermaschungskommunikation-Zählervorrichtung in einen DC durch einfaches Hinzufügen eines erfindungsgemässen Kommunikationsmoduls zu der Zählervorrichtung.

[0024] Für ein erfindungsgemässes Kommunikationsmodul kann die wie oben umrissene Lösung der Aufgabe weiter dadurch verbessert werden, dass das Kommunikationsmodul eine Speichereinheit umfasst, die computerlesbare Anweisungen zum Implementieren zusätzlicher Firmware in der Zählervorrichtung enthält, und dass die zusätzliche Firmware die Zählervorrichtung zum Dienen als das Gateway befähigt. Bei Installation des Kommunikationsmoduls in die Zählervorrichtung kann die zusätzliche Firmware bereitgestellt werden, um über die Modulschnittstelle an der Zählervorrichtung installiert zu werden. Daher kann die zusätzliche Firmware entweder bereits innerhalb der Speichereinheit gespeichert sein, wenn das Kommunikationsmodul zu der Zählervorrichtung hinzugefügt wird, oder zumindest ein Teil der Firmware kann über die AMI über das Kommunikationsmodul auf die Zählervorrichtung heruntergeladen werden. Dies hilft dabei, leicht eine erfindungsgemässe Zählervorrichtung zu befähigen, zu einem Gateway zu werden und als ein solches ausgestaltet zu sein.

[0025] Beispielsweise transformiert ein für P2P-Kommunikation ausgestaltetes Kommunikationsmodul einen Punkt-zu-Mehrpunkt (P2M)-Zählerpunkt von einem Knotenvermaschungs-Netzwerk, wie etwa ein HF- oder G3-Nachbarschafts-Netzwerk (NAN), in eine Mobilfunk-P2P-Kommunikationsvorrichtung. Alternativ oder zusätzlich, kann ein Gateway eine P2M-Natur der Kommunikation beibehalten und kann gleichzeitig als ein Gateway Zugang für andere Vorrichtungen in der AMI oder mit DC-Logik zu anderen AMI-Komponenten auf höherem Niveau, typischerweise einem HES, bereitstellen.

[0026] Bei einem erfindungsgemässen Verfahren kann die wie oben umrissene Lösung der Aufgabe weiter verbessert werden, indem, als zumindest ein Schritt der Transformation, das Kommunikationsmodul in die Zählervorrichtung eingesteckt wird. Beim Einstecken des Kommunikationsmoduls in die Zählervorrichtung kann die Zählerschnittstelle automatisch mit der Modulschnittstelle verbunden werden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Zählervorrichtung und dem Kommunikationsmodul zum Austauschen von Daten und elektrischem Strom zwischen diesen hergestellt wird. Dies erleichtert Installieren des Kommunikationsmoduls in der Zählervorrichtung.

[0027] Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird/werden im Verlauf der Transformation zusätzliche Firmware und/oder Konfigurationsdaten, die die Zählervorrichtung zum Dienen als das Gateway befähigen, der Zählervorrichtung über das Kommunikationsmodul zugeführt. Wie oben bereits umrissen wurde, erleichtert eine solche Zuführung von zusätzlicher Firmware und von Konfigurationsdaten eine Transformation einer als ein Maschenknoten fungierenden Zählervorrichtung in ein Gateway. Installation der zusätzlichen Firmware und der zusätzlichen Konfigurationsdaten innerhalb der Zählervorrichtung kann, wenn gewünscht, automatisch sein. Dadurch kann eine Anzahl für die Transformation durchzuführender manueller Installations- und Betriebsschritte minimiert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0028] Um die Weise, aufweiche Vorteile und Merkmale der Offenbarung erhalten werden können, zu beschreiben, wird nachfolgend eine speziellere Beschreibung der oben kurz beschriebenen Prinzipien unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon, welche in den angehängten Zeichnungen veranschaulicht sind, wiedergegeben. Diese Zeichnungen stellen nur Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung dar und sind daher nicht als deren Schutzumfang beschränkend anzusehen.

In den Zeichnungen: [0029]

Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Zählervorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht der in Fig. 1 veranschaulichten Zählervorrichtung mit einem geöffneten Deckel eines Gehäuses der Zählervorrichtung, um Zugang zu einem Kommunikationsmodul zu ermöglichen, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten Zählervorrichtung mit dem Kommunikationsmodul, das bereit ist zum Einstecken in einen Modulsteckplatz der Zählervorrichtung;

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines AMI-Systems gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 zeigt eine schematische, perspektivische Teilquerschnittsansicht einer mit einem Kommunikationsmodul verbundenen Zählervorrichtung, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer mit einem Kommunikationsmodul verbundenen Zählervorrichtung, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG

[0030] Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Zählervorrichtung 1 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Zählervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das eine Frontplatte 3 bereitstellt. An der Frontplatte 3 sind eine Anzeige 4 und Steuerelemente 5 zum Betrieb der Zählervorrichtung 1 angeordnet. Die Zählervorrichtung 1 umfasst ferner eine Kommunikationseinheit (siehe Fig. 5 und 6), die Knotenvermaschungskommunikation zwischen der Zählervorrichtung 1 und mindestens einer weiteren Zählervorrichtung 1 ermöglicht (siehe Fig. 4).

