ES2853751T3 - Sistema de energía - Google Patents
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Abstract
Un sistema de energía que comprende: un grupo de dispositivos de energía (10) que comprende un dispositivo de energía; dispositivos de comunicación (100) conectados entre sí a través de una red de comunicación de corto alcance y conectados al dispositivo de energía; y un dispositivo de control/monitoreo (200) conectado a los dispositivos de comunicación (100) de manera cableada, y que transmite y recibe datos de información de estado y datos de control del dispositivo de energía a través de los dispositivos de comunicación (100), en donde los dispositivos de comunicación (100) comprenden cada uno: una primera unidad de comunicación (111) que conecta entre sí los dispositivos de comunicación a través de la red de comunicación de corto alcance y conectados al dispositivo de energía, y una segunda unidad de comunicación (112) conectada al dispositivo de control/monitoreo de manera cableada, en donde el dispositivo de control/monitoreo (200) comprende: una unidad de comunicación (210) conectada a cada uno de los dispositivos de comunicación (100) de manera cableada; una unidad de almacenamiento (230) que almacena información sobre cada uno de los dispositivos de comunicación (100) y un mensaje de comando de recuperación de acuerdo con un estado de cada uno de los dispositivos de comunicación (100); y un controlador (220) que verifica el estado de cada uno de los dispositivos de comunicación (100) y el estado de comunicación de una línea de comunicación cableada de cada uno de los dispositivos de comunicación (100) y cuando uno de los dispositivos de comunicación (100) está en un estado anormal, enviar el mensaje de comando de recuperación a uno de los dispositivos de comunicación (100); en donde los dispositivos de comunicación (100) comprenden un primer dispositivo de comunicación y un segundo dispositivo de comunicación, y cuando el estado del primer dispositivo de comunicación (100) y el estado de comunicación de la línea de comunicación cableada del primer dispositivo de comunicación (100) están en el estado anormal, el controlador (220) envía información relacionada con el primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal y el mensaje de comando de recuperación al segundo dispositivo de comunicación (100) en el estado normal y conectado al primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal; y en donde el segundo dispositivo de comunicación (100) transmite el mensaje de comando de recuperación al primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de energía
Antecedentes
La presente descripción se refiere a un sistema de energía.
Un sistema de energía puede configurarse con un dispositivo de control/monitoreo, un dispositivo de comunicación y una instalación de energía. El dispositivo de control/monitoreo puede adquirir varios datos de estado y datos de error creados en la instalación de energía a través de un dispositivo de comunicación, y enviar los datos de control correspondientes a la instalación de energía correspondiente. En este punto, el dispositivo de control/monitoreo y el dispositivo de comunicación pueden conectarse de manera cableada para realizar la comunicación y pueden asegurar la fiabilidad de la comunicación y los datos a través de una comunicación de tipo cerrado.
Sin embargo, es posible que el dispositivo de comunicación no compruebe el mal funcionamiento del mismo y la comunicación cableada no se permite en el momento del fallo. En consecuencia, no es posible recibir órdenes del dispositivo de control/monitoreo conectado al exterior de manera cableada y recuperar un estado normal. En este caso, un administrador de campo puede tener dificultades en la determinación rápida de fallas en el dispositivo de comunicación y necesita realizar un procedimiento para la reoperación forzada. En consecuencia, la detección y recuperación de la falla del dispositivo puede carecer de velocidad y un problema de accidente secundario resultante puede ser inherente.
Además, cuando la instalación de energía, el dispositivo de comunicación y el dispositivo de control/monitoreo, que configuran el sistema de energía de manera cableada, se conectan de forma inalámbrica para maximizar la eficiencia de la comunicación, la confiabilidad de la comunicación entre los dispositivos puede degradarse y la seguridad puede ser vulnerable a un ataque externo a través de la comunicación inalámbrica. En consecuencia, para cambiar la red de comunicación cableada a la red de comunicación inalámbrica y usar la comunicación inalámbrica, se requiere aplicar el sistema de seguridad y se requiere asegurar la confiabilidad entre dispositivos para transmitir y recibir datos y cortar el exterior.
El documento CN 202994209 U proporciona un dispositivo de monitoreo para equipos giratorios.
El documento WO 2012 166250 A1 describe un dispositivo sensor que integra la tecnología ZigBee TM en un dispositivo de conmutador de energía para proporcionar monitoreo y control del uso de energía.
El documento CN 202 126 625 U proporciona un dispositivo de control de conversión de frecuencia integrado inteligente de un pozo de petróleo.
El documento US 2013308437 A1 se dirige a un sistema de control de trayectoria, que implementa el control y la configuración de una trayectoria de comunicación entre dispositivos de comunicación inalámbrica.
El documento US 2002090089 A1 describe técnicas para conexiones seguras entre clientes de redes inalámbricas y recursos de redes cableadas.
El documento US 5299 263 A describe un acuerdo de clave y autenticación de clave pública bidireccional para terminales de bajo coste.
El documento EP 1 770 900 A1 describe un aparato de comunicación capaz de identificar fácilmente a un compañero de comunicación y compartir de forma segura una clave de sesión entre el aparato de comunicación y el compañero de comunicación.
