DE102016014376B4 - Method for data transmission of consumption meters - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Datenübertragung, insbesondere zur Verbrauchsdatenerfassung von Verbrauchsmessgeräten (1), mit
einer Mehrzahl von mit je einem Kommunikationsmodul (2) ausgestatteten Verbrauchsmessgeräten (1),
einem Datensammler (3) zum Empfang von Datenpaketen (4) der Verbrauchsmessgeräte (1),
wobei die Datenpakete (4) in bestimmten Zeitabständen innerhalb eines bestimmten Stichzeitraums (10) von dem jeweiligen Kommunikationsmodul (2) im Sendebetrieb per Funk an den Datensammler (3) gesendet werden,
wobei der Datensammler (3) eine Steuereinrichtung (5) zur zeitlichen Steuerung eines Empfangsbetriebes aufweist, die dazu eingerichtet ist, aufeinanderfolgende Datenpakete (4) in zeitlicher Abfolge zu empfangen,
der Datensammler (3) ein Zeitreferenzsignal (6) generiert, anhand dessen das jeweilige Kommunikationsmodul (2) feststellen kann, wann der Stichzeitraum (10) beginnt,
das Zeitreferenzsignal (6) vom Datensammler (3) per Funk an das jeweilige Kommunikationsmodul (2) gesendet wird, und
die zeitliche Abfolge der Übertragung der Datenpakete (4) vom jeweiligen Kommunikationsmodul (2) zum Datensammler (3) in Abhängigkeit des Zeitreferenzsignals (6) angepasst wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zeitreferenzsignal (6) mehrere Zeitreferenzteilsignale (6a-6d) umfasst, die in unterschiedlichem zeitlichen Abstand zu dem Stichzeitraum (10) vom Datensammler (3) an das jeweilige Kommunikationsmodul (2) gesendet werden, und
vom jeweiligen Kommunikationsmodul (2) anhand des jeweiligen zeitlichen Abstands der Zeitreferenzteilsignale (6a-6d) untereinander oder zu dem Stichzeitraum (10) die verbleibende Zeit bis zu dem Stichzeitraum (10) berechnet wird.

Figure DE102016014376B4_0000
Method for data transmission, in particular for consumption data acquisition of consumption meters (1), with
a plurality of each equipped with a communication module (2) consumption meters (1),
a data collector (3) for receiving data packets (4) of the consumption meters (1),
wherein the data packets (4) are transmitted in certain time intervals within a certain stitch period (10) by the respective communication module (2) in the transmission mode by radio to the data collector (3),
wherein the data collector (3) has a control device (5) for the time control of a receiving operation, which is set up to receive successive data packets (4) in chronological order,
the data collector (3) generates a time reference signal (6) on the basis of which the respective communication module (2) can determine when the stitch period (10) begins,
the time reference signal (6) is sent by the data collector (3) by radio to the respective communication module (2), and
the time sequence of the transmission of the data packets (4) from the respective communication module (2) to the data collector (3) is adjusted as a function of the time reference signal (6),
characterized in that
the time reference signal (6) comprises a plurality of time reference partial signals (6a-6d) which are sent from the data collector (3) to the respective communication module (2) at different time intervals from the stitch period (10), and
from the respective communication module (2) on the basis of the respective time interval of the time reference part signals (6a-6d) with each other or to the stitch period (10), the remaining time is calculated up to the stitch period (10).
Figure DE102016014376B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung, insbesondere zur Verbrauchsdatenerfassung von Verbrauchsmessgeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a method for data transmission, in particular for consumption data acquisition of consumption meters according to the preamble of claim 1.

Technologischer HintergrundTechnological background

Intelligente Verbrauchsmessgeräte, auch Smart Meter genannt, sind in ein Versorgungsnetz eingebundene Verbrauchsmessgeräte z. B. für Energie, Strom, Gas, Wasser, die dem jeweiligen Anschlussbenutzer den tatsächlichen Verbrauch anzeigen und in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind. Intelligente Verbrauchsmessgeräte haben den Vorteil, dass manuelle Ablesungen der Zählerstände entfallen und seitens des Versorgers kurzfristigere Rechnungstellungen gemäß dem tatsächlichen Verbrauch vorgenommen werden können. Durch kurzfristigere Ableseintervalle ist wiederum eine genauere Kopplung der Endkundentarife an die Entwicklung der Börsenstrompreise möglich. Auch können Versorgungsnetze wesentlich besser ausgelastet werden.Smart metering devices, also known as Smart Meters, are utility meters integrated in a supply network. For example, for energy, electricity, gas, water, which show the respective connection user's actual consumption and are integrated into a communication network. Smart meters have the advantage of eliminating manual readings of meter readings and allowing the utility to make shorter-term billing according to actual consumption. By means of short-term reading intervals, it is possible in turn to link the retail tariffs more precisely to the development of stock market prices. Also, utility networks can be utilized much better.

Intelligente Verbrauchsmessgeräte sind üblicherweise jeweils Wohneinheiten oder Wohnhäusern zugeordnet. Die dort anfallenden Messdaten können auf unterschiedlichste Weise ausgelesen werden. Messdaten können z. B. über das Stromnetz (Power Line) ausgelesen werden. Die Einbindung der Verbrauchsmessgeräte in ein überörtliches Netzwerk ist hierbei allerdings nicht möglich. Ferner können Messdaten per Mobilfunktechnologie in Form von Datenpaketen oder Telegrammen übertragen werden. Dies ist allerdings teuer, setzt die Installation von Mobilfunkmodulen an den Verbrauchsmessgeräten voraus und hat Nachteile bezüglich des hohen Stromverbrauchs an den einzelnen Verbrauchsmessgeräten. Ferner können Messdaten in Form von Datenpaketen oder Telegrammen auch per Funk, beispielsweise im ISM (Industrial, Scientific, Medical)-Band-Frequenzbereich, übertragen werden. Diese Frequenzbereiche haben den Vorteil, dass von den Betreibern lediglich eine allgemeine Zulassung der Frequenzverwaltung notwendig ist. Allerdings besteht das Problem, dass aufgrund der Häufigkeit der Verwendung derartiger Frequenzbereiche für unterschiedlichste technische Einrichtungen wie etwa Garagentorsteuerungen, Babyphones, Alarmanlagen, WLAN, Bluetooth, Rauchwarnmelder usw. es häufig zu Störungen kommen kann. Das Sammeln der Messdaten per Funk erfolgt entweder durch ortsfeste oder mobile Datensammler (Kollektoren), an die die in den Sendern der Verbrauchsmessgeräte bereitgestellten Messdaten übertragen werden.Smart meters are usually associated with each residential units or homes. The resulting measurement data can be read out in many different ways. Measurement data can z. B. via the power grid (Power Line) to be read. The integration of consumption meters into a local network is not possible here. Furthermore, measurement data can be transmitted by means of mobile radio technology in the form of data packets or telegrams. However, this is expensive, requires the installation of mobile modules on the consumption meters and has disadvantages in terms of high power consumption of the individual meters. Furthermore, measurement data in the form of data packets or telegrams can also be transmitted by radio, for example in the ISM (Industrial, Scientific, Medical) band frequency range. These frequency ranges have the advantage that the operators only need a general authorization of the frequency management. However, there is a problem that, due to the frequency of using such frequency ranges for various technical devices such as garage door controls, baby monitors, alarm systems, WLAN, Bluetooth, smoke detectors, etc., it can often interfere. The measurement data is collected wirelessly either by stationary or mobile data collectors (collectors) to which the measurement data provided in the transmitters of the consumption meters are transmitted.

