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Diese Erfindung bezieht sich auf Vorauszahlungssysteme, die
den Zugriff auf Elektrizität, Gas oder Wasser (die im
folgenden einfach als "ein Rohstoff" bezeichnet werden) ermöglichen
und betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich,
Vorauszahlungssysteme der Art, die in unseren britischen Patenten
Nrn. 2 153 573 und 2 191 622 offenbart ist.
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Die in unseren britischen Patenten Nrn. 2 153 575 und
2 191 622 beschriebenen Vorauszahlungssysteme enthalten eine
Vorauszahlungsmarke in Form eines Schlüssels mit einem
Speicher, eine Buchse für den Schlüssel (die Buchse bildet
typischerweise einen Teil eines Meßgeräts, das so beschaffen ist,
daß es den Rohstoff mißt) sowie eine Schaltung (die ebenfalls
typischerweise einen Teil des Meßgeräts bildet), die den
Zugriff auf den Rohstoff nur dann zuläßt, wenn sie durch
vorgegebene Daten, die aus dem Schlüsselspeicher gelesen
werden, hierzu befugt ist. Die Daten im Schlüsselspeicher
werden typischerweise in den Speicher eingegeben, indem der
Schlüssel in eine Buchse in einem Verkaufsautomaten
eingeschoben wird, der sich normalerweise in den Räumlichkeiten des
Rohstofflieferanten befindet, woraufhin der Automat dann gegen
Bezahlung, z. B. über eine Münzen- oder
Banknoten-Annahmeeinheit, die einen Teil des Automaten bildet, die Daten
eingibt. Die Daten enthalten typischerweise Daten, die den
bezahlten Geldbetrag, Tarifinformationen und einen oder mehrere
eindeutige Identifizierungscodes repräsentieren.
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Im Gebrauch liest die Schaltung im Meßgerät die Daten im
Schlüsselspeicher, wobei sie dann, wenn die Daten gültig sind,
die Lieferung des Rohstoffs fortgesetzt ermöglicht, bis das
durch die Guthabendaten repräsentierte Guthaben erschöpft ist,
wobei an diesem Punkt die Lieferung unterbrochen wird,
beispielsweise mittels eines Magnetschalters im Fall einer
elektrischen
Versorgung oder mittels eines solenoidbetätigten
Ventils im Fall einer Gas- oder Wasserversorgung.
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Im System des letzteren der obenerwähnten Patente kann die
Meßgerätschaltung zusätzlich zum Lesen des Schlüsselspeichers
die Meßgerätanzeige oder -anzeigen in den Schlüsselspeicher
zusammen mit Datums- und Zeitinformation schreiben. Daher
werden die Meßgerätanzeige oder -anzeigen sowie das Datum und
die Uhrzeit, auf die sie sich beziehen, beim nächsten Mal,
wenn der Schlüssel in einen Verkaufsautomaten eingeführt wird,
vom Automaten aus dem Schlüsselspeicher gelesen und dann an
den Rohstofflieferanten übertragen, um die Überprüfung der
zufriedenstellenden und betrugsfreien Operation des Systems zu
erleichtern.
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Gelegentlich sind jedoch die Kontakte des Schlüssels
verschmutzt und/oder der Schlüssel wird in der Buchse des
Meßgeräts bewegt, während das Meßgerät aus dem Schlüsselspeicher
liest oder in ihn schreibt, was zur Verfälschung der Daten im
Schlüsselspeicher führen kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Problem
zu vermindern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Vorauszahlungs-
Rohstoffversorgungssystem geschaffen, mit einer
Vorauszahlungsmarke, die einen Speicher enthält, und einer
Versorgungssteuereinrichtung, die eine Buchse für die Aufnahme der Marke
sowie eine Schaltung enthält, die mit der Buchse verbunden ist
und auf Guthaben- und Identifizierungsdaten im Markenspeicher
anspricht, um den Zugriff auf den Rohstoff in Abhängigkeit von
den Guthabendaten nur dann zuzulassen, wenn die
Identifizierungsdaten von der Schaltung als gültig erkannt werden, wobei
die Schaltung ferner so beschaffen ist, daß sie Daten, die in
der Versorgungssteuereinrichtung gespeicherte Information
repräsentieren, in den Markenspeicher schreibt, wobei der
Markenspeicher einen ersten Teil, der die Guthaben- und
Identifizierungsdaten
enthält, sowie einen zweiten Teil, der die
gespeicherten Informationsdaten empfängt, enthält, und die
Marke eine Schreibsperreinrichtung enthält, die mit der
Schaltung zusammenwirkt, um zu verhindern, daß von der Schaltung in
den ersten Teil des Markenspeichers geschrieben wird.
