DE102017004364A1

DE102017004364A1 - Method for configuring a smartmetering counter

Info

Publication number: DE102017004364A1
Application number: DE102017004364.7A
Authority: DE
Inventors: Hristo Petkov; Thomas Lautenbacher; Thomas Kauppert; Klaus Gottschalk
Original assignee: Diehl Metering Systems GmbH
Current assignee: Diehl Metering Systems GmbH
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2037-05-06
Also published as: ES2795279T3; DK3367694T3; DE102017004364B4

Abstract

In einem Smartmetering-Netz (11) erfahren die neu installierten Zähler (12) ihre Konfiguration durch Verändern von Funk-Parametern für das Senden von Zählerdaten-Paketen (25) über ein unidirektionales Nahbereichs-ISM-Funkprotokoll (15) an einen Konzentrator (17) und von diesem über weitere Netze (19), vorzugsweise im Mobilfunk-Standard, an den Server einer Zentrale (20). Von der Zentrale (20) werden über eine zusätzliche Weitbereichs-Funkverbindung (24), oder vom Konzentrator (17) direkt, als Antwort Empfangsinformationen oder unmittelbar daraus abgeleitete Optimierungsinformationen (26) für Sende-Parameter auf einen Paket-Empfang an ein Steuergerät (22) übermittelt wird, das für solchen Konfigurationsmodus über einen drahtlosen Koppler (23) vorübergehend an eine Schnittstelle (21) des Zählers (12) angeschlossen ist, um dessen Funk-Parameter im Sinne einer Optimierung insbesondere hinsichtlich Sendeleistungsbedarfes und Empfangsfehlerraten von Folgesendungen zu beeinflussen und schließlich im Zähler (12) für dessen Sendemodul (14) festzuschreiben. Die Parameter-Änderung für eine nächstfolgende Testpaket-Aussendung kann vom Steuergerät (22) selbst ermittelt oder ihm von der Zentrale (20) beziehungsweise vom Konzentrator (17) vorgegeben werden.In a smart metering network (11), the newly installed counters (12) learn their configuration by modifying radio parameters for sending meter data packets (25) to a concentrator (17) via a unidirectional near-end ISM radio protocol (15) ) And from this over other networks (19), preferably in the mobile standard, to the server of a control center (20). From the central office (20) via an additional long-range radio link (24), or from the concentrator (17) directly, in response to receiving information or directly derived therefrom optimization information (26) for transmission parameters on a packet reception to a control unit (22 ), which for such a configuration mode is temporarily connected via a wireless coupler (23) to an interface (21) of the counter (12) in order to influence its radio parameters in terms of optimization, in particular with regard to transmission power requirements and reception error rates of subsequent transmissions, and finally in the counter (12) for its transmission module (14) commit. The parameter change for a subsequent test packet transmission can be determined by the control unit (22) itself or specified by the control center (20) or the concentrator (17).

Description

Beim Smartmetering wird angestrebt, jede Verbrauchsstelle für leitungsgebundene Energieträger wie Strom, Gas, Wasser oder Fernwärme mit einem Zähler für von einem Messwerk verbrauchsabhängig generierte Signale auszustatten, und außerdem mit einem Sendemodul zu drahtloser Nahbereichs-Paketübermittlung des aktuell akkumulierten, digitalisierten Zählerstandes über eines der lizenzfrei zugänglichen ISM-Frequenzbänder an einen Konzentrator. Der empfängt und speichert die von verschiedenen im Empfangsbereich betriebenen Zählern vergleichsweise häufig empfangenen, durch Zähler-Adressen individualisierten Pakete (auch als Telegramme bezeichnet) und führt u.U. eine Vorverarbeitung etwa zur Daten-Plausibilitätskontrolle durch. Mittels Weitbereichs-Datenfunkverbindungen, etwa in einem WLAN- oder insbesondere im Mobilfunk-Standard, werden die in Konzentratoren zwischengespeicherten Daten, vergleichsweise selten, über Mobilfunk-Basisstationen zu einem Server übermittelt, der etwa für die Abrechnungs- oder die Betriebsverwaltungs-Zentrale eines Energieversorgungsunternehmens für diesen Energieträger betrieben wird. Es kann aber auch eine Zwischenspeicherung der vom Konzentrator übermittelten Daten in der „Cloud“ erfolgen.Smart metering aims at equipping each point of consumption for line-bound energy sources such as electricity, gas, water or district heating with a counter for signals generated by a measuring station according to consumption, and also with a transmission module for wireless short-range packet transmission of the currently accumulated, digitized counter reading via one of the license-free accessible ISM frequency bands to a concentrator. It receives and stores the packets received by various meters operated in the reception area comparatively frequently, packets individualized by counter addresses (also referred to as telegrams) and possibly also leads. preprocessing for data plausibility checks, for example. By means of long-range data radio connections, such as in a WLAN or in particular in the mobile standard, the data cached in concentrators, comparatively rarely, transmitted via mobile base stations to a server that for about the billing or the operations management center of a power company for operated this energy source. However, it is also possible to temporarily store the data transmitted by the concentrator in the "cloud".

