CN102193507A - 用于电表控制继电器的安全联锁 - Google Patents

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CN102193507A CN2011100332111A CN201110033211A CN102193507A CN 102193507 A CN102193507 A CN 102193507A CN 2011100332111 A CN2011100332111 A CN 2011100332111A CN 201110033211 A CN201110033211 A CN 201110033211A CN 102193507 A CN102193507 A CN 102193507A
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Abstract

本发明涉及用于电表控制继电器的安全联锁。通过向电表中的断路开关和其他控制继电器提供另外的安全联锁等级，提高了电能计量环境下的安全性。

Description

用于电表控制继电器的安全联锁
技术领域
本发明总体上涉及电能计量，更具体地，涉及具有诸如断路开关或辅助控制继电器的内部控制继电器的电能计量设备。
背景技术
由于各种原因，日常频繁地要求电力公用设施连接和切断用户地点的服务。例如，当用户移出特定地点时，公用设施可能需要切断服务，然后当另一用户搬入时，将服务重新连接到相同的位置。同样地，有时迫使公用事业公司切断对不付费的用户的服务，然后当用户账户结清时，再重新连接服务。也还存在切断用户地点的服务的其他原因，诸如维护或维修。
当前存在多个电能计量设备，能通过使用仪表内的控制继电器，通称为断路开关，提供连接/切断能力。电表通常还包含辅助控制继电器，其可操作以连接/切断特定类型的设备，诸如电热水器或其他装置。
过去，可手动地操作电表的断路开关。然而，今天，公用设施能远程地操作服务开关和辅助控制继电器。例如，在电表经有线或无线网络与公用设施控制台通信的系统中，通过经网络将命令或请求传送到仪表，能控制仪表中的断路开关和/或辅助控制继电器，其中仪表根据请求通过断开或接通断路开关或其他控制继电器来响应。或者，可以从手持编程单元接收断开或接通断路开关或其他控制继电器的命令或请求。一些手持编程单元设计成经仪表上的光学端口接口与仪表通信，而其他设计成经仪表的无线通信电路与仪表通信。也可以经安装在仪表中的选配板(option board)，从其他设备或源接收这些命令或请求。
与断开或接通断路开关或其他控制继电器的远程请求或命令的源无关地，可能存在当这样做时，会在电表产生不安全或非预期的情形的时刻。例如，如果由于一些原因，断开断路开关或其他控制继电器以及已经派遣技术员到用户地点，那么非期望接通开关或其他控制继电器会导致伤害技术员。由于断开断路开关或其他控制继电器的结果，服务的非期望中断对某些居民，诸如上了年纪的人或正经受医疗的那些人，也构成问题，特别是当医疗装置必须保持加电时。在所有这些情况下，安全至关重要。
发明内容
在电表中通过提供另外的安全联锁等级来切断开关和其他控制继电器，提高了安全性。在一个实施例中，电表包括处理器、存储器、通信接口和至少一个控制继电器，该控制继电器具有断开控制继电器的第一状态和接通控制继电器的第二状态。控制继电器的状态由处理器控制。
可以经通信接口接收请求来改变至少一个控制继电器的状态。响应于该请求，可以校验电表的存储器中存储的安全联锁标志的状态。安全联锁标志表明是否准许改变至少一个控制继电器的状态。如果安全联锁标志的状态表明准许改变，那么响应于所接收的请求，可以改变至少一个控制继电器的状态。如果标志表明不准许改变控制继电器的状态，则不根据请求来改变控制继电器的状态。
从下述说明书和附图，在此公开的方法和装置的其他特征将变得显而易见。
附图说明
当结合附图阅读时，将更好理解本发明的上述概述以及下述详细描述。为示例本发明的目的，在图中还示出了本发明的不同方面的示例性实施例；然而，本发明不限于所公开的具体方法和装置。在图中：
图1是利用无线网络的示例性计量系统的图；
图2在图1的图上进行扩展，并且更详细地图解了示例性计量系统；
图3A是图解了示例性采集器的框图；
图3B是图解了示例性电表的框图；
图4是图解了示例性电表的另一实施例的框图；
图5是图解了图4的电表的存储器配置的一个实施例的框图；
图6是设置/重置用于断路开关或继电器的安全联锁的方法的一个实施例的流程图；以及
图7是处理断开或接通断路开关或继电器的请求的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
在此所述的方法和装置提供附加的安全联锁等级来在电表环境中断开开关和其他控制继电器。在下文中，提供这些方法和装置的示例性实施例，但应理解到本发明不限于那些具体的实施例。尽管提供某些细节来图解下文所述的实施例，但应理解到没有那些具体的细节，也可以实施本发明。在下文描述中，可能使用首字母缩写词和其他术语，然而，不打算限制如由附加权利要求限定的本发明的范围。
示例性计量系统
在图1、2和3A-3B中图解了可以利用在此所述的安全联锁方法和装置的计量系统110的一个例子。在此参考那些附图给出的描述仅是示例目的，而并不打算限制可能实施例的范围。
系统110包括多个仪表114，其可用来检测和记录服务或商品，诸如电、水或煤气的消耗量或用量。仪表114可以位于顾客房屋，诸如住宅或公司地点。仪表114包括用于测量在它们各自的位置消费的服务或商品的消耗量以及用于生成反映这些消耗量的数据以及与之有关的其他数据的电路。仪表114还可以包括用于将由仪表生成的数据无线地传送到远程位置的电路。仪表114可以进一步包括用于无线地接收数据、命令或指令的电路。可操作以接收和传送数据的仪表可以称为“双向”或“双路”仪表(或节点)，而仅能传送数据的仪表可以称为“仅传送”或“单向”仪表。在双向仪表中，用于传送和接收的电路可以包括收发器。在图解的实施例中，仪表114可以是例如由ElsterSolutions，LLC制造并以商品名称REX销售的电表。
系统110进一步包括采集器116。在一个实施例中，采集器116也是可操作以检测和记录服务或商品，诸如电、水或煤气，的用量的仪表。另外，采集器116可操作以将数据发送到仪表114或从其接收数据。由此，如仪表114，采集器116可以包括用于测量服务或商品的消耗量以及用于生成反映该消耗量的数据的电路以及用于传送和接收数据的电路。在一个实施例中，采集器116和114使用若干无线技术中的任何一种彼此通信，诸如跳频扩频(FHSS)或直接序列扩频(DSSS)。采集器116有时也称为“网守(gatekeeper)”。
采集器116和与之通信的仪表114定义了系统110的子网或局域网(LAN)120。如在此所使用的，采集器116和与之通信的仪表114可以称为子网/LAN120中的“节点”。在每一子网/LAN120中，每一仪表传送与仪表位置正在计量的商品的消耗有关的数据。采集器116接收由每一仪表114传送的数据，有效地“采集”它，然后，将该数据从子网/LAN120中的所有仪表周期性地传送到数据采集服务器206。数据采集服务器206存储该数据，以用于例如分析和定制账单。数据采集服务器206可以是专门编程的通用计算系统，并且可以经网络112与采集器116通信。网络112可以包括任何形式的网络，包括无线网络或固定有线网络，诸如局域网(LAN)、广域网、互联网、内联网；电话网络，诸如公共交换电话网(PSTN)；跳频扩频(FHSS)无线电网络；网状网络；Wi-Fi(802.11)网络；Wi-Max(802.16)网络；陆地线路(POTS)网络或上述的任意组合。
