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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Messen des Verbrauchs von Versorgungsbetrieben
wie Gas, Wasser und Strom.
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Zur Zeit wird der Haushaltsverbaucch
von Gas und Strom von getrennten Zählern gemessen, so dass zwei
getrennte Messvorichtungen und somit 2 getrennte Systeme erforderlich
und zu installieren sind. Zu diesen Systemen kommt im wachsenden Maße ein dritter
Zähler
für den
Verbrauch von Wasser und diese vielen Zähler können zu Unbequemlichkeiten
des Normalverbrauchers führen.
Eine weitere Unbequemlichkeit ist durch die Tatsache bedingt, dass
jedes Versorgungsunternehmen Mitarbeiter entsenden muss um Wohnhäuser in
regelmäßigen Abständen zu
besuchen und die Zähler
abzulesen und das ist zeitraubend und teuer für das Versorgungsunternehmen
und unbequem für
den Normalverbraucher.
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Obgleich Vorrichtungen bekannt sind,
mit denen einzelne Zählerablesungen
für den
Verbrauch in Wohnhäusern
automatisch durch Funk übertragen werden
können,
wie die Vorrichtung von
EP 0629098 und
WO95/27273, wurde festgestellt, dass diese Vorrichtungen bisher
kommerziell nicht erfolgreich waren und das Problem immer noch nicht
lösen,
dass eine Vielzahl Zähler
in Wohnhäusern
installiert werden muss und dass die Ablesung bestimmter Installationen
oder Geräte
in diesen Wohnhäusern
nicht möglich
ist. Ein weiteres Patent DE4235187 beschreibt ein System, mit dem
der Heizbedarf in Haushalten aufrecht erhalten wird und Daten dafür an den Versorgungsbetrieb
gesandt werden, aber auch hier besteht keine Möglichkeit, die Ablesungen für mehrere
Versorgungsbetriebe zu berücksichtigen
oder dafür
zu sorgen, dass die Daten dem Verbraucher zur Verfügung stehen
um vom Verbraucher zum Versorgungsbetrieb übertragen zu werden.
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Es ist das Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Zähler
zu liefern, der das Ablesen mehrerer Zähler von Versorgungsbetrieben
miteinander verbindet, die über
eine Zentraleinheit verarbeitet werden und zum Lesen der an das
Versorgungsunternehmen oder ihre Vertreter zu übertragenen Signale. Es ist
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die einzelnen Geräte und Anlagen
messen und die Ergebnisse dem Kunden zur Verfügung stellen zu können.
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Bei einem ersten Aspekt der Erfindung
wird eine Vorrichtung zum möglichen Überwachen
und Übertragen
von Messwerten für
den Verbrauch einer beliebigen Kombination von Strom, Gas und Wasser durch
einen Verbraucher vorgesehen, die mindestens einen Zähler für den Verbrauch
und Mittel zur Überwachung
für diesen
einschließt,
der daher aus einer ersten Verbindungsleitung zur Übertragung
von Daten für
den Verbrauch vom Zähler
zu einem Mikroprozessor besteht und einer zweiten Verbindungsleitung
vom Mikroprozessor zum Versorgungsunternehmen um die abgelesenen
Daten zu diesem zu übertragen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Daten auch zu einer Anzeige übertragen
werden, die vom Verbraucher erreichbar ist und wobei die genannte zweite
Verbindungsleitung die Verbindung zur Übertragung von Daten an den
und vom Versorgungsbetrieb und Verbraucher darstellt.
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Die Verbindungsleitung kann typisch
entweder eine Modemverbindung über
Telefonleitungen sein oder eine Verbindung, die auf Fernseh-Kabelverbindungen
beruht. Vorzugsweise kann die Verbindungsleitung auch benutzt werden
um Informationen vom Versorgungsbetrieb an den Kunden zu liefern. Derartige
Informationen könnten
zum Beispiel der jeweilige Tarif des Versorgungsbetriebs sein.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
abgesehen von der primären
Verbindungsleitung eine zweite sekundäre Hilfsübertragungsleitung zwischen
der Vorrichtung des Kunden und dem Versorgungsbetrieb vorgesehen.
