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Stand der Technik
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Im Zuge der Entwicklung moderner Messeinrichtungen muss zunehmend dem Fortschritt in der Informationstechnologie und dem gesteigerten Informationsbedürfnis der Verbraucher Rechnung getragen werden. Entsprechende Rahmenbedingungen werden auch durch europäische Richtlinien vorgegeben, die festlegen, welche Informationen für den Verbraucher zur Verfügung gestellt werden müssen und über welchen Zeitraum diese zur Verfügung gehalten werden sollen.
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Für Messeinrichtungen im Bereich des Endverbrauchers werden Eigenschaften durch das Energiewendegesetz aus dem Jahr 2016 vorgegeben. Insbesondere wird dort der Begriff einer modernen Messeinrichtung definiert. Für Stromverbrauchszähler haben sich die Begriffe EDL „Energie-Dienst-Leistung“, EDL21 „Messeinrichtung mit Funktionsumfang nach EDL und EnWG“ sowie EDL40 „Messsystem mit Funktionsumfang nach EDL und EnWG“ wie auch eHZ „elektronischer Haushaltszähler in Stecktechnik“ etabliert. Ergänzend wurde im FNN (Forum Netztechnik Netzbetrieb im VDE) der Begriff „Basiszähler“ eingeführt. Die Eigenschaften solcher Messsysteme werden genauer durch entsprechende VDE-Vorschriften spezifiziert. Für Energieversorger und die Hersteller der Messeinrichtungen besteht das Problem, deren Einsatz flexibel zu gestalten und im Zuge der Einführung moderner Informationstechnologien schrittweise flexibel den Ausbau der zugehörigen Infrastruktur realisieren zu können. Ferner muss aus Sicht des Investments auf den beträchtlich vorhandenen Altbestand an Zählern Rücksicht genommen werden. Somit erscheint eine Lösung vorteilhaft und wünschenswert, die eine flexible Aufrüstung des vorhandenen Zählerbestandes erlaubt. Ein weiteres Problem stellt die Kommunikation der Zählerinformation über größere Entfernungen dar, beispielsweise vom Keller eines Hauses in eine Dachwohnung, und die Anzeige der Informationen für den Endverbraucher. Eine zusätzliche spezielle Verkabelung und die damit verbundenen Kosten und Aufwände sind nicht wünschenswert. Somit stellt sich eine Funk- (oder Power-Line-Carrier- [PLC-]) Anbindung des Endgerätes zur Anzeige der Zählerinformation beim Verbraucher als vorteilhaft dar.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2013 004384 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur sicheren Erfassung und Anzeige von Zählerinformationen von Stromzählern mittels Smart Metering bekannt. Gemäß einer Ausführungsform werden dort gemessene Energieverbrauchswerte über einen Datenkonzentrator zwischen einem Anzeige- und Auswertungsgerät des Verbrauchers über eine geschützte lokale Datenübertragung kommuniziert. In dieser Druckschrift wird insbesondere die Kommunikation über eine gesicherte Verbindung aus Gründen des Datenschutzes herausgestellt, welche durch die Verwendung des Datenkonzentrators begünstigt wird.
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Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht darin, eine flexible Daten-Kommunikations-Anbindung eines Anzeigeendgerätes eines Verbrauchers zu ermöglichen und dabei den technischen Aufwand gering zu halten. Ferner soll die Möglichkeit einer dauerhaften Daten-Kommunikations-Verbindung sichergestellt werden, wobei insbesondere auf Batterien oder Akkumulatoren verzichtet werden soll.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Zählerinformations-Kommunikationsanordnung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Übertragen von Zählerinformation gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
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Besonders vorteilhaft wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Zählerinformations-Kommunikationsanordnung mit Hilfe eines ersten Zählers zur Erfassung der Zählerinformation und eines lösbar an dem ersten Zähler angebrachten ersten Datenkommunikationsmoduls zur Daten-Übertragung der Zählerinformation gelöst, wobei in einem Gehäuse des ersten Zählers eine induktiv arbeitende erste Übertragungseinrichtung angeordnet ist und im ersten Datenkommunikationsmodul eine zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung angeordnet ist. In dieser Form wird eine technisch minimale Anordnung sichergestellt, die sowohl eine Energieübertragung vom Zähler zum ersten Datenkommunikationsmodul erlaubt, als auch einen flexiblen Aufbau der Zähler-Infrastruktur ermöglicht, indem Datenkommunikationsmodule je nach Bedarf nachrüstbar und ankoppelbar sind.