Das Bereitstellen einer unterbrechungsfreien Energieversorgung für den Betrieb des Konzentrators im Smartmetering-Netz stellt in der Praxis kein Problem dar; weshalb auch ein bidirektionaler Funkverkehr zwischen der Zentrale und dem jeweiligen Konzentrator unproblematisch ist. Anders verhält es sich hinsichtlich des Zählers. Denn dessen Energiebedarf ist für Betrieb über die Laufzeit einer Longlife-Batterie ausgelegt, die gewöhnlich einen Batteriewechsel (gegebenenfalls zusammen mit einer Messwerk-Kalibrierung) erst nach zehn Jahren erforderlich machen soll. Um eine derart zugesicherte Laufzeit zuverlässig bieten zu können, kann man sich bei der Datenverbindung zwischen Zähler und Konzentrator mit einer unidirektionalen Uplink-Funkverbindung begnügen, um den höheren Energiebedarf für wechselseitigen Funkverkehr zwischen zwei Transceivern zu vermeiden. Während ein Beschränken auf nur unidirektionale Funkverbindungen für die Paketübermittlungen der Zählerstände von den einzelnen Zählern an den gemeinsamen Konzentrator ohne Nachteil ist, weist solche nur unidirektionale Funkverbindung für die Belange der Praxis doch den Nachteil auf, etwa bei der Erstinstallation eines Zählers mangels Rückmeldemöglichkeiten kein adaptives Optimieren der Betriebsparameter des Zähler-Senders zum Anpassen an die funkrelevant individuellen örtlichen Gegebenheiten am Verbrauchsort und damit am Betriebsort des jeweiligen Zählers durchführen zu können, wo der Zähler etwa in der Nähe eines Störers oder in besonders großem Abstand zum Konzentrator arbeiten muss.The provision of an uninterruptible power supply for the operation of the concentrator in the smart metering network is not a problem in practice; which is why a bidirectional radio communication between the control center and the respective concentrator is unproblematic. The situation is different with regard to the meter. Because its energy requirement is designed for operation over the life of a Longlife battery, which usually requires a battery change (possibly together with a calibration calibration) after ten years required. In order to be able to reliably offer such a guaranteed running time, one can be content with the data connection between counter and concentrator with a unidirectional uplink radio connection in order to avoid the higher energy requirement for mutual radio traffic between two transceivers. While restricting to only unidirectional radio links for the packet transmissions of the meter readings from the individual counters to the common concentrator without drawback, such only unidirectional radio link for the interests of practice but has the disadvantage, such as the initial installation of a counter lack of feedback options no adaptive optimization the operating parameters of the counter transmitter to adapt to the funkrelevant individual local conditions at the place of consumption and thus to be able to perform at the operating location of the respective counter, where the counter has to work approximately in the vicinity of a jammer or in a particularly large distance from the concentrator.

In Erkenntnis solcher Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein einfach handhabbares Verfahren zu solchem Konfigurieren eines Smartmetering-Zählers, insbesondere bei dessen Inbetriebnahme, anzugeben.In recognition of such circumstances, the present invention is based on the technical problem of specifying an easy-to-handle method for configuring a smartmetering counter, in particular when it is put into operation.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Zusammenwirken der im Hauptanspruch angegebenen Verfahrensschritte gelöst.This object is achieved by the interaction of the method steps specified in the main claim.