[0031] Fig. 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Zählervorrichtung 1 mit einem geöffneten Deckel 6 des Gehäuses 2 der Zählervorrichtung 1, so dass ein durch den Deckel 6 verschliessbarer Modulsteckplatz 7 der Zählervorrichtung 1 zugänglich ist. Innerhalb des Modulsteckplatzes 7 ist eine Modulschnittstelle (siehe Fig. 5 und 6) angeordnet und ein Kommunikationsmodul 20 ist aufgenommen. Das Kommunikationsmodul 20 weist eine mit der Modulschnittstelle der Zählervorrichtung 1 verbundene Zählerschnittstelle (siehe Fig. 5 und 6) auf.

[0032] Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Zählervorrichtung 1 mit von der Zählervorrichtung 1 getrenntem Kommunikationsmodul 20. Das Kommunikationsmodul 20 ist bereit zum Einstecken in einen Modulsteckplatz 7 der Zählervorrichtung 1. Durch Einstecken des Kommunikationsmoduls 20 in den Modulsteckplatz 7 wird die Zählerschnittstelle automatisch mit der Modulschnittstelle verbunden.

[0033] Das Kommunikationsmodul 20 umfasst eine (nicht gezeigte) Speichereinheit, die zusätzliche Firmware und/oder Konfigurationsdaten enthält, die die Kommunikationseinheit der Zählervorrichtung 1 befähigen, mit dem Kommunikationsmodul 20 zu interagieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Zählervorrichtung 1 zusätzliche Firmware und/oder Konfigurationsdaten über das Kommunikationsmodul 20 abrufen und dass solche zusätzliche Firmware und/oder Konfigurationsdaten von einer abgesetzten Stelle über das Kommunikationsmodul 20 auf die Zählervorrichtung 1 heruntergeladen werden. Sobald das Kommunikationsmodul 20 ordnungsgemäss installiert und betriebsbereit ist, wird die Zählervorrichtung 1 mit zusätzlichen funktionalen und kommunikativen Fähigkeiten versehen. Dadurch wird die Zählervorrichtung 1 zu einem Gateway 30 (siehe Fig. 4).

[0034] Fig. 4 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines AMI-Systems 100 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das AMI-System 100 umfasst eine Anzahl von Zählervorrichtungen 1, von welchen einige zusätzlich als ein Gateway 30 fungieren, um mit einem HES 101 des AMI-Systems 100 über einen Uplink 102 zu kommunizieren. Die Zählervorrichtungen 1 sind in Gruppierungen angeordnet, nämlich einer HF-Gruppierung 111 und einer PLC-Gruppierung 112. Innerhalb der HF-Gruppierung 111 kommunizieren die Zählervorrichtungen 1 untereinander mittels HF-Signalen 113. Innerhalb der PLC-Gruppierung 111, 112 kommunizieren die Zählervorrichtungen 1 untereinander über eine Stromleitung 114, wie mittels deren jeweiligen internen Kommunikationseinheiten befähigt.

[0035] Mindestens eine der Zählervorrichtungen 1 von jeder Gruppierung 111, 112 ist mit dem Kommunikationsmodul 20 versehen und dadurch befähigt zum Herstellen der Uplink-Verbindung 102 zu dem HES 101. Für die HF-Gruppierung 111 ist die jeweilige als das Gateway 30 fungierende Zählervorrichtung 1 als ein HF-Maschen-Gateway 131 ausgestaltet. Für die PLC-Gruppierung 112 ist die jeweilige als das Gateway 30 fungierende Zählervorrichtung 1 als ein PLC-Gateway 132 ausgestaltet. Weiterhin ist mindestens 1 von den als ein eigenständiger Zähler installierten Zählervorrichtungen 1 als ein Peer 133 ausgestaltet und kommuniziert von daher mit dem HES 101 in einer P2P-Verbindung. Die jeweiligen Uplinks 102 werden mittels den gewünschten Kommunikationsstandards vorgenommen, wie z. B. LTE, GPRS, CDMA.

[0036] Zusätzlich können die Zählervorrichtungen 1 bevorzugt bordeigene Kommunikationserweiterungen umfassen, einschliesslich eines drahtlosen M-Busses 140 und/oder eines drahtgebundenen M-Busses 141. Ferner können die Zählervorrichtungen 1 eine HAN-Schnittstelle 141 für einen seriellen Port und/oder einen DSMR-Port und/oder einen Hilfs-E/A-Port zum Steuern von Laststeuerungsrelais und Eingängen umfassen. Darüber hinaus können die Zählervorrichtungen einen (nicht gezeigten) Versorgungssteuerschalter zum Schalten einer jeweiligen Versorgungsgutversorgung umfassen.

