CN102017480A - 通过电网测量能耗模式的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过电网测量能耗模式的装置及其使用方法，包括微控制器/处理单元控制模块(2)和其他辅助装置；调制/解调器通信模块(3)；供电模块(4)，用于将可用电源转换为适于装置(1)运行的电压(8)；以及测量模块(5)，用于测量电网的电缆或线路(7)上的电力消耗、这种测量的调节，如果需要，将测量结果与预定能耗模式进行比较，并将它们发送到通信模块(3)。为了考察观众，第一实施例建立了一种用于识别电视机上观看电视节目的装置。第二实施例可允许识别和电力线关联的电气设备的类型，以实现统计资料和后续研究的编辑。

Description

通过电网测量能耗模式的装置及其方法

技术领域

如本说明书的标题所述，本发明涉及一种通过电网测量能耗模式的装置。

具体地，本发明包括一种装置，其用于测量配电网络线路或电缆上的电力消耗，处理所述测量结果以确定使用与分配节点对应线路的用户组的能耗模式，发送能耗模式到例如远程系统进行信息处理。

消耗电能的电气设备的特定特性可以通过与预定模式比较的方式来确定，在本发明第一实施例中提出了一种用于识别电视机观看的电视节目的方法，以便考察观众。

第二实施例中建立了一种可允许识别与配电网络的电力线相关联的电气设备的设备类型的方法，以允许编辑统计资料和后续研究资料。

背景技术

需要提到的是，当前，作为现有技术状态的参考，通常是利用安装在各个家庭中的有限数量的单独终端来考察观众(audience)，这些终端(对于绝大部分)由远程控制按钮构成，并且按钮必须由电视观看者在每次更换频道时手动按动。这些更换被存储在相应装置的存储器中。

此外，还存在一些装置，使用麦克风考察观众，其中麦克风负责检测任何时候被调台频道的声音，并在一天结束的时候将相应信息发送到控制中心。目前还不存在这样一种系统的任何知识，例如该系统通过电网，在单独或组群的水平上考量观众，识别并确定因能耗而被观看的频道及其数量，其中能耗为依照放大来自电台的音频及/或视频信号，电视接收机需要的电力供应网络。并且，也不存在关于被采样组群的隐私不被侵犯的系统的任何知识。

还需要提到的是，申请人知道以下与本发明有关的文献，包括：

--文献DE-10056134，涉及一种方法，用于同时连接到电网的、接收限定发射器的接收机的检测，包括利用影响功率泄漏(power drawn)的信号调制发射器图像信号。

--文献DE-19733414，其关于一种系统，用于换台到特定节目的电视接收机的测量，包括相关器，用于每经一段时间周期测量功率以将画面与所选节目进行相关。

然而应当指出，上述示例中虽然目的是类似的，但是能够证明它们与本发明具有显著的不同，尤其在下述几个方面：

本发明主要从收音机和电视机的音频放大器产生的电流消耗运作，因为对于电视机的情况，不同类型的电视机，图像产生的能耗是不同的，由此能够获得的图像产生的关于能耗的信息是没有代表性的。

与上述文献不同，除视频信号之外，这里描述的本发明比较音频放大器所产生能耗的包络(envelope)，该能耗是通过滤波、放大和集成每个即将被观看频道的模式信号中音频信号能耗，以及在电网中一个节点被读出用于分析的信号的能耗。

此外，网络的总能耗的包络与每个频道的能耗包络相比较，从而计算对应每个频道的信号比例。事实上，电流消耗将依照家庭中音量的高或低而变高或变低，因此不仅仅是正在观看某一频道的电视机(由于这能够提供误导信息)的数量被特别计算，而且观看一个频道或其他频道的家庭比例也将被统计计算。在那些为了获得观看或收听其中一个电视或收音频道的人数比例而被作为样本的区域，将上述信息与常驻人口总数进行交叉。

