EP0653087A1 - Verfahren zum übertragen von messdaten. - Google Patents

Verfahren zum übertragen von messdaten.

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EP0653087A1
EP0653087A1 EP93915970A EP93915970A EP0653087A1 EP 0653087 A1 EP0653087 A1 EP 0653087A1 EP 93915970 A EP93915970 A EP 93915970A EP 93915970 A EP93915970 A EP 93915970A EP 0653087 A1 EP0653087 A1 EP 0653087A1
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EP
European Patent Office
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data
measurement data
evaluation unit
measuring
measurement
Prior art date
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EP93915970A
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EP0653087B1 (de
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Horst Prof Dr Ziegler
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Individual
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Publication of EP0653087A1 publication Critical patent/EP0653087A1/de
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Publication of EP0653087B1 publication Critical patent/EP0653087B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • G08C15/06—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the invention relates to a method for transmitting measurement data according to the preamble of claim 1.
  • Such methods are carried out via data transmission cables which extend between a central evaluation unit and several measuring units connected to it.
  • a multiplexer is then provided in the evaluation unit, which connects one of the measuring units to an I / O interface of the evaluation unit at predetermined times.
  • Such a data transmission cannot be used for many applications, either because the distances between the measuring units and the central evaluation unit are too large, or because the installation of the different data transmission cables is costly or related Annoyances are unacceptable.
  • An example of this is remote consumption reading in existing buildings.
  • the reading of the measuring devices involves high personnel costs, in particular also because in most one-person households no one is to be found during the day.
  • the time periods required for transmission for a measuring unit can be in the range of a few 10 ms.
  • all the measuring units of interest can then be sent on a common working frequency, with narrow individual transmission windows being allocated to the individual measuring units.
  • a single evaluation unit can then be provided for all measuring units, the receiving part of which is matched to the common operating frequency. Since one can realize a very large number of time slices per day (a few million) in the abovementioned short individual transmission periods, the probability is that two
  • Send measuring units (of a total number of 100 to 1000 units, as are typically required for reading consumption in residential complexes) at the same time, very small.
  • the small number of overlaps that occur in data sets sent simultaneously by different measuring units are recognized by the evaluation unit and the corresponding signal sequences are rejected.
  • a transmission method according to the invention, specified in claim 1, can thus be implemented with little circuit technology. niche effort and perform safely.
  • an RF transmission power of 20 mW is sufficient, which corresponds to a feed power for the operating circuit of approximately 200 mW.
  • this results in a total of electricity consumption data which, when using long-term batteries, enables the measuring unit to work for typically 10 years.
  • the working time of the radio transmission is thus comparable to the calibration periods of the measuring units, so that it is sufficient to change them at intervals of typically about 10 years in total.
  • measurement data are only sent out from a measurement point if they have changed to a significant degree compared to the measurement data last sent. For example, for heat consumption measuring units in the summer, when there is no heating, transmission of measurement data is completely dispensed with for days and weeks. In this way, an extended service life of the long-term battery of the measuring unit is achieved.
  • this test method which is known per se, is used to determine overlaps of data records in a simple manner, because the time overlap between data records sent independently by different measuring units results in an overall signal sequence with a completely different bit pattern, the essentially corresponds to an OR operation of the two individual patterns. If the time shift between the two sub-bit patterns of large, corresponding to the check digit at the end of the overall sequence recognized by the evaluation unit, which is part of the temporally subsequent bit pattern, not the total above • data obtained. With only a small time shift, either no check number recognizable as such is obtained at the end of the overall sequence or a check number which also does not match the previous data sequence.
  • test criteria can be that the transmitted measurement data must grow monotonously.
  • the transmission of measurement data that is smaller than the last correctly transmitted measurement data indicate an error.
  • the errors that occur can be stored in the evaluation unit and kept ready for later evaluation with a view to eliminating errors.
  • the development of the invention according to claim 8 is advantageous in terms of increasing the security of the data transmission.
  • Figure 1 a block diagram of a system for measuring the heat consumption in a building complex
  • FIG. 2 shows a flow chart of a test program which is used in a computer of an evaluation unit of the system according to FIG. 1;
  • FIGS. 3 and 4 block diagrams similar to FIG. 1, in which modified embodiments for a system for measuring heat consumption in a building complex are shown.
  • 10 denotes a total heat consumption measuring unit which, at irregular intervals, emits a data record via an antenna 12, which has the following structure: block start mark, measurement data (current state of heat counting), identification data (number and, if appropriate, type) the measuring unit), block end mark.
  • This data can be accommodated in a typical heat consumption measuring unit in an RF signal packet of approximately 10 ms duration.