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Der Mikroprozessor besteht daher
typisch aus einem Mittel für
den Empfang der Zählerablesung
des Versorgungsbetriebes, einem Modem für die Verbindung zum Versorgungsbetrieb,
einer Vorrichtung zum Berechnen des vom Verbraucher zahlbaren Betrages,
einem Speicher und einer sekundären
Verbindungsvorrichtung zum Versorgungsbetrieb.
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In einem Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor
an einen Heimcomputer angeschlossen, so dass die erhaltene Ablesung
analysiert und verglichen werden kann, zum Beispiel mit früheren Ablesungen,
damit Verbrauchertrends registriert werden können.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal der
Vorrichtung nach der Erfindung ist die Tatsache, dass eine Vielzahl
von Zählern
für den
Verbrauch in der Vorrichtung enthalten sein können, wobei typisch jeder mit einem
Funksender versehen ist, so dass ein integriertes System entsteht,
mit dem Gas und Strom, Wasser und Strom, Gas und Wasser oder Gas, Strom
und Wasser gemeinsam mit einem Mikroprozessor und Verbindungsleitungen
verbunden werden können
um ein integriertes System zu erhalten.
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Wenn der Gasverbrauch zu messen ist
und eine konventionelle mechanisierte Gasuhr benutzt wird, wird
eine Vorrichtung vorgesehen um die Ablesung in digitale Form umzuwandeln,
wie zum Beispiel durch ein visuelles Umwandlungsverfahren.
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Wenn der Stromverbrauch zu messen
ist und ein konventioneller Stromzähler benutzt wird, wird eine
Vorrichtung zur Umwandlung der Ablesung von analoger in digitale
Form geliefert.
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In einem Ausführungsbeispiel können zusätzliche
Messvorrichtungen in spezifische Vorrichtungen eingebaut werden
um genauere Informationen zu liefern, die über den Mikroprozessor kompiliert
und analysiert werden können.
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Wenn der Wasserverbrauch zu messen
ist, wird bevorzugt, dass ein unauffälliges Messgerät verwendet
wird wie ein Ultraschall-Messverfahren oder magnetische Messverfahren
für den
Wasserdurchsatz um digitale Messwerte zu erzeugen und ein Einzelmessgerät oder zahlreiche
Messgeräte,
die um Rohre angebracht werden, für Hähne, Geräte, Abwasserleitungen und dergleichen
vorzusehen.
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Unabhängig vom Format eines gelieferten Messgeräts hat ein
Ausführungsbeispiel
einen Funksender zur Übertragung
digitaler Messwerte zum Mikroprozessor. In einem Ausführungsbeispiel
wird eine geeignete Frequenz von 418 MHz verwendet um unter Lizenzbedingungen
MPT1340 eingesetzt zu werden.
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Nach Empfang von Signalen durch den
Mikroprozessor können
diese über
eine Verbindungsleitung zu einer externen Partei übertragen
werden, die für
alle Versorgungsbetriebe arbeitet oder die Messwerte können alternativ
wie erforderlich direkt an jeden Versorgungsbetrieb geliefert werden.
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Es wird gehofft, dass die so beschriebene Vorrichtung
von besonderem Nutzen für
den Einbau in Wohnhäusern
ist.
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Spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
beschriebene, wobei
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1 eine
schematische Darstellung der Vorrichtung der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel
ist,
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2 eine
schematische Darstellung des Mikroprozessors von 1 ein,
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3 eine
schematische Darstellung der Vorrichtung und des entsprechenden
Anschlusses für
einen Versorgungsbetrieb ist,
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4 die
Darstellung einer Kontrollvorrichtung für ein Wohnhaus nach der vorliegenden
Erfindung ist und
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5A–C die Anzeige von Daten darstellen, die
für Verbraucher
in Wohnhäusern
geliefert werden kann.
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In den Zeichnungen wird eine Vorrichtung dargestellt,
die es ermöglicht,
dass der Verbrauch von Gas, Strom und Wasser, typischerweise in
einem Wohnhaus, gemessen werden kann und die Messwerte an das Versorgungsunternehmen
geliefert und ferner vom Kunden analysiert werden können.
