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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung umfassend einen Verbrauchszähler sowie einen eigenständigen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Verbrauchszähler gemäß Anspruch 12 sowie ein Verfahren zum Betrieb der Anordnung gemäß Anspruch 13.
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Technologischer Hintergrund
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Gattungsgemäße Verbrauchszähler sind so konstruiert, dass sie alle für ihren Betrieb notwendigen Komponenten aufweisen. So sind auch Ableseeinheiten in die Verbrauchszähler verbaut, um den Zählerstand am Verbrauchszähler ablesen zu können. Hierfür sind mechanische oder digitale Ausführungen der Ableseeinheit vorgesehen. Zur Erfassung des Zählerstandes wird bei herkömmlichen Verbrauchszählern der Zählerstand an jedem Verbrauchszähler von einer Person abgelesen und anschließend notiert oder manuell in ein Datenerfassungsgerät eingegeben. Bei elektronischen Verbrauchszählern besteht teilweise die Möglichkeit der optischen Datenübertragung mittels Infrarot-Schnittstelle. Des Weiteren sind Verbrauchszähler bekannt, welche den Zählerstand über Funk, beispielsweise über ein Mobilfunksystem, übertragen.
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Die Datenübertragung von Messeinheiten, wie z. B. Sensoren, Verbrauchsmessern bzw. Verbrauchszählern oder Komponenten von Smart-Home-Steuerungen, gewinnt im täglichen Gebrauch zunehmend an Bedeutung. Ein wichtiger Anwendungsbereich von Messeinheiten ist der Einsatz von intelligenten Verbrauchszählern, sogenannten Smart Metern. Diese sind in der Regel in ein Versorgungsnetz eingebundene Verbrauchszähler, z. B. für Energie, Strom, Gas oder Wasser, die dem jeweiligen Anschlussbenutzer den tatsächlichen Verbrauch anzeigen und ein Kommunikationsnetz zur Übertragung der Verbrauchsdaten an den Versorger nutzen. Intelligente Verbrauchszähler haben den Vorteil, dass manuelle Ablesungen der Zählerstände entfallen und seitens des Versorgers kurzfristigere Rechnungsstellungen 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 die Versorgungsnetze wesentlich besser ausgelastet werden.
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Gattungsgemäße Verbrauchsdatenerfassungsgeräte bzw. Verbrauchszähler übertragen die anfallenden Messdaten in der Regel in Form von Datenpaketen oder Datentelegrammen per Funk, beispielsweise im SRD (Short Range Devices)- oder ISM (Industrial, Scientific, Medical)-Frequenzbereich an übergeordnete Datensammler (z. B. Konzentratoren, Netzwerkknotenpunkte oder Schaltzentralen eines Versorgers). Datentelegramme sind in der Regel aus einer Mehrzahl von Datenpaketen aufgebaut. Die SRD- oder ISM-Frequenzbereiche haben den Vorteil, dass diese lizenzfrei sind und für die Nutzung 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 oder dergleichen, es häufig zu Störungen kommen kann.
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Elektronische Verbrauchsdatenerfassungsgeräte mit Funksender für drahtlose Datenübertragung werden häufig für eine Walk-In-, Walk-By-, Drive-By- oder Fly-By-Ablesung verwendet. Hierfür werden die Erfassungsgeräte mittels eines mobilen Funkempfängers durch Kundendienstpersonal von einem Fahrzeug aus (Drive-By) im Vorbeifahren oder zu Fuß (Walk-By) im Vorbeigehen abgelesen, ohne dass das abzulesende Gebäude betreten werden muss. Bei den intelligenten Verbrauchszählern ist zum einen der Energieverbrauch, da diese meist batteriegesteuert sind und möglichst lange Wartungsintervalle aufweisen sollen, und zum anderen die Betriebssicherheit von entscheidender Bedeutung. Bei den obigen Ableseverfahren werden häufig über das ganze Jahr hinweg Funktelegramme ausgesendet, die zur Stromersparnis sehr kurz sind, so dass ein häufiges Senden über einen langen Zeitraum möglich ist.