Dabei wird davon Gebrauch gemacht, dass handelsübliche - an einem Messwerk betriebene und mit einem Sendemodul versehene - Zähler mit einer Schnittstelle ausgestattet sind, über welche mittels eines externen Steuergerätes funkspezifische Parameter einstellbar und auch Testsendungen an den Konzentrator auslösbar sind. Der Konzentrator kann bei Empfang einer Testsendung über ein Netzwerk, insbesondere über bidirektionale Weitbereichs-Funkverbindungen, in der Zentrale eine Antwort an dasjenige Steuergerät auslösen, das die aktuelle Testsendung ausgelöst hatte. Diese Antwort beinhaltet aktuelle Empfangsinformationen oder schon daraus abgeleitete Optimierungsinformationen für die Sende-Parameter und fällt deshalb danach aus, welche Übertragungsgegebenheiten aktuell nicht nur zwischen Zähler und Konzentrator, sondern auch noch darüber hinaus insbesondere über Mobilfunkverbindungen bis zum Server der Zentrale herrschen. Informationen über solche Gegebenheiten werden über das Netzwerk (wiederum bevorzugt im Mobilfunk-, gegebenenfalls auch im WLAN-Standard) von der Zentrale direkt an das Steuergerät übermittelt. Von diesem werden, zu Optimieren der Zuverlässigkeit der Funkverbindung unter Minimieren von Sendewiederholungen und der erforderlichen Sendeleistung, über eine vorübergehende kontaktlose Kopplung an den Zähler Änderungen gegenüber den aktuellen Funk-Sendeparametern in diesem Zähler bewirkt. Als Kriterien für die Empfangsbeurteilung zumal schon im Konzentrator werden bevorzugt die Empfangsleistung und / oder die Kanalbelegung zugrunde gelegt.It is made use of that commercially available - operated at a measuring station and provided with a transmitter module - counters are equipped with an interface over which by means of an external control unit radio-specific parameters adjustable and also test transmissions to the concentrator can be triggered. Upon receipt of a test broadcast over a network, in particular via bidirectional long-range radio links, the concentrator can trigger a response in the central office to the control unit which had triggered the current test broadcast. This response contains current reception information or already derived optimization information for the transmission parameters and therefore falls short of what transmission conditions currently prevail not only between counter and concentrator, but also beyond particular mobile connections to the server of the control center. Information about such conditions is transmitted via the network (again preferably in mobile, possibly also in the WLAN standard) from the control center directly to the control unit. From this, to optimize the reliability of the radio link while minimizing retransmissions and the required transmit power, a temporary contactless coupling to the counter causes changes to the current radio transmit parameters in that counter. As criteria for the reception assessment, especially in the concentrator, the reception power and / or the channel assignment are preferred.

Im Rahmen vorliegender Erfindung kann auch vorgesehen sein, etwa aufgrund von Schätzungen, Empfangs- oder Optimierungsinformationen beziehungsweise schon daraus abgeleitete Steuerungsvorgaben nicht erst von der Zentrale her, sondern bereits vom Konzentrator her, vorzugsweise über ein gesondertes Funkprotokoll, an das Steuergerät am Zähler zurück zu übermitteln. Unabhängig davon kann es zweckmäßig sein, beim Optimieren der Sendeparameter über das nacheinander an die Zähler anzuschließende Steuergerät zunächst die Abstände zwischen den Standorten der jeweiligen Zähler und dem Standort des von mehreren dieser Zähler angesprochenen Konzentrators zu berücksichtigen. Diese Entfernung kann aus Empfangssimulationen oder aus Standortbestimmungen mittels Satellitennavigationen gewonnen werden.In the context of the present invention can also be provided, for example on the basis of estimates, reception or optimization information or already derived control specifications not only from the center, but already from the concentrator ago, preferably via a separate wireless protocol, to transmit back to the control unit at the counter , Regardless of this, it may be expedient, when optimizing the transmission parameters via the control unit to be successively connected to the counters, first of all to determine the distances between the locations of the respective counters and the location of several of them Consider this counter addressed concentrator. This distance can be obtained from reception simulations or from satellite satellite navigation.

Für das Übermitteln der aktuellen Empfangsinformationen, beziehungsweise daraus gewonnener Erkenntnisse in Form von Optimierungsinformationen, von dem Konzentrator an das Steuergerät kann grundsätzlich der gleiche Kanal herangezogen werden, über den der Zähler mit dem Konzentrator korrespondiert. Allerdings sollte die Trägerfrequenz der Übermittlung dieser die aktuellen Empfangsinformationen beinhaltenden Antwort an das Steuergerät geringfügig verschoben sein, um Störungen, etwa aufgrund von Interferenzerscheinungen, auszuschließen. Generell ist der bidirektionale Funkverkehr über einander benachbarte Kanäle zu bevorzugen. Da die Kanaleigenschaften stark frequenzabhängig sind, sollten jedoch größere Frequenzabstände vermieden werden.In principle, the same channel can be used for transmitting the current reception information, or information gained therefrom in the form of optimization information, from the concentrator to the control unit, via which the counter corresponds to the concentrator. However, the carrier frequency of the transmission of this response containing the current reception information should be slightly shifted to the control unit in order to exclude interference, for example due to interference phenomena. In general, bi-directional radio communication over adjacent channels is to be preferred. Since the channel characteristics are strongly frequency dependent, however, larger frequency spacings should be avoided.

