CN113375747A - 布置成检测温度异常的可燃流体计量表 - Google Patents

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Abstract

一种可燃流体计量表(1)，包括：第一通信接口(15)，布置成与包括机电阀(4)的切断单元(3)的第二通信接口(20)进行通信；温度传感器(27)，布置成测量可燃流体的温度；处理器模块(16)，布置成采集由温度传感器(27)产生的温度测量结果、尝试检测异常的发生、并且如果检测到异常则产生包含用于关闭机电阀(4)的关闭命令的内部控制帧、并经由第一通信接口将所述内部控制帧传送到切断单元的第二通信接口以关闭机电阀。

Description

布置成检测温度异常的可燃流体计量表
技术领域
本发明涉及例如天然气等可燃流体的计量表领域。
背景技术
配气管网包括经由燃气表连接到用气设施的管道。
已知将切断单元安装在燃气表附近的管道上，通常在燃气表的上游(即在其配气侧，而非在其设施侧)，但可能在燃气表下游。
此类切断单元通常包括机电阀，其被控制用于选择性地切断或重建对设施的燃气供应。机电阀可被激活以切断供应，例如当检测到漏气时，或者当住所预计在一定时间内保持空置时，例如在搬家后。
配气管网的运营商必须清楚地采取实质性措施来确保配送是安全的。具体而言，配气呈现出一定数量的众所周知的风险，其后果可能是灾难性的：火灾、爆炸、中毒，等等。
发明目的
本发明的目标是改进用于分配可燃流体的管网的安全性。
发明内容
为了达成这一目标，提供了一种可燃流体计量表，包括：
第一通信接口，布置成经由无线电链路与包括机电阀的切断单元的第二通信接口进行通信并且还经由所述无线电链路传送电能，所述电能被适配成向所述切断单元的第二通信接口供电；
温度传感器，布置成测量所述可燃流体的温度；
处理器模块，布置成采集由所述温度传感器产生的温度测量结果以尝试检测与所述可燃流体的温度相关的异常的发生、并且如果检测到与所述可燃流体的温度相关的异常则产生包含用于关闭所述机电阀的关闭命令的内部控制帧、并经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口以关闭所述机电阀。
本发明的可燃流体计量表因而可检测与可燃流体的温度相关的异常的发生，并且在必要的情况下，它可操作切断单元的机电阀以中断可燃流体的配送。这用于显著降低火灾或爆炸发生的任何风险。可燃流体计量表位于切断单元附近并且它以独立的方式决定它是否必须关闭机电阀，从而使得能够在与温度相关联的异常的情况下非常快速地切断配送。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中所述处理器模块被布置成在所述可燃流体的温度大于预定温度阈值时或者在所述可燃流体的温度变化大于预定变化阈值时检测到与所述可燃流体的温度相关的异常的发生。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中在检测到与所述可燃流体的温度相关的异常之后并且在所述机电阀关闭之后，所述处理器模块被布置成经由所述第一通信接口来采集包括打开命令且潜在地由带到所述可燃流体计量表附近的移动设备传送的外部控制帧、并产生包括所述打开命令的内部控制帧且经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口以重新打开所述机电阀。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中所述处理器模块被布置成在重新打开所述机电阀之前验证所述可燃流体的温度已返回正常。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中在所述机电阀重新打开之后，所述处理器模块还被布置成验证在预定历时期间配送的可燃流体的量小于或等于预定量阈值并且在并非如此的情况下重新关闭所述机电阀。
