-
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Zählereinrichtung, insbesondere Wasserzählereinrichtung, umfassend eine erste Datenschnittstelle für eine zum Messen des Durchflusses eines Fluids ausgebildete Zählereinheit der Zählereinrichtung, eine zweite Datenschnittstelle für ein mit der Zählereinheit über die Steuereinrichtung kommunizierendes Auslesegerät und eine Versorgungsschnittstelle, an welcher ein kombiniertes Takt- und Spannungsversorgungssignal für die Steuereinrichtung anlegbar ist, wobei die Steuereinrichtung zum Einnehmen eines Lesemodus, in dem an der ersten Datenschnittstelle bereitgestellte Daten durch die Steuereinrichtung an die zweiten Datenschnittstelle übertragbar sind, beim Erhalten eines Takt- und Spannungsversorgungssignals mit einem Lesesignalverlauf ausgebildet ist. Daneben betrifft die Erfindung eine Zählereinrichtung, insbesondere Wasserzählereinrichtung.
-
Eine solche Steuereinrichtung dient der Bereitstellung einer Verbindungsmöglichkeit zwischen einem Auslesegerät und einer den Durchfluss eines Fluids messenden Zählereinheit, wobei das Auslesegerät und die Zählereinheit gemäß unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen betrieben werden. Die Steuereinrichtung übernimmt mit anderen Worten eine Adapterfunktion zwischen der an einer ersten Datenschnittstelle anschließbaren Zählereinheit und dem an einer zweiten Datenschnittstelle anschließbaren Auslesegerät. Insbesondere in den USA werden Auslesegeräte gemäß dem so genannten ADE-Protokoll betrieben, um Daten von der Zählereinheit auszulesen. Dabei wird die Steuereinrichtung bei Anlegen eines kombinierten Takt- und Spannungsversorgungssignals mit einem vorgegebenen Lesesignalverlauf in einen Lesemodus versetzt, in dem an der ersten Datenschnittstelle – also von der Zählereinheit – bereitgestellte Daten an die zweite Datenschnittstelle – also zum Auslesegerät – übertragbar sind.
-
Herkömmliche Steuereinrichtungen werden jedoch fest mit der Zählereinheit verbunden, beispielsweise durch Vergießen beider Komponenten. Modifikationen der Zählereinheit sind somit nicht ohne einen vollständigen Austausch einer die Steuereinrichtung und die Zählereinheit umfassenden Zählereinrichtung möglich.
-
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur vereinfachten Wartbarkeit herkömmlicher Zählereinrichtungen anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung zusätzlich zum Einnehmen eines Schreibmodus, in dem an der zweiten Datenschnittstelle bereitgestellte Daten an die erste Datenschnittstelle übertragbar sind, beim Erhalten eines Takt- und Spannungsversorgungssignals mit einem vom Lesesignalverlauf unterschiedlichen Schreibsignalverlauf ausgebildet ist.
-
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die herkömmlicherweise nur für einen unidirektionalen Betrieb ausgelegte Steuereinrichtung um einen Schreibmodus zu erweitern und so eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Auslesegerät und der Zählereinheit zu realisieren. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Übertragung von Daten wie geänderten Betriebsparameterkonfigurationen und/oder Firmwareupdates an die Zählereinheit und mithin eine Wartung der Zählereinheit, ohne die gesamte Zählereinrichtung austauschen zu müssen. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet, einen an der Versorgungsschnittstelle anliegenden Signalverlauf dahingehend auszuwerten, ob der Lesesignalverlauf oder der Schreibsignalverlauf anliegt, und einen Datentransfer zwischen der ersten Datenschnittstelle und der zweiten Datenschnittstelle gemäß dem ausgewerteten Modus zu erlauben. Die Steuereinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, beim Fehlen eines Takt- und Spannungsversorgungssignals oder beim Anlegen eines Takt- und Spannungsversorgungssignals, das weder dem Lesesignalverlauf noch dem Schreibsignalverlauf entspricht, einen Ruhemodus einzunehmen.
-
Über die erste Datenschnittstelle kann die, bevorzugt zur Messung des Durchflusses von Wasser als Fluid ausgebildete, Zählereinheit mit der Steuereinrichtung verbindbar sein. Mit der zweiten Datenschnittstelle können ferner sowohl herkömmliche reine Auslesegeräte, also solche, die nur zum Auslesen von Daten aus der Zählereinheit ausgebildet sind, als auch kombinierte Auslesegeräte für einen Auslese- und Schreibbetrieb und reine Schreibgeräte verbindbar sein. Für herkömmliche Steuereinrichtungen vorgesehene, reine Auslesegeräte bleiben mithin vollständig kompatibel zur erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
-
Die Steuereinrichtung kann einen Mikrocontroller umfassen, der zur Steuerung der Datenübertragung zwischen der ersten Datenschnittstelle und der zweiten Datenschnittstelle eingerichtet ist. Dazu können einzelne Eingänge und/oder Ausgänge des Mikrocontrollers mit der jeweilgen Datenschnittstelle verbunden sein. Zur Pegelanpassung und/oder zur Impedanzanpassung zwischen der ersten Datenschnittstelle und/oder der zweiten Datenschnittstelle einerseits und den Eingängen und/oder Ausgängen andererseits können diesen zusätzliche Transistorschaltungen vorgeschaltet sein.
