CN109272725A - 提供自适应服务等级的智能计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种作为高级计量基础设施的一部分的智能计量装置。该智能计量装置可包括一个或多个子装置，例如：计量装置、致动装置、传感器装置等。该智能计量装置包括被布置成限制公用设施到消费者的输送的阀。此外，该智能计量装置包括通信装置，该通信装置包括用于利用先发后听机制而与收集器进行无线通信的传输机和接收机，以便通过收集器与头端系统进行双向通信。本发明对电池供电的智能计量装置是特别有益的。高级计量基础设施将为计量器和头端系统之间的通信提供给定的服务等级。该服务等级将动态地改变，以便总是满足适当的服务等级。

Description

提供自适应服务等级的智能计量装置

技术领域

本发明涉及智能计量系统和远程抄表系统的领域。特别地，本发明提供了一种用于对抄表系统的性能和服务等级进行动态自适应以便在多种情况下满足个体智能计量装置所需的需求的解决方案。

背景技术

自动抄表(AMR)系统及高级计量基础设施(AMI)系统(在下文中通常被称为抄表系统)在本领域中通常是已知的。公用事业公司使用这种抄表系统以便通常使用射频(RF)通信远程地读取和监控消费者计量器。抄表系统提高了收集读数和管理消费者账单的效率和准确度。

AMR系统通常将移动RF通信网络用于收集计量读数和数据，而AMI系统使用固定的RF通信网络。尤其是在AMI系统中，可能存在遍布较大地理区域定位的多个中间收集器，每个收集器又例如通过使用广域网(WAN)或其它适用的通信基础设施与中央后端系统通信。AMI系统也可以利用一种由中继器或中继装置构成的系统，这些中继器或中继装置通过发送计量读数和数据来扩展用于每个读取器的覆盖面积。在移动网络AMR环境中，当将移动读取器从一个地方移动到另一地方时，一种具有RF通信能力的手持式、车载式或其它移动读取装置被用于从计量装置收集数据。

一种用于计量公用设施(utility)的消耗的计量系统可包括呈智能计量器的形式的计量装置，这些计量装置设置有一种用于传输RF信号并接收由其它通信装置传输的RF信号的通信装置。该通信装置可被配置成周期性地传输数据包，这些数据包包括表示多个计量读数和作为时间的函数的其它计量数据的数据。可基于标准信号传输协议(例如无线仪表总线(M-BUS)协议)，通过接收装置处理、传输和修改这种数据包。

一种抄表系统可还包括用于控制公用设施的使用的致动装置。这种致动装置可以是但并不限于：水、燃气或区域供热公用设施配送网络中的阀或电力公用设施配送网络中的电气断路器。这些致动装置及计量装置均设置有嵌置式或外部通信装置。该通信装置在后端系统/收集器与致动装置之间提供通信信道。

一种抄表系统也可包括配备有通信装置的传感器装置。该通信装置在后端系统/收集器与传感器之间提供通信信道。通过该通信信道，该后端系统可从公用设施配送网络内的传感器获取数据。传感器可被用于监控所输送的公用设施的质量或适用于优化该公用设施的生产的其它参数。

计量装置、致动装置、传感器装置及其它装置可以是分离装置，但通常被集成到包含上述装置中的一个或多个的一个装置中。当被集成到一个装置中时，不同的装置共享诸如微控制器单元、智能计量应用、通信装置、供电单元、电池等之类的中央元件可能是有利的。这种集成装置在下文中通常被称为智能计量装置，而不管该装置是否实际上具有计量装置。

智能计量装置通常由电池供电，并且因此具有可用于其服务时间段的有限量的能量。需要智能计量装置的通常为10-20年的服务时间段，以降低与计量器交换或电池更换相关联的成本。因此，节能是主要设计准则。此外，对于具有可用作电源的电力干线的智能计量装置，与通信相关的节能也是所期望的。由于数据包传输占用了智能计量装置中的能量使用的相当大的一部分，因此更为有效的传输和接收可对智能计量装置的电池使用期限具有重大影响。因此，如果可以减少用于数据包传输的功率，这将对智能计量装置的总功率预算具有积极的影响。然而，出于通信目的使用的传输功率通常与传输质量和接收可靠性密切相关。

