ES2619410T3 - Procedimiento y sistema para referenciar el tiempo de valores de medición de un contador de consumo - Google Patents

Abstract

Procedimiento para referenciar el tiempo de valores de medición de un contador de consumo, que comprende las etapas: leer un valor de medición de un contador de consumo (2), representando el valor de medición el consumo medido por el contador de consumo (2), transmitir el valor de medición mediante una interfaz de largo alcance (6) a un servidor de referencia (5) en una vía de comunicación entre el contador de consumo (2) y el servidor de referenciación (5), estando dispuesta una pasarela (3) en la vía de comunicación, ejecutando la pasarela (3) un cambio de interfaz entre una interfaz de corto alcance (4) y la interfaz de largo alcance (6), recibir el valor de medición en el servidor de referenciación (5) y referenciar el valor de medición, recibido por el servidor de referenciación (5), con una hora mediante una unidad de referenciación, proporcionando la unidad de referenciación la hora mediante una instancia de tiempo, fijándose los tiempos de espera y/o el número de repeticiones de envío en nodos de red en la vía de comunicación de tal modo que se consigue cumplir un tiempo de transmisión máximo en la vía de comunicación.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y sistema para referenciar el tiempo de valores de medicion de un contador de consumo

La invencion se refiere a un procedimiento y un sistema para referenciar el tiempo de valores de medicion de un contador de consumo.

Tales procedimientos y sistemas son conocidos, por ejemplo, por los documentos US204/0181492, US2006/0224335 o DE10024544.

En el suministro de energfa electrica a los consumidores se les exige a las empresas suministradoras de energfa, a menudo por parte de autoridades reguladoras o del organo legislativo, que ofrezcan tarifas variables segun la carga y el horario. El objetivo de este requerimiento es el control selectivo del consumo por medio de tarifas correspondientes a fin de poder balancear adecuadamente una red electrica. Las tarifas se han de ajustar a la situacion actual de la red que ha perdido regularidad y previsibilidad como resultado de la creciente integracion de productores de energfas renovables y descentralizados. Mientras que la produccion se basaba anteriormente en el consumo, resulta entretanto cada vez mas importante una coordinacion mutua entre la produccion y el consumo.

Para la representacion de tarifas variables segun el horario es necesario realizar una medicion regular del consumo actual con capacidad de evaluacion en funcion del tiempo. A este respecto son conocidos en la practica en principio dos procedimientos:

• El contador electronico se equipa con un reloj y los valores de consumo medidos se almacenan junto con un sello de tiempo en el contador.

• El contador electronico esta equipado con varios registros de tarifa, en los que se escriben los valores de consumo medidos de manera controlada mediante senales de telemando centralizado.

El uso de un reloj en cada contador da una solucion que permite cubrir de manera flexible diferentes tarificaciones. Los valores de medicion, provistos del sello de tiempo, se pueden evaluar con flexibilidad segun distintos puntos de vista. No obstante, en este proceso se origina una serie de problemas. Asf, por ejemplo, en una gran parte de los contadores electronicos, instalados actualmente, no esta integrado un reloj, lo que se debe, entre otros, al precio claramente superior de estos contadores respecto a los contadores convencionales. Esto implica una sustitucion costosa de los contadores.

Otro problema radica en la necesidad de sincronizar regularmente el reloj del contador. Dado que cada reloj esta sujeto a una cierta inexactitud, el reloj del contador se ha de sincronizar en intervalos regulares con un estandar de tiempo. De lo contrario, el reloj del contador se diferenciana claramente despues de algunos anos del reloj atomico (y, por tanto, del numero de todos los relojes instalados en contadores). El pliego de condiciones EDL (Energiedienstleistung, Servicio Energetico) de la VDE FNN (Verband der Electrotechnik Informationstechnik e.V. - Forum Netztechnik/Netzbetrieb, Asociacion de Electrotecnica y Tecnologfa de la Informacion - foro Tecnica de red/Funcionamiento de red) establece, por ejemplo, que se ha de cumplir una exactitud de + 27 segundos.

Para cumplir esta especificacion, el reloj del contador se podna sincronizar mediante un emisor de senal horaria (por ejemplo, la senal DCF77 por radio). Sin embargo, existe la dificultad de la recepcion limitada de senales horarias por radio en sotanos, en los que se encuentran instalados usualmente los contadores. Otra posibilidad consistina en una sincronizacion del reloj mediante los protocolos de comunicacion que se usan para la lectura de los valores del contador. Sin embargo, los protocolos usados en la actualidad apoyan el proceso de sincronizacion horaria de una manera muy limitada, por lo que sena necesario ampliar el protocolo. Esto originana entonces un sistema propietario, en el que solo se podnan usar contadores especiales, lo que aumentana a su vez el coste de los contadores.