[0037] Mittels des drahtlosen M-Busses 140 und des drahtgebundenen M-Busses 141 kann die jeweilige Zählervorrichtung 1 bidirektional mit einer zusätzlichen Zählervorrichtung 150, wie etwa einem Gaszähler 151, einem Wärmezähler 152 oder dergleichen, verbunden sein. Über die jeweilige Verbindung kann die Zählervorrichtung 1 Zählerdaten von der zusätzlichen Zählervorrichtung 150 abrufen sowie die zusätzliche Zählervorrichtung 150 konfigurieren. Die HAN-Schnitt-stelle 141 erlaubt Betrieb von Geräten 160, wie etwa Haushaltsgeräten oder Industriegeräten beispielsweise mittels der jeweiligen Zählervorrichtung 1.

[0038] Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Teilquerschnittsansicht der mit dem Kommunikationsmodul 20 verbundenen Zählervorrichtung 1 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationsmodul 20 ist innerhalb des Modulsteckplatzes 7 der Zählervorrichtung 1 aufgenommen. Die Zählervorrichtung 1 und das Kommunikationsmodul 20 umfassen jeweils elektronische Schaltungen, welche jeweils auf Leiterplatten (PCB) bereitgestellt sind. Die Zählervorrichtung 1 umfasst eine Zähler-PCB 200. Das Kommunikationsmodul 20 umfasst eine Modul-PCB 201.

[0039] Die Zähler-PCB 200 trägt die Anzeige 4 und Teile der Frontplatte 3. Weiterhin trägt die Zähler-PCB 200 eine Zählerkommunikationseinheit 202 der Zählervorrichtung 1, die ausgestaltet ist zum Herstellen von Knotenvermaschungskommunikation innerhalb des AMI-Systems 100. Eine Modulschnittstelle 203 der Zählervorrichtung 1 zum Verbinden des Kommunikationsmoduls 20 mit der Zählervorrichtung 1 ist auf der Zähler-PCB 200 bereitgestellt. Darüber hinaus ist eine Anschlusssektion 204 der Zählervorrichtung 1 mit der Zähler-PCB 200 verbunden, um in der Lage zu sein, (nicht gezeigte) Stromversorgungsleitungen mit der Zählervorrichtung 1 zu verbinden. Die Anschlusssektion 204 umfasst Anschlüsse 205, die jeweils zum Verbinden einer (nicht gezeigten) elektrischen Leitung mit der Zählervorrichtung 1 ausgestaltet sind.

[0040] Die Modul-PCB 201 trägt eine Modulkommunikationseinheit 207, die ausgestaltet ist zum Befähigen der Zählervorrichtung 1, mindestens eine der Uplink- und/oder Downlink-Verbindungen 102 innerhalb des AMI-Systems 100 herzustellen. Eine Zählerschnittstelle 206 zum Verbinden der Zählervorrichtung 1 mit dem Kommunikationsmodul 20 ist auf der Modul-PCB 201 bereitgestellt. Weiterhin trägt die Modul-PCB 201 eine Modulspeichereinheit 208 des Moduls 20.

[0041] Fig. 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht der mit dem Kommunikationsmodul 20 verbundenen Zählervorrichtung 1 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Verbinden des Kommunikationsmoduls 20 mit der Zählervorrichtung 1 ermöglicht es der Zählervorrichtung 1, als ein Gateway 30 in einem AMI-System 100 zu dienen. Durch Verbinden des Kommunikationsmoduls 20 mit der Zählervorrichtung 1 kann die Zählervorrichtung 1 über die Zählerschnittstelle 206 und die Modulschnittstelle 203 auf die Modulkommunikationseinheit 207 und die Modulspeichereinheit 208 zugreifen.

[0042] Jegliche Software oder Firmware kann durch die Zählervorrichtung 1 über das AMI-System 100 unter Verwendung der Modulkommunikationseinheit 207 und/oder der Modulspeichereinheit 208 heruntergeladen werden.

