CN1843024A - 测量电、水或煤气的消耗的仪表的远程更新方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在用于远程测量诸如电、水或者煤气的公用品的消耗量的方法和系统中，多个远程仪表(RM)的每个测量消耗量，并且向集中器(C)报告所测量的消耗量。集中器(C)与多个远程仪表(RM)通信，以便收集消耗量数据，并且执行与其相关联的远程仪表(RM)的管理相关的任务。每个远程仪表(RM)具有主机控制器(MCM)和程序存储器，所述程序存储器用于存储由主机控制器(MCM)执行的程序。为了更新在远程仪表(RM)的主机控制器(MCM)上运行的一些或全部应用程序，集中器(C)向远程仪表(RM)发送程序数据，并且远程仪表(RM)接收程序数据，并且按照所接收的程序数据来更新在程序存储器中存储的程序的至少一部分。

Description

测量电、水或煤气的消耗的仪表的远程更新方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于远程测量(metering)通过分布网络——如电、水或煤气分布网络——而向多个消费者分配的公用品的消耗量的方法和系统。本发明还涉及一种集中器，用于从多个相关联的远程仪表收集关于公用品的消耗量的数据，以及一种远程仪表，用于测量公用品的消耗量。
背景技术
在用于向在大的地理区域上分布的大量消费者分配诸如电、水或煤气之类的公用品的分配网络中，消费者通常被配备了用于由相关联的消费者来测量公用品的消耗量的仪表。所测量的消耗量于是将成为用于对消费者开帐单或用于任何其他的计帐目的的基础。今天，存在对于诸如电、水或煤气之类的公用品的公共分配网络，所述网络使得这些公用品在全国范围对消费者可用。现在，在大多现存的分配网络中，需要由操作人员定期——例如每年一次——读取位于消费者住所的仪表。因为人力资源昂贵并且当重复地执行诸如在大量消费者住所读取公用品仪表的简单任务时易于犯错误，因此借助于人的交互而读取所测量的消耗量具有很多明显的缺点。
为了减轻与通过操作人员来读取消耗量数据相关联的问题和成本，已经设想了用于远程测量公用品消耗量的系统。一般而言，在用于远程测量公用品消耗量的系统中，提供了集中器，它们每个管理位于用户住所的一定量的远程仪表。所述远程仪表向它们的相关联的集中器报告所测量的消耗量数据。所述集中器又与其他更高等级的集中节点通信，或直接与集中式管理设施通信，所述集中式管理设施将进一步处理所收集的消耗量数据，向消费者发出帐单，并且执行与公用品分配网络的操作有关的其他高等级管理任务。
在这样的用于远程测量公用品的消耗量的系统中，每个集中器与多个远程仪表通信，以便收集所测量的消耗量数据，并且执行涉及与集中器相关联的远程仪表的管理的任务。为了完成测量消耗量、向集中器报告数据、从集中器接收命令和其他活动的任务，远程仪表具有主机控制器和程序存储器，用于执行在程序存储器中存储的程序。
在这种系统中，可能需要更新在远程仪表的主机控制器上运行的程序。公用品分配网络操作员可能期望修改或扩展需要支持在消费者住所的远程仪表的消费者服务，或者可能为了任何其他的原因而仅仅要更新在远程仪表的主机控制器上运行的软件。在通常由一个公用品分配网络服务的大量消费者的情况下，用于大量的远程仪表的程序软件更新会是成本高、费力和耗时的。因此，在用于远程测量公用品的消耗量的系统中，需要以更有效的方式来管理在远程仪表的主机控制器上运行的程序软件。本发明处理这种需要。
发明内容
为了满足在如上所述种类的分配网络中的这种需要——其中多个远程仪表的每个向与所述多个远程仪表相关联的集中器报告所测量的消耗量数据，按照本发明的一个实施例，所述集中器可以执行向至少一个远程仪表发送程序数据的操作。至少一个远程仪表执行下述操作：接收程序数据，并且按照所接收的程序数据更新在其程序存储器中存储的程序的至少一部分。术语程序数据包括用于定义当执行程序时要由处理器执行的在程序存储器中存储的指令序列的信息。程序数据可以包括以任何二进制表示的完整的程序、程序例程或仅仅部分程序或程序例程。术语程序存储器涉及其中存储了要通过处理器执行的程序指令的这种存储器。所述术语包括专用于仅仅存储程序指令的这种存储器以及存储程序数据和程序需要或修改的数据的这种存储器。
本发明也涉及一种用于远程测量通过公共分配网络而向多个消费者分配的公用品的消耗量的系统，所述系统包括至少一个集中器和多个远程仪表，它们通常、但是不必然位于消费者住所。所述至少一个集中器适于与远程仪表通信，以便收集消耗量数据和执行与其相关联的远程仪表的管理相关的任务。每个远程仪表具有主机控制器和程序存储器，以执行在程序存储器中存储的程序。集中器和远程仪表适于执行一种远程测量的方法，其中，集中器向至少一个远程仪表发送程序数据，并且其中，至少一个远程仪表接收所述程序数据，并且按照所接收的程序数据来更新在其程序存储器中的程序的至少一部分。
