CN103620425A - 公用事业电表web服务器 - Google Patents

Abstract

一种由公用事业公司安装在用户场所的量表（M），用于测量由该公用事业公司供应给该用户的商品的使用，其包括：罩（E），其中安装有测量设备（A），用于测量用户在任意的时刻对商品的使用的量。Web服务器（S）向用户提供从该测量设备和公用事业公司获取的信息。在web服务器与用户装置（D）之间的无线连接（C）使信息和公用事业公司提供的信息能够向用户显示，还使得该装置能够从量表获取信息，以至于确定何时使用以及使用多长时间该装置能够最为成本有效地操作该装置。

Description

公用事业电表web服务器

相关申请的交叉引用

本申请涉及提交于2011年1月28日的第61/437,094号美国临时专利申请并要求其优先权，在此结合该申请的内容作为参考。

关于联邦政府赞助的研究的声明

不适用。

背景技术

本发明涉及一种被安装在家庭和企业以在现场监控电力使用的电表，并更尤其涉及被安装在电表中的Web服务器，该Web服务器除用于向公用事业公司提供有关电力使用的信息外，还用于向业主或企业主提供有关当前能量消耗、一段时间（即，计费周期）内能量消耗、当前用电等级的收费、家中或企业中电器用电计划、从不同供电商买电的比较的信息，以及有助于业主或企业主了解其用电费用和在尽量高效和经济地使用供电的情况下如何更好地控制它们的其它信息。

近年来电表技术已经获得充分提高。不再是量表仅仅在特定时间提供用电量的指示并且让公用事业公司在计费周期中计算使用费。而是，目前“智能”电表正投入使用，其使公用事业公司不仅能够监视使用量，而且还能够对其进行控制。此外，这些量表还能够向其安装在的设施的拥有者或使用者提供关于用电量的最新信息。其优点在于，增长用户关于他们的用电的知识，并还使得拥有者或使用者能够比以前可能做到的更加高效地用电。

出于这种考虑，由公用事业公司提供的每月计费账单过慢。可包含大量相关信息的公用事业公司web页面又要求使用者具有互联网连接并能够记住他们的登录信息。诸如Zigbee

（类似于蓝牙）的无线协议可迅速地提供信息，但是它们的应用涉及许多硬件装置，这大大提高了系统成本。并且，这些装置的使用并不普及，并且因此将需要公用事业公司将它们提供给公司的用户。这将被迫增加初始成本和额外的安装/服务/维护成本，而这可能是公用事业公司并不想承担的。

至于其它的通信手段，互联网已经被用于向公用事业公司传递信息。但是，这种方法的缺陷在于，其需要用户总是“在线于”互联网连接。而且，这并不是所有用户都能使用的，尤其是那些在边远地区的仅具有拨号连接的或家中根本没有互联网服务的用户。

依据本发明，安装具有Web服务器的电表将使得用户能够通过他们的网络即时使用量表数据。

发明内容

本公开内容涉及例如电表、煤气表，或水表的公用事业量表，在量表中安装有web服务器。该服务器实现IEEE 802.11标准，并能够与用户已经拥有的装置相接。这些装置包括诸如笔记本电脑的个人计算机（PC）、电视（TV）、智能电话、个人数字助理（PDA）和便携式媒体播放器、游戏控制台、娱乐中心，以及其它可使用互联网的装置。该web服务器使用例如Wi-Fi

路由器被连接到用户的网络（例如LAN）上，或者对于不具有现有家用网络的用户，则简单地通过点对点（ad-hoc）类型的连接直接连接到用户装置。

通过使用直接连接至该量表的标准web浏览器协议向用户显示量表信息。不需要接入互联网，并且量表与用户之间的连接可为安全连接。

量表和web服务器能够向用户提供较宽范围的信息。该信息包括：

a)用电量，包括瞬时用量、在一定时间间隔内的用量，或总的用量；

b)关于电力费用的价格信息，其可包括分级定价信息，分时电价，和其它公共设施的定价方案；

c)定制的定价信息，允许用户比较备选的电力计费计划的效果；

d)当前使用费用，过去的使用费用，预计未来的使用费用；

e)来自公用事业公司的信息；

f)用户可配置的项目，包括例如Wi-Fi设置，以及例如对于量表监控其使用的商品的价格设置，以及

g)其它信息。

除上述外，本发明还能够与在用户场所的装置和电器或设备相接，这些装置和电器或设备包括例如恒温器、加热器、空调，以及其它家用局域网（HAN）装置，以及工业机械。这些电器和机械可使用互联网以使用本底局域网与该量表通信。

