ITMI20120628A1 - STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM - Google Patents

STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
ITMI20120628A1
ITMI20120628A1 IT000628A ITMI20120628A ITMI20120628A1 IT MI20120628 A1 ITMI20120628 A1 IT MI20120628A1 IT 000628 A IT000628 A IT 000628A IT MI20120628 A ITMI20120628 A IT MI20120628A IT MI20120628 A1 ITMI20120628 A1 IT MI20120628A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
meter
control unit
battery
voltage
counter
Prior art date
Application number
IT000628A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Andrea Giacosi
Angelo Ramolini
Original Assignee
Metersit S R L
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metersit S R L filed Critical Metersit S R L
Priority to IT000628A priority Critical patent/ITMI20120628A1/en
Priority to EP13729430.2A priority patent/EP2839252B1/en
Priority to PCT/IB2013/053047 priority patent/WO2013156947A1/en
Publication of ITMI20120628A1 publication Critical patent/ITMI20120628A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/061Indicating or recording devices for remote indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/061Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063Indicating or recording devices for remote indication using electrical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Description

CONTATORE GAS STATICO CON SISTEMA DI ALLARME BATTERIA STATIC GAS METER WITH BATTERY ALARM SYSTEM

DESCRIZIONE DESCRIPTION

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione si riferisce ai contatori gas di tipo statico, ed in particolare a contatori gas statici del tipo comprendente un trasmettitore radio per la comunicazione con una rete di comunicazioni esterna. The present invention relates to gas meters of the static type, and in particular to static gas meters of the type comprising a radio transmitter for communication with an external communications network.

L’invenzione si riferisce in particolare ad un contatore gas statico secondo il preambolo della rivendicazione 1. The invention relates in particular to a static gas meter according to the preamble of claim 1.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Negli ultimi anni sono stati sviluppati contatori gas di tipo statico (tipicamente utilizzanti un flussometro di tipo massico), in cui la misurazione del flusso avviene attraverso un sensore elettronico, ad esempio ad ultrasuoni o a stato solido (di tipo MEMS), posto all’interno di una camera di misura che mette in collegamento, tramite un’opportuna valvola, la rete di distribuzione nazionale con la derivazione d’utenza. Mentre nei contatori tradizionali (o a diaframma) la misurazione avveniva meccanicamente (Misura Volumetrica), ed anche la lettura del consumo avveniva mediante un sistema meccanico che non necessitava di una alimentazione (almeno per i piccoli calibri), i contatori statici richiedono un’alimentazione a batteria in grado di alimentare il sensore di misura (e la relativa elettronica di gestione) per un numero di anni elevato, come necessario conseguentemente alla durata legale del bollo metrico. In recent years, static gas meters have been developed (typically using a mass flow meter), in which the flow is measured through an electronic sensor, for example ultrasonic or solid state (MEMS type), placed on the inside a measuring chamber which connects the national distribution network with the utility branch via an appropriate valve. While in traditional (or diaphragm) meters the measurement took place mechanically (Volumetric Measurement), and also the reading of consumption took place through a mechanical system that did not require a power supply (at least for small calibers), static meters require a power supply battery capable of powering the measurement sensor (and the relative management electronics) for a high number of years, as necessary consequently to the legal duration of the metric stamp.

Ciò ha richiesto notevole attenzione nello sviluppo di soluzioni tecniche (elettroniche, circuitali , gestionali ) a basso consumo energetico che fossero compatibili con l’uso di batterie chimiche, soluzione ideale per garantire lunghi periodi di funzionamento e permanenza in campo. This required considerable attention in the development of technical solutions (electronic, circuit, management) with low energy consumption that were compatible with the use of chemical batteries, the ideal solution to guarantee long periods of operation and permanence in the field.

Il problema dei consumi energetici à ̈ ancor più sentito in quei contatori gas ( siano essi massici o volumetrici) che devono comunicare la misura dei consumi ad un sistema centrale remoto. In Italia, ad esempio, il Comitato Italiano Gas (CIG), entità responsabile degli standard tecnici, ha stabilito che la comunicazione possa essere effettuata o con le reti radiomobili pubbliche nelle realizzazioni punto-punto (GPRS/GSM) o mediante comunicazione RF-MBus senza fili a 169MHz; ciò richiede quindi che il contatore sia provvisto di un trasmettitore e che la/e batteria/e sia/siano dimensionata/e per alimentare sia il trasmettitore che tutta l’elettronica di controllo , gestione e raccolta dati a bordo del contatore , per un congruo numero di anni. The problem of energy consumption is even more felt in those gas meters (whether they are mass or volumetric) which must communicate the measurement of consumption to a remote central system. In Italy, for example, the Italian Gas Committee (CIG), entity responsible for technical standards, has established that communication can be carried out either with public radio networks in point-to-point installations (GPRS / GSM) or through RF-MBus communication. wireless at 169MHz; this therefore requires that the meter is equipped with a transmitter and that the battery (s) is / are sized to power both the transmitter and all the electronic control, management and data collection on board the meter, for a adequate number of years.

In aggiunta a quello dei consumi energetici, un altro problema sentito nel settore à ̈ quello della manomissione dei contatori gas statici. La rimozione della batteria potrebbe, infatti, compromettere il funzionamento del contatore, ed à ̈ quindi sentita l’esigenza di garantire rilevare prontamente eventuali manomissioni. In addition to that of energy consumption, another problem felt in the sector is that of tampering with static gas meters. Removing the battery could, in fact, compromise the functioning of the meter, and therefore the need is felt to ensure that any tampering is readily detected.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE PURPOSE AND SUMMARY OF THE INVENTION

E’ scopo della presente invenzione quello di presentare un contatore gas statico di tipo innovativo che permetta una pronta rilevazione di manomissioni alla batteria del contatore stesso. The purpose of the present invention is to present an innovative static gas meter which allows a prompt detection of tampering with the battery of the meter itself.

E’ poi scopo della presente invenzione quello di rilevare una manomissione del contatore mediante un sistema affidabile e a basso costo. The object of the present invention is also to detect tampering with the meter by means of a reliable and low-cost system.

Questo ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un contatore gas statico incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente invenzione. This and other purposes of the present invention are achieved by means of a static gas meter incorporating the characteristics of the attached claims, which form an integral part of the present invention.

L’idea alla base della presente invenzione à ̈ quella di collegare un polo della batteria sia ad una linea di massa del contatore, sia ad un ingresso di allarme dell’unità di controllo del contatore. Monitorando la tensione sull’ingresso di allarme, à ̈ possibile rilevare la rimozione della batteria, che risulta, infatti, in una variazione della tensione monitorata oltre una certa soglia. The idea behind the present invention is to connect a pole of the battery both to a ground line of the meter and to an alarm input of the meter control unit. By monitoring the voltage on the alarm input, it is possible to detect the removal of the battery, which results, in fact, in a variation of the monitored voltage beyond a certain threshold.

Questa soluzione permette di rilevare la rimozione della batteria senza bisogno di pulsanti antitampering o altri dispositivi costosi e che potrebbero rompersi con l’invecchiamento. This solution allows to detect the removal of the battery without the need for anti-tampering buttons or other expensive devices that could break with aging.

In una forma di realizzazione, il contatore comprendente una batteria ausiliaria che viene collegata, dietro comando dell’unità di controllo, alle componenti metrologiche del contatore se la tensione all’ingresso d’allarme varia oltre una soglia prestabilita. Vantaggiosamente, poi, la batteria à ̈ collegata al circuito stampato su cui à ̈ montata l’unità di controllo mediante un connettore; un sistema di protezione dalle scariche elettrostatiche comprende uno scaricatore disegnato sul circuito stampato e comprende un percorso di scarica preferenziale per l'energia. In one embodiment, the meter comprising an auxiliary battery which is connected, upon command of the control unit, to the metrological components of the meter if the voltage at the alarm input varies beyond a predetermined threshold. Advantageously, then, the battery is connected to the printed circuit on which the control unit is mounted by means of a connector; an electrostatic discharge protection system includes a discharger drawn on the printed circuit board and includes a preferential discharge path for energy.