  • the RF signal packet is received by an antenna 14 which belongs to an evaluation unit 16 set up in the building complex for a reader. This demodulates the RF signal packet, checks it and stores the heat consumption data for the measuring unit in an assigned memory field (RAM and / or hard disk), as will be described in more detail later.
  • RAM random access memory
  • the measuring unit 10 is a self-sufficient unit which does not rely on electricity from the electrical network and which is connected to the heating body of a room is attached to a residential unit of the building complex or is assigned to a hot water meter for this residential unit.
  • a larger number of other measuring units, one of which is symbolically shown at 10-i, are installed at other locations in the building complex.
  • the total number of measuring units 10-i cooperating with the evaluation unit 16 can be between 20 and 1000.
  • the measuring unit 10 contains a temperature sensor 18 which is thermally coupled to the associated consumer.
  • An identification signal for the measuring unit 10 is stored in a read-only memory 20, e.g. in the form of a number assigned to this measuring unit.
  • a computing circuit 22 integrates the output signal of the sensor 18, weights it if necessary in a predetermined manner and assembles the consumption value measurement signal thus obtained with the identification signal transmitted from the read-only memory 20 and a block start mark and a block end mark to form a data record .
  • the data record provided by the computing circuit is forwarded to a memory 24, which is activated for reading in at midnight in the exemplary embodiment under consideration here.
  • a clock module 26 of the measuring unit is connected to a timer circuit 28 programmed at midnight, the output terminal of which is connected to the control terminal of the memory 24.
  • a random generator 30 Through the output signal of the timer circuit 28 is also a random generator 30 initiated. This receives three input signals, namely the content of the read-only memory 20, the output signal of the sensor 18 reduced by the cut-off circuit 32 to the last digit after the decimal point, and its own output signal. From these three signals, it calculates a set of transmission times distributed randomly over a full day according to a predetermined algorithm. For the exemplary embodiment considered here, it is assumed that 6 broadcast times are desired per day, the mean interval of which is therefore 4 hours.
  • the six transmission times are provided at the output for a second time switch circuit 34, which additionally receives the time of day provided by the clock module 26.
  • the time switch circuit 34 activates a transmission circuit 36.
  • block start mark, measurement data, identification data, block end mark converts this data set into serial representation and modulates using the Serial bit pattern of the output signal of an RF generator belonging to the transmitting circuit 36, which is not shown separately in the drawing, and which has a transmitting power of approximately 20 mW and operates in the higher MHz or in the lower GHz range.
  • the transmission circuit 36 is supplied with energy by a long-term transmission battery 38, which can provide the power of approximately 200 mW required to operate the transmission circuit for the abovementioned short transmission periods over a period of approximately 10 years.
  • the supply of the electronic logic timer circuits of the measuring unit 10 takes place via a long-term measuring battery, which is shown only schematically in FIG. 1, without specifying the connections to the individual timer circuits in detail.
  • a display unit 42 is also connected to the output of the memory 24.
  • the evaluation unit 16 has a receiving circuit 44, which demodulates and forms the signals received at the antenna 14.
  • the signal stream then obtained is fed to an input of a computer 46 which operates according to the block diagram shown in FIG. 2 with regard to the evaluation and storage of incoming measurement data.
  • the computer first checks the incoming signal stream for the occurrence of a block start mark. If one is found, the following signals are read in until a block end mark is found.
  • the block marks are split off from the data set thus obtained and the check bit is separated.
  • a control check number is then calculated from the measurement data, which is then compared with the transmitted check number. If the two check numbers do not match, there is a return to the starting point of the routine.
  • the computer 46 fetches one or more of the read / write memories 48 connected to it, which can be a sufficiently large RAM or a hard disk or a floppy disk drive Previously transmitted measurement data records stored there of the measurement unit belonging to the measurement data record obtained in accordance with the identification signal.
  • the read / write memories 48 can be a sufficiently large RAM or a hard disk or a floppy disk drive Previously transmitted measurement data records stored there of the measurement unit belonging to the measurement data record obtained in accordance with the identification signal.
  • the new measurement data set is subjected to a plausibility check, which is used for a heat consumption measurement, e.g. can simply consist in checking whether the new heat consumption value is greater than the last stored value.
  • the plausibility check can also consist in checking whether the measurement data record just received represents a continuous and plausible further development of a plurality of data records previously received.
  • the measurement data records obtained earlier for other measurement units can also be consulted if their measurement signals are factually related.
  • the measurement data record just obtained also satisfies the plausibility check, the measurement data record is combined with the time provided by a clock module 50 of the computer 46 and stored in a field of the read / write memory 48 provided for the measurement unit 10 under consideration.
  • this field can consist of only a single memory cell, but the memory area preferably comprises at least as many memory cells for data records as are sent by a measuring unit 10 per day.