还提供了如上所述的可燃流体计量表，其中第一通信接口被布置成将第一内部控制帧写入到切断单元的存储器中，并读取切断单元的存储器中的确认帧。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中内部控制帧包括内部控制帧计数器的当前值，该当前值在每次内部控制帧由可燃流体计量表传送到切断单元时递增。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，还包括布置成认证所述内部控制帧的认证装置。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中所述认证装置被布置成通过使用具有对称加密密钥的加密算法对所述内部控制帧的至少一部分进行加密，所述对称加密密钥被存储在所述可燃流体计量表的存储器和所述切断单元的存储器中。
还提供了一种如上所述的可燃流体计量表，其中认证装置被布置成解密外部控制帧。
还提供了一种用于监测可燃流体的温度的监测方法，所述方法在如上所述的可燃流体计量表中执行并且包括以下步骤：
采集由所述温度传感器产生的温度测量结果；
尝试检测与所述可燃流体的温度相关的异常的发生；
如果检测到与所述可燃流体的温度相关的异常的发生，产生包括用于关闭所述机电阀的关闭命令的内部控制帧并经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口以关闭所述机电阀。
还提供了一种包括用于使上述可燃流体计量表执行上述监测方法的各步骤的指令的计算机程序。
还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有如上所述的计算机程序。
本发明可以鉴于以下对本发明的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。
附图说明
参考附图，在附图中：
图1示出了信息系统(IS)、数据集中器、本发明的燃气表、切断单元、以及移动设备；
图2示出了切断单元；
图3示出了在燃气表检测到发生与温度相关的异常的情况下，图1的实体之间的命令、帧和消息的交换；
图4示出了在移动设备命令机电阀重新打开的情况下，图1的实体之间的命令、帧和消息的交换；
图5示出了重新打开机电阀时燃气表执行的验证步骤；
图6是类似于图3和4在IS命令机电阀重新打开的情况下的附图；
图7示出了内部控制帧；
图8示出了确认帧；
图9示出了外部控制帧。
具体实施方式
参考图1和图2，在该示例中，本发明的可燃流体计量表包括安装在天然气配气管网的管道2上并被用于测量设施的天然气消耗量的燃气表1。
切断单元3被安装在燃气表1附近的管道2上。燃气表1与切断单元3之间的距离L可例如在1厘米(cm)到10cm的范围中。切断单元3包括机电阀4，该机电阀被用于选择性地切断或重建到设施的供气。
在标称操作模式下，打开和关闭机电阀4的命令是由信息系统(IS)5发出的，该信息系统经由数据集中器6将打开或关闭命令传送到燃气表1。燃气表1将这些打开或关闭命令中继到切断单元3。
下面简要介绍这些实体中的每一者。
IS 5包括一个或多个服务器和通信模块，该通信模块使其能够经由2G、3G或4G类型的蜂窝网络与诸如数据集中器6之类的数据集中器进行通信。
数据集中器6包括用于经由2G、3G、4G网络与IS 5通信的第一通信装置10和用于与燃气表1通信的第二通信装置11。第二通信装置11使得数据集中器6能够通过无线电通信进行通信，从而在该示例中利用以169兆赫(MHz)的频率操作的Wize标准。
燃气表1是超声波流量计。燃气表1是智能表，并且首先它包括通信装置14，其同样被适配成使用以169MHz的频率操作的Wize标准通过无线电通信进行通信。这些通信装置14使燃气表1能够经由数据集中器6从IS 5接收用于打开或关闭机电阀4的命令
燃气表1还包括第一通信接口15，在该示例中，第一通信接口15是主近场通信(NFC)接口。
第一通信接口15首先包括包含第一处理器组件的处理器模块。作为示例，第一处理器组件16可以是处理器、微控制器、或事实上是可编程逻辑电路(诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))。在该示例中，第一处理器组件是第一微控制器16。第一通信接口15还包括第一存储器17、NFC收发器18和第一天线19。在该示例中，NFC收发器18包括放大器、调制器和解调器。
燃气表1进一步包括认证装置，在该示例中，燃气表1包括在第一微控制器16中和第一存储器17的一区域中的编程软件模块。
燃气表1还包括测量燃气表1中燃气的温度的温度传感器27。处理器模块的第一微控制器16采集由温度传感器27产生的温度测量结果。自然地，在必要的情况下，可针对处理器模块作出规定以包括用于格式化和采集温度测量结果的附加硬件和/或软件组件，例如模数转换器和各种补偿组件。