通信装置的目的是在后端系统和智能计量装置(例如抄表网络中的计量器、致动器、传感器或其它装置)之间的物理通信信道中建立第一步骤。计量系统中的装置之间的通信将根据通信协议予以实施。该通信装置至少包括传输机和接收机，或者在单向系统的情况下仅包括二者之一。通信装置的职责是至少处理该通信协议的物理层。

通信装置将提供特定的“服务等级”。服务等级可以是以下事物中的一个或多个的量度：数据包丢失的风险、建立双向会话的期望延迟、数据完整性、数据吞吐量或服务等级的其它描述符。服务等级将取决于多个参数；一些可以容易地受到控制，而其它则是不受通信装置控制的。可控参数的示例是：传输功率、传输间隔、信道带宽、数据速率等。非可控参数的示例是：数据包丢失的风险、信道中的拥塞、第三方干扰等。

提高服务等级将在大多数情况下(例如，在传输功率增大、传输间隔缩短、数据速率降低等情况下)增加能量消耗。提高服务等级的其它后果可能是信道占用率增加，这将导致用于网络中的其它通信装置的服务等级降低。由于能量和信道带宽是有限的资源，因此服务等级的不必要的一般性提高是不利的。此外，在所使用的频段中的占空比限制和传输功率限制通常抑制了传输功率或信道使用率由于数据速率降低或传输间隔缩短所导致的延一般性增大。

用于电池供电的智能计量装置的AMI系统通常提供恒定的低服务等级，以便最小化能量消耗。AMI系统的通信装置被配置成提供主应用可接受的服务等级，同时仍然保持低能量消耗，该低能量消耗对于使用期限超过16年的电池供电装置而言是足够的。尽管低服务等级对于大多数的应用(例如数据收集)而言是可接受的，但将存在需要较高服务等级的特定的紧急情况。这些特定的紧急情况仅存在于有时间限制的时间段中，并且遍及智能计量装置的整个使用期限维持在这些情况下所需的高服务等级将是极其耗能的。这些紧急情况通常是不可预测的且因此可能是无法预见的。

提供预先配置的服务等级的抄表系统是众所周知的。同样已知的是根据时间表改变该服务等级，但这些方法并不使服务等级适用于不可预见的紧急情况。消费者与公用设施例如由于未付费而远程地断开连接的情况尤其被认为是一种紧急情况。例如饮用水或区域供热等的重要供给的中断被认为是高度紧急的，并且立即重新连接消费者的能力因此是必需的。

因此，一种控制服务等级的改进方式将是有利的，并且特别是节能和占空比有效调节机构将是有利的。

特别地，在先前提到的紧急但时间有限的情况下提供适当的服务等级而并不损害产品/电池使用期限是所需要的。

发明目的

特别地，提供一种具有适用于不同和变化的情况的动态服务等级的智能计量装置，使得上述问题最少化，同时仍满足适当的服务等级，这种提供可被视为本发明的目的。

发明内容

因此，通过提供一种智能计量装置，意在于本发明的第一方面中获得上述目的和若干其它目的，该智能计量装置包括：阀，其被布置成当处于第一模式中时限制公用设施的输送，当处于第二模式中时并不限制该公用设施的输送；通信装置，其包括利用用于通过在传输数据帧之后打开接收窗口来建立双向会话的先发后听(LAT)机制而与收集器进行无线通信的传输机和接收机；用于至少向通信装置供给能量的电池；该智能计量装置被布置成以所配置的传输间隔自主地传输数据帧，该智能计量装置还被布置成连续地确定其当前状态为紧急的或非紧急的，其中，至少该阀的模式是用于在紧急状态和非紧急状态之间进行区分的参数，该智能计量装置还被布置成根据当前状态改变传输间隔，当该状态为紧急的时将该传输间隔改变为与当该状态为非紧急的时相比是较短的，从而导致开始与处于紧急状态时的智能计量装置进行双向通信会话的较短的期望延迟。

本发明对于获得用于暴露于多种紧急情况和非紧急情况的智能计量装置的适当的服务等级来说是特别地但并不唯一地有利的。该智能计量装置的紧急状态和非紧急状态的总数至少为两个，但可以是需要不同服务等级的若干紧急状态和非紧急状态。紧急状态仅是一种需要与标准服务等级不同的服务等级的状态。限定服务等级的一个重要参数是建立双向通信会话的期望延迟，其在本发明中通过改变通信参数来完成。特别地，传输间隔是一种对于建立双向会话的期望延迟具有高影响的关键参数。

