FI125197B - Ennakkomaksujärjestelmä energiamittareita varten, jotka käyttävät kontaktittomia älykortteja ja joilla on energian katkaisemisen automaattinen laite - Google Patents

Description

ENNAKKOMAKSU JÄRJESTELMÄ ENERGI AMI TTAREI TA VARTEN, JOTKA KÄYTTÄVÄT KONTAKTITTOMIA ÄLYKORTTEJA JA JOILLA ON ENERGIAN KATKAISEMISEN AUTOMAATTINEN LAITE

TEKNIIKAN TAUSTA

Keksinnön ala

Esillä oleva keksintö liittyy ennakkomaksu-järjestelmään sähköenergiamittareita varten, ja erityisesti tehokkaampaan järjestelmään ja menetelmään sähköenergian syötön hallitsemiseksi ja merkittävän informaation hankkimiseksi mittarilta kontaktittomien älykorttien avulla.

Tunnetun tekniikan kuvaus Sähkölaitokset ovat suorittaneet tavanomaiset mittarien lukemiset ja laskujen yksityiskohtaisen käsittelyn tuotettujen palvelujen perimiseksi sen jälkeen, kun kuluttaja on käyttänyt nämä palvelut. Äskettäin on ehdotettu viimeisimpiä ennakkomaksujärjestel-mätekniikoita julkisten palveluiden toimittamiseksi, esimerkiksi sähkön, veden tai kaasun, tavanomaisen veloitus j ärj estelmien joidenkin hankaluuksien voittamiseksi.

Ennakkomaksutyyppinen järjestelmä suunniteltiin niin, että sähkön (tai veden tai kaasun) toimituksen ostaminen tehdään suoraan keskusasemalta ja tieto liittyen ostettuun määrään tämän jälkeen kommunikoidaan asiakkaan luo, missä toimitus kulutetaan. Asiakkaan kulutuspisteeseen (paikallinen, yritys, koti) asennetaan mittauslaite ja se vastaanottaa ennak-komaksutietoa ja lisäksi vahvistaa hankitun määrän keskusasemalle. Tavanomaisesti sähkönmittauslaite asennetaan yrityksen tai kodin ulkopuolelle ja päätelaite, joka lukee ennakkomaksutiedon, asetetaan mittarin lähelle tai yhdistetään kaapelilla tai sähkökaape- leiliä mittariin, joka sen sijaan sijaitsee sisäpuolella. Tämän tyyppisen ennakkomaksujärjestelmän haittana on, että ne ovat vaikeita asentaa ja että ne ovat kalliita. Eräs toinen ongelma tavanomaisessa ennakko-maksujärjestelmässä on, että se ei järjestä kaksisuuntaista viestinvälitystä kulutustiedosta, siitä, kuinka saldoa käytetään, missä tai mikä mittari käyttää saldoa, ja tiedosta liittyen mittariin kajoamiseen.

Eräs toinen tunnettu ennakkomaksujärjestelmä perustuu sähköntoimituksen hankkimiseen suoraan aiemmin määritetystä ostopisteestä, missä ostettuun toimitusmäärään liittyvä tieto on tallennettu magneettikor-tille kontaktillisiin älykortteihin. Tällainen ennakkomaksu j ärj estelmä edellyttää sellaisen sähkömittarin käyttöä, joka sisältää kortinlukulaitteen tai magneet-tiavaimen ja joukon lisähallintalaitteita sähköenergian toimituksen hallitsemiseksi.

Esimerkkejä yllä mainitun tyyppisistä ennakkomaksu järjestelmistä on esitetty US-patentissa 4,240,030, joka on otsikoitu "Intelligent Electric Utility meter", joka on myönnetty Jess R. Baterman'lie ja työkumppaneille 16.12.1960, ja joka esittää älykkään mittarin, joka käyttää työnnettävää magneetti-korttia säännöstelemään energiantoimitusta. US-patentti 4,629,874, joka on otsikoitu "Prepayment metering system", joka on myönnetty 16.12.1980, esittää järjestelmän, joka käyttää älykorttia ja lisäelement-tejä saldon määrittämiseksi ja energiantoimituksen säännöstelemiseksi. US-patentti 4,731,575, joka on otsikoitu "Prepayment metering system using encoded purchase cards", joka on myönnetty 15.3.1988 Joseph W. Sloan'lie, esittää järjestelmän, joka käyttää koodattuja magneettinauhakortteja hankintatiedon siirtämiseksi veloituspisteestä asiakkaalle. US-patentti 4,795,892, joka on otsikoitu "Pre-paid commodity system", joka on myönnetty 3.1.1989 CIC Systems Inc'lie, esittää järjestelmän, joka käyttää ennakkomaksua, joka on aktivoitu ostokortille sähkön, veden tai kaasun jne. toimittamiseksi. US-patentti 4,803,632, joka on otsikoitu "Intelligent utility system", joka on myönnetty yritykselle Utility Systems Corp. 7.2.1989, esittää erään ulkoisen dataprosessorimittarin, jolla on näyttö ja joka käyttää lukulaitetta tiedon liittämiseksi ja palauttamiseksi, ja korttimaksulukijalait-teen, joka on sisällytetty kiinteistön sisällä sijaitsevaan LCD-näyttöön. US-patentti 4,908,769, joka on otsikoitu "Commodity metering systems" ja joka on myönnetty yritykselle Schlumberger Electronics (UK) Ltd. 13.3.1990 esittää mittausjärjestelmän ennakkomaksulle, joka sisältää elektronisen avaimen ja aukon tämän elektronisen avaimen vastaanottamiseksi. US-patentti 5,146,047, joka on otsikoitu "Prepayment metering system using encoded purchase cards from multiple locations" ja joka on myönnetty yritykselle Cisco Systems Inc. 8.9.1992 liittyy ennakkomaksujärjesteiltään julkisten palvelujen toimittamiseksi käyttämällä magneettinauhakortteja. US-patentti 5,668,538, joka on otsikoitu "Modular electricity meter arrangement having remotely controllable switch", joka on myönnetty yritykselle Siemens Measurements Ltd. 16.9.1997, esittää mittarijärjestelyn, joka sisältää ennakkomaksumo-duulin, jolla on aukko älykorteille, muistikorteille jne. US-patentti 6,529,883, joka on otsikoitu "Prepayment energy metering system with two-way smart card communications", joka on myönnetty David M. Yee'lle ja työkumppaneille 4.3.2003, esittää energiamittauksen ennakkomaksujärjestelmän, joka käyttää älykorttia järjestämään kaksisuuntaisen tiedonvälityksen asiakkaan tiedon välittämiseksi palvelun tuottajalle. Tämän tyyppisten ennakkomaksumittareiden, joilla on magneettikorttilukija tai kontaktillinen älykortti, hankaluus sijaitsee siinä, kun lukija saatetaan näkyviin vastaanottamaan ennakkomaksukortteja, se tulee haavoittuvaksi käyttäjän aiheuttamille vauri oille (tarkoituksellisesti tai vahingossa) tai suolapitoisen ilmaston tai korkean suhteellisen kosteuden aiheuttamina. Eräs toinen ongelma tulee, kun kortinlukija yhdistetään kaapelilla mittariin, koska tällainen kaapeli on myös altis vaurioille. Kuten myös tilanteessa, jossa lukija on sisällytetty mittariin, mittarin on läpikäytävä tärkeitä fyysisiä muutoksia kasvattamalla tilavuuttaan ja tulemalla haavoittuvaiseksi vaurioille paljastamalla osan itsestään ympäristölle, tehden ne sopimattomiksi markkinoilla oleville liitti-mille, kuten S- tai A-tyypin liittimille.

On vielä erään tyyppisiä ennakkomaksujärjes-telmiä sähköenergia toimituksen ohjaamiseksi, ja ne ovat sellaisia, jotka sisältävät keinoja toimituksen katkaisemiseksi, kun saldo on käytetty. Eräs esimerkki tällaisesta järjestelmästä esitetään US-patentissa 5,959,549, joka on otsikoitu "Communal metering System" ja joka on myönnetty Andreas J. Synesiou'lie ja työkumppaneille 28.9.1999, joka esittää mittausjärjestelmän, joka toimittaa aikaisemmin maksettua sähköä useille asiakkaille, missä toimitus ja energian sulkeminen suoritetaan etänä. Tämän tyyppisten ennakkomak-sujärjestelmien epäkohtana sähköenergiatoimituksen ohjaamiseksi on, että ne tarvitsevat laitteita tiedon lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi (esimerkiksi modeemin) sähköasemalle ja sähköasemalta, ja lisäksi se on kallis. Eräs toinen ongelma tällaisessa järjestelmässä on, että se ei tuota tietoa mittariin kajoamisista .