En una realizacion del contador electronico con diferentes registros de tarifa se accede mediante la tecnica de telemando centralizado a los registros de tarifa que son transmitidos por la empresa de suministro al contador a traves de las lmeas electricas. Sin embargo, el numero de niveles de tarifa esta muy limitado en el contador debido a los recursos limitados. A causa del caracter unidireccional y primitivo del procedimiento no es posible enviar mediante el contador ni mediante la tecnica de telemando centralizado una respuesta sobre el resultado satisfactorio o no de un proceso de conexion. Por consiguiente, los valores de consumo estan sujetos a cierta incertidumbre. Ademas, el contador ha de representar partes de la estructura tarifaria, lo que hace practicamente imposible ofrecer de manera flexible tarifas variables. Asimismo, el precio del contador aumenta claramente tambien en esta variante.

Con un mayor enfoque en el sistema Smart Metering (medicion inteligente) se esta trabajando en otras soluciones distintas que deben ofrecer una sincronizacion horaria inteligente. Asf, por ejemplo, se trabaja con el protocolo SML (Smart Message Language, lenguaje de mensaje inteligente) en una interfaz de datos que puede representar una sincronizacion horaria desde un controlador mUc (MUC-Controller, Multi Utility Communication, comunicacion a traves de multiples vfas) hasta un contador. El controlador MUC esta conectado a una interfaz de largo alcance (GPRS, DSL o similar) y sincroniza la hora del dfa mediante el protocolo NTP (Network Time Protocol, protocolo de

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reloj en red). El controlador MUC constituye entonces una unidad de comunicacion para el contador inteligente que esta conectado al mismo mediante otra interfaz (por ejemplo, M-Bus, Wireless M-Bus, RS232). En principio, este desarrollo mejora la sincronizacion del reloj del contador mediante senales horarias, pero es identico en general desde el punto de vista del procedimiento. La figura 1 muestra esquematicamente este modo de proceder durante la sincronizacion horaria.

Asimismo, en el proceso de desarrollo del Smart Meter (contador inteligente) se integra mas memoria y mas inteligencia en los contadores, de manera que estos son capaces de representar varios registros de tarifa y no estan limitados a la corriente diurna y nocturna. La conexion se puede realizar no solo exclusivamente mediante la tecnica de telemando centralizado, sino tambien mediante el uso de enlaces de comunicacion disponibles para la lectura del contador inteligente. El resultado es, sin embargo, una pequena optimizacion, sin variarse el enfoque basico y manteniendose los obstaculos, los costes y la complejidad actuales.

Por tanto, la presente invencion tiene el objetivo de configurar y perfeccionar un procedimiento y un sistema del tipo mencionado al inicio de modo que los valores de medicion de un contador de consumo se puedan proveer de manera flexible y economica de referencias horarias.

Segun la invencion, el objetivo anterior se consigue mediante las caractensticas de la reivindicacion 1.

Desde el punto de vista del sistema, el objetivo anterior se consigue mediante las caractensticas de la reivindicacion secundaria 10.

Segun la invencion se ha comprobado primeramente que se puede prescindir de un aumento de la inteligencia en los contadores. No es necesario en ningun momento proporcionar una instancia de tiempo al contador de consumo. Segun la invencion se ha comprobado espedficamente que los valores de medicion no se han de proveer forzosamente de manera directa de un sello de tiempo en el contador de consumo. Mas bien, es posible referenciar el tiempo en un servidor de referenciacion instalado a distancia del contador de consumo. Con este fin se leen primero valores de medicion en el contador de consumo. Los valores de medicion representan el consumo medido mediante el contador de consumo. El contador de consumo permite medir en principio los consumos mas diversos. Asf, por ejemplo, se puede medir el consumo de energfa electrica, gas (natural), calor o agua.

En la proxima etapa, los valores de medicion se transmiten a un servidor de referenciacion. El valor de medicion no esta provisto aun de un sello de tiempo. Los valores de medicion se transmiten a traves de una via de comunicacion entre el contador de consumo y el servidor de referenciacion. La via de comunicacion puede estar implementada mediante los procedimientos mas diversos, conocidos en la practica. Se pueden usar tanto variantes orientadas a conexion como procedimientos de transmision orientados a paquetes. En particular en la medicion del consumo de energfa electrica resulta adecuado el uso de PLC (Powerline Communication, comunicacion mediante lmeas de potencia) que permite transmitir datos mediante banda ancha directamente a traves de lmeas electricas.

Los valores de medicion, transmitidos a traves de la via de comunicacion, son recibidos por el servidor de referenciacion y referenciados por el mismo con una hora. La hora es proporcionada al servidor de referenciacion por una instancia de tiempo. Como tiempo de referenciacion se usa el momento, en el que el valor de medicion fue recibido en el servidor de referenciacion. Segun la invencion se ha comprobado que las especificaciones, definidas usualmente en estandares correspondientes, se pueden cumplir si se conoce el tiempo de transmision en la via de comunicacion o al menos se puede limitar, o sea, es inferior con seguridad a un tiempo de transmision maximo.

La mayona de las veces, los valores de transmision son transmitidos con mucha rapidez por el contador de consumo al servidor de referenciacion. En procedimientos de transmision orientados a conexion, los tiempos de demora son claramente inferiores a un segundo, casi siempre estan situados en el intervalo de 10 milisegundos. En procedimientos de transmision orientados a paquetes se pueden originar demoras prolongadas debido a la perdida de paquetes de datos en la via de comunicacion, porque los paquetes de datos perdidos se tienen que reenviar. No obstante, se pueden controlar tambien los tiempos de demora. En cualquier caso, el tiempo para la transmision de los valores de medicion del contador de consumo al servidor de referenciacion se pueden mantener por debajo de un lfmite definible en la via de comunicacion con ayuda de medidas espedficas.