另一个区别是，由于事实上本发明具有集成在其中的通信部件，用来发送信号到信号自动处理控制中心，因此允许具有与观众相关的正在发生的在线信息。

因此能够确认，申请人不知道通过具有与本文中描述的装置类似的技术、结构和配置特征的电网，来测量能耗模式的任何其他装置的存在。

发明内容

本发明描述的通过电网测量能耗模式的装置，由安装在电网中并用来测量电网任意节点电力消耗的装置构成，并且，该装置在其应用领域中被配置为显著新颖的，因为该装置的安装尤其导致产生一个系统，该系统从选择的测量节点可实现产生有关该电网服务的居民能耗模式的测量信息，进一步允许传输上述信息到远程系统，以用于后续处理及其展示。

应当指出，当前在电网中存在大量信息不适合用来分析及使用。本发明装置提出的测量系统允许以非打扰的方式和未侵犯采样地区居民个人隐私的情况下，有利地分析特定地理区域内任意电气设备的能耗特性。

因此，一旦在使用分配节点的电网节点上完成测量和分析，则每个家庭的隐私被尊重，因为获得的数据代表一组家庭，而依照每个区域分配节点的特征这些家庭是不同。

至此，本发明的装置具有以下功能：

--对配电网的线路或电缆中的电流消耗进行测量。

--处理所述测量，以获得该配电网服务的用户的能耗模式。

--关于所述测量，a)测量结果可以被发送到远程信息处理系统，将以最好地服务该系统特定应用的方式处理所述信息，或者b)本发明的装置能够执行与预定模式的比较，以推知关于使用某一能耗模式的消费者数量的信息，该信息最终发送到相同的远程信息处理系统。

--发送关于其自身操作的其他类型的信息(故障提醒，装置状态等)到远程系统。

--从远程信息处理系统额外地接收信息，以修改其性能或者能够建立前面提到的预定模式。

此外，在与远程系统的所有往返通信中，为了与配电网络中可能同时安装的任意其他装置进行区别，以及因而能够区别每个装置产生的测量，将通过为装置配备有单独识别器的方式来识别本发明用于测量目标的装置。

因此，本发明的目的是允许识别装置运行的线路中的能耗模式，以用于后续该能耗模式与预定模式的比较，或者允许发送这些模式到完成比较的控制中心。

模式比较可识别在该线路上运行的电气设备的类型。

该系统的操作基础包括：检测在该装置的控制下的电视接收机或者某一区域的所有接收机的能耗。

由于某种原因，音频和/或视频信号在连接和调换频道的时候正在放大，因此每个连接和调换频道的电视机会引起变化的电能消耗。

这种能耗变化转变成由音频和/或视频信号放大导致的强度变化。一个区域内调换到相同频道的一定数量接收机的总和，将导致音频和/或视频信号放大时电网中强度振荡的总和。

信号的这个总和可以判断观看其中一个相同频道的电视机的数量。

在优选实施例中，从例如单个电视接收机，或者从一组家庭，或者从配电中心，或者从电网的特定节点获得的信号被传输到控制中心，在控制中心内，该采样信号将与电视台的每个原始的音频和/或视频信号进行比较，其中电视台整理观众研究，获得每个比较数值。

因此，控制中心必须具有要建立作为比较模式的频道音频和视频信号输入。

上述采样信号优选地被传输到控制中心，而不是在装置本身内部进行处理，这是因为能耗模式必须根据随时间变化的信号进行确定，因而管理更有利。然而，如果装置内具有模式，上述模式比较也可以在装置自身内完成。

每个电视频道的参考能耗模式将在控制中心内部进行确定，并且参考模式与地理上分散设置的装置获得的模式比较可以在控制中心的内部完成，或者在每个用于测量的装置在从控制中心接收到参考模式后，在对应的装置内部完成。

对家庭中运行的电气设备进行识别也是本发明的一个目的，电气设备的识别可用于电力供应公司对其进行后续处理，这样则能够实现后续统计处理，可将处理结果作为一个附加服务提供给消费者。