现在参考图2，示出了计量系统110的进一步细节。典型地，该系统将由公用事业公司或向公用事业公司提供信息技术服务的公司操作。如所示，系统110包括共同管理一个或多个子网/LAN120和它们的构成节点的网络管理服务器202、网络管理系统(NMS)204和数据采集服务器206。NMS204跟踪网络状态的变化，诸如与系统110登记/取消登记的新节点、节点通信路径改变等等。对每一子网/LAN120，采集该信息并检测和转发到网络管理服务器202和数据采集服务器206。
仪表114和采集器116的每一个分配有在其子集/LAN120上唯一识别仪表或采集器的标识符(LAN ID)。在本实施例中，节点(即采集器和仪表)和系统110间的通信使用LAN ID实现。然而，对公用设施的操作员来说，最好能使用他们自己的标识符查询节点并与之通信。为此，可以使用归档文件208来将用于节点的公用设施标识符(例如公用设施序列号)与制造商序列码(由仪表的制造商分配的序列号)和用于子网/LAN120中的每一节点的LAN ID关联。用这种方式，公用设施能按公用设施标识符查阅电表和采集器，而为在系统通信期间指定特定电表，系统能采用LAN ID。
设备配置数据库210存储有关节点的配置信息。例如，在计量系统110中，设备配置数据库可以包括有关用于正在系统110中通信的仪表114和采集器116的关于分时(TOU)(计量)切换点的数据等。数据采集需求数据库212包含有关基于每一节点采集的数据的信息。例如，公用设施可以指定要从特定仪表(多个)114a采集的计量数据，诸如负载分布、需求、TOU等等。可以自动地或根据公用设施要求，生成包含有关网络配置的信息的报告214。
网络管理系统(NMS)204保管着描述全球固定网络系统的当前状态(当前网络状态220)的数据库以及描述系统的历史状态的数据库(历史网络状态222)。当前网络状态220包含有关对于每一子网/LAN120的当前仪表-采集器分配等等的数据。历史网络状态222是从其能够重构过去特定点的网络的状态的数据库。其中，NMS204负责提供有关网络的状态的报告214。可以经暴露给用户接口216和客户信息系统(CIS)218的API220访问NMS204。也可以实现其他外部接口。此外，可以经用户接口216或CIS218，设置在数据库212中存储的数据采集需求。
数据采集服务器206从节点(例如采集器116)采集数据并将数据存储在数据库224中。数据包括计量信息，诸如能耗，以及可以由公用设施提供者用于记账目的等等。
网络管理服务器202、网络管理系统204和数据采集服务器206经网络112，与每一子网/LAN120中的节点通信。
图3A是图解了采集器116的一个实施例的进一步细节的框图。尽管参考图3A指定和论述了某些部件，但应理解到这些指定和论述不是限制性的。事实上，通常在电表中找到的其他部件可以是采集器116的一部分，但为了清楚和简洁目的，在图3A中未示出。同时，可以使用其他部件来完成采集器116的操作。示出的部件和对于采集器116所述的功能被提供作为举例，不打算排除其他部件或其他功能。
如图3A所示，采集器116可以包括计量电路304，执行服务或商品的消耗的测量；以及处理器305，控制采集器116的计量功能的整体操作。采集器116可以进一步包括显示器310，用于显示诸如所测量的数量和仪表状态的信息；以及用于存储数据的存储器312。采集器116可以进一步包括无线LAN通信电路306，用于与在子网/LAN中的仪表114无线地通信；以及网络接口308，用于在网络112上通信。
在一个实施例中，计量电路304、处理器305、显示器310和存储器312使用可从Elster Solutions，LLC获得的A3ALPHA仪表实现。在该实施例中，无线LAN通信电路306可以通过安装在A3ALPHA仪表中的LAN选配板(例如900MHZ双向无线电)实现，以及可以通过也安装在A3ALPHA仪表中的WAN选配板(例如电话调制解调器)实现网络接口308。在该实施例中，WAN选配板308将消息从网络112(经接口端口302)路由到仪表处理器305或LAN选配板306。LAN选配板306可以使用收发器(未示出)，例如900MHz无线电，来将数据通信到仪表114。同时，LAN选配板306可以具有足够的存储器来存储从仪表114接收的数据。该数据可以包括但不限于下述：当前记账数据(例如由仪表114存储和显示的当前值)、先前记账周期数据、前一季度数据以及负载分布数据。
LAN选配板306可能能够将其时间与A3ALPHA仪表中的实时时钟(未示出)同步，由此使LAN参考时间与仪表中的时间同步。执行通信功能和采集以及存储采集器116的计量数据所需的处理可以由处理器305和/或LAN选配板306和WAN选配板308中的另外的处理器(未示出)处理。
采集器116的责任很宽且可变。通常，采集器116负责管理、处理和路由在采集器和网络112间和在采集器与仪表114间通信的数据。采集器116可以连续或间歇地从仪表114读取当前数据并且将该数据存储在采集器116的数据库(未示出)中。这些当前数据可以包括但不限于总kWh用量、分时(TOU)kWh用量、峰值kW需求和其他能耗测量和状态信息。采集器116也可以从仪表114读取和存储先前记账和前一季度数据，并将数据存储在采集器116的数据库中。可以将数据库实现为采集器116内的一个或多个数据表。
在一个实施例中，LAN选配板306采用可从Texas Instruments，Inc.获得的CC1110芯片来实现其无线收发器功能。CC1110芯片具有内置的接收信号强度指示(RSSI)功能，提供对所接收的无线电信号中的功率的量度。
图3B是可以在图1和2的系统110中操作的仪表114的示例性实施例的框图。如所示，仪表114包括计量电路304’，用于测量所消耗的服务或商品的量；处理器305’，控制仪表的整体功能；显示器310’，用于显示仪表数据和状态信息；以及存储器312’，用于存储数据和程序指令。仪表114进一步包括无线通信电路306’，用于向/从其他仪表114或采集器116传送和接收数据。无线通信电路306’可以包括例如可从Texas Instruments，Inc.获得的上述CC1110芯片。
再参考图1，在一个实施例中，采集器116仅与其特定子网/LAN中的多个仪表114的子集直接通信。采集器116与之直接通信的仪表114可以称为“一级”仪表114a。一级仪表114a被认为是自采集器116的一“中继段(hop)”。采集器116和除仪表114a外的仪表114间的通信通过一级仪表114a转发。由此，一级仪表114a操作为用于采集器116和子网120中远离放置的仪表114间通信的转发器。
每一个一级仪表114a通常仅在与子网120中的剩余仪表114的子集直接通信的范围内。一级仪表114a与之直接通信的仪表114可以称为二级仪表114b。二级仪表114b是自一级仪表114a的一个“中继段”，由此是自采集器116的两个“中继段”。二级仪表114b操作为用于一级仪表114a和子网120中远离采集器116放置的仪表114间通信的转发器。