Aus rechtlichen Gründen dürfen von den Sendern der Verbrauchsmessgeräte lediglich Messdaten, die zu bestimmten, sehr kurzen Stichzeiträumen (Stichzeit bzw. Stichzeitpunkt inklusive Zeitabweichung) an einen Datensammler übertragen werden, für die Verbrauchsauswertung herangezogen werden. Während dieser sehr kurzen Stichzeiträume übertragen die Sender aller Verbrauchsmessgeräte ihre Datenpakete an den Empfänger des Datensammlers. Außerhalb der Stichzeiträume empfangene Datenpakete werden verworfen. Hierbei kommt es durchaus häufig vor, dass sich die Übertragungen von Messdaten von Sendern unterschiedlicher Verbrauchsmessgeräte innerhalb des Stichzeitraums gegenseitig stören. Auch gebäudespezifische Besonderheiten können oftmals dazu führen, dass die Übertragung der Messedaten von den Verbrauchsmessgeräten zu dem Datensammler gestört ist. Alle diese Faktoren führen dazu, dass nur eine mäßige Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Datenpakete in dem betreffenden Kanal durchkommen.For legal reasons, the transmitters of the consumption meters may only use measurement data, which are transmitted to a data collector at specific, very short stitching periods (stitch time or stitch time including time deviation), for the consumption evaluation. During these very short stitching periods, the transmitters of all metering devices transmit their data packets to the receiver of the data collector. Data packets received outside of the stitching periods are discarded. It happens quite often that the transmissions of measured data from transmitters of different consumption meters interfere with each other within the reference period. Even building-specific features can often lead to the fact that the transmission of the measurement data from the consumption meters to the data collector is disturbed. All of these factors mean that there is only a moderate probability that the data packets will pass through in the channel in question.

Nächstliegender Stand der TechnikNearest prior art

Ein Verfahren zur Datenübertragung von Verbrauchsmessgeräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 199 11 657 C2 bekannt, bei dem eine Datenverwaltungsstation ein Synchronisationstelegramm an mehrere Datensammelstationen sendet. Die Datensammelstationen können anhand des Synchronisationstelegramms anschließend feststellen, in welchen Zeitschlitzen die Datenübertragung erfolgt.A method for data transmission of consumption meters according to the preamble of claim 1 is known from DE 199 11 657 C2 in which a data management station sends a synchronization telegram to several data collection stations. The data collecting stations can then use the synchronization telegram to determine in which time slots the data transmission takes place.

Ferner ist aus der DE 199 05 316 A1 ein unidirektionales Datenübertragungssystem bekannt, bei dem der Empfänger eine Zeitsteuereinrichtung seines Empfangsbetriebes aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Sollwerten für die Zeitabstände aufeinander folgender Datenpakete des betreffenden Senders den jeweiligen Zeitpunkt der erwarteten nächstfolgenden Datensendung des Senders abzuschätzen und den Empfänger zeitweilig jeweils in einem Toleranzzeitintervall, das den geschätzten Zeitpunkt der Datenübertragung enthält, empfangsbereit zu schalten.Furthermore, from the DE 199 05 316 A1 a unidirectional data transmission system is known in which the receiver has a timer of its receiving mode, which is adapted to estimate based on setpoints for the intervals of successive data packets of the transmitter concerned the respective date of the expected next data transmission of the transmitter and the receiver temporarily in each case a transmission time interval, which contains the estimated time of data transmission, ready to receive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung Object of the present invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Datenübertragung, insbesondere zur Verbrauchserfassung von Verbrauchsmessgeräten, zu schaffen, mit dem eine verbesserte Performance bei der Übertragung der Messdaten von den einzelnen Verbrauchsmessgeräten zum Datensammler ermöglicht wird.The object of the present invention is to provide a method for data transmission, in particular for consumption measurement of consumption meters, with which an improved performance in the transmission of the measured data from the individual consumption meters to the data collector is made possible.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.The above object is achieved by the entire teaching of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims.

Dadurch, dass der Datensammler (oder auch „Konzentrator“ genannt) eine Zeitreferenz generiert, anhand welcher das jeweilige Kommunikationsmodul des betreffenden Verbrauchsmessgeräts feststellen kann, wann der Stichzeitraum beginnt, die Zeitreferenz vom Datensammler per Funk an das jeweilige Kommunikationsmodul gesendet wird, und die zeitliche Abfolge der Übertragung der Datenpakete vom jeweiligen Kommunikationsmodul zum Datensammler in Abhängigkeit der Zeitreferenz angepasst wird, kann das jeweilige Kommunikationsmodul anhand seines eigenen Zeitmessinstruments einen Zeitvergleich vornehmen und auf diese Weise sein Sendeverhalten anpassen. Bei der Zeitreferenz kann es sich um ein Zeitreferenzsignal oder um eine Zeitreferenzsignal-Einheit, wie zum Beispiel ein Synchronisationssignal oder eine Synchronisationssequenz handeln. Unter Stichzeitraum ist ein Stichzeitpunkt zur Datenübertragung, z. B. alle 15 Minuten, sowie ein sich vor und nach dem Stichzeitpunkt anschließender, durch den Fehler des Zeitmessinstruments des jeweiligen Kommunikationsmoduls bedingter Toleranzzeitraum, z. B. 9 Sekunden, zu verstehen. Der Datensammler kann entweder ortsfest installiert oder mobil sein.Characterized in that the data collector (or "concentrator" called) generates a time reference based on which the respective communication module of the respective consumption meter can determine when the stitch period begins, the time reference is sent by the data collector by radio to the respective communication module, and the time sequence the transmission of data packets from the respective communication module to the data collector is adjusted in dependence on the time reference, the respective communication module can make a time comparison based on its own time measurement instrument and adjust its transmission behavior in this way. The time reference may be a time reference signal or a time reference signal unit, such as a synchronization signal or a synchronization sequence. Under stitch period is a stitch time for data transmission, z. B. every 15 minutes, as well as a before and after the stitching point subsequent, caused by the error of the time measurement instrument of the respective communication module tolerance period, eg. B. 9 seconds to understand. The data collector can either be stationary or mobile.

Die Zeitreferenz muss keine Daten enthalten. Die Zeitreferenz kann daher in die Zeitsteuerung des Verbrauchsmessgerätes und/oder des Kommunikationsmoduls einfach implementiert werden. Beispielsweise kann es sich bei der Zeitreferenz um einen so genannten Beacon handeln.The time reference does not have to contain any data. The time reference can therefore be easily implemented in the timing of the consumption meter and / or the communication module. For example, the time reference may be a so-called beacon.

Erfindungsgemäß umfasst das Zeitreferenzsignal mehrere Zeitreferenzteilsignale (Synchronisationssequenz), die vorzugsweise in unterschiedlichem zeitlichen Abstand zu dem bestimmten Stichzeitraum bzw. Stichzeitpunkt vom Datensammler an das jeweiligen Kommunikationsmodul gesendet werden und vom dem jeweiligen Kommunikationsmodul anhand des jeweiligen zeitlichen Abstands der Zeitreferenzteilsignale untereinander und/oder zu dem bestimmten Stichzeitraum bzw. der Stichzeit die verbleibende Zeit bis zu dem bestimmten Stichzeitraum berechnet wird. Das Kommunikationsmodul kann hierdurch vorausberechnen, wann der Stichzeitraum beginnt und ist somit in der Lage, sein Sendeverhalten dementsprechend anzupassen. Vorzugsweise nimmt die Zeitdauer der Zeitabstände zur Übertragung der Datenpakete zum Stichzeitraum bzw. Stichzeitpunkt hin ab (Count Down Sequenz oder Count Down Beacon).According to the invention, the time reference signal comprises a plurality of time reference partial signals (synchronization sequence), which are preferably sent to the respective communication module at different time intervals from the specific stitch period or stitch time and from the respective communication module based on the respective time interval of the time reference part signals with each other and / or to the particular Stitch period or the stitch time the remaining time is calculated to the specific stitch period. The communication module can thereby predict when the stitch period begins and is thus able to adjust its transmission behavior accordingly. Preferably, the time duration of the time intervals for the transmission of the data packets to the stitching period or stitch time decreases from (Count Down Sequence or Count Down Beacon).