Resumen
La invención se define por el tema en cuestión de la reivindicación independiente. Las modalidades preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. Las modalidades proporcionan sistemas de energía capaces de detectar errores de instalaciones de energía y dispositivos que monitorean y controlan las instalaciones de energía, y toman fácilmente las medidas correspondientes.
Las modalidades también proporcionan sistemas de energía capaces de detectar estados de comunicación de los dispositivos que configuran el sistema de energía y, en consecuencia, realizar la transmisión y recepción de datos de manera eficiente.
Las modalidades también proporcionan sistemas de energía capaces de asegurar la confiabilidad y maximizar la estabilidad de los datos para la comunicación inalámbrica entre las instalaciones de energía y los dispositivos que monitorean/controlan las instalaciones de energía.
En una modalidad, un sistema de energía incluye un grupo de dispositivos de energía que incluye un dispositivo de energía; al menos un dispositivo de comunicación conectado mutuamente a través de una red de comunicación de corto alcance; y un dispositivo de control/monitoreo conectado al dispositivo de comunicación de manera cableada y que transmite y recibe datos de información de estado y datos de control del dispositivo de energía a través del dispositivo de comunicación, en donde el dispositivo de comunicación incluye una primera unidad de comunicación que conecta los dispositivos de comunicación a través de la red de comunicación de corto alcance, y una segunda unidad de comunicación conectada al dispositivo de control/monitoreo de manera cableada
En otra modalidad, que no cae dentro del alcance de la invención reivindicada, un sistema de energía incluye: un grupo de dispositivos de energía que incluye dispositivos de energía; al menos un dispositivo de comunicación conectado a un dispositivo de control/monitoreo a través de una red de comunicación inalámbrica o cableada y transmitiendo una clave segura y datos de autenticación al dispositivo de control/monitoreo; y el dispositivo de control/monitoreo conectado al dispositivo de comunicación a través de la red de comunicación cableada o inalámbrica, y que crea una clave de sesión sobre la base de la clave segura y los datos de autenticación recibidos del dispositivo de comunicación y que realiza la autenticación con el dispositivo de comunicación sobre la base de la clave de sesión.
Los detalles de una o más modalidades se exponen en los dibujos acompañantes y en la descripción más abajo. Otras características serán evidentes a partir de la descripción y los dibujos, y de las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de configuración de bloques de un sistema de energía al que se aplica una primera modalidad.
La figura 2 es un diagrama de configuración de bloques de un dispositivo de comunicación de acuerdo con la primera modalidad.
La figura 3 es un diagrama de configuración de bloques de un dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la primera modalidad.
La figura 4 es un diagrama de flujo de una operación del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la primera modalidad.
La figura 5 es un diagrama de flujo de una operación del dispositivo de comunicación de acuerdo con la primera modalidad.
La figura 6 es un diagrama de configuración de bloques de un dispositivo de comunicación al que se aplica una segunda modalidad.
La figura 7 es un diagrama de configuración de bloques de un dispositivo de comunicación al que se aplica la segunda modalidad.
La figura 8 es un diagrama de flujo de una operación para ejecutar un modo de comunicación inalámbrica del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la segunda modalidad.
La figura 9 es un diagrama de flujo de una operación en el modo de comunicación inalámbrica del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la segunda modalidad.
Descripción detallada de las modalidades
Ahora se hará referencia en detalle a las modalidades, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos.
Un sistema de energía de acuerdo con una modalidad se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. La invención puede, sin embargo, realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las modalidades establecidas en la presente descripción.
Además, los términos "primero" y "segundo" pueden usarse de forma selectiva o intercambiable para los miembros. En las figuras, una dimensión de cada uno de los elementos puede exagerarse para mayor claridad de la ilustración, y la dimensión de cada uno de los elementos puede ser diferente de la dimensión real de cada uno de los elementos. No todos los elementos ilustrados en los dibujos acompañantes, los cuales ilustran una o más modalidades ilustrativas deben incluirse y limitarse a la presente descripción, pero los elementos, excepto las características esenciales de la presente descripción, pueden añadirse o eliminarse.
Cualquier referencia en esta descripción a "una modalidad", "modalidad de ejemplo", etc., significa que una característica, estructura o aspecto particular descrita en relación con la modalidad se incluye en al menos una
modalidad de la invención. Las apariciones de tales frases en varios lugares de la memoria descriptiva no necesariamente se refieren a la misma modalidad. Además, cuando una característica, estructura o aspecto particular se describe en relación con cualquier modalidad, se sostiene que está dentro del alcance de un experto en la técnica afectar dicha característica, estructura o aspecto en conexión con otras de las modalidades.
Un sistema de energía de acuerdo con una modalidad se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 es un diagrama de configuración de bloques de un sistema de energía al que se aplica una primera modalidad.
Con referencia a la figura 1, un sistema 1000 de energía de acuerdo con la primera modalidad puede incluir un grupo 10 de dispositivos de energía, al menos un dispositivo 100 de comunicación y un dispositivo de control/monitoreo 200.
