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Die Erfindung betrifft ein System zur Datenübermittlung, umfassend Daten generierende Endgeräte, wenigstens drei Datensammler und eine zur Auswertung der Daten ausgebildete Auswerteeinrichtung, wobei die Daten als Datentelegramme über eine erste, funkbasierte Kommunikationsverbindung von den Endgeräten an die Datensammler übermittelbar sind, von welchen Datensammlern sie über eine zweite Kommunikationsverbindung an die Auswerteeinrichtung übertragbar sind, wobei die Datensammler wenigstens ein dezentrales Kommunikationsnetzwerk bilden und durch Datenaustausch über dritte Kommunikationsverbindungen des Kommunikationsnetzwerks zum Löschen und/oder Verwerfen redundanter, mit einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung übertragener Datentelegramme ausgebildet sind.
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Solcherlei Datenübermittlungssysteme sind bekannt und werden häufig für Endgeräte benutzt, die abrechnungsrelevante Verbrauchsdaten sammeln können. Ein Beispiel für derartige Endgeräte sind Messgeräte, beispielsweise Fluidzähler, die entsprechend bei Verbrauchern angeordnet sind. Um nun nicht, wie dies heute noch teilweise üblich ist, eine händische Ablesung der Messdaten des Endgeräts vornehmen zu müssen, wurde vorgeschlagen, die Endgeräte so auszugestalten, dass sie mit lokal vorgesehenen Datensammlern in Funkverbindung treten können. Die Funkverbindung bildet dabei eine erste, funkbasierte Kommunikationsverbindung zwischen dem Endgerät und einem oder mehreren Datensammlern. Die so an die Datensammler übertragenen Funktelegramme enthalten dabei häufig einen Zeitstempel und eine Identifikation des Endgeräts. Jeder Datensammler ist nun dazu ausgebildet, die von Endgeräten empfangenen Datentelegramme an eine entfernte Auswerteeinrichtung zu übertragen, die beispielsweise in einer Zentrale eines Versorgungsunternehmens angeordnet ist, um die Daten bezüglich der Abrechnung oder auch weiterer Analysen auszuwerten.
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Nun kann es aber häufig vorkommen, dass aufgrund der relativen Anordnung der Datensammler und der Endgeräte das Datentelegramm eines Endgeräts von zwei oder mehr Datensammlern empfangen wird (sogenannte Dubletten). Auf diese Weise liegen die Datentelegramme der Endgeräte in zwei oder mehr der Datensammler inhaltlich übereinstimmend vor. Daraus folgt aber auch, dass diese mehrfach vorliegenden Datentelegramme dann jeweils von ihrem entsprechenden Datensammler an die Auswerteeinrichtung übertragen werden. Auf diese Weise erhöht sich nicht nur die zu übertragende Datenmenge zur Auswerteeinrichtung enorm, sondern es müssen auch in der Zentrale aufwendig redundante Daten aufgefunden und gelöscht werden.
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In der
DE 101 52 554 B4 , die sich mit einem ähnlichen Problem befasst, wird, um dieses Problem zu lösen, ein Datenübermittlungs-Funknetz vorgeschlagen, in dem eine Vielzahl von Datensammlern vorgesehen ist. Diese Datensammler können auch untereinander kommunizieren, um die Daten so an einen Mastersammler weiterzugeben, der dann die von allen Datensammlern empfangenen Datentelegramme an eine Auswerteeinrichtung übertragen kann. Dort wird nun vorgeschlagen, dass dieser Mastersammler dazu ausgebildet ist, einem Endgerät einen bestimmten Datensammler zuzuordnen, welcher dann allein die Daten des Endgeräts aufbewahrt. Diese Zuordnung kann in verschiedenen Zeitabständen überprüft werden. So ist es möglich, eine redundante Datentelegrammspeicherung bereits in den Datensammlern zu vermeiden, so dass ein beschleunigtes Auswerten in der Zentrale durch Entfallen des Löschens von redundanten Daten ermöglicht wird. Zudem wird die Datenmenge reduziert.
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Das dort beschriebene System hat jedoch den Nachteil, dass die Zuordnung über den Mastersammler erfolgt. Fällt diese Einheit aus, so ist das System nicht mehr funktionsfähig. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, dass die gesamte Datenmenge allein durch den Mastersammler an die Auswerteeinrichtung übertragen werden muss, so dass ein großes Datenvolumen in kurzer Zeit an die Auswerteeinrichtung gesendet wird.
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Aus der
DE 10 2007 041 938 A1 ist nun ein System zur Verarbeitung von Messdaten bekannt, bei welchem mehrere lokale Empfangsstationen Qualitätsinformationen über die von Erfassungsstellen empfangenen Messdaten untereinander austauschen und nur dasjenige Messdatentelegramm zur Verarbeitung und Weitersendung ausgewählt wird, dessen Qualitätsinformation einem vorgegebenen Kriterium entspricht.