该量表易于在现场作为初始设备，或者作为替换或改造单元而被安装，其很容易维护，并且能够在必要时被替换，并且很难被用户破坏。

其它目的和特征将部分地显而易见，且部分在下文中指出。

附图说明

如在附图中所示出的说明性实施例中所阐述的那样，实现了本发明的目的，该附图构成本说明书一部分。

图1是本发明的第一实施例的框图；

图2是本发明的第二实施例的框图；

图3是本发明的第三实施例的框图；

图4是示出web服务器的一个实施例的框图，以及

图5至图11是用户可通过使用web服务器可获得的，并且示出了可提供给用户的信息范围的代表性屏幕显示。

具体实施方式

以下详细说明通过示例的方式但并非限制的方式说明了本发明。本说明清楚地使一个本领域技术人员能够制造和使用本发买哪个，并且说明了本发明的若干个实施例、适用范围、变化、备选以及应用，包括当前被认为是实现本发明的最佳模式。此外，要理解的是，本发明并不被限制在其以下的说明中所阐述的或附图中所示出的结构细节和组件布置的应用中。本发明能够具有其它的实施例并以不同的方式被实现或实践。而且，将理解的是，在此所使用的术语或措辞是为了说明的目的并不应被认为构成限制。

参考图1至图3，量表M由公用事业公司安装在用户场所。该量表被用于测量由该公用事业公司供应给用户的商品（即，电力）的使用。量表M包括外壳或罩E，在其中安装有测量设备A，其用于测量用户在任意时间对该商品（电力）的使用量。用于测量用电的设备是本领域中熟知的，不作描述。除设备A以外，在该罩中还安装有web服务器S。该web服务器提供从设备A获取的信息以及由公用事业公司向用户提供的信息（包括指令和数据）。此外，在该罩中还安装有无线通信模块C。模块C，其依据IEEE 802.11标准提供无线接入，有利于在web服务器S与用户装置D之间传递器件A获取的信息，并且有利于公用事业公司提供的信息及时显示给用户。该信息可还包括：电子消息（电子邮件）。装置D可为多个装置中的至少一种，这些装置包括，但不限于，包括笔记本电脑的个人电脑（PC）、电视（TV）、各种智能手机中任意种手机、个人数据助理（PDA）、诸如iPod

的便携式媒体播放器、游戏控制台，或娱乐中心。

更尤其地，在图1中所示出的本发明的实施例中，量表M通过无线路由器R利用路由器与用户装置之间或为有线或为无线的连接向用户提供信息。路由器R还可兼容IEEE 802.11标准。

在图2的实施例中，量表M和用户装置D之间的连接是使用ad hoc的通信模式，而不是通过路由器，实现的。无线通信模块C产生ad hoc网络，使得所有适当配置的用户装置D都可被连接至该服务器。为了这个目的，用户将使用他们自己的路由器信息，例如使用他们的用户身份（SSID）和密码。然后Web服务器S被连接至用户指定的路由器，并且量表M被连接至用户网络。本领域技术人员将进一步体会到的是，其它可能的通信方法包括蓝牙（Bluetooth

）、通过光端口串行通信、各种供电线通信、RF、以及其它的方法。

在图3的实施例中，量表M和用户装置D之间是通过互联网连接的。在这种配置中，无线通信模块C的输出连至无线路由器R，并且互联网关G的输出连至互联网。从互联网开始，与装置的通信是通过第三方服务器T或者另一个互联网网关W引导的。

参考图4，web服务器S包括微控制器10，其与RF收发机12结合，用于在量表M与诸如无线路由器R的外部装置之间通信。微控制器10结合实现web服务器功能所需的所有硬件和软件。其包括例如传输控制协议（TCP）、超文本传输协议（HTTP）、互联网协议版本4（IPV4）或版本6（IPV6），以及用于管理通过互联网传输消息的安全性，使得所有通信都可通过安全网络传输的安全套接层（SSL）。虽然微控制器10一般地以超文本标记语言（HTML）实现通信，但是那些本领域技术人员将理解的是，其也可利用web兼容的通信方法，包括但不限于：ASP、Java、JavaScript、Cascading StyleSheet（CSS）、Flash、XML，以及AJAX。除微控制器10以及RF收发机12以外，web服务器S进一步包括其自有的供电源14、存储器16、量表通信模块18，以及编程/测试模块20。