-
Bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung wird es ferner bevorzugt, wenn im Schreibmodus zusätzlich an der ersten Datenschnittstelle bereitgestellte Daten an die zweite Datenschnittstelle übertragbar sind. Der Schreibmodus kann insofern auch als Lese- und Schreibmodus aufgefasst bzw. bezeichnet werden. Zur Erleichterung einer Synchronisierung zwischen dem Auslesegerät und der Steuereinrichtung kann zudem vorgesehen sein, dass nach Einnehmen des Schreibmodus Betriebsinformationen der Zählereinrichtung umfassende Daten an die zweite Datenschnittstelle übertragbar sind. Die Steuereinrichtung kann mithin nach Einnahme des Schreibmodus zunächst insbesondere Identifikationsdaten und/oder eine verwendete Softwareversion und/oder Fehlerdaten, insbesondere die Anzahl von aufgetretenen Fehlern, und/oder Nutzungsdaten, insbesondere die Anzahl bereits durchgeführter Auslesevorgänge, beschreibende Betriebsinformationen an der zweiten Datenschnittstelle bereitstellen. Bevorzugt erfolgt dies im Rahmen eines „Handshake” mit dem Auslesegerät zu Beginn des Schreibmodus.
-
Zweckmäßigerweise umfasst der Lesesignalverlauf ein Wechselsignal mit einer Lesefrequenz und/oder der Schreibsignalverlauf ein Wechselsignal mit einer, insbesondere von der Lesefrequenz verschiedenen, Schreibfrequenz. Ein solches Wechselsignal kann zwischen einem hohen und einem niedrigen Logikpegel wechseln, wobei nicht notwendigerweise ein Nullpotential zwischen den Logikpegeln liegen muss. Das jeweilige Wechselsignal kann trapez- oder rechteckförmig sein. Um die Kompatibilität mit herkömmlichen Auslesegeräten zu gewährleisten, kann die Lesefrequenz wenigstens 200 Hz, bevorzugt wenigstens 250 Hz, besonders bevorzugt wenigstens 400 Hz, und/oder höchstens 2000 Hz betragen. Ferner kann die Schreibfrequenz wenigstens 2000 Hz, insbesondere wenigstens 4000 Hz und/oder höchstens 10000 Hz, bevorzugt höchstens 5000 Hz betragen. Die Lesefrequenz kann außerdem abhängig von der Spannung eines, insbesondere des hohen, Logikpegels sein. Alternativ oder zusätzlich kann zur Gewährleistung einer möglichst hohen Kompatibilität vorgesehen sein, dass der Lesesignalverlauf ein dem Wechselsignal vorausgehendes, insbesondere eine Signaldauer von höchstens 500 ms anhaltendes, Gleichsignal umfasst. Als Gleichsignal ist dabei ein Signalverlauf mit einem Pegel aufzufassen, der sich um nicht mehr als 10 Prozent der Differenz der Logikpegel um den hohen Logikpegel ändert. Durch das Vorsehen des vorausgehenden Gleichsignals steht vorteilhafterweise ein ausreichender Zeitraum zur Verfügung, um die Steuereinrichtung zu initialisieren und/oder auszuwerten, ob der Lese- bzw. der Schreibmodus einzunehmen ist. Es ist ferner auch denkbar, dass der Schreibsignalverlauf ein derartiges Gleichsignal umfasst.
-
Während die zweite Datenschnittstelle bevorzugt gemäß dem ADE-Protokoll betreibbar ist, wird es hinsichtlich der ersten Datenschnittstelle bevorzugt, wenn die Zählereinheit über ein Transistor-Transistor-Logik-Bussystem, insbesondere mit einer Übertragungsrate von 300 oder 2400 Baud, an die erste Datenschnittstelle anbindbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Datenschnittstelle gemäß dem M-Bus-Protokoll betreibbar sein.