El grupo de dispositivos de energía 10 puede incluir una pluralidad de dispositivos de energía, cada uno de los cuales puede configurarse con varios tipos de dispositivos que consumen o generan energía. Cada dispositivo de energía del grupo de dispositivos de energía 10 puede crear datos de información de estado de acuerdo con la unidad, y los datos de información de estado pueden enviarse al dispositivo de control/monitoreo 200 a través del dispositivo de comunicación 100. Además, los dispositivos de energía del grupo de dispositivos de energía 10 pueden adquirir datos de control del dispositivo de control/monitoreo 200 y cambiar o aplicar una señal de control de una operación en base a los datos de control.
El dispositivo de comunicación 100 puede realizar comunicación con los dispositivos de energía del grupo de dispositivos de energía 10, e incluir un módulo de comunicación capaz de comunicarse con el dispositivo de control/monitoreo 200. El dispositivo de comunicación 100 de acuerdo con una modalidad puede incluir una pluralidad de dispositivos de comunicación y conectarse a una red de comunicación inalámbrica de corto alcance. El dispositivo de comunicación 100 puede configurarse para corresponder al grupo de dispositivos de energía 10, y los dispositivos de comunicación (por ejemplo, del primero al N-ésimo dispositivos de comunicación 110 a N) pueden incluir módulos de comunicación de corto alcance respectivamente y realizar la comunicación mediante el uso de los módulos de comunicación de corto alcance entre sí.
La figura 2 es un diagrama de configuración de bloques del dispositivo de comunicación de acuerdo con la primera modalidad.
El dispositivo de comunicación ilustrado en la figura 2 se describe como un ejemplo de cualquier dispositivo de comunicación entre una pluralidad de dispositivos de comunicación conectados a un grupo de instalaciones de energía de acuerdo con una modalidad, cada uno de los cuales puede tener una configuración similar.
Con referencia a la figura 2, el dispositivo de comunicación 110 de acuerdo con una modalidad puede incluir una primera unidad de comunicación 111, una segunda unidad 112 de comunicación, un controlador 113 y una unidad de almacenamiento 114.
La primera unidad de comunicación 111 puede incluir un módulo de comunicación de corto alcance para realizar la comunicación entre la pluralidad de dispositivos de comunicación de acuerdo con una modalidad. El módulo de comunicación de corto alcance capaz de configurar la primera unidad de comunicación 111 puede usar Bluetooth, identificación por radiofrecuencia (RFID), asociación de datos infrarrojos (IrDA), banda ultraancha (UWB), ZigBee o similares. La primera unidad de comunicación 111 puede activarse para la comunicación entre los dispositivos de comunicación, y enviar un mensaje de recuperación de estado a un dispositivo de comunicación correspondiente mediante el uso de la comunicación inalámbrica de corto alcance por la primera unidad de comunicación 111 en el momento de recibir el mensaje de recuperación de estado para un dispositivo de comunicación en un estado anormal desde el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con una modalidad.
La segunda unidad de comunicación 112 puede incluir un módulo de comunicación cableada para realizar la comunicación con el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con una modalidad. La segunda unidad de comunicación 112 puede transmitir datos adquiridos del grupo de dispositivos de energía 10 al dispositivo de control/monitoreo 200, o recibir datos de control para transmitirlos a una instalación de energía correspondiente del grupo de dispositivos de energía 10.
El controlador 113 puede realizar la comunicación entre los dispositivos de comunicación y el control para que los datos recibidos desde el dispositivo de control/monitoreo 200 se envíen a un destino correspondiente (dispositivo de energía). El controlador 113 puede buscar un dispositivo de comunicación correspondiente y emitir un mensaje de recuperación de estado correspondiente, cuando recibe el mensaje de recuperación de estado para otro dispositivo de comunicación conectado a través de la comunicación inalámbrica de corto alcance desde el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con una modalidad. Además, el controlador 113 puede recibir un mensaje de recuperación de estado normal desde un dispositivo de comunicación conectado a través de la red de comunicación de corto alcance. En este punto, el dispositivo de comunicación puede reconocer un estado como un estado anormal
y reiniciar por la fuerza (reiniciar) el dispositivo de comunicación de acuerdo con el mensaje de recuperación de estado.
La unidad de almacenamiento 114 puede almacenar información sobre el grupo de dispositivos de energía 10 y el dispositivo de control/monitoreo 200. La información puede ser información de identificación en cada dispositivo. Además, el dispositivo de almacenamiento 114 puede almacenar información sobre dispositivos de comunicación adyacentes conectados a través de la red de comunicación de corto alcance. La información puede incluir información de identificación e información de posición (por ejemplo, información de conexión).
La figura 3 es un diagrama de configuración de bloques del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la primera modalidad.
Con referencia a la Figura 3, el dispositivo de control/monitoreo 200 puede incluir de acuerdo con una modalidad una unidad de comunicación 210, un controlador 220, una unidad de almacenamiento 230, y una unidad de salida 240. La unidad de comunicación 210 puede incluir un módulo de comunicación cableada que puede conectarse de manera cableada con al menos un dispositivo de comunicación. Además, la unidad de comunicación 210 puede incluir un módulo de comunicación inalámbrica para transmitir datos adquiridos a través de los dispositivos de comunicación a un destino predeterminado. La unidad de comunicación 210 puede adquirir información sobre los dispositivos de energía de los dispositivos de comunicación o adquirir información de estado en los dispositivos de comunicación. El dispositivo de comunicación 210 puede permitir que los datos de control de los datos adquiridos del grupo de dispositivos de energía se transmitan a través de los dispositivos de comunicación. Además, el dispositivo de comunicación 210 puede enviar un mensaje de recuperación de estado a un dispositivo de comunicación en un estado anormal o un dispositivo de comunicación en un estado normal, que está adyacente al dispositivo de comunicación en el estado anormal, sobre la base de la información de estado del dispositivo de comunicación.