参考图5至图11，描绘了各种web网页，其可作为在用户所选定的装置D的屏幕显示被呈现给该用户。图5示出了用电的费用，且图6显示了特定的24小时时间段内的用电量。图7是在该段时间内用电的累积费用的显示。图8是示出30天时间内，例如对应于公用事业公司计费周期，的每日用电费用的显示。图9显示了计费周期内的费率细目表，且图10为日期信息的可配置性。最后，图11为用于所选定的计费费率的费率配置（费率C）的显示。本领域技术人员将理解的是，其它的显示（未示出）也是可用的。这些显示中的一些可用于该公用事业公司的所有用户，但是也可根据特定用户的需求定制其它的显示。

在这些显示中，数值是使用AJAX动态更新的，并支持例如JavaScript，同时该显示中的所有其它内容是使用HTML和CSS生成的。这些显示可采用标准web浏览器，例如FirefoxInternet Explorer

Chrome

Safari

Opera

或者与该服务器所采用的特征兼容的非标准私有浏览器，并且，将可理解的是，这些显示可能够显示在智能电话的显示器，或其它具有诸如Mobile Safari

Opera Mini

等的标准web浏览器的用户装置D上。

通过使用量表M，用户可得到其它特征。例如，web服务器S可向诸如恒温器的“嵌入式”装置提供数据。如果用户对恒温器编程以指示，在给定的时间段内仅使用X美元的电量来用于加热或制冷，则恒温器可自动地调节其设定以满足这一目标。

或者，最终使用者的应用装置或设备（冰箱、冷冻机、工业机械）可被配置成通过量表M来请求电力。这些应用装置以及这种设备例如可使用互联网。量表和应用装置或设备之间的通信很重要，因为这使得用户能够在打开该应用装置或设备之前，就其预期用电量对该应用装置或设备进行编程。这继而能够将在一天中何时使用该应用装置或设备考虑在内，而作出使用判断，以便考虑（account for）电费率浮动，设定将使用该应用装置或设备多长时间的限制；即，如以上恒温器的示例中的使用美金数；或者，如果用户仅希望在启用特定费率（或多种费率）时，使该设备接通和关断的次数；或者，存在其它条件（室内温度降至或升至设定的温度以下或以上）时。据此，适当配置的应用装置能够从量表M获得公用事业公司的定价和相关信息，这使得应用装置实际上能够得知在何时，以及在多长时间内，其能够最为成本有效地工作。

关于电子消息，如果在量表M与用户之间存在互联网连接，则用户能够经由网页将他们的使用量或费用链接至他们的Facebook

页面或Twitter

账号，RSS（真正简单的整合（Really Simple Syndication））进给等。且，由该量表或公用事业公司提供的数据和信息还可被诸如Google

电表的其它第三方应用所用。

总之，本发明的特征包括：

-能够向用户或由用户发送电子邮件消息；

-能够从服务器向用户发送文本消息和告警；

-能够向用户转发文件；

-对电子邮件、数据、消息和文件进行加密；

-下载固件；

-使得第三方软件/硬件与该服务器相接，以便例如加载web页面；

-能够在启用新协议时，从当前协议转换至新协议；

-针对用户动态定制；

-使得公用事业公司能够远程上载web页面，从而使数据可以不同格式呈现给用户，并且能够在页面上配置这些设置；

-为付费用户解锁功能特征。

最后，量表M，除了是电表以外，还可以是例如水表或煤气表。在许多设施中，不同公用事业公司向房屋提供的每一个商品具有分别的量表。依据本发明，web服务器S可被安装在这些量表中的一个中，并使用分别的接口，与这些其它量表中的一个或多个进行通信。在这样的安装配置中，可由一个量表收集来自其它量表的所有数据和信息，然后提供给使用者（即用户）。这使得所有计量的公用事业的所有相关使用数据都可在第一个量表所提供的web页面上被显示给该用户。

此外，本领域技术人员将理解的是，虽然以上说明提出了将web服务器与公用事业量表相结合，但是嵌入式web服务器也可在诸如需求响应单元（demand response unit）或DRU的其它应用装置或装置中实现。在这样的安装配置中，其使得最终用户能够配置对该单元的控制及其设定。

由此可见，本揭示内容的若干目标和优点已经实现，并且已经获得了其它具有有益结果。

Claims (20)