Dadurch, dass die Anpassung derart erfolgt, dass die Datenpakete innerhalb des Stichzeitraums mit erhöhter Sendehäufigkeit von dem jeweiligen Kommunikationsmodul an den Datensammler gesendet werden, ist in Anbetracht der eingangs beschriebenen Probleme der Datenübertragung eine höhere Datenverlässlichkeit und damit eine verbesserte Performance erreichbar. Mehr relevante Datenpakete als bisher können innerhalb des Stichzeitraums von den einzelnen Kommunikationsmodulen an den Datensammler übertragen werden. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit eines guten Datentransfers im Vergleich zu den bisher betriebenen Verfahren. Zudem ermöglicht es die Erfindung eine verbesserte Kanalauslastung zu erreichen.Due to the fact that the adaptation takes place in such a way that the data packets are sent from the respective communication module to the data collector within the stitch period with increased transmission frequency, a higher data reliability and thus an improved performance can be achieved in view of the problems of data transmission described in the introduction. More relevant data packets than before can be transferred from the individual communication modules to the data collector within the reference period. This increases the probability of a good data transfer in comparison to the previously operated procedures. In addition, the invention makes it possible to achieve improved channel utilization.

Vorzugsweise überträgt das jeweilige Kommunikationsmodul innerhalb des Stichzeitraums gleiche Datenpakete mehrfach an den Datensammler. Hierdurch kann eine weitere Erhöhung der Datenverlässlichkeit auch bei einer sich gelegentlich gegenseitig störenden Datenübertragung erreicht werden.Preferably, the respective communication module transmits identical data packets to the data collector several times within the stitching period. As a result, a further increase in data reliability can be achieved even with occasionally mutually interfering data transmission.

Vorzugsweise werden solche Datenpakete, die außerhalb des bestimmten Stichzeitraums vom jeweiligen Kommunikationsmodul an den Datensammler gesendet werden, vom Datensammler verworfen.Preferably, such data packets that are sent to the data collector by the respective communication module outside of the specific stitch period are discarded by the data collector.

Die Erfindung ermöglicht es auch, als Steuergröße eine gewünschte Kanallast vorzugeben und die Erhöhung der Sendehäufigkeit von dem jeweiligen Kommunikationsmodul an den Datensammler derart festzulegen, dass ein vorgegebener Maximalwert der Kanallast nicht überschritten wird. Hierdurch kann der Kanalnutzungsgrad bzw. der Auslastungsgrad des Übertragungskanals optimiert werden, wobei gleichzeitig anderweitige Kanallasten bei der Festlegung des Maximalwertes berücksichtigt werden können.The invention also makes it possible to specify a desired channel load as the control variable and to determine the increase in the transmission frequency of the respective communication module to the data collector such that a predetermined maximum value of the channel load is not exceeded. As a result, the utilization efficiency of the channel or the utilization rate of the transmission channel can be optimized, while at the same time other channel loads can be taken into account when setting the maximum value.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung kann die Kanallast bei einer vorherigen Übertragung von Datenpaketen, z. B. bei der Übertragung innerhalb des zuletzt erfolgten Stichzeitraums, gemessen werden. Hierbei können Fremdstörungen erfasst und bei der Festlegung des Grads der Erhöhung der Sendehäufigkeit mit einbezogen werden. Auch hierdurch kann der Kanalnutzungsgrad bzw. der Auslastungsgrad des Übertragungskanals weiter optimiert werden. According to an expedient development, the channel load in a previous transmission of data packets, z. For example, during transmission within the most recent stitch period. In doing so, external disturbances can be recorded and included in the determination of the degree of increase of the transmission frequency. This also makes it possible to further optimize the degree of utilization of the channel or the degree of utilization of the transmission channel.

Die vorliegende Erfindung macht es möglich, innerhalb des Stichzeitraums für die Übertragung von Datenpaketen Zeitslots also Übertragungszeitfenster festzulegen, nur innerhalb derer die Übertragung der Datenpakete erfolgen kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass sich die Übertragung der Datenpakete von verschiedenen Kommunikationsmodulen gegenseitig stört.The present invention makes it possible, within the stitching period for the transmission of data packets, to specify time slots, thus transmission time windows, only within which the transmission of the data packets can take place. In this way, it can be prevented that the transmission of the data packets from different communication modules interferes with one another.

Hierbei kann vorzugsweise jedem Verbrauchsmessgerät und/oder jedem Kommunikationsmodul ein individueller, dem betreffenden Verbrauchsmessgerät und/oder Kommunikationsmodul zugeordneter Zeitslot für die Übertragung von Datenpaketen des betreffenden Kommunikationsmoduls zugeordnet sein. Beispielsweise sind die Zeitslots hierzu mit Slotnummern versehen.In this case, preferably each consumption meter and / or each communication module can be assigned an individual time slot assigned to the respective consumption meter and / or communication module for the transmission of data packets of the relevant communication module. For example, the time slots are provided with slot numbers.

Vorzugsweise kann die Zeitdauer des Zeitslots aus der Übertragungsdauer des Datenpakets, d. h. aus der Telegrammlänge, sowie aus dem Zeitfehler einer im Verbrauchsmessgerät verwendeten Zeitmesseinheit (z. B. Schwingquarz), d. h. aus der Zeitoszillator (Quarz)-Genauigkeit und des erwarteten Zeitraums vom letzten Zeitreferenzsignal, festgelegt werden. Hierdurch wird eine optimale Übertragung der Datenpakete unter Einbeziehung des dem Zeitmessinstrument inhärenten Fehlers ermöglicht.Preferably, the time duration of the timeslot may be derived from the transmission duration of the data packet, i. H. from the telegram length, as well as from the time error of a time measuring unit used in the consumption meter (eg oscillating quartz), d. H. from the time oscillator (quartz) accuracy and the expected time period from the last time reference signal. This allows for optimal transmission of the data packets, including the error inherent in the time-measuring instrument.

In vorteilhafter Weise muss im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Übertragung der Datenpakete nicht unbedingt eine Frequenzanpassung erfolgen.Advantageously, in the context of the method according to the invention in the transmission of the data packets does not necessarily have a frequency adjustment.

Zweckmäßigerweise kann das Kommunikationsmodul des Verbrauchsmessgerätes permanent empfangsbereit sein, um ein Zeitreferenzsignal des Datensammlers zu empfangen.Appropriately, the communication module of the consumption meter can be permanently ready to receive a time reference signal of the data collector.

Alternativ kann das Kommunikationsmodul nicht permanent empfangsbereit sein, um Energie zu sparen. Für die Durchführung der Zeitsynchronisation zwischen Verbrauchsmessgerät und Datensammler kann das Kommunikationsmodul dem Datensammler in regelmäßigen Abständen und/oder bei Bedarf ein Aufforderungssignal zum Senden des Zeitreferenzsignals übermitteln. Im Anschluss wird der Empfangsbetrieb des Kommunikationsmoduls zeitlich begrenzt für den Empfang des Zeitreferenzsignals eingeschaltet. Durch die hierdurch erreichte Energieeinsparung kann die Haltbarkeit der Batterie und somit die Einsatzzeit eines Verbrauchsmessgerätes in besonderem Maße verlängert werden.Alternatively, the communication module may not be permanently ready to receive to save energy. To carry out the time synchronization between the consumption meter and the data collector, the communication module can transmit to the data collector at regular intervals and / or as required a request signal for transmitting the time reference signal. Subsequently, the reception mode of the communication module is switched on for a limited time for the reception of the time reference signal. Due to the energy savings achieved thereby, the durability of the battery and thus the service life of a consumption meter can be extended to a particular extent.