Questa soluzione permette di evitare l’uso di scaricatori a componenti discreti che devono essere montati sul circuito stampato, pertanto migliora l’affidabilità e riduce i costi del sistema. This solution avoids the use of discrete component arresters that have to be mounted on the printed circuit, therefore improves reliability and reduces system costs.

Vantaggiosamente, lo scaricatore comprende una pluralità di elementi di scarica, in particolare dei triangoli, che presentano un vertice in posizione remota rispetto al connettore e collegato ad una linea di massa del contatore. In particolare lo scaricatore comprende un numero di elementi di scarica pari al numero di pin del contatore. Advantageously, the discharger comprises a plurality of discharge elements, in particular triangles, which have a vertex in a remote position with respect to the connector and connected to a ground line of the meter. In particular, the arrester comprises a number of discharge elements equal to the number of pins of the meter.

Questo design dello scaricatore risulta efficace e preferito. This arrester design is effective and preferred.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue. Further objects and advantages of the present invention will become clearer from the following description.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L’invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad esempi non limitativi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari. La Figura 1 illustra schematicamente un contatore gas di tipo statico; The invention will be described hereafter with reference to non-limiting examples, provided for explanatory and non-limiting purposes in the annexed drawings. These drawings illustrate different aspects and embodiments of the present invention and, where appropriate, reference numerals illustrating similar structures, components, materials and / or elements in different figures are indicated by similar reference numerals. Figure 1 schematically illustrates a gas meter of the static type;

La Figura 2 Ã ̈ un diagramma a blocchi del contatore di figura 1 secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 2 is a block diagram of the counter of Figure 1 according to a second embodiment of the present invention;

La Figura 3 illustra i cicli di carica del gruppo di carica del contatore di figura 2 secondo una forma di realizzazione; Figure 3 illustrates the charging cycles of the charging unit of the counter of Figure 2 according to an embodiment;

La Figura 4 illustra uno schema a blocchi di un contatore gas di tipo statico secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 4 illustrates a block diagram of a gas meter of the static type according to a second embodiment of the present invention;

La Figura 5 illustra uno schema a blocchi di un contatore gas di tipo statico secondo una terza forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 5 illustrates a block diagram of a gas meter of the static type according to a third embodiment of the present invention;

La Figura 6 illustra un limitatore di corrente per il contatore a gas; Figure 6 illustrates a current limiter for the gas meter;

La Figura 7 illustra i consumi misurati da un contatore gas di tipo statico; Figure 7 illustrates the consumption measured by a static gas meter;

La Figura 8 illustra schematicamente l’architettura del contatore gas di tipo statico secondo una forma di realizzazione; Figure 8 schematically illustrates the architecture of the gas meter of the static type according to an embodiment;

La Figura 9 illustra schematicamente l’architettura del contatore gas di tipo statico secondo una ulteriore forma di realizzazione; Figure 9 schematically illustrates the architecture of the static gas meter according to a further embodiment;

La Figura 10 illustra schematicamente un contatore gas di tipo statico posto all’interno di un alloggiamento ed in comunicazione con una rete di telecomunicazione; Figure 10 schematically illustrates a static gas meter placed inside a housing and in communication with a telecommunication network;

La Figura 11 illustra una soluzione alternativa a quella di figura 10 per permettere la comunicazione del contatore gas di tipo statico. Figure 11 illustrates an alternative solution to that of Figure 10 to allow the communication of the gas meter of the static type.

La Figura 12 illustra il dettaglio della connessione tra la batteria ed il circuito di alimentazione di un contatore gas di tipo statico. Figure 12 illustrates the detail of the connection between the battery and the power supply circuit of a static gas meter.

La Figura 13 illustra un sistema di protezione dalle scariche elettrostatiche del contatore gas statico secondo la presente invenzione. Figure 13 illustrates an electrostatic discharge protection system of the static gas meter according to the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mentre l’invenzione à ̈ suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni qui allegati e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi à ̈ alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l’invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni. While the invention is susceptible of various modifications and alternative constructions, some preferred embodiments are shown in the accompanying drawings and will be described in detail below. It must be understood, however, that there is no intention to limit the invention to the specific embodiment illustrated, but, on the contrary, the invention intends to cover all modifications, alternative constructions, and equivalents that fall within the scope of the Scope of the invention as defined in the claims.

L’uso di “ad esempio†, “ecc†, “oppure†indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. The use of â € œfor exampleâ €, â € œeccâ €, â € œorâ € indicates non-exclusive alternatives without limitation unless otherwise indicated.

La figura 1 mostra schematicamente un contatore gas 1 di tipo statico. Figure 1 schematically shows a gas meter 1 of the static type.

Il contatore 1 comprende, in modo noto, un corpo cavo 2 che definisce un vano di misura 3 provvisto di un condotto d’ingresso 4 ed uno d’uscita 5 per il passaggio del gas (rappresentato dalle frecce in fig. 1) che, dalla rete di distribuzione, deve essere portato all’utenza. The meter 1 comprises, in a known way, a hollow body 2 which defines a measurement compartment 3 provided with an inlet 4 and an outlet duct 5 for the passage of gas (represented by the arrows in fig. 1) which, from the distribution network, must be brought to users.

Un sensore 6, posto all’interno del vano di misura, rileva il flusso di gas che viene richiesto dall’utenza. Il sensore 6 à ̈ collegato ad un unità di controllo 7 che elabora le rilevazioni del sensore, memorizza il valore della misura e lo trasmette attivando un trasmettitore 8. A sensor 6, placed inside the measurement compartment, detects the gas flow that is required by the user. Sensor 6 is connected to a control unit 7 which processes the sensor readings, stores the measured value and transmits it by activating a transmitter 8.

Mediante un opportuno attuatore 90, l’unità di controllo controlla poi una valvola 9, interna al contatore, che apre o chiude il passaggio di gas dalla rete di distribuzione alla derivazione d’utenza. By means of an appropriate actuator 90, the control unit then controls a valve 9, inside the meter, which opens or closes the passage of gas from the distribution network to the utility branch.

Il contatore à ̈ poi provvisto di un display LCD 10 per la lettura della misura dei consumi da parte di un operatore. The meter is then equipped with an LCD display 10 for reading the consumption measurement by an operator.

La figura 2 mostra uno schema a blocchi del contatore 1, secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 2 shows a block diagram of the counter 1, according to a first embodiment of the present invention.

Il contatore 1 comprende una batteria 11 dimensionata per alimentare tutti i componenti elettrici/elettronici del contatore. Nell’esempio di realizzazione preferito, la batteria 11 à ̈ una batteria al litio con una capacità di 19Ah (tipo D) in grado di mantenere ai suoi capi una tensione di 3.6V per tutta la sua vita utile se la corrente ad essa richiesta viene limitata a valori bassi e costanti. The meter 1 comprises a battery 11 sized to power all the electric / electronic components of the meter. In the preferred embodiment example, battery 11 is a lithium battery with a capacity of 19Ah (type D) capable of maintaining a voltage of 3.6V at its ends for its entire useful life if the current is required. it is limited to low and constant values.