En el procedimiento segun la invencion y el sistema segun la invencion resulta particularmente ventajoso que no se necesiten cambios significativos en una infraestructura de contadores ya existente. Mas bien, la variante segun la invencion se puede aplicar en una pluralidad de infraestructuras actuales, sin grandes adaptaciones. Los valores de medicion pierden en el caso del procedimiento segun la invencion la relacion determimstica con su sello de tiempo, porque el tiempo de transmision no se puede predecir con certeza. Sin embargo, esto se asume en pro de una estructura de sistema claramente simplificada. En la referenciacion del tiempo de valores de medicion de contadores de consumo no es necesario en la mayona de los casos conocer el momento exacto de una medicion.

Una medida para limitar el tiempo de transmision maximo en la via de comunicacion puede consistir en que los tiempos de espera (timeouts) se predefinan fijamente y se seleccionen con un valor relativamente bajo en los nodos de red en la via de comunicacion. Un tiempo de espera identifica el tiempo que un nodo de red espera una

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respuesta despues de enviarse un paquete de datos a un nodo de red contiguo. Si la respuesta no se puede recibir en el tiempo de espera, se deduce que el paquete de datos se ha perdido y tal paquete de datos se reenvfa al nodo de red contiguo. En sistemas basados en TCP/IP (Transmision Control Protocol/Internet Protocol, Protocolo de Control de Transmision/Protocolo de Internet) se generan de manera dinamica tiempos de espera usualmente sobre la base de la carga actual de la red. Sin embargo, este tipo de sistema pierde asf, al menos en ciertos lfmites, la posibilidad de fijar el tiempo de transmision maximo. Esto se puede evitar, no obstante, mediante la fijacion de los tiempos de espera.

De manera complementaria o alternativa se puede limitar el numero de repeticiones de envfo. Si un nodo de red deduce que se ha perdido un paquete de datos, se reenvfa el paquete de datos. Esta repeticion del envfo se realiza hasta recibirse una respuesta del nodo de red contiguo o hasta haberse alcanzado un numero maximo de repeticiones de envfo. Si no recibe una respuesta, se considera fallida la transmision. La reduccion del numero maximo de repeticiones de envfo permite limitar entonces el tiempo de demora maximo en la via de transmision.

En sistemas de transmision orientados a paquetes, el numero de nodos de red, usados en la via de transmision, tienen tambien una influencia decisiva en el tiempo de transmision. Por tanto, el numero de nodos de red en la via de comunicacion se puede limitar como otra medida para limitar el tiempo de transmision maximo.

Los parametros necesarios para controlar el tiempo de transmision maximo se pueden ajustar ventajosamente mediante mecanismos de calidad de servicio (quality of service). La mayona de los sistemas orientados a paquetes, en particular sistemas basados en TCP/IP, ofrecen en este sentido amplias posibilidades. Por consiguiente, el procedimiento segun la invencion se puede integrar de una manera extremadamente flexible en infraestructuras existentes.

Los parametros individuales se seleccionan preferentemente de tal modo que se origina un tiempo de demora inferior a 60 segundos. En una configuracion preferida, el tiempo de demora maximo seleccionado es menor o igual que 30 segundos. En una configuracion particularmente preferida, el tiempo de demora maximo fijado es menor o igual que 20 segundos. La seleccion exacta del tiempo de demora depende del respectivo campo de aplicacion y de si se deben cumplir condiciones previas, definidas eventualmente por estandar, disposicion o ley, por ejemplo, respecto a la exactitud de los sellos de tiempo.

En la practica, particularmente los procedimientos de transmision orientados a paquetes dependen en gran medida de la carga de la red. En tramos de la red fuertemente cargados aumenta de manera significativa el tiempo de demora, porque se pueden producir colisiones de paquetes y porque los nodos de red deben almacenar temporalmente los paquetes de datos, previstos para la transmision, hasta el envfo a traves de una seccion de la red. Por tanto, se puede comprobar esporadicamente o tambien regularmente el cumplimiento del tiempo de transmision maximo. A tal efecto, el servidor de referenciacion (u otra entidad de la red situada preferentemente en el servidor de referenciacion) puede enviar una solicitud a un contador de consumo, cuyo tiempo de transmision se debe medir a traves de la via de comunicacion. El contador de consumo respondera a la solicitud y enviara una respuesta al servidor de referenciacion. A partir de la diferencia de tiempo entre el envfo de la solicitud y la recepcion de la respuesta, el servidor de referenciacion puede concluir cuanto demoro la transmision de un paquete de datos en la via de transmision. Suponiendo que en ambas direcciones, la transmision se realizo a la misma velocidad, se obtiene el tiempo de transmision actual a partir de la mitad del intervalo de tiempo medido. Si el tiempo de transmision medido es inferior al tiempo de transmision maximo, se puede inferir que la via de comunicacion puede cumplir las especificaciones. Dado que la medicion en un procedimiento de transmision orientado a paquetes no es, sin embargo, determimstico, un incumplimiento del tiempo de transmision maximo no debe implicar forzosamente una cancelacion de la via de comunicacion.