-
Schließlich ist es ist bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung vorteilhaft, wenn die erste Datenschnittstelle separate Schreib- und Leseanschlüsse zum Anschließen der Zählereinheit und/oder die zweite Datenschnittstelle eine kombinierte Schreib- und Leseleitung zum Anschließen des Auslesegeräts aufweist. Dadurch wird eine möglichst weitgehende Interoperabilität bestehender Auslesegeräte und Zählereinheiten mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gewährleistet. Typischerweise sind die zweite Datenschnittstelle und/oder die Versorgungsschnittstelle und/oder ein Masseanschluss der Steuereinrichtung zur Verbindung mit einem gemeinsamen auslesegerätseitigen Steckverbinder ausgebildet.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner gelöst durch eine Zählereinrichtung, insbesondere Wasserzählereinrichtung, umfassend eine zum Messen des Durchflusses eines Fluids ausgebildete Zählereinheit und eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung, wobei die Zählereinheit mit der ersten Datenschnittstelle der Steuereinrichtung verbunden ist. Sämtliche Ausführungen zur erfindungsgemäßen Steuereinrichtung lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Zählereinrichtung übertragen, so dass auch mit dieser die zuvor genannten Vorteile erzielt werden können.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Zählereinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;
-
2 zeitliche Signalverläufe an einer zweiten Datenschnittstelle und einer Versorgungsschnittstelle der Steuereinrichtung beim Einnehmen des Lesemodus; und
-
3 zeitliche Signalverläufe an der zweiten Datenschnittstelle und der Versorgungsschnittstelle der Steuereinrichtung beim Einnehmen des Schreibmodus.
-
1 zeigt eine Prinzipskizze einer Zählereinrichtung 1, umfassend eine Steuereinrichtung 2 und eine Zählereinheit 3. Die Zählereinheit 3 ist zum Messen des Durchflusses von Wasser ausgebildet, so dass die Zählereinrichtung 1 auch als Wasserzählereinrichtung und die Zählereinheit 3 als Wasserzählereinheit aufgefasst bzw. bezeichnet werden können.
-
Die Zählereinheit 3 ist über separate Schreib- und Leseanschlüsse 4 an eine erste Datenschnittstelle 5 der Steuereinrichtung 2 angeschlossen. Die Zählereinheit 3 ist über ein Transistor-Transistor-Logik-Bussystem mit einer Übertragungsrate von 300 oder 2400 Baud an die erste Datenschnittstelle 5 angebunden, welche gemäß dem M-Bus-Protokoll betreibbar ist. Die Steuereinrichtung 2 weist ferner eine gemäß dem ADE-Protokoll betreibbare zweite Datenschnittstelle 6 und eine Versorgungschnittstelle 7 auf, an die ein externes Auslesegerät 8 anschließbar ist. Daneben ist zwischen der Steuereinrichtung 2 und der Zählereinheit 3 sowie dem Auslesegerät 8 jeweils eine Masseverbindung 9 vorgesehen. Die zweite Datenschnittstelle 6, die Versorgungschnittstelle 7 und ein Masseanschluss 10 sind ferner zur Verbindung mit einem gemeinsamen Steckverbinder des Auslesegeräts 8 ausgebildet. Die Steuereinrichtung 2 umfasst einen nicht näher gezeigten Microcontroller, der zur Steuerung der Datenübertragung zwischen der ersten Datenschnittstelle 5 und der zweiten Datenschnittstelle 6 eingerichtet ist, wobei einzelnen Eingängen und Ausgängen des Microcontrollers Transistorschaltungen zur Pegel- und Impedanzanpassung vorgeschaltet sind.
-
Von Seiten des Auslesegeräts 8 ist an die Versorgungsschnittstelle 7 ein kombiniertes Takt- und Spannungsversorgungssignal 11 (vgl. 2 und 3) für die Steuereinrichtung 2 anlegbar. Zwischen der zweiten Datenschnittstelle 6 und dem Auslesegerät 8 werden ferner bidirektional mittels eines Datensignals 12 Daten ausgetauscht, die durch die Steuereinrichtung 2 von der ersten Datenschnittstelle 5 an die zweite Datenschnittstelle 6 und umgekehrt übertragbar sind. Dazu ist die Steuereinrichtung 2 in Abhängigkeit des Takt- und Spannungsversorgungssignals 11 in einen Lesemodus und in einen Schreibmodus versetzbar. Die Steuereinrichtung 2 wertet mithin das Takt- und Spannungsversorgungssignal 11 aus und schaltet in den entsprechenden Modus.