El controlador 220 puede crear datos de control para un dispositivo de energía correspondiente sobre la base de los datos adquiridos del grupo de dispositivos de energía 10 o leer datos de control almacenados previamente para dar salida a los datos de control leídos. El controlador 220 puede adquirir información de estado en los dispositivos de comunicación y crear para emitir un mensaje de recuperación de estado normal para el dispositivo de comunicación en el estado anormal sobre la base de la información de estado de los dispositivos de comunicación. Puede permitirse que el mensaje de recuperación del estado normal se envíe al dispositivo de comunicación en el estado anormal o a un dispositivo de comunicación en el estado normal, que está adyacente al dispositivo de comunicación en el estado anormal, de acuerdo con un estado de comunicación del dispositivo de comunicación correspondiente. La unidad de almacenamiento 230 puede almacenar datos de estado y datos de control de la instalación de energía incluida en el grupo de instalaciones de energía 10, que se adquieren a través del dispositivo de comunicación 100. Además, de acuerdo con una modalidad, la unidad de almacenamiento 230 puede almacenar información en el dispositivo de comunicación y almacenar información (por ejemplo, un identificador) en la comunicación cableada con el dispositivo de comunicación. Además, la unidad de almacenamiento 230 puede almacenar un mensaje de comando de recuperación o datos de control correspondientes a un estado del dispositivo de comunicación.
La unidad de salida 240 puede dar salida a información sobre datos adquiridos por y desde el dispositivo de control/monitoreo 200. La salida de datos de la unidad de salida 240 puede incluir datos de audio o datos de video. De aquí en adelante, cada operación se describirá en detalle de acuerdo con las configuraciones descritas anteriormente del dispositivo de comunicación 100 y el dispositivo de control/monitoreo 200.
La figura 4 es un diagrama de flujo de una operación del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la primera modalidad.
Con referencia a la figura 4, el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con una modalidad puede ejecutar un modo de comunicación en donde los datos adquiridos del grupo de instalaciones de energía 10 se reciben a través del dispositivo de comunicación 100 y se envían los datos de control correspondientes a los datos recibidos (operación S402). En este punto, el dispositivo de control/monitoreo 200 puede verificar la información de estado en el dispositivo de comunicación de acuerdo con la ejecución del modo de comunicación. En otras palabras, cuando el dispositivo de comunicación se configura para corresponder a la instalación de energía y se detectan errores en la recepción de datos de la instalación de energía específica, puede detectarse un estado anormal del dispositivo de comunicación correspondiente. Alternativamente, cuando se reciben datos del grupo de instalaciones de energía o se envían datos de control a través del dispositivo de comunicación, puede recibirse una señal de respuesta (por ejemplo, ACK), y cuando no se recibe la señal de respuesta, puede detectarse el estado anormal del dispositivo de comunicación correspondiente.
El controlador 220 del dispositivo de control/monitoreo 200 puede verificar constantemente si los datos o la señal de respuesta no se reciben a través de un dispositivo de comunicación específico durante la ejecución del modo de comunicación, y puede verificar si ocurre el estado anormal del dispositivo de comunicación (operación S404). Cuando se verifica el dispositivo de comunicación en el estado anormal, el controlador 220 puede determinar si un estado de una línea de comunicación cableada para el dispositivo de comunicación correspondiente (el dispositivo de comunicación en el estado anormal) es normal (operación S405). En otras palabras, incluso cuando el dispositivo de comunicación está en el estado anormal, el controlador 220 puede verificar si la línea de comunicación (la línea de comunicación cableada) del dispositivo de comunicación que conecta el dispositivo de control/monitoreo 200 está en el estado normal. El estado de la línea de comunicación cableada puede comprobarse al emitir cualquier dato o determinar si se recibe una señal de respuesta de los datos ya emitidos.
Cuando la línea de comunicación en el estado anormal es normal, el controlador 220 puede transmitir una señal de comando de recuperación del estado normal al dispositivo de comunicación en el estado anormal (el dispositivo de comunicación correspondiente) a través de la línea de comunicación (operación S408).
Por el contrario, cuando la línea de comunicación del dispositivo de comunicación en el estado anormal no es normal, el controlador 220 puede verificar información en otro dispositivo de comunicación en el estado normal (operación S410).
Cuando se confirma el dispositivo de comunicación en el estado normal, el controlador 220 puede transmitir información sobre el dispositivo de comunicación en el estado anormal y una señal de comando de recuperación al dispositivo de comunicación correspondiente (el dispositivo de comunicación en el estado normal).
Una operación del dispositivo de comunicación en el estado normal, que recibe la información en el dispositivo de comunicación en el estado anormal y la señal de comando de recuperación, se describirá con referencia a la figura 5.