En dependencia de la configuracion de la via de comunicacion entre el contador y el servidor de referenciacion se puede usar tambien otra entidad para comprobar el tiempo de transmision. A modo de ejemplo se podna remitir a una pasarela (gateway) que en el caso del contador puede estar situada entre el contador y el servidor de referenciacion.

En una forma de realizacion simplificada, la medicion del tiempo de transmision se puede usar tambien sin haberse fijado el tiempo de transmision maximo en la via de comunicacion con ayuda de las medidas descritas antes. En las infraestructuras de red usadas para leer valores de medicion de un contador de consumo, el tiempo de transmision en la via de comunicacion no vana, por lo general, bruscamente (exceptuando fallos totales de la conexion). Por tanto, se puede partir del hecho de que el tiempo de transmision no vana significativamente entre una medicion del tiempo de transmision y una transmision del valor de medicion. Por consiguiente, el procedimiento segun la invencion y el sistema segun la invencion pueden estar implementados tambien de tal modo que el servidor de referenciacion (u otra entidad de red prevista al respecto) envfa una solicitud al contador de consumo (o una pasarela preconectada o similar) y mide el tiempo hasta recibirse una respuesta. Si a partir del tiempo transcurrido hasta la recepcion de la respuesta se puede deducir que el tiempo de transmision es inferior a un tiempo de transmision maximo definible, se puede consultar y evaluar un valor de medicion del contador de consumo.

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En una operacion Pull del contador de consumo (o sea, la solicitud activa de valores de medicion) se puede medir y evaluar tambien el tiempo entre el envfo de la solicitud y la recepcion de la respuesta, sin usarse previamente un paquete de prueba. De este modo, las variaciones del tiempo de transmision no tienen ninguna repercusion y se puede determinar con seguridad el tiempo de transmision. De este modo sena posible tambien en principio corregir el sello de tiempo mediante el tiempo de transmision medido.

Para aumentar la fiabilidad de los valores de medicion recibidos en el servidor de referenciacion se pueden interrumpir intentos de transmision de valores de medicion de un contador de consumo cuando su transmision ha demorado mas que el tiempo de transmision maximo. Esto puede ocurrir, por ejemplo, al superarse el numero maximo de repeticiones de envfo en un nodo de red en la via de comunicacion o al superarse el numero maximo de nodos de red que participan en la via de comunicacion. Por consiguiente, el valor de medicion recibido no puede cumplir las especificaciones relativas a la exactitud del sello de tiempo y la transmision del valor de medicion se puede interrumpir. A fin de evitar un vacfo mayor en los valores de medicion almacenados se puede solicitar activamente una nueva transmision de un valor de medicion actual.

En una configuracion particularmente simple del procedimiento, un valor de medicion recibido se puede referenciar con una hora al almacenarse tambien, ademas del valor de medicion recibido, la hora a la que se recibio el valor de medicion. Esto permite establecer y almacenar facilmente una relacion entre el valor de medicion y la hora.

En otra configuracion se puede generar respecto a un valor de medicion recibido una firma que depende de la hora a la que se recibio el valor de medicion. La firma y el valor de medicion se almacenan despues conjuntamente. De esta manera se puede asegurar que no se produzca una manipulacion posterior del sello de tiempo. Si la firma depende ademas del respectivo valor de medicion, se puede evitar eficazmente tambien su manipulacion posterior.

En el caso del procedimiento segun la invencion, el servidor de referenciacion esta conectado preferentemente a una pluralidad de contadores de consumo, siendo necesaria entonces solo una instancia de tiempo para una pluralidad de contadores de consumo. Dado que esta instancia de tiempo en el servidor de referenciacion se puede sincronizar, por lo general, de una manera claramente mas simple con una senal horaria, se simplifica considerablemente el sistema y es posible una reduccion significativa de los costes. Si no se pudiera recibir una senal horaria en el servidor de referenciacion, se tendran que tomar medidas especiales solo en un punto en el caso del sistema segun la invencion. No seran necesarias, por el contrario, medidas especiales en cada uno de los contadores de consumo.

Para la sincronizacion horaria se usa preferentemente un servidor de tiempo que proporciona una senal horaria mediante el protocolo NTP (Network Time Protocol). Alternativamente se pueden usar tambien otras senales de tiempo, por ejemplo, la senal DCF77 por radio.

La activacion de una transmision de valores de medicion de un contador de consumo al servidor de referenciacion se puede implementar de distinta manera. Asf, por ejemplo, el contador de consumo puede transmitir automaticamente valores de medicion al servidor de referenciacion. La transmision se puede activar como resultado de distintos eventos, por ejemplo, una transmision se puede iniciar periodicamente despues de transcurrir un intervalo de tiempo definible. No obstante, es posible tambien enviar valores de medicion cuando el valor de medicion ha cambiado, por ejemplo, en una diferencia predefinible de 5 kilovatios hora.