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Nächstliegender Stand der Technik
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In der
WO 2015/192174 A1 wird ein Gerät offenbart, welches ein persönliches Steuergerät mit einem intelligenten Zähler verbindet sowie ein Haustechnikgerät mit einem drahtlosen Kommunikationsmodul, welches hergerichtet ist, mit dem persönlichen Steuergerät wahlweise über peer-to-peer oder non-peer-to-peer Kommunikationsprotokolle zu kommunizieren. Das Gerät umfasst zudem ein Kommunikationsmodul, um mit dem intelligenten Zähler und dem Haustechnikgerät zu kommunizieren.
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Die
DE 10 2014 102 007 B4 beschreibt ein Verfahren zur Übertragung von Daten von Endgeräten mittels Weiterleitung über Datensammler zu einer zentralen Recheneinrichtung, wobei der Datensammler Nachrichtendatensätze aus den empfangenen Daten der Endgeräte bzw. Statusdaten zusammenstellt und an die zentrale Recheneinrichtung übersendet, welche diese Nachrichtendatensätze zum Abruf bereithält.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Anordnung sowie ein neuartiges Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch welche eine verbesserte Wirtschaftlichkeit und Flexibilität beim Betrieb eines Verbrauchszählers ermöglicht werden.
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Lösung der Aufgabe
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Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1, durch einen Verbrauchszähler gemäß Anspruch 12 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Erfindungsgemäß ist eine Anordnung vorgesehen, welche mindestens einen Verbrauchszähler zur Durchflusserfassung, sowie mindestens einen eigenständigen Sensor zur Erfassung von anderen Messgrößen als des Durchflusses umfasst, wobei der Verbrauchszähler einen Messwertgeber, eine Recheneinheit sowie eine Kommunikationseinrichtung umfasst, und der Sensor eine Sensoreinheit, eine Recheneinheit sowie eine Kommunikationseinrichtung umfasst, wobei kennzeichnenderweise der Verbrauchszähler eine Schnittstelle zur Kommunikation per Funk mit dem eigenständigen Sensor aufweist, und der Verbrauchszähler eine Schnittstelle zum Senden der vom eigenständigen Sensor empfangenen Daten aufweist.
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Vorteilhafterweise besteht die Möglichkeit, dass der Verbrauchszähler durch externe eigenständige Sensoren erweiterbar ist. Die eigenständigen Sensoren erfassen dabei Messgrößen, welche für gewöhnlich nicht vom Verbrauchszähler aufgezeichnet werden. Damit ergibt sich weiter die Möglichkeit, den Mess- bzw. Funktionsumfang des Verbrauchszählers nachträglich zu erweitern. Somit können je nach Bedarfsfall eigenständige Sensoren in die Anordnung hinzugefügt werden oder bereits installierte Sensoren getauscht werden. Der Verbrauchszähler kann somit die Funktion eines Gateways für den eigenständigen Sensor übernehmen.
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Ein weiterer Vorteil kann im Formfaktor der Sensoren liegen. So können die eigenständigen Sensoren kleiner dimensioniert sein als der Verbrauchszähler. Dadurch kann eine Möglichkeit geschaffen werden, dass die eigenständigen Sensoren an Orten angebracht werden können, an denen für einen Verbrauchszähler zu wenig Platz wäre. Der eigenständige Sensor kann zweckmäßigerweise eine eigene Energieversorgung aufweisen, wodurch dieser unabhängig vom Verbrauchszähler oder einer weiteren Energiequelle ist. Zweckmäßigerweise können der Verbrauchszähler und/oder der eigenständige Sensor energieautark ausgestaltet sein. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Energieversorgung des eigenständigen Sensors unabhängig von der Energieversorgung des Verbrauchszählers ist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Anordnung ein externes eigenständiges Modul, vorzugsweise einen Datensammler, mit einem Gehäuse sowie einer Kommunikationseinrichtung umfasst. Das eigenständige Modul kann beispielsweise die Funktion eines Datensammlers übernehmen. So kann es Daten empfangen, diese Zwischenspeichern und weiter versenden. Das eigenständige Modul kann ferner als Gateway für die Sensordaten der eigenständigen Sensoren fungieren. Ebenso kann es ein Gateway für Daten, insbesondere Verbrauchsdaten, des Verbrauchszählers sein.
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Zweckmäßigerweise können der Verbrauchszähler und/oder der eigenständige Sensor jeweils ein eigenes Gehäuse umfassen. Der eigenständige Sensor kann sich zweckmäßigerweise an einem vom Verbrauchszähler getrennten Ort befinden, so dass beide Einheiten über ein jeweils eigenes Gehäuse verfügen. So kann der eigenständige Sensor an einer Stelle einer Rohrleitung angebracht sein und der Verbrauchszähler an einer anderen Stelle der Rohrleitung, so dass der Verbrauchszähler vom eigenständigen Sensor örtlich getrennt ist.