此外，智能计量装置可被配置成，除了改变传输间隔之外，根据处于紧急状态或是处于非紧急状态来改变下列中的至少一个：传输功率、编码速率、数据速率、调制、中心频率。当在适用于紧急状态和非紧急状态的服务等级之间进行改变时，可改变所提及的通信参数中的一个或多个。通过改变调制被理解为在调制类型和调制指数之间进行改变。其它手段可被用于提高服务等级。通过在通信协议中启用附加层，例如传输层，可以提高服务等级。通过启用附加编码或扩频(例如前向纠错(FEC)或直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS))，同样可以提高服务等级。

智能计量装置的状态应被理解为由多个内部和外部参数确定的整体状态。关闭阀可在一种情况下足以致使计量器处于紧急状态，而在另一情况下，其它参数可否决(overrule)该关闭阀，并且虽有关闭阀，智能计量装置仍将处于非紧急状态。

特别地，时间是这种否决参数的一个示例。在一个实施例中，智能计量装置被布置成在预定时间段之后，将当前状态从紧急状态改变为非紧急状态，以便限制智能计量装置可保持在紧急状态下所持续的最大时间。这就通过不支持延长时间段的高服务等级来保持电池容量而言是有利的。当进入紧急状态时启动计时器并在超时时退出该紧急状态将确保仅在紧急事件已经发生之后在短时间段内提供该高服务等级。

在另一实施例中，智能计量装置还包括用于获取消费数据的计量装置以及用于分析消费数据的内部算法，其中，智能计量装置被配置成使用来自该内部算法的输出作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。该算法可使用流速、公用设施的消费量、峰值消费、最小消费、回流量或与计时信息一起的由计时装置测量到的其它参数，以检测异常用户行为或异常使用模式。检测和分析，如果这种异常使用模式可被用于识别例如设备中的欺诈行为或错误，例如公用设施的泄漏，所有的这些都是可能施加到紧急状态的转换的事件。

此外，智能计量装置可能能够在双向通信会话期间接收来自收集器的命令，其中，要求智能计量装置改变该阀的模式。阀的改变后的模式可在智能计量装置中施加紧急状态和非紧急状态之间的转换。特别在接收关闭该阀的请求之后，智能计量装置可转换到紧急状态，并提供与关闭该阀之前相比较短的建立双向通信会话的期望延迟。

在另一实施例中，智能计量装置还包括能够测量温度的传感器装置，其中，智能计量装置将使用测量到的温度作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。一个或多个温度传感器可测量被输送到消费者的公用设施的温度、智能计量装置的环境温度或内部温度。特别地，在水表或水设备中检测水冻结的风险是有利的。

其它传感器可被集成在智能计量装置中，例如能够检测水污染的传感器装置，其中，智能计量装置将使用来自传感器装置的输出作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。污染传感器可检测在公用设施中超过可接受限度的不同类型的化学污染物或从公用设施的生产或净化中遗留的化学物质。

在替代实施例中，智能计量装置还包括浊度传感器，其中，智能计量装置将使用来自浊度传感器的输出作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

在另一替代实施例中，智能计量装置还包括压力传感器，其中，智能计量装置将使用来自压力传感器的输出作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

特别地，来自传感器的输出可施加到紧急状态的状态改变，其中，适当的服务等级需要将智能计量装置配置成除了改变该传输间隔之外，根据所述状态来改变自主传输的数据帧的数据内容。数据内容的改变可包括数据量的改变。在一些紧急状态下，所传输的数据量可明显地增加。特别地，在传感器检测异常情况的情况下，在数据包中添加由传感器获取到的数据可能是有利的。