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Unter Bezugnahme erstens auf 3 enthält jede Vorrichtung zum Messen
des Verbrauchs einen Zähler 2 zum
Messen des Verbrauchs, wobei der genannte Zähler über eine erste Verbindungsleitung mit
einem Funksender zum Senden des Messwertes an einen Mikroprozessor 4 versehen
ist, der eine Vorrichtung 6 zum Empfang des Messwertes
enthält, eine
Vorrichtung 7 zum Berechnen des Verbrauchs seit der letzten
Ablesung durch Zugriff auf einen Speicher 8, in dem sich
die früheren
Daten befinden. Eine zweite Verbindungsleitung 10 wird
zum Senden des Messwertes an das externe Versorgungsunternehmen 12 vorgesehen
und zum Empfang von Tarifinformationen vom Versorgungsbetrieb und
es wird ferner vorzugsweise eine Backup- oder eine Hilfsverbindungsleitung 14 vorgesehen.
Die zweite und die Hilfsverbindungsleitung enthalten ein Modem,
das die Datenübertragung
ermöglicht.
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1 und 2 sind Darstellungen eines
Ausführungsbeispiels
der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum gemeinsamen
Ablesen des Gas-, Strom- und Wasserverbrauchs. In erster Linie sind
Vorrichtungen 16, 18 für die Umwandlung der Messwerte
in digitale Form erforderlich, jedoch wird bevorzugt, dass die benutzte
Messvorrichtung in der Lage ist, digitale Signale zu erzeugen, ohne
dass ein Wandler erforderlich ist. Die Messwerte werden zum Mikroprozessor 4 übertragen,
der die in 3 beschriebenen
Merkmale aufweist und wie in 2 angeordnet über Funksender 17,
die als integrale Bestandteile der Messvorrichtung vorgesehen werden.
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Abgesehen von Verbindungen zum Versorgungsunternehmen
kann der Mikroprozessor 4 auch mit einer Anzeige in Form
eines Bildschirms 22 verbunden werden bzw. mit einem PC 24,
so dass der Kunde seinen Verbrauch überprüfen und analysieren sowie die
Kosten berechnen kann.
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Wenn einzelne Geräte mit Zählern versehen sind, ist die
Fähigkeit
des Verbrauchers, seinen Verbrauch analysieren zu können, von
besonderem Interesse.
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Durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
wird daher ein leistungsfähiger
Zähler
für den
Verbrauch geliefert, wobei die Messwerte direkt zum externen Versorgungsunternehmen
oder zu einer Stelle übertragen
werden, die die Vorrichtung und das System für dieses betreibt. Ferner ermöglicht es die
Vorrichtung dem Verbraucher, seinen Verbrauch zu analysieren und
seine eigenen Unterlagen von diesem Verbrauch zu führen, falls
er dies wünscht.
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4 und 5A – C sind
weitere Ausführungsbeispiele
von der Vorrichtung, wobei 4 die
Darstellung eines Systems ist, das eine Vorrichtung der Erfindung
einschließt
und digitale Messgeräte 50, 52, 54 zum
Messen des Verbrauchs von Gas, Strom und Wasser. Jedes der Messgeräte ist mit
einem Funksender 56 zur Übertragung der Signaldaten
versehen, die für
den Verbrauch gelten, an einen Mikroprozessor 58, der einen
Niederspannungs-Funksender 60, einen Prozessor 62,
ein Modem 64 und eine Anzeige in Form eines Bildschirms 66 enthält. Mit
einem Mikroprozessor können
die empfangenen Daten analysiert und die verarbeiteten Verbrauchsdaten
an die Datenverarbeitungsstation 68 eines oder mehrerer
externer Versorgungsunternehmen per Telefon, Funk, Satellit, Strom
oder eine andere geeignete Übertragungsleitung 70 übertragen
werden.
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Abgesehen vom Empfang von Daten für den Verbrauch
kann der Mikroprozessor auch darauf eingestellt werden, Daten zu
empfangen, die sich auf die klimatischen Bedingungen in Wohnhäusern 72 beziehen,
Sicherheitssignale und dergleichen 74 und er kann die Änderung
dieser Bedingungen nach voreingestellten Parametern gestatten.
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Der Mikroprozessor ermöglicht ferner
den Anschluss einer Anzeige wie eines Fernsehgeräts 76, durch das die
Daten, die vom Mikroprozessor empfangen werden, für den Verbraucher
zu Hause angezeigt werden können. 5A–5C ist
die Darstellung von Ausführungsbeispielen
der Anzeigen, die erzeugt werden können, wobei sich die genannten
Figuren auf Anzeigen für
Strom, Gas bzw. Wasser beziehen und wobei die Anzeigen durch Drücken der
entsprechenden Schaltfläche 80 auf
dem oder seitlich vom Bildschirm gewählt werden. Der Wortlaut auf
dem Bildschirm wird in typischer Weise nicht abgekürzt um die
Klarheit der Gerätebedienung
für Personen
zu verbessern, die nicht besonders mit einem Computer vertraut sind.