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Zweckmäßigerweise kann der eigenständige Sensor Daten, insbesondere Sensordaten, an den Verbrauchszähler und/oder an das eigenständige Modul senden. Sofern Daten, insbesondere Sensordaten, vom eigenständigen Sensor an den Verbrauchszähler gesendet werden, kann der Verbrauchszähler die Sensordaten beispielsweise Zwischenspeichern vor dem Weitersenden. Ferner besteht die Möglichkeit, dass eine Vorauswertung der Sensordaten im Verbrauchszähler stattfindet. Dadurch kann eine Möglichkeit geschaffen werden, um auf bevorstehende Ausfälle bzw. Schäden, beispielsweise an der Rohrleitung, im Vorfeld zu reagieren.
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Vorteilhafterweise können die Kommunikationseinrichtung des Verbrauchszählers und/oder die Kommunikationseinrichtung des eigenständigen Sensors und/oder die Kommunikationseinrichtung des eigenständigen Moduls über eine lokale Kommunikationsschnittstelle verfügen, die hergerichtet ist, über lokale Kommunikationswege zu kommunizieren. Sofern die Kommunikationseinrichtungen des Verbrauchszählers und/oder des eigenständigen Sensors und/oder des eigenständigen Moduls über vorzugsweise dieselben lokalen Kommunikationswege verfügen, besteht die Möglichkeit der Datenübertragung zwischen den Teilnehmern. Somit können auf einfache Weise externe Kommunikationsmodule wie externe eigenständige Sensoren oder externe eigenständige Module in der Anordnung mit eingebunden werden. Dies ermöglicht eine einfache und nachträgliche Erweiterbarkeit sowie eine gesteigerte Flexibilität bei der Auslegung der gesamten Anordnung.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die lokalen Kommunikationswege auf einem Internet of Things (loT) - Kommunikationsstandard basieren. Zweckmäßigerweise können die lokalen Kommunikationswege auf einem I-oT-Kommunikationsstandard basieren, um beispielsweise auf Energiesparen ausgelegte eigenständige Sensoren einfach einbinden zu können. Eigenständige Sensoren, welche besonders für loT ausgelegt sind, können vorteilhafterweise lediglich eine geringe Bandbreite zur Kommunikation benötigen. Ferner können solche Sensoren über Wake-Up Funktionen verfügen, so dass ein schnelles Ansprechverhalten aus einem Ruhezustand heraus möglich ist. Mögliche loT-Kommunikationsprotokolle sind beispielsweise THREAD, Bluetooth Low Energy, Zigbee sowie Z-Wave.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die lokalen Kommunikationswege auf dem IEEE 802.15.4 Kommunikationsstandard basieren. Der Standard IEEE 802.15.4 beschreibt ein Übertragungsprotokoll für Wireless Personal Area Networks (WPAN). Der Standard definiert die untersten beiden Schichten des OSl-Modells (Open Systems Interconnection Model), den Bitübertragungs- und den MAC-Layer. Höhere Protokollebenen mit Funktionen zum Routing und einer Anwendungsschnittstelle werden durch andere Standards für Funknetze realisiert, wie beispielsweise ZigBee. Der Standard IEEE 802.15.4 wird beispielsweise auch von 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Network) verwendet. 6LoWPAN ist ein Kommunikationsprotokoll zur Funkdatenübertragung, welches von THREAD verwendet wird. THREAD ist eine IPv6 basierte, stromsparende Netzwerktechnologie für loT-Produkte. THREAD ist für Mesh networking (vermaschtes Netz) ausgelegt. Es ist zudem IP-adressierbar mit AES Verschlüsselung. Sofern die lokalen Kommunikationswege auf dem IEEE 802.15.4 Kommunikationsstandard basieren, ergibt sich der Vorteil, dass eine Vielzahl von verschiedenen Funknetzen realisiert werden können, welche insbesondere für eine loT-Anwendung geeignet sind.
