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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
chinesischen Patentanmeldung Nr. 201610902884.9 , eingereicht am 17. Oktober 2016, auf deren Offenbarungsgehalt in ihrem gesamten Umfang hingewiesen wird.
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Technische Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Stromversorgungsdienstleistung und insbesondere auf einen Elektrizitätszähler mit einem von einem Verwaltungsteil unabhängigen Messteil, ein Prüfverfahren für den Elektrizitätszähler und ein Speichermedium.
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Hintergrund
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Ein Elektrizitätszähler ist ein Instrument zum Messen elektrischer Energie, wobei der Elektrizitätszähler auch als ein Elektroenergiezähler, ein Energiezähler oder ein Kilowattstundenzähler bezeichnet wird, und sich auf ein Instrument bezieht, das verschiedene elektrische Parameter misst. Gemäß einer Anforderung der Norm IR46, d.h. einer internationalen Richtlinie, die von der Internationalen Organisation für das gesetzliche Messwesen (OIML) veröffentlicht wurde, muss, wenn an einem Elektrizitätszähler als ein Messinstrument Änderungen seines Aufbaus und Programms vorgenommen werden, erneut eine Typenabnahme durchgeführt werden, was bedeutet, dass man für ein Programm des Elektrizitätszählers nicht einfach online von fern ein Upgrade einspielen darf. Eine bestehende konstruktive Lösung bietet Funktionen eines Elektrizitätszählers des Messens, Speicherns, Zeitmessens, Anzeigens, Rechnungstellens, Kostensteuerung, Kommunikation, Ereignisberichte und entfernter Upgrades usw. als Ganzes und erfordert, dass der Elektrizitätszähler ersetzt werden muss, wenn die Funktionen nachfolgend geändert werden sollen, was zu einer enormen Verschwendung führt. Zusätzlich kann ein bestehender Elektrizitätszähler direkt Auswirkungen auf die Genauigkeit eines Messteils haben, wenn ein Software- oder Hardware-Bug vorliegt, was es unmöglich macht, einen Stromverbrauch nachzuverfolgen und häufiger zu Streit über Strom führt. Im Zuge einer Öffnung des Elektrizitätsmarktes in China muss ein Verfahren zum Abrechnen von elektrischer Energie in der Zukunft die Eigenschaften von Diversität und Unberechenbarkeit erfüllen, was einen Konflikt zwischen den starren Anforderungen einer Behörde und den ständigen Veränderungen der Funktionsanforderungen von Benutzern ständig befeuert. Daher besteht ein Bedarf nach einem Elektrizitätszähler, der den Anforderungen der derzeitigen Situation gerecht wird.
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Zusammenfassung
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Angesichts der oben dargelegten Probleme sind Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, um einen Elektrizitätszähler mit einem von einem Verwaltungsteil unabhängigen Messteil vorzusehen, um die oben dargelegten Probleme zu lösen oder mindestens teilweise zu lösen, und ein Prüfverfahren des Elektrizitätszählers und ein Computerspeichermedium sind ebenfalls vorgesehen.
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Gemäß einem Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung ist ein Elektrizitätszähler mit einem von einem Verwaltungsteil unabhängigen Messteil vorgesehen, der ein Messsteuerungsmodul und ein Verwaltungssteuerungsmodul aufweist, wobei das Messsteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, Elektroenergiedaten zu beschaffen und zu berechnen und die beschafften und berechneten Elektroenergiedaten an das Verwaltungssteuerungsmodul zu senden; und das Verwaltungssteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, eine Gebührensteuerung durchzuführen und Rechnungsstellungsdaten gemäß einer Gebühr und den empfangenen Elektroenergiedaten zu berechnen.
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Wahlweise weisen die Elektroenergiedaten positive elektrische Wirkarbeit, negative elektrische Wirkarbeit und eine grundlegende Elektroenergie-Einfrierzeit auf, wobei die Einfrier-Zeit, die dem jeweiligen Einfrierpunkt entspricht, nicht länger als eine erste voreingestellte Zeitdauer ist, und eine Speichertiefe der Elektroenergiedaten nicht kleiner als eine zweite voreingestellte Zeitdauer ist.
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Wahlweise weist das Messsteuerungsmodul auf:
- eine Beschaffungs- und Berechnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Elektroenergiedaten zu beschaffen und an den Elektroenergiedaten eine Berechnung durchzuführen, Spannungs- und Stromdaten über einen Messchip direkt zu beschaffen und Elektroenergiedaten gemäß den beschafften Spannungs- und Stromdaten zu berechnen;
- eine Datenkommunikationseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Elektroenergiedaten an das Verwaltungssteuerungsmodul zu senden, oder dazu konfiguriert ist, die Elektroenergiedaten nachzuverfolgen und zu prüfen; und
- eine Mess-Mikrocontroller-Einheit (MCU), die dazu konfiguriert ist, die Beschaffungs- und Berechnungseinheit und die Datenkommunikationseinheit zu steuern und einen Informationsaustausch mit dem Verwaltungssteuerungsmodul über die Datenkommunikationseinheit durchzuführen.