尽管在图1中仅示出了三级仪表(采集器116、第一级114a、第二级114b)，但子网120可以包括任意多级仪表114。例如，子网120可以包括一级仪表，但也可以包括八、十六、三十二或甚至更多级仪表114。在实施例中，单一采集器116可以登记最多2048或更多仪表。
如上所述，在一个实施例中，安装在系统110中的每一仪表114和采集器116具有存储在其上的唯一标识符(LAN ID)，其从系统110中的所有其他设备唯一地识别出该设备。另外，在子网120中操作的仪表114包括信息，该信息包括下述的信息：识别登记该仪表的采集器的数据；子网中仪表所处的等级；仪表与之通信以向/从采集器发送和接收数据的前一等级的转发器仪表；表示该仪表是否是用于子网中的其他节点的转发器的标识符；以及如果该仪表操作为转发器，则唯一地标识特定子网内的转发器的标识符，以及该仪表为其作为转发器的仪表的数量。在一个实施例中，采集器116在其上存储用于向其登记的仪表114的相同数据。由此，采集器116包括识别向其登记的节点的数据和识别将数据从采集器传送到每一这种节点的登记路径的数据。由此，每一仪表114具有到采集器的指定通信路径，该路径为直接路径(例如所有一级节点)或通过用作转发器的一个或多个中间节点的间接路径。
在一个实施例中，以分组的形式传送信息。对大多数网络任务，诸如例如读取仪表数据，采集器116使用点对点通信与子网120中的仪表114通信。例如，可以通过到所需仪表114的指定的转发器集合，路由来自采集器116的消息或指令。类似地，仪表114可以通过相同转发器集合，与采集器116通信，但方向相反。
然而，在一些实例中，采集器116可能需要将信息快速地传送到位于子网120中的所有仪表114。因此，采集器116可以发布意图到达子网120中的所有节点的广播消息。广播消息可以称为“泛洪广播消息”。泛洪广播源自采集器116并同时通过整个子网120一级传播。例如，采集器116可以将泛洪广播传送到所有第一级仪表114a。接收消息的第一级仪表114a拾取随机时隙，并将广播消息再传送到第二级仪表114b。任何第二级仪表114b能接受广播，由此提供从采集器到终点仪表的更好覆盖率。类似地，接收广播消息的第二级仪表114b拾取随机时隙，并将广播消息通信到第三级仪表。该过程继续进行直到子网的末端节点。由此，广播消息逐步地从采集器向外传播到子网120的节点。
泛洪广播分组报头包含防止在每一级节点中不止一次重复泛洪广播分组的信息。例如，在泛洪广播消息内，可能存在向接收该消息的仪表/节点表示该消息所处的子网的等级的字段；仅在特定等级可以向下一等级重播消息的节点。如果采集器广播等级1的泛洪消息，那么仅等级1节点可以响应。在重播泛洪消息前，等级1节点使字段递增为2，以便仅等级2节点响应该广播。泛洪广播分组报头内的信息确保泛洪广播最终逐渐消失。
通常，采集器116接连地发布若干次泛洪广播，例如5次，以便提高子网120中的所有仪表均接收到该广播的可能性。在每一新广播前引入延迟，以允许前一广播分组时间传遍子网的所有等级。
仪表114可以具有在其中形成的时钟。然而，仪表114通常经受供电中断，会干扰其中的任何时钟的操作。因此，不可能依赖仪表114内部的时钟来提供准确的时间读取。然而，当采用分时计量时，具有正确的时间可能是必须的。事实上，在实施例中，分时方案数据也可以包括在与时间相同的广播消息中。因此，采集器116周期性地向子网120中的仪表114泛洪广播实时时间。仪表114使用时间广播来保持与子网120的其他部分同步。在所示的实施例中，采集器116每15分钟广播时间。在执行负载归类(profiling)和分时(TOU)计划表中使用的15分钟时钟界限的中间附近，进行广播，以便最小化这些界限附近的时间变化。对子网120的正确操作来说，保持时间同步很重要。因此，当执行时间广播时，可以延迟由采集器116执行的较低优先级任务。
在所示的实施例中，可以重复例如五次传输时间数据的泛洪广播，以便提高所有节点接收该时间的可能性。此外，在与定时数据相同的传输中传送分时计划表数据的情况下，后续时间传输允许将不同的分时方案传送到节点。
可以在子网120中使用异常消息来将仪表114出现的非预期事件传送到采集器116。在实施例中，可以将每32秒周期的前4秒分配为仪表114传送异常消息的异常窗口。仪表114可以在异常窗口中尽可能早地传送它们的异常消息，以便该消息在异常窗口结束前有时间传播到采集器116。采集器116可以在4秒异常窗后处理异常。通常，采集器116应答异常消息，并且采集器116等待直到异常窗结束为止，发送该应答。
在所示的实施例中，异常消息可以配置为三种不同的异常消息的一种：局部异常，直接由采集器116处理，而无需数据采集服务器206干预；即时异常，通常在加急方案的情况下，转发到数据采集服务器206；以及日常异常，以常规方案，传送到数据采集服务器206。
如下处理异常。当在采集器116接收到异常时，采集器116识别已经接收到的异常的类型。如果接收到局部异常，则采集器116采取动作来补救该问题。例如，当采集器116接收到请求诸如下文将论述的“节点扫描请求”的异常时，采集器116发送命令来启动对从其接收到异常的仪表114的扫描程序。
如果接收到即时异常类型，则采集器116执行异常的记录。即时异常可能标志着例如已经停电。采集器116可以将异常的接收记录在一个或多个表格或文件中。在所示的实施例中，在称为“即时异常日志表”的表格中进行即时异常的接收记录。然后，在相对于即时异常采取进一步动作前，采集器116等待设定的时间段。该延迟周期允许在将异常传送到数据采集服务器206前，校正该异常。例如，在停电是即时异常的原因的情况下，采集器116可以等待设定的时间段来允许接收表示已经校正停电的消息。
如果还未校正异常，则采集器116将即时异常传送到数据采集服务器206。例如，采集器116可以激活与数据采集服务器206的拨号连接并下载异常数据。在将即时异常报告给数据采集服务器206之后，采集器116可以将任何另外的即时异常延迟报告诸如十分钟的时间段。这是避免从其他仪表114报告与刚刚报告的异常相关或具有相同原因的异常。
如果接收到日常异常，则将异常记录在文件或数据库表中。通常，日常异常出现在子网120中，其需要报告给数据采集服务器206但不是紧急到需要立即传送。例如，当采集器116登记子网120中的新仪表114时，采集器116记录标志着登记已经发生的日常异常。在所示的实施例中，异常记录在称为“日常异常日志表”的数据库表中。采集器116将日常异常传送到数据采集服务器206。通常，采集器116每24小时传送日常异常一次。
在一个实施例中，采集器可以将指定的通信路径分配给具有双向通信能力的仪表，以及如果条件准许，可以改变用于先前登记的仪表的通信路径。例如，当采集器116初始地进入系统110时，需要识别并将仪表登记在子网120中。“节点扫描”是指采集器116和仪表114间通信的过程，由此，采集器可以识别新节点并登记在子网120中，并允许先前登记的节点切换路径。采集器116能实现整个子网上的节点扫描，称为“全节点扫描”，或在特定识别的节点上实现节点扫描，称为“单节点扫描”。
例如，当首次安装采集器时，可以执行全节点扫描。采集器116必须识别和登记将从其采集使用数据的节点。采集器116通过可以称为节点扫描程序请求的广播请求，启动节点扫描。通常，节点扫描程序请求表明所有接收该请求的未登记仪表114或节点响应采集器116。请求可以包括诸如启动该程序的采集器的唯一地址的信息。采集器116传送该请求的信号可能具有有限强度，因此仅在采集器116附近的仪表114被检测。接收节点扫描程序请求的仪表114通过传送它们的唯一标识符和其他数据而响应。