Ein Optimieren der Sende-Parameter fördert die Uplink-Datenverbindung vom Zähler zum Konzentrator durch Vermeiden langer Wartezeiten, während derer benachbarte Zähler Kollisionen verursachen. Schon eine geringe Uplink-Frequenzverschiebung beim Zähler kann Abhilfe schaffen. Denn in der Praxis kann es sonst durchaus bis zu Stunden dauern, bis ein ungestörtes Datentelegramm vom Konzentrator empfangen wird, nach dem dann Sendeparameter optimiert werden können.Optimizing the transmit parameters promotes the uplink data link from the counter to the concentrator by avoiding long wait times during which adjacent counters cause collisions. Even a slight uplink frequency shift in the counter can provide a remedy. Otherwise, in practice it can take up to hours until an undisturbed data telegram is received by the concentrator, after which transmission parameters can be optimized.

Unter seitens des jeweiligen Zählers zu ändernden Parametern zum Optimieren seiner Datenübertragung per Funk werden im Rahmen vorliegender Erfindung nicht nur Sendeleistung, Häufigkeit von Sendewiederholungen, Modulation, Modulationsgrad oder Kodierung verstanden (wie beispielsweise in der DE 601 08 177 T2 im Rahmen eines Mobilfunknetzes näher ausgeführt), dabei sämtlich einzeln oder in Kombinationen, sondern auch Paketlänge und Paketunterteilung in empfangsseitig wieder zusammenzusetzende Subpakete. Auch ein Übergang zwischen wechselnden Wellenformen (Frequenzwechsel- oder Spreizsysteme und dabei Standard- oder Sonder-Wellenformen für unterschiedliche Datenraten und Reichweiten) fällt im Rahmen vorliegender Erfindung unter eine Parameter-Variation zum Optimieren der Datenübertragung vom Zähler an den Konzentrator; ebenso wie eine Beeinflussung der Hauptstrahlrichtung der Sendeantenne oder ein Umschalten zwischen verschiedenen hardware- oder softwaremäßig bereitgestellten Anpassschaltungen.In the context of the present invention, the term "parameters to be changed by the respective counter for optimizing its data transmission by radio" does not only mean transmission power, frequency of retransmissions, modulation, degree of modulation or coding (as is described, for example, in US Pat DE 601 08 177 T2 in the context of a mobile network), all of them individually or in combinations, but also packet length and packet subdivision in the receiving side again zusammenzusetzende subpackets. Also, a transition between alternating waveforms (frequency change or spreading and thereby standard or special waveforms for different data rates and ranges) falls within the scope of the present invention under a parameter variation for optimizing the data transfer from the counter to the concentrator; as well as influencing the main beam direction of the transmitting antenna or switching between different hardware or software provided matching circuits.

Aktuell erforderliche oder wenigstens zweckmäßige Parameter-Änderungen nach Betrag und Richtung (Änderungsvektoren) können im Steuergerät aus den in der Zentrale oder im Konzentrator gewonnenen Informationen über die momentane Qualität der Funkverbindung zum Übertragen der Daten-Pakete abgeleitet werden. Um aber nicht zu viel Rechenleistung im Steuergerät für Variation und Auswerten von Funkparametern bei aufeinanderfolgenden Testsendungen vorhalten zu müssen, kann es gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung zweckmäßiger sein, die im Server der Zentrale ohnehin vorhandene Rechenkapazität auch für Berechnung oder Tabellen-Abruf optimierter Funkparameter in Anspruch zu nehmen und in der Antwort als Empfangsinformationen unmittelbar Vorgaben für Änderungen der aktuellen Funkparameter, insbesondere für die nächste Testsendung, über das Steuergerät an den Zähler zu übermitteln, ohne dass dieser für diese seine Konfiguration mit einem Empfangsmodul zusätzlich zum Sendemodul betrieben werden müsste.Currently required or at least expedient parameter changes by amount and direction (change vectors) can be derived in the control unit from the information obtained in the central office or in the concentrator about the instantaneous quality of the radio link for transmitting the data packets. However, in order not to have to spend too much computing power in the control unit for variation and evaluation of radio parameters in successive test transmissions, it may be more expedient according to a development of the invention, the already existing in the server of the central computing capacity for calculation or table retrieval optimized radio parameters in To claim and in the response as receiving information directly specifications for changes to the current radio parameters, in particular for the next test transmission, to transmit via the control unit to the meter, without this would have to be operated for this configuration with a receiver module in addition to the transmitter module.