Pitäen mielessä tunnetun tekniikan ongelmat, esillä olevan keksinnön tarkoituksena on järjestää ennakkomaksu j ärj estelmä sähköenergian toimituksen tehokkaaksi hallitsemiseksi asiakkaan luo asennettuihin sähkömittareihin.

Eräs toinen keksinnön tarkoitus on järjestää energian ennakkomaksujärjestelmä, joka käyttää mitta ria, joka on tiukasti suljettu ja joka käyttää kontak-titonta älykorttia.

Vielä eräs esillä olevan keksinnön tarkoitus on järjestää energian ennakkomaksumittausjärjestelmä, joka sisältää automaattilaitteen energian toimituksen sulkemiseksi.

Vielä eräs esillä olevan keksinnön tarkoitus on järjestää energian ennakkomaksujärjestelmä mittausta varten, joka kontaktittoman älykortin käytön avulla voisi järjestää tietoa tuottajalle kulutuksesta, saldon käytöstä, siitä, missä ja mikä mittari käyttää saldoa, ja tietoa mittarille tehdystä laittomuudesta ja kajoamisesta.

Vielä eräs esillä olevan keksinnön tarkoitus on järjestää sähköenergian toimituksen ennakkomaksume-netelmä kontaktittoman kortinlukujärjestelmän avulla.

KEKSINNÖN YTHEENVETO

Esillä oleva keksintö viittaa mittarin käyttöön, joka on täysin integroitu yhteen kappaleeseen ja täysin umpinainen ja ilman kontaktia ulkopuolen kanssa, ja joka keksintö sisältää ennakkomaksujärjestelmän ja tehokkaamman menetelmän sähköenergian toimituksen hallitsemiseksi ja merkittävän tiedon hankkimiseksi mittarilta kontaktittomien älykorttien avulla.

Esillä olevan keksinnön ennakkomaksujärjestelmä sisältää kontaktittoman ennakkomaksuhallintakor-tin energian toimituksen katkaisemisella, joka lisäksi on vastuussa ennakkomaksukortin havaitsemisesta ja vahvistamisesta kuten myös ennakkomaksujärjestelmän hallitsemisesta ja energian toimittamisesta mittarille. Edullisessa sovelluksessa kontaktiton ennakkomak-sukortti energian toimituksen katkolla sisältää kontaktittomien älykorttien luku-kirjoitus -elementin, mikrokontrollerin, AC-jännitesyötön nollakohtailmaisi-men, syötön katkaisuelementin kontrollerin ja ohjaus- kortin syöttölähteen. Esillä olevan keksinnön ennakko-maksujärjestelmä ei koko aikaa etsi kontaktitonta en-nakkomaksukorttia, koska se tuhlaisi liikaa energiaa operaatiolla, joka suoritetaan ainoastaan muutaman kerran, joten ennakkomaksukortin haku tapahtuu ainoastaan muutaman sekunnin aikana kerran minuutissa. Sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, joka käyttää: i) kontaktitonta älykorttia, johon on esila-dattu ostettu määrä käyttöä; ii) ja elektronista säh-köenergiamittaria, joka käsittää sisäisellä sähkömit-tarin sisäiset lukija-kirjoittajalla luku-kirjoitus -välineet kontaktittomia älykortteja varten; ja iii) verkkoa, joka sisältää myyntipistepäätteen, jossa on turvamodulipari, palvelimen joka on yhdistetty tiedon-siirtoliitännällä keräysjärjestelmään, joka ylläpitää tietoa asiakkaiden laskuista ja toimittajan tietokantaan tallennetusta tiedosta, sisältää vaiheet: lähetetään radiotaajuussignaali elektroniselta mittarilta kontaktittomalla ennakkomaksuohjauslaitteella; havaitaan kontaktittoman ennakkomaksuälykortin läsnäolo elektronisen käyttömittarin havaintokentän sisällä, missä elektroninen käyttömittari on ilmatiivis ja ve-sitiivis; vaihdetaan tietoa elektronisen mittarin ja kontaktittoman älykortin välillä radiotaajuuden avulla; autentikoidaan ennakkomaksualykortti ja sisäinetn lukija-kirjoittaja kontaktittomien älykorttien luku-kirjoitus -välineet kontaktittomia älykortteja varten molemminpuolisesti kahdella tai useammalla digitaalisella allekirjoituksella ja mittarin sarjanumerolla; määritetään, onko kontaktittoman ennakkomaksuälykortin saldo nollaa suurempi ennakkomaksettu kWh-määrä; puretaan ja tallennetaan älykkään ennakkomaksuälykortin ennakkomaksettu kWh-määrä elektronisen mittarin muistiin; ja tallennetaan kaikki mittarin tilasta muodostettu tieto kontaktittomaan älykkääseen ennakkomaksu-älykorttiin, missä tieto sisältää käyttäjän kuluttaman energian määrän mittarin käyttöiän aikana, mittarin saldon, ja mittariin kajoamiset, kuten katkojen lukumäärät, keskeytykset, derivaatiot ja derivaatioiden ja inversioiden aikana kerääntynyt energia..

KUVIEN LYHYT SELITYS Näkökohdat, jotka katsotaan tunnusomaisiksi esillä olevalle keksinnölle, esitetään erityisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Joka tapauksessa, keksintö itsessään johtuen sen rakenteesta ja toiminnasta, yhdessä sen muiden tarkoituksien ja etujen kanssa tulee ymmärretyksi seuraavassa tiettyjen sovellusten kuvauksessa, kun se luetaan yhdessä oheisten piirustusten kanssa, joissa piirustuksissa samat refe-renssinumerot tunnistavat identtisiä elementtejä. Kuvissa:

Kuva 1 on yksinkertaistettu kaavio, joka esittää energian ennakkomaksumittausjärjestelmää esillä olevan keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti.

Kuva 2 on toiminnallinen kaavio ennakkomaksu-järjestelmän yksinkertaistetuista lohkoista, jotka on sisällytetty elektroniseen mittariin esillä olevan keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti.

Kuvat 3 ja 3A ovat vuokaavioita, jotka ovat hyödyllisiä selittämään kuvien 1 ja 2 energian ennakkomaksumittaus j ärj estelmän toimintaa.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS Tässä käytetty termi "kontaktiton kortti" viittaa käskyn vaihtoon kortin ja luku-kirjoitus moduulin välillä ilman galvaanisten elementtien käyttämistä (esimerkiksi luku-kirjoitus -moduulin ohmisen kontaktin puuttuminen kohti kortin sisään sisällytettyä integroitua piiriä), missä käyttövoima, joka tekee korttiin sisällytetyn integroidun piirin toimivaksi, otetaan luku-kirjoitus -moduulin muodostaman käskyn kautta, ja viestinvälitys ja käyttövoima kohti näitä integroituja piirejä annetaan kytkennällä. Siten, kon-taktiton kortti voidaan erottaa muutaman millimetrin kontaktittomasta etäisyydestä aina usean senttimetrin etäisyydelle luku-kirjoitus -moduulista, ja niiden välillä on yhä tiedonsiirtoa.

Termi "älykortti" viittaa korttiin, jonka koko on samankaltainen muovisen luottokortin kanssa, ja jossa on integroitu piiri (mikroprosessori, muisti tai dedikoitu piiri) ja lukija, jolla on prosessointiteho käytettäväksi useissa sovelluksissa korkealla turvallisuustasolla .

Termi "digitaalinen allekirjoitus" tai "digitaalinen avain" tarkoittaa datasekvenssiä, jonka avulla koodattu käskyn salaus voidaan purkaa samalla da-tasekvenssillä.

Termi "kajoaminen" esillä olevassa keksinnössä käytettynä viittaa kaikkiin toimiin, jotka tehdään muuttamaan mittarin käyttäjän kuluttaman sähköenergian kulutusrekisteröintiä.