La figura 5 es un diagrama de flujo de una operación del dispositivo de comunicación de acuerdo con la primera modalidad.
En una modalidad, el primer dispositivo de comunicación 110 se describe a modo de ejemplo como un dispositivo de comunicación en el estado normal y el segundo dispositivo de comunicación 120 como un dispositivo de comunicación en el estado anormal. Los dispositivos de comunicación primero y segundo 110 y 120 pueden ser dispositivos de comunicación adyacentes existentes en una red de comunicación de corto alcance conectada a través de comunicación de corto alcance.
Con referencia a la figura 5, el primer dispositivo de comunicación 110 puede ejecutar un modo de comunicación en donde los datos adquiridos del grupo de instalaciones de energía 10 se transmiten al dispositivo de control/monitoreo 200 y los datos de control recibidos desde el dispositivo de control/monitoreo 200 se envían a la correspondiente instalación de energía (operación S502).
El controlador 113 del primer dispositivo de comunicación 110 puede determinar si se recibe una señal de comando específica desde el dispositivo de supervisión/control 200. La señal de comando puede incluir información sobre un dispositivo de comunicación específico y un mensaje de comando de recuperación de estado (operación S504). El controlador 113 del primer dispositivo de comunicación 110 puede verificar la señal de comando recibida desde el dispositivo de control/monitoreo 200 (operación S506), y verificar la información en el dispositivo de comunicación en el estado anormal y el mensaje de comando de recuperación de estado incluido en la señal de comando (operación S506).
El controlador 113 puede transmitir la señal de comando de recuperación de estado normal recibida desde el dispositivo de control/monitoreo 200 al dispositivo de comunicación verificado en el estado anormal a través de la primera unidad de comunicación 111 (operación S510).
El dispositivo de comunicación en estado anormal, que recibe el comando de recuperación de estado normal, puede terminar forzosamente y reiniciar el dispositivo de comunicación en sí sobre la base del comando de recuperación de estado normal,
Como se describió anteriormente, las modalidades permiten una operación eficiente de un sistema de energía sin requerir dispositivos o mano de obra separados al permitir que los estados de comunicación y los estados de operación de los dispositivos que configuran el sistema de energía se capten rápidamente y se realicen los controles correspondientes.
Un diagrama de configuración de bloques de un sistema de energía al que se aplica una segunda modalidad puede configurarse de manera idéntica al de la figura 1.
El sistema de energía al que se aplica la segunda modalidad puede incluir un grupo de dispositivos de energía 10, al menos un dispositivo de comunicación 100 y un dispositivo de control/monitoreo 200.
El dispositivo de comunicación 100 puede realizar comunicación con dispositivos de energía del grupo de dispositivos de energía 10, e incluir un módulo de comunicación capaz de comunicarse con el dispositivo de control/monitoreo 200. El dispositivo de comunicación 100 de acuerdo con la segunda modalidad puede incluir una pluralidad de dispositivos de comunicación, y cada uno de la pluralidad de dispositivos de comunicación y el dispositivo de control/monitoreo puede conectarse a una red de comunicación cableada o una red de comunicación inalámbrica de corto alcance. Cuando se ejecuta un modo de comunicación inalámbrica con el dispositivo de control/monitoreo, el dispositivo de comunicación 100 puede realizar una autenticación mutua para ejecutar el modo de comunicación inalámbrica entre el dispositivo de comunicación autenticado y el dispositivo de control/monitoreo 200.
El dispositivo de control/monitoreo 200 puede recibir datos del grupo de dispositivos de energía 10 en el sistema de energía 1000 a través del dispositivo de comunicación 100, crear datos de control y enviar los datos de control al grupo de dispositivos de energía 10. El dispositivo de control/monitoreo 200 puede comunicarse con el dispositivo de comunicación 100 a través de comunicación cableada y comunicación inalámbrica de corto alcance. Cuando la comunicación inalámbrica con el dispositivo de comunicación 100 se realiza de acuerdo con la segunda modalidad, el dispositivo de control/monitoreo 200 puede actualizar una clave de sesión periódicamente mediante el uso de una clave segura recibida desde el dispositivo de comunicación 100. Cuando se produce un error durante la ejecución del modo de comunicación cableada, el dispositivo de control/monitoreo 200 puede autenticar el dispositivo de comunicación mediante el uso de la clave de sesión y cambiar el modo de comunicación cableada a un modo de comunicación inalámbrica para operar en el modo de comunicación inalámbrica.
La figura 6 es un diagrama de configuración de bloques de un dispositivo de comunicación al que se aplica una segunda modalidad.
Con referencia a la figura 6, el dispositivo de comunicación 100 de acuerdo con la segunda modalidad puede incluir una primera unidad de comunicación 111, una segunda unidad de comunicación 112, un controlador 113, una unidad de creación de clave segura 115, una unidad de almacenamiento 114 y una unidad de descifrado 116.