除了机电阀4以外，切断单元3包括第二通信接口20，具体而言是从属NFC接口、第二处理器组件以及电池22。举例而言，第二处理器组件可以是处理器、微控制器，或者实际上是诸如FPGA或ASIC之类的可编程逻辑电路。具体而言，第二处理器组件是第二微控制器21。
第二通信接口20包括第二存储器23、NFC接收器24和第二天线25。作为示例，NFC接收器24包括解调器。
第二微控制器21被布置成经由驱动器(图中未示出)来操作以命令机电阀4打开或关闭。在该示例中，第二微控制器21包括用于第二存储器23的读写访问的集成电路(I2C)接口。
切断单元3的电池22被用于向第二微控制器21和机电阀4(连同驱动器)供电。
下面描述了燃气表1监测燃气温度的方式。
如上所述，燃气表包括温度传感器27。
温度传感器27测量燃气的温度，并且第一微控制器16采集温度测量结果并尝试检测与燃气温度相关的异常的发生。
与燃气温度相关的异常可能是燃气温度的异常，也可能是燃气温度的异常变化。
为了检测燃气的异常温度，第一微控制器16将燃气的温度与预定温度阈值进行比较，并且当燃气的温度变得高于预定温度阈值时，第一微控制器16检测到燃气的异常温度。预定温度阈值是可配置的阈值，通常等于120℃。
为了检测燃气温度的异常变化，第一微控制器16将燃气温度的变化与(正的)预定变化阈值进行比较，并且当燃气温度的变化大于预定变化阈值达预定持续时间时，第一微控制器1检测到燃气温度的异常变化。预定变化阈值是可配置的阈值，以摄氏度/秒表示，通常等于10℃/s。预定持续时间通常等于10秒(s)。
参考图3，当燃气表1检测到与燃气温度相关的异常发生时，燃气表1的第一微控制器16生成旨在送给IS 5的与燃气温度相关的警报。与燃气温度相关的警报最初由燃气表1通过169MHz的无线电通信传送到数据集中器6(步骤E1)，并且然后由数据集中器6使用httpPOST请求和TR 69协议经由2G、3G或4G网络传送到SI 5(步骤E2)。
同时，燃气表1的第一微控制器16产生内部控制帧，该帧包含用于关闭切断装置3的机电阀4的命令。
内部控制帧借助燃气表1的认证装置来被认证。认证包括对控制帧进行加密，至少部分加密。
认证装置使用具有存储在第一通信接口15的第一存储器17的区域中的“秘密”对称加密密钥的加密算法。
加密算法是使用Galois计数器模式(GCM)的高级加密标准(AES)算法。该加密算法使数据能够在128位块中进行加密和解密。对称加密密钥是128位密钥。
对称加密密钥还被存储在切断单元3的第二通信接口20的第二存储器23的第一区域中，并且因此对于第一通信接口15和第二通信接口20两者而言都是已知的。燃气表1和切断单元3经由这一相同的对称加密密钥相关联。作为示例，一旦燃气表1和切断单元3已被制造，就可以通过将对称加密密钥加载到燃气表1的第一存储器17中并加载到切断单元3的第二存储器23中来在工厂中执行该关联。这一关联也可以在安装期间在现场进行。
第一微控制器16经由第一通信接口15并从而通过使用NFC技术将内部控制帧传送到切断单元3的第二通信接口20，以关闭机电阀4(步骤E3)。
为此，借助NFC收发器18和第一天线19，第一通信接口15产生在第二通信接口20的第二天线25中引发电流的电磁场。电磁场用于形成无线电链路，使得第一通信接口15能够将控制帧传送到第二通信接口20，并且还能够传送向第二通信接口20供电的电能。因此，第二通信接口20不由切断单元3的电池22供电，而仅由经由无线电链路传送的电能供电。
为了优化电能的传输，在这一点上应该观察到，第一天线19和第二天线25有利地面向彼此来定位，其中每个天线在垂直于穿过其相应中心的轴的平面中延伸。
然后，第一通信接口15将内部控制帧写入到第二通信接口20的第二存储器23的第二区域中。
默认地，切断单元3的第二微控制器21一般处于待机模式。当第二通信接口20接收到由第一通信接口15传送的电能时，它产生唤醒第二微控制器21的激活信号。
该激活信号是应用于第二微控制器21的管脚的中断信号。在一变型中，出于唤醒第二微控制器21的目的，使用由第二通信接口20生成的“存储器忙”类型信号也是可能的。
第二微控制器21随后通过读取第二存储器23的第二区域来访问内部控制帧。通过知悉对称加密密钥，第二微控制器21解密内部控制帧，从内部控制帧提取关闭命令，并命令机电阀4关闭。