La batteria 11 viene scelta in modo da poter funzionare in un ampio range di temperature, preferibilmente tra -25°C e 55°C, questo perché lo stesso contatore deve poter essere installato in luoghi con condizioni ambientali tra loro molto diverse (montagna e mare) e supportare le escursioni notevoli termiche (giorno/notte, estate/inverno). Batterie di questo tipo non sono solitamente in grado di soddisfare senza degrado significativo delle caratteristiche intrinseche di durata nel tempo, le esigenze di corrente istantanea richieste dal trasmettitore 8 (e dall’elettronica di bordo, indicata complessivamente col riferimento 12) per trasmettere via radio le misure del contatore per genericamente permettere l’accesso remoto allo stesso da parte dei gestori del servizio. Per questo motivo, in parallelo al trasmettitore 8 viene previsto un gruppo di carica 13 in grado di erogare al trasmettitore 8 la corrente di cui ha bisogno per il tempo massimo stabilito per trasmettere la quantità di dati definita dalla specifica connessione. Battery 11 is chosen so that it can operate in a wide range of temperatures, preferably between -25 ° C and 55 ° C, this is because the same meter must be able to be installed in places with very different environmental conditions (mountains and sea) and support significant temperature excursions (day / night, summer / winter). Batteries of this type are usually not able to satisfy, without significant degradation of the intrinsic characteristics of duration over time, the instantaneous current requirements required by the transmitter 8 (and by the on-board electronics, indicated as a whole with reference 12) to transmit via radio. the measures of the meter to generally allow remote access to it by the service managers. For this reason, in parallel with the transmitter 8, a charging unit 13 is provided which is capable of delivering to the transmitter 8 the current it needs for the maximum time established to transmit the quantity of data defined by the specific connection.

Nella soluzione preferita, il gruppo di carica 13 à ̈ sostituito da una pluralità di condensatori in serie, ed in particolare una pluralità di supercondensatori (noti col termine inglese supercapacitor o supercap), in grado di immagazzinare l’energia sufficiente a far funzionare il trasmettitore 8 per il tempo sufficiente a comunicare la misura del consumo di gas e di tutti i dati relativi alla gestione dell’utenza nel tempo. Nell’ipotesi che il trasmettitore 8 sia di tipo GPRS, e per permettere un tempo di comunicazione adeguato, nella forma di realizzazione preferita si utilizzano due supercondensatori posti in serie. In the preferred solution, the charging group 13 is replaced by a plurality of capacitors in series, and in particular a plurality of supercapacitors (known by the English term supercapacitor or supercap), capable of storing enough energy to operate the transmitter 8 for the time sufficient to communicate the measurement of gas consumption and all data relating to user management over time. In the hypothesis that the transmitter 8 is of the GPRS type, and to allow an adequate communication time, two supercapacitors placed in series are used in the preferred embodiment.

La tensione fornita dalla batteria 11 viene fornita ai capi del trasmettitore 8 e del gruppo di carica 13 attraverso un circuito di regolazione tensione 14 controllato dall’unità di controllo 7 comprendente un microcontrollore. The voltage supplied by the battery 11 is supplied to the ends of the transmitter 8 and of the charging unit 13 through a voltage regulation circuit 14 controlled by the control unit 7 comprising a microcontroller.

In una forma di realizzazione, il circuito di regolazione 14 à ̈ un interruttore elettronico (ad esempio un transistor) che apre o chiude il collegamento tra la batteria 11 ed il gruppo di carica 13. In questo modo l’unità di controllo 7 controlla i cicli di carica del gruppo di carica 13 e mantiene sotto controllo i consumi energetici come mostrato in figura 3. In one embodiment, the regulation circuit 14 is an electronic switch (for example a transistor) which opens or closes the connection between the battery 11 and the charging unit 13. In this way the control unit 7 controls the charging cycles of the charging group 13 and keeps energy consumption under control as shown in figure 3.

L’unità di controllo 7 viene programmata per attivare il trasmettitore e trasmettere le misure del sensore ogni t1 secondi, ad esempio ogni 12 ore. La trasmissione dura un tempo Δ2, ad es.30s, dipendente dalla quantità di dati da trasmettere e dal tempo di risposta della rete cui si connette il contatore gas, e richiede un’energia media E1. L’unità di controllo 7 controlla il circuito di regolazione 14 e collega quindi il gruppo di carica 13 alla batteria 11 ad un istante t0, antecedente al tempo t1 di inizio trasmissione. Il tempo t0 viene calcolato dall’unità di controllo in modo tale che nel tempo t0-t1 (Δ1), il gruppo di carica 13 si carichi ed accumuli un’energia maggiore o uguale ad E1. The control unit 7 is programmed to activate the transmitter and transmit the sensor measurements every t1 seconds, for example every 12 hours. The transmission lasts Î ”2, for example 30s, depending on the amount of data to be transmitted and the response time of the network to which the gas meter is connected, and requires an average energy E1. The control unit 7 controls the regulation circuit 14 and therefore connects the charging unit 13 to the battery 11 at an instant t0, prior to the transmission start time t1. The time t0 is calculated by the control unit in such a way that in the time t0-t1 (Î ”1), the charging group 13 charges and accumulates an energy greater than or equal to E1.

Con questa soluzione, quando il gruppo di carica 13 ed il trasmettitore 8 sono collegati direttamente alla batteria 11, questa si trova a dover erogare improvvisamente (picchi di corrente elevati) molte centinaia di milliampà ̈re di corrente. Questo tipo di funzionamento a lungo andare può danneggiare la batteria, che deve quindi essere opportunamente dimensionata sia nella sua energia che nella sua intrinseca durata. With this solution, when the charging unit 13 and the transmitter 8 are connected directly to the battery 11, the latter has to suddenly deliver (high current peaks) many hundreds of milliamps of current. This type of operation in the long run can damage the battery, which must therefore be suitably sized both in terms of its energy and its intrinsic duration.

Tale problema viene risolto mediante un diverso controllo dei cicli di carica e scarica del gruppo di carica effettuato dal contatore gas di figura 4. This problem is solved by a different control of the charging and discharging cycles of the charging unit carried out by the gas meter in figure 4.

Nella soluzione di figura 4, il circuito di controllo tensione 14 di figura 2 viene sostituito da due blocchi, indicati dai numeri di riferimento 15 e 16, posti a monte e valle del gruppo di carica 13. In the solution of Figure 4, the voltage control circuit 14 of Figure 2 is replaced by two blocks, indicated by the reference numbers 15 and 16, placed upstream and downstream of the charging unit 13.

Il blocco 15 rappresenta un booster controllato, in grado di svolgere due funzioni: fornire in uscita una tensione più alta di quella d’ingresso e limitare la corrente d’uscita , cioà ̈ la corrente di carica del gruppo di carica 13 stesso. Block 15 represents a controlled booster, capable of performing two functions: supplying an output voltage higher than the input voltage and limiting the output current, ie the charging current of the charging group 13 itself.

Quando l’unità di controllo 7 attiva il booster, la tensione fornita dalla batteria (3,6V) viene alzata a 4,8V, cosicché il gruppo di carica 13 si carica più velocemente fino ad accumulare un’energia maggiore rispetto ad una carica con tensione di 3,6V, essendo l’energia accumulata proporzionale al quadrato della tensione stessa. La scelta della tensione di 4,8V dipende dai parametri intrinseci dei supercondensatori del gruppo di carica 13, in particolare, il booster 15 viene controllato dall’unità di controllo 7 in modo da fornire in uscita una tensione Voutpari a NVMAX, dove VMAXà ̈ la tensione massima che, da specifiche, può essere supportata dal supercondensatore senza danneggiarsi, mentre N à ̈ il numero di supercondensatori posti in serie nel gruppo di carica 13. La scelta di 4,8V, risulta pertanto ottimale per un gruppo di carica comprendente due supercondensatori posti in serie ed in grado di supportare una tensione massima di 2,4V garantendo il profilo funzionale in termini di caratteristiche elettriche e di qualità nel tempo . When the control unit 7 activates the booster, the voltage supplied by the battery (3.6V) is raised to 4.8V, so that the charging unit 13 charges faster until it accumulates more energy than a charge with a voltage of 3.6V, the accumulated energy being proportional to the square of the voltage itself. The choice of the 4.8V voltage depends on the intrinsic parameters of the supercapacitors of the charge group 13, in particular, the booster 15 is controlled by the control unit 7 in order to supply an output voltage Voutpari to NVMAX, where VMAXà ̈ the maximum voltage that, according to specifications, can be supported by the supercapacitor without being damaged, while N is the number of supercapacitors placed in series in the charging group 13. The choice of 4.8V is therefore optimal for a charging group comprising two supercapacitors placed in series and capable of supporting a maximum voltage of 2.4V, guaranteeing the functional profile in terms of electrical characteristics and quality over time.