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Ein Aspekt der Erfindung besteht
daher aus einem Kontrollsystem in Modulbauweise, das einen digitalen
Wasserzähler
(anklemmbare Ultraschall-Übertragungsverfahrenstechnik)
mit Funksender, digitalem Gasmesser mit Funksender, einem digitalen
Stromzähler
mit Funksender und einem zentralen Überwachungselement einschließt, das
aus vier Hauptbestandteilen bestehen kann, nämlich einem Schwachstrom-Funkempfänger, einem
Mikroprozessor, der typisch einen Protokolldrucker auf einer Leiterplatte
einschließt,
einer Anzeige zur Anzeige von empfangenen Daten und einem Modem
zur Übertragung
der verarbeiteten Daten zum externen Versorgungsunternehmen.
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Weitere Module können einschließen: Sicherheitskontrolle
und Betätigungssystem
für eine Einbrechmeldeanlage
und Bewegungsmelder, ferngeschaltete Strom-/Gas/Wasserleitungen
und Geräte
im ganzen Wohnhaus, Anschluss an den PC des Kunden zur Speicherung
von Daten und Analyse und Temperaturregler für das ganze Wohnhaus.
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Es wird geplant, dass die Anzeige
eine von hinten beleuchtete Flüssigkristallnanzeige
unter Verwendung von 256X128 CCFL und mit 5 × 7 Zeichen it, durch die 16 Zeilen
von 30 Zeichen angezeigt werden können. Die Größe des Schaltgeräts wird
durch die Größe des Bildschirms
bestimmt, der vorzugsweise eine Fläche des Geräts bilden sollte. Durch Vorsehen
der ersten Übertragungsverbindung
in Form eines Schwachstrom-Funksenders
und -empfängers ist
die drahtlose Verbindung unter Verwendung von AM-modulierten Sendern
und Empfängern
möglich, die
mit 418 bzw. 184 MHz betrieben und unter Lizenzbedingungen MPT1340
eingesetzt werden. Es wird geplant, dass das eingesetzte Modem ein
PSTN Communication ist, das ein schnelles Modem benutzt, typisch
unter Verwendung eines Modems von 14400 mit allen Merkmalen.
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Der Mikroprozessor besteht aus einem
Kern in Form eines Mikroreglers mit einem eingebauten ausreichenden
ROM (32k) und RAM (2K) um die Systembedingungen zu unterstützen. Der
Mikroprozessor kann 2 Anschlüsse
RS232 haben, die (a) für die
Datenerfassung – drahtlose Übertragung
und (b) für
die Datensendung – Modem/PC
gelten würden. Es
gibt zahlreiche E/A-Leitungen, die in der Schnittstelle der Tastatur
und der Anzeige benutzt würden. Ein
getrenntes Element wäre
als Schnittstelle für
den Bildschirm erforderlich. Ein getrennter Sender/Empfänger könnte als
ein einfacher drahtloser Anschluss an einen PC konzipiert werden,
da das Gerät
unter Umständen
durch seinen Standort nicht für
den Anschluss an den Anschluss RS232 geeignet ist. Der lokale Anschluss
RS232 ist wahrscheinlich vom Installations-/Wartungstechniker zu
benutzen, falls er zum Aufstellungsort gerufen wird. Der Modemanschluss bietet
auch die Möglichkeit
der Fernkonfiguration/-diagnose/-aktualisierung.
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Es entsteht also ein Gerät zum Messen,
Analysieren und zur Datenverarbeitung für den Verbrauch, das keine
Personen für
die Bedienung an Ort und Stelle benötigt um Ablesungen vorzunehmen und
bei dem die Ablesung extern erfolgen kann und die Übertragung
von Signalen zum und vom Gerät vom
externen Versorgungsunternehmen aus erfolgt. Ferner ermöglicht es
die Überwachung
und Kontrolle anderer Bedingungen innerhalb eines Wohnhauses.