Figurenlistelist of figures

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Wiederkehrende Merkmale sind der Übersichtlichkeit halber nur einmal mit Bezugsziffern versehen. Es zeigen:

  • 1 eine grob schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems innerhalb eines mehrere Wohnhäuser umfassenden Einzugsgebietes mit einer Vielzahl von Verbrauchsmessgeräten;
  • 2 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge zweier Stichzeiträume;
  • 3 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge eines Stichzeitraumes mit vorangegangenem Zeitreferenzsignal;
  • 4 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge eines Stichzeitraumes mit vorangegangener Countdown-Sequenz;
  • 5 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge eines Stichzeitraumes mit vorangegangener Synchronisationssequenz;
  • 6 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge eines Stichzeitraumes mit Zeitslot-Unterteilung;
  • 7 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge eines Zeitslots;
  • 8 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge des Empfangszeitraumes eines Kommunikationsmoduls mit empfangenem Zeitreferenzsignal, sowie
  • 9 eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge mehrerer Empfangszeiträume eines Kommunikationsmoduls mit vorangegangenen Aufforderungssignalen sowie empfangenem Zeitreferenzsignal.
Advantageous embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to drawing figures. Recurring features are provided for clarity only once with reference numerals. Show it:
  • 1 a rough schematic representation of an embodiment of the data transmission system according to the invention within a multiple residential homes catchment area with a variety of consumption meters;
  • 2 a schematic representation of the temporal sequence of two stitch periods;
  • 3 a schematic representation of the temporal sequence of a stitch period with a preceding time reference signal;
  • 4 a schematic representation of the time sequence of a stitch period with previous countdown sequence;
  • 5 a schematic representation of the time sequence of a stitch period with previous synchronization sequence;
  • 6 a schematic representation of the temporal sequence of a stitch period with time slot subdivision;
  • 7 a schematic representation of the temporal sequence of a time slot;
  • 8th a schematic representation of the time sequence of the receiving period of a communication module with received time reference signal, as well
  • 9 a schematic representation of the time sequence of multiple reception periods of a communication module with previous request signals and received time reference signal.

1 zeigt eine Ausgestaltung eines per Funk betriebenen Datenerfassungssystems für Verbrauchsmessgeräte 1. Bei den Verbrauchsmessgeräten 1 handelt es sich in der Regel um Strom-, Wasser- oder Wärmemengenzähler. Die Verbrauchsmessgeräte 1 umfassen jeweils ein Kommunikationsmodul 2 zum Senden von Datenpaketen 4. Die Verbrauchsmessgeräte 1 bzw. die Kommunikationsmodule 2 befinden sich z. B. in Wohneinheiten 21 eines größeren Wohnhauses 20 und/oder in einzelnen Wohnhäusern 22. Zudem befinden sich Datensammler 3 in Übertragungsreichweite der Kommunikationsmodule 2. Die Datensammler 3 besitzen eine Send- und Empfangseinheit zum Empfangen der Datenpakete 4. Die Datenübertragung der Datenpakete 4 erfolgt in der Regel über Funk, insbesondere über ISM-Bänder. Zur Vergrößerung der Sende- und Empfangsreichweite der Funksignale verfügen die Datensammler 3 über Antennen 24, die beispielsweise mittels einer Leitung 23, z. B. einer Hochfrequenzleitung (HF-Leitung), mit dem Datensammler 3 verbunden sind. Die Datensammler 3 sind vorzugsweise innerhalb des Wohnhauses 20 oder in dessen Umgebung fest installiert. Zudem können die Datensammler 3 über einen Anschluss 25 an ein überörtliches Netzwerk 26 angeschlossen sein. Hierbei kann es sich um ein geschlossenes Netzwerk, ein Intranet, das Internet oder dergleichen handeln. Der Anschluss 25 zwischen Datensammler 3 und Netzwerk 26 kann z. B. via Powerline, LAN oder Funk ausgestaltet sein. 1 shows an embodiment of a radio-operated data acquisition system for consumption meters 1 , With the consumption meters 1 These are usually electricity, water or heat meters. The consumption meters 1 each include a communication module 2 for sending data packets 4 , The consumption meters 1 or the communication modules 2 are z. B. in residential units 21 a larger residential building 20 and / or in individual homes 22 , There are also data collectors 3 in transmission range of the communication modules 2 , The data collector 3 have a sending and receiving unit for receiving the data packets 4 , The data transmission of the data packets 4 usually takes place via radio, in particular via ISM bands. The data collectors are equipped to increase the transmission and reception range of the radio signals 3 via antennas 24 , for example, by means of a line 23 , z. As a high-frequency line (RF line), with the data collector 3 are connected. The data collector 3 are preferably within the residential building 20 or permanently installed in its environment. In addition, the data collectors 3 via a connection 25 to a local network 26 be connected. This can be a closed network, an intranet, the Internet or the like. The connection 25 between data collectors 3 and network 26 can z. B. be configured via powerline, LAN or wireless.

Der Datensammler 3 verfügt in der Regel über eine feste Stromversorgung und kann auf diese Weise ohne Energieengpässe dauerhaft senden und empfangen. Die Verbrauchsmessgeräte 1 und somit auch deren Kommunikationsmodule 2 hingegen sind in der Regel batteriebetrieben und somit auf einen sparsamen Energieverbrauch ausgelegt.The data collector 3 usually has a fixed power supply and can thus transmit and receive permanently without any energy bottlenecks. The consumption meters 1 and thus also their communication modules 2 On the other hand, they are usually battery operated and thus designed for economical energy consumption.

Die Kommunikationsmodule 2 übertragen in definierten Zeitabständen Verbrauchsdaten, wie z. B. Zählerstand, Temperatur, durchschnittlicher Verbrauch oder dergleichen, an die Datensammler 3. Die Datensammler 3 sammeln diese Daten und/oder leiten diese über das Netzwerk 26 direkt an eine übergeordnete, nicht dargestellte zentrale Datenerfassung, wie z. B. die Zentrale eines Energie- oder Wasserlieferanten, weiter. In vorteilhafter Weise können dadurch Verbrauchsdaten der Verbrauchsmessgeräte und/oder Fehlfunktionen an die betreffenden Datenerfassungseinrichtungen zu gewünschten Zeitpunkten (Stichzeitpunkten) übermittelt werden.The communication modules 2 transmit consumption data at defined time intervals, such as As counter reading, temperature, average consumption or the like, to the data collector 3 , The data collector 3 Collect this data and / or route it over the network 26 directly to a parent, not shown central data collection, such. As the headquarters of an energy or water suppliers, on. Advantageously, consumption data of the consumption meters and / or malfunctions can be transmitted to the relevant data acquisition devices at desired times (stitch times).

Für die zeitgenaue Datenübermittlung ist es erforderlich, dass die Datensammler 3 und die Kommunikationsmodule 2 auf Basis der gleichen Uhrzeit senden und empfangen. Die Verbrauchsmessgeräte 1 bzw. die Kommunikationsmodule 2 und die Datensammler 3 besitzen hierzu jeweils ein Zeitmessinstrument zum Messen der Uhrzeit und/oder zur Zeiterfassung eines bestimmten Zeitraums. Als Zeitmessinstrument werden in der Regel Schwingquarze eingesetzt. Im Bereich der Kommunikationsmodule 2 ist jedoch eine energiesparende Variante des Zeitmessinstruments vorzusehen. Üblicherweise werden energiesparende und weniger messstabile Schwingquarze, wie z. B. Uhrenschwingquarze, mit Messfehlern von beispielsweise etwa 100 ppm verwendet. Im Bereich des Datensammlers 3 können demgegenüber genauere Zeitmessinstrumente, die einen erhöhten Stromverbrauch aufweisen können, eingesetzt werden, da beim Datensammler 3 in der Regel keine Energieversorgungsprobleme zu erwarten sind. Alternativ oder zusätzlich kann die aktuelle Uhrzeit beliebig oft über das Netzwerk 26 an den Datensammler 3 übermittelt werden. Um stets zu gewährleisten, dass das Kommunikationsmodul 2 und der Datensammler 3 eine zumindest nahezu gleiche Uhrzeit besitzen, wird zwischen Kommunikationsmodul 2 und Datensammler 3 eine Zeitsynchronisation durchgeführt, bei der z. B. die Uhrzeit des Kommunikationsmoduls 2 an die Uhrzeit des Datensammlers 3 angepasst wird. Diese Zeitsynchronisation erfolgt erfindungsgemäß in Abhängigkeit eines Zeitreferenzsignals 6, welches über die Sende- und Empfangseinheit des Datensammlers 3 an das jeweilige Kommunikationsmodul 2 übertragen wird.For the timely data transmission, it is necessary that the data collector 3 and the communication modules 2 send and receive based on the same time. The consumption meters 1 or the communication modules 2 and the data collectors 3 each have a time measuring instrument for measuring the time and / or time recording of a certain period. As time measuring instrument quartz crystals are usually used. In the field of communication modules 2 However, an energy-saving variant of the timepiece instrument is to be provided. Usually, energy-saving and less stable measuring quartz crystals, such. As quartz watch crystals, used with measurement errors of, for example, about 100 ppm. In the area of the data collector 3 In contrast, more accurate timing instruments, which can have an increased power consumption, can be used as the data collector 3 usually no energy supply problems are to be expected. Alternatively or additionally, the current time as often as possible over the network 26 to the data collector 3 be transmitted. To always ensure that the communication module 2 and the data collector 3 have an at least almost the same time is between communication module 2 and data collectors 3 a time synchronization performed in the z. B. the time of the communication module 2 to the time of the data collector 3 is adjusted. This time synchronization takes place according to the invention as a function of a time reference signal 6 , which via the transmitting and receiving unit of the data collector 3 to the respective communication module 2 is transmitted.