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Die Kommunikation aller Empfangsstationen dieses Systems untereinander hat jedoch den Nachteil, dass mit zunehmender Anzahl von Empfangsstationen ein enormer Funkverkehr entsteht, der die Auslesung der Messstellen negativ beeinflussen kann, aber auch grundsätzlich (z. B. in Wohngebäuden) unerwünscht ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zur Datenübermittlung anzugeben, mit welchem auf eine ausfallsichere Weise und insbesondere unter Verwendung von autonomen Datensammlern dennoch eine starke Reduzierung redundanter Daten mit möglichst geringem Datenverkehr ermöglicht wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem System der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein Datensammler derart konfiguriert ist, dass er Datensätze nur an eine Gruppe von solchen Datensammlern überträgt, welche in der Lage sind, Daten derselben Endgeräte zu empfangen.
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Gegeben ist also ein aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekanntes System, in dem grundsätzlich autonom arbeitende Datensammler Datentelegramme von Endgeräten empfangen, welche beispielsweise in bestimmten Zeitabständen, insbesondere alle 8 Sekunden, von den Endgeräten ausgesandt werden. Die Endgeräte können dabei Messgeräte und ihre Daten können Messdaten sein. Jeder Datensammler baut zyklisch eine zweite Kommunikationsverbindung zu einer Auswerteeinrichtung aus, um die gesammelten Datentelegramme zu versenden, was beispielsweise einmal am Tag geschehen kann. Als zusätzliche Komponente umfasst das erfindungsgemäße System nun jedoch ein dezentrales Kommunikationsnetzwerk, über das ein Datenaustausch über dritte Kommunikationsverbindungen zwischen Datensammlern selber möglich ist. Über dieses Kommunikationsnetzwerk können die autonomen Datensammler nun Daten austauschen, und zwar derart, dass redundante, mit einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung übertragene Datentelegramme gelöscht beziehungsweise verworfen werden. Maßgebliches Kriterium dabei, welches empfangene Datentelegramm bei redundant vorliegenden Datentelegrammen gelöscht wird, ist also die Qualität der Datenübermittlung zu dem Datensammler, wobei selbstverständlich auch noch weitere Kriterien, beispielsweise Sekundarkriterien wie die Aktualität der in den Telegrammen enthaltenen Daten, vorgesehen werden können.
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Auf diese Weise ermöglicht es das erfindungsgemäße System also, dass die Datensammler weiterhin autonom arbeiten. Jeder Datensammler kann für sich eine Verbindung zur Auswerteeinrichtung aufbauen und überträgt wie gewohnt selbst seine gesammelten Datentelegramme. Die Redundanz der Datentelegramme wird dabei dadurch verringert, dass jeder Datensammler für sich über das dezentrale Kommunikationswerk empfangene Daten anderer Datensammler auswertet und gegebenenfalls Datentelegramme löscht oder verwirft beziehungsweise selbst Informationen über von ihm empfangene Datentelegramme an andere Datensammler weitergibt. Bei Ausfall eines Datensammlers ist dementsprechend nicht ein Ausfall des gesamten Systems zu befürchten; im Idealfall, dass Datentelegramme ohnehin grundsätzlich von mehr als einem Datensammler empfangen werden, wird die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems zur Datenübermittlung kaum eingeschränkt.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Datensätze nicht an alle anderen Datensammler gesendet werden, da davon auszugehen ist, dass immer nur eine lokale Gruppe von Datensammlern überhaupt in der Lage ist, Daten derselben Endgeräte zu empfangen. Die Gruppe definiert daher letztlich, für welche weiteren Datensammler es überhaupt möglich ist, dass eine Redundanz auftritt. Auf diese Weise wird vorteilhafterweise vermieden, dass ein letztlich nicht nutzbares Datenübertragungsvolumen auftritt. Datensätze bezüglich der durch einen Datensammler empfangbaren Endgeräte werden durch diesen Datensammler folglich dann nur an andere Datensammler übertragen, die auch Datentelegramme von diesem Endgerät empfangen könnten.
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Bei größeren, räumlich verteilten oder gar getrennten Systemen kann alternativ vorgesehen sein, dass die Datensammler in wenigsten zwei Gruppen von Datensammlern aufgeteilt sind, wobei die Datensammler zur Kommunikation über die dritte Kommunikationsverbindung nur innerhalb der Gruppen ausgebildet sind. Bei einer räumlichen Trennung von einer Gruppe A und einer Gruppe B von Datensammlern kann also ein Datensammler aus Gruppe A nicht mit einem Datensammler aus Gruppe B in Verbindung treten und umgekehrt. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn automatisiert Gruppen von Datensammlern bestimmt werden sollen, an die Datensätze zu übertragen sind. Insbesondere bei einer automatischen Ermittlung von für einen speziellen Datensammler relevanten weiteren Datensammlern kann dabei vermieden werden, dass zahlreiche dritte Kommunikationsverbindungen und Datensatzübertragungen als unnötig erkannt werden, da überhaupt keine redundanten Datentelegramme zwischen zwei Datensammlern vorliegen können.
