DE69618846T2

DE69618846T2 - Verbesserter Elektrizitätszähler

Info

Publication number: DE69618846T2
Application number: DE69618846T
Authority: DE
Inventors: John William Cowburn; Ian Graham; Jonathan Peter Green
Original assignee: Siemens Metering Ltd
Current assignee: Landis and Gyr Ltd
Priority date: 1995-05-06
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: EP0742443A2; ES2171611T3; EP0742443A3; IL118068A0; GB2300723B; ZA963321B; DE69618846D1; EP0742443B1; GB9509303D0; GB2300723A

Description

Diese Erfindung betrifft modulare Versorgungsmeßgeräte und insbesondere modulare Elektrizitätsmeßgeräte.
Solche Meßgeräte bilden den Gegenstand von GB-A-2 295 681, GB-A-2 295 682, GB-A-2 295 683, GB-A-2 300 722, GB-A-2 300 719, GB-A-2 300 724 und GB-A-2 300 721 (die den gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungsnummern 9424461.3, 9501771.1, 9501772.9, 9509282.1, 9509279.7, 9509304.3 bzw. 9509281.3 des Anmelders entsprechen), auf die hiermit die Aufmerksamkeit gelenkt wird.
Modulare Elektrizitätsmeßgeräte umfassen ein Basismeßgerät-Modul, dem "Erweiterungs"-Module funktional zugeordnet werden können, um die Funktionalität zu erweitern, wobei beispielsweise durch das funktionale Hinzufügen eines zum Empfang von Vorauszahlungsmünzen oder dergleichen angeordneten "Erweiterungs"-Moduls ein Basis-Kreditmeßgerät-Modul in ein Vorauszahlungsmodul umgewandelt werden kann.
Das "Erweiterungs"-Modul kann entweder wirklich in das Basismeßgerät-Modul eingebaut sein oder fern von ihm (d. h. an einer zweckmäßigen Stelle zum Empfang von Münzen oder Chipkarten) angeordnet sein.
Modulare Elektrizitätsmeßgeräte besitzen den Vorteil, daß die für die Messung benötigten Basisteile in dem Basismeßgerät-Modul enthalten sein können, während das "Erweiterungs"-Modul so beschaffen ist, daß es jene Teile enthält, die für die Zusatzfunktionen, z. B. für eine Vorauszahlungsfunktion oder für eine Funk-Fernmeßfunktion, benötigt werden.
Ein Problem bei modularen Meßgeräten besteht darin, daß sie dazu neigen, anfälliger zu sein gegenüber betrügerischen Versuchen, ohne geeignete Zahlung Lieferungen des zugehörigen Versorgungsmediums zu erhalten. Beispielsweise könnte es bei modularen Meßgeräten für einen Betrüger möglich sein, (möglicherweise durch Diebstahl) ein "Erweiterungs"-Modul zu erhalten, das "Kredite" für die Lieferung des Versorgungsmediums enthält, wobei dieses "Erweiterungs"-Modul in ein Basismeßgerät-Modul eingebaut werden kann, so daß die "Kredite" verwendet werden können.
GB-A-2 280 290 offenbart eine Warenmeßvorrichtung zur Bekämpfung von Betrug bei der Lieferung von Elektrizität an einen Verbraucher. Die Warenmeßvorrichtung umfaßt eine an eine Verbrauchereinheit angeschlossene Betrugsverhinderungseinheit, die die gelieferte Energie mißt, die daraufhin durch die Verbrauchereinheit gemessen wird. Die Betrugsverhinderungseinheit befindet sich fern von der Verbrauchereinheit. Der in der Betrugsverhinderungseinheit gespeicherte Wert der verbrauchten Elektrizität wird mit dem in der Verbrauchereinheit gespeicherten verglichen, wobei die Verbrauchereinheit fordert, daß die Betrugsverhinderungseinheit ihren Wert als verschlüsselte Daten sendet, wobei nach dem Entschlüsseln ein Vergleich erfolgt. Falls zwischen dem in der Betrugsverhinderungseinheit gespeicherten Wert und dem in der Verbrauchereinheit gespeicherten Wert eine Diskrepanz besteht, registriert die Verbrauchereinheit einen Betrugsversuch. Die Betrugsverhinderungseinheit und die Verbrauchereinheit enthalten jeweils einen ID-Code und einen Schlüssel, die verwendet werden, um zu bestätigen, daß die Daten in bezug auf den Verbrauch an Elektrizität authentisch sind, d. h., daß sie aus einer besonderen Kombination einer Betrugsverhinderungseinheit und einer Verbrauchereinheit erhalten wurden.