2 zeigt die zeitliche Darstellung zweier aufeinanderfolgender Stichzeitpunkte 9 und die dazugehörigen Stichzeiträume 10. Die Stichzeiträume 10 umfassen den gewünschten Stichzeitpunkt 9, z. B. bei Stromzählern alle 15 Minuten, und einen Toleranzzeitraum 11a vor sowie einen Toleranzzeitraum 11b nach dem gewünschten Stichzeitpunkt 9. Innerhalb des Stichzeitraumes 10 werden erfindungsgemäß vermehrt Datenpakete 4 von dem jeweiligen Kommunikationsmodul 2 des zugeordneten Verbrauchsmessgerätes 1 an den Datensammler 3 übertragen. Vorzugsweise überträgt das jeweilige Kommunikationsmodul 2 innerhalb eines bestimmten Stichzeitraums 10 gleiche Datenpakete 4 mehrfach an den Datensammler 3, um sicherzustellen, dass das betreffende Datenpaket 4 zumindest einmal innerhalb des betreffenden Stichzeitraumes 10 erfolgreich übertragen wird. Das Ziel besteht hierbei darin, die Datenpakete 4 innerhalb eines Stichzeitraumes 10 möglichst oft zu übertragen bzw. möglichst viele Wiederholungen durchzuführen, ohne dass andere Datensendungen (z. B. anderer Kommunikationsmodule 2) gestört werden. 2 shows the timing of two successive stitch times 9 and the associated stitching periods 10 , The stitching periods 10 include the desired stitch time 9 , z. For electricity meters every 15 minutes, and a tolerance period 11a before and a tolerance period 11b after the desired stitch point 9 , Within the stitch period 10 According to the invention, more and more data packets are being added 4 from the respective communication module 2 the associated consumption meter 1 to the data collector 3 transfer. Preferably, the respective communication module transmits 2 within a specific reference period 10 same data packets 4 several times to the data collector 3 to make sure that the data packet in question 4 at least once within the relevant stitch period 10 successfully transmitted. The goal here is to keep the data packets 4 within a stitch period 10 transmit as often as possible or perform as many repetitions as possible without other data transmissions (eg other communication modules 2 ) are disturbed.

Die Datenpakete 4, die innerhalb der Stichzeiträume 10 vom Kommunikationsmodul 2 an den Datensammler 3 übermittelt werden, dienen zur Verbrauchsermittlung des jeweiligen Verbrauchsmessgerätes 1. Diese Datenpakete 4 können danach entweder für eine spätere Auslesung im Datensammler 3 gespeichert oder über eine Funkverbindung, ein IT-Netz, eine Powerline oder dergleichen direkt an eine zentrale Datenerfassung übermittelt werden. Außerhalb der Stichzeiträume 10 können ebenfalls Datenpakete 4 übertragen werden. Zweckmäßigerweise werden jedoch diejenigen Datenpakete 4, die außerhalb des bestimmten Stichzeitraums 10 vom jeweiligen Kommunikationsmodul 2 an den Datensammler 3 gesendet werden, vom Datensammler 3 verworfen.The data packets 4 that are within the stitching periods 10 from the communication module 2 to the data collector 3 are transmitted, serve for the consumption of the respective consumption meter 1 , These data packets 4 can thereafter either for a later reading in the data collector 3 stored or transmitted via a radio link, an IT network, a powerline or the like directly to a central data collection. Outside the stitching periods 10 can also use data packets 4 be transmitted. Conveniently, however, those data packets 4 that fall outside the specified stitch period 10 from the respective communication module 2 to the data collector 3 be sent by the data collector 3 discarded.

Bezugsziffer 6 in 3 bezeichnet das Zeitreferenzsignal. Das Zeitreferenzsignal 6 wird von dem Datensammler 3 generiert und zu einer bestimmten Zeit t über Funk an Kommunikationsmodul 2 übermittelt. Anhand des Zeitreferenzsignals 6 kann das jeweilige Kommunikationsmodul 2 unter Zuhilfenahme seines Zeitmessinstruments ermitteln, wann der Stichzeitraum 10 beginnt. Das Zeitreferenzsignal 6 kann beispielsweise die aktuelle Uhrzeit (z. B. 11:59:20 Uhr) und/oder die verbleibende Restdauer bis zum Beginn des nächsten Stichzeitraumes 10 (z. B. noch 40 Sekunden) beinhalten. Demnach kann das Kommunikationsmodul 2 die exakte Zeitdauer bzw. den Zeitabstand 12 (z. B. 40 Sekunden) bis zum Beginn des nächsten Stichzeitraumes 10 bestimmen. Dadurch kann die zeitliche Abfolge der Übertragung der Datenpakete 4 vom jeweiligen Kommunikationsmodul 2 zum Datensammler 3 in Abhängigkeit des Zeitreferenzsignals 6 angepasst werden.numeral 6 in 3 denotes the time reference signal. The time reference signal 6 is from the data collector 3 generated and at a certain time t via radio to communication module 2 transmitted. Based on the time reference signal 6 can the respective communication module 2 determine, with the help of his timely instrument, when the reference period 10 starts. The time reference signal 6 may, for example, be the current time (eg 11:59:20) and / or the remaining time remaining until the beginning of the next stitch period 10 (eg still 40 seconds). Accordingly, the communication module 2 the exact duration or the time interval 12 (eg 40 seconds) until the beginning of the next stitch period 10 determine. This allows the chronological sequence of transmission of the data packets 4 from the respective communication module 2 to the data collector 3 in dependence of the time reference signal 6 be adjusted.

Zudem kann, falls gewünscht, durch die Uhrzeitübertragung die Uhrzeit des Kommunikationsmoduls 2 stets mit der des Datensammlers 3 synchronisiert werden. Zeitabweichungen im Bereich des Zeitmessinstruments des Kommunikationsmoduls 2, die in der Regel im Laufe der Betriebsdauer des Zeitmessinstruments entstehen, können durch die regelmäßige Zeitsynchronisation mit dem Datensammler 3 vernachlässigbar klein gehalten werden.In addition, if desired, by the time transfer the time of the communication module 2 always with the data collector 3 be synchronized. Time deviations in the range of the time measuring instrument of the communication module 2 , which usually arise over the life of the timepiece, may be due to the regular time synchronization with the data collector 3 negligible be kept small.