-
2 zeigt den zeitlichen Signalverlauf des Takt- und Spannungsversorgungssignals 11 und des Datensignals 12 beim Einnehmen des Lesemodus ausgehend von einem Ruhemodus. Das Takt- und Spannungsversorgungssignal 11 beschreibt dabei einen Lesesignalverlauf, der von der Steuereinrichtung 2 für die Auswahl des Modus ausgewertet wird. Der Lesesignalverlauf umfasst dazu zunächst für eine Signaldauer 13 von höchstens 500 ms ein Gleichsignal 14, wobei für eine kurze Zeitdauer nach dem Anlegen des Takt- und Spannungsversorgungssignals 11 zunächst ein rampenförmiger Anstieg zur Verdeutlichung eines Einschwingvorgangs dargestellt ist. Nach Ablauf der Signaldauer 13 umfasst der Lesesignalverlauf ein rechteckförmiges Wechselsignal 15 mit einer Lesefrequenz zwischen 250 Hz und 2000 Hz, wobei das Tastverhältnis zwischen dem hohen Logikpegel und dem niedrigen Logikpegel ersichtlich nicht exakt 50 Prozent betragen muss.
-
Während der Signaldauer 13 und zwei Taktzyklen des Wechselsignals 15 liegt das Datensignal 12 ersichtlich auf einem hohen Logikpegel. In diesem Zeitabschnitt findet mithin keine Datenübertragung zwischen der ersten Datenschnittstelle 5 und der zweiten Datenschnittstelle 6 statt, wobei dennoch eine Datenkommunikation zwischen der Steuereinrichtung 2 und der Zähleinheit 3 über die erste Datenschnittstelle 4 für ein Initialisierungsvorgang erfolgen kann. Anschließend hat die Steuereinrichtung 2 den Lesemodus eingenommen, so dass lediglich schematisch dargestellte Daten 16 von der ersten Datenschnittstelle 5 zur zweiten Datenschnittstelle 6, mithin von der Zählereinheit 3 zum Auslesegerät 8, mit dem Datensignal 12 übertragbar sind.
-
3 zeigt den zeitlichen Signalverlauf des Takt- und Spannungsversorgungssignals 11 und des Datensignals 12 beim Einnehmen des Schreibmodus ausgehend vom Ruhemodus. In diesem Fall beschreibt das Takt- und Spannungsversorgungssignal 11 einen Schreibsignalverlauf, der während der gesamten Dauer seines Anliegens an der Versorgungschnittstelle 7 ein Wechselsignal 17 mit einer Schreibfrequenz zwischen 2000 Hz und 10000 Hz, bevorzugt zwischen 4000 Hz und 5000 Hz, umfasst. Während einer Signaldauer 17 von ca. 20 ms wertet die Steuereinrichtung 2 das Takt- und Spannungsversorgungsignal 11 dahingehend aus, dass der Schreibsignalverlauf anliegt, und nimmt dann den Schreibmodus ein. In dieser Zeit nimmt das Datensignal 12 lediglich nach einem kurzen, abermals den Einschwingvorgang darstellenden, rampenförmigen Anstieg seinen hohen Logikpegel an.
-
Während einer anschließenden Signaldauer 18 von ca. 60 ms werden zunächst Betriebsinformationen der Zählereinrichtung 1 umfassende Daten 19 an die zweite Datenschnittstelle 6 übertragen. Diese Betriebsinformationen umfassen Identifikationsdaten, eine verwendete Softwareversion, Fehlerdaten, einschließlich die Anzahl von aufgetretenen Fehlern und Nutzungsdaten, einschließlich die Anzahl bereits durchgeführter Auslesevorgänge. Es wird mithin ein „Handshake” zwischen dem Auslesegerät 8 und der Zählereinheit 3 durchgeführt. In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, dass im Schreibmodus auch Daten von der Zählereinheit 3 an das Auslesegerät 8 übertragbar sind, so dass der Schreibmodus auch als Lese- und Schreibmodus aufgefasst bzw. bezeichnet werden kann.
-
Nach einer weiteren Signaldauer 20 von ca. 20 ms, in der das Datensignal 12 auf seinem niedrigen Logikpegel liegt, werden für eine Signaldauer 21 Daten 22 von der zweiten Datenschnittstelle 6 an die erste Datenschnittstelle 5, mithin vom Lesegerät 8 an die Zieleinheit 3 übertragen, wobei die Signaldauer 21 bis zum Ende des Anliegens des Takt- und Steuersignals 11 andauert. Die Steuereinrichtung 2 geht dann erneut in den Ruhemodus über.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zählereinrichtung
- 2
- Steuereinrichtung
- 3
- Zählereinheit
- 4
- Leseanschluss
- 5
- Datenschnittstelle
- 6
- Datenschnittstelle
- 7
- Versorgungsschnittstelle
- 8
- Auslesegerät
- 9
- Masseverbindung
- 10
- Masseanschluss
- 11
- Spannungsversorgungssignal
- 12
- Datensignal
- 13
- Signaldauer
- 14
- Gleichsignal
- 15
- Wechselsignal
- 16
- Daten
- 17
- Wechselsignal
- 18
- Signaldauer
- 19
- Daten
- 20
- Signaldauer
- 21
- Signaldauer
- 22
- Daten
- 23
- Daten