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In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die eine Endgeräteidentifikation umfassenden Datentelegramme gemeinsam mit wenigstens einer die Qualität der Datenübermittlung von dem Endgerät zu dem Datensammler beschreibenden Zusatzinformation in einer Speichereinrichtung des Datensammlers zwischenspeicherbar sind, und die Datensammler zur Übertragung von die Zusatzinformation mit der zugeordneten Endgeräteinformation umfassenden Datensätzen an wenigstens einen weiteren Datensammler über die dritte Kommunikationsverbindung ausgebildet sind, wobei die Datensammler eine Vergleichseinrichtung zum Löschen eines in der Speichereinrichtung des Datensammlers gespeicherten Datentelegramms oder Verwerfen eines gerade empfangenen Datentelegramms in Abhängigkeit eines Vergleiches zwischen der dem lokalen Datentelegramm zugeordneten Zusatzinformation und der Zusatzinformation eines dem selben Endgerät zugeordneten Datensatzes umfasst. Eine Vergleichseinrichtung, beispielsweise eine Recheneinrichtung oder dergleichen, stellt also anhand der Zusatzinformationen fest, ob ein Datentelegramm vielleicht bereits durch einen anderen Datensammler in einer besseren Qualität der Datenübermittlung empfangen wurde. Um dies zu vereinfachen, kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass die empfangenen Datensätze wenigstens zeitweise in der Speichereinrichtung abspeicherbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch denkbar, dass Datensätze zyklisch als Liste an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragen werden. Dann werden die Datensätze also – beispielsweise bis zu einem gewissen Alter des Datensatzes – in dem Datensammler selbst vorgehalten und zyklisch an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragen. Abhängig davon, ob eine Speicherung der Datensätze anderer Datensammler erfolgt oder nicht, sind also letztlich ein oder zwei Triggerereignisse zu betrachten, bei denen die Vergleichseinrichtung tätig wird. In beiden Fällen wird die Vergleichseinrichtung dann tätig, wenn ein oder mehrere Datensätze von einem anderen Datensammler empfangen werden. Dann wird nämlich, falls wenigstens ein eine das selbe Endgerät benennende Endgeräteidentifikation umfassendes gespeichertes Datentelegramm vorliegt, die Zusatzinformation des Datensatzes mit der Zusatzinformation des gespeicherten Datentelegramms verglichen, wobei bei einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung bei dem Datentelegramm dieses gelöscht wird.
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Werden die Datensätze, die empfangen wurden, jedoch auch zumindest zeitweise gespeichert, so kann auch bei Empfang eines Datentelegramms von einem Endgerät in dem Datensammler ein Vergleich erfolgen. Nachdem dann nämlich die Qualität der Datenübermittlung von dem Endgerät von dem Datensammler, also die Zusatzinformation, ermittelt wurde, wird bei Vorliegen wenigstens eines eine das selbe Endgerät benennende Endgeräteidentifikation und wenigstens eine Zusatzinformation umfassenden Datensatzes in dem Datensammler für jeden solchen Datensatz die Zusatzinformation des empfangenen Datentelegramms mit der Zusatzinformation des Datensatzes verglichen, wobei bei einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung bei dem Datentelegramm dieses verworfen wird. Ist die Qualität des empfangenen Datentelegramms jedoch besser, so wird das Datentelegramm in der Speichereinrichtung gespeichert und selbst ein Datensatz mit der Endgeräteidentifikation und der Zusatzinformation erzeugt, welcher dann unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragen wird. Es sei an dieser Stelle noch daraufhingewiesen, dass selbst dann, wenn Datensätze zyklisch als Liste übertragen werden, selbstverständlich nach Speicherung eines Datentelegramms der Datensatz erzeugt wird und entsprechend der Liste zugefügt wird, auch wenn bei Empfang einer anderen Liste das Datentelegramm gegebenenfalls wieder gelöscht wird. In einem solchen Fall kann vorgesehen sein, dass auch der Datensatz wieder entfernt wird.