在从属权利要求中定义了本发明的其他优选实施例。优选的是，集中器通过地址到所述至少一个单独的仪表或一组仪表的至少一个选择消息，来在多个其相关联的远程仪表中选择至少一个单独仪表或一组仪表。远程仪表然后在服从它们已经被所述集中器选择的条件下执行接收所述程序数据和更新它们的程序存储器的操作。以这种方式，可以在已经被集中器选择用于程序更新的远程仪表中选择性地执行程序软件更新。
从集中器向至少一个远程仪表发送程序数据优选地包括：向所选择的远程仪表发送程序更新控制消息。这个程序更新控制消息使得可以在由程序更新控制消息指示地址的一个或多个远程仪表中单独地配置程序软件更新过程。所述程序更新控制消息可以指示当所接收的程序更新应当被装载到程序存储器中的时间。它可以包括程序摘要，所述远程仪表可以使用所述程序摘要来验证是否已经正确地或完整地接收到所述程序数据。所述程序更新控制消息可以包括关于从集中器向所选择的远程仪表下载程序数据的开始的控制信息。所述程序更新控制消息不必是单个、连续的消息，但是可以包括按照所述程序下载过程的进展而在不同的时刻发送的不同消息。
有利的是，以程序数据消息的形式来发送程序数据，每个程序数据消息包括要下载到远程仪表的程序数据的一部分。每个被发送的程序数据消息可以包括消息标识符，用于将所述消息与其他程序数据消息相区别。这在下述方面是有利的：它使得可以更有效地重发在所述发送期间丢失的、要下载的程序数据的部分。优选的是，集中器也向远程仪表发送一个消息，用于指示程序数据已经被划分为的程序数据消息的总数的消息。然后远程仪表可以检查是否已经成功地接收了所有的程序数据消息，并且按照各自的消息标识符来以适当顺序来布置所接收的程序数据内容。以这种方式，不需要集中器按照预定序列来向远程仪表发送程序数据消息，或重发在中途丢失的这样的程序数据消息。有利的是，以广播或组播的方式来发送程序数据消息。在广播模式发送中，所发送的消息的地址不是特定的目的地仪表，而可由任何仪表接收。在组播模式中，所发送的消息的地址是一组目的地仪表。在那个组中的所有仪表能够接收组播发送。在集中器及其相关联的远程仪表之间的通信信道可能受到各种干扰。因此，集中器有利地以连续的方式来向每个仪表查询是否已经正确地接收到具有所述程序数据的不同部分的所有程序数据消息。如果所查询的仪表报告丢失或错误接收的程序数据消息，则集中器以广播模式或组播模式来重发被查询的仪表报告为错误或丢失的程序数据消息。换句话说，广播或组播模式的发送允许不仅查询的仪表而且其他远程仪表均可以接收重发的程序数据消息。以这种方式，每个仪表可以在重发期间接收特定仪表已经错误地接收的或由于其他原因而在那个特定仪表中丢失的那些程序数据消息。这使得可以保持从仪表到集中器的关于丢失或错误程序数据消息的独立报告的量小，因为在所述程序更新过程中涉及的所有仪表可以受益于由集中器对于丢失程序数据部分的专门重发。优选的是，集中器重复下述操作：连续地查询在程序更新过程中涉及的每个仪表，直到所有的仪表已经报告成功地接收了所有的程序数据消息，或直到满足退出条件。这个退出条件可以是对于特定仪表的重发的数量的限制、超时条件或适合于防止在程序更新过程中的死锁的任何其他条件。
为了进一步降低在程序更新过程中涉及的集中器和远程仪表之间的通信，已经成功地接收了所有的程序数据消息的仪表最好向集中器报告下载完成消息。然后集中器从连续查询中排除已经从其接收到下载完成消息的仪表。
所接收的程序数据有利地起先被存储在非易失性缓冲存储器中。这个缓冲存储器使得可以将所接收的程序数据消息编译为准备好传送到远程仪表的程序存储器的一块更新程序数据。因为存在可能不利地影响程序数据消息的正确接收或从缓冲存储器向程序存储器的传送操作的各种因素，因此有利的是，在进行向程序数据存储器的传送之前，检查是否在缓冲存储器中存储的程序数据是正确的。如果在缓冲存储器中的程序数据被发现是正确的，则可以从缓冲存储器向程序存储器复制所述程序数据。优选的是，然后检查在程序存储器中的数据，关于是否程序存储器中的这些复制数据是正确的。如果发现复制的数据不正确，则重复复制步骤。这个另外的检查考虑到下述可能：在从非易失性缓冲存储器向优选的非易失性程序存储器的复制步骤期间，例如由于对于远程仪表的电源故障可发生问题。
有利的是，通过在远程仪表中的主机控制器执行在程序存储器的非易失性存储区域中存储的程序数据交换例程——它保护避免任何程序数据改变——从而执行更新在程序存储器中的程序的操作。优选的是，在从缓冲存储器向程序存储器复制数据之前，设置非易失性标志。如果在程序存储器中的复制数据被发现是正确的，则清除这个标志。在电源故障后，主机控制器将有利地检查是否设置了这个标志。如果发现设置了这个标志，则远程仪表的主机控制器将重新开始从缓冲存储器向程序存储器复制数据的操作，然后检查所复制的程序数据的正确性。以这种方式，即使例如远程仪表的电源故障干扰了复制操作，也可以保持所复制的数据的一致性。