此后，在关闭机电阀4之后，第二微控制器21在第二通信接口20的第二存储器23的第三区域中写入确认帧，该确认帧包括燃气表1的第一通信接口15的确认(步骤E4)。应该观察到，第二存储器23的第三区域和第二存储器23的第二区域可能但不必一定是同一区域。
第二微控制器21通过使用上述加密算法来认证确认帧。
燃气表1的第一通信接口15访问第二通信接口20的第二存储器23的第三区域以便尝试读取第二存储器23的第三区域中的确认帧(步骤E5)。通过轮询方法来执行读取：第一通信接口15以规则间隔访问第二存储器23的第三区域的内容，以便确定在第二存储器23的第三区域中是否确实可以找到确认帧。
如果在第一次读取尝试中确实存在确认帧，则燃气表1本身向数据集中器6返回确认消息(步骤E6)。数据集中器6将确认消息中继给IS 5(步骤E7)。
在内部控制帧已经被传送到切断单元3之后，并且如果在第二存储器23的第三区域中没有存储确认帧(步骤E8)，则第一次读取尝试失败(步骤E9)。然后，第一通信接口15进行第二次读取尝试(步骤E10)。如果该尝试失败，则第一通信接口15进行第三次读取尝试(步骤E11)。每次读取尝试与之前的读取尝试间隔预定历时，在该示例中等于1分钟(min)。在预定数量的不成功读取尝试(在该示例中等于3)之后，燃气表1向数据集中器6返回出错消息(步骤E12)。数据集中器6将出错消息中继给IS 5并传送警报以通知IS 5切断单元3的机电阀4尚未被关闭(步骤E13)。
第一通信接口15的第一微控制器16操作内部控制帧计数器，并且其当前值被包括在每一内部控制帧中。每次由燃气表1向切断单元3传送内部控制帧时，内部控制帧计数器由第一微控制器16递增。
内部控制帧计数器用于避免内部控制帧被“回放”，即避免恶意人员已经接收到并采集的旧内部控制帧被用于产生用于欺诈性地控制切断单元3的打开或关闭命令成为可能。因而，当切断单元的第二微控制器21采集内部控制帧时，它验证包括在所述内部控制帧中的内部控制帧计数器的当前值严格大于包括在先前内部控制帧中的值。
同样，切断单元3的第二微控制器21操作每次第二微控制器21产生确认帧时递增的确认帧计数器，该计数器的当前值被包括在确认帧中。
一旦IS 5接收到与燃气温度相关的警报，运营商就观察到并解决造成该警报的问题。
一旦不再存在任何风险，运营商将在本地操作来重新打开机电阀4。为此，运营商提供有移动设备28，例如智能手机。移动设备28先前已检索借助密钥管理系统(KMS)生效的对称加密密钥。
移动设备28被带到燃气表1附近并产生包含打开机电阀4的命令的外部控制帧。外部控制帧由移动设备28加密。外部控制帧由NFC发送。燃气表1的第一微控制器16采集该外部控制帧，并通过知悉对称加密密钥来将其解密。燃气表1还包括类似于以上针对切断单元3描述的唤醒系统。然后，燃气表1的第一微控制器16产生包含打开命令的内部控制帧，并经由燃气表1的第一通信接口15将所述内部控制帧传送到切断单元3的第二通信接口20，以便重新打开机电阀4。
图4中示出了该情形。
运营商将移动设备28带到燃气表1附近并且因而在切断单元3附近。
移动设备28使用NFC向燃气表1发送包含打开机电阀4的命令的外部控制帧(步骤E20)。
燃气表1的第一微控制器16采集该外部控制帧并产生包含打开命令的内部控制帧。内部控制帧借助燃气表1的认证装置来被认证。
然后，燃气表1通过使用NFC技术以与上述相同的方式将内部控制帧传送到切断单元3(步骤E21-参见步骤E3)。
第二微控制器21命令机电阀4重新打开。
此后，一旦机电阀4重新打开，第二微控制器21产生并认证确认帧，然后将其写入第二存储器23(步骤E22)。
第一通信接口15尝试读取第二存储器23中的确认帧(步骤E23)。读取是使用上述轮询方法执行的。
如果在第一次读取尝试中确实存在确认帧，则燃气表1本身向移动设备28返回确认消息(步骤E24)。
在内部控制帧已经被传送到切断单元3之后，并且如果在第二存储器23的第三区域中没有存储确认帧(步骤E25)，则第一次读取尝试失败(步骤E26)。然后，第一通信接口15进行第二次读取尝试(步骤E27)。如果该尝试失败，则第一通信接口15进行第三次读取尝试(步骤E28)。每次读取尝试与之前的读取尝试间隔预定历时，在该示例中等于1min。在预定数量的不成功读取尝试(在该示例中等于3)之后，燃气表1向移动设备28返回出错消息(步骤E29)。