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Die Zusatzinformation kann dabei eine Empfangsfeldstärke und/oder eine Empfangshäufigkeit und/oder bei bidirektionaler erster Kommunikationsverbindung eine Information über die Erreichbarkeit des Endgerätes umfassen. Zudem kann mit dem Datensatz eine weitere relevante Information, insbesondere eine Information zur Abhängigkeit zu anderen Datensammlern, übermittelt werden. Die wesentliche Information, die in den meisten Ausführungsbeispielen verwendet werden dürfte, die also das Kriterium der Qualität der Datenübermittlung prägt, ist die Empfangsfeldstärke. Zusätzliche Informationen über die Qualität der ersten Kommunikationsverbindung zwischen dem Endgerät und dem Datensammler können aus anderen Informationen geschlussfolgert werden. Dies kann z. B. die Empfangshäufigkeit sein. Bei einem Datensammler, der besonders häufig Datentelegramme von einem Endgerät empfängt, ist die erste Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Geräten offensichtlich als stabil anzusehen. Ein ähnliches Kriterium stellt die Erreichbarkeit des Endgerätes dar, falls die erste Kommunikationsverbindung bidirektional ausgebildet ist. Insbesondere im Hinblick auf weitere zu beachtende Kriterien kann auch eine Information zur Abhängigkeit zu anderen Datensammlern durch die Vergleichseinrichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Datensammler grundsätzlich eine Information über die Anzahl der von ihm berücksichtigten anderen Datensammler mitschicken, was im Prinzip ein Maß für die Zentralität dieses Datensammlers ist. Auch kann eine Information ermittelt und mit übertragen werden, die angibt, an wie vielen Datensammlern das Datentelegramm des Endgerätes überhaupt empfangen wird, oder aber auch, an wie vielen der dem den Datensatz sendenden Datensammler bekannten anderen Datensammler das Datentelegramm auch empfangen wurde. Beliebige Verfeinerungen des Entscheidungsprozesses, wann ein Löschen beziehungsweise Verwerten eines Datentelegramms stattfindet, über eine beliebige Verfeinerung und Auswahl der Zusatzinformationen und der weiteren Informationen sind denkbar.
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Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass das Datentelegramm zudem einen Zeitstempel umfasst. Dann kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der Zeitstempel als Teil eines Datensatzes übertragbar ist, wobei die Vergleichseinrichtung nur zum Vergleich von Zusatzinformationen aus Datensätzen mit gleichem Zeitstempel und/oder von Zusatzinformationen, deren Zeitstempel innerhalb eines gleichen, vorbestimmten Zeitintervalls liegt, ausgebildet ist. Bei der zweiten beschriebenen Variante werden mithin aufeinanderfolgende Zeitstempel zu einer Art Äquivalenzklassen zusammengefasst, innerhalb derer die in den Datentelegrammen vorhandene Information auch als nahezu äquivalent angesehen werden kann. Insgesamt wird durch diese Ausgestaltung jedoch vermieden, dass sehr alte, mit besserer Qualität übertragene Datentelegramme behalten werden, wenn aktuelle, nur wenig schlechter übertragene Datentelegramme vorliegen. Wie mit Datentelegrammen älteren Zeitstempels insgesamt verfahren wird, ist für das erfindungsgemäße Verfahren letztlich beliebig. So kann vorgesehen sein, dass grundsätzlich ohnehin nur das aktuellste empfangene Datentelegramm eines Endgeräts vorgehalten wird, um schließlich an die Auswerteeinrichtung übertragen zu werden. In solchen Fällen sollten ältere Datentelegramme gelöscht werden. Häufig ist es aber so, dass auch alte Datentelegramme beibehalten werden, um zur Sicherheit mehr und genauere Daten vorliegen zu haben. Dann würde das erfindungsgemäße Verfahren in dieser Ausgestaltung dazu führen, dass letztlich immer ein Datentelegramm aus einem Zeitintervall erhalten bleibt. Eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise ein Auswertung nach kleineren Zeitintervallen an der Auswerteeinrichtung erfolgen soll, beispielsweise also Lastkurvenprofile und dergleichen für Tageszeiten oder dergleichen erstellt werden sollen.
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Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass Datensätze zyklisch als Liste an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragbar sind. In diesem Fall werden Datensätze für empfangene Datentelegramme also erzeugt und zunächst gespeichert, um dann zyklisch an einen oder mehrere weitere Datensammler übertragen zu werden. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass auch von anderen Datensammlern empfangene Datensätze in die Liste integriert werden. Auf diese Weise werden also die Datensätze derart akkumuliert, dass letztlich jeder Datensammler immer eine aktuelle Liste für ihn relevanter Datensätze aufweist. Dabei wird zwar das Transfervolumen auf der dritten Kommunikationsverbindung erhöht, was jedoch eine Einsparung an Datenvolumen bei der Übertragung an die Auswerteeinrichtung und dort eingesparte Auswertezeit mit sich bringt. Vorgesehen sein kann in einer solchen Ausgestaltung, in der Datensätze verschiedener Sammler in einer Liste integriert werden, dass auch eine Identifikation des Datensammlers im Datensatz enthalten ist. Diese kann gegebenenfalls auch vom empfangenden Datensammler hinzugefügt wenden, wenn das Netzwerk den sendenden Datensammler selbst identifiziert.
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Wie bereits erläutert wurde vorgesehen, dass Datensätze immer nur an eine bestimmte Gruppe von Datensammlern übertragen werden. Dann kann vorgesehen sein, dass Datensätze, die nicht von einem Datensammler dieser Gruppe stammen, aus der Liste entfernt werden.