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Vorteilhaft sind bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung sowohl der erste Zähler als auch das Datenkommunikationsmodul und speziell deren induktiv arbeitende Übertragungseinrichtungen daran angepasst, dass sie zusätzlich zur Energie auch die Dateninformationen überträgt. Auf diese Weise wird vorteilhaft lediglich eine Schnittstelle zur Anbindung eines Datenkommunikationsmoduls an einen Zähler benötigt, um die Zählerinformationen zu extrahieren und zu einem Endverbraucher per Funk, PLC oder anderweitig elektronisch zu übertragen.
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Vorteilhaft wird bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung jeweils im Zähler und im Datenkommunikationsmodul eine optisch arbeitende Übertragungseinrichtung angeordnet. Auf diese Weise können vorteilhaft bereits im Feld installierte Zähler mit optischer Übertragungseinrichtung für die Datenübertragung per Datenkommunikationsmodul nutzbar gemacht werden, wobei entsprechend die Ausführung der induktiven Übertragungseinrichtungen technisch einfach gehalten werden kann, da sie in diesem Fall lediglich der Energieübertragung dienen muss.
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Besonders vorteilhaft sind bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung die in Frage kommenden Übertragungseinrichtungen im ersten Zähler als Sender und im ersten Datenkommunikationsmodul als Empfänger ausgeführt. Auf diese Weise kann der technische Aufwand für die Fertigung des Zählers und des Datenkommunikationsmoduls optimal gering gehalten werden, weil sie in ihrem Funktionsumfang exakt auf den Anwendungsfall zugeschnitten sind. Je nach Applikation kann die Datenübertragungsrichtung rein auf die Wirkungsrichtung Zähler-an-Datenkommunikationsmodul begrenzt (⇔ unidirektional) oder in beide Wirkungsrichtungen (⇔ bidirektional) gestaltet werden.
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Besonders vorteilhaft wird bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung durch eine dreidimensionale Konfiguration am Gehäuse des ersten Zählers und eine dreidimensionale Konfiguration am Gehäuse der ersten Datenkommunikation sichergestellt, dass diese in einer mechanisch starren Konfiguration im zusammengefügten Zustand aufeinander ausgerichtet sind.
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Vorteilhaft ist bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung durch die dreidimensionale Konfiguration am Gehäuse des ersten Zählers und die dreidimensionale Konfiguration am Gehäuse der ersten Funkkommunikation sichergestellt, dass in der mechanisch starren Ausrichtung mindestens die erste induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung (⇔ Zähler) und die zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung (⇔ Datenkommunikationsmodul) in einer geometrisch vorbestimmten Lage zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass durch die mechanische Konfiguration, beispielsweise in Form eines Steckers oder andere konstruktiver Anordnung, eine optimale Ausrichtung der Übertragungseinrichtungen in Bezug auf deren optimale Übertragungseigenschaften gewährleistet wird.
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Besonders vorteilhaft wird bei einer Weiterbildung ein erstes Datenkommunikationsmodul für eine Zählerinformations-Kommunikationsanordnung bereitgestellt, das am Gehäuse eine dreidimensionale Konfiguration aufweist. Ein derartiges Datenkommunikationsmodul ist besonders geeignet zum Einsatz in der Kommunikationsanordnung, kann individuell bereitgestellt werden und separat zum Aufbau einer Zählerinformations-Kommunikationsanordnung vor Ort verwendet werden.