Termi "irti kytkeminen" viittaa toimeen, jossa sähköenergiamittarilta katkaistaan virta ilman, että katkaistaan sähköenergian toimitus käyttäjälle siten, että mittari ei voisi rekisteröidä käyttäjän energiankulutusta sinä aikana, kun mittarista on katkaista virta. Termi "inversiot" viittaa mittarin mekaanisen sijainnin muutokseen liitäntäpistorasiassa, ja jonka tarkoituksena on alentaa tai laskea vähemmän energiaa kuin mitä oikeasti kulutetaan. Termiä "deri-vaatiot" käytetään tässä tarkoittamaan siltausta mini-misähkövastukselle, joka on ulkoisesti asetettu mittariin, ja se tehdään siksi, että kaikki käyttäjän kuluttama virta ei kulje mittarin sensoreiden läpi ja siten se havaitsee vähemmän virtaa kuin käyttäjän oikeasti kuluttama määrä on, ja nämä siltaukset yleisesti tunnetaan termillä 'bridge'.

Termi "esteenvaroitus" on mielivaltainen korttien joukossa, ja riippuen korttien sarjanumerois ta, vain yksi korteista valitaan, mikä on määritetty standardeissa ISO 14443-3A ja IS014443-4A.

Esillä oleva keksintö esittää ennakkomaksu-järjestelmän ja menetelmän sähköenergian mittausta varten kontaktittomalla tiedonsiirrolla, missä elektroninen mittari on täysin integroitu yhteen kappaleeseen, kokonaan umpinainen ja ilman mitään kontaktia ulkomaailman kanssa. Edullisessa sovelluksessa ennakkomaksu j ärj estelmä ja menetelmä energian mittaamiseksi vähentää asennuskustannuksia tuottaen integroidun elektronisen mittarin, joka sallii tiedonsiirron sekä käyttäjämittarille että sähkölaitokselle, ilman että käytetään olemassa olevia sähkölinjoja tai tiedonsiirtolaitteita ylimääräisten modeemien kautta. Lisäksi, ja esillä olevan keksinnön edullisten sovellusten mukaisesti, kontaktiton tiedonsiirto järjestetään kon-taktittoman sähkömittariin integroidun älykkään lukija-kirjoittajan kautta, missä älykortti siirtää suoraan mittarille ostetun datamäärän ja lisäksi vastaanottaa ja tallentaa tietoa mittarin toimintamuuttujista kuten myös mittariin kajoamisesta, jotka tiedot siirretään sähkötuottajan tietokantaan, kun kontaktiton älykortti ladataan uudelleen. Energian ennakkomaksu-järjestelmä sallii tuotetun palvelun maksamisen ennen kulutusta käyttämällä kontaktitonta älykorttia. Tällainen kontaktiton älykortti ladataan uudelleen myyntipisteessä tai suoraan energiantuottajan latauspis-teessä.

Esillä olevassa keksinnössä asiakas vastaanottaa sähkön sähkövoimalaitokselta sähkölinjoja pitkin suoraan omistajan mittariin ja ei ole välttämätöntä kytkeä mittaria mihinkään tiedonsiirtolaitteeseen tai ulkoiseen laitteistoon, joka toimisi linkkinä (esimerkiksi infrapuna-yhteys, suorakaapeliyhteys, radiotaa-juusyhteys tai tiedonsiirto AC-linjan yli) ohjaamassa sähkön toimitusta.

Kuva 1 esittää yksinkertaistetun kaavion energianmittauksen ennakkomaksujärjestelmästä esillä olevan keksinnön edullisen sovelluksen mukaisesti. Kuten kuvassa 1 esitetään, energianmittauksen ennakko-maksujärjestelmä edullisesti sisältää myyntipisteen 20 päätelaitteet, jotka voivat sijaita keskusasemalla ja/tai tuottajan veloituspisteissä. Myyntipisteen 20 päätelaitteet on varustettu älykorttien 23 luku-kirjoitus -moduulilla, joka voi olla tavanomaista tyyppiä kontaktittomille korteille tai voi olla sitä varten erityisesti kehitetty. Myyntipisteen 20 päätelaitteella on tiedonsiirtonajapinta 27 yhdistämään se palvelimen 21 kautta veloitusjärjestelmään, joka ylläpitää tietoa asiakkaiden laskuista, ja tuottajan tietokantaan 22 tallennettuun tietoon, esimerkiksi modeemin kautta käyttämällä Internetiä tai intranetiä tai dedikoitua yhteyttä. Tietokanta 22 voi lisäksi tallentaa käyttäjän ostaman ennakkomaksetun kWh-määrän, mittarin käyttöiän aikana mitatun kWh-määrän, kuten myös käyttäjän tekemät kajoamiset analysointia ja jatkotoimenpiteitä varten sähköyhtiössä.

Jotta järjestetään turvallinen tiedonsiirto kuten myös datalähetyksen vastaanoton validointi myyntipisteen 20 päätelaitteen ja palvelimen 21 välillä, energianmittauksen ennakkomaksujärjestelmä sisältää turvamoduuliparin 24 ja 25, jotka kuten kuvassa 1 esitetään, on asennettu sekä palvelimeen että myyntipisteeseen. Turvamoduulit 24 ja 25 edullisesti järjestävät salaus- ja salauksenpurkutoimintoja tiedonsiirrolle palvelimen 21 ja myyntipisteen 20 päätelaitteen välille, esimerkiksi digitaalisten avainten käytöllä, missä datan salaus puretaan vain tällaisten avainten käytöllä. Kun dataa lähetetään myyntipisteen päätelaitteelta palvelimelle tai päinvastoin, ja vaikka datan lähetys voitaisiinkin siepata, datan salausta ei voitaisi purkaa ilman salauksenpurkuavaimia. Myyntipisteen 20 päätelaitteen ja ennakkomaksuälykortin 15 välillä lähetetty data salataan turvamoduulissa 24 älykorttiin 15 kirjoitettujen digitaalisten avainten avulla. Turvamoduuli 24 lisäksi järjestää datan turvallisuutta transaktioille, jotka tehdään kontaktitto-malla älykortilla 15 ja älykortin 23 luku-kirjoitus -moduulilla. Edullisesti kontaktiton älykortti 15 ja elektroninen mittari 18 lisäksi sisältävät sala-us/salauksen purkumoduulit, jotka on asennettu niiden vastaaviin mikrokontrollereihin tai integroituihin piireihin tiettyä käyttöä varten ennakkomaksujärjes-telmiä varten suorittamaan tämän salatun tiedon vaih-tofunktion. Erityisen edullisessa sovelluksessa sähkö-mittarin salausmoduuli sijaitsee kontaktittoman ennak-komaksuohjauskortin mikrokontrollerissa ja siinä on energiansyötön katkaisu tai se voi olla kontaktittomi-en älykorttien lukijassa. Tällä hetkellä sähköenergian toimituspalve-lun vuokrauksessa tai uudistamisessa sähköyhtiö asentaa esillä olevan keksinnön ennakkomaksujärjestelmän elektronisen mittarin käyttäjän 19 kotiin ja antaa uudelleenkäytettävän kontaktittoman ennakkomaksuälykor-tin 15, johon on aiemmin ladattu tietyllä määrällä ennalta maksettuja kilowattitunteja myyntipisteessä 20. Edullisessa sovelluksessa kontaktiton ennakkomaksuäly-kortti 15 personoidaan mikrokontrollerin muistiin tallennetulla tiedolla. Tällaista tietoa voi olisi mittarin numero, sopimusnumero, kortin latauksen viimeisin päivämäärä, turva-avaimet (esimerkiksi digitaaliset allekirjoitukset kuten myös ne, jotka on spesifioitu Mifare©-salausjärjestelmässä (tässä edullisessa sovelluksessa avainta A käytetään purkamaan tietty määrä ennakkomaksettua kWh-määrää ja avainta B, joka voi ladata ja purkaa tietyn ennakkomaksetun kWh-määrän kortin sektorille) tai DES-järjestelmiä jne.), ennakko-maksetun kWh-määrän data, ennakkomaksettu kWh-määrä siirrettäväksi mittariin purkamalla. Erityisen edullisessa sovelluksessa kontaktittoman ennakkomaksukortin mikrokontrollerimuisti pystyy sallimaan ja tallentamaan sähkömittarin tuottamaa tietoa liittyen käyttäjän kuluttamaan energiaan mittarin käyttöiän aikana ja tietoa mittarin kajoamiseen liittyen. Sähköenergian toimituksen aloittamiseksi käyttäjä asettaa kontaktittoman ennakkomaksuälykortin 15 lähelle kontaktitonta elektronisen mittarin lukija-kirjoittajaa 18, joka vahvistaa ennakkomaksukortin 15 ja purkaa kokonaan tai osittain ennakkoon maksetun kWh-määrän. Kortille 15 ostetun ennakkoon maksetun kWh-määrän kokonaisen tai osittaisen purkamisen mittariin 18 määritys riippuu kortille tallennetusta arvosta liittyen ennakkoon maksettuun kWh-määrään, joka tullaan siirtämään mittariin purkamalla tai kun saldo on pienempi kuin purettu arvo. Esillä olevassa keksinnössä termi "ennakkoon maksettu kWh-määrä, joka siirretään purkamalla" on ennalta määrätty käyttäjän tai energiayrityksen määrittämä määrä. Oletetaan, että tämä numero olisi 50, kun kortti asetetaan lähelle en-nakkomaksumittaria, purettu määrä on 50kWh 50kWh:sta paitsi, kun kortilla jäljellä oleva ennakkoon maksettu kWh-määrä on pienempi kuin 50. Tässä tapauksessa koko ennalta maksettu kWh-määrä puretaan kortilta mittariin. Samanaikaisesti tai ennakkoon maksetun kWh-määrän purkamisen jälkeen kontaktiton mittarin lukija-kirjoittaja lataa kaiken elektronisen mittarin muodostaman tiedon liittyen käyttäjän kuluttamaan energiaan kortilla mittarin käyttöiän aikana ja mittariin kajoamisen. Elektroninen mittari 18 jatkuvasti näyttää näytöllään tietoa jäljellä olevasta ennakkoon maksetun sähköenergian toimitusmäärästä niin, että käyttäjä voisi mennä oikealla hetkellä myyntipisteen 20 päätelaitteelle lataamaan uudelleen kontaktittoman älykortin 15. Myyntipisteen 20 päätelaite hyväksyy, lukee ja kirjoittaa tietoa ennakkomaksuälykortille 15 ja ennak-komaksuälykortilta 15, joka tieto on spesifistä säh-könmittauksen ennakkomaksujärjestelmälle, kuten toi mittajan ohjelmassa määrätään. Kuten aiemmin mainittiin, kortti voidaan ladata uudelleen myyntipisteessä 20, mutta myös kortin keräämät tiedot elektronisesta mittarista puretaan lähetettäväksi tietokantaan 22, jotta energiayritys voi uudistaa tietonsa. Myyntipisteen 20 päätelaite hyväksyy määriä joko pesoissa (tai missä tahansa muussa valuutassa riippuen maasta) kuten myös kilowateissa/tunti ja se viestittää tämän transaktion takaisin palvelun toimittajan palvelimelle 21 tallentamista varten tietokantaan 22. Tämä tieto kuitenkin, kuten se on tallennettuna 15 ennakkomaksuäly-korttiin 15 niin, että käyttäjä purkaa ennakkoon maksetun kWh-määrän mittariin 18, on kWh-muodossa. Sen vuoksi mittarin näyttö näyttää tämän ennakkomaksutie-don kWh-muodossa.