对于采集器从其接收对节点扫描程序请求的响应的每一仪表，在将仪表向采集器登记前，采集器尝试将通信路径限制到该仪表。即，在登记仪表前，采集器116尝试确定与仪表的数据通信是否足够可靠。在一个实施例中，采集器116通过将相对于来自仪表的接收响应测量的接收信号强度指示(RSSI)值(即所接收的无线电信号强度的度量)与被选阈值进行比较，确定与响应仪表的通信路径是否足够可靠。例如，阈值可以是-60dBm。高于该阈值的RSSI值将视为足够可靠。在另一实施例中，通过将预定多个额外分组传送到仪表，诸如十个分组，以及计数从仪表接收回的应答数，执行鉴定。如果所接收的应答数大于或等于被选阈值(例如，8成)，那么该路径认为可靠。在其他实施例中，可以采用两种鉴定技术的组合。
如果鉴定阈值不满足，则采集器116可以将用于仪表的条目添加到“偏差表”。该条目包括仪表的LAN ID、其鉴定分数(例如，5成，或其RSSI值)、其等级(在这种情况下，为一级)及其父仪表的唯一ID(在这种情况下，采集器ID)。
如果满足或超出鉴定阈值，则采集器116登记该节点。登记仪表114包括更新在采集器116登记的节点的列表。例如，可以更新列表来识别全仪表系统的唯一标识符和到节点的通信路径。采集器116还记录仪表在子网中的等级(即仪表是否是一级节点、二级节点等等)，节点是否操作为转发器，如果是，则还记录操作为转发器的该仪表的数量。登记过程进一步包括将登记信息传送到仪表114。例如，采集器116将登记的指示、与之登记的采集器的唯一标识符、仪表存在于子网中的等级以及用作用于该仪表可能发送到采集器的消息的转发器的父仪表的唯一标识符转发到仪表114。在一级节点的情况下，父仪表为采集器本身。仪表存储该数据并通过响应来自其采集器116的命令，开始操作为子网的一部分。
对响应采集器初始节点扫描程序请求的每一仪表，鉴定和登记继续。采集器116可以重播节点扫描程序额外次数，以便确保可以接收节点扫描程序的所有仪表114均具有接收响应的机会并且该仪表鉴定为采集器116的一级节点。
然后，通过在现在登记的一组节点的每一个上执行上述类似的过程，继续节点扫描过程。该过程导致二级节点的识别和登记。在识别二级节点后，在二级节点执行类似的节点扫描过程以便识别三级节点等等。
具体地，为识别和登记将变为二级仪表的仪表，对每一一级仪表，接连地，采集器116将命令传送到一级仪表，其可以称为“启动节点扫描程序”命令。该命令表明一级仪表执行其自己的节点扫描过程。该请求包括在完成节点扫描中接收仪表可能使用的若干数据项。例如，请求可以包括可用于响应节点的时隙数、启动该请求的采集器的唯一地址、以及目标节点和采集器间的通信的可靠性的度量。如下所述，在用于识别用于先前登记的节点的更可靠路径的过程期间，可以采用可靠性度量。
接收启动节点扫描程序请求的仪表通过执行与上述类似的节点扫描过程而响应。更具体地说，仪表广播所有未登记仪表均可以响应的请求。该请求包括可用于响应节点的时隙数(用来设置用于节点等待响应的周期)、启动节点扫描过程的采集器的唯一地址、发送节点和采集器间通信的可靠性的度量(如下所述，可用在确定是否可以切换仪表的路径的过程中)、发送该请求的节点的子网内的等级以及RSSI阈值(也可以用在确定是否可以切换登记仪表的路径的过程中)。然后，发布节点扫描请求的仪表等待并从未登记节点接收响应。对每一响应，仪表将用于登记仪表的唯一标识符存储在存储器中。然后，将该信息传送到采集器。
对响应由一级仪表发布的节点扫描的每一未登记仪表，采集器再次尝试确定与该仪表的通信路径的可靠性。在一个实施例中，采集器将“鉴定节点过程”命令发送到表明一级节点将预定多个额外分组传送到潜在的二级节点并记录从潜在的二级节点接收回的应答数的一级节点。然后，将该鉴定分值(例如，8成)传送回采集器，其再次将该分值与鉴定阈值进行比较。在其他实施例中，可以提供通信可靠性的其他度量，诸如RSSI值。
如果不满足鉴定阈值，那么采集器将用于该节点的条目添加到偏差表中，如上所述。然而，如果已经在偏差表中存在用于该节点的条目，那么仅当用于该节点扫描过程的鉴定分值好于来自得到用于该节点的条目的前一节点扫描的记录鉴定分值时，采集器将更新该条目。
如果满足或超出鉴定阈值，则采集器116登记该节点。再次，登记处于二级的仪表114包括更新采集器116的登记节点的列表。例如，可以更新列表来识别仪表的唯一标识符和子网中仪表的等级。另外，更新采集器116的登记信息来反映启动扫描过程的仪表114被识别为用于新登记的节点的转发器(或父节点)。登记过程进一步包括将信息传送到新登记的仪表和将作为用于新增加的节点的转发器的仪表。例如，更新发布启动节点扫描过程请求的节点来识别其操作为转发器，以及如果其先前登记为转发器，则递增标志着用作转发器的节点数的数据项。此后，采集器116向新登记的仪表转发：登记的指示、向其登记的采集器116的标识、仪表在子网中所处的等级、以及当其与采集器116通信时，将用作其父节点或转发器的节点的唯一标识符。
然后，采集器对响应一级节点的节点扫描请求的每一其他潜在的二级节点，执行相同的鉴定程序。一旦对第一一级节点完成该过程，那么采集器在每一其他一级节点启动相同的程序，直到在每一一级节点完成鉴定和登记二级节点的过程。一旦由每一一级节点执行完节点扫描程序，产生与采集器登记的多个二级节点，那么采集器将启动节点扫描程序请求依次发送到每一二级节点。然后，每一二级节点将执行与由一级节点执行的相同节点扫描程序，潜在地导致多个三级节点的登记。然后，在每一后续节点执行该过程，直到达到最大级数(例如七级)或在子网中已无未登记的节点。
在本实施例中，优选地，在用于指定等级的指定节点的鉴定过程期间，采集器鉴定最后“中继段”。例如，如果未登记节点响应来自四级节点的节点扫描请求，并且因此变为潜在的五级节点，那么用于该节点的鉴定分值基于四级节点和潜在的五级节点间的通信的可靠性(即由四级节点传送的分组对从潜在五级节点接收的应答)，而不是基于在从采集器到潜在五级节点的整个路径上的通信的可靠性的任何度量。在其他实施例中，当然，鉴定分值能基于整个通信路径。
在某些时候，每一仪表将具有到采集器的已建立的通信路径，其是直接路径(即一级节点)或是通过用作转发器的一个或多个中间节点的间接路径。如果在网络操作期间，用这种方式登记的仪表不能充分执行，则可以或可能将不同的路径分配到不同的采集器，如下所述。
如前所述，当首先将采集器116引入网络时，可以执行全节点扫描。在全节点扫描结束时，采集器116将登记与其通信的一组仪表114并读取计量数据。可以由安装的采集器周期性地执行全节点扫描，以便识别自最后一个节点扫描以来在线引入的新仪表114，允许登记的仪表切换到不同路径。
除全节点扫描外，采集器116还可以执行扫描子网120中的特定仪表114的过程，其可以称为“节点扫描重试”。例如，当先前尝试扫描该节点，采集器116不能确认特定仪表114接收到节点扫描请求时，采集器116可以向仪表114发布特定请求来在全节点扫描之外执行节点扫描。同时，当在全节点扫描过程期间，采集器116不能从仪表114读取节点扫描数据时，采集器116可以请求仪表114的节点扫描重试。类似地，当从仪表114接收到请求即时节点扫描的异常程序时，将执行节点扫描重试。