附图说明

图1示出了智能计量装置的框图，该智能计量装置包括智能计量应用、通信装置和致动器受控阀。

图2示出了智能计量装置的框图，该智能计量装置包括智能计量应用、通信装置、致动器受控阀以及用于测量体积流量的计量装置。

图3示出了一种用于在智能计量装置中区分紧急情况和非紧急情况的状态机。

具体实施方式

图1示出了一种被设计成控制阀400的电池供电的智能计量装置100，该阀400可被用于使消费者与所供给的公用设施断开连接。该智能计量装置100包括通信装置300、智能计量应用200以及呈阀400的形式的致动装置，该阀400被布置成用于使消费者与所供给的公用设施断开连接或者限制输送到消费者的公用设施的量。阀400被配置成以不同的模式操作。对于操作阀400的每个不同模式，将通过打开阀400、关闭阀400、部分地关闭阀400或通过当在预先配置的时间跨度内已将预先配置量的公用设施输送到消费者时关闭阀400来限制或不限制公用设施的输送。

智能计量装置100通过利用高级计量基础设施(AMI)的收集器与后端系统通信。AMI可提供多种服务等级，从而提供不同等级的通信延迟和可靠性。智能计量装置100被配置成自主地选择用于紧急情况和非紧急情况的不同服务等级。以这种方式，智能计量装置100将确保在大范围的情况下在动态环境中满足适当的服务等级。

智能计量装置100将连续地评估当前情况为紧急情况或非紧急情况，并且智能计量装置100将相应地处于紧急状态或非紧急状态。一种紧急情况是特定的紧急事件已经发生、被怀疑已经发生或预期发生的情况。阀400的关闭是紧急事件。紧急事件的其它示例是：检测到泄漏、温度跨越预定界限、检测到公用设施的污染、压降、水表中的水冻结。在紧急情况下，需要具有短延迟的可靠通信，即与在非紧急情况下相比，在紧急情况下，所需的服务等级是较高的。

评估当前情况的算法可被实施为状态机或通过其它SW方法来实施。图3示出了一种用于将情况评估为是紧急的或是非紧急的状态机。作为该评估的结果，该智能计量装置100将处于“紧急状态”602或“非紧急状态”601。状态601、602之间的转换603、604、605通过被配置成触发多种转换603、604、605的特定事件施加。601是阀400被打开的非紧急状态。602是阀400被关闭的紧急状态。603是由阀400关闭所施加的转换，以及604是由阀400打开所施加的转换。

状态机将监控被配置成施加从当前状态到另一状态的转换的特定事件。当处于非紧急状态601时，状态机将监控阀400被关闭的事件。当该事件发生时，将触发到“紧急状态”602的转换。当处于紧急状态602时，状态机将监控触发到另一状态604、605的转换的事件。如果阀400被重新打开，则触发到非紧急状态601的转换604。如果智能计量装置100已处于紧急状态602持续一段延长的时间段，则可触发等效转换605的另一事件是超时。因此，不止一个事件可导致两个相同状态之间的转换。尽管状态机仅示出了两个状态以及导致这些状态之间的转换的三个事件，但应该理解的是，状态机可以被利用若干紧急状态和若干非紧急状态以及导致这些状态之间的转换的许多不同的事件予以扩展。通信装置300被配置成为智能计量装置100的不同的紧急状态和非紧急状态提供不同的服务等级。

用于确定智能计量装置100是否处于紧急或非紧急状态的算法的输入参数至少是阀400的状态。其它参数也可被用作算法的输入，例如，阀400已经被保持处于特定状态所持续的时间、来自分析消耗模式的算法的输出、来自诸如温度传感器、压力传感器或污染传感器之类的传感器的输出。当阀400被关闭时，智能计量装置100将处于紧急状态，这是因为消费者已与重要的公用设施(例如饮用水或用于加热和烹饪目的的燃气)断开连接。因此，能够在没有过度延迟的情况下重新连接消费者是至关重要的；这需要由紧急状态施加的提高了的服务等级。

AMI使用一种用于在智能计量装置100和收集器之间建立链路的通信协议。该通信协议在具有特定作用和职责的独立层中被结构化。其一个示例是在ISO/IEC 7498-1中限定的OSI参考模型。

智能计量应用200与后端系统或收集器中的对等体进行通信。智能计量应用200具有对在通信信道中使用的通信协议进行解释的能力。智能计量应用200负责处理通信协议的应用层。智能计量应用200的职责是使用相关的安全机制来确保相关数据的机密性、真实性、重放保护等。