优选的是，集中器经由电力线通信而与远程仪表通信，其中，使用电分配网络部分来承载在集中器和相关联的远程仪表之间的数据传输。优选的是，集中器与电分配网络的次级变电站相关联的放置，所述次级变电站将例如20kV的中电压电平转换为例如220V/230V-240V的低电压电平。然后，集中器可以在低压网络部分上经由电力线通信——也称为分配线通信——而与其相关联的远程仪表通信，所述低压网络部分与集中器及其相关联的远程仪表连接。优选的是，集中器又通过公共电话网络——更优选地是通过诸如GSM移动电话网络之类的公共无线电话网络——来与集中式管理设施或与更高等级的集中节点通信。
附图说明
下面，将参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
图1示出了用于远程测量在具有多个消费者的电分配网络中的电消耗量的系统的一个实施例；
图2示出了位于图1中所示的网络的次级变电站的集中器的一个实施例；
图3示出了位于图1的网络中的客户住所的远程仪表的一个实施例；
图4示出了按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解由集中器执行来更新在图1的网络中的多个远程仪表中的程序数据的操作；
图5示出了按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解为了程序软件更新而响应于集中器的选择而由远程仪表执行的操作；
图6是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解由远程仪表响应于来自集中器的状态请求而执行的操作；
图7是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解由远程仪表响应于接收广播程序数据消息而执行的操作；
图8是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解由远程仪表响应于接收切换(switch over)命令而执行的操作；
图9是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解在已经发生电源故障后由远程仪表执行的操作。
具体实施方式
图1示出了用于远程测量在电分配网络中的电消耗量的系统的一个实施例，所述网络包括高压网络部分HV、中压网络部分MV以及低压网络部分LV。PP表示发电站，它向用于在大地理区域上分配的高压网络部分HV供电。TP表示初级变电站，它将在高压网络部分上承载的高压转换为中压，以便馈送中压网络部分MV的一部分。ST表示次级变电站，它将中压网络部分MV与在低压网络部分LV中的网络部分1连接。次级变电站ST包括次级变压器TS，它将例如20kV的中压转换为例如220V的低压以向多个消费者H1、H2、...、Hn分配。每个消费者H1、...、Hn包括远程仪表RM，它连接在低压网络部分1和电力线2之间，所述电力线2在家用消费者情况下将在消费者住所的电能分配到多个用电户L1、L2、...、Lk，如灯、洗衣机、洗碗机、电视机，或者在商业消费者的情况下将所述电能分配到工业设施，如机床。
在图1中所示的实施例中，次级变电站ST包括位于次级变电站ST的集中器C。集中器连接到由次级变电站ST供电的低压网络部分，以便使用用于在集中器C及其相关联的远程仪表RM之间发送通信信号的低压网络部分1，经由电力线通信而与在客户住所H1、H2、...、Hn的远程仪表RM通信。AMM表示集中式管理设施，用于管理连接到图1中所示的电分配网络的大量消费者。这种集中式管理设施AMM从大量的消费者收集消耗数据，并且按照由在客户住所H1、H2、...、Hn的远程仪表RM向集中器C报告的所测量消耗，执行诸如向消费者开帐单之类的活动。集中器C从远程仪表收集所报告的消耗数据，适当地处理和缓冲所报告的消耗数据，并且向集中式管理设施AMM发送适当格式和适当定时的与所报告的消耗相关的数据。AMM作为回答而向图1的网络中的集中器发送命令、请求和其他数据，以便控制和管理在网络中的集中器C和远程仪表RM的操作。在图1的实施例中，在集中器C和集中式管理设施AMM之间的通信通过公共电信网络而发生，所述公共电信网络最好是诸如GSM网络之类的无线或移动电信网络。为此，集中器C包括在图1中未示出的GSM调制解调器设备，它连接到天线A。所述调制解调器以无线的方式来与基站B通信，基站B形成在图1中的公共移动电话网络PSTN/PLMN的一部分。所述公共电话网络PSTN/PLMN又与集中式管理设施AMM连接。
当使用图1所示的远程测量设施来操作公用品分配网络时，网络操作员将发现他本身面对更新在远程仪表RM中运行的程序的需要，所述程序用于执行仪表的测量和报告功能以及其他相关的任务。需要执行在远程仪表中的程序更新的原因有改变收费表结构、改正在远程仪表中运行的程序中的隐错(bug)的需要或扩展由在远程仪表RM中运行的程序软件的特征确定的远程仪表的功能的期望。因此，在图1中所示的系统中，集中器C能够发送程序更新到连接到与集中器C相关联的低压网络部分1的一些或全部远程仪表RM。远程仪表RM能够接收程序更新，并且向它们的程序存储器中装载从集中器C接收的程序数据，以便完成程序更新。