EP-A-0 598 521 offenbart ein modulares Warenverbrauchsmeßgerät mit einem Basismodul und wenigstens einem "Erweiterungs"-Modul zum Liefern einer Hilfsfunktion für die Messung der Ware. Das Basismodul mißt die Ware und liefert das Signal an das "Erweiterungs"-Modul, das die Verbrauchsrate der Ware angibt und ferner angibt, ob die Durchleitung der Ware zum Verbraucher hin oder von dem Verbraucher weg erfolgt. Wenn die Module zusammengebaut sind, erscheinen sie wie ein einzelnes einheitliches Modul.
Eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines modularen Versorgungsmeßgeräts, das gegenüber einem derartigen Betrug widerstandsfähig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein modulares Versorgungsmeßgerät zum Messen des Verbrauchs eines Versorgungsmediums geschaffen, wobei das modulare Versorgungsmeßgerät umfaßt: ein Basismeßgerät-Modul, das so beschaffen ist, daß es am Standort eines Verbrauchers angebracht werden kann, wobei das Basismeßgerät-Modul eine Zentraleinheit umfaßt zum Steuern seines Betriebs und zum Bereitstellen eines ersten Speicherregisters für die Menge des verbrauchten Versorgungsmediums und eines zweiten Speicherregisters für zugehörige Identifizierungsdaten; ein "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul, das dazu vorgesehen ist, die Funktionalität des Basismeßgerät- Moduls zu erweitern, wobei das "Erweiterungs"-Meßgerät- Modul eine Zentraleinheit umfaßt zum Steuern seines Betriebs und zum Bereitstellen eines ersten Speicherregisters für die Menge des verbrauchten Versorgungsmediums und eines zweiten Speicherregisters für zugehörige Identifizierungsdaten; und ein Vergleichsmittel, das in wenigstens einem Meßgerät-Modul vorgesehen ist, um die in den Speicherregistern der Module gespeicherten Daten zu vergleichen und um bei Fehlen einer vorgegebenen Entsprechung zwischen ihnen wenigstens ein Ausgangssignal zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsmittel erste und zweite Komparatoren zum Vergleichen der in den ersten Speicherregistern bzw. in den zweiten Speicherregistern gespeicherten Daten sowie ein Schwellenwertmittel, das an das Ausgangssignal vom ersten Komparator einen Schwellenwert anlegt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, umfaßt; und daß das Schwellenwertmittel eine Schwellenfiltereinheit und eine Filtersetzeinheit umfaßt, wobei das Schwellenwertfilter durch Setzen mittels der Filtersetzeinheit bestimmt wird, um vorgegebene zulässige Unterschiede zwischen den Daten in den ersten Speicherregistern zu berücksichtigen und um zu ermöglichen, daß das Ausgangssignal einstellbar ist.
Das Vergleichsmittel kann ein Teil der Zentraleinheit in dem "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul sein. Alternativ kann das Komparatormittel ein Teil der Zentraleinheit in dem Basismeßgerät-Modul ist.
Die Identifizierungsdaten können so beschaffen sein, daß sie einer Seriennummer oder irgendeiner anderen für das modulare Versorgungsmeßgerät eindeutigen Identifizierungsnummer entsprechen, wobei dieselben Daten normalerweise in der Zentraleinheit sowohl des "Erweiterungs"- Meßgerät-Moduls als auch des Basismeßgerät-Moduls gespeichert sind, wobei das Signal erzeugt wird, falls die im zweiten Speicherregister jedes Meßgerät-Moduls gespeicherten Daten nicht im wesentlichen gleich sind.
Vorzugsweise enthält das Basismeßgerät-Modul und das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul jeweils ein Meßmittel für das zugeführte Versorgungsmedium, wobei das erste Speicherregister in jedem Meßgerät-Modul so beschaffen ist, daß es Daten speichert, die der Menge des Versorgungsmediums, die durch die Meßmittel gemessen wird, entsprechen.