  • the read / write memory 48 is generally read out once a day by a higher-level control center, not shown in the drawing, via a modem 52.
  • the Modem 52 can be a TEMEX unit. If an otherwise correct data record does not meet the plausibility check, this data record is also stored together with the time in an error memory 54, which is also a read / write memory and together with the read / write memory 48 via the modem 52 from the central one Control center is read out, which then draws conclusions from the errors that have occurred about possible repair measures to be taken or improvements to the installation.
  • the read / write memory 48 and the error memory 54 can be partial areas of a single large memory.
  • a keyboard 56 and a monitor 58 can be connected to the computer 46 for local testing and maintenance, e.g. in the form of a portable calculator.
  • the electronics of the measuring units 10 is further simplified.
  • only a single next transmission time is calculated at random, that is to say a next transmission time that is the same as that viewed Embodiment is at any time within four hours after the current broadcasting time.
  • the transmission circuit 36 is also connected directly to the output of the computing circuit 22.
  • the outputs of the memories 24 and 60 are connected to the inputs of a comparator 62, which then provides an output signal when the two input signals differ by more than a predetermined value, which can be set, for example, on a potentiometer 64.
  • An AND gate 66 is inserted between the output of the time switch circuit 34 and the control terminal of the transmission circuit 36, the second input of which is connected to the output of the comparator 62. In this way, the control of the transmitting circuit 36 does not take place as long as the measurement data have changed only insignificantly.

Description

Verfahren zum Übertragen von Meßdaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Meßdten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Verfahren werden in der Praxis über Datenüber¬ tragungskabel abgewickelt, welche sich zwischen einer zen- tralen Auswerteeinheit und mehreren mit dieser verbun¬ denen Meßeinheiten erstrecken. In der Auswerteeinheit ist dann ein Multiplexer vorgesehen, der zu vorgegebenen Zeitpunkten jeweils eine der Meßeinheiten mit einer E/A- Schnittstelle der Auswerteeinheit verbindet.
Für viele Anwendungsfälle ist eine derartige Datenübertra¬ gung nicht einsetzbar, sei es, weil die Abstände zwischen den Meßeinheiten und der zentralen Auswerteeinheit zu groß sind, sei es deshalb, weil die Installation der ver- schiedenen Datenübertragungskabel von den Kosten her oder von den hiermit verbundenen Belästigungen her nicht akzep¬ tierbar ist. Ein Beispiel hierfür ist die Fern-Verbrauchs- ablesung in schon existierenden Gebäuden. Hier wäre es an sich sehr wünschenswert, die verschiedenen Verbrauchsmeß- gerate für Wasser, Gas, Öl, Elektrizität, Wärme usw., die in den verschiedenen Wohneinheiten eines Hauses an ver¬ schiedenen Stellen installiert sind, ablesen zu können, ohne einen Zugang zu den einzelnen Meßstellen zu haben. Hier sind mit der Ablesung der Meßgeräte hohe Personalko- sten verbunden, insbesondere auch deshalb, weil in den mei¬ sten Ein-Personen-Haushalten tagsüber niemand anzutref¬ fen ist.
Man könnte nun daran denken, in denjenigen Fällen, in denen eine nachträgliche Installation von Datenübertragungslei- tungen ausscheidet, eine drahtlose Datenübertragung vorzu¬ sehen. Hier ergibt sich aber das Problem, daß Funkfrequen¬ zen nur in sehr begrenztem Umfange zur Verfügung stehen, und darüber hinaus sind die für jeden Übertragungskanal notwendigen Empfängerteile der Modems recht teuer. Für die Fernauslesung von Verbrauchsmeßgeräten ist aber eine wich¬ tige Forderung, daß die Kosten der Datenübertragung keines¬ falls über denjenigen der eigentlichen Meßdatenerfassung liegen dürfen.
Es wurde nun erkannt, daß eine große Anzahl derartiger Me߬ daten-Übertragungsfälle, insbesondere bei der Fernauslesung von Verbrauchsmeßgeräten, nur verhältnismäßig kleine Daten¬ mengen betreffen. Die zur Übertragung notwendigen Zeitspan- nen für eine Meßeinheit können im Bereich von einigen 10 ms liegen. In diesem Falle kann man dann sämtliche interes¬ sierenden Meßeinheiten auf einer gemeinsamen Arbeitsfre¬ quenz senden lassen, wobei den einzelnen Meßeinheiten sto- chastisch verteilte schmale Sendefenster zugeordnet werden. Man kann dann für sämtliche Meßeinheiten eine einzige Aus- - werteeinheit vorsehen, deren Empfangsteil auf die gemein¬ same Arbeitsfrequenz abgestimmt ist. Da man bei den oben genannten kurzen einzelnen Übertragungsperioden eine sehr große Anzahl von Zeitscheiben pro Tag realisieren kann (einige Millionen) , ist die Wahrscheinlichkeit, daß zwei
Meßeinheiten (von einer Gesamtzahl von 100 bis 1000 Einheiten, wie sie typischerweise für Verbrauchsablesung an Wohnkom¬ plexen benötigt werden) zur gleichen Zeit senden, sehr gering. Die kleine Anzahl auftretender Überlappungen in gleichzeitig von unterschiedlichen Meßeinheiten gesendeten Datensätzen werden von der Auswerteeinheit erkannt und die entsprechenden Signalfolgen werden verworfen.