应当观察到，在切断单元3的机电阀4重新打开时，燃气表1的第一微控制器16验证两个条件。
首先，在重新打开机电阀4之前，并且因而在将包括打开命令的内部控制帧传送到切断单元3的第二接口20之前，燃气表1的第一微控制器16验证燃气的温度已返回正常。
在机电阀4被重新打开之后，第一微控制器16还验证在(短)预定历时期间递送的燃气的量小于或等于预定量阈值(例如，以燃气的体积来表示)。如果不是，则第一微控制器16重新关闭机电阀4。具体而言，因为机电阀4先前被关闭，所以当机电阀4被重新打开时该设施不应消耗燃气，所以在机电阀4重新打开时燃气表1不应观察到任何燃气流，除非在该设施中存在燃气泄漏的情况下。
这一验证方法的诸步骤在图5中示出。
验证方法始于步骤E30。
燃气表1的第一微控制器16分析诸温度测量结果，并验证与燃气的温度相关的异常的确消失(步骤E31)。
如果没有，并且因而如果异常仍然存在，则燃气表1将警报发送到移动设备28(步骤E32)。该验证方法随后结束(步骤E33)。
如果异常确实消失了，则第一微控制器16采集并存储与当前时间T0相关联的第一测量指标，并随后传送包含打开命令的内部控制帧以打开机电阀4(步骤E34)。第一测量指标代表到当前时间T0为止由管道2配送的燃气量。第一微控制器16等待等于预定持续时间的历时，在该示例中为5s(E35)，并随后采集与时间T0+5秒相关联的第二测量指标。在这一示例中，指标是以升为单位的体积。
第一微控制器16验证第二指标和第一指标之差是否严格大于(或等于)预定量阈值，例如具体而言等于1升(步骤E36)。
如果第二指标和第一指标之差严格大于预定量阈值，则燃气表1向移动设备28发送警报(步骤E32)。该验证方法随后结束(步骤E33)。
否则，燃气表1向移动设备28发送重新打开协定消息(步骤E37)。该验证方法随后结束(步骤E33)。
或者，并且参考图6，IS 5完全可以经由数据集中器6和燃气表1来控制机电阀4的重新打开。
IS 5产生用于打开切断单元3的机电阀4的命令，并且通过使用TR 69协议的httpPOST请求将打开命令传送给数据集中器6(步骤E40)。
以规则间隔，燃气表1向数据集中器6发送收集帧(步骤E41)。
数据集中器6等待接收收集帧，并且当其确实接收到收集帧时，数据集中器6在燃气表1的监听窗口中发送打开命令(步骤E42)。为此，数据集中器6使用使用以169mhz的频率操作的Wize标准的无线电通信。
燃气表1的第一微控制器16产生包含用于打开切断装置3的机电阀4的命令的内部控制帧。
内部控制帧借助燃气表1的认证装置来被认证。
然后，燃气表1通过使用NFC技术以与上述相同的方式将内部控制帧传送到切断单元3(步骤E43)。
第二微控制器21命令机电阀4打开。
此后，一旦机电阀4打开，第二微控制器21产生并认证确认帧，并然后将其写入第二存储器23(步骤E44)。
第一通信接口15尝试读取第二存储器23中的确认帧(步骤E45)。读取是使用上述轮询方法执行的。
如果在第一次读取尝试中确实存在确认帧，则燃气表1向数据集中器6返回确认消息(步骤E46)，数据集中器6将其返回到IS 5(步骤E47)。
在内部控制帧已经被传送到切断单元3之后，并且如果在第二存储器23的第三区域中没有存储确认帧(步骤E48)，则第一次读取尝试失败(步骤E49)。然后，第一通信接口15进行第二次读取尝试(步骤E50)。如果该尝试失败，则第一通信接口15进行第三次读取尝试(步骤E51)。每次读取尝试与之前的读取尝试间隔预定历时，在该示例中等于1min。在预定数量的不成功读取尝试(在该示例中等于3)之后，燃气表1向数据集中器6返回出错消息(步骤E52)，数据集中器5将其返回到IS 5(E53)。
应当观察到，图6还对应于该系统的“标称”操作：当未检测到与燃气温度相关的异常时，IS 5产生用于致动切断单元3的机电阀4的打开或关闭命令。
下面更详细地描述内部控制帧(由燃气表1针对切断单元3产生)、确认帧(由切断单元3针对燃气表1产生)和外部控制帧(由移动设备28针对燃气表1产生)的结构。
参照图7，内部控制帧60首先包括未被加密并且符合NIST特殊发布800-38的章节8.2.1的推荐的初始值IV 61。
初始值IV 61被细分为第一字段62和第二字段63。
第一字段62是4字节字段，其包含消息发布者的标识符，具体而言是燃气表1的标识符。