In una forma di realizzazione preferita, il booster 15 viene controllato in modo tale da innalzare la tensione d’uscita in modo graduale da un valore minimo (nell’esempio qui descritto 3,6V) ad uno massimo (nell’esempio qui descritto 4,8V); in questo modo l’unità di controllo può essere configurata in modo tale da innalzare la tensione ai capi del gruppo di carica 13 secondo una curva di innalzamento che dipende dalla scelta dei condensatori. In una forma preferita, la curva viene scelta in modo tale che i 4,8V vengano mantenuti per un tempo relativamente breve nell’arco della giornata (e tipicamente solo in previsione di una trasmissione programmata) così da ottimizzare la durata dei condensatori. In a preferred embodiment, the booster 15 is controlled in such a way as to gradually raise the output voltage from a minimum value (in the example described here 3.6V) to a maximum (in the example here described 4.8V); in this way the control unit can be configured in such a way as to raise the voltage across the charging group 13 according to a rise curve that depends on the choice of capacitors. In a preferred form, the curve is chosen in such a way that 4.8V is maintained for a relatively short time throughout the day (and typically only in anticipation of a scheduled transmission) in order to optimize the life of the capacitors.

Il booster 15 viene preferibilmente controllato in modo tale che la tensione al nodo n2 sia sempre maggiore o uguale alla tensione di lavoro del trasmettitore 8, che nell’esempio qui descritto à ̈ pari a 3,6V. The booster 15 is preferably controlled in such a way that the voltage at node n2 is always greater than or equal to the working voltage of the transmitter 8, which in the example described here is equal to 3.6V.

Il booster 15, oltre ad innalzare la tensione, limita la corrente richiamata dalla batteria, e necessaria alla carica dei supercondensatori, ad un valore adatto ad ottimizzare la vita media di quest’ultima. Nella forma di realizzazione preferita, la corrente viene limitata ad un valore compreso tra 3 e 5mA, più preferibilmente pari a 4 mA. The booster 15, in addition to raising the voltage, limits the current drawn by the battery, and necessary to charge the supercapacitors, to a value suitable for optimizing the average life of the latter. In the preferred embodiment, the current is limited to a value comprised between 3 and 5mA, more preferably equal to 4 mA.

Un circuito di lettura, schematizzato dalla linea 17, riporta all’unità di controllo 7 la tensione al nodo n2, in questo modo l’unità di controllo conosce ad ogni istante la tensione presente ai capi del gruppo di carica e blocca il booster quando rileva una tensione pari a 4,8V. La frequenza di tale controllo nel tempo à ̈ un parametro programmabile. A reading circuit, schematized by line 17, reports the voltage at node n2 to the control unit 7, in this way the control unit knows at any moment the voltage present at the ends of the charging unit and blocks the booster when it detects a voltage of 4.8V. The frequency of this control over time is a programmable parameter.

In una forma di realizzazione, il trasmettitore 8 funziona a 3,6V (con un limite minimo di funzionamento anche inferiore ed equivalente a 3,2 V), quindi tra il gruppo di carica 13 ed il trasmettitore 8 viene previsto un convertitore DC/DC (Buck converter) che riporta la tensione da 4,8V ad un valore utile per il funzionamento del trasmettitore, ad esempio compreso tra 3,3 V e 3,6V. In one embodiment, the transmitter 8 operates at 3.6V (with a minimum operating limit also lower and equivalent to 3.2V), therefore a DC / DC converter is provided between the charging group 13 and the transmitter 8 (Buck converter) which returns the voltage from 4.8V to a value useful for the operation of the transmitter, for example between 3.3V and 3.6V.

In una forma di realizzazione preferita, l’unità di controllo 7 controlla il buck converter 16 interrompendo il collegamento tra gruppo di carica 13 e trasmettitore 8 durante le fasi di carica del gruppo di carica 13 in modo da ottimizzarle e ridurre i consumi (e le perdite) del sistema. In a preferred embodiment, the control unit 7 controls the buck converter 16 by interrupting the connection between the charging group 13 and the transmitter 8 during the charging phases of the charging group 13 in order to optimize them and reduce consumption (and losses) of the system.

Così come per l’esempio sopra descritto con riferimento alle figure 2 e 3, l’unità di controllo 7 interrompe il collegamento tra la batteria 11 ed il gruppo di carica 13 durante la trasmissione delle misure dei consumi (o ogni dato ad esse correlato ed immagazzinato nella memoria dell’elettronica) da parte del trasmettitore 8 e più preferibilmente per tutto il tempo in cui il gruppo di carica 13 non deve essere caricato; ciò viene fatto controllando il booster 15. L’unità di controllo viene programmata per trasmettere i dati usando il modulo di trasmissione ad un istante di tempo predeterminato TTR(ad es. ad un determinato giorno ed orario della giornata); prima della trasmissione dei dati l’unità di controllo scollega il circuito booster dalla batteria, in modo tale che la trasmissione avvenga utilizzando solamente l’energia accumulata nel gruppo di carica 13. Dopo che à ̈ avvenuta la trasmissione, l’unità di controllo 7 calcola il tempo di carica ï „T necessario a portare la tensione sul gruppo di carica dal valore rilevato in seguito alla trasmissione fino ai 4,8V necessari ad accumulare l’energia necessaria ad una successiva trasmissione. Noto il tempo di carica, l’unità di controllo riattiva il collegamento con la batteria ad un orario calcolato in funzione del tempo di carica e dell’orario di trasmissione, in particolare il collegamento viene ripristinato e la carica inizia ad un tempo TIN= TTR-ï „T. As for the example described above with reference to figures 2 and 3, the control unit 7 interrupts the connection between the battery 11 and the charging unit 13 during the transmission of the consumption measurements (or any data them correlated and stored in the memory of the electronics) by the transmitter 8 and more preferably for all the time in which the charging unit 13 must not be charged; this is done by controlling the booster 15. The control unit is programmed to transmit data using the transmission module at a predetermined instant of time TTR (eg at a certain day and time of the day); before data transmission, the control unit disconnects the booster circuit from the battery, so that the transmission takes place using only the energy stored in the charging group 13. After the transmission has taken place, the unit control 7 calculates the charging time ï „T necessary to bring the voltage on the charging unit from the value detected following the transmission up to the 4.8V necessary to accumulate the energy necessary for a subsequent transmission. Once the charging time is known, the control unit reactivates the connection with the battery at a time calculated according to the charging time and the transmission time, in particular the connection is restored and charging starts at a TIN time. = TTR-ï „T.