Ein erfindungsgemäßes, im Anspruch 1 angegebenes Übertra- gungsverfahren läßt sich somit mit geringem schaltungstech- nischem Aufwand und sicher durchführen.
Geht man aus von einer Konstellation, wie sie für die Fern- auslesung von Verbrauchsdaten in Wohnblocks typisch ist, so reicht eine HF-Sendeleistung von 20 mW aus, was einer Speiseleistung für die Betriebsschaltung von etwa 200 mW entspricht. Bei den genannten kurzen Sendezeiten von grös- senordnungsmäßig 10 ms ergeben sich damit insgesamt Strom¬ verbrauchsdaten, die bei Verwendung von Langzeitbatterien ein Arbeiten der Meßeinheit von typischerweise 10 Jahren ermöglicht. Damit ist die Zeit der Arbeitsfähigkeit der Funkübertragung vergleichbar mit den Eichperioden der Meßeinheiten, so daß es ausreicht, diese in Abständen von typischerweise etwa 10 Jahren insgesamt auszuwechseln.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter¬ ansprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 2 werden Meßdaten von einer Meßstelle nur dann ausgesandt, wenn sich diese in nennenswertem Maße ge¬ genüber den zuletzt gesendeten Meßdaten geändert haben. So kann z.B. für Wärmeverbrauchs-Meßeinheiten in der Sommer¬ zeit, in der nicht geheizt wird, für Tage und Wochen voll¬ ständig auf das Senden von Meßdaten verzichtet werden. Hier- durch wird eine verlängerte Nutzungsdauer der Langzeitbat¬ terie der Meßeinheit erreicht.
An sich ist es bei der Übermittlung von Daten bekannt, aus den eigentlich zu übertragenden Daten zusätzlich nach einem vorgegeben Algorithmus eine Prüfzahl oder ein Prüfbit zu berechnen, das zusammen mit den Daten über die Übertragungs¬ strecke geleitet wird. Am Empfangsende kann dann aus den eigentlichen Daten nochmals die Prüfzahl berechnet werden und mit der übermittelten Prüfzahl verglichen werden. Stim- men beide Prüfzahlen überein, war die Datenübertragung kor- - -t -
rekt. Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 3 wird diese an sich bekannte Prüfmethode dazu verwendet, auf einfache Weise Überlappungen von Datensätzen zu bestimmen, denn beim zeit¬ lichen Überlappen zwischen von verschiedenen Meßeinheiten unabhängig gesendeten Datensätzen ergibt sich eine Gesamt- Signalfolge mit einem völlig anderen Bitmuster, das im we¬ sentlichen einer ODER-Verknüpfung der beiden Einzel-Muster entspricht. Ist die zeitliche Verschiebung zwischen den beiden Teil-Bitmustern groß, entspricht die am Ende der Gesamtfolge von der Auswerteeinheit erkannte Prüfzahl, die zum zeitlich späteren Bitmuster gehört, nicht den insgesamt zuvor•erhaltenen Daten. Bei nur kleiner zeitlicher Ver¬ schiebung erhält man am Ende der Gesamtfolge entweder über¬ haupt keine als solche erkennbare Prüfzahl mehr oder aber eine Prüfzahl, die ebenfalls nicht zur vorhergehenden Da¬ tenfolge paßt.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist es zum einen möglich, die zeitliche Entwicklung der Meß- daten zu verfolgen, zum anderen kann man auch aus der Tat¬ sache, daß für eine bestimmte Meßeinheit der zuletzt kor¬ rekt empfangene Meßdatensatz schon lange zurückliegt, schließen, daß in der Meßeinheit selbst ein Fehler aufge¬ treten ist.
Bei einem Verfahren gemäß Anspruch 5 ist auch über lange Zeiten hinweg gewährleistet, daß die zeitliche Zuordnung der einlaufenden Meßdaten zeitlich korrekt ist.