第二字段63是包含内部控制帧计数器的当前值的8字节字段。第二字段63在不更改对称加密密钥的情况下允许超过18x 1018个命令，并且每次对称加密密钥被更改时，它被重新初始化为0。
此后，内部控制帧60包括有效载荷64，其是用于标识帧的功能的功能字段：打开命令、关闭命令或确认。有效载荷64由AES加密算法使用GCM操作模式来加密，并且它包括4个字节。
有效载荷64具有一个控制字节，该控制字节采用以下值：
'0'：针对打开机电阀4的命令。这是来自燃气表1的内部控制帧；
'1'：针对关闭机电阀4的命令。这是来自燃气表1的内部控制帧；或者
'2'：针对确认。这是来自切断单元3的确认帧。
因而，内部控制帧60的有效载荷64中的控制字节对于打开命令具有值'0'，而对于关闭命令具有值'1'。
有效负载64还具有3个未使用的字节。
应该观察到，所使用的加密算法根据控制字节生成16字节的随机数。
然后，内部控制帧60具有由AES加密算法使用GCM操作模式生成的16字节消息认证码65(也称为“标签”)。消息认证码65用于认证内部控制帧60，以确保其包含的数据的完整性，并且确认内部控制帧60确实来自预期的发布者(具体而言是燃气表1)。
参照图8，确认帧70首先包括被细分为第一字段72和第二字段73的初始值IV 71。
第一字段72是4字节字段，其包含消息发布者的标识符，具体而言是切断单元3的标识符。
第二字段73是包含确认帧计数器的当前值的8字节字段。第二字段73在不更改对称加密密钥的情况下允许超过18x 1018个确认，并且每次对称加密密钥被更改时，它被重新初始化为0。
此后，确认帧70包括由AES加密算法使用GCM操作模式加密并占用4个字节的有效载荷74。
确认帧70的有效负载74的命令字节具有值'2'。
有效负载74还具有3个未使用的字节。
应该观察到，所使用的加密算法根据控制字节生成16字节的随机数。
然后，确认帧70具有由AES加密算法使用GCM操作模式生成的16字节消息认证码75(也称为“标签”)。消息认证码75用于认证确认帧70，以确保其包含的数据的完整性，并且确认确认帧70确实来自预期的发布者(具体而言是切断单元3)。
参照图9，外部控制帧80首先包括未被加密并且符合NIST特殊发布800-38的章节8.2.1的推荐的初始值IV 81。
初始值IV 81被细分为第一字段82和第二字段83。
第一字段82是4字节字段，其包含消息发布者的标识符。在这一示例中，为所有移动设备选择单个恒定标识符。
第二字段83是包含外部控制帧计数器的当前值的8字节字段。第二字段83在不更改对称加密密钥的情况下允许超过18x 1018个命令，并且每次对称加密密钥被更改时，它被重新初始化为0。
此后，外部控制帧80包括有效载荷84，其是用于标识帧的功能的功能字段：打开命令、关闭命令或确认。有效载荷84由AES加密算法使用GCM操作模式来加密，并且它包括4个字节。
有效载荷84具有一个控制字节，该控制字节采用以下值：
'0'：针对打开机电阀4的命令；
'1'：针对关闭机电阀4的命令。
因此，外部控制帧80的有效载荷84中的命令字节对于打开命令具有值'0'，而对于关闭命令具有值'1'。
有效负载84还具有3个未使用的字节。
然后，外部控制帧80具有由AES加密算法使用GCM操作模式生成的16字节消息认证码85(也称为“标签”)。消息认证码85用于认证控制帧80，以确保其包含的数据的完整性，并且确认控制帧80确实来自预期的发布者(具体而言是为此目的提供的移动设备)。
自然地，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖了落入如由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。
用于互连IS、数据集中器、流量计、切断单元和移动设备的通信技术和协议可不同于上述那些技术和协议。
第一通信接口和第二通信接口不必一定是NFC接口。可以使用某种技术或其他类型的协议，并且例如所谓的“专有”技术和协议。任何使得传送数据(命令、确认等)和足够的电能以向通信接口供电成为可能的无线电链路都落在本发明的范围内。
本发明可以自然地在用于配送除天然气以外的可燃流体(一些其他可燃气体、燃油，等等)的管网中使用的仪表中执行。
可以使用其他加密算法，并且例如Twofish、Serpent和/或Blowfish算法。更一般而言，认证装置可与上述认证装置不同。使用能够证明帧的真实性的任何认证装置是可能的。