Kuva 2 esittää toiminnallisen elektronisen mittarin kaavion, joka on yksinkertaistettu lohkoihin, joka sisältää kontaktittoman ennakkomaksujärjestelmän sähköenergian toimittamisen hallitsemiseksi ja hankkii oleellista tietoa siitä, ja on sopiva käytettäväksi esillä olevan keksinnön edullisessa sovelluksessa. Elektroninen sähkömittari 18 ennakkomaksulla sisältää sähköenergian mittauskortin 9, kontaktittoman ennakko-maksuohjauskortin energiansyötön katkokortilla 3, laitteen energiansyötön katkaisemiseksi 1 ja antennin 14 . Sähköenergian mittauskortti 9 sisältää energian mittausmoduulin 10, joka rekisteröi käyttäjän kuluttaman sähköenergian, mikrokontrollerin 11, joka ohjaa energian mittausmoduulin 10 toimintaa, jolla kontrollerilla on flash-muisti tiedon tallentamiseksi ennakkoon maksetusta sähköenergiasta, joka puretaan kon-taktittomasta ennakkomaksuohjauskortista 3, kuten myös mittausmoduulin 10 muodostamasta tiedosta liittyen käyttäjän kuluttamaan energiaan mittarin käyttöiän aikana ja mittariin kajoamiseen (esimerkiksi irti kytkemiset, inversiot, derivaatioiden läsnäolo, jne.), mik rokontrollerin ohjaaman nestekidenäytön 13, joka näyttää muiden muuttujien lisäksi tietoa käytettävissä olevasta käyttäjän aiemmin maksamasta energiasta, koska ennakkoon maksettu kWh-määrä voitaisiin purkaa kon-taktittomasta kortista 15, ja erityistä tietoa, joka ilmaisee käyttäjälle asettaa kortin lähelle mittaria, jotta aloitetaan ennakkoon maksetun kWh-määrän purkaminen, ja riippumattoman syöttölähteen 12 mittausmo-duulille 10 ja energianmittauskortin 9 mikrokontrollerin 11. Energialähde toimii, kun on olemassa sähköenergian syöttö, ja se toimii korkeintaan yhden sekunnin, kun tulee syöttöhäiriö, antaen riittävästi aikaa varmuuskopioida tiedot energiatransaktioista.

Kontaktiton ennakkomaksuohjauskortti energian syötön katkaisukortilla 3 on päämoduuli, joka vastaa ennakkomaksukortin 15 havaitsemisesta ja validoinnista kuten myös ennakkomaksujärjestelmän ohjaamisesta ja energiansyötöstä mittarille. Edullisessa sovelluksessa kontaktiton ennakkomaksuohjaus ja energian katkokortti 3 sisältää: kontaktittoman älykortin 8 luku-kirjoitus -elementin, jolla on myös radiotaajuusgeneraattori, mikrokontrollerin 7, AC-virtalähteen 6 nollakohtaha-vaitsimen, syötönkatkaisuelementin 5 ohjaimen ja tämän ohjaskortin 3 syöttölähteen. Kontaktiton ennakkomaksuohj auskortti energiansyötön katkaisukortilla 3 ei aina etsi kontaktitonta ennakkomaksukorttia 15, koska se tuhlaisi liikaa energiaa operaatiossa, joka tehdään harvoin. Tämän takia ennakkomaksukortin 15 etsintä tapahtuu ainoastaan muutaman sekunnin ajan kerran minuutissa.

Luku-kirjoitus -elementti esillä olevan keksinnön kontaktittomalle ennakkomaksukorttijärjestel-mälle järjestää eräässä sovelluksessa tietoa ennakko-maksuälykortista 15 elektronisen mittarin 18 mikrokontrollerille 11 mikrokontrollerin 7 avulla. Toisessa sovelluksessa luku-kirjoitus -elementti kontaktitonta korttia 8 varten järjestää mittarin 18 mikrokontrolle- rin 11 tietoa älykortille 15 mikrokontrollerin 7 kautta. Tiedonsiirto kontaktittoman älykortin 15 ja elektronisen 18 mittarin välillä suoritetaan painopiirian-tennilla ja yksi sijoitetaan kontaktittomaan ennakko-maksukorttiin (mittarin ja ennakkomaksukorttien 14 ja 17 vastaavasti, jotka ovat herkkiä radiotaajuuskais-talle, jolla tietoa lähetetään). Edullisesti korttien 8 luku-kirjoitus -elementti on integroitu piiri, joka havaitsee kontaktittoman ennakkomaksukortin olemassaolon, tulkitsee kontaktittoman ennakkomaksukortin käskyt ja muodostaa ja lähettää radiotaajuisen tehokäs-kyn. Antenni 14 lisäksi sieppaa lähetetyt radiotaajuiset tehokäskyt, ja radiotaajuuslähetyspro-tokolla on määritetty standardissa ISO 14443-3A ja ISO 14443-4A tai missä tahansa muussa tähän tarkoitukseen sopivassa dataprotokollan radiotaajuuslähetyksessä.