该系统使用一种先发后听(LAT)方法，该LAT方法基本上例如在无线M-BUS标准EN13757-4中获知。LAT意指仅可在数据包的自主传输之后启动的在智能计量装置100和收集器之间的双向会话。数据包由智能计量装置100自主地启动并由通信装置300传输。自主启动的传输在某些情况下将使用承载数据(例如计量数据、报警消息、来自传感器或致动装置的数据)的数据包。在其它情况下，数据包将不是承载数据的，而仅具有通过在自主启动的传输之后表示存在一个或多个监听窗口就能够启动双向会话的目的。非承载数据的数据包与承载数据的数据包相比将具有较短的持续时间，从而使得非承载数据的数据包具有较少的能耗。

由于LAT方法，导致建立双向会话的期望延迟与传输间隔密切相关。此外，数据包丢失的风险将影响该期望延迟。由于通信信道中的拥塞所引起的冲突或由于对通信信道中的数据消息施加的错误，导致可能出现数据包丢失。抄表系统通常在具有高数据包错误率(PER)的情况下操作。10-50％的范围内的PER是常见的。可通过缩短传输间隔、增加每次传输之后打开的监听窗口的数量或改变其它通信参数使期望延迟最小化，而PER最小化。

可通过改变通信参数以使用较窄的频带通信信道，通过选择较低的数据速率或通过经由改变中心频率而改变到较少占用的通信信道来降低PER。此外，可通过提高前向纠错(FEC)编码速率来降低PER。作为选择，可通过在使用扩展频谱的系统中提高传输功率或提高扩展速率来降低PER。如果需要大幅地降低PER，可以以组合的方式改变上述参数中的更多个，或者可以使用提高稳健性的其它方法。

在某些情况下，通过在两个方向中交换一个或非常少的数据包而并不建立会话或协商会话参数来完成双向通信。在其它情况下，双向通信将从会话参数的协商开始。这种会话参数协商包括下列活动中的一个或多个：对通信参数进行初始协商；交换会话加密密钥，以确保通信会话期间所需的隐私等级、数据完整性等；对通信装置进行认证；选择传输层协议。

为了使电池供电装置中的能量消耗最小化，并且基本上使信道占用率最小化，在装置的使用期限期间的平均传输间隔应被保持很高。通常需要处于5-180分钟的范围中的平均传输间隔，以获取足够的使用期限。可接受的间隔将取决于电池尺寸、传输功率、所需的产品使用期限等。在某些情况下，该间隔将高于180分钟。常规的间隔可以处于15-120分钟的范围中。当阀400被打开时，消费者被连接到公用设施，通信装置300将使用例如为180分钟的长传输间隔。如果待将消费者与公用设施断开连接(例如由于未支付)，则在智能计量装置100和收集器之间建立双向会话。如果智能计量装置100处于非紧急状态，则将存在长达180分钟的延迟，直到下一个监听窗口被打开为止。如果在最初到来的监听窗口处并未建立成功的双向会话，则应期望180分钟的附加延迟。因此，将会期望断开与消费者的连接有关的长延迟。该服务等级适用于阀400被打开且消费者利用公用设施的非紧急情况。

当待使消费者与公用设施断开连接时，这通过后端系统的用户接口提出请求。产生使用户与公用设施断开连接的请求，并且需要建立双向通信会话。当已经成功地建立通信会话时，智能计量装置100的通信装置300可接收包括关闭阀400的请求的数据包。接收到的数据包被发送到智能计量应用200。智能计量应用200将解释该请求并确保在阀400被关闭之前已经使用了所需的安全机制。作为对接收到的请求的响应，智能计量应用200将产生一个响应，该响应包括关于执行该请求以及阀400的当前模式的信息。通信装置300将传输被嵌置在数据帧中的所产生的响应。

当关闭阀400并且使消费者与公用设施断开连接时，智能计量应用200将就智能计量装置100的新紧急状态通知通信装置300。作为对该状态的改变的响应，通信装置300将开始使用适用于该紧急状态的通信参数。通信参数的变化具有调节服务等级以适合于当前紧急状态的目的。这通过使用于建立双向会话的期望延迟最小化来完成。在一个实施例中，所改变的通信参数是传输间隔。例如，传输间隔从180分钟改变为5分钟。在其它情况下，传输间隔可被缩短到1分钟。根据用于非紧急状态的传输间隔，所使用的传输间隔可被缩短到介于30秒与60分钟之间。将传输间隔缩短到5分钟将导致明显缩短建立双向会话的期望延迟。具有建立双向会话的机会的期望延迟可被计算为：