De manera adicional o alternativa, los valores de medicion de un contador de consumo pueden ser consultados por el servidor de referenciacion del contador de consumo. Con este fin son conocidos en la practica los procedimientos mas diversos. Esto puede tener lugar tambien periodicamente. Ademas, la consulta se puede iniciar debido a un cambio pendiente del nivel de tarifa o debido a otros eventos externos.

El servidor de referenciacion puede estar dispuesto preferentemente en un punto central. El punto central esta configurado preferentemente dentro de la red de suministro de energfa. El termino “central” se ha de entender aqrn de manera flexible. Central puede significar que el servidor de referenciacion esta localizado en un centro de calculo de una empresa de suministro. No obstante, el servidor de referenciacion puede estar dispuesto tambien en una estacion de transformacion o en un punto de conexion para una pluralidad de consumidores, por ejemplo, en el sotano de una vivienda multifamiliar o un edificio de oficinas de mayor tamano. Es esencial que la instancia de tiempo se opere por fuera del contador y que preferentemente los valores de medicion de una pluralidad de contadores de consumo se provean de un sello de tiempo.

Para una mayor flexibilizacion del sistema puede estar dispuesta una pasarela (gateway) en la via de comunicacion entre el contador de consumo y el servidor de referenciacion. La pasarela dispone preferentemente de una interfaz de corto alcance y una interfaz de largo alcance. Como interfaz de corto alcance se pueden usar, por ejemplo, protocolos M-Bus, Wireless M-Bus, RS232. Una interfaz de largo alcance puede estar formada por GPRS (General Packet Radio Service, servicio general de paquetes via radio), DSL (Digital Subscriber Line, lmea de abonado digital) o PLC (Powerline Communication). Durante el funcionamiento, la pasarela ejecuta un cambio de interfaz entre la interfaz de corto alcance y la interfaz de largo alcance. Esto permite un acoplamiento y un uso flexibles de una pluralidad de distintos contadores de consumo.

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Los valores de medicion se referencian, es decir, los valores de medicion se proveen de un sello de tiempo (el tiempo de referenciacion), mediante una unidad de referenciacion. En una configuracion preferida, la unidad de referenciacion forma parte del servidor de referenciacion. Sin embargo, es posible tambien que la unidad de referenciacion este implementada por fuera del servidor de referenciacion y que el servidor de referenciacion envfe los datos necesarios para la referenciacion a la unidad de referenciacion.

Las entidades, que participan en la via de comunicacion, entre el contador de consumo y el servidor de referenciacion estan configuradas preferentemente de modo que no se realiza ningun almacenamiento intermedio y/o ningun procesamiento ulterior de los datos recibidos. “Ningun almacenamiento intermedio” significa que los datos recibidos no se mantienen durante un tiempo mas largo (o sea, en el intervalo de pocos minutos) en la entidad. Por esto no se entiende el almacenamiento intermedio breve, por ejemplo, en un conmutador de red, hasta la transmision del paquete de datos. “Ningun procesamiento ulterior” significa que la entidad no realiza ningun procesamiento de datos mas alla de los procesamientos necesarios para la transmision. Por esto no se entiende el empaquetado o encriptado de los datos.

A continuacion se indican una vez mas algunas ventajas de distintos aspectos de la invencion:

• Se puede usar cualquier contador con la descripcion de interfaz divulgada, lo que posibilita un sistema modular y flexible.

• Costes mmimos de implementacion (roll-out).

• Proteccion de existencias para la infraestructura de contadores actuales.

• La base de tiempo del sistema no tiene que estar representada en el contador, sino que esta implementada mediante una instancia de tiempo central para muchos contadores (miles de contadores), lo que genera un efecto sinergico considerable.

• Sincronizacion horaria simple y fiable.

• Flexibilidad de tarificacion tanto a nivel de contador como a nivel de tarifa. El sistema posibilita una pluralidad de tarifas, incluso tarifas personalizadas.

• Costes operativos mmimos del sistema como resultado de gastos mmimos de reparacion y mantenimiento.

Existen entonces distintas posibilidades para configurar y perfeccionar ventajosamente la instruccion de la presente invencion. A este respecto se remite, por una parte, a las reivindicaciones subordinadas a la reivindicacion 1 u 11 y, por la otra parte, a la siguiente explicacion de un ejemplo de realizacion preferido de la invencion por medio del dibujo. Junto con la explicacion del ejemplo de realizacion preferido de la invencion por medio del dibujo se explican tambien en general configuraciones y variantes preferidas de la instruccion. En el dibujo muestran:

Fig. 1 un esquema de bloques simplificado de un sistema para referenciar el tiempo de valores de medicion de un contador de consumo, conocido en la practica;

Fig. 2 un esquema de bloques simplificado de un sistema, segun la invencion, para referenciar el tiempo de valores de medicion; y

Fig. 3 un diagrama de flujo para explicar los tiempos de demora en la via de comunicacion.