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Es besteht die Möglichkeit, dass die lokalen Kommunikationswege auf dem Bluetooth Low Energy (BLE) Kommunikationsstandard basieren. Der Bluetooth Low Energy (BLE) Kommunikationsstandard ist eine Funktechnik, mit der sich Geräte in einer Umgebung von etwa 10 Metern vernetzen lassen. BLE unterscheidet sich von Bluetooth durch einen deutlich geringeren Stromverbrauch und geringere Kosten. BLE arbeitet im 2,4 GHz ISM-Band und ist zudem für loT-Anwendungen geeignet.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Kommunikationseinrichtung des Verbrauchszählers und/oder die Kommunikationseinrichtung des eigenständigen Moduls über eine tertiäre Kommunikationsschnittstelle verfügen, die hergerichtet ist, über tertiäre Kommunikationswege mit einer zentralen Stelle zu kommunizieren. Für die tertiären Kommunikationswege können zweckmäßigerweise Low Power Wide Area Netzwerke (LPWAN) zum Einsatz kommen. LPWAN beschreibt eine Klasse von Netzwerkprotokollen zur Verbindung von Niedrigenergiegeräten mit einem Netzwerkserver. Niedrigenergiegeräte können z. B. Verbrauchszähler und Sensoren sein. Aufgrund der Verbindungsmöglichkeit von Niedrigenergiegeräten ist LPWAN zudem für loT-Anwendungen geeignet. Ein Netzwerkserver kann sich beispielsweise in der zentralen Stelle befinden. Beispiele für LPWAN sind LoRaWAN bzw. LoRa der LoRa Alliance, Sigfox oder Silver Spring von Silver Spring Networks. Diese tertiären Kommunikationswege können hergerichtet sein, um mit einer zentralen Stelle zu kommunizieren. Bei der zentralen Stelle kann es sich beispielsweise um einen Netzbetreiber oder einen Energieversorger handeln.
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Zweckmäßigerweise können die tertiären Kommunikationswege im Vergleich zu den lokalen Kommunikationswegen eine höhere Funkreichweite aufweisen. Vorteilhafterweise ist der Verbrauchszähler in der Lage über lokale sowie über tertiäre Kommunikationswege Daten zu übertragen und zu empfangen. Damit ergibt sich der Vorteil, dass der Verbrauchszähler sowohl über lokal Kommunikationswege mit externen eigenständigen Sensoren kommunizieren kann, als auch über größere Entfernungen mittels tertiären Kommunikationswege mit einer zentralen Stelle wie einem Netzbetreiber oder einem Energieversorger. Ein externes eigenständiges Modul ist vorteilhafterweise ebenso wie der Verbrauchszähler in der Lage über lokale sowie über tertiäre Kommunikationswege Daten zu übertragen und zu empfangen. Der Verbrauchszähler sowie das eigenständige Modul können somit Sensordaten des eigenständigen Sensors an die zentrale Stelle weitersenden. Über die lokalen Kommunikationswege ist zudem eine Kommunikation zwischen Verbrauchszähler und eigenständigem Modul möglich.
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Vorteilhafterweise kann bei einer Mehrzahl an eigenständigen Sensoren jeder eigenständige Sensor über eine individuelle Kennung verfügen, so dass jeder eigenständige Sensor individuell adressierbar ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Sensoren in einfacher Weise in die Anordnung eingebunden werden können. Zudem können verschiedene Arten von Sensoren gleichzeitig verwendet werden, die ihre Sensordaten beispielsweise an den Verbrauchszähler weiterleiten. Mögliche Arten von eigenständigen Sensoren sind beispielsweise Drucksensoren, beispielsweise für den Wasserdruck sowie Qualitätssensoren, wie z. B. Sensoren für die Wasserqualität. Zur Bestimmung der Wasserqualität wird beispielsweise der Chlorgehalt im Wasser gemessen. Zudem können Sensoren zur Detektion von Mikroleckagen verwendet werden, um beispielsweise Beschädigungen an der Rohrleitung erkennen zu können. Bei einer Mehrzahl an eigenständigen Sensoren besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass ein Teil der Sensoren ihre Sensordaten an den Verbrauchzähler senden und ein anderer Teil die Sensordaten direkt an ein externes eigenständiges Modul senden.
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Nebengeordnet beansprucht die vorliegende Erfindung zudem einen Verbrauchszähler zur Durchflusserfassung gekennzeichnet durch einen Verbrauchszähler wie er als Teil einer Anordnung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche beschrieben ist. Es besteht somit vorteilhafterweise die Möglichkeit, den Verbrauchszähler nachträglich mit weiteren externen eigenständigen Sensoren auszustatten, welche beim Einbau des Verbrauchszählers noch nicht vorhanden sind.