Kontaktittoman kortin 8 luku-kirjoitus -elementti muodostaa ja lähettää radiotaajuisen teho-käskyn antennin 14 kautta mittarille 18. Antennin 14 havaitsema vaihtokäsky radiotaajuusteholle aiheutuu kontaktittoman ennakkomaksuälykortin 15 läsnäolosta. Kun kontaktittoman kortin 8 luku-kirjoitus -elementti havaitsee ennakkomaksukortin 15 läsnäolon, se lukee ja siirtää kontaktittoman ennakkomaksukortin 15 ennakkoon maksetun määrän mikrokontrollerille 7 ennen kortin 15 verifiointia ja validointia kontaktittoman kortin 8 lukija-kirjoittajan salauksella ja salauksenpurulla. Tämä tarkoittaa sitä, että kontaktittoman kortin 8 lukija-kirjoittajan salaus/salauksenpurkumoduuli verifioi ja validoi digitaalisten allekirjoitusten kautta mikrokontrollerin tai integroidun piirin muistiin tallennetun tiedon, joka tieto on tiettyä käyttöä varten kortin 15 ennakkomaksukorteille 16, kuten esimerkiksi mittarinumeron, sopimusnumeron, kortin viimeisimmän latauspäivän, turva-avaimet, ennakkoon maksetun kWh-määrän data, ennakkoon maksetun kWh-määrän, joka siirretään mittariin purkamalla, jne. Jos tätä tietoa ei verifioida eikä validoida, lukija ei pura määrää tai kortin ennakkomaksutietoa elektronisessa mittarissa 18 .

Kun kontaktittoman ennakkomaksukortin 15 verifiointi ja validointi on suoritettu, sähköenergian toimituksen ennakkomaksetun määrän data puretaan kon-taktittomasta älykortista 15 sähköenergian mittaus-korttiin 9 ennakkomaksuohjauskortin 3 kautta, missä sähköenergian mittauskortti 9 vastaa energian määrän vähentämisestä kuten myös käyttäjä, joka kuluttaa sitä. Yleensä määrään liittyvä tieto tai ennakkomakset-tuun kWh-määrään liittyvä tieto on tallennettu sähköenergian mittauskortin 9 mikrokontrollerin 11 flash-muistiin, ja mikrokontrolleri 11 vastaa sähköenergian-syötön ennakkomaksetun määrän vähentämisen ohjauksesta, kun käyttäjä kuluttaa yhden kilowattitunnin ener-gianmittausmoduulin lähettämän kulutustiedon perusteella .

Vaihtoehtoisessa tavassa oleellista tietoa mittarin historiatiedosta, joka tallennetaan kontak-tittomaan ennakkomaksuälykorttiin 15, tallennetaan myös mittauskortin 9 mikrokontrolleriin 11 flash-muistiin. Sen vuoksi tiedon vaihto elektronisen mittarin 18 ja älykortin 15 välillä tehdään erityisesti ennakkomaksuohj auskortin 3 mikrokontrollerilla 7 ja mittauskortin mikrokontrollerilla 11 sarjaliitännän kautta. Toisin sanoen, mikrokontrolleri 11 on se elementti, joka tallentaa tiedon flash-muistiinsa, kun taas mikrokontrolleri 7 havaitsee kortin 15 läsnäolon, lukee mikrokontrollerin 11 flash-muistiin tallennetun sarjaliitännän kautta ja myös lukee ennakkomaksukortin 15 tietoa ennakkomaksukorttien 8 lukija-kirjoittajan kautta, ja toimii välittäjänä siirtämään tiedon yhdestä järjestelmästä toiseen.

Esillä olevan keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa ennakkomaksujärjestelmä sähköenergiamitta-reita varten kontaktittomilla älykorteilla sisältää automaattisen käyttäjän sähköenergian katkolaitteen 19. Erityisesti viitataan kuvaan 2, jossa esitetään, että ennakkomaksuohjauskortti sisältää myös sähköenergian nollakohtailmaisimen 6 ja syötönkatkolaitteen ohjaimen 5, joka ohjaa laitetta, joka katkaisee tai uu-delleenmuodostaa energiansyötön 1. Esillä olevan keksinnön edullisessa sovelluksessa ennakkomaksuohjaus-kortin 3 mikrokontrolleri 7 tietää, kuinka paljon sähköenergiaa on jäljellä käyttäjän kulutusta varten, koska se lukee tämän tiedon sähköenergian mittauskor-tista 9. Sen vuoksi mikrokontrolleri ohjaa syöttöä tai katkaisee sähköenergian käyttäjältä 19.

Tyypillisesti sähköenergian katkaiseminen käyttäjältä 19 tapahtuu, kun mittarin 18 sähköenergian mittauskorttiin 9 tallennettu käytettävissä oleva energiamäärä, joka luetaan mikrokontrollerilla 7, on yhtä suuri kuin nolla. Sähköenergian syöttö avataan uudelleen, kun sähköenergian mittauskortissa 9 käytettävissä oleva energiamäärä, joka luetaan mikrokontrollerilla 7, on suurempi kuin nolla. Koko ajan ennakko-maksukortin 3 mikrokontrolleri 7 lukee käyttäjälle käytettävissä olevan sähköenergian määrää energianmit-tauskortista 9.

Energiansyötön katkaisu tai uudelleenavaus suoritetaan syötönkatkon ja häiriöhälytyksen ohjauslaitteella 5, missä syötönkatko/uudelleen avauslaite 1 voi edullisessa sovelluksessa olla rele. Energiansyöt-tö voidaan katkaista releellä ja häiriöhälytysoh-jaimella 5, ja ohjain 5 sekä avaa että sulkee releen 1, kun mikrokontrolleri 7 edellyttää sitä sulku- tai avauskäskyllä, ohjain 5 avaa tai sulkee releen elektronisella laitteella. Lisäksi rele ja häiriöhälytysoh-jain 5 ilmoittaa mikrokontrollerille 7, mikäli ener-giahäiriö on tapahtunut, ja se on tietoinen sähköener-giahäiriöistä nollakohtailmaisimella 6. Tämän takia se suorittaa tarvittavat varotoimet ja tietoa ei häviä energiansyöttöhäiriön aikana. Kaikkia näitä laitteita syötetään syöttölähteellä 4.

Kun mikrokontrolleri 7 lukee, että sähköenergian mittauskorttiin tallennettu käytettävissä oleva energiamäärä on nolla, mikrokontrolleri 7 lähettää sulkukäskyn rele- ja häiriöhälytysohjaimelle 5. Rele-ja häiriöhälytysohjain 5 sisältää mikrokontrollerin (ei esitetty), jolla on kolme sisääntuloporttia ja kaksi ulostuloporttia. Mikrokontrollerin yksi sisään-tuloportti toimii ilmaisemaan sitä, että sen pitäisi sulkea rele sulkien energiansyötön 1. Mikrokontrollerin toinen sisääntuloportti toimii ilmaisemaan sitä, että sen pitäisi avata energiansyötön sulkurele 1, kun taas viimeinen mikrokontrollerin sisääntuloportti ilmaisee AC-nollakohtalinjalle (tarkoittaa piirin maata tai nollaa volttia) käskyn, joka ilmaisee nollakohdan, joka ilmaisee lisäksi sen polariteetin, jonka suuntaan se ylitti AC-syötön. Toisin sanoen, viimeinen sisääntuloportti ilmaisee sen hetken, kun vaihe on tullut positiiviseksi neutraalin suhteen (toisin sanoen, en-nakkomaksumoduulikortin 3 maa) ja päinvastoin (vaihe tulee negatiiviseksi neutraalin suhteen). Tämän toiminnon antaa sähköenergian 6 nollakohtailmaisin (tämä on tasoilmaisinpiiri hystereesillä, joka on toteutettu operaatiovahvistimella tai jännitteenjakajalla), ja nollakohtaa käytetään kahta tarkoitusta varten. Ensimmäinen on se, että kun energiareleen 5 häiriöohjauksen mikrokontrolleri (ei esitetty) havaitsee, että ei ole nollakohtien ylitystä, minkä jälkeen päätellään, että energiansyöttö on keskeytetty ja se muodostaa sähkö-energiansyötön katkaisemisen ennakkomaksuohjauskortis-sa energian syötönkatkolaitteella. Tässä kohdassa se lähettää yhdellä ulostuloportilla käskyn ilmaista mikrokontrollerille 7, että sen täytyy pitää sopivat tiedot omaa toimintaansa varten ja että se ei menetä transaktiodataa, jota se mahdollisesti suorittaa. Toinen tarkoitus on releen 1 avaaminen ja sulkeminen, ja jotta rele suljetaan, releen pitää vastaanottaa tasa-virtakäsky aktivointiliittimiinsä, ja avaamiseksi sen täytyy vastaanottaa tasavirtakäsky, mutta käänteisellä tavalla käskylle, joka sulkee sen. Releen aktivoimiseksi, kun havaitaan nollakohta ja AC-sähkönsyötön polariteetti, voitaisiin rele avata ja aktivoida puolijohdelaite 2, kun vaiheen polariteetti on negatiivinen neutraalin suhteen ja sulkea se aktivoimalla puolijohdelaite 22, kun vaihe on positiivinen neutraalin suhteen. Ja päinvastoin, kun mikrokontrolleri 7 lukee käytettävissä olevan energiamäärän, joka on suurempi kuin nolla, mikrokontrolleri 7 lähettää syöttö-käskyn rele- ja häiriöhälytysohjaimen mikrokontrollerille, joka aktivoi energian nollakohtailmaisimen 6 puolijohdelaitteen 2 positiivisen linjajakson aikana. On ymmärrettävä, että syötön katko- ja energiahäiriön hälytysohjainlaite 5 voidaan sisällyttää pienelle kortille tai kontaktittoman ennakkomaksu- ja energiansyö-tön katkokortin 3 mikrokontrollerin lisätoimintona.