4 zeigt den Stichzeitraum 10, dessen Beginn dem jeweiligen Kommunikationsmodul 2 durch die Übermittlung eines Zeitreferenzsignals 6, das aus mehreren Zeitreferenzteilsignalen 6a-6d besteht, übermittelt wird. Die Zeitreferenzteilsignale 6a-6d enthalten jeweils eine Information über die verbleibende Restdauer (z. B. noch 40 Sekunden, noch 30 Sekunden, noch 20 Sekunden, noch 10 Sekunden) bis zum Beginn des Stichzeitraumes 10. Die Zeitreferenzteilsignale 6a-6d stellen eine Countdown-Sequenz dar, welche die jeweils noch verbleibende Zeitdauer bis zum Beginn des Stichzeitraums 10 übermittelt (z. B. alle 10 Sekunden). In vorteilhafter Weise muss das Kommunikationsmodul 2 bei dieser Übertragungsart der Zeitreferenz nicht alle Zeitreferenzteilsignale 6a-6d empfangen. Vielmehr kann es auch anhand eines dieser Zeitreferenzteilsignale 6a-6d den Beginn des Stichzeitraumes 10 ermitteln. Dadurch kann die Übertragungssicherheit zusätzlich erhöht werden, da selbst beim Verlust von mehreren Zeitreferenzteilsignalen 6a-6d der Beginn des Stichzeitraumes 10 vom Kommunikationsmodul 2 sicher ermittelt wird. 4 shows the stitch period 10 , whose beginning the respective communication module 2 by the transmission of a time reference signal 6 consisting of several time reference sub-signals 6a - 6d exists, is transmitted. The time reference part signals 6a - 6d each contain information about the remaining time remaining (eg 40 seconds remaining, 30 seconds remaining, 20 seconds remaining, 10 seconds remaining) until the start of the stitching period 10 , The time reference part signals 6a -6d represent a countdown sequence showing the time remaining until the beginning of the stitching period 10 transmitted (eg every 10 seconds). Advantageously, the communication module 2 not all time reference sub-signals in this transmission of the time reference 6a - 6d receive. Rather, it can also be based on one of these time reference partial signals 6a - 6d the beginning of the stitch period 10 determine. As a result, the transmission reliability can be further increased because even if a plurality of time reference partial signals are lost 6a - 6d the beginning of the stitching period 10 from the communication module 2 is determined safely.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung nach 5 besteht das Zeitreferenzsignal 6 aus einer Abfolge mehrerer Zeitreferenzteilsignale 6a-6d bzw. einer Synchronisationssequenz. Die Zeitreferenzteilsignale 6a-6d enthalten hierbei keine Datenpakete und sind zweckmäßigerweise als einfache Signale, wie z. B. Signalbeacons, ausgestaltet. Die Wahrscheinlichkeit eines Signalverlusts wird dadurch in besonderem Maße reduziert, da derartig kurze Signale wesentlich einfacher und sicherer als größere Datenpakete zu übertragen sind. Die Zeitreferenzteilsignale 6a-6d besitzen zeitliche Abstände 12a-12d zueinander und/oder zum Beginn des Stichzeitraums 10. Die zeitlichen Abstände 12a-12d sind innerhalb der Synchronisationssequenz festgelegt und nehmen in der Regel zum Beginn des Stichzeitraums 10 hin ab.According to a further embodiment according to 5 the time reference signal exists 6 from a sequence of multiple time reference sub-signals 6a - 6d or a synchronization sequence. The time reference part signals 6a - 6d contain no data packets and are expediently as simple signals, such. B. beacons, designed. The likelihood of signal loss is thereby reduced to a particular extent, since such short signals are much easier and safer to transmit than larger data packets. The time reference part signals 6a - 6d have time intervals 12a - 12d each other and / or at the beginning of the stitch period 10 , The time intervals 12a - 12d are set within the synchronization sequence and usually start at the beginning of the stitch period 10 down.

Ferner sind die zeitlichen Abstände 12a-12d untereinander ungleich bzw. unterschiedlich lang. Zudem sind die Summen aus zwei oder mehreren zeitlichen Abständen 12a-12d ungleich. Ferner sind ein zeitlicher Abstand 12a-12d und die Summe aus zwei oder mehreren zeitlichen Abständen 12a-12d ungleich. Daraus resultiert der Vorteil, dass der Zeitbetrag eines Zeitabstandes zwischen zwei beliebigen und nicht zwingend direkt aufeinanderfolgenden Zeitreferenzteilsignalen 6a-6d innerhalb der Synchronisationssequenz nur einmal vorgesehen ist. Dadurch kann das jeweilige Kommunikationsmodul 2 anhand von nur einem ermittelten Zeitabstand zwischen zwei beliebigen Zeitreferenzteilsignalen 6a-6d, d. h. durch dem Empfang von lediglich zwei Zeitreferenzteilsignalen 6a-6d, die verbleibende Zeit bis zum Stichzeitraum 10 ermitteln.Furthermore, the time intervals 12a - 12d unequal or different in length. In addition, the sums of two or more time intervals 12a - 12d unequal. Furthermore, there is a time interval 12a - 12d and the sum of two or more time intervals 12a - 12d unequal. This results in the advantage that the time amount of a time interval between any two and not necessarily directly consecutive time reference partial signals 6a - 6d is provided only once within the synchronization sequence. This allows the respective communication module 2 based on only one determined time interval between any two time reference partial signals 6a - 6d that is, by receiving only two time reference sub-signals 6a - 6d , the remaining time until the reference period 10 determine.

Zweckmäßigerweise ist als Steuergröße eine Kanallast vorgesehen. Die Kanallast beschreibt die Belegung des jeweiligen Funkkanals bzw. die Auslastung auf der jeweiligen Frequenz. Die Kanallast setzt sich aus einer durch Störungen begründeten Last sowie einer aufgrund der Übertragung der Datenpaket 4 begründeten Last zusammen. Die Erhöhung der Sendehäufigkeit während des Stichzeitraumes 10 von dem jeweiligen Kommunikationsmodul 2 an den Datensammler 3 wird hierbei derart festgelegt, dass ein vorgegebener Maximalwert der Kanallast nicht überschritten wird. Beispielsweise kann somit im Vorfeld festgelegt werden, dass ab einer Kanalbelegung von 70 % die Sendehäufigkeit herabgesetzt wird, um die Übertragungswahrscheinlichkeit somit zu verbessern. Dadurch kann die Performance der Übertragung der Datenpakete 4 verbessert werden, ohne dass eine Frequenzanpassung erfolgen muss. In bevorzugter Weise kann die Kanallast bei einer vorherigen Übertragung von Datenpaketen 4, vorzugsweise innerhalb des zuletzt erfolgten Stichzeitraums 10, ermittelt werden.Conveniently, a channel load is provided as a control variable. The channel load describes the occupancy of the respective radio channel or the load on the respective frequency. The channel load settles a load due to interference and one due to the transmission of the data packet 4 justified load together. The increase in transmission frequency during the stitching period 10 from the respective communication module 2 to the data collector 3 is determined in such a way that a predetermined maximum value of the channel load is not exceeded. For example, it can thus be determined in advance that, starting from a channel assignment of 70%, the transmission frequency is reduced in order to thus improve the transmission probability. This can improve the performance of the transmission of the data packets 4 be improved without having to adjust the frequency. In a preferred manner, the channel load in a previous transmission of data packets 4 , preferably within the last stitch period 10 , be determined.

Ferner kann der Datensammler 3 die optimale Last der Verbrauchsmessgeräte entweder durch die Kanallast nach L a s t p r o   Z ä h l e r   o p t i m a l = ( K a n a l l a s t g e w ü n s c h t K a n a l l a s t S t ö r e r ) / A n z a h l V e r b r a u c h s m e s s g e r ä t e  