La figura 1 muestra un esquema de bloques simplificado de un sistema para referenciar el tiempo de valores de medicion de un contador de consumo segun el estado de la tecnica. Un contador inteligente (smart meter), que como contador de consumo mide el consumo de energfa electrica, esta conectado a un controlador MUC (Multi Utility Communication). Al controlador MUC esta asignada una instancia de tiempo, a traves de la que el controlador MUC recibe la hora actual. El controlador MUC recibe, ademas de un valor de medicion del contador inteligente, la hora actual de la instancia de tiempo y la almacena temporalmente. De manera alternativa, el controlador MUC puede transmitir el valor de medicion junto con la referencia de tiempo directamente (o sea, sin almacenamiento intermedio) a un servidor back-end o un sistema de servidor back-end. Aqrn se almacena usualmente el valor de medicion recibido con la referencia de tiempo para fines de visualizacion y/o calculo. La desventaja del procedimiento conocido en el estado de la tecnica radica en que una instancia de tiempo separada se ha de poner a disposicion de cada controlador MUC. Esto genera costes adicionales y un sistema complejo y muy costoso. En relacion con otros detalles se remite a las explicaciones iniciales sobre el estado de la tecnica.

La figura 2 muestra un esquema de bloques simplificado de un sistema 1 segun la invencion. El sistema 1 presenta un contador de consumo 2 en forma de un contador inteligente que mide el consumo de energfa electrica. El contador inteligente esta conectado a una pasarela 3 por medio de una interfaz de corto alcance 4. La pasarela 3 esta conectada a su vez a un servidor de referenciacion 5 mediante una interfaz de largo alcance 6, estando dispuesto el servidor de referenciacion 5 a distancia de la pasarela 3. Como interfaz de corto alcance se usa una interfaz unidireccional Wireless M-Bus, a traves de la que el contador de consumo envfa valores de medicion en intervalos regulares. La interfaz de largo alcance esta formada por una red TCP/IP.

En la figura 2 se han representado solo un contador de consumo individual 2 y una pasarela individual 3 para una mejor comprension. Sin embargo, una pluralidad de contadores de consumo 2 esta conectada a un servidor de referenciacion 5. En este caso, varios (o todos) los contadores de consumo 2 se pueden comunicar tambien con el

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servidor de referenciacion 5 mediante una pasarela comun 3. El servidor de referenciacion 5 esta conectado a una instancia de tiempo 7, a traves de la que el servidor de referenciacion 5 recibe una hora actual. Cuando el servidor de referenciacion 5 recibe un valor de medicion de un contador de consumo 2, el servidor de referenciacion 5 recibe una hora actual de la instancia de tiempo 7 y referencia el valor de medicion recibido con la hora lefda (mediante el uso de una unidad de referenciacion, no representada, que forma parte del servidor de referenciacion).

El tiempo de transmision maximo de los valores de medicion desde el contador inteligente hasta el servidor de referenciacion se fija en dependencia del sistema de transmision de datos seleccionado y se mide/comprueba periodicamente.

En algunos sistemas de comunicacion, el tiempo de transmision maximo es inmanente al sistema. Asf, por ejemplo, las ondas de radio se propagan a la velocidad de la luz. Esto significa que el tiempo de transmision entre el emisor y el receptor, que se encuentran a una distancia de algunos metros a algunos kilometros, es insignificantemente corto. Asimismo, el tiempo de transmision maximo en sistemas de bus es, por lo general, determimstico y conocido. Para el procedimiento segun la invencion y el sistema segun la invencion no es importante que el tiempo de transmision se pueda determinar exactamente, sino que se garantice que el tiempo de transmision no supere un valor maximo determinado, fijado en los requerimientos de exactitud. Si esto se garantiza, el valor de medicion se puede proveer del sello de tiempo actual en el momento de recibirse en el servidor de referenciacion. Por tanto, los sellos de tiempo estan muy proximos al momento real de la medicion.

En la via de comunicacion entre el contador y el servidor de referenciacion se originan en el ejemplo de realizacion representado los siguientes tiempos de demora explicados detalladamente a continuacion:

• Transmision mediante la interfaz de corto alcance

El tiempo de transmision mediante la interfaz de corto alcance se puede pasar por alto. En un sistema de radio de corto alcance, la transmision del contador a la pasarela provoca, por ejemplo, una demora de pocos milisegundos. Otras interfaces de corto alcance presentan tiempos de transmision similares. Solo es importante que el tiempo de transmision maximo de la interfaz se pueda transmitir de manera umvoca.

• Tiempo de proceso en la pasarela

El tiempo de proceso en la pasarela esta definido principalmente por el tiempo de la recepcion. En caso de un Wireless M-Bus, la pasarela recibe los datos a una velocidad de 19,2 kBit/s. Por tanto, el tiempo de recepcion es de 33,3 ms en caso de un paquete Wireless M-Bus con un tamano de 80 byte. Los datos no se guardan, porque los valores de medicion recibidos se transmiten directamente mediante la interfaz de largo alcance al servidor de referenciacion.