Kuten aiemmin esitettiin, älykortti 15 on uudelleenkäytettävä ja spesifinen kullekin mittarille. Tämä tarkoittaa sitä, että korttia pitää käyttää vain yhdessä tietyssä mittarissa. Älykortti sisältää mikrokontrollerin tai kontaktittomissa ennakkomaksukorteis-sa 16 spesifisen käytön piirin ja antennin 17. Kortin personoitu tieto tallennetaan mikrokontrollerin 16 sisäiseen muistiin. Älykortti on edullisesti tavanomaisen luottokortin kokoinen ja silti standardin ISO 14443-1, 14443-2, 14443-3 ja 14443-4 mukainen, vaikka tämä ei olekaan pakollista. Niin ikään, kontaktittomi-en ennakkomaksuälykorttien käytöllä sähköenergian toimittamiseksi esillä olevan keksinnön sähkömittareita varten ennakkomaksujärjestelmässä on kolme päätoimintoa: 1) purkaa ennakkoon maksettu kWh-määrä yhdistettäväksi elektroniseen energiamittariin; 2) vastaanottaa dataa liittyen kulutettuun energiaan mittarin koko käyttöiän aikana, mittarin kajoamisiin, kuten irti kytkemisiin, inversioihin ja derivaatioiden läsnäoloihin, ilman että tarvitsee vuokrata lukijaa tai sisällyttää monimutkaisia ja kalliita järjestelmiä; ja 3) välttää mittarin häiriötä ja mekaanista tuhlausta.

Toiminnassa esillä olevan keksinnön kontak-tittomien älykorttien sähköenergian ennakkomaksujär-jestelmä ladataan mittariin kontaktittomalla ennakko-maksukortilla, jossa on energiansyötön sulku, ja joka suorittaa ennakkomaksukortin havaitsemis- ja validoin-titoimintoja, kuten myös ennakkomaksujärjestelmän ohjausta ja energiansyöttöä mittariin kuvien 3 ja 3A vuokaavion mukaisesti. Erityisesti, kontaktittoman en-nakkomaksuohjaus- ja energiansyötön sulkukortin 3 mikrokontrolleri 7 ohjaa esillä olevan keksinnön ennakko-maksujärjestelmää, kuten myös tiedonsiirtoa koskien ennakkomaksua mittarin 18, ennakkomaksukortin 15 ja energianmittauskortin 9 välillä, ja sen toiminta on riippumatonta järjestelmän muista mikrokontrollereista .

Ennen ohjaus- ja tiedonsiirtotoimintojen aloitusta, mikrokontrolleri 7 alustaa tiedonvälitys-sarjaportit, joilla se kommunikoi mikrokontrollerin 11 kanssa ja konfiguroi kontaktittomien älykorttien 8 lukija-kirjoittajan niin, että se toimii esimerkiksi standardin ISO 14443-4A mukaisesti. Kun portit ja lukija-kirjoittaja on alustettu, mikrokontrolleri 7 lukee sähköenergian mittauskorttiin 9 tallennetun datan, kuten asiakkaan sarjanumeron, tallennetun kWh-määrän mittarin käyttöiän aikana, irti kytkemisien määrän, inversioiden määrän, derivaatiot ja derivaatioiden läsnäolon aikana kerääntyneen energian (mittarin sarjanumero luetaan ainoastaan tässä ohjelman vaiheessa, koska se ei muutu koskaan). Kun data on luettu, mikrokontrollerin 7 sisäinen viivyttäjä alustetaan niin, että se muodostaa keskeytyksen jokaisen 70 millisekunnin jälkeen, jotta mikrokontrolleri 7 suorittaa tietyn tehtävän. Mikrokontrolleri 7 sen jälkeen asetetaan inaktiiviseen tilaan, mikä tarkoittaa sitä, että se lopettaa tehtävien suorittamisen ja menee "lepotilaan" energian säästämiseksi. On erittäin tärkeää säästää energiaa, jotta täytetään standardit ja vältetään turhia rahallisia häviöitä energiayhtiölle. Mikrokontrolleri 7 voi tulla pois inaktiivisesta tilasta vain vii-vyttäjän keskeytyksellä tai energiansyöttöhäiriön keskeytyksellä. Sen vuoksi kontaktittoman ennakkomaksuoh-jauskortin mikrokontrolleri 7, jossa on energian syötön sulku 3, odottaa keskeytystä, ja mikrokontrolleri on tässä tilassa suurimman osan ajasta. Tällä tavalla, jos viivyttäjä muodostaa kes-keytyskäskyn (lohko 90), mikrokontrolleri 7 jättää inaktiivisen tilan ja lukee mittarin saldon, kerääntyneet kWh-määrän, irti kytkemisten, keskeytysten, deri-vaatioiden ja inversioiden määrän (lohko 100). Vastakkaisessa tapauksessa mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla, kun se odottaa keskeytyskäskyä (lohko 80).

Kun mikrokontrolleri 7 lukee energian mitta-uskorttiin 9 tallennetun datan (lohko 100), se verifioi ja muuttaa releen tilan käyttäjän ennakkomaksusal-don mukaisesti. Mikrokontrolleri 7 verifioi lohkossa 100 saadun tiedon perusteella, että toimituksen ennak-komaksusaldo on suurempi kuin nolla (lohko 110) . Jos saldo ei ole suurempi kuin nolla, se verifioi, että rele 1 on avattu (lohko 120). Jos releen 1 tilan verifiointi vaiheessa 120 on negatiivinen, mikrokontrolleri 7 lähettää käskyn syötönsulku ja häiriöhälytyslait-teen ohjaimelle, joka suorittaa releen 1 avaustoimin-non (lohko 130) sähköenergian syötön sulkemiseksi mittariin 18. Releen 1 avaamisen jälkeen lohkossa 130 mikrokontrolleri 7 lukee mittarin LCD-näytöllä esitetyn tiedon (lohko 160) . Kuitenkin, jos lohkossa 120 määritetty tulos on tyydyttävä, tämä tarkoittaa sitä, että rele 1 on auki, niin mikrokontrolleri 7 lukee mittarin 18 näytöllä esitetyn tiedon (lohko 160).

Muutoin, jos lohkossa 110 luettu saldo on suurempi kuin nolla, mikrokontrolleri 7 verifioi, että rele 1 on suljettu (lohko 140) . Jos lohkon 140 releen 1 tilan verifioinnin tulos on negatiivinen, mikrokontrolleri 7 lähettää käskyn syötönsulku- ja häiriöhäly-tyslaitteen 5 ohjaimelle, joka suorittaa releen sulku-toiminnon (lohko 150), jotta sallitaan sähköenergian syöttö mittariin 18. Kun rele 1 on suljettu lohkossa 150, mikrokontrolleri 7 lukee mittarin 18 näytöllä esitetyn tiedon (lohko 160) . Joka tapauksessa, jos lohkon 140 määrityksen tulos on myönteinen, tämä tarkoittaa sitä, että rele 1 on suljettu, niin mikrokontrolleri 7 lukee mittarin 18 näytöllä esitetyn tiedon (lohko 160).