So kann etwa bei der Zähler-Installation oder anlässlich Wartungsarbeiten ein Optimieren der Funkparameter für die gesamte Funkübermittlung erfolgen, also nicht nur über den Nahbereich zum Konzentrator, sondern darüber hinaus auch über den Weitbereich zur Zentrale; das Ergebnis des Vermessens dieser gesamten Funkstrecke uplink vom Zähler über den Konzentrator bis zur Zentrale bestimmt das individuelle Optimieren der Funkparameter in dem entsprechenden Zähler. Mit Standardeinstellungen schwer oder gar nicht auslesbare - aber an den Versorgungsort gebundene - Zähler liefern künftig auswertbare Zählerdaten-Pakete, ohne die Kapazität der Funkzelle durch ständiges Wiederholen von Übertragungsversuchen zu beeinträchtigen. Vorteilhaft ist es dabei, jedenfalls bei räumlich benachbarten Zählern deren Sendemodule mit unterschiedlichen Wellenformen zu betreiben.For example, during the meter installation or during maintenance work, the radio parameters for the entire radio transmission can be optimized, not only via the proximity to the concentrator, but also beyond the long range to the control center; The result of surveying this entire radio link uplink from the counter via the concentrator to the control center determines the individual optimization of the radio parameters in the corresponding counter. With default settings difficult or impossible to read - but bound to the supply - provide future meterable counter data packets without affecting the capacity of the radio cell by constantly repeating transmission attempts. It is advantageous in any case to operate with spatially adjacent counters whose transmission modules with different waveforms.

Gemäß zusätzlicher zweckmäßiger Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sendet der Zähler im Konfigurationsmodus, also bei angeschlossenem Optimierungs-Steuergerät, zweckmäßigerweise nicht auf seiner regulären Betriebsfrequenz zum Übermitteln von Messwert-Paketen an den Konzentrator. Dadurch wird erreicht, dass die Optimierung der Sende-Parameter beschleunigt wird, weil Funkkollisionen mit dem eigenen System vermieden werden. Dafür genügt schon eine Testfrequenz, die nur derart leicht verschoben ist, dass sich die Übertragungsgegebenheiten im Übrigen dadurch noch nicht signifikant ändern. Vorzugsweise sendet der Zähler in diesem Konfiguratiosbetrieb auf mehreren derart versetzten Frequenzen gleichzeitig oder kurz nacheinander, um ein breiteres Spektrum der aktuellen Übertragungsgegebenheiten für die Parameter-Optimierung zu erfassen.According to additional expedient developments of the solution according to the invention, the counter in the configuration mode, that is to say when the optimization controller is connected, expediently does not transmit at its regular operating frequency for transmitting measured value packets to the concentrator. This ensures that the optimization of the transmission parameters is accelerated because radio collisions with the own system are avoided. For a test frequency is enough, which is only slightly shifted so that the transmission conditions by the way does not change significantly. Preferably, in this configuration mode, the counter transmits at several such offset frequencies simultaneously or in quick succession to detect a wider range of the current transmission conditions for parameter optimization.

Zusätzliche Alternativen und deren Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung von deren Vorteilen, aus nachstehender Beschreibung der einzigen Zeichnungsfigur, einer blockschaltähnlich auf das Funktionswesentliche abstrahierten Skizze über das Zusammenwirken beim Realisieren des erfindungsgemäßen Konfigurierungsverfahrens.Additional alternatives and their developments will become apparent from the other claims and, taking into account the advantages thereof, from the following description of single drawing figure, a block-like similar to the functional essence abstracted sketch of the interaction in implementing the inventive configuration method.