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Nebengeordnet beansprucht die vorliegende Erfindung zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Anordnung umfassend mindestens einen Verbrauchszähler, sowie mindestens einen eigenständigen Sensor, wobei die Anordnung durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 11 gekennzeichnet ist, wobei der Verbrauchzähler und/oder das eigenständige Modul mit dem eigenständigen Sensor kommunizieren und der Verbrauchszähler und/oder das eigenständige Modul die vom eigenständigen Sensor empfangenen Daten weiter sendet. Es besteht somit die Möglichkeit, dass eine Kommunikation lediglich zwischen Verbrauchszähler und eigenständigem Sensor stattfindet, wobei der Verbrauchzähler die vom Sensor empfangenen Daten weiter sendet. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das eigenständige Modul mit dem eigenständigen Sensor kommunizieren und die vom Sensor empfangen Daten weiter senden. Der Verbrauchzähler und/oder der eigenständige Sensor können zweckmäßigerweise energieautark ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise stellt das Verfahren keine zusätzlichen Anforderungen an den Energiebedarf des Verbrauchszählers bzw. des eigenständigen Sensors.
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Zweckmäßigerweise kann der Verbrauchszähler die vom eigenständigen Sensor empfangenen Daten weiter an eine zentrale Stelle und/oder an ein eigenständiges Modul senden. Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, wie der Verbrauchszähler die vom eigenständigen Sensor empfangen Daten weiter sendet. Der Verbrauchszähler kann beispielsweise die Sensordaten direkt an die zentrale Stelle und/oder an ein eigenständiges Modul weiterleiten. Daneben besteht die Möglichkeit die Sensordaten z. B. zwischenzuspeichern, bis eine gewisse Datenmenge erreicht ist oder bis zu einem bestimmten Zeitpunkt. Zudem kann beim Übertragungsziel des Verbrauchszählers zwischen der zentralen Stelle oder einem eigenständigen Modul gewählt werden. Sofern Daten vom Verbrauchszähler an das eigenständige Modul gesendet werden, können diese beispielsweise anschließend vom eigenständigen Modul an die zentrale Stelle weitergesendet werden.
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Vorteilhafterweise können die Sensordaten gebündelt mit den Verbrauchsdaten versendet werden. Durch die Bündelung können beispielsweise die gesamten Daten, bestehend aus Verbrauchsdaten und Sensordaten, zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einer Übertragung versendet werden. Mögliche Ziele der Übertragung sind z. B. die zentrale Stelle oder ein eigenständiges Modul. Dort sind die gebündelten Daten beispielsweise einfacher zu handhaben.
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Figurenliste
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung aus Verbrauchszähler, eigenständigem Sensor sowie eigenständigem Modul;
- 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung aus Verbrauchszähler, einer Mehrzahl an eigenständigen Sensoren sowie eigenständigem Modul;
- 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung aus Verbrauchszähler, eigenständigem Sensor sowie zentraler Stelle;
- 4 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung aus Verbrauchszähler, eigenständigem Sensor, eigenständigem Modul sowie zentraler Stelle;
- 5 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer alternativen Anordnung aus Verbrauchszähler, eigenständigem Sensor, eigenständigem Modul sowie zentraler Stelle.
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Eine vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung bestehend aus einem Verbrauchszähler V, einem eigenständigen Sensor S sowie einem eigenständigen Modul M ist in 1 gezeigt. Der Verbrauchszähler ist in einer Rohrleitung 100 verbaut. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei der Rohrleitung 100 um eine Wasserleitung. Der Verbrauchszähler V misst mittels seines Messwertgebers W den Wasserverbrauch durch die Rohrleitung 100. Der Verbrauchszähler V verfügt zudem über ein Kommunikationsmodul KV sowie über eine Funkantenne 1.