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Wahlweise weist das Messsteuerungsmodul ferner auf:
- eine Zeituhreinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Zeitreferenz für eine Stromspeicherung mit einer Zeitskala in dem Messsteuerungsmodul vorzusehen, und dabei, wenn ein Zeitstandard des Verwaltungssteuerungsmoduls eine getaktete Zeit-Rechnungsstellung annimmt, das Verwaltungssteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, Rechnungsstellungs-Standards für verschiedene Zeittakte gemäß der Zeituhreinheit umzuschalten;
- wobei das Verwaltungssteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, die Gebühr und die elektrische Energie gemäß einer aktuellen Zeit des Messsteuerungsmoduls zu verarbeiten und zu speichern.
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Wahlweise wird die Zeituhreinheit durch eine ersetzbare Uhrbatterie oder einen Superkondensator mit Strom versorgt.
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Wahlweise weist das Messsteuerungsmodul Folgendes auf:
- eine Messspeichereinheit, die dazu konfiguriert ist, die von der Beschaffungs- und Berechnungseinheit erzeugten Elektroenergiedaten und den Strom mit einer Zeitskala, die gemäß einer Zeit erzeugt wird, die von der Zeituhreinheit in Echtzeit zur Verfügung gestellt wird, zu speichern.
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Wahlweise weist das Verwaltungssteuerungsmodul Folgendes auf:
- eine Gebührenberechnungseinheit, die dazu konfiguriert ist, die Gebühr zu steuern, die Rechnungsstellungsdaten gemäß den empfangenen Elektroenergiedaten zu berechnen, eine Datenaktualisierung an den Elektroenergiedaten und/oder den Rechnungsstellungsdaten durchzuführen und die Rechnungsstellungsdaten anhand der Elektroenergiedaten zu prüfen, nachdem eine Aktualisierung der Daten abgeschlossen ist;
- eine Fernkommunikationseinheit, die dazu konfiguriert ist, einen Informationsaustausch zwischen dem Verwaltungssteuerungsmodul, einem Kommunikationsendgerät und dem Messsteuerungsmodul durchzuführen, und wenn sich eine Funktionsanforderung des Elektrizitätszählers ändert, einen von dem Kommunikationsendgerät gesendeten Elektrizitätszähler-Daten-Aktualisierungs-Vorgang zu empfangen und den Elektrizitätszähler-Daten-Aktualisierungs-Vorgang an eine Verwaltungs-MCU zu senden, um einen Programm-Aktualisierungs-Vorgang durchzuführen; und
- die Verwaltungs-Mikrocontroller-Einheit (MCU) dazu konfiguriert ist, die Gebührenberechnungseinheit und die Fernkommunikationseinheit zu steuern und den Datenaustausch mit der Fernkommunikationseinheit durchzuführen.
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Wahlweise weist das Verwaltungssteuerungsmodul auf:
- eine Rechnungsstellungs-Speichereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Gebühr für elektrische Energie, Ereignisberichte des Elektrizitätszählers und grundlegende gefrorene Daten zu speichern.
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Wahlweise weist das Verwaltungssteuerungsmodul ferner auf:
- eine Mensch-Computer-Interaktions-Einheit, die dazu konfiguriert ist, eine Flüssigkristallanzeige und/oder eine Sprach-Eingabeaufforderung für Daten oder den Betrieb durchzuführen.
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Wahlweise sind das Messsteuerungsmodul und das Verwaltungssteuerungsmodul jeweils unabhängig steckbare Module und sind über eine steckbare Kommunikationsschnittstelle angeschlossen.