L’uso del booster 15 e del buck converter 16 controllabili dall’unità di controllo 7, permette di isolare completamente il gruppo di carica 13 e mantenere stabile la lettura del sensore. Infatti se l’elettronica di misura e quella di controllo fossero direttamente collegate al gruppo di carica , i picchi di corrente assorbiti dal circuito di comunicazione durante la trasmissione , genererebbero inevitabilmente delle cadute di tensione importanti sugli stessi perturbandone o impedendone il funzionamento. L’uso in particolare di un booster 15 che limita la corrente richiamabile dalla batteria, evita, infatti, che l’improvvisa richiesta di corrente dal trasmettitore 8 quando questo deve trasmettere provochi oscillazioni sulla tensione di alimentazione del sensore alterandone la misura in modo non prevedibile. The use of the booster 15 and the buck converter 16, controllable by the control unit 7, allows to completely isolate the charging group 13 and keep the sensor reading stable. In fact, if the measurement and control electronics were directly connected to the charging unit, the current peaks absorbed by the communication circuit during transmission would inevitably generate significant voltage drops on them, disturbing or preventing their operation. In particular, the use of a booster 15 which limits the current that can be recalled by the battery, avoids, in fact, that the sudden request for current from the transmitter 8 when it has to transmit causes oscillations on the supply voltage of the sensor, thus altering its measurement unpredictable.

In una forma di realizzazione, mostrata in figura 5, il sensore 6 e gli attuatori 90 che controllano la valvola 9 sono alimentati mediante una linea prevista di un limitatore di corrente 18 che parte dal nodo n3, tale nodo essendo il nodo più prossimo alla batteria 11. In altre parole, tutti gli altri dispositivi del contatore prendono l’alimentazione a valle del sensore 6 e degli attuatori valvola 90. In an embodiment, shown in Figure 5, the sensor 6 and the actuators 90 which control the valve 9 are powered by means of a line provided by a current limiter 18 which starts from node n3, this node being the node closest to the battery 11. In other words, all the other devices of the meter take power downstream of the sensor 6 and the valve actuators 90.

Il limitatore 18 si rende necessario come protezione per limitare il flusso energetico verso la parte di circuiti che si trova in ambiente gas ( il sensore 6 e la valvola 9) che, anche a seguito di guasti che portino al corto circuito degli stessi, potrebbero potenzialmente dissipare un’energia tale da poter innescare uno scoppio della miscela gas stessa. The limiter 18 is necessary as a protection to limit the energy flow towards the part of the circuits located in the gas environment (sensor 6 and valve 9) which, even following faults that lead to short circuits, could potentially dissipate such energy as to be able to trigger an explosion of the gas mixture itself.

In un’altra forma di realizzazione, preferita, gli attuatori valvola 90 vengono alimentati dal gruppo di carica 13 e sono quindi collegati a questi mediante un convertitore buck controllabile dall’unità di controllo in modo da non assorbire o perdere corrente quando non operativi. In una forma di realizzazione, gli attuatori 90 sono quindi collegati a valle del convertitore buck 16. Questa scelta ottimizza la vita media della batteria 11, in quanto tali attuatori (ad es. il motore della valvola 9) possono richiedere alcune decine di milliampà ̈re e stressare quindi la batteria. In another preferred embodiment, the valve actuators 90 are powered by the charging unit 13 and are therefore connected to these by means of a buck converter controllable by the control unit so as not to absorb or lose current when inoperative. . In one embodiment, the actuators 90 are therefore connected downstream of the buck converter 16. This choice optimizes the average life of the battery 11, as such actuators (e.g. the valve motor 9) may require a few tens of milliampà re. and therefore stress the battery.

In una forma di realizzazione preferita il limitatore 18 à ̈ un limitatore controllabile attraverso un ingresso di attivazione (enable), ad esempio il limitatore 18 comprende un circuito limitatore integrato del tipo utilizzato nelle connessioni HDMI. Questo tipo di circuiti presenta tuttavia delle perdite (leakage-correnti di fuga ) che possono essere ridotte mandando sull’ingresso di enable un segnale di spegnimento del limitatore che, di fatto, manda a zero la tensione in uscita dal limitatore. In a preferred embodiment the limiter 18 is a limiter controllable through an enable input, for example the limiter 18 comprises an integrated limiter circuit of the type used in HDMI connections. However, this type of circuit has some losses (leakage current) which can be reduced by sending a limiter shutdown signal to the enable input which, in fact, sends the limiter output voltage to zero.

Nella soluzione di figura 6, il limitatore 18 comprende un circuito limitatore integrato 180, del tipo utilizzato nelle soluzioni HDMI, che presenta, tra i pin di ingresso ed uscita una resistenza R di bypass dimensionata in modo da far passare una corrente appena sufficiente a mantenere in standby il sensore ( che altrimenti si spegnerebbe e richiederebbe una riaccensione ad ogni step di misura ); preferibilmente tale corrente à ̈ di pochi microampere, preferibilmente 1µA. In the solution of Figure 6, the limiter 18 comprises an integrated limiter circuit 180, of the type used in HDMI solutions, which has, between the input and output pins, a bypass resistor R sized so as to pass a current just sufficient to maintain in standby the sensor (which otherwise would switch off and require a restart at each measurement step); preferably this current is of a few microamps, preferably 1µA.

Questa soluzione offre il vantaggio che l’unità di controllo 7 può essere configurata per eseguire efficacemente delle misure di flusso discrete nel tempo e nel contempo ridurre al minimo la potenza dissipata nelle fasi che intercorrono tra una misura e l’altra. This solution offers the advantage that the control unit 7 can be configured to efficiently perform discrete flow measurements over time and at the same time minimize the power dissipated in the phases between one measurement and another.

In una forma di realizzazione, l’unità di controllo 7 disabilità il limitatore 18 e si pone in uno stato di standby riducendo i consumi energetici. Passato un tempo predeterminato, ad es. 2s, un clock interno all’unità di controllo 7 la riattiva e questa a sua volta attiva il limitatore 18 permettendo una rapida uscita dallo standby del sensore, che può così misurare il flusso di gas in pochi µs. Questo non sarebbe possibile senza la resistenza di bypass che alimenta il sensore quando questo non misura ed à ̈ in stato di basso assorbimento, dato che disabilitando completamente il sensore, il suo risveglio sarebbe più lungo e, come conseguenza, porterebbe ad un maggiore dispendio di energia associata ad ogni risveglio. In one embodiment, the control unit 7 disables the limiter 18 and goes into a standby state, reducing energy consumption. After a predetermined time, eg. 2s, a clock inside the control unit 7 reactivates it and this in turn activates the limiter 18 allowing a rapid exit from the standby of the sensor, which can thus measure the gas flow in a few µs. This would not be possible without the bypass resistor that powers the sensor when it does not measure and is in a state of low absorption, since by completely disabling the sensor, its awakening would be longer and, as a consequence, would lead to a greater waste of energy associated with each awakening.

In una soluzione alternativa, le misure non vengono fatte regolarmente sulla base di un tempo predeterminato, bensì seguendo un algoritmo di predizione che calcola, in base alle rilevazioni precedenti, se c’à ̈ un consumo attuale di gas ed à ̈ quindi meglio effettuare misure più ravvicinate nel tempo e/o misure con diversa precisione e conseguente diverso bilancio energetico. In an alternative solution, the measurements are not made regularly on the basis of a predetermined time, but following a prediction algorithm that calculates, based on the previous measurements, if there is a current gas consumption and it is therefore better perform closer measurements over time and / or measurements with different precision and consequent different energy balance.

A titolo d’esempio, quando un utente accende un fornello per cucinare, l’unità di controllo rileva un flusso di gas maggiore rispetto alle rilevazioni precedenti e decide quindi che la successiva rilevazione, anziché dopo 2s deve essere eseguita dopo un tempo inferiore. L’intervallo di tempo viene scelto preferibilmente in base al valore della rilevazione o, ancor meglio, sulla base del differenziale con la misura precedente. By way of example, when a user turns on a stove to cook, the control unit detects a gas flow greater than the previous measurements and therefore decides that the next measurement, instead of after 2s, must be performed after a time inferior. The time interval is preferably chosen on the basis of the measurement value or, even better, on the basis of the differential with the previous measurement.