1.一种由公用事业公司安装在用户场所的量表，用于测量由所述公用事业公司供应给所述用户的商品的使用，包括：

罩，在其中安装有测量装置，用于在任意时间点测量所述用户对所述商品的使用的量；

Web服务器，其也被安装在所述罩内，用于向所述用户提供从所述测量装置和所述公用事业公司获得的信息；以及

被安装在所述罩内的器件，其在所述web服务器和用户装置之间提供无线连接，所述量表信息和公用事业公司提供的信息在所述用户装置上被显示给所述用户。

2.如权利要求1所述的量表，其中，被安装在所述罩内并在所述web服务器与所述用户装置之间提供所述无线连接的所述器件，使得装置能够从所述量表获取价格信息，依据所述价格信息能确定在何时以及使用多长时间能够最为成本有效地操作所述应用装置。

3.如权利要求1所述的量表，其是用于测量用电量的电表、用于测量用水量的水表，或用于测量天然气用量的天然气表中的一种，并且其使用通用无线接口提供对量表信息和公用事业信息的访问。

4.如权利要求1所述的量表，其中所述用户装置具有无线功能以与所述量表的所述web服务器通信，并包含包括笔记本电脑的个人计算机（PC）、电视（TV）、智能电话、个人数字助理（PDA）、游戏控制台、娱乐中心，以及能够与所述web服务器无线通信的应用装置中的至少一个，该应用装置包括房屋应用装置、需求响应单元以及公司用机械和设备。

5.如权利要求4所述的量表，其提供了使用IEEE 802.11标准的无线接入。

6.如权利要求5所述的量表，其中所述web服务器通过Wi-Fi路由器或经由直接连接被连接至所述用户装置。

7.如权利要求1所述的量表，其中，量表信息和公用事业公司所提供的信息通过使用直接连接至所述量表的标准web浏览器协议被提供给所述用户，并不需要互联网接入。

8.如权利要求1所述的量表，进一步包括安全连接，通过该安全连接，所述量表信息和公用事业公司提供的信息被提供给所述用户。

9.如权利要求3所述的量表，其中，至少另一个量表被安装在所述用户场所，所述web服务器被安装在所述量表中的一个中，并通过分离的接口与另一量表通信，所述另一量表向所述一个量表提供其量表信息及其公用事业公司提供的信息。

10.如权利要求9所述的量表，其中，来自所述另一量表的所述数据和信息被显示在由所述一个量表提供的web页面上。

11.一种向提供商品的公用事业公司的用户提供商品使用信息的方法，包括：

在用户场所安装量表，所述量表包括：罩，在其中安装有测量装置，用于在任意时间点测量所述用户的所述商品的使用量；web服务器，用于将从所述测量装置获得的信息提供给所述用户，以及，在所述web服务器与用户装置之间提供无线连接的器件，所述量表信息在所述用户装置上显示给所述用户；以及，

所述用户装置能够无线连接到所述量表。

12.如权利要求11所述的方法，其中，被安装在所述罩内并在所述web服务器与所述用户装置之间提供所述无线连接的所述器件，使得装置能够从所述量表获取使用和价格信息，根据这些信息能够确定在何时以及使用多长时间，能够最为成本有效地操作应用装置。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述量表为用于测量用电量的电表、用于测量用水量的水表，或用于测量天然气使用量的天然气表中的一种，并且其使用通用无线接口提供对量表信息和公用事业信息的访问。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述公用事业公司还向所述量表提供信息，并且所述web服务器进一步向所述用户提供从所述公用事业公司获得的所述信息以及所述量表信息。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述用户装置包含包括笔记本电脑的个人计算机（PC）、电视（TV）、智能电话、个人数字助理（PDA）、游戏控制台、媒体装置、家应用装置、娱乐中心、房屋应用装置、需求响应单元，以及商用机械和设备中的至少一个。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括使用Wi-Fi、通用无线接口，或直接连接中的一种提供对所述量表信息和公用事业信息的访问。

17.如权利要求16所述的方法，用于使用IEEE 802.11标准提供无线接入。

18.如权利要求11所述的方法，其中，量表信息和公用事业公司提供的信息通过使用直接无线连接至所述量表的标准web浏览器协议被提供给所述用户，并不需要互联网接入。

19.如权利要求11所述的方法，进一步包括提供安全连接，所述量表信息和公用事业公司提供的信息通过所述安全连接被提供给所述用户。

20.如权利要求13所述的方法，其中，至少一个另一个量表被安装在所述用户场所，并且所述方法进一步包括将所述web服务器安装在所述量表中的一个中，并通过分离的接口与所述另一量表通信，所述另一量表将其量表信息及其公用事业公司提供的信息提供给所述一个量表，提供给所述另一个量表的所述量表信息和公用事业信息被显示在由所述一个量表提供的web页面上。

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