Claims (13)

1.一种可燃流体计量表(1)，包括：
第一通信接口(15)，所述第一通信接口被布置成经由无线电链路与包括机电阀(4)的切断单元(3)的第二通信接口(20)进行通信，并且还经由所述无线电链路传送电能，所述电能被适配成向所述切断单元的第二通信接口供电；
温度传感器(27)，所述温度传感器被布置成测量所述可燃流体的温度；
处理器模块(16)，所述处理器模块被布置成采集由所述温度传感器(27)产生的温度测量结果、尝试检测与所述可燃流体的温度相关的异常的发生、并且如果检测到与所述可燃流体的温度相关的异常则产生包含用于关闭所述机电阀(4)的关闭命令的内部控制帧(60)、并经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口以关闭所述机电阀。
2.如权利要求1所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述处理器模块(16)被布置成在所述可燃流体的温度大于预定温度阈值时或者在所述可燃流体的温度变化大于预定变化阈值时检测到与所述可燃流体的温度相关的异常的发生。
3.如任一前述权利要求所述的可燃流体计量表，其特征在于，在检测到与所述可燃流体的温度相关的异常之后并且在所述机电阀(4)关闭之后，所述处理器模块(16)被布置成经由所述第一通信接口(15)来采集包括打开命令且潜在地由带到所述可燃流体计量表(1)附近的移动设备(28)传送的外部控制帧(80)、并产生包括所述打开命令的内部控制帧且经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口(20)以重新打开所述机电阀。
4.如权利要求3所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述处理器模块被布置成在重新打开所述机电阀之前验证所述可燃流体的温度已返回正常。
5.如权利要求4所述的可燃流体计量表，其特征在于，在所述机电阀(4)重新打开之后，所述处理器模块还被布置成验证在预定历时期间配送的可燃流体的量小于或等于预定量阈值，并且在并非如此的情况下重新关闭所述机电阀(4)。
6.如任一前述权利要求所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述第一通信接口(15)被布置成将所述内部控制帧写入到所述切断单元(3)的存储器(23)中，并读取所述切断单元(3)的存储器(23)中的确认帧(70)。
7.如任一前述权利要求所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述内部控制帧(60)包括内部控制帧计数器的当前值，所述当前值在每次内部控制帧由所述可燃流体计量表(1)传送到所述切断单元(3)时递增。
8.如前述权利要求中的任一项所述的可燃流体计量表，其特征在于，还包括布置成认证所述内部控制帧的认证装置。
9.如权利要求8所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述认证装置被布置成通过使用具有对称加密密钥的加密算法对所述内部控制帧的至少一部分进行加密，所述对称加密密钥被存储在所述可燃流体计量表的存储器(17)和所述切断单元(3)的存储器(23)中。
10.如权利要求3和权利要求9所述的可燃流体计量表，其特征在于，所述认证装置被布置成解密所述外部控制帧。
11.一种用于监测可燃流体的温度的监测方法，所述方法在如任一前述权利要求所述的可燃流体计量表中执行并且包括以下步骤：
采集由所述温度传感器(27)产生的温度测量结果；
尝试检测与所述可燃流体的温度相关的异常的发生；
如果检测到与所述可燃流体的温度相关的异常的发生，产生包括用于关闭所述机电阀的关闭命令的内部控制帧并经由所述第一通信接口将所述内部控制帧传送到所述切断单元的第二通信接口以关闭所述机电阀。
12.一种包括指令的计算机程序，所述指令用于使得如权利要求1到10中的任一项所述的可燃流体计量表执行如权利要求11所述的监测方法的诸步骤。
13.一种其上存储有如权利要求12所述的计算机程序的计算机可读存储介质。
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