本发明额外地包括位于电力消耗设备中的模式发射器。

利用该策略，电力消耗设备具有识别的工具。该识别工具利用在其运行过程中注入到电网络中的预定模式以及产生的能耗模式进行识别。

上述识别工具的优点是清楚地识别本发明的装置，以及容易地辨别相同网络中耗能的其他电气设备的存在。

总而言之，在本发明的优选实施例中考虑了一种如上文所述的装置，在该装置中至少一个参考模式为对应于调换到某一频道的电视机能耗对应的模式。

同样地，在一个实施例变型中，考虑了一种如上述所述的装置，在该装置中每个能耗装置额外地包括产生元件，用于产生注入到能耗装置的电力线上的预定能耗模式。

最后，通过使用本发明的装置还考虑了对观众的测量，其中该使用方法执行以下基本步骤：

读取电力线上的电流波动，以识别能耗模式；

读取一个或多个电视频道信号，以判断频道中存在多少相关的能耗模式；

将能耗模式与所考虑一个或多个频道的参考模式进行比较；

判断观看每个频道的电视机(T)的数量，以计算对应的观众。

因此，本发明通过电网测量能耗模式的新型装置代表一种架构及构成特征的新颖结构，目前为止在用于本发明的目的上，该架构及构成特征是未知的。上述理由结合其实践有用性，提供了充分的论据来获得期望的专有权。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更好地描述和有助于更好地理解本发明的特征，一组附图作为本说明的组成部分附加至说明书中，现在将结合附图和非限定特征给出下文描述。

图1以方框图的形式显示了本发明通过电网测量能耗模式的新型装置的示意图，其中装置的主要部分和元件包含在其中，并且从图中能够看出它们相互之间的设置和关系。

图2显示了本发明用于确定在向一组电视机供电的电网中观众等级(level)的操作示意图。

图3显示了本发明的操作示意图，其中每个能耗装置具有用来产生识别模式的产生元件。

具体实施方式

结合上述附图以及其中使用的对应参考编号，本发明通过电网检测能耗模式的优选实施例装置如图所示，其中包括的部件和元件下面将给出指示和描述。

如图所示，本发明的装置1包括控制模块2、通信模块3、供电模块4以及测量模块5。控制模块2由微控制器或者类似的处理单元及其他任何合适的辅助装置(存储器，控制逻辑等)形成，通信模块3由调制/解调器形成，调制/解调器用于对控制模块2提供的信号进行调整，并通过期望的传输方式传输该信号。供电模块4用于将可用电源转换为适合装置1的所有部件运行的电压8。测量模块5用于执行配电网络的电缆或线路7上的电力消耗测量，测量的调节，如果需要的情况下与预定能耗模式的比较，以及发送测量结果以及/或者比较结果等到通信模块3。

应当指出，装置1的控制算法在控制模块2中执行，因此控制模块2具有各输入端，用于接收来自测量模块5的信号的，接收来自通信模块3的通信与数据的指示，以及如果存在，信号指示供电模块4的电池充电水平；以及具有各输出端，用于传递至测量模块5的信号的输出，和发送到通信模块3的通信与数据的指示的输出。

接下来，如上文所述，由调整来自控制模块2的信号的调制/解调器形成通信模块3，根据装置的特定位置，在各个情况下可以使用不同的传输设备，例如通信模块3具有用于控制模块2发送的通信与数据的指示信号的输入端，和用于源自远程系统的调制信号的输入端，其中由后者发送的信息必须被检测，通信模块3还具有用于发送到控制模块2的通信与数据的指示信号的输出端，和用于包含有传输信息的信号的输出端，其中传输的信息已被调制。