Figure DE102016014376B4_0001
oder durch die Datenübertragungsparameter nach L a s t p r o   Z ä h l e r   o p t i m a l = ( A n z a h l D a t e n p a k e t s e n d u n g × D a u e r D a t e n p a k e t s e n d u n g ) / D a u e r S t i c h z e i t r a u m
Figure DE102016014376B4_0002
bestimmen und daraus die optimale Anzahl der Wiederholungen der Datenpaketsendungen ableiten. Anhand der optimalen Anzahl der Wiederholungen kann die Sendehäufigkeit des jeweiligen Kommunikationsmoduls 2 situationsbedingt an die zur Verfügung stehenden Kanalressourcen optimiert angepasst werden.Furthermore, the data collector 3 the optimal load of the consumption meters either by the channel load after L a s t p r O Z ä H l e r O p t i m a l = ( K a n a l l a s t G e w ü n s c H t - K a n a l l a s t S t ö r e r ) / A n z a H l V e r b r a u c H s m e s s G e r ä t e
Figure DE102016014376B4_0001
or by the data transfer parameters L a s t p r O Z ä H l e r O p t i m a l = ( A n z a H l D a t e n p a k e t s e n d u n G × D a u e r D a t e n p a k e t s e n d u n G ) / D a u e r S t i c H z e i t r a u m
Figure DE102016014376B4_0002
determine and derive therefrom the optimal number of repetitions of the data packet transmissions. Based on the optimal number of repetitions, the transmission frequency of the respective communication module 2 Depending on the situation, it can be optimally adapted to the available channel resources.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung nach 6 können innerhalb des Stichzeitraums 10 für die Übertragung von Datenpaketen 4 Zeitslots 8 festgelegt werden, innerhalb derer die Übertragung der Datenpakete 4 an einen Datensammler 3 erfolgt. Dadurch können den jeweiligen Verbrauchsmessgeräten 1 und/oder Kommunikationsmodulen 2 bestimmte Zeitslots zugeordnet werden, innerhalb derer die Kommunikationsmodule 2 an einen Datensammler 3 senden. Demgemäß ist jedem Verbrauchsmessgerät 1 und/oder Kommunikationsmodul 2 mindestens ein dem Verbrauchsmessgerät 1 und/oder dem Kommunikationsmodul 2 zugeordneter Zeitslot 8 für die Übertragung von Datenpaketen 4 des betreffenden Kommunikationsmoduls 2 zugeordnet. Dadurch kann die gegenseitige Beeinflussung der Funksignale der Kommunikationsmodule 2 untereinander reduziert und die Übertragungsperformance deutlich erhöht werden.According to a particular embodiment according to 6 can within the stitch period 10 for the transmission of data packets 4 time slots 8th within which the transmission of the data packets 4 to a data collector 3 he follows. This allows the respective consumption meters 1 and / or communication modules 2 certain time slots are assigned, within which the communication modules 2 to a data collector 3 send. Accordingly, every consumption meter 1 and / or communication module 2 at least one consumer meter 1 and / or the communication module 2 assigned time slot 8th for the transmission of data packets 4 of the relevant communication module 2 assigned. As a result, the mutual influence of the radio signals of the communication modules 2 reduced and the transmission performance is increased significantly.

Die Zeitdauer eines Zeitslots 8 ergibt sich gemäß 7 aus der Summe der Übertragungsdauer 15 (Telegrammlänge) des Datenpakets 4 sowie eines Zeitraumes zur Kompensation eines Zeitfehlers des im Verbrauchsmessgerät 1 bzw. im Kommunikationsmodul 2 verwendeten Zeitmessinstruments, z. B. des Schwingquarzes. Der Zeitraum zur Kompensation des Zeitfehlers umfasst einen der Übertragungsdauer 15 vorangestellten Toleranzzeitraum 16a und einen der Übertragungsdauer 15 nachgestellten Toleranzzeitraum 16b. Vorzugsweise sind die Toleranzzeiträume 16a, 16b gleich lang bemessen. Die Anzahl der Datenpaketsendungen wird durch diese Ausgestaltung wesentlich erhöht. Die Sicherheit und Performance der Datenübertragung wird demzufolge in besonderem Maße verbessert.The duration of a time slot 8th results according to 7 from the sum of the transmission duration 15 (Telegram length) of the data packet 4 and a period of time to compensate for a timing error in the consumption meter 1 or in the communication module 2 used timing instruments, z. B. the quartz crystal. The period for compensating the timing error includes one of the transmission times 15 preceded tolerance period 16a and one of the transmission times 15 adjusted tolerance period 16b , Preferably, the tolerance periods 16a . 16b the same length. The number of data packet transmissions is substantially increased by this embodiment. The security and performance of the data transmission is therefore improved to a particular extent.

Zudem können Verbrauchsmessgeräten mit schlechtem Signalpegel vermehrt Zeitslots 8 zur Verfügung gestellt werden, um nachteilige Bedingungen, wie z. B. hohe Datenpaket-Fehlerraten, hohe Störerquoten, schlechte Erreichbarkeit in Kellerräumen usw., auszugleichen. Dadurch kann eine einheitliche Performance für die Datenerfassung unterschiedlicher Verbrauchsmessgeräte garantiert werden.In addition, consumption meters with poor signal levels can increase time slots 8th be made available to adverse conditions such. B. high data packet error rates, high Störerquoten, poor accessibility in basements, etc., compensate. As a result, a uniform performance for the data acquisition of different consumption meters can be guaranteed.

Die Darstellung gemäß 8 zeigt eine Verfahrensvariante, bei der das Kommunikationsmodul 2 dauerhaft mit eingeschalteten Empfangsbetrieb 13 arbeitet, um das Zeitreferenzsignal 6 des Datensammlers 3 zu empfangen. Der Dauerbetrieb des Empfangsbetriebes 13 des Kommunikationsmoduls 2 stellt eine Belastung für die Batterie des Kommunikationsmoduls 2 bzw. des Verbrauchsmessgerätes 1 dar. Um Stromkapazitäten der Batterie zu sparen, kann auch vorgesehen sein, dass der Empfangsbetrieb nur zeitweise, während eines bestimmten Toleranzzeitraumes eingeschaltet ist oder sich nach empfangenem Zeitreferenzsignal für eine bestimmte Zeit t abschaltet.The representation according to 8th shows a method variant in which the communication module 2 permanently with reception mode switched on 13 works to the time reference signal 6 of the data collector 3 to recieve. The continuous operation of the receiving company 13 of the communication module 2 puts a load on the battery of the communication module 2 or the consumption meter 1 In order to save power capacity of the battery, it may also be provided that the receive mode is switched on only temporarily, during a specific tolerance period or switches off after a received time reference signal for a certain time t.

Alternativ kann gemäß 9 vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmodul 2 aktiv ein Zeitreferenzsignal 6 des Datensammlers 3 anfordert. Hierzu ist der Empfangsbetrieb 13 des Kommunikationsmoduls 2 zunächst abgeschaltet. Ferner ist ein zusätzliches Signal bzw. ein Aufforderungssignal 14 vorgesehen, welches das Kommunikationsmodul 2 an den Datensammler 3 übermittelt. Als Aufforderungssignal 14 ist ein kurzes und energiesparendes Funksignal, wie z. B. ein Beacon, vorgesehen. Im Anschluss an die Sendung des Aufforderungssignals 14 schaltet der Empfangsbetrieb 13 des Kommunikationsmoduls 2 ein. Je nach Übertragungsdauer und zeitlichem Abstand zum Stichzeitraum sendet der Datensammler 3 anschließend das Zeitreferenzsignal 6. Daraus resultiert der Vorteil, dass der Empfangsbetrieb 13 des Kommunikationsmoduls 2 nicht dauerhaft eingeschaltet sein muss, um das Zeitreferenzsignal 6 zu empfangen. Der Stromverbrauch des Verbrauchsmessgerätes und damit die Haltbarkeit der Batterie kann somit in besonderem Maße gesteigert werden.Alternatively, according to 9 be provided that the communication module 2 actively a time reference signal 6 of the data collector 3 requests. This is the reception mode 13 of the communication module 2 initially switched off. Furthermore, an additional signal or a request signal 14 provided, which is the communication module 2 to the data collector 3 transmitted. As a request signal 14 is a short and energy-saving radio signal, such. B. a beacon provided. Following the transmission of the prompt signal 14 the reception mode switches 13 of the communication module 2 one. Depending on the transmission duration and time interval to the stitch period, the data collector sends 3 then the time reference signal 6 , This results in the advantage that the receiving operation 13 of the communication module 2 does not have to be permanently on to the time reference signal 6 to recieve. The power consumption of the consumption meter and thus the durability of the battery can thus be increased in particular.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrauchsmessgerätconsumption meter
22
Kommunikationsmodulcommunication module
33
Datensammlerdata collector
44
Datenpaketdata packet
55
Steuereinrichtungcontrol device
66
ZeitreferenzsignalTime reference signal
6a-6d6a-6d
ZeitreferenzteilsignalTime Reference Signal
77
Steuereinrichtungcontrol device
88th
Zeitslottime slot
99
StichzeitpunktCut-off time
1010
StichzeitraumStich period
11a, 11b11a, 11b
ToleranzzeitraumTolerance period
1212
Zeitabstandlag
12a-12d12a-12d
Zeitabstandlag
1313
Empfangsbetriebreceive mode
1414
Aufforderungssignalrequest signal
1515
Übertragungsdauertransmission time
16a, 16b16a, 16b
ToleranzzeitraumTolerance period
2020
Wohnhausresidential building
2121
Wohneinheitapartment
2222
Wohnhausresidential building
2323
Leitungmanagement
2424
Antenneantenna
2525
Anschlussconnection
2626
Netzwerknetwork