Das modulare Versorgungsmeßgerät kann ein modularer Elektrizitätsmesser sein, und das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul kann ein Vorauszahlungsmodul sein, das so beschaffen ist, daß es Münzen oder dergleichen als Vorauszahlung für die zu liefernde Elektrizität entgegennimmt.
Das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul kann so beschaffen sein, daß es vom Basismeßgerät-Modul so aufgenommen ist, daß es daran angrenzt.
Vorteilhaft ist jedes Meßgerät-Modul mit einem optischen Kommunikationsanschluß versehen, der unter der Steuerung der Zentraleinheit in dem Meßgerät-Modul, in dem es sich befindet, betreibbar ist, wobei die optischen Kommunikationsanschlüsse so angeordnet und beschaffen sind, daß eine Kommunikation zwischen ihnen erleichtert wird, wenn die Meßgerät-Module aneinander angrenzen und funktional einander zugeordnet sind, um die Kommunikation zwischen den Meßgerätmodulen des modularen Meßgeräts zu erleichtern.
Lediglich beispielhaft wird nun eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 ein etwas schematischer Blockschaltplan eines modularen Elektrizitätsmeßgeräts ist, das ein Basismeßgerät-Modul umfaßt, dem ein "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul funktional zugeordnet ist, und
Fig. 2 ein Blockschaltplan ist, der einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Blockschaltplans ausführlicher zeigt.
Wie nun in der Zeichnung, in der entsprechende Teile der zwei Figuren, wo geeignet, die gleichen Bezugszeichen tragen, gezeigt ist, umfaßt ein modulares Elektrizitätsmeßgerät ein Basismeßgerät-Modul 1, das so beschaffen ist, daß es ein "Erweiterungs"-Modul 2 daran angrenzend aufnimmt. Das Basismeßgerät-Modul 1 ist mit einem (nicht gezeigten) Gehäuse versehen, das so beschaffen ist, daß es den Einbau des Moduls 1 am Standort eines Verbrauchers erleichtert. Das "Erweiterungs"-Modul 2, das dazu vorgesehen ist, die Funktionalität des Basismeßgerät-Moduls 1 zu erweitern, ist mit einem (nicht gezeigten) Gehäuse versehen, das ermöglicht, daß es eingebaut und so angeordnet wird, daß es im Verriegelungseingriff durch das Basismeßgerät-Modul 1 aufgenommen ist, so daß es durch das Basismeßgerät-Modul 1 mechanisch abgestützt und geeignet mit dem Basismeßgerät-Modul 1 gekoppelt ist, um die benötigte Funktionalität optisch und elektrisch zu unterstützen. Diese Kopplung umfaßt die optischen Kommunikationsanschlüsse 3 und 4 in den Modulen 1 bzw. 2 und einen elektrischen Stecker- und Buchsen-Verbinder 5 mit den Stecker/Buchsen-Teilen 5a, 5b. Die optischen Kommunikationsanschlüsse 3, 4 und die Teile 5a und 5b des Stecker- und Buchsen-Verbinders 5 sind so beschaffen, daß sie als Folge des Einbaus des "Erweiterungs"-Moduls 2 in das Basismeßgerät-Modul 1 aufeinander ausgerichtet sind, so daß eine optische Kommunikation und eine elektrische Kopplung geschaffen wird.
Das Basismeßgerät-Modul 1 umfaßt eine Meßgerät- und Stromversorgungseinheit 6, einen Speicher 7 und eine Zentraleinheit (CPU) 8, die zur Steuerung des Betriebs des Meßgeräts und des optischen Kommunikationsanschlusses 3 dient. Der Speicher 7 enthält die Speicherregister 7a und 7b für Daten mit Bezug auf die Menge der verbrauchten Elektrizität, die durch das Basismeßgerät-Modul 1 gemessen wird, bzw. für Daten mit Bezug auf eine eindeutige Identifizierungsnummer, die zu dem Basismeßgerät-Modul 1 gehört.