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An der Rohrleitung 100 ist zudem ein eigenständiger Sensor S angebracht. Der eigenständige Sensor S befindet sich dabei in gewissem Abstand zum Verbrauchzähler V. Der eigenständige Sensor S umfasst eine Sensoreinheit E, welche beispielsweise Eigenschaften des Wassers und/oder der Rohrleitung detektiert. So kann die Sensoreinheit E des eigenständigen Sensors S beispielsweise den Wasserdruck, die Wasserqualität und Mikroleckagen in der Rohrleitung 100 detektieren. Bei der Überwachung der Wasserqualität kann beispielsweise der Chlorgehalt im Wasser aufgezeichnet werden. Der eigenständige Sensor S verfügt weiter über ein Kommunikationsmodul KS sowie über eine Funkantenne 1.
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Das Kommunikationsmodul KV des Verbrauchszählers V und das Kommunikationsmodul KS des eigenständigen Sensors S verfügen über lokale Kommunikationsschnittstellen, welche hergerichtet sind über lokale Kommunikationswege 10 miteinander zu kommunizieren. Die Kommunikation zwischen dem eigenständigen Sensor S und dem Verbrauchszähler V findet beispielsweise über Bluetooth Low Energy (BLE) statt. Der Verbrauchszähler V kann somit den eigenständigen Sensor S, welcher sich in unmittelbarer Umgebung befindet, auslesen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der eigenständige Sensor S seine Daten, insbesondere seine aufgezeichneten Sensordaten, aktiv an den Verbrauchszähler V sendet. Der Verbrauchszähler V fungiert somit als Gateway für den eigenständigen Sensor S.
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Die in 1 gezeigte Anordnung umfasst weiter ein eigenständiges Modul M. Das eigenständige Modul M verfügt über ein Kommunikationsmodul KM sowie über eine Funkantenne 1. Ferner ist das eigenständige Modul M bzw. das Kommunikationsmodul KM dafür hergerichtet, über lokale Kommunikationswege 10 zu kommunizieren. Das eigenständige Modul M ist neben dem Verbrauchszähler V auch in der Lage Sensordaten des eigenständigen Sensors S zu empfangen. Somit ist das eigenständige Modul M über lokale Kommunikationswege 10 an den eigenständigen Sensor S und den Verbrauchszähler V angebunden. Der Verbrauchszähler V kann zudem die mittels Messwertgeber W aufgezeichneten Verbrauchsdaten an das eigenständige Modul M senden. Es besteht damit die Möglichkeit, dass der eigenständige Sensor S die aufgezeichneten Sensordaten an den Verbrauchszähler V sendet, der wiederum diese Sensordaten alleine oder zusammen mit den Verbrauchsdaten an das eigenständige Modul M sendet.
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Die Kommunikationseinrichtung KV des Verbrauchszählers V verfügt zusätzlich über eine tertiäre Kommunikationsschnittstelle. Diese tertiäre Kommunikationsschnittstelle ist hergerichtet, um über tertiäre Kommunikationswege 30 mit einer zentralen Stelle Z zu kommunizieren. Hierfür kann die zentrale Stelle über ein Kommunikationsmodul K verfügen, welches über tertiäre Kommunikationswege 30 kommuniziert. Die zentrale Stelle Z ist beispielsweise der Netzbetreiber oder der Energieversorger. Die zentrale Stelle kann somit beispielsweise die Funktion eines Head-End-Systems einnehmen. Der tertiäre Kommunikationsweg 30 weist dabei eine höhere Funkreichweite im Vergleich zum lokalen Kommunikationsweg 10 auf. Die Kommunikation zwischen dem Verbrauchszähler V und der zentralen Stelle Z findet somit beispielsweise über ein Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) statt. Über den tertiären Kommunikationsweg 30 sendet der Verbrauchszähler V die Verbrauchsdaten zusammen mit den vom eigenständigen Sensor S empfangenen Sensordaten an die zentrale Stelle Z.
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Die Kommunikationseinrichtung KM des eigenständigen Moduls M verfügt ebenso über eine tertiäre Kommunikationsschnittstelle. Diese tertiäre Kommunikationsschnittstelle ist ebenfalls hergerichtet, um über tertiäre Kommunikationswege 30 mit der zentralen Stelle Z zu kommunizieren. Die Kommunikation zwischen dem eigenständigen Modul M und der zentralen Stelle Z findet beispielsweise ebenso über ein Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) statt. Die Kommunikation des eigenständigen Moduls M mit der zentralen Stelle kann alternativ auch über ein anderes Netzwerkprotokoll stattfinden, als jenes mit dem der Verbrauchszähler V mit der zentralen Stelle Z kommuniziert. So kann der Verbrauchszähler V beispielsweise über ein Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) - Netzwerkprotokoll und das eigenständige Modul M über das Sigfox-Netzwerk mit der zentralen Stelle Z kommunizieren. Die Sensordaten, welche das eigenständige Modul M vom eigenständigen Sensor S erhalten hat, sendet das eigenständige Modul M über den tertiären Kommunikationsweg 30 an die zentrale Stelle Z.