式中：

p＝数据包成功率

T＝传输间隔

如果信道中的PER为50％，则传输间隔从180分钟到5分钟的缩短将改变用于检测监听窗口的期望延迟，并且由此具有建立从270分钟到75分钟的双向会话的机会。因此，将可以通过建立与通信装置300的双向通信会话来重新连接消费者，并且由此在没有任何过度延迟的情况下重新打开该阀400。当阀400已经被重新打开时，智能计量装置100将进入非紧急状态。通信装置300将接收关于非紧急状态的信息，并恢复使用先前的通信参数，从而提供适用于非紧急状态的服务等级。

使用适用于紧急状态的通信参数将导致平均能量消耗的明显增加。如果持续更长的时间，这将在智能计量装置100的使用期限结束之前耗尽该装置的电池。为了减轻这个问题，可以实施一种限制智能计量装置100处于紧急状态中所持续的时间的机构。确定智能计量装置100的状态的算法将在阀400被关闭时，使智能计量装置100进入紧急状态。智能计量装置100将刚好在阀400已经被关闭之后的一时间段中保持处于紧急状态。如果阀400保持关闭并持续一段延长的时间段，则超时将导致到非紧急状态的转换，即使阀400保持关闭也是如此。由于智能计量装置100不再处于紧急状态，则通信装置300将恢复使用适用于非紧急状态的通信参数。在阀400已被重新打开并被再次关闭之前，智能计量装置100将不会再次进入紧急状态。在该实施例中，超过72小时的时间段被视为是延长期。用于进入延长期的限制取决于所供给的公用设施及与消费者的服务等级协议(SLA)。进入延长期的限制可以处于8小时到31天的范围内。如果紧急情况具有有限的时间跨度，则使用期限超过16-20年的增加的总能量消耗将仅在最小程度上受到通信参数的暂时变化的影响。因此，产品的使用期限将并不被明显地缩短。

智能计量装置100可被配置成使用不同的多组数据通信参数。不同组的通信参数提供不同的服务等级并且因此适合于不同类型的紧急状态。根据紧急状态的性质或严重性和所需的服务等级，智能计量装置100可以在不同组的通信参数中进行选择。不同组的通信参数可被远程地升级并存储在非易失性存储器中或被硬编码为智能计量装置100中的固件的一部分。

在另一实施例中，对于消费数据的分析将被用作用于将智能计量装置100的状态确定为紧急的或非紧急的算法的输入参数。图2示出了智能计量装置100，其被设计成用以测量所供给的公用设施的使用、支持使用数据的远程读取、监控和检测异常用户行为以及控制可被用于使消费者与公用设施断开连接的阀400。智能计量装置100包括通信装置300、智能计量应用200、计量装置500及呈阀400的形式的致动装置，该阀400被布置成用于使消费者与公用设施断开连接。

计量装置500将对公用设施的消耗进行计量。智能计量装置100的内部算法将分析消费数据以检测异常使用模式。内部算法将例如能够通过分析消费数据，检测由于在智能计量装置100之后的供应管线中的破损管道所造成的公用设施的泄漏。在本领域中众所周知的是分析消费数据以检测类似于例如由于管道的腐蚀或故障水龙头所导致的小或大泄漏之类的异常情况。导致公用设施的大泄漏的破裂管道将导致智能计量装置100转换到紧急状态。作为对于进入紧急状态的响应，智能计量应用200将关闭该阀400，以使由于公用设施的潜在泄漏所造成的损坏最小化。

作为对于智能计量装置100正进入紧急状态的响应，主要由于检测到的泄漏且其次由于关闭的阀400，导致通信装置300改变服务等级，以便缩短在没有过度延迟的情况下向后端系统提供双向会话的期望延迟。在检测到破损管道是由于消费者的异常但有意的行为所导致的误报泄漏检测的情况下，可向智能计量装置100发送请求，以通过在没有过度延迟的情况下重新打开阀400而将消费者重新连接到公用设施。