Ähnlich enthält das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul 2 eine Stromversorgungs- und Meßgeräteinheit 9, eine CPU 10 und einen Speicher 11, der die Speicherregister 11a und 11b für durch das "Erweiterungs"-Meßgerät 2 gemessene Daten, die zur verbrauchten Elektrizität gehören, bzw. für eine dem "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul 2 zugeordnete Identifizierungsnummer enthält. In dem vorliegenden Beispiel ist das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul 2 ein Vorauszahlungsmodul, wobei dementsprechend (nicht gezeigte) Mittel zum Registrieren von Vorauszahlungskrediten gemäß der Bereitstellung der Münzen oder dergleichen vorgesehen sind. Somit ist das Register 11a normalerweise mit einer Digitalanzeige für die Menge der bis auf weiteres für den Gebrauch verfügbaren Elektrizität versehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind in dieser Ausführungsform der Erfindung in der CPU 10 des "Erweiterungs"-Meßgeräts 2 zwei Komparatoren 12 und 13 enthalten, obgleich sie in einer alternativen Ausführungsform in der CPU 8 des Basismeßgerät-Moduls 1 enthalten sein können. Der Komparator 12 dient zum Vergleich der Daten in den Registern 7b bzw. 11b, die sich auf die Identifizierungsnummern der jeweiligen Module 1 und 2 beziehen, und liefert auf der Leitung 14 ein Ausgangssignal, wenn keine erwartete Beziehung zwischen diesen Daten erhalten wird. Beispielsweise können das Basismeßgerät-Modul 1 und das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul 2 die gleiche Identifizierungsnummer tragen, die der modularen Meßgerät-Baueinheit entspricht, deren Teil sie beide sind, wobei dann, wenn während des Vergleichs durch den Komparator 12 keine genaue Korrespondenz zwischen den Daten erhalten wird, auf der Leitung 14 ein vorgegebenes Ausgangssignal erzeugt wird.
Andererseits empfängt der Komparator 13 Daten aus den Registern 11a und 7a, die zu dem in dem "Erweiterungs"- Modul 2 bzw. in dem Basismeßgerät-Modul 1 registrierten Elektrizitätsverbrauch gehören. Falls zwischen diesen Registern gemäß der Bestimmung durch den Komparator 13 keine erwartete Beziehung erhalten wird, wird auf der Leitung 15 ein Ausgangssignal erzeugt.
Um vorgegebene zulässige Abweichungen zwischen den Daten in den Registern 11a und 7a in Rechnung zu stellen, ist ein Schwellenwertfilter 16 vorgesehen, dessen Schwellenwert durch eine Filtersetzeinheit 17 einstellbar ist. In dem vorliegenden Beispiel kann das Schwellenwertfilter einfach ein Schwellenpegelgatter enthalten, das auf einer Leitung 18 ein Ausgangssignal erzeugt, wenn gemäß der Einstellung durch die Filtersetzeinheit 17, die den Schwellenpegel steuert, ein vorgegebener Schwellenwert überschritten wird.
Somit ist klar, daß dann, wenn vielleicht durch einen Betrüger ein "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul 2 entfernt und dieses durch ein anderes "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul ersetzt wird, das eventuell gestohlen sein kann, da die Seriennummer des neuen "Erweiterungs"-Meßgerät-Moduls nicht der erwarteten Seriennummer entspricht, auf der Leitung 14 ein Ausgangssignal erzeugt wird, während außerdem, da die Einstellung des Registers 11a in dem ersetzten "Erweiterungs"-Modul 2 nicht der erwarteten Einstellung entspricht, ein Ausgangssignal auf der Leitung 18 erzeugt wird.
Diese Signale auf den Leitungen 14 und 18 können dazu verwendet werden, um lokal oder fern ein Warnsignal zu erzeugen, wobei das Signal auf der Leitung 18 außerdem so beschaffen sein kann, daß es das Register 11a auf eine durch gespeicherte Daten angegebene wahre Einstellung zurücksetzt, so daß kein Nutzen durch das Erhalten einer Lieferung ohne fällige Zahlung erhalten werden kann.
An den beschriebenen Anordnungen können verschiedenen Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wobei die Erfindung beispielsweise auf modulare Meßgeräte zur Lieferung anderer Versorgungsmedien wie etwa Gas oder Wasser angewendet werden kann.