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2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung bestehend aus einem Verbrauchszähler V, einer Mehrzahl an eigenständigen Sensoren S1 - S3 sowie einem eigenständigen Modul M. Die eigenständigen Sensoren S1 - S3 sind vom Wasserversorger in die Rohrleitung 100 eingebaut worden. Der Verbrauchszähler V befindet sich in der Nähe der drei eigenständigen Sensoren S1 - S3. Die jeweiligen Sensoreinheiten E der eigenständigen Sensoren S1 - S3 sind dabei unterschiedlich bzw. es werden unterschiedliche Messwerte erhoben. So misst die Sensoreinheit E des ersten eigenständigen Sensors S1 den Wasserdruck in der Rohrleitung 100. Die Sensoreinheit E des zweiten eigenständigen Sensors S2 misst die Wasserqualität. Mit der Sensoreinheit E des dritten eigenständigen Sensors S3 werden Mikroleckagen in der Rohrleitung 100 detektiert. Der Wasserversorger verfolgt dabei das Ziel beispielsweise mithilfe des Sensors für die Wasserqualität den Chlorgehalt im Wasser zu überwachen. Die Kommunikationseinrichtungen KS der eigenständigen Sensoren S1 - S3 kommunizieren über lokale Kommunikationswege 10 mit dem Verbrauchszähler V. Beispielsweise verfügen alle Kommunikationseinrichtungen KS der eigenständigen Sensoren S1 - S3 über eine Bluetooth Low Energy - Schnittstelle. Über diese Schnittstelle werden die Sensoren S1 - S3 an den Verbrauchszähler V angebunden. Die eigenständigen Sensoren S1 - S3 senden ihre Daten bzw. Sensordaten an den Verbrauchszähler V, wo die Daten der eigenständigen Sensoren S1 - S3 erfasst werden. Der Verbrauchszähler V sendet seinen Zählerstand bzw. seine Verbrauchsdaten und die von den eigenständigen Sensoren S1 - S3 erfassten Daten zusammen über tertiäre Kommunikationswege 30 an ein eigenständiges Modul M. Die Übertragung über tertiäre Kommunikationswege 30 kann beispielsweise über eine LoRa-Schnittstelle stattfinden. Das eigenständige Modul M übermittelt die vom Verbrauchszähler V empfangenen Daten weiter an eine zentrale Stelle Z, z. B. an den Wasserversorger. Das eigenständige Modul M kann für diese Übertragung dieselbe LoRa-Schnittstelle verwenden. Der Wasserversorger hat dadurch die Möglichkeit, das gesamte System bestehend aus Verbrauchszähler V und eigenständigen Sensoren S1 - S3 zu überwachen, ohne dass er vor Ort sein müsste.
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Mögliche Ausgestaltungen der Anordnung sind in den nachfolgenden 3 bis 5 gezeigt:
- In 3 ist eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Anordnung bestehend aus Verbrauchszähler V, einem eigenständigen Sensor S sowie einer zentralen Stelle Z gezeigt. Der eigenständige Sensor S kommuniziert mit dem Verbrauchszähler V über lokale Kommunikationswege 10. Der Verbrauchszähler V sowie der eigenständige Sensor S beinhalten jeweils eine lokale BLE/THREAD Kommunikationsschnittstelle. Der Verbrauchszähler V kommuniziert über tertiäre Kommunikationswege 30 mit der zentralen Stelle Z. Als tertiäre Schnittstelle kann beispielsweise LoRa, Sigfox, Silver Spring oder ein anderes LPWAN-Kommunikationsprotokoll verwendet werden. Hierbei fungiert allein der Verbrauchszähler V als Gateway für die Sensordaten des eigenständigen Sensors S. Der Verbrauchszähler V kann die empfangenen Sensordaten speichern und bündeln sowie zusammen oder getrennt mit den Verbrauchsdaten an die zentrale Stelle Z übermitteln. Das Weitersenden an die zentrale Stelle Z kann dabei zyklisch an definierten Zeiten oder nach einem festgelegten Zeitplan erfolgen. Bei der zentralen Stelle Z kann es sich beispielsweise um den Netzbetreiber und/oder den Energieversorger handeln, welchem es durch die zusätzlichen Sensordaten möglich ist, beispielsweise Leckagen zu erkennen, den Druck in der Rohrleitung 100 zu überprüfen oder die Wasserqualität zu überwachen.