Bei einem Vorgehen gemäß Anspruch 6 erhält man eine zusätz¬ liche Möglichkeit der Fehlererkennung. Prüfkriterien können z.B. bei Verbrauchsmeßeinheiten sein, daß die übertragenen Meßdaten monoton anwachsen müssen. Die Übermittlung von Meßdaten, die kleiner sind als die zuletzt korrekt über- mittelten Meßdaten deuten auf einen Fehler hin. Man kann einen von einer Meßstelle erhaltenen Datensatz aber nicht nur gegenüber zuvor übermittelten Datensätzen der gleichen Meßstelle vergleichen, sondern auch mit Datensätzen anderer Meßstellen, sofern ein sachlicher Zusammenhang besteht. Ergibt sich z.B. bei einem Gebäudekomplex aus den übertra¬ genen Datensätzen anderer Meßeinheiten, daß der Wärmever¬ brauch insgesamt stagniert (z.B. wegen ausgeschalteter Heiz¬ anlage) und steigt bei einer einzigen Meßeinheit gemäß gemäß -den übermittelten Datensätzen der Wärmeverbrauch trotzdem erheblich an, so deutet dies entweder auf einen Fehler der Meßeinheit oder auf einen fehlerhaften Instal¬ lationsort derselben hin.
Gemäß Anspruch 7 kann man die auftretenden Fehler in der Auswerteeinheit speichern und zur späteren Auswertung im Hinblick auf eine Fehlerbeseitigung bereithalten.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf eine Erhöhung der Sicherheit der Datenüber- tragung von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 wird erreicht, daß auf einfache Weise unter Verwendung identi¬ scher Zufallsgeneratoren die stochastische Verteilung der Sendezeitpunkte für die verschiedenen Meßeinheiten erhal¬ ten wird.
Dabei ist dann gemäß Anspruch 10 gewährleistet, daß auch durch die Identität der Zufallsgeneratoren bzw. des in ih- nen verwendeten Algorithmus bedingte Rest-Nichtzufällig- keiten in der Sendezeitberechnung ausgeräumt sind. Als sich unkontrolliert ändernde physikalische Variable können z.B. bei einem hochauflösenden Meßgerät die letzte oder die letzten beiden Dezimalen des Meßwertes verwendet werden. Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1: ein Blockschaltbild einer Anlage zur Messung des Wärmeverbrauchs in einem Gebäudekomplex;
Figur 2: ein Flußdiagramm eines Prüfprogrammes, welches in einem Rechner einer Auswerteeinheit der Anlage nach Figur 1 verwendet wird; und
Figuren 3 und 4: zu Figur 1 ähnliche Blockschaltbilder, in denen abgewandelte Ausführungsformen für eine Anlage zur Wärmeverbrauchsmessung in einem Gebäu- dekomplex wiedergegeben sind.
In Figur 1 ist mit 10 insgesamt eine Wärmeverbrauchs-Meßein¬ heit bezeichnet, die in unregelmäßigen Abständen über eine Antenne 12 einen Datensatz abstrahlt, der folgenden Aufbau aufweist: Blockanfangsmarke, Meßdaten (derzeitiger Stand der Wärmezählung) , Identifizierungsdaten (Nummer und gege¬ benenfalls Typ der Meßeinheit) , Blockendemarke. Diese Daten lassen sich bei einer typischen Wärmeverbrauchs-Meßeinheit in einem HF-Signalpaket von etwa 10 ms Dauer unterbringen.
Das HF-Signalpaket wird von einer Antenne 14 aufgefangen, die zu einer im Gebäudekomplex für einen Ableser zugängli¬ chen Stelle aufgestellten Auswerteeinheit 16 gehört. Diese demoduliert das HF-Signalpaket, prüft es und speichert die Wärmeverbrauchsdaten für die Meßeinheit in einem zugeordne¬ ten Speicherfeld (RAM und/oder Festplatte) , wie später noch genauer beschrieben wird.
Die Meßeinheit 10 ist eine in sich autarke, nicht auf Strom aus dem elektrischen Netz angewiesene Einheit, die am Heiz- körper eines Zimmers einer Wohneinheit des Gebäudekomplexes angebracht ist oder einem Warmwasserzähler für diese Wohn¬ einheit zugeordnet ist.
Eine größere Anzahl weiterer Meßeinheiten, von denen eine symbolisch bei 10-i wiedergegeben ist, sind an weiteren Stellen des Gebäudekomplexes verteilt installiert. Typi¬ scherweise kann die Zahl insgesamt mit der Auswerteeinheit 16 zusammenarbeitender Meßeinheiten 10-i zwischen 20 und 1000 betragen.
Die Meßeinheit 10 enthält einen Temperatur-Sensor 18, der thermisch an den zugeordneten Verbraucher angekoppelt ist. In einem Festwertspeicher 20 ist ein Identifizierungssignal für die Meßeinheit 10 abgelegt, z.B. in Form einer dieser Meßeinheit zugeordneten Nummer.