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Die Versorgungssteuereinrichtung kann eine
Zeiteinstellungseinheit enthalten, wobei die Schaltung so beschaffen ist, daß
sie mit der Zeiteinstellungseinheit zusammenwirkt, um einen
Zugriff auf den Rohstoff für eine Zeitperiode in Abhängigkeit
von den Guthabendaten zuzulassen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die
Versorgungssteuereinrichtung eine Meßeinheit zum Messen des Rohstoffs enthalten, wobei
in diesem Fall die gespeicherten Informationsdaten
vorzugsweise wenigstens eine Meßgerätanzeige enthält, die von der
Meßeinheit erzeugt wird, und kann die Schaltung so beschaffen
sein, daß sie mit der Meßeinheit zusammenwirkt, um den Zugriff
auf eine Rohstoffmenge in Abhängigkeit von den Guthabendaten
zu ermöglichen.
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Günstigerweise enthält der Markenspeicher einen EEPROM.
Vorteilhaft enthält die Marke, die einem Schlüssel ähnlich sein
kann, einen ersten Eingang für den Empfang eines Marken-
Freigabesignals, einen zweiten Eingang für den Empfang von
seriellen Daten, einen dritten Eingang für den Empfang eines
Datentaktsignals zum Takten der seriellen Daten sowie einen
vierten Eingang für den Empfang eines Steuersignals zum
Steuern der Schreibsperreinrichtung, außerdem enthält sie
vorzugsweise digitale Entprellschaltungen, wovon jede jeweils einem
der Eingänge zugeordnet ist.
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Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Vorauszahlungs-
Elektrizitätsmeßsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 2 ein etwas genaueres schematisches Diagramm der
Schaltungsanordnung in der Vorauszahlungsmarke für die Verwendung
in dem System von Fig. 1 ist.
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Das in Fig. 1 gezeigte Vorauszahlungs-Elektrizitätsmeßsystem
ist für die Anbringung in den Räumlichkeiten eines
Elektrizitätsverbrauchers vorgesehen und basiert eng auf dem System,
das in unserem britischen Patent Nr. 2 191 622 beschrieben ist
(das wiederum eine Weiterentwicklung des in unserem britischen
Patent Nr. 2 153 573 beschriebenen Systems ist).
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Somit enthält das System einen als Verbraucherschlüssel
bekannten Schlüssel 10, der einen nichtflüchtigen Speicher wie
etwa einen EEPROM enthält, sowie ein Mehrtarif-Strommeßgerät
12 mit einer Buchse 14 für die Aufnahme des Schlüssels 10. Die
physikalische Form des Schlüssels 10 und der Buchse 12 kann
wie in unserem britischen Patent Nr. 2 191 883 beschaffen
sein.
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Der Buchse 14 ist im Meßgerät 12 eine
Schlüssel-Schnittstellenschaltung 16 zugeordnet, die an einen Mikroprozessor 18
angeschlossen ist. Der Mikroprozessor 18 ist seinerseits an
einen weiteren nichtflüchtigen Speicher 20 in Form eines
EEPROM, an einen Taktgeber 22, an eine Flüssigkristallanzeige
23, an eine Leistungsmeßschaltung 24, die in das elektrische
Stromnetz 26 des Verbrauchers geschaltet ist, sowie an eine
Schalteinheit oder einen Magnetschalter 28 angeschlossen, der
seinerseits ebenfalls in das Stromnetz 26 geschaltet ist.