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In 4 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt. Hier umfasst die Anordnung neben dem Verbrauchszähler V und dem eigenständigen Sensor S zudem ein eigenständiges Modul M. Der eigenständige Sensor S kommuniziert mit dem Verbrauchszähler V über lokale Kommunikationswege 10. Der Verbrauchszähler V kommuniziert allerdings nicht direkt mit der zentralen Stelle Z. Die Erfassung der Sensordaten vom eigenständigen Sensor S übernimmt weiterhin der Verbrauchszähler V. An den Verbrauchszähler V ist über eine lokale BLE/THREAD Kommunikationsschnittstelle ein eigenständiges Modul M angebunden. Das eigenständige Modul M verfügt neben einer Schnittstelle für lokale Kommunikationswege 10 auch über eine tertiäre Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung über tertiäre Kommunikationswege 30. Als tertiäre Schnittstelle kann beispielsweise LoRa, Sigfox, Silver Spring oder ein anderes LPWAN-Kommunikationsprotokoll verwendet werden. Die Erfassung der Sensordaten vom eigenständigen Sensor S durch den Verbrauchszähler V erfolgt wie in der in 3 gezeigten Ausgestaltung. Allerdings werden die Sensordaten und die Verbrauchsdaten vom Verbrauchszähler V nicht direkt an die zentrale Stelle Z gesendet, sondern an das eigenständige Modul M. Somit werden die Daten nicht direkt vom Verbrauchszähler V an den Netzbetreiber bzw. den Energieversorger gesendet. Das eigenständige Modul M übernimmt die Aufgabe, die vom Verbrauchszähler V empfangenen Daten anschließend über eine tertiäre Schnittstelle, wie z. B. LoRa, Sigfox oder Silver Spring an den Netzbetreiber bzw. den Energieversorger zu übermitteln.
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In 5 ist eine weitere alternative Ausgestaltung gezeigt. Hierbei umfasst die Anordnung einen Verbrauchszähler V, einen eigenständigen Sensor S sowie ein eigenständiges Modul M. Die Komponenten der Anordnung in dieser Ausgestaltung sind die gleichen wie in der in 4 gezeigten Ausgestaltung. Allerdings wird in der vorliegenden Ausgestaltung die Erfassung der Sensordaten vom eigenständigen Modul M übernommen. Die Sensordaten der eigenständigen Sensoren S werden hierfür über lokale Kommunikationswege 10 an das eigenständige Modul M übertragen. Die Verbrauchsdaten bzw. der Zählerstand des Verbrauchszählers V werden ebenfalls über lokale Kommunikationswege 10 an das eigenständige Modul M übertragen. Das eigenständige Modul M kann hierfür den Zählerstand bzw. die Verbrauchsdaten beim Verbrauchzähler V abfragen. Das eigenständige Modul M übermittelt anschließend wie in der in 4 gezeigten Ausgestaltung die Daten bestehend aus Sensordaten sowie Verbrauchsdaten an die zentrale Stelle Z. Die Übertragung an die zentrale Stelle Z erfolgt über eine tertiäre Schnittstelle wie z. B. LoRa, Sigfox, Silver Spring oder ein anderes LPWAN-Kommunikationsprotokoll.
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Bezugszeichenliste
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- V
- Verbrauchszähler
- S
- eigenständiger Sensor
- M
- eigenständiges Modul
- Z
- zentrale Stelle
- KV
- Kommunikationseinrichtung des Verbrauchszählers
- KS
- Kommunikationseinrichtung des eigenständigen Sensors
- KM
- Kommunikationseinrichtung des eigenständigen Moduls
- K
- Kommunikationseinrichtung der zentralen Stelle
- W
- Messwertgeber des Verbrauchszählers
- E
- Sensoreinheit des eigenständigen Sensors
- 1
- Antenne
- 10
- lokale Kommunikation
- 30
- tertiäre Kommunikation
- 100
- Rohrleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/192174 A1 [0006]
- DE 102014102007 B4 [0007]