图2示出了位于图1中所示的网络的次级变电站ST的集中器C的一个实施例。集中器C包括主机控制器，例如微控制器MCC，它通过数据总线B连接到程序存储器MEM。在图2中的DBC表示用于存储由集中器从相关联的远程仪表收集的数据以及其他数据的部件。所述数据存储部件DBC可以被实现为随机存取存储器、硬盘驱动器或任何其他适当的数据存储设备，例如快闪存储器。所述数据存储部件DBC通过数据总线B与在程序存储器MEM的集中器的微控制器MCC连接。在图2中的M表示通过数据总线B而在微控制器MCC的控制下的GSM调制解调器。GSM调制解调器M与天线A连接，用于在GSM网络中的无线通信。
在图2中的CIC表示集中器C的通信接口。所述通信接口CIC用于使集中器C能够通过低压网络部分LV与其相关联的远程仪表通信，所述低压网络部分LV与集中器及其相关联的远程仪表连接。所述通信接口CIC在微控制器MCC的控制下从数据总线B接收数据，用于根据要发送的消息的内容以单播或组播或广播模式来发送到一些或全部的相关联的远程仪表。如果来自集中器的数据意欲发送到仅仅特定的远程仪表(单播模式)，则通过通信接口CIC发送的数据消息将包含特定的远程仪表地址。以组播模式发送的消息将包含意欲接收特定的组播消息的一组远程仪表的地址。在广播模式中，通过通信接口CIC发送的消息将携带一个标识符，它们是意欲被任何接收者接收的广播消息，或者它们可以简单地不包括特定的目的地地址。当然，任何种类的消息协议适合于实现CIC，它包括以单播和广播发送模式来发送消息的概率。在微控制器MCC的控制下执行通信接口CIC的这些功能。通信接口CIC获取要从数据总线B发送的数据，并且将它们转换为适合于通过低压电力线发送的物理信号。而且，通信接口CIC也作为接收器接口，用于从远程仪表接收电力线通信信号，它们的目的地地址是集中器C。为此，通信接口CIC将由在LV网络部分上的远程仪表发送的消息的地址与其本身的地址相比较。如果通信接口CIC发现地址要指向集中器C的消息，则它将从LV网络部分接收所述消息，并且将其传送到微控制器MCC和/或集中器C的其他部件，以进一步处理。地址不是到集中器C的消息将被通信接口CIC忽略，并且不传送到在集中器C中的其他部件。
在图2中，数据存储部件DBC可以将要由集中器C下载的程序数据存储到一些或全部的其相关联的远程仪表中。用于更新远程仪表的程序数据可能已经被集中器通过GSM调制解调器M从在图1中的集中式管理设施AMM接收。在替代方式中，用于下载到一些或全部的远程仪表的程序数据可能已经通过集中器的接口IFC提供，所述集中器的接口IFC使得在集中器所在的次级变电站ST的服务人员能够向数据存储部件DBC中下载数据。接口IFC可以是传统的RS 232或任何其他的标准化接口，或者优选地是诸如光或蓝牙接口之类的无线接口，它允许集中器与例如由服务人员操作的手持设备暂时通信。
当按照在图2中的实施例的集中器具有内部GSM调制解调器M时，它当然有可能取代而使用外部调制解调器。在这种情况下，可以在集中器中提供独立的调制解调器接口，以连接外部GSM调制解调器，或者接口IFC可以用于此目的。
已经使用相同的附图标号来表示对应于结合图1已经描述的元件的图2中的其他元件，以便在此方面可以参考图1的说明。
图3示出了位于图1的网络中的客户住所内部或外部的远程仪表RM的一个实施例。在图3中，附图标号1表示作为低压网络部分的一部分的电力线。通过电力线1提供的电力穿过能量测量单元EM，它计数由图1中所示的电负荷L1、L2、...消耗的能量。在图3中，MCM表示远程仪表的主机控制器，如微控制器。DBM表示数据存储设备，例如随机存取存储器。PM1和PM2表示程序存储器，用于存储要由微控制器MCM执行的指令序列。微控制器MC、程序存储器PM1、程序存储器PM2、数据存储设备DBM和能量测量单元EM通过数据总线BM彼此连接。程序存储器PM1是非易失性存储器，它被保护防止对于其内容的任何改变。可以例如使用掩模编程的只读存储器来实现这个程序存储器PM1，而不限于此特定的实现。这个程序存储器PM1存储启动远程仪表所需要的基本例程以及用于更新程序存储器PM2的内容所需要的例程，在程序存储器PM2中存储了远程仪表的应用程序。主机控制器MCM执行在程序存储器PM2中存储的应用程序。它们可以在与远程仪表RM相关联的集中器C的控制下被更新，如下进一步详细所述。优选的是，程序存储器PM2也是非易失性存储器，例如快闪存储器。PM3表示用于存储从集中器C接收的程序数据的缓冲存储器。缓冲存储器PM3通过公共数据总线BM被微控制器MCM控制。微控制器MCM将不执行在程序存储器PM3中存储的程序数据。而是，微控制器MCM在程序存储区域PM1中存储的程序的控制下将程序数据装载到程序存储区域PM2中之前，访问作为程序数据的暂时存储设施的程序存储器PM3。而且，微控制器MCM对于缓冲程序存储器PM3的内容执行检查例程，以分析是否缓冲程序存储器PM3中的数据一致，并且准备好被复制到程序存储器PM2中，如下更进一步详细所述。优选的是，缓冲程序存储器PM3是非易失性铁电随机存取存储器(FRAM)。