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Besonders vorteilhaft wird bei einer Weiterbildung der Erfindung ein Zähler für eine Zählerinformations-Kommunikationsanordnung bereitgestellt, der am Gehäuse eine dreidimensionale Konfiguration aufweist, weil auf diese Weise unabhängig vom Aufbau der Zählerinformations-Kommunikationsanordnung zunächst ein Zähler vor Ort installiert werden kann und zu einem späteren Zeitpunkt das Datenkommunikationsmodul, das an diesen Zähler passt, dort montiert werden kann. So besteht die Möglichkeit, die volle Funktionalität zur Kommunikation der Zählerinformation beim Endverbraucher schrittweise und modular zur Verfügung zu stellen.
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Günstigerweise ist bei einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Zählerinformations-Kommunikationsanordnung der Zähler als Verbrauchs-, Lieferzähler oder kombinierter Verbrauchs-und-Lieferzähler ausgeführt, welcher Zählerinformation in Form von Zählwerten und insbesondere von Werten zu bestimmten Zeitpunkten bereitstellt.
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Vorteilhaft wird gemäß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens eine Zählerinformations-Kommunikationsanordnung in wenigen Schritten aufgebaut, indem zunächst ein Zähler zur Generierung von Zählerinformation mit einer induktiv arbeitenden ersten Übertragungseinrichtung bereitgestellt wird und in einem nächsten Schritt ein erstes Datenkommunikationsmodul mit einer zweiten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung bereitgestellt wird, wobei in einem dritten Schritt das erste Datenkommunikationsmodul und der erste Zähler aneinander angebracht werden, wobei die Ausrichtung zueinander durch das Funktionieren der induktiven Übertragung zwischen der ersten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung und der zweiten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung vorgegeben ist. In einem vierten Schritt kann dann die Zählerinformation über das Datenkommunikationsmodul übertragen werden.
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Auf diese Weise wird mit minimalem Aufwand sichergestellt, dass Zähler mit einem Datenkommunikationsmodul nachgerüstet werden können und dass eine Energieversorgung des Datenkommunikationsmoduls über eine induktive Verbindung zwischen dem ersten Zähler und dem ersten Datenkommunikationsmodul sichergestellt wird.
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Günstigerweise kann durch Aufmodulation der Informationen auf den Ladestrom induktiv die Zählerinformation an das erste Datenkommunikationsmodul übertragen werden. Insofern wird mit minimalem Aufwand eine technisch einwandfreie Funktion der Zählerinformations-Kommunikationsanordnung gewährleistet.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren und Beispielen weiter erläutert, worin:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zählerinformations-Kommunikationsanordnung zeigt; und
- 2 eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Aufbau einer Zählerinformations-Kommunikationsanordnung und zur Übertragung von Zählerinformation damit zeigt.
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Wie 1 zeigt, kann eine erfindungsgemäße Zählerinformations-Kommunikationsanordnung so aufgebaut sein, dass sie aus einem ersten Zähler 110 und einem ersten Funkkommunikationsmodul 150 besteht. Bei dem ersten Zähler 110 handelt es sich beispielsweise um einen Stromverbrauchszähler. Aber auch andere Arten von Zählern sind denkbar, beispielsweise Wasserzähler oder eine Vielzahl von anderen Zählern, die heute im Haushalt und in der Industrie gebräuchlich sind. In dem ersten Zähler 110, welcher für eine Übertragung benötigte Zählerinformationen generiert, ist beispielsweise eine erste induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 115 angeordnet. Ferner, wie in dem Beispiel gezeigt, kann auch eine dritte optisch arbeitende Übertragungseinrichtung 125 im Gehäuse 130 des ersten Zählers (110) angeordnet sein. Zählerinformationen werden aus Verbrauchsinformationen generiert und können beispielsweise im Zähler direkt bedarfsgerecht aufbereitet werden.
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In diesem Fall müssen nicht so viele Daten übertragen werden. Beispielsweise können im Zähler Verbrauchsinformationen zeitabhängig gespeichert werden. Es können aber auch nur Tagesspitzenwerte oder Monatsspitzenwerte im Zähler abgespeichert werden, oder es können minimale und maximale Verbräuche erfasst werden.