最后，除了转换可用电源为合适电压8之外，在认为是其应用必需的话，供电模块4可以额外地包括在缺乏电源时用于提供电流的装置，该提供电流的装置可以是可再充电电池，但是本发明不局限于此。供电模块4具有用于装置1可用电压6的输入端，以及用于装置1运行所必需的所有电压8的输出，并且假如存在的话，还具有用于指示控制模块2的可再充电电池的电流水平的信号的输出端。

参考图2，并且依照使用本发明装置的方法的第一实施例，考虑一特定装置例如电视机T，的能耗，主要是由于音频和视频信号的放大阶段，其运行在电力线7中产生干扰。

所产生的电流波动不是作为能耗装置的电视机T所特有的，而是那些正在观看的频道。

由不同制造商生产的不同电视机T在调换到其中一个相同的频道时，由于正在放大相同的音频和视频信号，因此这些电视机将产生类似的模式。

如果几台电视机T由相同的一个电力线7供应，则波动将增加，因此为了建立每个电视频道超出所有频道总能耗的观众比例，需要计算每个频道产生的能耗比例。

在本实施例中，装置1读取的模式被传输给控制中心C，控制中心C将该模式与对应于参考频道的信号S产生的模式进行比较。

如果控制中心C接收信号S，则能够判断正在观看与信号S对应频道的电视机T的数量。

相比之下，如果控制中心C接收到多个电视频道的信号S，则其能够建立每个频道的观众比例。

第一实施例的方法可以修改，使得装置1自身接收信号S，并产生比较模式。同样地，可以执行比较，但是模式能够由控制中心C本身提供。虽然这些变化是可行的，但是可以发现更优选的是利用控制中心C接收信号、产生参考模式以及后续将其进行比较。

本发明方法的第二实施例如图3所示，作为产生识别模式的产生元件G存在的结果，该方法包括对一组能耗装置D1、D2的识别。

用来产生识别模式的产生元件G将模式加入到电力线7中，其中电力线7可以由上述测量装置所知道，或者至少如此其是可识别的。

这种情况下，由于需要寻找的模式是已知的，识别中失误的机率降低，因此不需要基于电力线7承受的波动来推导装置D1、D2的类型。

利用这种运行方案，根据运行模式，在不需识别的情况下，测量能耗模式的装置1能够建立装置D1、D2中哪一个正在运行，以及它们的能耗为多少。

例如，洗衣机具有产生不同模式的不同操作步骤。但是，如果对产生模式的产生元件G发出的信号执行读取，则不可能不知道如何去区别该装置。

用来产生模式的产生元件所使用模式的唯一性，使得在没有为家庭输入必需的读取点存在的情况下，区分每个家庭中使用的电气设备成为可能。相反地，可以在多个家庭的公共点执行区别判断。

该特定类型的装置可以完成在同样的装置1中和控制中心C两者中已知模式的比较。

能够准备关于一组相关能耗装置的能耗统计或细节报告的所有可能的装置也认为落在本发明的范围内。

虽然结合上述实施例对本发明的本质及其实施方式进行了充分地描述，但是本发明不局限于该具体实施例，本领域普通技术人员可以了解本发明的范围及其相应获得的优点，也就是说，所附权利要求应当被广泛构造来包含本发明的其他变化和实施例，这些变化和实施例可以由本领域的普通技术人员在不脱离本发明等同保护范围的前提下实现。

Claims (18)

1.一种通过电网测量能耗模式的装置，该装置用于测量电网线路或电缆中的电力消耗；处理所述测量以产生使用对应分配节点的用户群的能耗模式，分配节点允许发送能耗模式到远程系统处理对应信息；执行与预定模式的比较；发送关于该装置运行的信息；接收信息来修改该装置的性能或者访问上述预定模式，其特征在于，该装置包括：