In una forma di realizzazione preferita, il sensore 6 à ̈ in grado di effettuare misure di due tipi: una misura QUICK ed una ACCURATE. L’ultima à ̈ molto precisa, ma richiede molta energia, mentre la prima à ̈ meno precisa e richiede meno energia. In questo caso, in alternativa o in combinazione con la regolazione degli intervalli di misurazione, à ̈ possibile configurare l’unità di controllo perché richieda misure ACCURATE laddove verifichi una derivata (positiva o negativa) superiore ad un valore di soglia nella curva dei consumi. Ciò viene meglio illustrato con riferimento alla curva dei consumi mostrata in figura 7: al tempo T0 à ̈ accesa l’acqua calda e quindi il sensore rileva, ogni 2s, un consumo regolare; l’unità di controllo comanda quindi il sensore perché esegua delle misure QUICK. Successivamente, al tempo T1 l’utente accende il fuoco e quindi i consumi salgono fino ad assestarsi al valore finale raggiunto al tempo T2. Tra T1 e T2 l’unità di controllo rileva un incremento dei consumi ed esegue quindi delle misure ACCURATE. Una volta che i consumi tornano ad essere costanti, tra T2 e T3, si riprende ad eseguire misure QUICK. Successivamente al tempo T3 l’utente spegne il fornello e poi al tempo T5 anche l’acqua calda. Negli intervalli di tempo T3-T4 e da T5 in avanti vengono richieste misure ACCURATE, mentre tra T4 e T5 vengono effettuate misure QUICK. In a preferred embodiment, the sensor 6 is capable of carrying out measurements of two types: a QUICK measurement and an ACCURATE measurement. The latter is very precise, but requires a lot of energy, while the former is less precise and requires less energy. In this case, alternatively or in combination with the adjustment of the measurement intervals, it is possible to configure the control unit to require ACCURATE measurements when a derivative (positive or negative) higher than a threshold value in the curve of the consumption. This is better illustrated with reference to the consumption curve shown in figure 7: at time T0 the hot water is on and therefore the sensor detects regular consumption every 2s; the control unit then commands the sensor to perform QUICK measurements. Subsequently, at time T1 the user lights the fire and therefore consumption rises until it reaches the final value reached at time T2. Between T1 and T2 the control unit detects an increase in consumption and therefore performs ACCURATE measurements. Once consumption returns to be constant, between T2 and T3, QUICK measurements are resumed. Subsequently at time T3 the user turns off the stove and then at time T5 also the hot water. In the time intervals T3-T4 and from T5 onwards, ACCURATE measurements are required, while QUICK measurements are made between T4 and T5.

In una forma di realizzazione preferita, la scelta tra misure QUICK ed ACCURATE dipende non solo dalla derivata dei consumi, ma anche da dati storici utilizzati per ridurre allo stretto necessario il numero di misure ACCURATE, a più alto consumo energetico. Ad esempio, à ̈ noto che la distribuzione del gas avviene in modo non sempre costante, ma presenta un andamento non lineare. I dati storici possono aiutare a comprendere la periodicità di tale andamento e decidere che eventuali incrementi nel valore del flusso misurato sono dipendenti dall’andamento della distribuzione di gas e non da una effettiva richiesta aggiuntiva di gas da parte dell’utenza; in questo caso l’unità di controllo ordinerà al sensore di effettuare misure QUICK nonostante un incremento dei consumi rilevato tra due misure successive. In a preferred embodiment, the choice between QUICK and ACCURATE measures depends not only on the derivative of consumption, but also on historical data used to reduce the number of ACCURATE measures, with the highest energy consumption, to the strictly necessary. For example, it is known that the distribution of gas occurs in a way that is not always constant, but has a non-linear trend. Historical data can help to understand the periodicity of this trend and decide that any increases in the value of the measured flow are dependent on the trend of gas distribution and not on an actual additional demand for gas by the user; in this case the control unit will order the sensor to perform QUICK measurements despite an increase in consumption detected between two successive measurements.

La figura 8 mostra una forma di realizzazione preferita dell’unità di controllo 7. In questa forma di realizzazione, l’unità di controllo comprende due microcontrollori, uno (70) dedicato ai dispositivi di comunicazione (es. trasmettitore 8) ed uno (71) dedicato alla parte metrologica del contatore gas (es. sensore 6) e agli altri dispositivi più frequentemente utilizzati (es. display) e relativi alla cosiddetta parte “Legally Relevant†dello strumento di misura. Figure 8 shows a preferred embodiment of the control unit 7. In this embodiment, the control unit comprises two microcontrollers, one (70) dedicated to communication devices (e.g. transmitter 8) and one (71) dedicated to the metrological part of the gas meter (eg sensor 6) and to the other most frequently used devices (eg display) and related to the so-called â € œLegally Relevantâ € part of the measuring instrument.

Preferibilmente i microcontrollori 70 e 71 sono realizzati con architetture differenti, in particolare il microcontrollore 71 che controlla il circuito di misurazione (sensore 6), essendo a più frequente utilizzo, viene realizzato con un’architettura ottimizzata per il low power ( ad es. a 8 bit) ed utilizza pertanto un’area di silicio minore rispetto all’altro microcontrollore 70, ad es. un microcontrollore a 32 bit. Preferably the microcontrollers 70 and 71 are made with different architectures, in particular the microcontroller 71 which controls the measurement circuit (sensor 6), being more frequently used, is made with an architecture optimized for low power (eg. 8 bit) and therefore uses a smaller silicon area than the other microcontroller 70, eg. a 32-bit microcontroller.

I due microcontrollori 70 e 71 sono posti in comunicazione, ma il microcontrollore 71 à ̈ dotato di un firmware identificato da un codice identificativo, ad esempio un codice CRC (Cyclic Redundancy Check) o firma digitale. Questa soluzione consente di aggiornare il microcontrollore 70 da remoto garantendo sempre la possibilità di verificare l’integrità del microcontrollore 71 e del suo firmware. Preferibilmente entrambi i microcontrollori sono dotati di un tale codice identificativo. The two microcontrollers 70 and 71 are placed in communication, but the microcontroller 71 is equipped with a firmware identified by an identification code, for example a CRC code (Cyclic Redundancy Check) or digital signature. This solution allows you to remotely update the microcontroller 70 always guaranteeing the possibility to check the integrity of the microcontroller 71 and its firmware. Preferably both microcontrollers are provided with such an identification code.

In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, mostrata in figura 9, l’unità di controllo viene provvista di un ricevitore RFID dual port 72 comprendente una memoria non volatile riscrivibile, ad esempio una memoria flash, un circuito di lettura e scrittura della memoria in grado di permettere la lettura e scrittura della memoria da parte di un microprocessore esterno al ricevitore e collegato allo stesso attraverso una linea dati, in particolare una linea dati seriale. In a particularly advantageous embodiment, shown in figure 9, the control unit is provided with a dual port RFID receiver 72 comprising a rewritable non-volatile memory, for example a flash memory, a memory reading and writing circuit in able to allow the reading and writing of the memory by a microprocessor external to the receiver and connected to the same through a data line, in particular a serial data line.