系统110还自动地重新配置以容纳可能增加的新仪表114。更具体地说，系统识别到新仪表已经开始操作并且识别到将变为负责采集计量数据的采集器116的路径。具体地说，新仪表将广播其仍未登记的标识。在一个实施例中，该广播可以例如嵌入在用于实时更新的请求的一部分中，或作为其一部分转发，如上所述。将在正尝试登记的仪表附近的登记仪表114的一个接收该广播。登记仪表114将时间转发到正尝试登记的仪表。登记节点也将异常请求传送到可能将要定位和登记新仪表的采集器116，请求采集器116执行节点扫描。然后，采集器116传送登记节点执行节点扫描的请求。登记节点将执行节点扫描，在此期间，请求所有未登记节点响应。有可能，新增加的、未登记的仪表将响应该节点扫描。当这样做时，那么采集器将尝试鉴定，并且然后以与上述相同的方式登记新节点。
一旦建立采集器和仪表间的通信路径，那么仪表能开始将其仪表数据传送到采集器，以及采集器能将数据和指令传送到仪表。如上所述，以分组传送数据。“出站”分组是从采集器传送到指定等级的仪表的分组。在一个实施例中，出站分组包含下述字段，但也可以包括其他字段：
Length-分组的长度；
SrcAddr-源地址-在这种情况下，是采集器的LAN ID；
DestAddr-分组寻址的仪表的LAN ID；
RptPath-到目的地仪表的通信路径(即，从采集器到目的地节点的路径中的每一转发器的标识符的列表)；以及
Data-分组的有效载荷。
分组也可以包括完整性校正信息(例如CRC)、填写分组的未使用部分的填充以及其他控制信息。当从采集器传送分组时，将仅由标识符出现在RptPath字段中的那些转发器仪表转发到目的地仪表。其他仪表可以接收分组，但在RptPath字段中识别的路径中未列出的仪表将不转发该分组。
“入站”分组是从指定等级的仪表发送到采集器的分组。在一个实施例中，入站分组包含下述字段，但也可以包括其他字段：
Length-分组的长度；
SrcAddr-源地址-启动分组的仪表的LAN ID；
DestAddr-分组将传送到的采集器的LAN ID；
RptPath-用作用于发送节点的下一转发器的父节点的标识符；以及
Data-分组的有效载荷。
因为每一仪表已知其父节点的标识符(即，用作用于当前节点的转发器的下一低级中的节点)，入站分组仅需要识别谁是下一父节点。当节点接收入站分组时，其校验来查看RptAddr是否与其自己的标识符匹配。如果不是，则其丢弃该分组。如果是，则其已知将会朝该采集器转发该分组。然后，节点将用其自己的父节点的标识符替换RptAddr字段，然后传送分组，以便其父节点将接收它。通过在每一后续级的每一转发器，该过程将继续，直到分组到达采集器为止。
例如，假定三级处的一仪表启动了为其采集器指定的分组的传输。三级节点将在入站分组的RptAddr字段中插入作为用于三级节点的转发器的二级节点的标识符。然后三级节点将传送该分组。若干二级节点可以接收该分组，但仅具有与该分组的RptAddr字段中的标识符匹配的标识符的二级节点将应答它。其他将丢弃它。当具有匹配标识符的二级节点接收该分组时，将用作为该二级节点的转发器的一级节点的标识符替换该分组的RptAddr字段，然后，二级节点将传送该分组。这时，具有与RptAddr字段匹配的标识符的一级节点将接收该分组。一级节点将该采集器的标识符插入RptAddr字段中并将传送该分组。然后，采集器将接收该分组来完成传输。
采集器116从与其登记的仪表周期性地检索仪表数据。例如，可以每4小时从仪表检索仪表数据。在以日常规定的间隔读取仪表数据有问题的情况下，采集器在下一日常规定的间隔前，将再次尝试读取该数据。不必说，可能存在在长时间段中，采集器116不能从特定仪表114读取计量数据的情形。仪表114存储何时由它们的采集器116读取它们的指示并自最后一次由采集器116采集它们的数据起始终监视时间。如果自最后一次读取的时间长度超出了规定的阈值，诸如18小时，那么可能在特定仪表114和采集器116间的通信路径中出现了问题。因此，仪表114将其状态改变成未登记仪表并尝试经用于新节点的上述过程，定位到采集器116的新路径。由此，示例性系统可操作以重新配置自身来解决系统中的不适当。
在一些实例中，尽管采集器116偶尔能从登记的仪表检索数据，但读取仪表的成功率可能不适当。例如，如果采集器116尝试每4小时从仪表114读取仪表数据，但在例如仅70％或更少的时间能读取该数据，那么可能期望找出用于从该特定仪表读取数据的更可靠路径。在从仪表114读取数据的频率低于所需成功率的情况下，采集器116向仪表114发送消息以响应于正在发生的节点扫描。仪表114仍然是登记过的，但将以与上述未登记节点相同的方式响应节点扫描。在其他实施例中，可以允许所有登记仪表响应节点扫描，但仅通过发布该节点扫描的仪表到采集器的路径短于(或较少中继段)仪表到采集器当前路径的仪表能响应节点扫描。假定较少的中继段数量相比于较长路径提供更可靠的通信路径。节点扫描请求总是识别传送该请求的节点的等级，并使用该信息，允许响应节点扫描的已经登记的节点能确定通过发布节点扫描的该节点到采集器的潜在路径是否短于节点与采集器的当前路径。
如果已经登记的仪表114响应节点扫描程序，则采集器116将该响应识别为源自登记的仪表，但通过向发布该节点扫描的节点重新登记该仪表，采集器能将该仪表切换到新的、更可靠的路径。采集器116可以校验节点扫描响应的RSSI值超出确定的阈值。如果不是，则将拒绝潜在的新路径。然而，如果满足RSSI阈值，则采集器116将请求发布节点扫描的节点执行上述鉴定过程(即，将预定多个分组发送到节点并计数所接收的应答数)。如果得到的鉴定分值满足阈值，那么采集器将以新路径登记该节点。登记过程包括用识别正在与更新的节点通信的新转发器(即发布节点扫描的节点)的数据更新采集器116和仪表114。另外，如果转发器先前未执行转发器的操作，那么该转发器将需要更新来识别它是转发器。类似地，更新仪表先前通信的转发器来识别它不再是用于特定仪表114的转发器。在其他实施例中，可以省略相对于RSSI值的阈值确定。在此类实施例中，将执行仅最后一个“中继段”的鉴定(即，将预定多个分组发送到节点并计数所接收的应答数)来确定是否接受或拒绝新路径。
在其他实例中，通过除登记仪表以外的采集器，可能存在用于仪表的更可靠通信路径。仪表可以自动地识别出更可靠通信路径的存在、切换采集器并通知前一采集器该改变已经发生。当登记仪表114从除先前登记仪表的采集器外的采集器116接收节点扫描请求时，将仪表的登记从第一采集器切换到第二采集器的过程开始。典型地，登记仪表114不响应节点扫描请求。然而，如果该请求很可能导致更可靠传输路径，那么即使登记仪表也可能响应。因此，该仪表确定新采集器是否提供潜在的更可靠传输路径。例如，仪表114可以确定到潜在的新采集器116的路径是否包括比与登记该仪表的采集器的路径更短的中继段。如果不是，那么该路径不可能更可靠，而仪表114将不会响应节点扫描。仪表114也可能确定节点扫描分组的RSSI是否超出在节点扫描信息中识别的RSSI阈值。如果是，则新采集器可以提供用于仪表数据的更可靠传输。如果不是，则传输路径可能不可接受并且仪表可能不响应。另外，如果潜在的新采集器和将服务该仪表的转发器间的通信可靠性满足当转发器在其现存的采集器登记时确定的阈值，那么到该新采集器的通信路径可能更可靠。然而，如果可靠性未超出该阈值，那么仪表114不响应节点扫描。