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Allgemein kann auch vorgesehen sein, dass von Datensätzen, die einen gleichen Zeitstempel aufweisen oder deren Zeitstempel im gleichen Zeitintervall liegen, immer diejenigen Datensätze gelöscht werden, die die schlechtere Qualität der Übermittlung anzeigende Zusatzinformation enthalten. Grundsätzlich kann zudem vorgesehen sein, dass Datensätze ab einem bestimmten Alter gelöscht werden.
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Eine solche Konfiguration der Datensammler kann bei Aufbau des Systems beispielsweise von Hand erfolgen, jedoch sind auch zwei weitere vorteilhafte Ausgestaltungen denkbar.
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So kann vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung jedes Datensammlers zur Ermittlung der Gruppe unter Berücksichtigung von Datensätzen ausgebildet ist. Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Vergleichseinrichtung und die Steuereinrichtung selbstverständlich auch eine integrierte Einrichtung sein können.
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Es kann folglich ein Trainingsmechanismus der einzelnen Datensammler vorgesehen sein, um weitere Datensammler zu ermitteln, mit welchen letztlich Daten zur Reduktion der Endgeratedatenmenge ausgetauscht werden müssen. Ein solcher Trainingsmechanismus kann beispielsweise damit beginnen, alle bekannten oder bislang aufgefundenen Datensammler sequentiell nach entsprechenden Informationen zu den Endgeräten zu befragen”. Hierzu ist gegebenenfalls eine spezielle Ausgestaltung des Datensammlers notwendig. In einer Evaluierungsphase können dann eine gewisse Anzahl weiterer Datensammler aus der Gruppe entfernt werden, da diese aus Sicht des lokalen Datensammlers nicht zu einer Reduktion der selbst empfangenen Datentelegramme beitragen können, etwa, weil keine Schnittmenge der empfangenen Endgeräte besteht. Dies kann dann beispielsweise aus den Datensätzen abgelesen werden, die von diesen später zu entfernenden Datensammlern empfangen werden.
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Dieser hier vorgestellte Trainingsmechanismus zur autonomen Ermittlung der Gruppen durch die Datensammler ist selbstverständlich nur als Beispiel zu sehen, es sind auch andere Varianten denkbar.
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Alternativ zu einer solchen autonomen Ermittlung kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung zur Konfiguration der Datensammler aufgrund von von den Datensammlern empfangenen Datentelegrammen ausgebildet ist. Die Datensammler werden in diesem Fall also von der Auswerteeinrichtung aus konfiguriert, wodurch eine einfache, schnelle und deterministische Möglichkeit gegeben ist, die Reduktionsfunktionalität des Systems zu aktivieren. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei noch nicht aktivierter Reduktionsfunktionalität Datentelegramme von den Datensammlern durch die Auswerteeinrichtung empfangen werden. In diesem Fall liegen die Datentelegramme also noch redundant vor, so dass die Auswerteeinrichtung aus ihnen ersehen kann, welche Endgeräte von welchen Datensammlern empfangen werden und wie folglich die Gruppen zu bilden sind. Eine derartige Art der Konfiguration der Datensammler von der Zentrale aus hat noch den weiteren Vorteil, dass letztlich keine besondere Ausbildung der Datensammler erforderlich wird.
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In jedem Fall wird bei Verwendung solcher Gruppen, mit denen ein Datensammler zur Datenreduktion kommunizieren soll, eine unnötige Kommunikation vermieden.
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Auch für das dezentrale Kommunikationsnetz existieren im Rahmen der Erfindung letztlich zwei Alternativen, nämlich ein drahtloses und ein drahtgebundenes Kommunikationsnetz. So kann in einer ersten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Kommunikationsnetz ein drahtloses Kommunikationsnetz zum Aufbau der dritten, insbesondere bei Bedarf aufbaubaren Kommunikationsverbindung ist. Für derartige drahtlose Kommunikationsnetzwerke kann es sinnvoll sein, die dritte Kommunikationsverbindung nur zeitweise aufrecht zu erhalten, um das gemeinsame Kommunikationsmedium möglichst wenig zu belegen. Als drahtlose Kommunikationsnetzwerke können beispielsweise Netzwerke auf der Basis von WLAN, ZigBee, WiMAX, Bluetooth oder dergleichen benutzt werden.
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Alternativ kann in einer zweiten Ausgestaltung das Kommunikationsnetz ein drahtgebundenes Kommunikationsnetz zum Aufbau der dritten, insbesondere permanent bestehenden Kommunikationsverbindung sein. In drahtgebundenen Kommunikationsnetzen entsteht typischerweise nur ein geringer zusätzlicher Kommunikationsaufwand, um die dritte Kommunikationsverbindung aufrecht zu erhalten. Ein drahtgebundenes Kommunikationswerk kann beispielsweise durch Feldbusse, insbesondere CAN-Busse, Profi-Busse oder dergleichen, drahtgebundene IP-Netzwerke (Ethernet) oder auch proprietäre Implementierungen realisiert werden.