控制模块(2)，该控制模块(2)由微控制器或者类似的处理单元及任何其他的辅助装置(存储器，控制逻辑等)形成；

通信模块(3)，该通信模块(3)由调制/解调器形成，调制/解调器用于对控制模块(2)提供的信号进行调整，以通过合适的传输方式将信号进行传输；

供电模块(4)，该供电模块(4)用于将可用电源转换为适用于该装置(1)所有部件运行的电压(8)；以及

测量模块(5)，测量模块(5)用于执行电网的电缆或线路(7)上的电力消耗的测量；测量的调节；如果需要，测量结果与预定能耗模式的比较；以及发送测量结果及/或比较结果到通信模块(3)。

2.根据权利要求1的通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，该装置(1)的控制算法在控制模块(2)中执行，控制模块(2)具有用于来自测量模块(5)的信号的输入端，用于接收来自通信模块(3)的通信与数据的指示的输入端，以及如果存在，用于指示供电模块(4)的电池充电水平的信号的输入端；以及具有用于传递至测量模块(5)的信号和发送到通信模块(3)的通信与数据的指示的输出端。

3.根据权利要求1和2通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，根据该装置(1)的特定位置，通信模块(3)在各种情况下可以使用不同的传输设备，通信模块(3)具有用于控制模块(2)发出的通信和数据的指示信号的输入端，和用于源自远程系统的调制信号的输入端，其中由后者发送的信息必须被检测，通信模块(3)还具有用于发送到控制模块(2)的通信与数据的指示信号的输出端，和用于其中传输的信息已被调制的信号的输出端。

4.根据权利要求1-3其中任一项通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，如果应用是必需的，供电模块(4)可以额外地包括在缺乏电源时用于提供电流的装置，该提供电流的装置可以是可再充电电池，但是不局限于此；以及供电模块(4)具有用于该装置(1)可用电压(6)的输入端，和用于该装置(1)运行所必需的所有电压(8)的输出端，并且如果存在，供电模块(4)还包括用于指示控制模块(2)的可再充电电池的电流水平的信号的输出端。

5.根据权利要求1-4其中任一项通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，至少其中一个参考模式为与调谐到某一频道的电视机(T)能耗对应的模式。

6.根据权利要求5通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，该装置返回所述调谐到某一频道的电视机(T)的数量或比例。

7.根据权利要求5通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，同时在几个频道上执行读取操作。

8.根据权利要求5通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，在装置(1)中执行电力线(7)上读取的模式的比较。

9.根据权利要求5通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，在由装置(1)执行读取操作并传输之后，在控制中心(C)中执行电力线(7)上读取的模式的比较。

10.一种使用上述任一项通过电网测量能耗模式的装置的方法，该方法用于测量一个或多个电视频道的观众，其中该方法包括以下步骤：

读取电力线上的电流波动，以识别能耗模式；

读取一个或多个电视频道信号，以判断频道中存在多少相关的能耗模式；

将能耗模式与所考虑频道的参考模式进行比较；

确定观看每个频道的电视机数量，以计算对应的观众。

11.根据权利要求10的使用通过电网测量能耗模式的装置的方法，其特征在于，判断参考模式的读取在测量装置中执行。

12.根据权利要求11的使用通过电网测量能耗模式的装置的方法，其特征在于，模式比较在用于测量的该装置中执行。

13.根据权利要求10的使用通过电网测量能耗模式的装置的方法，其特征在于，判断参考模式的读取在用于测量的控制中心(C)中执行。

14.根据权利要求13的使用通过电网测量能耗模式的装置的方法，其特征在于，模式比较在控制中心(C)中执行。

15.根据权利要求1-4其中任一项的通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，每个能耗装置包括产生元件(G)，产生元件(G)用于产生注入到能耗装置的电力线(7)上的预定能耗模式。

16.根据权利要求15的通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，该装置能够准备关于一组能耗装置的能耗的统计或细节报告。

17.根据权利要求15的通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，电力线(7)上读取的模式的比较是在该装置(1)中执行。

18.根据权利要求15的通过电网测量能耗模式的装置，其特征在于，电力线(7)上读取的模式的比较，是在由执行读取操作的该装置(1)传输之后，在控制中心(C)中执行。

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