La primera unidad de comunicación 111 puede incluir un módulo de comunicación cableada para realizar la comunicación con el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con la modalidad. La primera unidad de comunicación 111 puede transmitir datos adquiridos del grupo de dispositivos de energía 10 al dispositivo de control/monitoreo 200 o recibir datos de control para ser transmitidos a una instalación de energía correspondiente del grupo de dispositivos de energía 10. Además, la primera unidad de comunicación 111 de acuerdo con la modalidad puede transmitir periódicamente la clave segura al dispositivo de control/monitoreo 200 en el momento de ejecutar el modo de comunicación cableada.
La segunda unidad de comunicación 112 puede incluir un módulo de comunicación de corto alcance para realizar comunicación inalámbrica entre una pluralidad de dispositivos de comunicación de acuerdo con la modalidad. El módulo de comunicación de corto alcance capaz de configurar la segunda unidad de comunicación 112 puede usar Bluetooth, identificación por radiofrecuencia (RFID), asociación de datos infrarrojos (IrDA), banda ultraancha (UWB), ZigBee o similares. La segunda unidad de comunicación 112 puede activarse para realizar la comunicación entre los dispositivos de comunicación y con el dispositivo de control/monitoreo 200, y ejecutar el modo de comunicación inalámbrica a través de la segunda unidad de comunicación 112, cuando se produce un evento de error, como un error de comunicación, durante la ejecución de la conexión cableada el modo de comunicación con el dispositivo de control/monitoreo 200 a través de la primera unidad de comunicación 111 de acuerdo con la modalidad. La segunda unidad de comunicación 112 puede transmitir y recibir datos de autenticación para la autenticación con el dispositivo de comunicación 100 y el dispositivo de control/monitoreo 200 en el momento de ejecutar el modo de comunicación inalámbrica.
El controlador 113 puede realizar la comunicación entre los dispositivos de comunicación y el control para que los datos recibidos desde el dispositivo de control/monitoreo 200 se envíen a un destino correspondiente (dispositivo de energía). Cuando se realiza una comunicación cableada con el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con la modalidad, el controlador 113 puede crear para generar una clave segura periódicamente o de acuerdo con una solicitud del dispositivo de control/monitoreo 200. Además, cuando se realiza una comunicación inalámbrica con el dispositivo de control/monitoreo 200, el controlador 113 puede ejecutar una operación para la autenticación mutua y cuando se completa la autenticación, ejecutar el modo de comunicación inalámbrica con el dispositivo de control/monitoreo 200.
La unidad 115 de creación de clave segura puede crear una clave segura proporcionada al dispositivo de supervisión/control 200. La clave segura creada es una clave de autenticación para transmitirse al dispositivo de control/monitoreo 200 y puede transmitirse al dispositivo de control/monitoreo 200 periódicamente o por una solicitud del dispositivo de control/monitoreo 200.
La unidad de almacenamiento 114 puede almacenar información sobre el grupo de dispositivos de energía 10 y el dispositivo de control/monitoreo 200. La unidad de almacenamiento 114 puede almacenar el certificado y la información sobre la clave segura creada por la unidad 115 de creación de clave segura. La unidad de almacenamiento 114 puede almacenar la clave de sesión adquirida del dispositivo de supervisión/control 200.
La unidad de descifrado 116 puede descifrar datos cifrados transmitidos desde el dispositivo de control/monitoreo 200.
La figura 7 es un diagrama de configuración de bloques del dispositivo de control/monitoreo al que se aplica la segunda modalidad.
Con referencia a la figura 7, el dispositivo de control/monitoreo 200 de acuerdo con la segunda modalidad puede incluir una unidad de comunicación 210, una unidad de creación de clave de sesión 240, una unidad de cifrado 250, un controlador 220, una unidad de almacenamiento 230 y una unidad de descifrado 260.
La unidad de comunicación 210 puede incluir al menos un dispositivo de comunicación y módulos de comunicación alámbricos e inalámbricos que pueden conectarse de manera alámbrica e inalámbrica, respectivamente. La unidad de comunicación 210 puede transmitir datos adquiridos a través del dispositivo de comunicación a un destino preestablecido (un dispositivo terminal externo o similar). La unidad de comunicación 210 puede recibir información sobre el dispositivo de comunicación y una clave segura para la autenticación en el momento de ejecutar un modo de comunicación inalámbrica. Además, la unidad de comunicación 210 puede transmitir información sobre una clave de sesión creada en la unidad de creación de clave de sesión 240 a un dispositivo de comunicación correspondiente a través de la clave segura. La unidad de comunicación 210 puede realizar una comunicación inalámbrica con un dispositivo de comunicación autenticado sobre la base de los controles del controlador 220.