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Neben dem System betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Datenübermittlung in einem erfindungsgemäßen System, wobei
- – bei Empfang eines Datentelegramms von einem Endgerät in einem Datensammler
• wenigstens eine die Qualität der Datenübermittlung von dem Endgerät zu dem Datensammler beschreibende Zusatzinformation ermittelt wird,
• bei Vorliegen wenigstens eines eine dasselbe Endgerät benennende Endgeräteidentifikation und wenigstens eine Zusatzinformation umfassenden Datensatzes in dem Datensammler für jeden solchen Datensatz die Zusatzinformationen verglichen werden, wobei bei einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung bei dem Datentelegramm dieses verworfen wird;
• ansonsten das Datentelegramm gespeichert wird und ein Datensatz umfassend die Endgeräteidentifikation und die Zusatzinformation an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragen wird;
- – bei Empfang eines Datensatzes eines weiteren Datensammlers in einem Datensammler
• bei Vorliegen wenigstens eines eine dasselbe Endgerät benennende Endgeräteidentifikation umfassenden gespeicherten Datentelegramms die Zusatzinformationen des Datensatzes und des Datentelegramms verglichen werden, wobei bei einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung bei dem Datentelegramm dieses gelöscht wird, und
• der Datensatz zumindest zeitweise gespeichert wird.
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Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Systems lassen sich selbstverständlich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen.
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Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird folglich von einem dezentralen Kommunikationsnetzwerk ausgegangen, in dem folglich Daten – hier konkret Datensätze – über dritte Kommunikationsverbindungen übertragen werden können. Aus diesen Datensätzen kann jeder Datensammler für sich entscheiden, ob zwischengespeicherte Datentelegramme zu löschen sind oder neu empfangene Datentelegramme zu behalten sind. Dabei können die Datensätze, wie bezüglich des Systems bereits beschrieben, sowohl als Liste zyklisch oder auch einzeln bei Empfang eines Datentelegramms an wenigstens einen weiteren Datensammler übertragen werden.
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Insbesondere kann neben der Überprüfung der Identifikation des Endgerätes auch ein zeitlicher Vergleich durchgeführt werden, wobei entweder zum Vergleich gleiche Zeitstempel vorliegen müssen oder die Zeitstempel äquivalent sein sollten, konkret also beide in eines von mehreren vorbestimmten Zeitintervallen fallen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Systems zur Datenübermittlung, und
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2 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Systems bei räumlich getrennten Teilgruppen.
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1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Datenübermittlung. Mit diesem System 1 kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden, welches im Zusammenhang mit dem System 1 im Folgenden beschrieben werden wird.
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Das System 1 dient dazu, von Endgeräten 2 gesammelte Daten an eine Auswerteeinrichtung 3 zu übermitteln, wo diese ausgewertet werden sollen. Bei den Endgeräten 2 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um Messgeräte, beispielsweise Wasserzähler, Gaszähler, Elektrizitätszähler, Wärmezähler oder dergleichen. Die von diesen gesammelten Daten umfassen beispielsweise Zählerstände, die an der Auswerteeinrichtung 3 nicht nur zur Ermittlung des Verbrauchs zum Zwecke der Abrechnung ausgewertet werden können, sondern auch zu anderen Zwecken, beispielsweise um Lastkurvenprofile oder dergleichen zu ermitteln. Während also die Endgeräte 2 beispielsweise in Haushalten angeordnet sind, befindet sich die Auswerteeinrichtung 3 beispielsweise in einer Zentrale eines Versorgungsunternehmens.
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Um die Daten der Endgeräte 2 zur Auswerteeinrichtung 3 zu übermitteln, werden diese zunächst gemeinsam mit einer Identifikation des Endgerätes zu einem Datentelegramm zusammengefasst. Ein aktuelles Datentelegramm wird zudem mit einem Zeitstempel versehen. Die Datentelegramme werden zyklisch, beispielsweise im Abstand von 8 Sekunden, über eine Funksendeeinrichtung 4 versendet. Empfangen werden die Datentelegramme von einer Mehrzahl von Datensammlern 5, die eine entsprechende Empfangsvorrichtung 6 aufweisen. Es existiert somit eine funkbasierte erste Kommunikationsverbindung 7, über die die Datentelegramme übermittelbar sind.
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Dabei sind üblicherweise mehr als die dargestellten sechs Endgeräte 2 und drei Datensammler 5 vorgesehen, wie durch die entsprechenden Fortsetzungszeichen angedeutet wird.
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In den Datensammlern 5 können die Datentelegramme in einer Speichereinrichtung 8 zwischengespeichert werden, bis sie durch die autonom arbeitenden Datensammler 5 mittels einer zweiten, drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationsverbindung 9 an die Auswerteeinrichtung 3 übermittelt werden können, beispielsweise einmal pro Tag. Dies kann über das Internet geschehen. Jeder der Datensammler 5 ist also dazu ausgebildet, eine dritte Kommunikationsverbindung 9 zu der Auswerteeinrichtung 3 aufzubauen.