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Wahlweise weist der Elektrizitätszähler einen oder mehr der folgenden Teile auf: einen Karteneinsteckbereich, der dazu konfiguriert ist, das Einstecken einer elektrischen Karte zu erlauben;
eine Modulkommunikationsschnittstelle, die dazu konfiguriert ist, die elektrische Energie, Echtzeitparameter, Ereignisberichte und eingefrorene Daten des Elektrizitätszählers zu lesen, um eine Parametereinstellung des Elektrizitätszählers und ein Fern-Upgrade durchzuführen;
ein Verschlüsselungs-/Entschlüsselungs-Modul, das dazu konfiguriert ist, Kommunikationsinformationen des Elektrizitätszählers zu verschlüsseln bzw. zu entschlüsseln; und
eine Auslöselampe, die dazu konfiguriert ist, einen aktuellen Zustand anzuzeigen, wobei ein Anzeigen des aktuellen Zustands mindestens umfasst: Einschalten der Lampe, um ein Auslösen in dem Fall eines Zahlungsverzugs anzuzeigen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Prüfen eines Elektrizitätszählers vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst:
- Lesen grundlegender gefrorener Energie Wi innerhalb einer Zeiteinheit eines Messsteuerungsmoduls in einem Elektrizitätszähler und Berechnen eines
- Elektrizitätsverbrauchsfehlers γi des Elektrizitätszählers:
wobei Wi die grundlegende gefrorene Energie des Messsteuerungsmoduls innerhalb der Zeiteinheit ΔT in einer Zeit T min ist, wobei i = 1, 2, 3, ... (T-1) ist, ΔW0 ein Durchschnittswert innerhalb der Zeiteinheit ΔT eines Elektroenergiewerts eines Standardzählers in der Zeit T min ist, und γ0 ein vorbestimmter Systemfehler des Standardzählers ist;
- Bestimmen, ob die grundlegende gefrorene Energie des Elektrizitätszählers mit einer Prüfanforderung gemäß γi übereinstimmt oder nicht, und wenn γi den vorbestimmten Fehler nicht überschreitet, stimmt die grundlegende gefrorene elektrische Energie des Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung über, Lesen der Gebühr für elektrische Energie eines Verwaltungssteuerungsmoduls des Elektrizitätszählers;
- Berechnen eines Differenzwerts δ zwischen der Gebühr für elektrische Energie und der grundlegenden gefrorenen elektrischen Energie:
wobei
ein angegebener Wert der Gebühr für elektrische Energie des Verwaltungssteuerungsmoduls zu einem Zeitpunkt T ist,
ein angegebener Wert der Gebühr für elektrische Energie des Verwaltungssteuerungsmoduls zu einem Startzeitpunkt ist, WT ein angegebener Wert der grundlegenden gefrorenen Energie des Messsteuerungsmoduls zu dem Zeitpunkt T ist und W0 ein angegebener Wert der grundlegenden gefrorenen Energie des Messsteuerungsmoduls zu dem Startzeitpunkt ist;
- Bestimmen, ob die Gebühr für elektrische Energie des Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung gemäß δ übereinstimmt oder nicht, wenn δ den Wert von b × 10-α nicht übersteigt, stimmt die Gebühr für elektrische Energie des Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung überein, wobei b ein Verhältnis des Elektrizitätszählers ist und α eine Zahl von Dezimalstellen des Elektrizitätszählers ist; und Berechnen von Rechnungsstellungsdaten gemäß der Gebühr für elektrische Energie und einer aktuellen Betriebszeittakttabelle und einer Gebührenschritttabelle des Elektrizitätszählers.
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Ein weiterer Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung sieht ein Computerspeichermedium vor, auf dem ein computerausführbarer Befehl gespeichert ist, wobei der computerausführbare Befehl dazu konfiguriert ist, das oben erwähnte Verfahren zum Prüfen eines Elektrizitätszählers auszuführen.
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Der von den Ausführungsformen der Erfindung vorgesehene Elektrizitätszähler ist mindestens in das Messsteuerungsmodul und das Verwaltungssteuerungsmodul aufgeteilt, wobei das Messsteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, die Elektroenergiedaten zu beschaffen und zu berechnen und das Verwaltungssteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, eine Gebührenberechnung und andere erweiterte Funktionen auf Basis der Elektroenergiedaten durchzuführen, um die Rechnungsstellungsdaten zu beschaffen. Natürlich wird eine gegenseitige Trennung der Rechnungsstellungsverwaltung und der Mess-Beschaffung umgesetzt, und in einer solchen Weise können das Messsteuerungsmodul, das die Elektroenergiedaten beschafft und berechnet, und das Verwaltungssteuerungsmodul, das die Rechnungsstellungsdaten bestimmt, unabhängig mit Upgrades und Aktualisierungen versorgt werden. Hierdurch werden die Probleme einer Anforderung an kontinuierliche Verbesserung von Verwaltungsfunktionen eines intelligenten Stromzählers und eine gegenseitige Beeinflussung eines Verwaltungsteils und eines Messteils im Stand der Technik gelöst. Hierdurch wird auch gewährleistet, dass man aktuell den Anforderungen von Kunden hinsichtlich Funktionsänderungen der Elektrizitätszähler gerecht wird, indem Elektrizitätszähler ausgetauscht werden, wodurch die Nachteile hoher Aktualisierungskosten des Elektrizitätszählers und eines mühsamen Upgrade-Prozesses überwunden werden, und gleichzeitig werden eine Betriebsstabilität des Elektrizitätszählers und eine Zuverlässigkeit und Nachverfolgbarkeit von Daten des Messteils verbessert.
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Figurenliste
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Zum klareren Beschreiben der technischen Lösungen der Ausführungsformen der Erfindung werden einfach die für die Beschreibungen der Ausführungsformen verwendeten Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Natürlich stellen die Zeichnungen in den folgenden Beschreibungen nur einige Ausführungsformen der Erfindung dar. Der Fachmann kann weitere diesen Zeichnungen entsprechende Zeichnungen beschaffen, ohne dafür kreativ werden zu müssen.