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Wie man weiter erkennen kann, hat das erste Datenkommunikationsmodul 150 ein speziell ausgeformtes Gehäuse 165. In diesem Gehäuse 165, beispielsweise an einer Außenseite des Gehäuses 165, ist eine zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 155 angeordnet. Ferner kann zusätzlich auch eine vierte optisch arbeitende Übertragungseinrichtung 160 dort angeordnet sein. Ferner ist aus dieser Zeichnung deutlich zu erkennen, dass am Gehäuse 130 des ersten Zählers 110 eine erste dreidimensionale Konfiguration 120 angebracht ist. Diese erste dreidimensionale Konfiguration 120 besteht beispielsweise aus einer würfelförmigen Ausnehmung an einer Ecke des Gehäuses 130 des ersten Zählers 110. In dieser würfelförmigen Ausnehmung an einer Seitenfläche ist beispielsweise ein durchsichtiges Fenster bzw. ein Glasfaseranschluss zur Übertragung von optischen Informationen angebracht. Das Gegenstück dieser ersten dreidimensionalen Konfiguration 120 ist am ersten Datenkommunikationsmodul 150 in Form einer zweiten dreidimensionalen Konfiguration 170 an einer Außenseite des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 an dessen Gehäuse 165 angebracht.
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Die Abmessungen der dreidimensionalen Konfigurationen am ersten Datenkommunikationsmodul 150 und am ersten Zähler 110 sind so aufeinander abgestimmt, dass beim Zusammenfügen des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 und des ersten Zählers 110 diese nicht gegeneinander beweglich sind bzw. in einer vorbestimmten Lage zueinander zu liegen kommen. Eine Arretierung des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 am ersten Zähler 110 kann beispielsweise mit einer Führungsvorrichtung, einem Druckknopf oder auch lediglich mit Hilfe eines Magneten erfolgen. Andere technisch gebräuchliche Arretierungsmöglichkeiten sind denkbar.
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Ein Vorteil dieser Ausbildung ist, dass die beiden Module voneinander lösbar miteinander verbunden sind und dass diese Verbindung eine Kommunikation der Zählerinformationen über das erste Datenkommunikationsmodul 150 erlaubt. Beispielsweise ist in einer Endlage das erste Datenkommunikationsmodul 150 so am ersten Zähler 110 angeordnet, dass die induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtungen 155 und 115 übereinander zu liegen kommen, so dass eine optimale induktive Koppelung des ersten Zählers 110 mit dem ersten Datenkommunikationsmodul 150 erfolgt. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Stromversorgung des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 von der Seite des ersten Zählers 110 aus erfolgen.
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Insofern eine optionale optische Schnittstelle in Form von optischen Übertragungseinrichtungen 125 und 160 vorhanden ist, so können diese durch Zusammenfügen des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 mit dem ersten Zähler 110 ebenfalls in eine Übertragungsposition gebracht werden.
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Hier ist die dreidimensionale Konfiguration in Form eines Würfels gezeigt. Es sind jedoch ebenso andere dreidimensionale Konfigurationen vorstellbar, beispielsweise Pyramiden oder dergleichen, die eine mechanisch stabile Verbindung erlauben. Es ist auch nicht notwendig, dass die Abmessungen exakt aufeinander abgestimmt werden, so dass beispielsweise die Außenseiten des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 auch über die Gehäuseaußenseiten des ersten Zählers 110 hinausragen können. Falls es für die Sendeeigenschaften des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 vorteilhaft ist, kann dieses auch einen bedarfsgerechten Abstand einer Funkantenne von der ersten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung 115 des ersten Zählers 110 sicherstellen, indem die Abmessungen entsprechend dimensioniert sind.