Ein Rechenkreis 22 intergriert das AusgangsSignal des Sen¬ sors 18 auf, gewichtet dieses gegebenenfalls in vorgegebe- ner Weise und setzt das so erhaltene Verbrauchswert-Meßsig¬ nal mit dem vom Festwertspeicher 20 überstellten Identifi¬ zierungssignal sowie einer Blockanfangsmarke und einer Blockendemarke zu einem Datensatz zusammen.
Der vom Rechenkreis jeweils bereitgestellte Datensatz wird an einen Speicher 24 weitergegeben, der beim hier betrach¬ teten Ausführungsbeispiel jeweils um Mitternacht zum Ein¬ lesen aktiviert wird.
Hierzu ist ein Uhrenbaustein 26 der Meßeinheit mit einem auf 24.00 Uhr programmierten Schaltuhrkreis 28 verbunden, dessen Ausgangsklemme mit der Steuerklemme des Speichers 24 verbunden ist.
Durch das AusgangsSignal des Schaltuhrkreises 28 wird ferner ein Zufallsgenerator 30 angestoßen. Dieser erhält drei Ein¬ gangssignale, nämlich den Inhalt des Festwertspeichers 20, das durch einen Abschneidkreis 32 auf die letzte Stelle nach dem Komma reduzierte AusgangsSignal des Sensors 18 sowie sein jeweiliges eigenes Ausgangssignal. Aus diesen drei Signalen berechnet er nach einem vorgegebenen Algo¬ rithmus einen Satz zufällig über einen vollen Tag verteil¬ ter Sendezeiten. Für das hier betrachtete Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß pro Tag 6 Sendezeiten gewünscht werden, deren mittlerer Abstand somit 4 Stunden beträgt.
Die sechs Sendezeiten werden am Ausgang für einen zweiten Schaltuhrkreis 34 bereitgestellt, der zusätzlich die vom Uh¬ renbaustein 26 bereitgestellte Tageszeit erhält.
Stimmt die momentane Tageszeit mit einer vom Zufallsgenera¬ tor 30 berechneten Sendezeiten überein, so aktiviert der Schaltuhrkreis 34 einen Sendekreis 36.
Dieser ist eingangsseitig mit dem Speicher 24 verbunden und übernimmt von diesem bei Aktivierung jeweils einen kom¬ pletten Datensatz mit dem schon oben beschriebenen Aufbau "Blockanfangsmarke, Meßdaten, Identifizierungsdaten, Block¬ endemarke", setzt diesen Datensatz in serielle Darstellung um und moduliert unter Verwendung des seriellen Bitmusters des Ausgangssignal eines zum Sendekreis 36 gehörenden, in der Zeichnung nicht separat wiedergegebenen HF-Generators, de eine Sendeleistung von etwa 20 mW aufweist und im höheren MHz bzw. im unteren GHz-Bereich arbeitet.
Die Energieversorgung des Sendekreises 36 erfolgt von ei¬ ner Langzeit-Sendebatterie 38, die die zum Betreiben des Sendekreises notwendige Leistung von etwa 200 mW für die oben genannten kurzen Sendeperioden über eine Zeitdauer von etwa 10 Jahren bereitstellen kann. Die Versorgung der elektronischen logischen Schaltuhrkreise der Meßeinheit 10 erfolgt dagegen über eine Langzeit-Me߬ batterie, die in Figur 1 nur schematisch eingezeichnet ist, ohne die Verbindungen zu den einzelnen Schaltuhrkreisen im einzelnen anzugeben.
Um dem Verbraucher eine Information darüber zu geben, wel¬ che Daten von der Meßeinheit 10 an die Auswerteeinheit 16 übertragen werden, ist eine Anzeigeeinheit 42 ebenfalls an den Ausgang des Speichers 24 angeschlossen.
Die Auswerteeinheit 16 hat einen Empfangskreis 44, der die an der Antenne 14 erhaltenen Signale demoduliert und formt. Der dann erhaltene Signalstrom wird auf einen Eingang eines Rechners 46 gegeben, der bezüglich der Auswertung und Speicherung einlaufender Meßdaten nach dem in Figur 2 wiedergegebenen Blockdiagramm arbeitet.
Der Rechner prüft den einlaufenden Signalstrom zunächst auf das Auftreten einer Blockanfangmarke. Wird eine solche festgestellt, werden die nachfolgenden Signale eingelesen, bis eine Blockendemarke festgestellt ist.