Una volta che à ̈ stata completata la produzione dei contatori, per evitare successive manipolazioni del contatore, ed in particolare del suo software metrologico, il ricevitore RFID 72 viene investito da un opportuno segnale RF modulato dal quale estrae, in modo noto, l’energia necessaria all’attivazione di un piccolo microprocessore 73 dedicato alla conservazione di dati. L’interfaccia RFID di ogni contatore à ̈ protetta con una password da 32bit, in modo tale che irraggiando più contatori simultaneamente con un segnale provvisto di una specifica password, solo uno di questi contatori riconosce come valida la password e si attiva caricando i dati trasmessi col segnale irradiato. In particolare, i dati trasmessi comprendono dati specifici del contatore (coefficiente di taratura del sensore , vari ID di contatore come matricola del contatore, matricola della valvola ecc....) ed un codice (sigillatura) che dice al contatore che da questo momento in poi non potrà più essere ritarato. I dati così ricevuti vengono memorizzati in una memoria non volatile, ad es. una flash, del ricevitore RFID. Once the production of the meters has been completed, to avoid subsequent manipulations of the meter, and in particular of its metrological software, the RFID receiver 72 is hit by an appropriate modulated RF signal from which it extracts, in a known way, the energy required to activate a small microprocessor 73 dedicated to data storage. The RFID interface of each meter is protected with a 32bit password, so that by irradiating several meters simultaneously with a signal provided with a specific password, only one of these meters recognizes the password as valid and is activated by loading the data. transmitted with the radiated signal. In particular, the transmitted data includes specific meter data (sensor calibration coefficient, various meter IDs such as meter serial number, valve serial number, etc.) and a (sealing) code that tells the meter that from this moment onwards it can no longer be re-calibrated. The data thus received are stored in a non-volatile memory, eg. a flash, of the RFID receiver.

Nella forma di realizzazione preferita, il ricevitore RFID alimenta direttamente, con l’energia ricavata dalla irradiazione RF, un piccolo microcontrollore dedicato 73, il quale manda un segnale di LOCK al ricevitore bloccando il meccanismo di riscrittura della memoria non volatile. In questo modo si previene la possibilità di alterare parametri di taratura importanti per il funzionamento del contatore. In the preferred embodiment, the RFID receiver directly feeds, with the energy obtained from the RF irradiation, a small dedicated microcontroller 73, which sends a LOCK signal to the receiver blocking the rewriting mechanism of the non-volatile memory. This prevents the possibility of altering calibration parameters that are important for the functioning of the meter.

In una forma di realizzazione alternativa, che non prevede l’uso di un microcontrollore dedicato, il blocco della scrittura della memoria non volatile del ricevitore RFID avviene alla prima accensione del contatore. Quando il contatore viene alimentato per la prima volta, l’unità di controllo 7 legge i dati presenti nella memoria del ricevitore RFID ed invia il comando di Lock al ricevitore RFID per impedire future riscritture della sua memoria. In questa forma di realizzazione, i dati scritti nella memoria dell’interfaccia RFID, vengono criptati per impedirne la riscrittura durante la fase di trasporto o comunque prima della prima accensione del contatore. Questa protezione serve a coprire il tempo che intercorre fra l’uscita dalla fabbrica del contatore e la prima istallazione dello stesso. In an alternative embodiment, which does not require the use of a dedicated microcontroller, the blocking of the writing of the non-volatile memory of the RFID receiver occurs when the meter is first turned on. When the meter is powered up for the first time, the control unit 7 reads the data present in the memory of the RFID receiver and sends the Lock command to the RFID receiver to prevent future rewriting of its memory. In this embodiment, the data written in the memory of the RFID interface is encrypted to prevent its rewriting during the transport phase or in any case before the first switching on of the meter. This protection serves to cover the time that elapses between the meter leaving the factory and the first installation of the same.

Nonostante nell’esempio di figura 9 il contatore utilizzi un unico microcontrollore 7, à ̈ chiaro che il sistema RFID può essere utilizzato anche utilizzando un architettura a due microcontrollori come nell’esempio di figura 8. Although in the example of figure 9 the meter uses a single microcontroller 7, it is clear that the RFID system can also be used using an architecture with two microcontrollers as in the example of figure 8.

Come detto in precedenza, il contatore gas à ̈ equipaggiato con un ricetrasmettitore 8 che ricevere e trasmette dati da/ad un server remoto, direttamente (connessione GPRS) o attraverso un apparato di concentrazione che gestisce più contatori e, a sua volta si connette con il server remoto attraverso una connessione GPRS . As previously mentioned, the gas meter is equipped with a transceiver 8 which receives and transmits data from / to a remote server, directly (GPRS connection) or through a concentration apparatus that manages several meters and, in turn, connects with the remote server through a GPRS connection.

I contatori gas possono dover essere installati in ambienti non coperti dalla rete radio cui debbono collegarsi per trasmettere dati (ad es. in una cantina), oppure possono essere installati all’interno di un armadio metallico che, schermando i contatori, ne impediscono la raggiungibilità radio. The gas meters may have to be installed in environments not covered by the radio network to which they must be connected to transmit data (e.g. in a cellar), or they can be installed inside a metal cabinet which, by shielding the meters, prevents them from being radio reachability.

In una forma di realizzazione, quindi il contatore viene provvisto di un kit di trasmissione costituito da un sistema ripetitore passivo costituito da due antenne tarate e collegate da un cavo. In one embodiment, therefore, the meter is provided with a transmission kit consisting of a passive repeater system consisting of two calibrated antennas connected by a cable.

La figura 10 mostra il contatore 1 installato all’interno di un armadio 100 che presenta una schermatura metallica che impedirebbe la comunicazione tra il trasmettitore 8 del contatore ed un apparato d’accesso 111 di una rete di comunicazioni 110. Figure 10 shows the meter 1 installed inside a cabinet 100 which has a metal shield that would prevent communication between the meter transmitter 8 and an access apparatus 111 of a communications network 110.

Il sistema ripetitore passivo 19 viene montato 100 facendo passare il cavo 190 di collegamento delle due antenne 191 e 192 attraverso un apertura (eventualmente ricavata in fase d’installazione apportando un foro all’armadio 100). Per facilitare il montaggio del sistema ripetitore passivo 19, almeno una delle antenne 191, 192 à ̈ fissata al cavo 190 mediante un connettore amovibile, più preferibilmente entrambe le antenne sono provviste di un tale connettore, in modo tale che, a seconda delle applicazioni, si possano utilizzare cavi di lunghezza diversa o, alternativamente al cavo, altri mezzi di connessione d’antenna, quali ad esempio connettori rigidi, che permettano di mettere in contatto diretto le due antenne. The passive repeater system 19 is mounted 100 by passing the cable 190 connecting the two antennas 191 and 192 through an opening (possibly obtained during the installation phase by making a hole in the cabinet 100). To facilitate the assembly of the passive repeater system 19, at least one of the antennas 191, 192 is fixed to the cable 190 by means of a removable connector, more preferably both antennas are provided with such a connector, so that, depending on the applications, it is possible to use cables of different lengths or, alternatively to the cable, other means of antenna connection, such as rigid connectors, which allow the two antennas to be put in direct contact.

Il sistema ripetitore passivo viene fornito con un kit di montaggio che comprende, ad esempio, delle staffette per l’aggancio del cavo e/o delle antenne a superfici diverse. Operativamente, l’antenna del trasmettitore 8 emette onde radio che vengono ricevute dall’antenna 191 del ripetitore passivo posta all’interno dell’armadio 100; il segnale radio viene quindi convertito in un segnale elettrico che, attraverso il cavo raggiunge l’antenna 192 posta all’esterno dell’armadio. Quest’ultima antenna, a sua volta, genera un segnale radio per effetto del segnale nel cavo 190. I dati trasmessi dall’antenna del contatore 1, in questo modo, raggiungono il sistema d’accesso della rete 110 e conseguentemente un server remoto. The passive repeater system is supplied with a mounting kit which includes, for example, brackets for attaching the cable and / or antennas to different surfaces. Operationally, the antenna of the transmitter 8 emits radio waves which are received by the antenna 191 of the passive repeater located inside the cabinet 100; the radio signal is then converted into an electrical signal which, through the cable, reaches the antenna 192 located outside the cabinet. This last antenna, in turn, generates a radio signal due to the signal in the cable 190. The data transmitted by the antenna of the counter 1, in this way, reaches the access system of the network 110 and consequently a remote server.