• Transmision mediante la interfaz de largo alcance

El tiempo de transmision mediante la interfaz de largo alcance es tambien muy corto. Cuando se transmite un paquete Wireless M-Bus se origina, incluyendo el TCP/IP-overhead, un volumen de datos total de 500 bytes aproximadamente. Incluso en caso de una tasa de datos muy baja de 10kBits/s se genera solo un tiempo de transmision de 0,4 segundos. Si no se producen perdidas de paquetes, se genera entonces un tiempo de transmision muy corto. En interfaces de largo alcance, orientadas a conexion, por ejemplo, SDH (Synchronous Digital Hierarchy, jerarqrna digital sincronica) o ATM (Asyncronous Transfer Mode, modo de transferencia asmcrona), el tiempo de transmision esta determinado por el sistema.

• Tiempo de procesamiento en el servidor de referenciacion

Este tiempo hasta anadirse el sello de tiempo al valor se puede mantener muy bajo. Los datos se procesan inmediatamente despues de la entrada. Por tanto, el tiempo de demora es posible aqrn tambien en el intervalo de pocos milisegundos. Tan pronto deja de funcionar la recepcion (por ejemplo, en caso de un fallo en la instancia de tiempo o el entorno de operacion) se cancelan los paquetes de la pasarela, es decir, se impide el hecho de que los paquetes se mantengan durante un penodo de tiempo mayor y sean recibidos de pronto por el servidor.

En el caso ideal, los datos llegan al servidor de referenciacion en un intervalo de tiempo de milisegundos a un segundo como maximo. Por tanto, los factores mencionados antes se pueden descartar en el procedimiento segun la invencion y el sistema segun la invencion.

No obstante, en procedimientos de transmision orientados a paquetes, como TCP/IP, se pueden originar demoras considerables que divergen claramente del caso ideal. En particular se podnan mencionar los tiempos de espera y las repeticiones de envfo en la interfaz de largo alcance. En el peor de los casos es posible que la transmision de datos se realice siempre poco antes del tiempo de espera o solo en la ultima repeticion poco antes del tiempo de espera. Esto aparece representado esquematicamente en la figura 3.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de una comunicacion entre el contador (o pasarela) y el servidor de referenciacion en un sistema de acuerdo con la figura 2. Como se explico antes, el tiempo de transmision se reduce esencialmente a los tiempos de espera y las repeticiones de envfo. Cuando se inicia una comunicacion entre la pasarela y el servidor de referenciacion, se produce un handshake (apreton de manos). A tal efecto, la pasarela 3

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env^a un paquete de datos SYN al servidor de referenciacion 5. Como respuesta a la solicitud, el servidor de referenciacion 5 env^a un paquete de datos SYC, ACK. Esto es confirmado por parte de la pasarela 3 con un paquete de datos ACK. Para el handshake, el tiempo establecido es Tout0. En este tiempo, la pasarela 3 debe recibir el paquete de datos SYC. ACK.

En la figura 3 se supone despues del handshake que el servidor de referenciacion 5 no ha respondido a dos intentos de transmision de valores de transmision (representados como DATA) con un acuse de recibo positivo en el tiempo de espera Touti. De esta manera se origina un tiempo de espera total Tout para la comunicacion que se obtiene como suma del tiempo de espera Touto para el handshake, la suma de los tiempos de espera para la transmision de datos Touti para todas las repeticiones de envfo posibles y de un tiempo de espera eventual entre el envfo del paquete de datos ACK y la transmision de datos.

En una implementacion preferida, el tiempo de espera fijado para el handshake es de 10 segundos y para la transmision de datos real es de 3 segundos, pudiendose realizar 3 repeticiones como maximo. En la figura 3 no esta representado el tercer intento de transmision. Por tanto, el tiempo de transmision maximo, condicionado por el pleno “aprovechamiento” de los tiempos de espera, es de 16 segundos. En combinacion con los tiempos de demora mencionados arriba se obtiene una diferencia de tiempo maxima de 17 segundos aproximadamente. A esto se puede anadir un tiempo de espera que puede estar situado entre el envfo del paquete de datos ACK y la transmision de los datos.

El cumplimiento de este tiempo de demora se puede verificar mediante la medicion del tiempo de transmision real a traves de la interfaz de largo alcance. En una conexion bidireccional, orientada a paquetes, como la TCP/IP, el tiempo de transmision entre la pasarela y el servidor se puede medir en intervalos regulares mediante la transmision de un paquete de prueba del servidor de referenciacion a la pasarela y viceversa. De este modo, el servidor de referenciacion puede determinar el tiempo de transmision de un paquete en ambas direcciones.

La invencion se puede aplicar en todas las soluciones de medicion inteligente, en las que es posible determinar el tiempo de transmision real o maximo de los datos de un contador a un servidor. Esto puede ser una infraestructura de comunicacion basada, por ejemplo, en TCP/IP o UDP, y son posibles asimismo todos los sistemas basados en radio o Bus, en los que se conoce o se puede determinar el tiempo de transmision maximo y la suma del tiempo de transmision y la diferencia de sincronizacion del servidor es menor que la diferencia de sincronizacion maxima permitida de un reloj instalado en el contador.

En relacion con otras configuraciones ventajosas del dispositivo segun la invencion se remite a la parte general de la descripcion, asf como a las reivindicaciones adjuntas con el fin de evitar repeticiones.