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Beim erfindungsgemäßen System bilden nun ferner die Datensammler 5 ein Kommunikationsnetzwerk 10, welches dazu dienen soll, redundant empfangene Datentelegramme zu reduzieren. Jeder der Datensammler 5 besitzt eine Steuereinrichtung 11, die gleichzeitig als Vergleichseinrichtung ausgebildet ist, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. In dieser Steuereinrichtung 11 wird nun immer beim Empfang eines Datentelegramms von einen Endgerät 2 wenigstens eine Zusatzinformation bestimmt, die die Qualität der Datenübermittlung beschreibt. Im vorliegenden Beispiel werden als Zusatzinformationen die Empfangsfeldstärke und die Empfangshäufigkeit ermittelt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei einer bidirektionalen ersten Kommunikationsverbindung 7 auch die Erreichbarkeit des entsprechenden Endgeräts 2 beachtet wird. Gemeinsam mit der Identifikation des Endgeräts 2 bilden die Zusatzinformationen einen Datensatz. Die grundlegende Idee ist es nun, diese Datensätze mittels des Kommunikationsnetzwerks 10 zumindest einer relevanten Gruppe von weiteren Datensammlern 5 zukommen zu lassen, so dass mittels der Vergleichseinrichtung 11 festgestellt werden kann, wo das Datentelegramm vorliegt, das mit der besten Datenübermittlungsqualität übermittelt wurde.
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Zu der Gruppe von weiteren Datensammlern 5, an die ein Datensatz übermittelt wird, zählen aus Sicht des Datensammlers 5, von dem der Datensatz stammt, genau die Datensammler 5, bezüglich denen überhaupt eine Redundanz auftreten kann, das bedeutet, die über eine erste Kommunikationsverbindung 7 Datentelegramme von den Endgeräten 2 empfangen können, von denen auch der Datensammler 5 Daten empfangen kann.
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Obwohl es möglich ist, diese Gruppen manuell zu bestimmen, ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Datensammler 5 über die Auswerteeinrichtung 3 entsprechend konfiguriert werden. Dazu wird das System 1, beispielsweise für eine Testphase, ohne eine Reduktion der Daten betrieben. Die von der Auswerteeinrichtung 3 empfangenen Datentelegramme werden nun bezüglich der redundant empfangenen Datentelegramme überprüft. Dadurch kann in der Auswerteeinrichtung 3 festgestellt werden, welche weiteren Datensammler 5 Datentelegramme von den Endgeräten 2 empfangen, die auch ein bestimmter Datensammler 5 empfängt. Entsprechend können dann zu jedem Datensammler 5 Gruppen bestimmt werden.
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Eine Alternative sieht eine automatische Konfiguration nach Art eines Trainingsmechanismus vor. Dabei können die Datensammler 5 beispielsweise dazu ausgebildet sein, alle bekannten oder aufgefundenen Datensammler 5 sequentiell nach entsprechenden Informationen zu Datentelegrammen der Endgeräte 2 zu befragen. Beispielsweise kann erste eine Art allgemeine „broadcast-Anfrage” gesendet werden, um festzustellen, welcher Datensammler 5 überhaupt vorhanden ist. In einer Evaluierungsphase wird ein bestimmter Datensammler 5 mit der Zeit feststellen, welche dieser bekannten Datensammler 5 nicht zu einer Reduktion der selbst empfangenen Datentelegramme beitragen können, welche dann aus der Gruppe entfernt werden. Dies ist eine Art selbstlernendes System.
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Wie bereits erwähnt, werden dann Datensätze über das Kommunikationsnetzwerk 10 ausgetauscht, wonach entschieden wird, ob Datentelegramme gelöscht oder verworfen werden. Das Kommunikationsnetzwerk 10 ist im Übrigen im vorliegenden Fall als drahtloses Kommunikationsnetzwerk 10 ausgebildet. Dann werden dritte Kommunikationsverbindungen 12 immer bei Bedarf aufgebaut. Alternativ sind auch drahtgebundene Kommunikationsnetzwerke 10 denkbar, in denen die dritten Kommunikationsverbindungen 12 auch permanent bestehen können.