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Elektrizitätszählers mit einem von dem Verwaltungsteil unabhängigen Messteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Zum leichteren Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden weitere Erläuterungen und Beschreibungen unten in Kombination mit den Zeichnungen gegeben und einige spezifische Ausführungsformen als Beispiele hergenommen. Es versteht sich, dass die unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen nicht dazu dienen, die Erfindung einzuschränken, sondern die Erfindung zu beschreiben und zu erläutern.
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Gemäß einem Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in 1 gezeigt ist, ist ein Elektrizitätszähler mit einem von einem Verwaltungsteil unabhängigen Messteil vorgesehen, wobei der Elektrizitätszähler ein Messsteuerungsmodul 10 und ein Verwaltungssteuerungsmodul 20 aufweist, wobei:
- das Messsteuerungsmodul 10 dazu konfiguriert ist, Elektroenergiedaten zu beschaffen und zu berechnen und die beschafften und berechneten Elektroenergiedaten an das Verwaltungssteuerungsmodul 20 zu senden. Zum Beispiel kann das Messsteuerungsmodul 10 einen Ein-Chip-Mikrocomputer der Serie HT6019 verwenden. Ein grundlegendes Elektroenergiedatenpaket, das von dem Messsteuerungsmodul 10 geliefert wird, enthält positive elektrische Wirkarbeit, negative elektrische Wirkarbeit und grundlegende Elektroenergie-Einfrierzeit, wobei jeder Einfrierpunkt nicht länger als 5 Minuten (min) dauert, und eine Speichertiefe nicht kürzer als 1 Jahr ist. Die Einfrierpunkte können mindestens enthalten:
- Einfrierpunkte grundlegender elektrischer Energie, die Einfrierzeit eines jeden Einfrierpunkts ist nicht länger als eine voreingestellte Zeitdauer, wie zum Beispiel 5 min, und die erste voreingestellte Zeitdauer kann ferner ein Wert von 4 min, 6 min usw. sein.
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Die Speichertiefe kann eine durchgehende Speicherzeit der Elektroenergiedaten sein, die Speichertiefe ist nicht kürzer als eine zweite voreingestellte Zeitdauer, wie zum Beispiel 1 Jahr, und die zweite voreingestellte Zeitdauer kann auch eine andere voreingestellte Zeitdauer sein, wie zum Beispiel 2 Jahre, 3 Jahre oder ein halbes Jahr usw.
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Wahlweise weist das Messsteuerungsmodul 10 ferner auf:
- eine Mess-Mikrocontroller-Einheit (MCU) 15, die dazu konfiguriert ist, andere Funktionseinheiten in dem Messsteuerungsmodul zu steuern und einen Informationsaustausch über eine Datenkommunikationseinheit 16 durchzuführen. Hier weist die andere Funktionseinheit mindestens eine Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 und die Datenkommunikationseinheit 16 auf. Die Mess-MCU kann mit dem Verwaltungssteuerungsmodul 20 über die Datenkommunikationseinheit 16 einen Informationsaustausch durchführen und kann ferner einen Informationsaustausch als eine Funktion eines Kommunikationsendgeräts durchführen. Das Endgerät kann enthalten: ein Uplink-Kommunikationsendgerät, das auf einer Netzwerkseite angeordnet und dazu fähig ist, die Mess-MCU zu steuern.
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Die Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 ist dazu konfiguriert, die Elektroenergiedaten zu beschaffen und an ihnen eine Berechnung durchzuführen. Die Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 beschafft direkt Spannungs- und Stromdaten mit Hilfe eines Messchips und berechnet elektrische Energie gemäß den beschafften Spannungs- und Stromdaten. Der Messchip kann einen Messchip, wie zum Beispiel einen ATT7026-Drehstrom-Elektroenergie-Messchip, oder eine Schaltung verwenden.
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Die Datenkommunikationseinheit 16 ist dazu konfiguriert, die Elektroenergiedaten an das Verwaltungssteuerungsmodul 20 zu senden, oder dazu konfiguriert, die Elektroenergiedaten nachzuverfolgen und zu prüfen. Wahlweise kann die Datenkommunikationseinheit 16 ferner dazu konfiguriert sein, dass ein entferntes Endgerät oder das Kommunikationsendgerät die Elektroenergiedaten der Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 in Echtzeit über die Datenkommunikationseinheit liest, dass ein Prüfen und eine Supervision des entfernten Endgeräts oder des Kommunikationsendgeräts ermöglicht wird und die Rechnungsstellungsdaten des Verwaltungssteuerungsmoduls 20 gemäß den Elektroenergiedaten geprüft werden, wenn eine Supervisionsabteilung den Elektrizitätszähler prüft oder wenn ein Benutzer einen Streit über die Rechnungsstellungsdaten des Elektrizitätszählers führt. Zum Beispiel können grundlegende eingefrorene Daten über elektrische Energie gelesen werden, um eine Supervision der Messverwaltungsabteilung und ein Prüfen hinsichtlich der Rechnungsstellungsinformationen des Verwaltungssteuerungsmoduls 20 zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die Datenkommunikationseinheit 16 die von der Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 beschafften Elektroenergiedaten zur Prüfung oder Supervision an das entfernte Endgerät oder ein lokales Kommunikationsendgerät senden. Die Datenkommunikationseinheit 16 kann eine Kommunikationsschnittstelle, wie zum Beispiel ein IC-Schaltungsbus in dem Elektrizitätszähler, sein oder auch eine drahtlose oder verdrahtete Kommunikationsschnittstelle, wie zum Beispiel eine Bluetooth-Kommunikationsschnittstelle und eine Infrarot-Kommunikationsschnittstelle, sein, die für einen Datenaustausch verwendet werden kann.