La unidad de creación de clave de sesión 240 puede crear un certificado recibido desde el dispositivo de comunicación 100 y la clave de sesión correspondiente a la clave segura. La unidad de creación de clave de sesión 240 puede adquirir la clave segura del dispositivo de comunicación 100 periódicamente o sobre la base de los controles del controlador 220, y crear la clave de sesión en correspondencia con la adquisición de la clave segura. La unidad de cifrado 250 puede cifrar la clave de sesión creada por la unidad de creación de clave de sesión 240 y los datos de autenticación. La unidad de descifrado 250 puede cifrar la clave de sesión creada en correspondencia con la clave segura recibida de cada dispositivo de comunicación y los datos de autenticación sobre la base de los controles del controlador 220, y permitir que los datos cifrados se envíen a un dispositivo de comunicación correspondiente a través de la unidad de comunicación 210 sobre la base de los controles del controlador 220. El controlador 220 puede comprobar el certificado y la clave de cifrado recibidos del dispositivo de comunicación periódicamente o en un momento específico durante la ejecución del modo de comunicación cableada con el dispositivo de comunicación 100, y controlar la clave de sesión correspondiente a la clave de cifrado que se creará en la unidad de creación de claves de sesión 240. El controlador 220 puede transmitir la clave de sesión creada por la unidad de creación de clave de sesión 240 con los datos de autenticación a un dispositivo de comunicación correspondiente. Cuando se detecta un estado de comunicación anormal durante la ejecución del modo de comunicación cableada, el controlador 220 puede cambiar el modo de comunicación cableada al modo de comunicación inalámbrica y autenticar un dispositivo de comunicación correspondiente sobre la base de una clave de sesión pre-almacenada o actualizada.
La unidad de almacenamiento 230 puede almacenar información sobre cada dispositivo de comunicación y la clave de sesión creada en correspondencia con el dispositivo de comunicación. La clave de sesión puede actualizarse periódicamente o en cada momento específico sobre la base de los controles del controlador 220.
La unidad de descifrado 260 puede descifrar los datos cifrados recibidos desde el dispositivo de comunicación. La unidad de descifrado 260 puede recibir datos del grupo de dispositivos de energía 10 periódicamente o en tiempo real y los datos cifrados del dispositivo de comunicación 100, y descifrar los datos recibidos. Cuando la clave segura cifrada y los datos de autenticación se reciben desde el dispositivo de comunicación 100, la unidad de descifrado 260 puede descifrar los datos correspondientes para crear la clave de sesión y enviar los datos descifrados al controlador 220.
Se describirá en detalle un funcionamiento del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la segunda modalidad sobre la base de la configuración descrita anteriormente con referencia a los dibujos siguientes.
La figura 8 es un diagrama de flujo de una operación para ejecutar el modo de comunicación inalámbrica del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la segunda modalidad.
Con referencia a la figura 8, el dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la modalidad puede ejecutar un modo de comunicación cableada con al menos un dispositivo de comunicación y adquirir datos recibidos del grupo de dispositivos de energía 10 de acuerdo con el modo de comunicación cableada (operación S802). En este punto, el
dispositivo de control/monitoreo 200 puede recibir una clave segura y datos de autenticación de un dispositivo de comunicación correspondiente periódicamente o en el momento de recibir los datos del grupo de dispositivos de energía 10.
El controlador 220 del dispositivo de control/monitoreo 200 puede verificar la clave segura y los datos autenticados recibidos del dispositivo de comunicación 100, y determinar si actualizar la clave de sesión en un tiempo (período) predeterminado o en el momento de recibir la clave segura y datos de autenticación (operación S804). En la modalidad, se describe a modo de ejemplo la actualización de la información en una clave de sesión almacenada previamente en cada período predeterminado.
El controlador 220 puede determinar si llega un período de actualización de clave de sesión almacenado previamente del dispositivo de comunicación (operación S804). Cuando llega el período de actualización de la clave de sesión, el controlador 220 puede verificar la clave segura y los datos de autenticación recibidos del dispositivo de comunicación (operación S806) y permitir que se cree una clave de sesión para el dispositivo de comunicación correspondiente 100 en la unidad de creación de clave de sesión 240 (operación S808).
El controlador 220 puede almacenar la clave de sesión creada por la unidad de creación de clave de sesión 240 y correspondiente al dispositivo de comunicación 100 en la unidad de almacenamiento 230 (operación S810). En este punto, el controlador 220 puede transmitir información sobre la clave de sesión creada al dispositivo 100 correspondiente.
De acuerdo con la operación descrita anteriormente, se proporcionará una descripción detallada sobre una operación de autenticación con el dispositivo de comunicación mediante el uso la clave de sesión creada por el dispositivo de control/monitoreo 200 con referencia a la figura 9.
La figura 9 es un diagrama de flujo de una operación en el modo de comunicación inalámbrica del dispositivo de control/monitoreo de acuerdo con la modalidad.
Con referencia a la figura 9, el dispositivo de control/monitoreo 200 puede adquirir datos recibidos del grupo de dispositivos de energía 10 a través del modo de comunicación cableada con el dispositivo de comunicación 100 y recibir los datos de autenticación y la clave segura periódicamente, en cada momento específico, o junto con los datos del grupo de dispositivos de energía 10 (operación S902).
El controlador 220 del dispositivo de control/monitoreo 200 determina si un estado de comunicación cableada del dispositivo de control/monitoreo 200 o un dispositivo de comunicación específico es anormal en el momento de ejecutar el modo de comunicación cableada (operación S904). Cuando se detecta la anomalía de la comunicación cableada, el controlador 220 puede cambiar el modo de comunicación cableada a un modo de espera para la comunicación inalámbrica (operación S906). La anormalidad de la comunicación cableada puede detectarse por no recepción o errores en los datos recibidos desde un dispositivo de comunicación correspondiente, o por un error de comunicación cableada del dispositivo de control/monitoreo 200.