在又一实施例中，当智能计量装置100处于紧急状态时，将改变除传输间隔之外的其它通信参数。在这种情况下，通过将通信信道改变为一种为紧急情况所保留的信道，将满足该适当的服务等级。可以改变以满足适当的服务等级的其它通信参数包括：RF信道的中心频率、数据速率、调制类型、FEC校正算法、FEC编码速率、扩频因子、扩频方案、传输功率及改变所提供的服务等级的其它相关通信参数。可以使用不同类型的扩频，例如直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS)。

在又一实施例中，可以在智能计量装置100中集成一个或多个其它传感器，例如温度传感器、压力传感器、浊度传感器、湿度传感器或污染传感器。传感器向将智能计量装置100的状态确定为紧急的或非紧急的算法提供输入数据。在一些实施例中，来自传感器的输出被用于施加关闭或打开阀400的事件。在智能计量装置100设置有温度传感器的实施例中，传感器检测到温度接近0℃。当分析来自温度传感器的数据时，确定智能计量装置100的状态的算法将会施加智能计量装置100到紧急状态的传输。如果计量器和管道中的水冻结，则存在设备将破裂的风险并且将会存在漏水的风险。该情况将需要将附加数据在具有低数据丢失损失的情况下输送到头端系统。该附加数据可被用于例如通过命令消费者开始使用水来防止设备冻结。因此，在温度接近0℃的情况下，将需要提高的服务等级。当处于紧急状态中时，智能计量装置100将增加向后端系统发送的数据量。此外，当进入紧急状态时，智能计量装置可改变数据包的内容。此外，智能计量装置100将提高FEC编码速率，以降低数据包丢失的风险。智能计量装置100还将开始使用为将警报和其它高优先级的消息从智能计量装置100传送到后端系统所保留的专用通信信道。此外，通过使用传输层协议，智能计量装置100将请求使用可靠的通信策略。传输层协议在单独层或子层通信协议中实施。提供可靠通信的这种传输层的示例是IP栈的TCP层。

Claims (10)

1.一种智能计量装置(100)，包括：

-阀(400)，所述阀被布置成当处于第一模式中时限制公用设施的输送，当处于第二模式中时并不限制所述公用设施的输送；

-通信装置(300)，所述通信装置包括用于利用用于通过在传输数据帧之后打开至少一个接收窗口来建立双向会话的先发后听(LAT)机制而与收集器进行无线通信的传输机和接收机；

-用于至少向所述通信装置(300)供给能量的电池；

所述智能计量装置(100)被布置成以所配置的传输间隔自主地传输数据帧，所述智能计量装置(100)还被布置成连续地确定其当前状态为紧急的或非紧急的，其中，至少所述阀(400)的模式是用于在紧急状态和非紧急状态之间进行区分的参数，所述智能计量装置(100)还被布置成根据所述当前状态改变所述传输间隔，当所述状态为紧急的时将所述传输间隔改变为与所述状态为非紧急的时相比是较短的，从而导致开始与处于紧急状态时的所述智能计量装置(100)进行双向通信会话的较短的期望延迟。

2.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置(100)被布置成在预定时间段之后将所述当前状态从紧急状态改变成非紧急状态，以便限制所述智能计量装置(100)能够保持处于紧急状态所持续的最大时间。

3.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还包括用于获取消费数据的计量装置(500)以及用于分析消费数据的内部算法，所述智能计量装置(100)被配置成使用来自所述内部算法的输出作为施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

4.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置被配置成，除了改变所述传输间隔之外，根据所述状态改变下列中的至少一个：传输功率、编码速率、数据速率、调制、中心频率。

5.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置能够在双向通信会话期间接收来自所述收集器的命令，在所述命令中，要求所述智能计量装置(100)改变所述阀(400)的模式。

6.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还包括能够测量温度的传感器装置，所述智能计量装置(100)将使用测量到的温度作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

7.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还包括能够检测水污染的传感器装置，所述智能计量装置(100)将使用来自所述传感器装置的输出作为用于施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

8.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还包括浊度传感器，所述智能计量装置(100)将使用来自所述浊度传感器的输出作为施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

9.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还包括压力传感器，所述智能计量装置(100)将使用来自所述压力传感器的输出作为施加紧急状态和非紧急状态之间的转换的参数。

10.根据权利要求1所述的智能计量装置(100)，其中，所述智能计量装置还被配置成根据所述状态改变自主传输的数据帧的数据内容。