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Das Verwaltungssteuerungsmodul 20 ist dazu konfiguriert, die Gebührensteuerung zu implementieren und die Rechnungsstellungsdaten gemäß einer Gebühr und den empfangenen Elektroenergiedaten zu berechnen.
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Wahlweise ist das Verwaltungssteuerungsmodul 20 dazu konfiguriert, ferner die Rechnungsstellungsdaten an eine Zentrale oder das entfernte Endgerät zu übertragen. Das Verwaltungssteuerungsmodul 20 kann einen Prozessor oder eine Verarbeitungsschaltung, wie zum Beispiel eine Zentraleinheit (CPU) oder einen Mikroprozessor oder einen digitalen Signalprozessor oder eine programmierbare logische Anordnung usw. verwenden, wie zum Beispiel einen Ein-Chip-Mikrocomputer der Serie STM32L151. Zum Beispiel ist das Verwaltungssteuerungsmodul 20 dazu konfiguriert, zum enthalten:
- eine Verwaltungs-MCU 25, die dazu konfiguriert ist, eine andere Funktionseinheit in dem Verwaltungssteuerungsmodul zu steuern und einen Datenaustausch mit der Kommunikationseinheit durchzuführen.
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Eine Gebührenberechnungseinheit 21 ist dazu konfiguriert, die Gebühren zu steuern und die Rechnungsstellungsdaten gemäß den empfangenen Elektroenergiedaten zu berechnen. Die Gebührenberechnungseinheit 21 führt eine Datenaktualisierung durch, wenn sie eine Aktualisierungs-Vorgangs-Anforderung empfängt, die von der Fernkommunikationseinheit 22 gesendet wurde, und prüft, nachdem ein aktueller Datenaktualisierungsvorgang beendet ist, die Rechnungsstellungsdaten anhand der Elektroenergiedaten. Die Gebührenberechnungseinheit 21 kann einer Hardware-Struktur, wie zum Beispiel einem Rechner, entsprechen. Hierbei kann die Aktualisierungs-Vorgangs-Anforderung Folgendes sein: Wenn die Elektroenergiedaten in dem Messsteuerungsmodul 10 aktualisiert wurden, müssen auch die Elektroenergiedaten in dem Verwaltungssteuerungsmodul 20 aktualisiert werden, oder wenn das Messsteuerungsmodul 10 seine eigenen Elektroenergiedaten auf Basis des Fernkommunikationsendgeräts oder des lokalen Kommunikationsendgeräts aktualisiert hat, müssen auch die aktuell von der Gebührenberechnungseinheit 21 aktualisierten Elektroenergiedaten synchron aktualisiert werden, sodass die Gebührenberechnungseinheit 21 eine Datenaktualisierung durchführen kann, nachdem sie nach der Datenaktualisierung auf Basis der aktualisierten Elektroenergiedaten die Datenaktualisierungsanforderung empfangen hat, und eine erneuerte Rechnungsstellung durchführen kann.
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Natürlich können in manchen Ausführungsformen die Rechnungsstellungsdaten abnormal werden, und sie müssen dann erneut berechnet oder korrigiert werden, und zu diesem Zeitpunkt kann auch eine Datenaktualisierungsanforderung für die Rechnungsstellungsdaten ebenfalls empfangen werden, dann müssen die Rechnungsstellungsdaten aktualisiert werden, und nach Abschluss des Aktualisierungsvorgangs können die erneut berechneten Rechnungsstellungsdaten ferner auf Basis der aktuellen Elektroenergiedaten geprüft werden.