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Zur Reduktion von mehrfach auftretenden Datentelegrammen wird von den entsprechenden Steuerungseinrichtungen beziehungsweise Vergleichseinrichtungen 11 folgendermaßen vorgegangen. Wird ein Datentelegramm von einem Endgerät 2 in dem Datensammler 5 empfangen, so wird zunächst, wie beschrieben, die wenigstens eine die Qualität der Datenübermittlung von dem Endgerät 2 zu dem Datensammler 5 beschreibende Zusatzinformation ermittelt. Sodann wird überprüft, ob in der Speichereinrichtung 8 ein Datensatz eines anderen Datensammlers 5 vorliegt, der eine das selbe Endgerät 2 benennende Endgeräteidentifikation und einen gleichen oder äquivalenten Zeitstempel umfasst. Ein äquivalenter Zeitstempel ist dabei so zu verstehen, dass der Zeitstempel innerhalb eines von mehreren vorbestimmten Zeitintervallen liegt, die als äquivalent angesehen werden sollen. Liegt ein solcher Datensatz eines anderen Datensammlers 5 in der Speichereinrichtung 8 vor, so werden die in dem Datensatz enthaltenen Zusatzinformationen mit den gerade ermittelten Zusatzinformationen des Datentelegramms verglichen. Ergibt sich dabei, dass das gerade empfangene Datentelegramm eine schlechtere Qualität aufweist, so wird es verworfen. Ansonsten wird das Datentelegramm in der Speichereinrichtung 8 gespeichert und ein Datensatz generiert, der neben der Endgeräteidentifikation und dem Zeitstempel auch die ermittelte Zusatzinformation des Datentelegramms enthält. Zwar kann vorgesehen sein, dass ein derartiger Datensatz immer unmittelbar nach der Generierung verschickt wird, vorliegend ist jedoch vorgesehen, dass die Datensätze in einer Liste vorgehalten werden, welche zyklisch über die dritten Kommunikationsverbindungen 12 an die weiteren Datensammler 5 der Gruppe des gerade betrachteten Datensammlers 5 übertragen wird. Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass selbstverständlich auch dann, wenn kein Datensatz vorliegt, der in Endgeräteidentifikation und Zeitstempel dem empfangenen Datentelegramm entspricht, dieses gespeichert wird und ein Datensatz erzeugt wird.
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Zudem sei daraufhingewiesen, dass beim Vergleich auch weitere Kriterien beachtet werden können, beispielsweise auch außerhalb des konkreten Empfangs liegende Kriterien, wie die Abhängigkeit des Datensammlers 5 zu weiteren Datensammlern 5 und dergleichen.
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Was ältere Datentelegramme angeht, so können auch Datentelegramme älterer Zeitintervalle vorgehalten werden, um letztlich eine größere Datenbasis zu besitzen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ältere Datentelegramme grundsätzlich gelöscht werden, wenn ein neueres Datentelegramm mit hinreichend guter Datenübermittlungsqualität auftritt. Hier sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar, die je nach für die Auswertungen in der Auswerteeinrichtung 3 benötigten Daten realisiert werden können.
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Wird eine Liste von Datensätzen eines weiteren Datensammlers 5 in einem Datensammler 5 empfangen, so wird überprüft, ob ein oder mehrere dasselbe Endgerät 2 benennende Datentelegramme in der Speichereinrichtung 8 gespeichert wurden. Ist dies der Fall, so werden für jedes dieser Datentelegramme die Zusatzinformationen des Datensatzes und des Datentelegramms wie oben verglichen, wobei bei einer schlechteren Qualität der Datenübermittlung bei dem Datentelegramm dieses gelöscht wird. Parallel kann im Übrigen ein entsprechender Datensatz aus der Liste gelöscht werden. Zudem ist vorgesehen, dass empfangene Datensätze zumindest für eine bestimmte Zeit in der Speichereinrichtung 8 gespeichert werden, um bei Empfang eines Datentelegramms die entsprechenden Überprüfungen vornehmen zu können.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es denkbar ist, jeweils die eigene Liste von Datensätzen durch die Datensätze in den empfangenen Listen zu ergänzen, um so Datensätze effektiv weiter verbreiten zu können. Allerdings muss dann darauf geachtet werden, dass – falls die Datensätze auch eine Identifikation des sie generierenden Datensammlers 5 enthalten – gegebenenfalls Datensätze aus der Liste gelöscht werden, deren Datensammler 5 nicht zur Gruppe der weiteren Datensammler 5 gehört, an die Datensätze vom dem betrachteten Datensammler 5 normalerweise übermittelt werden. Im anderen Fall liegen letztlich doch die Datensätze aller Datensammler 5 in den zu übertragenden Listen vor, was durch die Bildung der Gruppen mit vermieden werden sollte.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems 1'. Zur Verdeutlichung sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in 1 sind hier zwei räumlich (geographisch) getrennte Teilgruppen von Endgeräten 2 und Datensammlern 5 vorgesehen, nämlich die Teilgruppe A und die Teilgruppe B. Ersichtlich ist es dadurch nicht möglich, dass ein Datensammler 5 der Teilgruppe A Datentelegramme eines Endgeräts 2 der Teilgruppe B empfängt und umgekehrt. Mithin ist hier vorgesehen, dass zwei getrennte Kommunikationsnetzwerke 10a und 10b für die Teilgruppen A und B vorgesehen sind. Das bedeutet, dass die Datensammler 5 innerhalb der Teilgruppe A nur mit den anderen Datensammlern 5 in der Teilgruppe A kommunizieren könnten, nicht jedoch mit den Datensammlern 5 der Teilgruppe B und umgekehrt.