如果确定到该新采集器的路径可能好于到其现有的采集器的路径，那么仪表114响应节点扫描。在响应中包括有关特定仪表可能用作其转发器的任何节点的信息。例如，响应可能识别仪表用作其转发器的节点的数量。
然后，采集器116确定其是否有能力服务该仪表和其用作转发器的任何仪表。如果否，则采集器116不响应正尝试改变采集器的仪表。然而，如果采集器116确定其具有服务该仪表的能力，那么采集器116存储有关仪表114的登记信息。然后，采集器116将登记命令传送到仪表114。仪表114更新其登记数据来确认其现在向新采集器登记。然后，采集器116将指令通信到仪表114来启动节点扫描请求。未登记的或先前已经将仪表114用作转发器的节点响应该请求来向采集器116表明自身。与上文登记新仪表/节点一样，采集器登记这些节点。
在一些情况下，可能有必要改变采集器。例如，采集器可能故障以及需要离线。因此，必须提供新的通信通路，以从由特定采集器服务的仪表采集仪表数据。通过，通常是从替换的采集器向所有向正在移出服务的采集器登记过的仪表广播解除登记的消息，来执行替换采集器的过程。在一个实施例中，可以编程登记仪表以仅响应来自他们所登记的采集器的命令。因此，解除登记的命令可以包括正替换的采集器的唯一标识符。响应解除登记的命令，仪表开始操作为未登记仪表并且响应节点扫描请求。为了允许解除登记命令传遍整个子网，当节点接收命令时，其将不立即解除登记，而是保持登记达规定周期，可以称为“生存时间”。在该生存时间周期期间，节点继续响应应用层并且即时再尝试以允许解除登记命令传播到子网中的所有节点。最后，使用上述过程，仪表向替换的采集器登记。
子网120内的采集器116的一个的主要责任是从仪表114检索计量数据。在一个实施例中，采集器116将每天从其子网的每一节点获得计量数据的至少一个成功读数作为目标。采集器116以可配置的周期性，尝试从其子网120内的所有节点检索数据。例如，采集器116可以配置成每隔4小时，从其子网120中的仪表114检索计量数据。更详细地说，在一个实施例中，数据采集过程从识别其子网120中的仪表114的一个的采集器116开始。例如，采集器116可以检查登记节点的列表并识别一个用于读取。然后，采集器116将命令传送到特定仪表114，该特定仪表将计量数据转发到采集器116。如果仪表读取成功并且采集器116接收到数据，那么采集器116确定在本读取会话期间，是否还有未读取的其他仪表。如果是，则处理继续。然而，如果已经读取了子网120中的所有仪表114，那么在尝试另一读取前，采集器等待规定时间长度，诸如4小时。
如果在读取特定仪表期间，在采集器116未接收到仪表数据，那么采集器116开始重试程序，其中，再尝试从特定仪表读取数据。采集器116继续尝试从节点读取数据直到读取到数据或下一子网读取开始为止。在实施例中，采集器116每隔60分钟尝试读取数据。因此，在每4小时进行子网读取的情况下，采集器116可以在子网读取间发布三次重试。
用于控制继电器的安全联锁
图4是电表114’的框图，其可以是以上结合图1，2，3A和3B所述的仪表114的一个。除在以上结合图3B的仪表114所述的计量电路304’、处理器305’、无线LAN通信306’、显示器310’和存储器312’外，电表114’还可以包括安装或连接在仪表114’中并且可以向仪表114’提供额外的功能以及使得仪表114’能够经有线或无线连接(与由无线LAN通信电路306’提供的不同)与其他设备通信的一个或多个选配板314。仪表114’还可以包括光学端口或接口316，其使得其他设备，诸如手持编程设备318，能够经光传输与仪表通信。这些光学端口是许多商业上可获得的计量设备的普通功能元件。一些手持编程设备可以设计成经由其无线LAN通信电路306’与仪表通信。
仪表114’也可以包括一个或多个控制继电器。在图4所示的实施例中，仪表114’包括第一控制继电器340，在此称为断路开关，其可以包括两个机电螺线管驱动开关342和344，分别用于仪表的一组输入和输出触点L1IN/L1OUT和L2IN/L2OUT。如在许多仪表安装中很常见的，仪表可以连接在用户位置的电源线(LINE)和负载(LOAD)间。在单相安装中，仪表可以在触点L1IN和L2IN连接到电源线，以及可以在触点L1OUT和L2OUT连接负载。在其他安装中，诸如某些多相安装中，可以有输入到仪表的和输出自仪表的额外线路，以及断路开关340可以具有用于那些额外线路的额外的螺线管驱动开关(未示出)。
断路开关340具有断开的第一状态(即开关342，344是断开的)以及接通的第二状态。断路开关的状态可以由处理器305’控制。当断路开关340接通时，电能将经由输出触点(L1OUT；L2OUT)输送到用户位置的负载。当断路开关340断开时(即，如图4所示，开关342和344断开)，则将没有电能输送到负载。
仪表114’可以包括一个或多个额外的控制继电器，诸如辅助控制继电器360，其与断路开关340类似，可以包括一对螺线管驱动开关362和364。可替换地，辅助控制继电器360可以包括固态继电器(未示出)，而不是机械继电器。如断路开关340，辅助继电器360可以具有断开的第一状态(即开关362、364断开)以及接通的第二状态。辅助控制继电器360的状态可以由处理器305’控制。可以操作辅助控制继电器360(断开或接通)以便控制经由辅助输出触点A1和A2，将电能输送到特定设备，诸如热水器或其他设备。当接通辅助控制继电器360时，电能将经由输出触点(A1；A2)输送到用户位置的设备。当辅助控制继电器360断开时(即如图4所示，开关362和364断开)，则将没有电能输送到设备。
参考图5，根据在此所述的安全联锁特征，在一个实施例中，仪表114’的存储器312’可以存储一个或多个安全联锁标志402。对仪表中的不同控制继电器的每一个，可以存在不同的安全联锁标志。例如，断路开关340可以具有与其有关的标志404，而辅助控制继电器360可以具有与其有关的不同标志406。每一标志可以对其各自的控制继电器表示是否准许该控制继电器的状态的改变。在一个实施例中，每一标志可以包括单一的位，其中，例如值1表示不允许控制继电器的状态改变，而值0表示允许改变。在其他实施例中，每一标志可以包括表示这些准许的另外的位或值。另外，在另一实施例中，所有控制继电器可以与单一标志相关，或某些组的两个或更多控制继电器可以与各自标志相关。
存储器312’也可以存储一个或状态表示符408。对仪表中的不同控制继电器的每一个，可以存在不同的状态标志。例如，断路开关340可以具有状态表示符410，而辅助控制继电器360可以具有状态表示符412。每一状态表示符可以表明各个控制继电器的当前状态，诸如是断开还是接通。在一个实施例中，每一状态表示符可以包括单一的位，其中，例如，值1表示控制继电器处在断开状态，以及值0表示控制继电器处在接通状态。在其他实施例中，每一状态表示符可以包括另外的位或值，以及可以提供附加状态信息。可以由人、实体或设备，经由仪表的通信接口306’、314、316的任何一个或多个，轮询(即读取或请求读取)状态表示符(多个)。也可以在仪表显示器310’上显示状态表示符(多个)。