Ein drahtloses, etwa im Wireless-M-Bus-Standard eingerichtetes Smartmetering-Netz 11 weist eine Anzahl von Zählern 12 auf, die jeder mit einem Messwerk 13 zum Erfassen der Menge eines durchströmenden (fluiden oder elektrischen) Energieträgers ausgestattet sind. Von Zeit zu Zeit wird ein akkumuliertes Zählergebnis als zählerindividualisiertes Paket (auch als Telegramm bezeichnet) mittels eines Sendemodules 14 über das Funkprotokoll 15 einer unidirektionalen Nahbereichs-Funkverbindung wie den WMBUS uplink an ein Empfangsmodul 16 eines Konzentrators 17 übermittelt. Der sendet mittels eines Transceivers 18 die von verschiedenen Zählern 12 empfangenen Informationen - gegebenenfalls nach datentechnischer Vorverarbeitung - in größeren zeitlichen Abständen oder auf Abruf über die bidirektionale Weitbereichs-Funkverbindung eines weiteren Netzwerkes 19, vorzugsweise realisiert als Mobilfunkverbindung im LTE/UMTS-Standard, etwa an den Transceiver 18 des Servers einer Zentrale 20, insbesondere zu dortigem Auswerten der von den einzelnen Zählern 12 des Netzes 11 gelieferten Verbrauchsinformationen. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in der Zeichnungsskizze nicht berücksichtigt, dass der wechselseitige Funkverkehr zwischen insbesondere einem Konzentrator 17 und dem Server in der Zentrale 20 in der Praxis tatsächlich nicht direkt erfolgt, sondern gewöhnlich über eine Mobilfunk-Basisstation.A wireless smart metering network 11, such as the Wireless M-Bus standard, has a number of counters 12 on, everyone with a measuring mechanism 13 are equipped for detecting the amount of a flowing (fluid or electric) energy carrier. From time to time an accumulated count result is calculated as a counter-individualized packet (also referred to as a telegram) by means of a transmission module 14 via the radio protocol 15 a unidirectional short-range radio link such as the WMBUS uplink to a receiving module 16 of a concentrator 17 transmitted. It sends by means of a transceiver 18 those from different counters 12 received information - possibly after data processing preprocessing - at longer intervals or on call via the bidirectional long-range radio link of another network 19 , preferably realized as a mobile connection in the LTE / UMTS standard, such as the transceiver 18 the server of a central office 20 , in particular for local evaluation of the individual counters 12 of the network 11 delivered consumption information. To simplify the illustration, the drawing does not take into account that the reciprocal radio communication between, in particular, a concentrator 17 and the server in the central office 20 in practice not actually done directly, but usually via a mobile phone base station.

Um die funktechnisch relevanten Sendeparameter im jeweiligen Zähler 12 in Hinblick auf zuverlässige Datenübertragung wenigstens zum Konzentrator 17, aber auch darüber hinaus zur Zentrale 20, möglichst optimal zu konfigurieren, ist an eine Schnittstelle 21 des Zählers 12 ein hier so genanntes Steuergerät 22 kontaktlos angeschlossen, etwa über einen Infrarot- oder einen NFC-Koppler 23. Das Steuergerät 22 seinerseits ist über eine zusätzliche, wenigstens unidirektionale Weitbereichs-Funkverbindung 24 von der Zentrale 20 aus direkt ansprechbar, etwa über eine Mobilfunkverbindung.To the radio-relevant transmission parameters in each counter 12 with regard to reliable data transmission at least to the concentrator 17 , but also beyond to the headquarters 20 to configure as optimally as possible, is to an interface 21 of the meter 12 a so-called control unit here 22 contactless connected, such as an infrared or NFC coupler 23 , The control unit 22 in turn, there is an additional, at least unidirectional, long-range radio link 24 from the central office 20 from directly accessible, for example via a mobile radio connection.