Claims (13)

Verfahren zur Datenübertragung, insbesondere zur Verbrauchsdatenerfassung von Verbrauchsmessgeräten (1), mit einer Mehrzahl von mit je einem Kommunikationsmodul (2) ausgestatteten Verbrauchsmessgeräten (1), einem Datensammler (3) zum Empfang von Datenpaketen (4) der Verbrauchsmessgeräte (1), wobei die Datenpakete (4) in bestimmten Zeitabständen innerhalb eines bestimmten Stichzeitraums (10) von dem jeweiligen Kommunikationsmodul (2) im Sendebetrieb per Funk an den Datensammler (3) gesendet werden, wobei der Datensammler (3) eine Steuereinrichtung (5) zur zeitlichen Steuerung eines Empfangsbetriebes aufweist, die dazu eingerichtet ist, aufeinanderfolgende Datenpakete (4) in zeitlicher Abfolge zu empfangen, der Datensammler (3) ein Zeitreferenzsignal (6) generiert, anhand dessen das jeweilige Kommunikationsmodul (2) feststellen kann, wann der Stichzeitraum (10) beginnt, das Zeitreferenzsignal (6) vom Datensammler (3) per Funk an das jeweilige Kommunikationsmodul (2) gesendet wird, und die zeitliche Abfolge der Übertragung der Datenpakete (4) vom jeweiligen Kommunikationsmodul (2) zum Datensammler (3) in Abhängigkeit des Zeitreferenzsignals (6) angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitreferenzsignal (6) mehrere Zeitreferenzteilsignale (6a-6d) umfasst, die in unterschiedlichem zeitlichen Abstand zu dem Stichzeitraum (10) vom Datensammler (3) an das jeweilige Kommunikationsmodul (2) gesendet werden, und vom jeweiligen Kommunikationsmodul (2) anhand des jeweiligen zeitlichen Abstands der Zeitreferenzteilsignale (6a-6d) untereinander oder zu dem Stichzeitraum (10) die verbleibende Zeit bis zu dem Stichzeitraum (10) berechnet wird. Method for data transmission, in particular for consumption data acquisition of consumption meters (1), with a plurality of each equipped with a communication module (2) consumption meters (1), a data collector (3) for receiving data packets (4) of the consumption meters (1), wherein the Data packets (4) at certain time intervals within a certain stitch period (10) from the respective communication module (2) in the transmission mode by radio to the data collector (3) are sent, wherein the data collector (3) a control device (5) for the timing of a receive operation which is adapted to receive successive data packets (4) in chronological order, the data collector (3) generates a time reference signal (6), by means of which the respective communication module (2) can determine when the puncture period (10) begins, the time reference signal (6) from the data collector (3) by radio to the respective communication module (2) is sent, and the timing of the transmission of the data packets (4) from the respective communication module (2) to the data collector (3) in response to the time reference signal (6) is adjusted, characterized in that the time reference signal (6) a plurality of time reference part signals (6a-6d ), which are sent to the respective communication module (2) from the data collector (3) at different time intervals to the stitch period (10), and from the respective communication module (2) based on the respective time interval of the time reference part signals (6a-6d) with each other or at the stitch period (10), the remaining time until the stitch period (10) is calculated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung derart erfolgt, dass die Datenpakete (4) innerhalb des Stichzeitraums (10) mit erhöhter Sendehäufigkeit von dem jeweiligen Kommunikationsmodul (2) an den Datensammler (3) gesendet werden.Method according to Claim 1 , characterized in that the adaptation takes place in such a way that the data packets (4) within the stitch period (10) with increased frequency of transmission from the respective communication module (2) to the data collector (3) are sent. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Kommunikationsmodul (2) innerhalb des Stichzeitraums (10) gleiche Datenpakete (4) mehrfach an den Datensammler (3) sendet.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that within the stitch period (10) the respective communication module (2) repeatedly sends identical data packets (4) to the data collector (3). Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Datenpakete (4), die außerhalb des Stichzeitraums (10) vom jeweiligen Kommunikationsmodul (2) an den Datensammler (3) gesendet werden, vom Datensammler (3) verworfen werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that those data packets (4) which are sent outside the stitch period (10) by the respective communication module (2) to the data collector (3) are discarded by the data collector (3). Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuergröße eine Kanallast vorgesehen ist und die Erhöhung der Sendehäufigkeit von dem jeweiligen Kommunikationsmodul (2) an den Datensammler (3) derart festgelegt wird, dass ein vorgegebener Maximalwert der Kanallast nicht überschritten wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a channel load is provided as the control variable and the increase of the transmission frequency of the respective communication module (2) to the data collector (3) is determined such that a predetermined maximum value of the channel load is not exceeded. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kanallast aus einer durch Störungen begründeten Last sowie einer aufgrund der Übertragung der Datenpaket (4) begründeten Last zusammensetzt.Method according to Claim 5 , characterized in that the channel load is composed of a load due to interference and a load based on the transmission of the data packet (4). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanallast bei einer vorherigen Übertragung von Datenpaketen (4), vorzugsweise innerhalb des zuletzt erfolgten Stichzeitraums (10), gemessen wird.Method according to Claim 5 or 6 , characterized in that the channel load in a previous transmission of data packets (4), preferably within the last stitch period (10) is measured. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Stichzeitraums (10) für die Übertragung von Datenpaketen (4) Zeitslots (8) festgelegt werden, innerhalb derer die Übertragung der Datenpakete (4) erfolgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that within the puncture period (10) time slots (8) are defined for the transmission of data packets (4) within which the transmission of the data packets (4) takes place. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kommunikationsmodul (2) mindestens ein dem Kommunikationsmodul (2) zugeordneter Zeitslot (8) für die Übertragung von Datenpaketen (4) des betreffenden Kommunikationsmoduls (2) zugeordnet wird.Method according to Claim 8 , characterized in that each communication module (2) at least one of the communication module (2) associated time slot (8) for the transmission of data packets (4) of the respective communication module (2) is assigned. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Zeitslots (8) aus der Übertragungsdauer des Datenpakets (4) sowie der Zeitoszillator-Genauigkeit und des erwarteten Zeitraums vom letzten Zeitreferenzsignal festgelegt wird.Method according to Claim 8 or 9 , characterized in that the time duration of the time slot (8) from the transmission duration of the data packet (4) and the time oscillator accuracy and the expected period of the last time reference signal is set. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Datenpakete (4) ohne Frequenzanpassung erfolgtMethod according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission of the data packets (4) takes place without frequency adaptation Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul (2) permanent empfangsbereit ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the communication module (2) is permanently ready to receive. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul (2) nicht permanent empfangsbereit ist, das Kommunikationsmodul (2) dem Datensammler (3) ein Aufforderungssignal (14) zum Senden des Zeitreferenzsignals (6) übermittelt und danach das Kommunikationsmodul (2) zum Empfang des Zeitreferenzsignals (6) empfangsbereit ist.Method according to at least one of Claims 1 - 11 , characterized in that the communication module (2) is not permanently ready to receive, the communication module (2) the data collector (3) a request signal (14) for transmitting the time reference signal (6) is transmitted and then the communication module (2) for receiving the time reference signal (6) is ready to receive.
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