Por ultimo, habna que senalar expresamente que los ejemplos de realizacion, descritos arriba, del dispositivo segun la invencion sirven solo para explicar la instruccion reivindicada y no la limitan, sin embargo, a los ejemplos de realizacion.

Lista de numeros de referencia

1

Sistema

2

Contador de consumo

3

Pasarela

4

Interfaz de corto alcance

5

Servidor de referenciacion

6

Interfaz de largo alcance

7

Instancia de tiempo

Claims (13)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para referenciar el tiempo de valores de medicion de un contador de consumo, que comprende las etapas:

   leer un valor de medicion de un contador de consumo (2), representando el valor de medicion el consumo medido por el contador de consumo (2),

   transmitir el valor de medicion mediante una interfaz de largo alcance (6) a un servidor de referencia (5) en una via de comunicacion entre el contador de consumo (2) y el servidor de referenciacion (5), estando dispuesta una pasarela (3) en la via de comunicacion, ejecutando la pasarela (3) un cambio de interfaz entre una interfaz de corto alcance (4) y la interfaz de largo alcance (6), recibir el valor de medicion en el servidor de referenciacion (5) y

   referenciar el valor de medicion, recibido por el servidor de referenciacion (5), con una hora mediante una unidad de referenciacion, proporcionando la unidad de referenciacion la hora mediante una instancia de tiempo, fijandose los tiempos de espera y/o el numero de repeticiones de envfo en nodos de red en la via de comunicacion de tal modo que se consigue cumplir un tiempo de transmision maximo en la via de comunicacion.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el numero de nodos de red, que participan en la via de comunicacion, se limita con el fin de cumplir un tiempo de transmision maximo para la transmision de un valor de medicion en la via de comunicacion.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que un tiempo de transmision maximo en la via de comunicacion se ajusta mediante mecanismos de calidad de servicio.
4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el tiempo de transmision maximo fijado es menor o igual que 60 segundos, preferentemente menor o igual que 30 segundos, con particular preferencia menor o igual que 20 segundos.
5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el cumplimiento del tiempo de transferencia maximo se comprueba mediante el envfo de una solicitud por parte del servidor de referenciacion (5) a un contador de consumo (2) y mediante la evaluacion del tiempo entre el envfo de la solicitud y la recepcion de una respuesta del contador de consumo (2).
6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la transmision de valores de medicion de un contador de consumo (2) al servidor de referenciacion (5) se interrumpe cuando se ha superado el numero de repeticiones de envfo en nodos de red en la via de comunicacion o el numero de nodos de red que participan en la via de comunicacion.
7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que para referenciar un valor de medicion recibido respecto al valor de medicion recibido se almacena la hora a la que se recibio el valor de medicion en el servidor de referenciacion (5) o se genera una firma para el valor de medicion recibido, que depende de la hora a la que se recibio el valor de medicion en el servidor de referenciacion (5), y el valor de medicion y la firma se almacenan conjuntamente.
8. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la instancia de tiempo (7) se sincroniza con una senal horaria, preferentemente una senal horaria proporcionada por un servidor de tiempo.
9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que se transmiten periodicamente valores de medicion de un contador de consumo (2) al servidor de referenciacion (5) y/o por que se solicitan periodicamente valores de medicion de un contador de consumo (2) por parte del servidor de referenciacion (5) del contador de consumo (2).
10. 10. Sistema para referenciar el tiempo de valores de medicion de contadores de consumo, en particular para la ejecucion de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende

    varios contadores de consumo (2), determinando cada contador de consumo (2) respectivamente un valor de medicion que representa un consumo medido por el contador de consumo (2),

    un servidor der referenciacion (5) que esta conectado a los contadores de consumo (2) de manera que se comunica mediante una interfaz de largo alcance (6) y esta configurado para recibir valores de medicion de los contadores de consumo (2) en una via de comunicacion entre el contador de consumo (2) y el servidor de referenciacion (5), estando dispuesta en la via de comunicacion una pasarela (3) que ejecuta un cambio de interfaz entre una interfaz de corto alcance (4) y una interfaz de largo alcance (6), una instancia de tiempo (7) para proporcionar una hora y

    una unidad de referenciacion configurada para referenciar un valor de medicion, recibido en el servidor de referenciacion (5), con una hora proporcionada por la instancia de tiempo (7),

    pudiendose fijar tiempos de espera y/o el numero de repeticiones de envfo en nodos de red en la via de

    comunicacion de tal modo que se consigue cumplir un tiempo de transmision maximo en la via de comunicacion.
11. 11. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizado por que el contador de consumo (2) mide el consumo de energfa electrica, agua, gas o calor.

    5
12. 12. Sistema de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizado por que el servidor de referenciacion (5) esta dispuesto en un punto central dentro de una red de suministro de energfa, estando formado el punto central preferentemente por un centro de calculo de una empresa de suministro de energfa, una estacion de transformacion o un punto de conexion comun para una pluralidad de consumidores.

    10
13. 13. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que la unidad de referenciacion esta configurada como parte del servidor de referenciacion (5).