Heti releen 1 tilan verifioinnin jälkeen, kuten lohkoissa 110-160 kuvattiin, mikrokontrolleri 7 verifioi energian mittausmoduulin 10 mikrokontrollerin kautta, että näkymä esitetään mittarissa (lohko 170). Jos lohkossa 170 esitetty näkymä on "ennakkomaksu", mikrokontrolleri 7 verifioi, onko kontaktittoman älykortin luku-kirjoitus -elementin 8 radiotaajuus-generaattori päällä (lohko 180), ja sen jälkeen aloittaa ennakkomaksukortin haun. Jos lohkon 180 määritys on negatiivinen, muodostetaan käsky (lohko 190) radiotaajuuden päälle laittamiseksi ja sen jälkeen mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskeytyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin. Myönteinen tapaus lohkossa 180 tarkoittaa sitä, että radiotaajuus on laitettu päälle, ja sen jälkeen radiotaajuuskäskyn lähetys aloitetaan antennin 14 kautta, jotta havaitaan lähellä olevan kontaktittoman älykortin 15 läsnäolo (lohko 220).

Kun lohkossa 170 esitetty näkymä vastaa näkymää "kWh, inversiot, irti kytkemiset, derivaatiot", mikrokontrolleri 7 tarkistaa, onko radiotaajuuslähetys (lohko 200) kytketty pois, ja tapauksessa, jossa ra- diotaajuuslähetys on kytketty pois, mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskeytyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin. Jos ra-diotaajuuslähetyksen tilan verifioinnin tulos on negatiivinen, tämä tarkoittaa sitä, että radiotaajuuslähe-tys on kytketty pois, niin mikrokontrolleri 7 kytkee pois tai deaktivoi radiotaajuuslähetyksen (lohko 210) ja palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskeytyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin.

Kun mikrokontrolleri 7 on suorittanut energi-anmittauskorttiin 9 tallennetun datan lukemisen, releen 1 tilan verifioinnin ja muuttamisen, ja tarkistuksen, että LCD näytetään mittarissa radiotaajuuslähetyksen aktivoimiseksi/deaktivoimiseksi, se etenee havaitsemaan kontaktittoman ennakkomaksuälykortin 15 läsnäolon ja suorittaa ennakkomaksupurkutransaktion.

Kuten aiemmin mainittiin, kun mikrokontrolleri vahvistaa, että radiotaajuus on kytketty päälle, mikrokontrolleri lähettää radiotaajuuskäskyn antennin 14 kautta, joka käsky suorittaa korttien 15 etsintä-toiminnon (lohko 220) standardin ISO 14443-3A mukaisesti. Kun lohkon 220 korttien etsintäkutsu on suoritettu, mikrokontrolleri 7 verifioi, että havaintoken-tässä on olemassa älykortti 15 (lohko 230) . Jos älykortti on havaintokentän sisällä lohkossa 230, suoritetaan esteenvaroitus sen määrittämiseksi, onko ha-vaintokentässä useampi kuin yksi älykortti (tapauksessa, jossa kentässä on useampi kuin yksi älykortti 15, yksi estetään standardin ISO 1444-3A mukaisesti). Jos lohkossa 230 havaintokentässä ei ole yhtään älykorttia 15, mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskeytyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin.

Kun kortti on havaittu kentän sisällä, järjestelmä valitsee kortin (lohko 250) tiedonsiirtoprotokollan mukaisesti radiotaajuudella (määritetty esimerkiksi standardissa ISO 14443-3A, ja myös standardissa ISO 14443-4A). Kun kortti on valittu lohkossa 250, mikrokontrolleri 7 autentikoi kortin ennakkoon maksetun kWh-määrän purkamisen digitaalisella allekirjoituksella ja mittarin sarjanumerolla (lohko 260) . Tämän jälkeen mikrokontrolleri verifioi, vastaako älykortti mittaria (lohko 270). Jos kortti ei vastaa mittaria, mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskeytyskäs-kyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin. Kuitenkin, jos kortti vastaa mittarin, niin se lukee kortin saldon (lohko 280) . Tässä kohdassa mikrokontrolleri 7 verifioi, onko ennakkomak-suälykortilla saldoa (290). Jos lohko 290 määritys on negatiivinen, mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskey-tyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin. Jos lohkossa 290 verifioinnin tulos on myönteinen, niin mikrokontrolleri sallii älykortin 15 saldon purkamisen energian mittauslaitteen 9 mikrokontrollerin 11 flash-muistiin kontaktit-tomalla ennakkomaksuohjauskortilla (lohko 300). On mahdollista, että koko ennakkomaksusaldoa ei pureta kerralla, koska purettava saldo riippuu kortille tallennetusta määrästä muuttujassa "purussa siirrettävä ennakkoon maksettu kWh-määrä". Heti purkamisen saldon jälkeen lohkossa 300 järjestelmä lukee mittarin jäljellä olevan saldon (lohko 320). Uusi ennakkomaksettu saldo, joka on seurauksena lohkon 320 operaatiosta, lähetetään (lohko 330) energiamittarin flash-muistiin mikrokontrollerilla 11. Samanaikaisesti tai kun uusi saldoarvo on vastaanotettu, mikrokontrolleri 11 lähettää älykortille 15 (lohko 340) mittausmoduulissa 10 muodostettua tietoa liittyen käyttäjän kuluttamaan energiaan mittarin käyttöiän aikana ja mittariin kajoamiseen (esimerkiksi irti kytkemiset, inversiot, de-rivaatioiden läsnäolo, jne.)· Kun tieto on lähetetty älykortille 15, mikrokontrolleri 7 palaa inaktiiviseen tilaan energian säästämiseksi samalla odottaen keskey-tyskäskyä (lohko 80) ja aloittaa uudelleen lohkoissa 90-180 esitetyn rutiinin.

Vaikka edellä on esitetty ja kuvattu esillä olevan keksinnön tiettyjen toteutusten muotoja, alan ammattimiehelle on ilmeistä, että keksintöön voidaan tehdä erilaisia muutoksia ja muunnoksia ilman, että poiketaan keksinnön suojapiiristä. Sen vuoksi oheiset patenttivaatimukset suojaavat mitä tahansa muutoksia ja muunnoksia, jotka ovat esillä olevan keksinnön suo-japiirin alla.

Claims (14)

1. Sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, joka käyttää: i) kontaktitonta älykorttia, johon on esila- dattu ostettu määrä käyttöä; ii) elektronista sähkö-energiamittaria, joka käsittää sähkömittarin sisäiset luku-kirjoitus -välineet kontaktittomia älykortteja varten; ja iii) verkkoa, joka sisältää myyntipiste-päätteen, jossa on turvamodulipari, palvelimen joka on yhdistetty tiedonsiirtoliitännällä keräysjärjestel-mään, joka ylläpitää tietoa asiakkaiden laskuista ja toimittajan tietokantaan tallennetusta tiedosta, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet: lähetetään radiotaajuussignaali elektroniselta mittarilta kontaktittomalla ennakkomaksuohjauslait-teella; havaitaan kontaktittoman ennakkomaksuälykortin läsnäolo elektronisen käyttömittarin havaintokentän sisällä, missä elektroninen käyttömittari on ilmatii-vis ja vesitiivis; vaihdetaan tietoa elektronisen mittarin ja kontaktittoman älykortin välillä radiotaajuuden avulla; autentikoidaan ennakkomaksuälykortti ja sisäinet kontaktittomien älykorttien luku-kirjoitus -välineet molemminpuolisesti kahdella tai useammalla digitaalisella allekirjoituksella ja mittarin sarjanumerolla; määritetään, onko kontaktittoman ennakkomaksuälykortin saldo nollaa suurempi ennakkomaksettu kWh-määrä; puretaan ja tallennetaan ennakkomaksuälykortin ennakkomaksettu kWh-määrä elektronisen mittarin muistiin; ja tallennetaan kaikki mittarin tilasta muodostettu tieto kontaktittomaan ennakkomaksuälykorttiin, missä tieto sisältää käyttäjän kuluttaman energian määrän mittarin käyttöiän aikana, mittarin saldon, ja mittariin kajoamiset, kuten katkojen lukumäärät, keskeytyk- set, derivaatiot ja derivaatioiden ja inversioiden aikana kerääntynyt energia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että kontaktittoman ennakkomaksuälykortin havaintovaihe elektronisen mittarin havaintokentän sisällä edelleen käsittää vaiheet: määritetään, onko olemassa useampi kuin yksi kon-taktiton ennakkomaksuälykortti elektronisen energia-mittarin havaintokentän sisällä; ja valitaan kontaktiton ennakkomaksuälykortti aiemmin määritellyllä radiotaajuudella tiedonsiirtoprotokollalla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että ennakkomaksuälykortin ennakkoon maksetun kWh-määrän purkamisvaihe elektroniseen mittariin voi olla osit tainen tai kokonainen riippuen kontaktittomaan ennak-komaksuälykorttiin ennalta tallennetusta määrästä.