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Zusätzlich zur Stromversorgung können die erste induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 115 und die zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 155 so aneinander angepasst sein, dass die induktive Übertragung ebenso die Übertragung der Zählerinformationen gewährleistet. Beispielsweise kann in den Energiefluss eine Datenschnittstelle integriert werden, welche die Zählerinformationen auf den Energiefluss aufmoduliert. Eine solche Übertragungseinrichtung kann unabhängig von einer optional vorhandenen dritten und vierten optisch arbeitenden Übertragungseinrichtung 125, 160 oder zusätzlich zu ihr verwendet werden.
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Wie 2 zeigt, besteht ein Verfahren 200 zum Aufbau einer Zählerinformations-Kommunikationsanordnung 100 und zur Übertragung von Zählerinformation in wenigen Schritten aus einem ersten Schritt 210, in dem ein Zähler zur Generierung von Zählerinformation mit einer ersten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung 115 bereitgestellt wird.
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In einem Schritt 220 wird dann ein erstes Datenkommunikationsmodul 150 mit einer zweiten induktiv arbeitenden Übertragungseinrichtung 155 bereitgestellt. Dann wird in einem dritten Schritt 230 der erste Zähler 110 mit dem ersten Datenkommunikationsmodul 150 zusammengebracht, so dass wenigstens die erste induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 115 und die zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung 155 optimal in Bezug auf ihre Übertragungseigenschaften aufeinander ausgerichtet sind. Dann wird in einem vierten Schritt 240 die Zählerinformation vom ersten Zähler 110 via induktiver -oder optischer- Übertragungseinrichtung zum ersten Datenkommunikationsmodul 150 und von dort per Funk übertragen.
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Der Vorteil eines solchen Verfahrens ist es, dass es in wenigen Schritten durchführbar ist.
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Die Nummerierung der Schritte bezieht sich hierbei nicht notwendigerweise auf eine Reihenfolge oder auf eine exakte Anzahl. Beispielsweise sind Zwischenschritte denkbar.
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Ferner kann ein Endverbraucher, dem das Datenkommunikationsmodul, beispielsweise ein WLAN-Funkmodul, zugesendet wird, dieses selbstständig am Zähler anbringen, so dass beispielsweise eine optische Informationsschnittstelle optisch verbunden wird. Damit wird vorteilhaft auch die Energieversorgung des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 mittels induktiver Übertragung sichergestellt. In weiteren, hier nicht gezeigten Schritten kann dann beispielsweise ein Endverbraucher sich mit seinem Personal Computer, Laptop, mobilen Telefon oder Tablet im WLAN des ersten Datenkommunikationsmoduls 150 einloggen und per App oder einem anderen Programm, beispielsweise im Browser, auf die vom ersten Datenkommunikationsmodul 150 gesendeten Informationen zugreifen bzw. er kann mittels Datenkommunikation den Zähler dazu veranlassen, bestimmte Informationen zu übertragen.
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In diesem Fall benötigt das Datenkommunikationsmodul eine bidirektionale Schnittstelle. Es ist allerdings auch denkbar, dass der Zähler beim Zustandekommen eines Datenkommunikationszugriffs vordefinierte Informationen zur Verfügung stellt, diese sendet und diese lediglich im Endgerät ausgewählt und ausgewertet werden. Somit kann der Endanwender in seinem Anzeigegerät die Informationen beliebig aufbereiten, die ihm zur Verfügung gestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Zählerinformations-Kommunikationsanordnung
- 110
- erster Zähler
- 115
- erste induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung
- 120
- erste dreidimensionale Konfiguration
- 125
- dritte optisch arbeitende Übertragungseinrichtung
- 130
- Gehäuse
- 150
- erstes Datenkommunikationsmodul
- 155
- zweite induktiv arbeitende Übertragungseinrichtung
- 160
- vierte optisch arbeitende Übertragungseinrichtung
- 165
- Gehäuse
- 170
- zweite dreidimensionale Konfiguration
- 200
- Verfahren
- 210
- erster Schritt
- 220
- zweiter Schritt
- 230
- dritter Schritt
- 240
- vierter Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013004384 A1 [0003]