存储器312’可以进一步存储信息，其表明是否准许不同人、实体、设备和/或仪表中的特定类型通信接口(诸如光学端口316、选配板314、无线LAN通信306’等等)改变与控制继电器的一个或多个有关的安全联锁标志的状态。在一个实施例中，以包括一个或多个条目的权限管理表的形式，提供该信息。每一条目可以表示特定人、实体、设备或通信接口，以及人、实体、设备或通信接口(或经由该人、实体、设备或通信接口接收的请求)是否有权改变与它们各自的控制继电器有关的安全联锁标志的任何一个或多个的状态。可以通过唯一标识符或代码，在表中标识人或实体。例如，人可以具有雇员标识码，而特定实体可以具有该实体的一些唯一标识符。类似地，设备可以具有唯一序列码，并且特定通信接口(选配板、光学端口、无线LAN通信电路)可以具有用来在权限管理表中识别它的序列码或类型标识符。权限管理表也可以包含有关人、实体、设备或通信接口的其他权限或准许的信息。
在其他实施例中，安全联锁标志(多个)、状态表示符(多个)和/或权限管理表可以存储在除存储器312’以外的位置中，诸如其他控制寄存器或专用存储器设备。如在权利要求中所使用的，术语“存储器”意图包含任何这些存储形式。
进一步根据在此所述的安全联锁特征，处理器306’可以如图6所示操作。在步骤602，处理器305’可以接收改变控制继电器，诸如断路开关340或辅助控制继电器360的状态(即断开或接通)的请求。可以由仪表114’的通信接口的任何一个接收该请求，诸如从光学端口316、无线LAN通信电路306’或选配板314。该请求可以识别请求的源，诸如人、实体、设备(诸如手持编程设备318)或在其上接收请求的特定通信接口(光学端口316、选配板314、无线电路306’等等)。例如，公用设施可以从其网络管理系统204(图2)发布请求，并且该请求可以根据结合图1-3B所述的网络通信而传送到仪表。可替换地，技术人员可以使用手持编程设备318来经由仪表的选配板316，或者可替换地经由无线LAN通信电路306’发布这种请求。
在步骤604，处理器305’存取与特定控制继电器有关的安全联锁标志以确定其表明准许还是不准许控制继电器的状态改变。例如，在标志包含单一的位的情况下，值1(即“设置”标志)可以表明准许改变控制继电器的状态，而值0(即“重置”标志)可以表明不准许改变控制继电器的状态。在步骤606，如果安全联锁标志表明不准许改变控制继电器的状态(即断开或接通它)，那么控制进入步骤608，其中，不执行改变控制继电器的状态的请求。可以忽略该请求，或可以发布其已经拒绝的表明。然而，如果安全联锁标志表示准许改变控制继电器的状态，那么控制进入到步骤610，其中，执行该请求，即根据请求，断开或接通控制继电器。对仪表的每一不同的控制继电器，可以单独地执行图6的步骤。如能意识到的，可以使用安全联锁来对控制继电器的状态的改变提供另外的安全等级以便增强安全性。
根据安全联锁特征的另一方面，也可以控制每一安全联锁标志的状态的改变，如图7所示。在步骤702，处理器305’可以接收改变安全联锁标志的一个的状态的请求，诸如与断路开关340有关的安全联锁标志404或与辅助控制继电器360有关的安全联锁标志406。也可以由仪表114’的通信接口的任何一个，诸如从光学端口316、无线LAN通信电路306’或选配板314接收请求。该请求可以标识请求的源，诸如人、实体、设备(诸如手持编程设备318)或在其上接收请求的特定通信接口(光学端口316、选配板314、无线电路306’等等)。
在步骤704，处理器305’可以根据在请求中提供的源的标识符，来确定发送者。在步骤706，处理器305’可以存取权限管理表414来定位与所识别的请求源有关的表中的条目。如果该条目表示请求源无权改变安全联锁标志，或在表中未查找到用于该源的条目，那么控制进入到步骤708，其中，不执行请求。其可以忽略或可以将拒绝的表示传送回源。然而，如果权限管理表(或其他信息)的确表明源有权改变安全联锁标志的状态，那么，在步骤710执行请求。可以将应答传送回发送者。对每一不同安全联锁标志和/或改变标志的请求，可以单独地执行图7的步骤。
在一个实施例中，可以以加密的形式接收改变安全联锁标志的状态的请求和/或改变特定控制继电器的状态的请求。在这种情况下，处理器305’可以在执行图6或7的步骤前，解密该请求。
在另一实施例中，除存储表明是否准许不同人、实体、设备和/或仪表中的特定类型的通信接口(诸如光学端口316、选配板314、无线LAN通信306’等等)改变与控制继电器的一个或多个有关的安全联锁标志的状态外，仪表114’的存储器312’还可以存储表明是否准许那些人、实体、设备和/或特定类型的通信接口的任何一个改变控制继电器的任何一个的状态的信息(许可)。在以包括用于每一人、实体、设备或通信接口的一个或多个条目的权限管理表的形式提供信息的实施例中，用于指定人、实体、设备或通信接口的条目可以包括用于改变用于任何控制继电器的安全联锁标志的许可，以及用于改变那些控制继电器的任何一个的状态的许可。在可替换实施例中，在执行步骤610前(或者可替换地在执行步骤604前)，处理器305’可以在权限管理表中搜索对应于该请求源改变特定控制继电器的状态的标识符的条目，以确定该源是否有权改变继电器的状态。如果源有许可，那么在图6中所示的过程可以如上所述进行。然而，如果源没有许可，那么控制可以进入到步骤608。
可以用硬件、软件或两者的组合来实现安全联锁特征的各个系统、方法和方面的所有或部分。当用软件实现时，可以以程序代码(即计算机可执行指令)的形式实现本发明的方法和装置、或其某些方面或部分。例如，可以以程序代码的形式(处理器或计算机可执行指令)，实现由处理器305’执行的图6和7的步骤。该程序代码可以存储在计算机可读介质中，诸如磁、电或光学存储介质，包括但不限于软盘、CD-ROM、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、磁带、闪存、硬盘驱动或任何其他机器可读存储介质，其中，当由诸如计算机或服务器的机器加载并执行程序代码时，机器变为用于实现本发明的装置。在其上执行程序代码的设备，诸如仪表114’，通常将包括处理器、由处理器可读取的存储介质(包括易失和非易失存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备和至少一个输出设备。可以以高级过程或面向对象的程序语言实现程序代码。可替换地，可以以汇编或机器语言实现程序代码。在任何情况下，语言可以是编译或解释的语言。当在通用处理器上实现时，程序代码可以与处理器结合来提供与专用逻辑电路类似操作的独特装置。
如上述所示，在此所述的安全联锁特征在电能计量环境中提供增强的安全性。尽管参考具体的实施例描述和例示了方法、系统和装置，但在不背离上述原则和下述权利要求中阐述的原理的情况下，可以做出改进和改变。因此，应当参考下述权利要求书来描述本发明的范围。

Claims (22)

1.一种方法，用在包括处理器、存储器、通信接口和至少一个控制继电器的电表中，所述控制继电器具有断开所述控制继电器的第一状态和接通所述控制继电器的第二状态，由所述处理器控制所述控制继电器的状态，所述方法包括：
经由所述通信接口接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求；
校验在所述电表的存储器中存储的安全联锁标志的状态，所述安全联锁标志表明是否准许改变所述至少一个控制继电器的状态；以及