Con el cambio al modo de espera para el modo de comunicación inalámbrica, el controlador 220 puede realizar una autenticación mutua para la comunicación inalámbrica con el dispositivo de comunicación correspondiente sobre la base de la clave de sesión almacenada previamente del dispositivo de comunicación. La autenticación con el dispositivo de comunicación correspondiente para la comunicación inalámbrica puede realizarse mediante un protocolo de autenticación mediante el uso de la clave de sesión conocida y la clave segura.
El controlador 220 puede verificar si la autenticación del dispositivo de comunicación correspondiente se completa mediante el uso de la clave de sesión almacenada previamente (operación S910), y para un dispositivo de comunicación para el cual no se completa la autenticación, verifique la información (la clave de sesión y similares) en el dispositivo de comunicación correspondiente (operación S912) para solicitar una nueva autenticación o rehacer una solicitud de la clave segura y los datos de autenticación (operación S910).
Por el contrario, cuando se completa la autenticación para el dispositivo de comunicación correspondiente, el controlador 220 puede cambiar el modo de comunicación del modo de comunicación cableada al modo de comunicación inalámbrica, y recibir datos del grupo de dispositivos de energía 10 a través del dispositivo de comunicación correspondiente o datos de control emitidos al grupo de dispositivos de energía correspondiente 10. Como se describió anteriormente, las modalidades permiten una operación eficiente de un sistema de energía sin requerir dispositivos o mano de obra separados al permitir que los estados de comunicación y los estados de operación de los dispositivos que configuran el sistema de energía sean captados rápidamente y los controles correspondientes a los mismos se realicen.
Además, las modalidades permiten asegurar la fiabilidad de los dispositivos que configuran el sistema de energía, maximizar la seguridad para la transmisión y recepción de datos y, en consecuencia, operar el sistema de energía eficiente.
Aunque las modalidades se describen con referencia a una serie de modalidades ilustrativas de las mismas, debe entenderse que los expertos en la técnica pueden idear muchas otras modificaciones y modalidades que caerán dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Más particularmente, son posibles diversas variaciones y modificaciones en las partes componentes y/o arreglos del arreglo de combinación en cuestión dentro del alacance de las reivindicaciones anexas. Además de las variaciones y modificaciones en las partes componentes y/o arreglos, los usos alternativos serán también evidentes para los expertos en la técnica.
Claims (1)
- REIVINDICACIONESUn sistema de energía que comprende:un grupo de dispositivos de energía (10) que comprende un dispositivo de energía;dispositivos de comunicación (100) conectados entre sí a través de una red de comunicación de corto alcance y conectados al dispositivo de energía; yun dispositivo de control/monitoreo (200) conectado a los dispositivos de comunicación (100) de manera cableada, y que transmite y recibe datos de información de estado y datos de control del dispositivo de energía a través de los dispositivos de comunicación (100), en donde los dispositivos de comunicación (100) comprenden cada uno:una primera unidad de comunicación (111) que conecta entre sí los dispositivos de comunicación a través de la red de comunicación de corto alcance y conectados al dispositivo de energía, y una segunda unidad de comunicación (112) conectada al dispositivo de control/monitoreo de manera cableada,en donde el dispositivo de control/monitoreo (200) comprende:una unidad de comunicación (210) conectada a cada uno de los dispositivos de comunicación (100) de manera cableada;una unidad de almacenamiento (230) que almacena información sobre cada uno de los dispositivos de comunicación (100) y un mensaje de comando de recuperación de acuerdo con un estado de cada uno de los dispositivos de comunicación (100); yun controlador (220) que verifica el estado de cada uno de los dispositivos de comunicación (100) y el estado de comunicación de una línea de comunicación cableada de cada uno de los dispositivos de comunicación (100) ycuando uno de los dispositivos de comunicación (100) está en un estado anormal, enviar el mensaje de comando de recuperación a uno de los dispositivos de comunicación (100);en donde los dispositivos de comunicación (100) comprenden un primer dispositivo de comunicación y un segundo dispositivo de comunicación, y cuando el estado del primer dispositivo de comunicación (100) y el estado de comunicación de la línea de comunicación cableada del primer dispositivo de comunicación (100) están en el estado anormal, el controlador (220) envía información relacionada con el primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal y el mensaje de comando de recuperación al segundo dispositivo de comunicación (100) en el estado normal y conectado al primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal; yen donde el segundo dispositivo de comunicación (100) transmite el mensaje de comando de recuperación al primer dispositivo de comunicación (100) en el estado anormal.El sistema de energía de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo dispositivo de comunicación (100) recibe información del primer dispositivo de comunicación en el estado anormal y un mensaje de recuperación de estado a través de la segunda unidad de comunicación correspondiente (112) desde el dispositivo de control/monitoreo (200) durante el funcionamiento en estado normal, verifica el primer dispositivo de comunicación que está en el estado anormal y emite el mensaje de recuperación del estado a través de la primera unidad de comunicación correspondiente.El sistema de energía de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el controlador (220) envía el mensaje de comando de recuperación al primer dispositivo de comunicación (100) que se encuentra en el estado anormal cuando el estado de comunicación de la línea de comunicación cableada del primer dispositivo de comunicación (100) es normal.
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