CIM表示远程仪表RM的电力线通信接口。通信接口CIM侦听在电力线1上的数据消息，并且接收广播数据消息或地址到远程仪表的消息。这样的消息通过通信接口CIM传送，以由微控制器MCM及其相关联的外围设备进一步处理。电力线通信接口CIM将忽略地址不是到远程仪表的、在电力线1上的数据消息。由远程仪表RM产生的消息被通信接口CIM转换为适合于通过电力线1发送的信号。为了执行这些任务，通信接口CIM连接到远程仪表RM的公共系统总线BM，并且按照在集中器C中实现的通信协议实现任何适当的通信协议。在图3中，IFM表示本地接口，最好是光接口，以便如果例如集中器或远程仪表报告不能由集中器在远程控制下解决的关于远程仪表的问题，则允许服务人员与远程仪表RM交互。
图4示出了按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解由集中器执行来更新在图1所示的网络中的多个远程仪表中的程序数据的操作。在图4中，SC1表示由集中器执行来选择一个或多个其相关联的仪表以更新在远程仪表中运行的程序软件的操作。集中器根据关于在各种远程仪表中的程序版本的集中器可以获得的信息，或按照客户特定信息，例如是否特定的客户或客户组已经申请了附加的服务，或按照诸如单相/多相仪表之类的特定类型仪表，或按照任何其他适当的选择标准，来选择用于程序软件更新的仪表。在操作SC1中，集中器C将向所选择的仪表发送单播鉴别消息，以向所述仪表通知其对于程序软件更新的选择。在操作SC2中，集中器随后向特定的所选择仪表发送由集中器从要以仪表已知的方式发送到仪表的程序数据计算的程序摘要。这个程序摘要用于使仪表能够后来在程序数据下载处理结束时检查是否所下载的程序数据是可信的、正确的和完整的。在操作SC3中，集中器向所选择的仪表发送总的分组数量N。所述分组数量N指示用于从集中器向所选择的仪表发送的程序数据消息的数量或要下载的程序数据已经被划分为的分组的数量。集中器的操作SC4用于检查是否被选择用于下载的所有仪表已经接收到基于操作SC1-SC3的信息。如果否，对于由集中器选择来用于下载的下一个仪表执行操作SC1-SC3。如果已经向所有的仪表通知了它们对于程序更新的选择，并且所有的仪表已经接收到程序摘要和最后的分组数量N，则集中器进行到操作SC5以广播N个程序数据消息，每个程序数据消息携带要下载到所选择的仪表的程序数据的一部分。
操作SC3还包括向所选择的仪表发送控制字以命令所述仪表开始下载处理。已经接收到这个下载开始命令的每个仪表在操作SC5中将接收由集中器发送的广播程序数据消息，并且在程序存储缓冲器PM3中存储所接收的程序数据消息，如下进一步所述。
在集中器已经完成了操作SC5后，操作流程进行到SC6，其中，集中器向每个所选择的仪表发送单播请求以使得所述仪表报告其分组状态，即关于单独的仪表不能正确接收的程序数据消息的信息。在操作SC7中，集中器从特定的仪表接收这样的状态报告，然后进行到操作SC8，其中，集中器以广播模式重发在操作SC7中来自仪表的状态报告中包括的作为丢失或不正确(损坏)的程序数据消息。在操作SC9中，集中器然后检查是否它已经完成了关于被选择用于下载的所有仪表的查询操作。如果集中器在SC9中发现它还没有查询所有选择的仪表或它还没有从每个所选择的仪表接收到下载完成消息，则集中器进行以通过执行如上所述的操作SC6-SC8和SC9来查询或再次查询下一个所选择的仪表。在操作SC7中，如果仪表已经成功地接收到所有N个程序数据消息，则它将报告下载完成。已经报告下载完成的仪表将不再被选择用于在操作SC11中被查询。
如果集中器在操作SC9中发现被选择用于下载的所有仪表已经报告了下载完成或如果满足了退出条件，则集中器进行到操作SC10。例如如果一个仪表已经被查询了预定次数并且每次都不报告下载完成消息，则集中器将退出操作SC6-SC9和SC11的查询循环。在操作SC10中，集中器然后向所选择的仪表发送切换命令以使得仪表从旧程序软件向更新的程序软件切换。下面参照图8来进一步说明这个操作。所述切换命令可以包括关于每个所选择的仪表应当执行程序更新时的时间的信息。
图5示出了按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解为了程序软件更新而响应于集中器的选择而由远程仪表执行的操作。如果一个远程仪表接收到地址到特定仪表SM1的单播选择消息，则所述仪表将进入程序数据下载模式(操作SM2)，并且在操作SM3中等待来自集中器的最后的分组数和程序摘要。在远程仪表已经从集中器接收到最后的分组数N、程序摘要以及下载开始命令后，所述仪表进行到操作SM4，以从集中器接收广播程序数据消息以及状态请求。在操作SM4中，所述远程仪表将在程序存储缓冲器PM1中存储从集中器接收的程序数据消息。如果所述仪表在操作SM4中发现它已经从集中器正确地接收到所有的N个程序数据消息，则它将以下载完成消息来响应于来自集中器的状态请求，或者，它将向集中器报告所述N个程序数据消息的哪个仍然在其程序存储缓冲器PM1中丢失，如下参照图6进一步所述。而且，在操作SM4中，所述远程仪表将响应于从集中器接收到切换命令，执行切换功能，以便更新程序存储器PM2，如下参照图8进一步所述。在完成操作SM4后，远程仪表将离开程序下载模式。