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Das System arbeitet im wesentlichen in der in unseren
britischen Patenten Nrn. 2 153 574 und 2 191 622 beschriebenen
Weise. Insbesondere bringt der Verbraucher den Schlüssel 10 zu
einem Verkaufsautomaten, der sich typischerweise in den
Räumlichkeiten des Elektrizitätslieferanten oder in deren Nähe
befindet, und schiebt den Schlüssel 10 in eine im Automaten
befindliche Buchse ähnlich der Buchse 14 ein. Der Verbraucher
gibt dann Münzen oder Banknoten in den Automaten ein, der,
nachdem er den Schlüsselspeicher gelesen hat, durch Schreiben
von Guthabendaten, die den gekauften Guthabenbetrag
repräsentieren, in den Schlüsselspeicher, zusammen mit Tarifdaten, die
die momentanen Elektrizitätsversorgungstarife repräsentieren,
und Durchlaufnummerdaten, die angeben, wie oft der Schlüssel
verwendet worden ist, antwortet. Der Schlüsselspeicher enthält
typischerweise bereits Identifizierungsdaten, die den
Schlüssel, das Meßgerät, in dem er verwendet werden soll, sowie den
Verbraucher eindeutig identifizieren, wobei sämtliche
Identifizierungsdaten eingetragen wurden, als der Schlüssel 10 zum
ersten Mal an den Verbraucher ausgegeben wurde. Wenn in den
Schlüssel 10 das Guthaben geladen worden ist, kehrt der
Verbraucher nach Hause zurück und schiebt den Schlüssel in die
Buchse 14 ein. Dadurch wird der Mikroprozessor 18 dazu
veranlaßt, die Inhalte des Schlüsselspeichers zu lesen, Prüfungen
auszuführen, um festzustellen, ob diese Inhalte einen gültigen
Schlüssel angeben, wie im britischen Patent Nr. 2 153 173
beschrieben ist, und um sie, falls dies der Fall ist, in den
Speicher 20 zu schreiben. Der Mikroprozessor 18 schreibt
außerdem die momentanen Anzeigen des Meßgeräts 12, die im
Speicher 20 gespeichert sind, zusammen mit Zeit- und
Datumsinformationen in den Schlüsselspeicher, im wesentlichen wie in
dem britischen Patent Nr. 2 191 622 beschrieben ist.
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Der Hauptunterschied zwischen dem System der vorliegenden
Erfindung und dem System in unseren früheren britischen
Patenten Nrn. 2 153 573 und 2 191 622 (neben dem Speichern des
Geldguthabens und der Tarifinformation im Schlüsselspeicher
statt einer erkauften Energiemenge) besteht in der
Schaltungsanordnung im Schlüssel 10, die in den Systemen der beiden
früheren Patente aus wenig mehr als dem EEPROM selbst bestand.
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Daher ist die Schaltungsanordnung im Schlüssel 10 in Fig. 2
gezeigt und enthält eine integrierte Schaltung, die ihrerseits
zusätzlich zu einem 64 × 16-Bit-EEPROM 30 ein
9-Bit-Schieberegister 32, dessen serieller Eingang über eine digitale
Entprellschaltung
34 an einen Dateneingangsanschlußstift DI
angeschlossen ist und dessen Ausgänge über einen
Adressendecodierer 36 an eine Gruppe von parallelen Eingängen des EEPROM
angeschlossen sind, ein 17-Bit-Schieberegister 38, dessen
parallele Eingänge/Ausgänge an eine Gruppe von parallelen
Eingängen/Ausgängen des EEPROM angeschlossen sind und dessen
serieller Ausgang an einen Datenausgangsanschlußstift DO
angeschlossen ist, sowie eine Befehlsdecodierungs- und Steuerschaltung
40 enthält, die den Betrieb der Schieberegister 32 und 38 und
des Adressendecodierers 36 als Antwort auf Steuersignale
steuert, die über entsprechende digitale Entprellschaltungen
42, 44, 46 von entsprechenden Eingangsanschlußstiften (CS, SK
und MCS) empfangen werden. Die digitalen Entprellschaltungen
34, 42, 44, 46 sind von einer an sich bekannten Art, wobei
jede von ihnen einfach ein 3-Bit-Schieberegister und ein Paar
von Steuertoren enthält, die durch einen internen 2 MHz-
Taktgeber 48 in der Weise gesteuert werden, daß ein
Eingangssignal am entsprechenden Eingangsanschlußstift für wenigstens
drei Taktzyklen in einem gegebenen Zustand bleiben muß, damit
ein Übergang in diesen Zustand erkannt und akzeptiert wird.