Ein vom Zähler 12 über den Konzentrator 17 an die Zentrale 20 gesandtes Verbrauchsdaten-Paket 25 erfährt auf der Uplink-Funkverbindungsstrecke des Funkprotokolles 15 nicht nur Pegeldämpfungen, sondern auch vielfältige temporäre Störeinflüsse in Form von Auslöschungen und von überlagerten Signalen. Derartige Störeinflüsse lassen sich durch Verändern sendeseitiger, oben erörterter Parameter beeinflussen, insbesondere verringern. Solche Maßnahmen sind bekannt, nicht Gegenstand vorliegender Erfindung. Diese löst vielmehr mittels des Einsatzes des bei diesem Realisierungsbeispiel direkt von der Zentrale 20 downlink angesprochenen Steuergerätes 22 das Kommunikationsproblem für ein adaptives, rekursives Konfigurieren der Funkparameter im, erstmals oder nach einem Wartungsintervall, in Betrieb zu nehmenden Zählers 12: Während der Zähler 12 nur über ein vergleichsweise kurzes uplinkunidirektionales Funkprotokoll 15 verfügt, werden seine Sendeparameter über das Steuergerät 22 nach Maßgabe der am Ende der Übertragungsstrecken 15 - 19 uplink in der Zentrale eintreffenden und bewertbaren Informationen konfiguriert.One from the meter 12 over the concentrator 17 to the central office 20 sent consumption data package 25 learns on the uplink radio link of the radio protocol 15 not only leveling, but also a variety of temporary disturbances in the form of cancellations and superimposed signals. Such disturbing influences can be influenced, in particular reduced, by changing transmission-side parameters discussed above. Such measures are known, not the subject of the present invention. Rather, this solves by means of the use of in this implementation example directly from the center 20 downlink addressed control unit 22 the communication problem for an adaptive, recursive configuration of the radio parameters in the meter to be commissioned for the first time or after a maintenance interval 12 : While the counter 12 only over a comparatively short uplink unidirectional radio protocol 15 has its transmission parameters via the control unit 22 according to the at the end of the transmission lines 15 - 19 uplink at the headquarters configured and assessable information configured.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren der vorübergehenden Inbetriebnahme einer Downlink-Funkverbindung 24 in einem Mobilfunk-Protokoll von der Zentrale 20 an den einzurichtenden Zähler 12 über das dazu angekoppelte Steuergerät 22 ist über eine Serie von seitens des Steuergerätes 22 ausgelösten Test-Paketen 25 ein iteratives Optimieren der Funkparameter für das Nahbereichs-Funkprotokoll 15 zum Konzentrator 17 möglich, so als handele es sich hier um eine bidirektionale Funkverbindung, und das unter Berücksichtigung der Einflüsse sogar noch darüber hinaus im Weitbereichs-Funkverkehr zur Zentrale 20.By the inventive method of temporary startup of a downlink radio connection 24 in a mobile protocol from headquarters 20 to the counter to be set up 12 via the associated control unit 22 is over a series from the side of the control unit 22 triggered test packages 25 an iterative optimization of the radio parameters for the short-range radio protocol 15 to the concentrator 17 possible, as if this were a bidirectional radio link, and even taking into account the influences even beyond that in long-range radio communication to the control center 20 ,