仅当安全联锁标志的状态表明准许改变时，响应所接收的请求，改变所述至少一个控制继电器的状态，否则不改变所述至少一个控制继电器的状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，经由其接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求的所述通信接口包括：所述电表的光学端口、连接到所述电表的选配板、或无线通信接口。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个控制继电器包括断路开关或辅助控制继电器。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个控制继电器包括多个控制继电器，以及其中，在存储器中存储有用于所述控制继电器的每一个的各自的安全联锁标志，以及进一步，其中，对每一控制继电器及其各自的安全联锁标志，可以单独地执行所述接收、校验和改变步骤。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
接收改变在所述电表的存储器中存储的安全联锁标志的状态的请求和所述请求的源的标识；
根据所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态；以及
仅当确定准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态时，才根据请求改变所述安全联锁标志的状态。
6.如权利要求5所述的方法，其中，以加密的形式接收改变所述安全联锁标志的状态的所述请求，以及其中，所述方法进一步包括解密所述请求。
7.如权利要求5所述的方法，其中，根据在所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态的步骤包括：
将所述请求的所述源的标识符与权限管理表中的条目进行比较；
定位与所述请求的所述源的标识符对应的条目；以及
根据所定位的条目确定是否准许所述源改变所述安全联锁标志的状态。
8.如权利要求5所述的方法，其中，改变所述安全联锁标志的状态的所述请求的所述源包括：人、实体、设备或在其上接收所述请求的特定类型的通信接口。
9.如权利要求1所述的方法，其中，以加密的形式接收改变所述至少一个控制继电器的状态的所述请求，以及其中，所述方法进一步包括解密所述请求。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求的源的标识；以及
在改变所述至少一个控制继电器的状态前：
根据所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态；以及
仅当确定准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态时，才根据请求改变所述至少一个控制继电器的状态。
11.如权利要求10所述的方法，其中，根据在所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态的步骤包括：
将所述请求的所述源的标识符与权限管理表中的条目进行比较；
定位与所述请求的所述源的标识符对应的条目；以及
根据所定位的条目确定是否准许所述源改变所述至少一个控制继电器的状态。
12.一种电表，包括：
至少一个控制继电器，具有断开所述控制继电器的第一状态和接通所述控制继电器的第二状态；
存储器，包含具有一状态的安全联锁标志，该状态表明是否准许改变所述至少一个控制继电器的状态；
通信接口，适合于接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求；以及
处理器，控制所述控制继电器的状态，所述处理器操作以执行如下处理：经由所述通信接口接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求、校验在所述电表的存储器中存储的安全联锁标志的状态、以及由此确定是否准许改变所述至少一个控制继电器的状态，并且，仅当所述安全联锁标志的状态表明准许改变时，才响应所接收的请求，改变所述至少一个控制继电器的状态，否则不改变所述至少一个控制继电器的状态。
13.如权利要求12所述的电表，其中，经由其接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求的所述通信接口包括：所述电表的光学端口、连接到所述电表的选配板、或无线通信接口。
14.如权利要求12所述的电表，其中，所述至少一个控制继电器包括断路开关或辅助控制继电器。
15.如权利要求12所述的电表，其中，所述至少一个控制继电器包括多个控制继电器，以及其中，在存储器中存储有用于所述控制继电器的每一个的各自的安全联锁标志，以及进一步，其中，对每一控制继电器及其各自的安全联锁标志，所述处理器可以单独地执行所述接收、校验和改变功能。
16.如权利要求12所述的电表，其中，所述处理器进一步操作以执行以下处理：接收改变在所述电表的存储器中存储的安全联锁标志的状态的请求和所述请求的源的标识；根据所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态；以及仅当确定准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态时，才根据请求改变所述安全联锁标志的状态。
17.如权利要求16所述的电表，其中，以加密的形式接收改变所述安全联锁标志的状态的所述请求，以及其中，所述处理器进一步操作以解密所述请求。
18.如权利要求16所述的电表，其中，所述处理器通过下述操作，根据在所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述安全联锁标志的状态：(i)将所述请求的所述源的标识符与权限管理表中的条目进行比较；(ii)定位与所述请求的所述源的标识符对应的条目；以及(iii)根据所定位的条目确定是否准许所述源改变所述安全联锁标志的状态。
19.如权利要求16所述的电表，其中，改变所述安全联锁标志的状态的所述请求的所述源包括：人、实体、设备或在其上接收所述请求的特定类型的通信接口。
20.如权利要求12所述的电表，其中，以加密形式接收改变所述至少一个控制继电器的状态的所述请求，以及其中，所述处理器进一步操作以解密所述请求。
21.如权利要求12所述的电表，其中，所述处理器进一步操作以：接收改变所述至少一个控制继电器的状态的请求的源的标识；以及在改变所述至少一个控制继电器的状态前，进一步操作以：(i)根据所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态；以及(ii)仅当确定准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态时，才根据请求改变所述至少一个控制继电器的状态。
22.如权利要求21所述的电表，所述处理器通过下述操作，根据在所述电表的存储器中存储的信息，确定是否准许所述请求的所述源改变所述至少一个控制继电器的状态：(i)将所述请求的所述源的标识符与权限管理表中的条目进行比较；(ii)定位与所述请求的所述源的标识符对应的条目；以及(iii)根据所定位的条目确定是否准许所述源改变所述至少一个控制继电器的状态。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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