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Die Fernkommunikationseinheit 22 ist dazu konfiguriert, einen Informationsaustausch zwischen dem Verwaltungssteuerungsmodul 20, Uplink- und Downlink-Kommunikationsendgeräten und dem Messsteuerungsmodul 10 durchzuführen, und wenn eine Funktionsanforderung des Elektrizitätszählers geändert wird, einen Elektrizitätszähler-Aktualisierungsvorgang, der von dem Kommunikationsendgerät gesendet wurde, zu empfangen und den Elektrizitätszähler-DatenaktualisierungsVorgang an die Verwaltungs-MCU 25 zu senden, um einen Programmaktualisierungsvorgang durchzuführen. Die Fernkommunikationseinheit 22 kann ein RS485-Kommunikationsmodul oder andere Kommunikationsmodule sein und ist in der Ausführungsform vorzugsweise das RS485-Kommunikationsmodul. Wahlweise kann die Fernkommunikationseinheit 22 eine Infrarot-Kommunikation einsetzen, um eine Vor-Ort-Prüfung des Elektrizitätszählers zu ermöglichen, und die Fernkommunikationseinheit kann spezifisch eine Kommunikationsschnittstelle sein, die mit dem Netzwerk oder anderen Endgeräten verbunden ist.
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Hier enthalten die Uplink- und Downlink-Kommunikationsendgeräte Folgendes: ein Endgerät, das dem Elektrizitätszähler vorgeschaltet ist, (zum Beispiel ein Fernsteuerungs-Endgerät, das zu einem Kraftwerk gehört, über das Netzwerk) und kann ferner ein Downlink-Kommunikationsendgerät, wie zum Beispiel ein von dem Benutzer gehaltenes Mobiltelefon sein, das dem Elektrizitätszähler nachgeschaltet ist.
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Gemäß der Ausführungsform der Erfindung können zur Trennung der Funktionen des Verwaltungssteuerungsmoduls und des Messsteuerungsmoduls des Elektrizitätszählers die Funktionen des Verwaltungssteuerungsmoduls entfernt mit einem Upgrade versehen werden, ohne dass dazu der gesetzliche Messpfad des Messsteuerungsmoduls geändert zu werden braucht, sodass eine Anforderung des Benutzers zur Diversifizierung von Funktionen des Elektrizitätszählers erfüllt wird, während Nachteile wie ein Ersetzen der Elektrizitätszähler zur Erfüllung von Anforderungen von Kunden hinsichtlich Funktionsänderungen der Elektrizitätszähler, erhöhte Aktualisierungskosten des Elektrizitätszählers und mühsame Upgrade-Vorgänge überwunden werden können.
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Wahlweise sind das Messsteuerungsmodul 10 und das Verwaltungssteuerungsmodul 20 voneinander unabhängig nicht nur hinsichtlich des Funktionsprinzips, sondern auch hinsichtlich ihres physischen Aufbaus. Dazu sind das Messsteuerungsmodul 10 und das Verwaltungssteuerungsmodul 20 voneinander unabhängig steckbare Module, und können das Messsteuerungsmodul 10 und das Verwaltungssteuerungsmodul 20 über eine steckbare Kommunikationsschnittstelle 30 verbunden werden. Da das Messsteuerungsmodul 10 und das Verwaltungssteuerungsmodul 20 in verschiedenen Steuerungsmodulen untergebracht sind, wird für den Fall einer Störung des einen der Betrieb des jeweils anderen nicht beeinträchtigt.
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Wahlweise weist das Messsteuerungsmodul 10 ferner eine Zeituhreinheit 14 auf, wobei die Zeituhreinheit 14 dazu konfiguriert ist, eine Zeitreferenz für einen Stromspeicher zur Verfügung zu stellen, mit einer Zeitskala in dem Messsteuerungsmodul 10, während wenn ein Zeitstandard des Verwaltungssteuerungsmoduls 20 ein Zeittakt-Rechnungsstellungsmodell verwendet, das Verwaltungssteuerungsmodul dazu konfiguriert ist, Rechnungsstellungsstandards für verschiedene Zeittakte gemäß der Zeituhreinheit 14 umzuschalten, und das Verwaltungssteuerungsmodul 20 dazu konfiguriert ist, die Gebühr und die elektrische Energie gemäß einer aktuellen Zeit des Messsteuerungsmoduls 10 zu verarbeiten und zu speichern.
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Die Zeituhreinheit 14 kann durch eine ersetzbare Uhrenbatterie 17 oder einen Superkondensator 18 mit Strom versorgt werden, sodass eine Zeitmessungsanforderung der Zeituhreinheit erfüllt wird und eine Zeitmessungsstabilität und -genauigkeit der Zeituhreinheit 14 sichergestellt sind. Die Zeituhreinheit 14 kann aufweisen: verschiedene Zeitmesser zur Zeitmessung und kann zum Beispiel aufweisen: einen Quarzoszillator, der zur Zeitmessung fähig ist.
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In manchen Ausführungsformen weist das Messsteuerungsmodul 10 ferner eine Messspeichereinheit 13 auf, wobei die Messsteuereinheit 13 dazu konfiguriert ist, die von der Beschaffungs- und Berechnungseinheit 11 erzeugten Elektroenergiedaten und den Strom mit einer Zeitskala zu speichern, die gemäß einer Zeit erzeugt wird, die von der Zeituhreinheit 14 in Echtzeit zur Verfügung gestellt wird.