图6是按照本发明的一个实施例的流程图，用于更详细地图解由远程仪表响应于来自集中器的状态请求执行的操作。响应于状态请求，远程仪表在操作SM5中检查是否它已经成功地接收到要下载的数据已经被集中器所划分为的所有N个程序数据消息(分组)。在肯定的情况下，远程仪表进行到操作SM6，以便根据它已经接收的N个程序数据消息来计算程序摘要。在SM7中，远程仪表然后检查是否由远程仪表在操作SM6中计算的程序摘要和由集中器在操作SC2中发送的程序摘要(见图4)是相同的。如果是，则程序数据已经被成功地下载到远程仪表中，并且所述仪表进行到操作SM10，以向集中器发送下载完成消息。如果在操作SM7中远程仪表发现所计算的程序摘要不与从集中器接收的程序摘要相同，则远程仪表进行到操作SM81，并且复位程序数据缓冲器PM1。然后，在操作SM82，远程仪表响应于所述状态请求通知集中器以重新启动对于那个特定的被选择的仪表的装载过程。
如果远程仪表在操作SM5中发现它还没有接收到所有的N个程序数据消息(分组)，则它在操作SM9中分析所述N个程序数据消息的哪个仍然丢失。每个程序数据消息包括分组标识符，它使得远程仪表可以以正确的顺序来重新组装所接收的数据消息，并且识别仍然丢失的这样的分组。然后所述仪表向集中器发送关于丢失的程序数据消息的对应状态报告。
图7是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解当广播程序数据消息到达时由所选择的远程仪表执行的操作。在图7的操作SM11中，远程仪表分析是否到达远程仪表的消息是广播程序数据消息。远程仪表将接收广播程序数据消息，然后在操作SM12中检查是否那个特定的所接收的程序数据消息已经之前被所述远程仪表接收。如果所接收的程序数据消息已经之前被接收和存储在程序缓冲存储器PM1中，则流程进行到操作SM15，以丢弃刚刚接收的消息。如果所述远程仪表在操作SM12发现刚刚接收的程序数据消息还没有在之前被接收和存储，则流程进行到操作SM13，其中远程仪表向程序缓冲存储器PM1加上在程序数据消息中携带的所接收的程序数据分组。然后流程进行到操作SM14，其中，远程仪表使用分组标识符来更新分组状态字段，以保持跟踪已经被成功地接收的所有程序数据消息。当检查是否已经接收到所有的N个程序数据分组时，在图6的操作SM5中远程仪表使用这个分组状态字段。
按照结合图6和7所示和所述的实施例，响应于来自集中器的状态请求在SM5中执行检查是否已经接收到了所有的分组。这个状态请求也可以启动程序摘要的计算和产生到集中器的消息，以便向集中器通知关于分组状态(SM9)或关于已经完成的下载(SM10)或关于重新启动下载过程的必要性(SM82)。按照一个替代实施例，可以例如在图7中的操作SM14后执行SM5的检查：是否已经接收到所有的N个程序数据分组，并且在肯定的情况下执行随后的操作SM6、SM7-SM81、SM82或SM10。操作SM10的下载完成信息可以被即刻发送到集中器，或者它可以被远程仪表存储在存储器中在一控制字中。类似地，必须重新启动装载过程的操作SM82的信息可以被即刻发送，或者它可以被存储在控制字中。然后远程仪表在来自集中器的控制字读取命令下使得这个信息对集中器可用。
图8是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解远程仪表响应于在操作SM16接收到来自集中器的单播鉴别切换命令执行的操作。在远程仪表已经在操作SM16中建立了来自集中器的切换命令地址指向这个特定的仪表、并且是可信的切换命令后，远程仪表进行到操作SM17以在非易失性存储器中设置复制标志，以准备将程序数据从程序缓冲存储器PM1复制到远程仪表的程序存储器PM2中。复制标志指示从存储器PM3向存储器PM2的程序数据复制操作正待决，并且PM2的内容当前不适合于由远程仪表的主机控制器执行。在已经设置了复制标志后，远程仪表进行到操作SM18，其中，中止要在程序存储器PM2中更新的程序的执行。然后，远程仪表执行将程序数据从程序缓冲存储器PM3向程序存储器PM2复制的操作SM19。在远程仪表的被保护的程序存储器PM1中存储的程序例程的控制下，执行这个复制数据的操作。这个被保护的程序存储器将不受到损坏的影响，即使微控制器MCM错误地尝试写入在被保护的程序存储器PM1中的存储位置。在被保护的程序存储器PM1中存储的程序例程的控制下，流程然后进行到操作SM20，其中，远程仪表检查是否在程序缓冲存储器PM3中的数据已经被正确地复制到程序存储器PM2中。如果是这样，则远程仪表重新启动在程序存储器PM2中存储的程序(操作SM21)，并且清除在操作SM22中的复制标志，指示程序数据复制操作不再待决。另一方面，如果在SM20中已经发现在从程序缓冲存储器PM3向程序存储器PM2复制数据中已经发生错误，则操作流程返回操作SM19，以便重复将程序缓冲存储器PM3复制到程序存储器PM2中的操作。