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Zusätzlich zu den im vorangehenden Absatz erwähnten fünf
Anschlußstiften besitzt die Schaltungsanordnung im Schlüssel
10 außerdem zwei Leistungsversorgungsanschlußstifte und einen
Prüfanschlußstift: Diese sind um der Deutlichkeit willen in
Fig. 2 weggelassen worden.
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Wenn der Schlüssel 10 in eine Buchse in einem
Verkaufsautomaten (oder in irgendeiner anderen untergeordneten Anlage, die
von einem Meßgerät verschieden ist) eingeschoben wird, wird an
den MCS-Eingangsanschlußstift ein Signal mit logischem Pegel 0
angelegt, woraufhin der Verkaufsautomat oder die andere
untergeordnete Anlage aus jedem Speicherplatz im EEPROM 30 im
Schlüssel lesen und in jeden von ihnen schreiben kann, indem
ein geeignetes Datentaktsignal an den Anschlußstift SK
angelegt wird und ein geeignetes Steuersignal an den Anschlußstift
CS angelegt wird.
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Wenn jedoch der Schlüssel 10 in die Buchse 14 seines Meßgeräts
12 eingeschoben wird, wird an den Stift MCS ein Signal mit
logischem Pegel 1 angelegt, was über die
Befehlsdecodierungs- und Steuerschaltung 40 und den Adressendecodierer 36 bewirkt,
daß das Schreiben von Daten in sämtliche Speicherplätze im
EEPROM 30 mit Ausnahme einer kleinen Gruppe von Plätzen, die
dem Speichern der Anzeigen des Meßgeräts und der darauf
bezogenen Zeit- und Datumsinformationen vorbehalten sind,
verhindert oder gesperrt wird. Dieses Merkmal reduziert zusammen mit
der Bereitstellung der digitalen Entprellschaltungen 34, 42,
44 und 46 erheblich die Möglichkeit einer Verfälschung der
Guthaben-, der Tarif- und der Identifizierungsdaten im EEPROM
30 durch Bewegen des Schlüssels 10 in der Buchse 14 oder
aufgrund von Schmutz auf den Anschlußstiften.
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An der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können
viele Abwandlungen vorgenommen werden. Beispielsweise muß der
Schlüssel 10 nicht die physikalische Form eines Schlüssels
besitzen, sondern kann statt dessen durch eine sogenannte
"Chipkarte" gebildet sein. Obwohl die Erfindung mit Bezug auf
ein Elektrizitätsmeßsystem beschrieben worden ist, ist sie
außerdem in gleicher Weise auf andere Rohstoffmeßsysteme,
beispielsweise Gas- oder Wassermeßsysteme, anwendbar.
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Schließlich und insbesondere dann, wenn der Rohstoff Wasser
ist, kann die Rohstoffversorgung auf zeitlicher Basis statt
auf einer Meßbasis im voraus bezahlt werden (d. h., daß ein
gegebener Guthabenbetrag die Versorgung etwa für eine Woche
oder für einen Monat ermöglicht). In diesem Fall kann die
Meßfunktion weiterhin beibehalten werden, wobei der Takt 22
und der Mikroprozessor 18 außerdem dazu dienen, die
erforderliche Zeitgeberfunktion zu erfüllen, und wobei die
Meßgerätanzeigen weiterhin zusammen mit Zeit- und Datumsinformationen in
den Schlüssel 10 eingetragen werden. Im Grenzfall kann jedoch
die Meßfunktion insgesamt weggelassen werden, beispielsweise
durch Weglassen der Schaltung 24. Selbst in diesem Fall kann
es noch immer wünschenswert sein, Informationen zu speichern,
die auf der Verbraucherseite des Systems im Schlüssel 10
erzeugt werden, z. B. Informationen, die von einer
Betrugserfassungseinrichtung oder einer Schaltung im Verbraucherteil
des Systems erzeugt werden und angeben, daß versucht worden
ist, das System zu hintergehen.