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Die grundlegende gefrorene elektrische Energie, die in der Messspeichereinheit 13 gespeichert ist, kann die Elektrizitäts-Rechnungsstellungsinformationen einer Rechnungsstellungseinheit 23 prüfen und verifizieren, um eine Genauigkeit und Nachverfolgbarkeit der Rechnungsstellungsdaten zu gewährleisten.
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In manchen anderen Ausführungsformen weist das Verwaltungssteuerungsmodul 20 ferner eine Rechnungsstellungsspeichereinheit 23 auf, und ist die Messspeichereinheit 13 dazu konfiguriert, die Gebühr für elektrische Energie, einen Ereignisbericht des Elektrizitätszählers und grundlegende gefrorene Daten zu speichern.
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In manchen Ausführungsformen weist das Verwaltungssteuerungsmodul 20 ferner auf:
- eine Mensch-Maschine-Interaktionseinheit 24, die dazu konfiguriert ist, eine Flüssigkristallanzeige und/oder eine Sprach-Eingabeaufforderung für Daten oder Betrieb durchzuführen, zum Beispiel die Rechnungsstellungsdaten und die Elektroenergiedaten anzuzeigen, und wenn der Benutzer einen Vorgang zu einer erneuten Rechnungsstellung an dem Elektrizitätszähler durchführt, ein Ergebnis eines Vorgangs mit Sprache auszugeben, usw.
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In manchen anderen Ausführungsformen kann der Elektrizitätszähler ferner einen Karteneinführbereich, eine Modulkommunikationsschnittstelle, ein Verschlüsselungsmodul und eine Auslöselampe aufweisen, wobei der Karteneinführbereich dazu konfiguriert ist, damit der Benutzer eine elektrische Karte in den Karteneinführbereich einführen kann und eine Einführposition für die elektrisch Karte zur Verfügung zu stellen, verwandte Funktionen eines Kaufs von Elektrizität, Nachfrage nach Elektrizitäts-Kaufinformationen und dergleichen des Benutzers zu realisieren.
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Die Modulkommunikationsschnittstelle ist dazu konfiguriert, Daten, wie zum Beispiel die elektrische Energie, Echtzeitparameter, Ereignisbericht und gefrorene Daten des Elektrizitätszählers, zu lesen, und kann ferner Funktionen einer Einstellung elektrischer Parameter und ein entferntes Einspielen eines Upgrades und dergleichen realisieren.
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Das Verschlüsselungs-/Entschlüsselungs-Modul ist dazu konfiguriert, Kommunikationsinformationen des Elektrizitätszählers zu verschlüsseln oder zu entschlüsseln, um ein Leck von Daten zu vermeiden und eine Datenübertragungssicherheit des Elektrizitätszählers sicherzustellen. Die Auslöselampe ist dazu konfiguriert, einen aktuellen Status für den Benutzer anzuzeigen, und im Fall eines Zahlungsverzugs des Benutzers löst ein Relais aus, und die Auslöse-Anzeigelampe wird eingeschaltet.
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Der Elektrizitätszähler gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann als ein intelligenter Elektrizitätszähler (Smart Meter) angesehen werden, bei dem die Funktionen des Verwaltungssteuerungsmoduls und des Messsteuerungsmoduls des Elektrizitätszählers getrennt eingestellt werden, die Funktionen des Verwaltungssteuerungsmoduls können entfernt mit einem Upgrade versorgt werden, ohne dass dabei der gesetzliche Messteil des Messsteuerungsmoduls geändert wird, sodass die Anforderung des Benutzers nach diversifizierten Funktionen des Elektrizitätszählers erfüllt wird, ein Ersetzen des Elektrizitätszählers bei einer Änderung der Funktionsanforderungen des Kunden vermieden wird, Kosten für eine Aktualisierung des Rechnungsstellungsstandards des Elektrizitätszählers gesenkt werden, ein Upgrade-Vorgang des Elektrizitätszählers vereinfacht wird und dabei eine Diversifizierung der Funktionen des Elektrizitätszählers umgesetzt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Ausführungsformen der Erfindung ist ferner ein Prüfverfahren für einen intelligenten Elektrizitätszähler vorgesehen. Das Verfahren wird von einem übergeordneten Computer durchgeführt, eine Spannung von 220 Volt wird vor Ausführung an den Elektrizitätszähler angelegt, nach der Stabilisierung wird mindestens über eine Zeiteinheit ΔT positiv Imax an eine Stromleitung angelegt, wobei ein Leistungsfaktor 1 ist, und nachdem eine Standard-Takt-Prüfeinrichtung einen Konsolenkörper während Tmin kontrolliert hat, wobei Tmin vorzugsweise 30 min ist, wird der Strom mindestens über eine Zeiteinheit ΔT gestoppt, wobei das Verfahren aufweist:
- Lesen grundlegender gefrorener elektrischer Energie Wi ohne eine Zeiteinheit eines Messsteuerungsmoduls des intelligenten Elektrizitätszählers gemäß der oben erwähnten Ausführungsform, wobei der gelesene intelligente Elektrizitätszähler ein beliebiger Elektrizitätszähler ist, der in den oben genannten Ausführungsformen vorgesehen ist, und auch als ein getesteter Elektrizitätszähler bezeichnet werden kann;