图9是按照本发明的一个实施例的流程图，用于图解在已经发生了需要复位远程仪表的主机控制器的电源故障或任何其他的严重事件后、由远程仪表执行的操作。图9中的操作用于重新建立或保持在远程仪表的程序存储器PM2中的数据的一致性，即使这样的严重事件干扰程序数据复制操作。如果由于任何原因、例如由于电源故障导致需要重新启动远程仪表，则所述仪表在操作SM23中检查是否设置在远程仪表的非易失性存储器中的复制标志。如果在操作SM23中发现所述复制标志被设置，则这指示当发生严重事件时程序数据复制操作待决。在这种情况下，流程进行到操作SM24，以便从开始重复程序数据复制操作。这个操作用于确定由于发生严重事件导致在程序存储器PM2中没有剩下损坏的数据。然后，在操作SM25中，远程仪表检查是否已经正确地复制了被复制到程序存储器PM2中的程序数据。如果否定，则远程仪表重复操作SM24，以实现非易失性程序缓冲存储器PM3已经被完整地和正确地复制到程序存储器PM2中。如果在SM25中发现已经正确地复制了程序数据，则在操作SM26中，开始在程序存储器PM2中的程序的执行，并且在操作SM27中，清除复制标志。如果在重新开始后在SM23中发现在非易失性存储器中未设置复制标志，则跳过操作SM24和SM25。
在如上所述的实施例中，最好通过在远程仪表的被保护的非易失性存储区域PM1中存储的软件例程来实现操作SM2-SM20。这些软件例程不可用于程序更新，并且被保护防止被微控制器MCM进行任何无意的写访问。这用于保证即使在程序更新过程期间发生严重的故障，也保持软件例程的主干，其不可损坏并且将使得远程仪表可以在任何情况下重新开始，以便在程序存储器PM2中重新建立应用程序的运行版本。按照如上所述的实施例，只有已经发现从集中器向缓冲器PM3下载的数据正确时，才执行程序缓冲存储器PM3向程序存储器PM2中复制程序数据的操作。只有在从PM3向PM2中复制程序数据后已经发现复制操作成功，微控制器MCM才开始在PM2中存储的程序。在不可损坏的程序存储器PM1的控制下执行这些操作，所述程序存储器PM1存储了用于执行这些程序更新控制操作的软件例程。

Claims (21)

1.一种远程测量通过公共分配网络(HV、MV、LV)而向多个消费者(H1、H2、…、Hn)分配的公用品的消耗量的方法，每个消费者与至少一个远程仪表(RM)相关联，其中
-多个远程仪表(RM)的每个测量消耗量，并且向与所述多个远程仪表(RM)相关联的集中器(C)报告所测量的消耗量，
-所述集中器(C)与所述多个远程仪表(RM)通信，以便收集消耗量数据并执行与其相关联的远程仪表的管理相关的任务；
-每个所述远程仪表(RM)具有主机控制器(MCM)和程序存储器(PM1，PM2)，所述主机控制器(MCM)执行在所述程序存储器(PM1，PM2)中存储的程序，
其中，所述集中器(C)执行操作：
-向所述远程仪表(RM)的至少一个发送程序数据(SC5，SC8)；
其中，至少一个所述远程仪表(RM)执行操作：
-接收所述程序数据(SM4，SM11，SM13)；并且
-按照所接收的程序数据更新(SM19)在所述程序存储器(PM2)中存储的所述程序的至少一部分。
2.按照权利要求1的方法，其中，由所述集中器执行的发送程序数据的操作包括步骤：
-通过地址到所述至少一个单独的仪表或一组仪表的至少一个选择消息，在所述多个远程仪表中选择至少一个单独仪表(RM)或一组仪表；
-其中，每个所述远程仪表在服从它已经被所述集中器选择的条件下执行接收所述程序数据和更新所述程序存储器的操作。
3.按照前述权利要求的任何一个的方法，其中，
-发送程序数据的所述操作包括发送程序更新控制消息的步骤(SC2)；并且
-按照所述接收的程序更新控制消息(SC2)，执行按照所接收的程序数据来更新在所述程序存储器中存储的所述程序的所述操作。
4.按照权利要求3的方法，其中，所述程序更新控制消息包括与更新时间和/或程序摘要和/或下载开始命令相关的控制信息。
5.按照前述的权利要求的任何一个的方法，其中，发送所述程序数据的所述操作包括：
-连续地发送(SC5)程序数据消息，每个程序数据消息包括所述程序数据的一部分，每个被发送的程序数据消息包含消息标识符，用于将所述消息与其他的程序数据消息相区别。
6.按照权利要求5的方法，其中
-集中器向所述至少一个远程仪表(RM)发送(SC5)用于指示程序数据消息的数量N的消息；
其中，接收所述程序数据的操作包括步骤：
-检查(SM5)是否已经成功地接收到所有N个程序数据消息；并且
-如果已经成功地接收到所有N个程序数据消息，则按照每个消息各自的标识符n来布置(SM19)所述N个消息的程序数据内容，并且/或者从所接收的程序数据消息计算程序摘要。
7.按照权利要求5或6的方法，其中，所述集中器