Von dem so erhaltenen Datensatz werden die Blockmarken ab¬ gespalten und das Prüfbit separiert. Aus den Meßdaten wird dann eine Kontroll-Prüfzahl berechnet, die anschließend mit der übermittelten Prüfzahl verglichen wird. Stimmen die beiden Prüfzahlen nicht überein, erfolgt ein Rücksprung zum Anfangspunkt der Routine.
Stimmen die beiden Prüfzahlen überein, holt der Rechner 46 aus einem mit ihm verbundenen Schreib/Lesespeicher 48, der ein ausreichend großes RAM oder eine Festplatte oder ein Diskettenlaufwerk sein kann, einen oder mehreren der dort abgespeicherten früher übermittelten Meßdatensätze der gemäß Identifikationssignal zum erhaltenen Meßdaten¬ satz gehörenden Meßeinheit.
In einem weiteren Block wird nun der neue Meßdatensatz ei¬ ner Plausibilit tsprufung unterzogen, die für eine Wär e- verbrauchsmessung z.B. einfach darin bestehen kann, zu prü¬ fen, ob der neue Wärmeverbrauchswert größer ist als der zuletzt abgespeicherte. Für kompliziertere Anwendungen kann die Plausibilitatsprufung auch darin bestehen, zu prü¬ fen, ob der gerade erhaltene Meßdatensatz eine stetige und plausible Weiterentwicklung einer Mehrzahl zuvor erhalte¬ ner Datensätze darstellt.
Man kann bei der Plausibilit tsprufung auch die früher er¬ haltenen Meßdatensätze für andere Meßeinheiten zuziehen, wenn deren Meßsignale in einem sachlichen Zusammenhang ste¬ hen.
Genügt der gerade erhaltene Meßdatensatz auch der Plausi¬ bilitatsprufung, so wird der Meßdatensatz mit der von einem Uhren-Baustein 50 des Rechners 46 bereitgestellten Zeit zusammengefaßt und in einem für die betrachtete Meßeinheit 10 vorgesehenen Feld des Schreib/Lesespeichers 48 abgelegt.
Dieses Feld kann in der Praxis aus nur einer einzigen Spei¬ cherzelle bestehen, vorzugsweise umfaßt der Speicherbereich aber mindestens so viel Speicherzellen für Datensätze, wie sie von einer Meßeinheit 10 pro Tag gesendet werden.
Der Schreib/Lesespeicher 48 wird von einer übergeordneten, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Leitstelle über ein Modem 52 in der Regel einmal pro Tag ausgelesen. Beim Modem 52 kann es sich beispielsweise um eine TEMEX-Einheit han- dein. Erfüllt ein ansonsten korrekter Datensatz die Plausibili¬ tatsprufung nicht, so wird dieser Datensatz ebenfalls zu¬ sammen mit der Uhrzeit in einem Fehlerspeicher 54 abgelegt, der ebenfalls ein Schreib/Lesespeicher ist und zusammen mit dem Schreib/Lesespeicher 48 über das Modem 52 von der zentralen Leitstelle ausgelesen wird, die dann aus den auf¬ getretenen Fehlern Rückschlüsse über etwa zu treffende Re¬ paraturmaßnahmen oder Verbesserungen an der Installation trifft. In der Praxis können der Schreib/Lesespeicher 48 und der Fehlerspeicher 54 Teilbereiche eines einzigen gros- sen Speichers sein.
Zur lokalen Prüfung und Wartung des Rechners 46 kann an diesen ein Tastenfeld 56 und ein Monitor 58 angeschlossen werden, z.B. in Form eines tragbaren Rechners.
Aus der oben gegebenen Beschreibung der Anlage nach Figur 1 ist ersichtlich, daß diese vollständig ohne Datenübertra- gung in Richtung von der Auswerteeinheit zu den verschiede¬ nen Meßeinheiten auskommt. Man braucht daher den in der Praxis aufwendigen Empfangskreis 44 nur einmal vorzusehen. Eine zeitgenaue Erfassung der Meßdaten ist gewährleistet, obwohl die in den einzelnen Meßeinheiten enthaltenen Uhren- bausteine im Laufe der Zeit durch geringe Fertigungsfehler von der Echtzeit wegdriften. Eine Nachstellung der lokalen Zeit in den einzelnen Meßeinheiten ist aber bei dem oben beschriebenen Verfahren der Übertragung der Meßdaten zur Auswerteeinheit nicht notwendig.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist die Elektronik der Meßeinheiten 10 weiter vereinfacht. Zum einen wird je¬ weils ausgehend von der gerade geltenden Sendezeit nur eine einzige nächste Sendezeit nach dem Zufallsprinzip errechnet, also ein nächster Sendezeitpunkt, der beim betrachteten Ausführungsbeispiel bei einem beliebigen Zeitpunkt inner¬ halb von vier Stunden nach der gerade geltenden Sendezeit liegt. Auch ist der Sendekreis 36 direkt mit dem Ausgang des Rechenkreises 22 verbunden.