- Berechnen eines Elektrizitätsverbrauchsfehlers yi des getesteten Elektrizitätszählers,
wobei Wi die grundlegende gefrorene elektrische Energie des Messsteuerungsmoduls des getesteten Elektrizitätszählers innerhalb der Zeiteinheit ΔT zu einer Zeit T min ist, wobei i = 1, 2, 3 ... (T-1) ist, ΔW0 ein Durchschnittswert innerhalb der Zeiteinheit ΔT eines Elektroenergiewerts eines Standardzählers in der Zeit T min ist und γ0 ein vorbestimmter Systemfehler des Standardzählers ist; Bestimmen, ob die grundlegende gefrorene elektrische Energie des getesteten Elektrizitätszählers mit einer Prüfanforderung gemäß γi übereinstimmt oder nicht;
- wenn γi den vorbestimmten Fehler nicht übersteigt, stimmt die grundlegende gefrorene elektrische Energie des getesteten Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung eines Verwaltungssteuerungsmoduls des Elektrizitätszählers in der oben erwähnten Ausführungsform überein;
- Berechnen eines Differenzwerts δ zwischen der Gebühr für elektrische Energie und der grundlegenden gefrorenen elektrischen Energie:
wobei
und
angegebenen Werten der Gebühr für elektrische Energie des Verwaltungssteuerungsmoduls zu einem Zeitpunkt T bzw. einem Startzeitpunkt entsprechen, und WT und W0 angegebenen Werten der grundlegenden gefrorenen elektrischen Energie des Messsteuerungsmoduls zum Zeitpunkt T bzw. dem Startzeitpunkt entsprechen;
- Bestimmen, ob die Gebühr für elektrische Energie des getesteten Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung gemäß δ übereinstimmt oder nicht;
- wenn δ den Wert von b × 10-α nicht übersteigt, stimmt die Gebühr für elektrische Energie des geprüften Elektrizitätszählers mit der Prüfanforderung überein, wobei b ein Verhältnis des Elektrizitätszählers und α eine Anzahl von Dezimalstellen des Elektrizitätszählers ist; und
- Berechnen der Rechnungsstellungsdaten gemäß der Gebühr der elektrischen Energie und einer aktuellen betriebenen Gebühr-Zeittakt-Tabelle und einer Gebühren-Schritt-Tabelle des Elektrizitätszählers.
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Gemäß dem von der oben erwähnten Ausführungsform vorgesehenen Prüfverfahren für einen intelligenten Elektrizitätszähler wird die grundlegende gefrorene elektrische Energie geprüft, wird die Gebühr für elektrische Energie geprüft, wenn die grundlegende gefrorene elektrische Energie geprüft wird, um die Anforderung zu erfüllen, und wenn die Gebühr für elektrische Energie geprüft wird, um die Anforderung zu erfüllen, werden ferner die Rechnungsstellungsdaten des Elektrizitätszählers berechnet, sodass eine Genauigkeit der Rechnungsstellungsdaten des Elektrizitätszählers gewährleistet wird.
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Eine Ausführungsform der Erfindung sieht ferner ein Computerspeichermedium vor, in dem ein computerausführbarer Befehl gespeichert ist, wobei der computerausführbare Befehl für das Prüfverfahren des oben erwähnten Elektrizitätszählers verwendet wird.
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Das Computerspeichermedium kann sein: verschiedene Computerspeichermedien, wie zum Beispiel eine mobile Festplatte, eine optische Platte, ein Flash-Speicher, eine sogenannte „U-Disk“ oder ein Magnetband, und ist wahlweise ein nicht flüchtiges Speichermedium.
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Der Fachmann wird verstehen, dass die Zeichnung lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform ist, und ein Modulfluss in der Zeichnung für die Umsetzung der Erfindung in die Praxis nicht unbedingt erforderlich ist.
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Jede Ausführungsform in der Beschreibung kann in einer progressiven Weise beschrieben werden, die gleichen oder ähnliche Teile zwischen jeweiligen Ausführungsformen beziehen sich aufeinander, und Unterschiede von den anderen Ausführungsformen sind in jeder Ausführungsform hervorgehoben. Insbesondere sind ein System oder eine System-Ausführungsform einfach beschrieben, weil sie im Wesentlichen ähnlich zu der Verfahrens-Ausführungsform sind, und verwandte Teile beziehen sich auf die Teile-Beschreibung der Verfahrens-Ausführungsform.
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Oben sind nur die bevorzugten spezifischen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und sollen den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken. Alle Modifikationen, die gemäß dem Prinzip der Erfindung vorgenommen werden, sollen im Schutzumfang der Erfindung enthalten sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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