[0043] Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen sind innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung möglich.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0044] 1 Zählervorrichtung 2 Gehäuse 3 Frontplatte 4 Anzeige 5 Steuerelemente 6 Deckel 7 Modulsteckplatz 20 Kommunikationsmodul 30 Gateway 100 AMI-System 101 HES 102 Uplink/Downlink 111 HF-Gruppierung 112 PLC-Gruppierung 113 HF-Signale 114 Stromleitung 131 HF-Maschen-Gateway 132 PLC-Gateway 133 Peer-oder Kommunikationspunkt 140 drahtloser M-Bus 141 drahtgebundener M-Bus 142 HAN-Schnittstelle 150 zusätzliche Zählervorrichtung 151 Gaszähler 152 Wärmezähler 160 Gerät 200 Zähler-PCB 201 Modul-PCB 202 Zählerkommunikationseinheit 203 Modulschnittstelle 204 Anschlusssektion 205 Anschlüsse 206 Zählerschnittstelle 207 Modulkommunikationseinheit 208 Modulspeichereinheit

Claims

Patentansprüche

1. Zählervorrichtung (1), insbesondere ein Stromzähler zum Zählen elektrischer Energie, umfassend eine Kommunikationseinheit, die Knotenvermaschungskommunikation zwischen der Zählervorrichtung (1) und mindestens einerweiteren Zählervorrichtung (1) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählervorrichtung (1) eine Modulschnittstelle umfasst, die dazu ausgestaltet ist, ein Kommunikationsmodul (20) mit der Zählervorrichtung (1) zu verbinden, um die Zählervorrichtung zum Herstellen einer Uplink- und/oder Downlink-Verbindung (102) innerhalb eines AMI-Systems (100) zu befähigen.

2. Zählervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit die Zählervorrichtung (1) dazu befähigt, als ein HF und/oder ein PLC-Maschenknoten zu dienen.

3. Zählervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählervorrichtung (1) bordeigene Kommunikationserweiterungen umfasst, die einen drahtlosen M-Bus (140) und/oder einen drahtgebundenen M-Bus (141) beinhalten.

4. Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählervorrichtung (1) eine HAN-Schnittstelle (142) für einen seriellen Port und/oder einen DSMR-Port und/oder einen Hilfs-E/ A-Port zum Steuern von Laststeuerrelais und Eingängen umfasst.

5. Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählervorrichtung (1) einen Versorgungssteuerschalter umfasst.

6. Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modulsteckplatz (7) innerhalb eines Gehäuses (2) der Zählervorrichtung (1) die Modulschnittstelle enthält und dazu eingerichtet ist das Kommunikationsmodul (20) zumindest teilweise aufzunehmen.

7. Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul () die Zählervorrichtung () dazu befähigt, als ein HF-Maschen-Gateway (131) und/oder ein PLC-Gate-way (132) innerhalb des AMI-Systems (100) zu dienen.

8. Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul die Zählervorrichtung (1) dazu befähigt, als ein Peer (133) zum Herstellen einer P2P-Verbindung innerhalb des AMI-Systems (100) zu dienen.

9. Zählervorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählervorrichtung (1) als das HF-Maschen-Gateway (131), das PLC-Gateway (132) und/oder der Peer (133) dazu ausgestaltet ist, die Uplink-Verbin-dung (102) zu einem HES (101) des AMI-Systems (100) herzustellen.

10. AMI-System (100) zum Zählen eines Versorgungsgutverbrauchs, insbesondere von elektrischer Energie, gekennzeichnet durch eine Zählervorrichtung (1) nach mindestens einem der obigen Ansprüche 1 bis 9.

11. Kommunikationsmodul (20), umfassend eine Zählerschnittstelle zum Verbinden des Kommunikationsmoduls mit einer Zählervorrichtung (1), gekennzeichnet durch eine Gateway-Einheit, die dazu ausgestaltet ist, innerhalb eines AMI-Systems (100) über die Zählerschnittstelle empfangene Zählerdaten zu kommunizieren.

12. Kommunikationsmodul (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul eine Speichereinheit umfasst, die computerlesbare Anweisungen zum Implementieren zusätzlicher Firmware in der Zählervorrichtung (1) enthält, und dass die zusätzliche Firmware die Zählervorrichtung (1) dazu befähigt, als ein Gateway (30) zu dienen.

13. Verfahren zum Betreiben eines AMI-Systems (100), umfassend Zählervorrichtungen (1), dadurch gekennzeichnet, dass durch Hinzufügen eines Kommunikationsmoduls (20) zu einer Zählervorrichtung (1) die Zählervorrichtung (1) vom einfachen Dasein eines Kommunikationsmaschenknotens, der zur Kommunikation mit mindestens einer weiteren als ein Maschenknoten wirkenden Zählervorrichtung (1) ausgestaltet ist, in ein Gateway (30) transformiert wird, das ausgestaltet ist, eine Uplink- und/oder einer Downlink-Verbindung (102) innerhalb des AMI-Systems (101) herzustellen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als zumindest ein Schritt der Transformation das Kommunikationsmodul (20) in die Zählervorrichtung (1) eingesetzt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Transformation zusätzliche Firmware und/oder Konfigurationsdaten, welche die Zählervorrichtung (1) dazu befähigen, als Gateway (30) zu dienen, der Zählervorrichtung (1) über das Kommunikationsmodul (20) zugeführt werden.