Bei der weiter abgewandelten Anlage nach Figur 4 ist an den Ausgang des Speichers 24 ein weiterer Speicher 60 ange¬ schlossen, der den jeweils zuletzt gesendeten Meßdatensatz übernimmt (C=Taktklemme, I=Dateneingang, 0=Datenausgang) . Die Ausgänge der Speicher 24 und 60 sind mit den Eingängen eines Komparators 62 verbunden, der dann ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn sich die beiden EingangsSignale um mehr als einen vorgegebenen Wert unterscheiden, der beispielsweise an einem Potentiometer 64 eingestellt werden kann. Zwischen den Ausgang des Schaltuhrkreises 34 und die Steuerklemme des Sendekreises 36 ist ein UND-Glied 66 eingefügt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Komparators 62 verbunden ist. Auf diese Weise unterbleibt eine Ansteuerung des Sendekreises 36 so lange, wie sich die Meßdaten nur unwe- sentlich geändert haben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Übertragen von Meßdaten von einer Mehr¬ zahl von Meßeinheiten (10) zu einer zentralen Auswerte¬ einheit (16) , bei welchem die Meßeinheiten (10) zu unter¬ schiedlichen Zeitpunkten über eine Datenübertragungsstrecke mit der Auswerteeinheit (16) verbunden werden, gekennzeich- net durch folgende Schritte:
a) In der Meßeinheit (10) werden die zu übertragenden Me߬ daten zusammen mit einem die Meßeinheit (10) charakteri¬ sierenden Identifikationssignal zu einem Datensatz zu- sammengestellt;
b) Die Meßeinheiten (10) senden über Funk zu stochastisch vorgegebenen Zeitpunkten auf gleicher Arbeitsfrequenz ihre Datensätze;
c) Die Auswerteeinheit (16) sondert aus den auf der Arbeits¬ frequenz dort empfangenen Signalfolgen solche aus, die überlappenden Datensätzen entsprechen und übernimmt die nach dieser Aussonderung verbleibenden Signalfolgen, die einem einzigen Datensatz entsprechen, zur weiteren Auswertung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheiten (10) die zuletzt gesendeten Meß- daten speichern und die stochastische Bestimmung eines nächsten Sendezeitpunktes erst dann erfolgt ödere aktiviert wird, wenn sich die momentanen Meßdaten von den zuletzt gesendeten Meßdaten um mehr als einen vorgegebenen Wert unterscheiden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Meßeinheiten (10) aus den zu übertragen¬ den Meßdaten eine Prüfzahl nach einem vorgegebenen Algo¬ rithmus berechnen und ein entsprechendes Prüfsignal den Meßdaten beistellen und so einen erweiterten Datensatz bil¬ den,- daß die Auswerteeinheit (16) aus den erweiterten Daten¬ sätzen das Prüfsignal abspaltet, aus den Meßdaten nach dem gleichen vorgegebenen Algorithmus eine Kontroll-Prüfzahl berechnet und einen übernommenen Datensatz nur dann abspei- ehern, wenn die dem übertragenen PrüfSignal entsprechende Prüfzahl und die Kontroll-Prüfzahl übereinstimmen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (16) zusammen mit einem als korrekt erkannten Datensatz die Uhrzeit ab¬ speichert, zu welchem dieser Datensatz erhalten wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Uhrenbaustein (50) der Auswerteeinheit (16) in Abständen auf Normalzeit gestellt wird.
6. Verf hren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (16) einen kor¬ rekt übertragenen Datensatz mit mindestens einem der zuvor erhaltenen Datensätze gemäß vorgegebenen Kriterien ver¬ gleicht und nur dann abspeichert, wenn der neue Datensatz diesen Kriterien genügt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (16) über den Kriterien nicht genügende Datensätze Protokoll führt, diese vorzugsweise zusammen mit der Zeit ihres Einlaufes und der Art der Nichterfüllung der Kriterien abspeichert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Meßstelleneinheiten (10) Meßdaten¬ sätze in regelmäßigen Abständen speichern und zwischen den Speicherzeitpunkten jeweils eine Mehrzahl von stochastisch verteilten Sendezeitpunkten vorgeben.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Bestimmung der stochastischen
Sendezeitpunkte durch einen Zufallsgenerator (30) ausgehend von einer für jede Meßeinheit (10) charakteristischen Aus- gangszahl erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der stochastischen Sendezeitpunkte zusätzlich in Abhängigkeit von einer sich unkontrolliert ändernden physikalischen Variablen erfolgt.
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