4. Patenttivaatimusten 1 ja 3 mukainen sähkö energian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että ennakkomaksuälykortin ennakkoon maksetun kWh- määrän purkaminen elektroniseen mittariin käsittää vaiheet: luetaan jäljellä oleva saldo mittarissa; lisätään älykortista purettu osittainen tai kokonainen saldo mittarin jäljellä olevaan saldoon; ja tallennetaan uusi ennakkomaksusaldoarvo mittariin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että tieto, joka siirretään elektronisesta mittarista ja joka tallennetaan kontaktittomaan ennakkomaksuälykort-tiin sisältää tiedon tehokertoimesta, linjan laadusta katkoista, inversioista, derivaatioiden olemassaolosta ja vastaavista toimista.

6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, t u n - n e t t u siitä, että elektronisen mittarin kontaktit-toman älykortin sisäiset luku-kirjoitus -välineet aktivoidaan muutaman sekunnin välein havaitsemaan kon-taktittoman älykortin läsnäolo havaintokentän sisällä, suorittaen autentikointiprosessin tiedonvälitystä varten ja säästäen energiaa sähköyhtiöltä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä edelleen käsittää vaiheet: luetaan saldoelektronisen mittarin muistista; varmennetaan, onko saldo suurempi kuin nolla; varmennetaan automaattisen syötönkatkolaitteen tila, jotta määritetään, onko se avoin vai suljettu; ja muodostetaan käsky avata tai sulkea automaattinen sähkösyötön katkolaite luetun ennakkomaksusaldon perusteella; ja kun saldo on suurempi kuin nolla, muodostetaan käsky sulkea automaattinen syötönkatkolaite, jotta sallitaan sähköenergian syöttö mittariin, ja kun saldo ei ole suurempi kuin nolla, muodostetaan käsky avata automaattisen syötänkatkolaite, jotta suljetaan sähköenergian syöttö käyttäjälle.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että mittarin tilasta tuotettu tieto ja energian syöttöön ja mittarin kajoamisiin liittyvä tieto tallennetaan elektronisen mittarin muistiin, missä kontaktittomaan älykorttiin tallennettu tieto puretaan tietokantaan sähköenergiayhtiön tekemää lisäanalyysia varten joka kerta, kun käyttäjä lataa uudelleen tämän uudelleen käytettävän kortin ennakkoon maksetulla kWh-määrällä myyntipisteen kautta.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähköenergian ennakkomaksumenetelmä, tunnettu siitä, että hankittu tieto sisältää käyttäjän kuluttaman energian mittarin käyttöiän aikana, mittarin saldon, ja mittariin kajoamiset, kuten katkojen määrän, keskeytykset, derivaatiot, ja derivaatioiden ja inversioiden käytön aikana kerääntyneen energian.

10. Sähköenergian syötön ennakkomaksu- ja ohjausjärjestelmä, joka käsittää: kontaktittoman älykortin ilma- ja vesitiiviille elektroniselle mittarille; elektronisen mittarin, joka sisältää sähköenergian mittauskortin, joka käsittää mittausmoduulin, joka rekisteröi käyttäjän kuluttaman sähköenergian; mikrokontrollerin, joka ohjaa energian mittausmoduulin toimintaa, jolla moduulilla on flash-muisti, joka tallentaa tietoa mittausmoduulin muodostamasta tiedosta käyttäjän kuluttamasta energiasta mittarin käyttöiän ja mittariin kajoamisten aikana; nestekidenäytön tiedon näyttämiseksi mittarin tilasta; riippumattoman tehonsyöttölähteen energian mitta-usmoduulille ja mikrokontrollerille, verkon, joka sisältää myyntipistepäätteen, jossa on turvamodulipari, ja keräysjärjestelmään tiedonsiir-toliitännällä yhdistetyn palvelimen, joka ylläpitää tietoa asiakkaiden laskuista ja toimittajan tietokantaan tallennetusta tiedosta, tunnettu siitä, että elektroninen sähköener-giamittari käsittää: a) kontaktittoman ennakkomaksun ohjauksen ja energian syötön katkokortin, missä ohjauskortti käsittää: i) kontaktittoman älykortin langattoman luku-kirjoitus -elementin kontaktittoman ennakkomaksuäly-kortin olemassaolon havaitsemiseksi, kontaktittoman ennakkomaksuälykortin käskyjen tulkitsemiseksi ja radiotaajuisen tehokäskyn muodostamiseksi ja lähettämiseksi, missä kontaktittoman älykortin langaton luku-kirjoitus -elementti edelleen sisältää salaus-/salauksen purkumodulin verifioimaan ja vahvistamaan ennakkomaksukortin autenttisuus, koodaamaan siirretyn tiedon, ja ennen purkamista verifioimaan mikro kontrollerin muistiin tallennetun tiedon oikeellisuus, joka tieto on tiettyä käyttöä varten tälle kontaktittomalle ennakkomaksukortille; ii) mikrokontrollerin tiedon vaihtamiseksi en-nakkomaksukorttien luku-kirjoitus -elementin ja energiamittarin mittausmoduulin mikrokontrollerin välillä, missä mikrokontrolleri lukee energian mit-tauskortilta käytettävissä olevan käyttäjän sähköenergian määrän; iii) sähköenergian nollailmaisimen, joka lähettää käskyn mikrokontrollerille, kun tulee energia-häiriö tiedon häviämisen estämiseksi sähkönsyöttö-häiriön aikana ja joka avaa tai sulkee releen; iv) syötönkatkolaitteen ohjaimen katkolaitteen avaamiseksi ja sulkemiseksi katko- tai avauskäskyl-lä, kun mikrokontrolleri tarvitsee sitä; v) ennakkomaksuohjauskortin tehonsyöttölähteen, missä tehonsyöttölähde toimii, kun on olemassa sähköenergian syöttöä ja toimii enintään yhden sekunnin, kun tulee syöttöhäiriö, antaen riittävästi aikaa varmuuskopioida minkä tahansa energiatransaktion tiedot; b) energiansyötön katkolaitteen; ja c) käskyn lähetys-/vastaanottoelementin.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ennakkomaksu- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että kontaktittomien älykorttien luku-kirjoitus -välineet sisältävät salaus-/salauksen purkumoduulin ennakkomak-sukortin autenttisuuden verifioimiseksi ja validoimi-seksi, siirretyn tiedon koodaamiseksi ja mikrokontrollerin muistiin tai kontaktittoman ennakkomaksukortin piirille tiettyä ennakkomaksukorttien käyttö varten tallennetun tiedon oikeellisuuden verifioimiseksi ennen kortin purkamista.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ennakkomaksu- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että tieto, joka verifioi ja validoi kontaktittoman luku- kirjoittajan, voi olla mittarin numero, sopimusnumero, kortin latauksen viimeisen päivämäärä, turva-avaimet, ennakkoon maksettu kWh-datamäärä ja/tai ennakkoon maksettu kWh-määrä, joka siirretään mittariin purkamalla.

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ennakkomaksu- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että kontaktittomasta ennakkomaksuohjauskortista purettu sähköenergian ennakkoon maksetun määrän data tallennetaan mittausmoduulin mikrokontrollerin flash-muistiin.

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen ennakkomaksu- ja ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että mittarin nestekidenäyttö näyttää tietoa käyttäjän aiemmin maksamasta käytettävissä olevasta energiasta kuten myös siitä, koska ennakkoon maksettu kWh-määrä voidaan purkaa kontaktittomasta ennakkomaksukortista, ja lisäksi sisältää erityistietoa, joka ilmaisee käyttäjälle asettaa kortti lähelle mittaria ennakkoon maksetun kWh-määrän purkamisen aloittamiseksi.