-连续地向所述至少一个仪表的每个查询是否它已经接收到所有的程序数据消息，其包括所述程序数据的不同部分；并且
-如果所查询的仪表报告丢失或错误地接收的程序数据消息，则以广播模式重新发送(S8)由被查询的仪表报告为错误或丢失的程序数据消息；
-其中，所述至少一个仪表的每个在所述重新发送期间接收(SM11-SM15)各仪表已经丢失或错误地接收的那些程序数据消息。
8.按照权利要求7的方法，包括：
-所述集中器重复(SC9)所述操作：连续地查询所述至少一个仪表的每个，直到所有的所述至少一个仪表已经报告了成功接收了程序数据被划分为的所有程序数据消息，或直到满足了退出条件。
9.按照权利要求8的方法，包括：
-如果仪表已经成功地接收到所有的所述程序数据消息，则向所述集中器报告(SM10)报告下载完成消息；
-所述集中器从所述连续的查询中去除(SC11)已经从其接收到下载完成消息的仪表。
10.按照权利要求9的方法，其中，所述集中器响应于所述查询而报告所述下载完成消息。
11.按照前述权利要求的任何一个的方法，其中，所述接收程序数据的步骤包括在缓冲存储器中存储(SM13)所述程序数据。
12.按照权利要求11的方法，其中，所述缓冲存储器是非易失性存储器(PM3)。
13.按照权利要求11或12的方法，其中，更新在所述程序存储器中存储的所述程序的操作包括：
-检查(SM6，SM7)是否在所述缓冲存储器中存储的程序数据是正确的；
-如果在所述缓冲存储器中的程序数据是正确的，则向所述程序存储器(PM2)中复制(SM19)在所述缓冲存储器(PM3)中存储的程序数据；
-检查(SM20)是否在所述程序存储器中的所复制数据是正确的；
-如果发现所复制的数据不正确，则重复(SM19，SM20)向所述程序存储器中复制在所述缓冲存储器中存储的程序数据的步骤。
14.按照权利要求11-13的任何一个的方法，其中，通过所述主机控制器(MCM)执行在被保护防止任何程序数据改变的非易失性存储区域(PM1)中存储的程序数据交换例程，执行更新在所述程序存储器(PM2)中存储的所述程序的至少一部分的所述操作。
15.按照权利要求13或14的方法，包括：
-在从所述缓冲存储器向所述程序存储器(PM2)中复制数据之前，设置(SM17)标志；以及
-如果发现在所述程序存储器(PM2)中的所复制数据正确，则清除(SM22)所述标志。
16.按照权利要求13-15的任何一个的方法，其中，所述主机控制器
-在电源故障后检查(SM23)所述标志；并且
-如果发现设置了所述标志，则重新开始(SM24)从所述缓冲存储器(PM3)向所述程序存储器(PM2)中复制数据、并且检查(SM25)所复制的数据的正确性的操作。
17.按照在前的权利要求的任何一个的方法，其中，所述集中器(C)经由电力线通信而与所述远程仪表(RM)通信。
18.按照在前的权利要求的任何一个的方法，其中，所述公用品是电、水或煤气。
19.一种远程测量通过公共分配网络(HV、MV、LV)而向多个消费者(H1、H2、…、Hn)分配的公用品的消耗量的系统，所述系统包括：
-至少一个集中器(C)和多个远程仪表(RM)，它们位于客户住所的内部或外部；
-所述至少一个集中器(C)适于与所述远程仪表(RM)通信，以便收集消耗量数据并执行与其相关联的远程仪表(RM)的管理相关的任务；
-每个所述远程仪表(RM)具有主机控制器(MCM)和程序存储器(PM1，PM2)，用于执行在所述程序存储器中存储的程序；
-所述集中器(C)和所述远程仪表(RM)适于按照前述的权利要求的任何一个来执行远程测量的方法。
20.一种集中器，用于从多个相关联的远程仪表(RM)收集关于公用品的消耗量的数据，每个相关联的远程仪表(RM)具有主机控制器(MCM)和程序存储器(PM1，PM2)，程序存储器(PM1，PM2)用于存储要由远程仪表(RM)的所述主机控制器(MCM)执行的程序，所述集中器(C)包括：
-通信接口(CIC)，用于与所述多个远程仪表(RM)通信；
-微控制器(MCC)，用于处理通过所述通信接口(CIC)从所述远程仪表(RM)接收的数据；
-所述微控制器(MCC)被编程来向至少一个所述相关联的远程仪表(RM)发送程序数据，以更新在所述远程仪表(RM)的程序存储器(PM1，PM2)中存储的所述程序的至少一部分(PM2)。
21.一种用于测量公用品的消耗量的远程仪表，包括：
-通信接口(CIM)，用于向集中器(C)发送关于所测量的公用品的消耗量的数据；
-主机控制器(MCM)和程序存储器(PM1，PM2)，所述主机控制器被布置来执行在所述程序存储器中存储的程序，所述程序与测量所述公用品的消耗量和管理远程仪表(RM)相关联；
-其中，所述远程仪表(RM)适于通过所述通信接口(CIM)从所述集中器(C)接收程序数据，并且按照所述接收的程序数据来更新在所述程序存储器中存储的所述程序的至少一部分(PM2)。
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