In einem Smartmetering-Netz 11 erfahren also insbesondere gerade neu installierte Zähler 12 ihre Konfiguration erfindungsgemäß durch Verändern von Funk-Parametern für das Senden von Zählerdaten-Paketen 25 über ein lizenzfrei verfügbares, unidirektionales WMBUS-Funkprotokoll 15 an einen Konzentrator 17 und von diesem weiter, etwa über Weitbereichs-Netzwerke 19 wie im Mobilfunkstandard, an den Server in einer Headend-Zentrale 20. Von der Zentrale 20 aus wird über eine zusätzliche solche Weitbereichs-Funkverbindung 24, oder schon vom Konzentrator 17 aus über entsprechend kürzere Distanz, eine aus aktuellen Empfangsinformationen gewonnene Optimierungsinformation 26 für die Sende-Parameter an ein Steuergerät 22 übermittelt. Das ist über einen bevorzugt kontaktlosen Koppler 23 vorübergehend an eine Schnittstelle 21 des Zählers 12 angeschlossen worden, um dessen Funk-Parameter nach Maßgabe der aufeinanderfolgenden Optimierungsinformationen 26 iterativ für die jeweiligen Folgesendungen zu beeinflussen; nämlich im Sinne einer Optimierung hinsichtlich insbesondere Sendeleistungsbedarfes und Empfangsfehlerraten beispielsweise bis zum Einhalten schaltungstechnisch oder im Steuerprogramm vorgegebener Grenzwerte oder bis zum Erreichen eines Optimums. Die aktuelle Optimierungsinformation 26 für eine anstehende Parameter-Änderung zur nächstfolgenden Testpaket-Aussendung des Zählers 12 kann aus den momentanen Empfangsgegebenheiten im Steuergerät 22 selbst ermittelt oder ihm von der Zentrale 20, oder vom Konzentrator 17, übermittelt werden. Die jüngsten, danach keiner Veränderung mehr unterworfenen Sende-Parameter werden schließlich im Zähler 12 für den künftigen Betrieb dessen Sendemoduls 14 abgespeichert.In a smartmetering network 11 So in particular learn just newly installed counters 12 their configuration according to the invention by changing radio parameters for the transmission of meter data packets 25 via a license-free, unidirectional WMBUS radio protocol 15 to a concentrator 17 and from this on, about long-range networks 19 as in the mobile radio standard, to the server in a headend center 20 , From the central office 20 Off is via an additional such long-range radio link 24 , or already from the concentrator 17 from over correspondingly shorter distance, an optimization information obtained from current reception information 26 for the send parameters to a controller 22 transmitted. This is via a preferably contactless coupler 23 temporarily to an interface 21 of the meter 12 have been connected to its radio parameters in accordance with the successive optimization information 26 iteratively for the respective follow-up programs; namely in the sense of an optimization in terms of particular transmission power requirements and reception error rates, for example, up to compliance with circuit technology or in the control program predetermined limits or to reach an optimum. The current optimization information 26 for a pending parameter change to the next test packet transmission of the counter 12 can from the current reception conditions in the control unit 22 self-determined or him from the central office 20 , or from the concentrator 17, are transmitted. The most recent transmission parameters, which are no longer subject to change, eventually become the counter 12 For the future operation of its transmitter module 14 stored.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1111: Smartmetering-NetzSmartMetering network
1212: Zählercounter
1313: Messwerk (von 12)Measuring mechanism (from 12)
1414: Sendemoduletransmit modules
1515: Funkprotokoll (uplink von 12 nach 17)Radio protocol (uplink from 12 to 17)
1616: Empfangsmodulereceiver modules
1717: Konzentratorconcentrator
1818: Transceiver (von 17 oder 20)Transceiver (from 17 or 20)
1919: Netzwerke (uplink von 17 nach 20, downlink von 20 nach 17)Networks (uplink from 17 to 20, downlink from 20 to 17)
2020: Zentrale (mit Server)Central (with server)
2121: Schnittstelle (an 12, für 22)Interface (at 12, for 22)
2222: Steuergerätcontrol unit
2323: Koppler (von 22 über 21 an 12)Coupler (from 22 to 21 to 12)
2424: Weitbereichs-Funkverbindung (downlink von 20 nach 22)Long-range radio connection (downlink from 20 to 22)
2525: Paketpackage
2626: Optimierungsinformationenoptimization information

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 60108177 T2 [0009]

Claims

Method for configuring a meter (12) in a smart metering network (11) by setting its radio parameters for sending packets (25) via a unidirectional radio protocol (15) to a concentrator (17) and from this via further networks ( 19) to the server of a control center (20), characterized in that in the temporary configuration mode of the counter (12), a control device (22) via a coupler (23) to the counter (12) is connected to its radio parameters for subsequent broadcasts depending on the distance to the next concentrator (17) or of the current receiving situation on the concentrator (17) to influence.

Method according to Claim 1 , characterized in that the receiving situation in the concentrator (17) is estimated and transmitted as optimization information (26) to the control unit (22).

Method according to Claim 2 , characterized in that the receiving situation is assessed on the basis of power received in the concentrator (17) or current channel occupancy.

Method according to Claim 1 , characterized in that distances between individual counters (12) and the concentrator (17) are estimated based on simulations.

Method according to Claim 1 , characterized in that distances between individual counters (12) and the concentrator (17) are determined by means of satellite navigation location determinations.

Method according to Claim 1 characterized by using the WMBUS for the unidirectional radio protocol (15) from the respective counter (12) to the concentrator (17).

Method according to Claim 2 characterized by using a mobile radio protocol such as the LTE / UMTS standard for other networks (19, 24) to and from the central office (20).

Method according to Claim 1 , characterized in that in the control unit (22) from the concentrator (17) or from the control center (20) transmitted, receive information or from therefrom already derived optimization information (26) criteria for transmission parameter changes in the counter (12) are derived.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission module (14) of the counter (12) by the control unit (22) between different transmission frequencies, transmission powers, modulations, encodings, matching circuits, Antennenabstrahlrichtungen and / or waveforms is switched.

Method according to Claim 1 , characterized in that the counter (12) in its configuration mode does not transmit at its regular operating frequency.

Method according to Claim 10 , characterized in that the counter (12) in its configuration mode transmits at a frequency slightly shifted from the operating frequency.

Method according to Claim 10 and / or 11, characterized in that the counter (12) in its configuration mode on several frequencies simultaneously or shortly after one another.

Method according to Claim 10 and / or 11, characterized in that the transmission frequency of the counter (12) is adaptively changed in dependence on the current channel assignment.