Claims

1. Modulares Versorgungsmeßgerät zum Messen des Verbrauchs eines Versorgungsmediums, wobei das modulare Versorgungsmeßgerät umfaßt:

ein Basismeßgerät-Modul (1), das so beschaffen ist, daß es am Standort eines Verbrauchers angebracht werden kann, wobei das Basismeßgerät-Modul (1) eine Zentraleinheit (8) umfaßt zum Steuern seines Betriebs, die einen Speicher enthält, der ein erstes Speicherregister (7a) für die Menge des verbrauchten Versorgungsmediums und ein zweites Speicherregister (7b) für zugehörige Identifizierungsdaten bereitstellt;

ein "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul (2), das dazu vorgesehen ist, die Funktionalität des Basismeßgerät- Moduls (1) zu erweitern, wobei das "Erweiterungs"- Meßgerät-Modul (2) eine Zentraleinheit (10) umfaßt zum Steuern seines Betriebs, die einen Speicher enthält, der ein erstes Speicherregister (11a) für die Menge des verbrauchten Versorgungsmediums und ein zweites Speicherregister (11b) für zugehörige Identifizierungsdaten bereitstellt; und

ein Vergleichsmittel (12, 13, 16, 17), das in wenigstens einem Meßgerät-Modul (1, 2) vorgesehen ist, um die in den Speicherregistern (7a, 7b, 11a, 11b) der Module (1, 2) gespeicherten Daten zu vergleichen und um bei Fehlen einer vorgegebenen Entsprechung zwischen ihnen wenigstens ein Ausgangssignal (14, 15) zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsmittel (12, 13, 16, 17) erste und zweite Komparatoren zum Vergleichen der in den ersten Speicherregistern (7a, 11a) bzw. in den zweiten Speicherregistern (7b, 11b) gespeicherten Daten sowie ein Schwellenwertmittel (16, 17), das an das Ausgangssignal (15) vom ersten Komparator (13) einen Schwellenwert anlegt, um ein Ausgangssignal (18) zu erzeugen, wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, umfaßt;

und daß das Schwellenwertmittel (16, 17) eine Schwellenfiltereinheit (16) und eine Filtersetzeinheit (17) umfaßt, wobei das Schwellenwertfilter (16) durch Setzen mittels der Filtersetzeinheit (17) bestimmt wird, um vorgegebene zulässige Unterschiede zwischen den Daten in den ersten Speicherregistern (7a, 11a) zu berücksichtigen und um zu ermöglichen, daß das Ausgangssignal (18) von dem Schwellenwertmittel (16, 17) einstellbar ist.

2. Modulares Versorgungsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem das Vergleichsmittel (12, 13, 16, 17) ein Teil der Zentraleinheit (10) in dem "Erweiterungs"-Meßgerät- Modul (2) ist.

3. Modulares Versorgungsmeßgerät nach Anspruch 1, bei dem das Vergleichsmittel (12, 13, 16, 17) ein Teil der Zentraleinheit (8) in dem Basismeßgerät-Modul (1) ist.

4. Modulares Versorgungsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Identifizierungsdaten so beschaffen sind, daß sie einer Seriennummer oder irgendeiner anderen für das modulare Versorgungsmeßgerät eindeutigen Identifizierungsnummer entsprechen, wobei dieselben Daten normalerweise in der Zentraleinheit (8, 10) sowohl des "Erweiterungs"-Meßgerät-Moduls (2) als auch des Basismeßgerät-Moduls (1) gespeichert sind, wobei das Ausgangssignal (14) vom zweiten Komparator (12) erzeugt wird, falls die im zweiten Speicherregister (7b, 11b) jedes Meßgerät-Moduls (1, 2) gespeicherten Daten nicht im wesentlichen gleich sind.

5. Modulares Versorgungsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Basismeßgerät-Modul (1) und das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul (2) jeweils ein Meßmittel (6, 9) für das zugeführte Versorgungsmedium enthalten, wobei das erste Speicherregister (7a, 11a) in jedem Meßgerät-Modul (1, 2) so beschaffen ist, daß es Daten speichert, die der Menge des Versorgungsmediums, die durch die Meßmittel (6, 9) gemessen wird, entsprechen.

6. Modulares Versorgungsmeßgerät nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das modulare Versorgungsmeßgerät ein modularer Elektrizitätsmesser ist und das "Erweiterungs"-Meßgerät-Modul (2) ein Vorauszahlungsmodul ist, das so beschaffen ist, daß es Münzen oder dergleichen als Vorauszahlung für die zu liefernde Elektrizität entgegennimmt.

7. Modulares Versorgungsmeßgerät nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem das "Erweiterungs"-Meßgerät- Modul (2) so beschaffen ist, daß es vom Basismeßgerät- Modul (1) so aufgenommen ist, daß es daran angrenzt.

8. Modulares Versorgungsmeßgerät nach Anspruch 7, bei dem jedes Meßgerät-Modul (1, 2) mit einem optischen Kommunikationsanschluß (3, 4) versehen ist, der unter der Steuerung der Zentraleinheit (8, 10) in dem Meßgerät- Modul (1, 2), in dem es sich befindet, betreibbar ist, wobei die optischen Kommunikationsanschlüsse (3, 4) so angeordnet und beschaffen sind, daß eine Kommunikation zwischen ihnen erleichtert wird, wenn die Meßgerät-Module (1, 2) aneinander angrenzen und funktional einander zugeordnet sind, um die Kommunikation zwischen den Meßgerätmodulen (1, 2) des modularen Meßgeräts zu erleichtern.