In una forma di realizzazione preferita, mostrata in figura 11, il contatore 1 non à ̈ provvisto di un’antenna autonoma per trasmettere. In a preferred embodiment, shown in Figure 11, the counter 1 is not provided with an autonomous antenna for transmitting.

Il ripetitore passivo 19 comprende, invece, un’antenna 193 annegata in una custodia di plastica opportunamente conformata per agganciarsi al corpo del contatore 1. Tale custodia, oltre a mezzi di aggancio removibili, à ̈ provvista di connettori elettrici per il collegamento elettrico dell’antenna al sistema di ricetrasmissione (modulatore, demodulatore, e amplificatore d’antenna) del contatore 1. The passive repeater 19, on the other hand, comprises an antenna 193 embedded in a plastic case suitably shaped to hook onto the body of the meter 1. This case, in addition to removable hooking means, is equipped with electrical connectors for the electrical connection of the Antenna to the transceiver system (modulator, demodulator, and antenna amplifier) of meter 1.

Alternativamente, anziché prevedere l’aggancio dell’antenna 193 al corpo del contatore, à ̈ possibile integrare tale antenna al corpo del contatore e prevedere un connettore per la connessione al cavo 190. In questa forma di realizzazione, una parte del sistema ripetitore passivo à ̈ integrata al corpo del contatore. Alternatively, instead of providing for the attachment of the antenna 193 to the body of the meter, it is possible to integrate this antenna to the body of the meter and provide a connector for connection to the cable 190. In this embodiment, a part of the system passive repeater is integrated into the meter body.

In figura 12 viene mostrato un dettaglio della batteria 11 e del suo collegamento alla scheda PCB 700 che alloggia l’unità di controllo 7. Figure 12 shows a detail of the battery 11 and its connection to the PCB 700 which houses the control unit 7.

E' richiesto dalle normative poter rilevare la rimozione della batteria da parte di eventuali utenti non autorizzati. La soluzione convenzionale da utilizzare in casi simili prevedrebbe un pulsante antitamper che si attivi qualora venga rimosso il coperchio del vano batteria con conseguenti complicazioni meccaniche ed It is required by the regulations to be able to detect the removal of the battery by any unauthorized users. The conventional solution to be used in similar cases would provide an anti-tamper button that is activated if the battery compartment cover is removed with consequent mechanical complications and

ed aumento di costi. and cost increase.

Nella forma di realizzazione di figura 12 i due poli della batteria 11 sono cablati ad un connettore 701 destinato ad innestarsi in un corrispondente connettore 702 posto sulla PCB 700. Il cablaggio della batteria prevede due fili di massa 703 e 704 collegati al negativo e singolarmente portati al connettore di alimentazione 701, ed un solo cavo 705 che va dal polo positivo della batteria 11 al connettore 701. In the embodiment of figure 12 the two poles of the battery 11 are wired to a connector 701 intended to be inserted into a corresponding connector 702 placed on the PCB 700. The battery wiring provides two ground wires 703 and 704 connected to the negative and individually carried to the power supply connector 701, and a single cable 705 which goes from the positive pole of the battery 11 to the connector 701.

Una volta che il connettore 701 à ̈ collegato a quello 702, il cavo 703 viene effettivamente utilizzato per svolgere la funzione di collegamento di massa, mentre il cavo 704 riporta (mediante una linea non mostrata in figura) la massa stessa ad un ingresso del microprocessore che così può rilevare la presenza del segnale relativo al collegamento di massa. Once the 701 connector is connected to the 702 connector, the 703 cable is actually used to perform the ground connection function, while the 704 cable returns (by means of a line not shown in the figure) the ground itself to an input of the microprocessor which in this way can detect the presence of the signal relating to the ground connection.

Questa configurazione permette di rilevare la rimozione della batteria stessa in assenza di un microinterruttore preposto allo scopo e quindi con risparmio di costi sulla meccanica. This configuration makes it possible to detect the removal of the battery itself in the absence of a microswitch set up for the purpose and therefore saving costs on the mechanics.

Alla rimozione della batteria, il sistema risulta infatti ancora alimentato dal gruppo di carica 13, l’unità di controllo 7 rileva una variazione di tensione all’ingresso collegato al cavo 704 che determina uno stato di allarme. L’unità di controllo utilizza quindi l’energia del gruppo di carica 13 per alimentare il trasmettitore 8 ed inviare un segnale d’allarme, ad esempio un messaggio di testo quale un SMS. When the battery is removed, the system is in fact still powered by the charging unit 13, the control unit 7 detects a voltage variation at the input connected to the cable 704 which determines an alarm state. The control unit then uses the energy of the charging group 13 to power the transmitter 8 and send an alarm signal, for example a text message such as an SMS.

In una forma di realizzazione preferita, il contatore à ̈ provvisto di una batteria di riserva, normalmente non collegata al sistema elettrico/elettronico, ed in grado di permettere il funzionamento del contatore per un tempo predeterminato, ad esempio due anni. In a preferred embodiment, the meter is provided with a backup battery, normally not connected to the electrical / electronic system, and capable of allowing the meter to operate for a predetermined time, for example two years.

Quando l’unità di controllo 7 rileva una tensione di alimentazione (ad es. al nodo n1) che scende sotto un valore di soglia, collega (ad esempio comandando la chiusura di un interruttore) la batteria di scorta al posto della batteria 11, in modo tale da permettere il funzionamento di tutte le componenti: dal sensore al trasmettitore. Alternativamente l’unità di controllo potrà essere disposta per trasmettere un segnale d’allarme o per visualizzare un tale segnale sul display. When the control unit 7 detects a supply voltage (for example at node n1) that falls below a threshold value, it connects (for example by commanding the closure of a switch) the backup battery instead of the battery 11, in such a way as to allow the operation of all components: from the sensor to the transmitter. Alternatively, the control unit can be arranged to transmit an alarm signal or to show such a signal on the display.

Ancora, in una ulteriore forma di realizzazione il contatore può essere dotato di due batterie, una (ad es. una batteria D type da 19A) dedicata ad alimentare le componenti metrologiche del contatore, ed una più piccola (ad es. una batteria B o D type) dedicata ad alimentarne le componenti del contatore preposte alla comunicazione. In questa forma di realizzazione i circuiti di alimentazione della parte metrologica e di quella di comunicazione risultano separati, pertanto non si hanno i problemi di misura sopra descritti e dipendenti dall’oscillazione della tensione di alimentazione del sensore metrologico quando il contatore comunica i dati o quando si deve ricaricare il gruppo di carica 13. Still, in a further embodiment the meter can be equipped with two batteries, one (for example a 19A D type battery) dedicated to powering the metrological components of the meter, and a smaller one (for example a battery B or D type) dedicated to powering the components of the meter responsible for communication. In this embodiment the power supply circuits of the metrological part and of the communication part are separated, therefore there are no measurement problems described above and dependent on the oscillation of the power supply voltage of the metrological sensor when the meter communicates data or when you need to recharge the charging group 13.

Viste le esigenze energetiche del sistema, in una forma di realizzazione riportata schematicamente in figura 13, à ̈ implementato un sistema di protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD) disegnando uno scaricatore 706 integrato sul circuito stampato (PCB, 700) e disegnando un percorso di scarica preferenziale per l'energia che nell’esempio di figura 13 à ̈ rappresentato da una pluralità di triangoli il cui vertice superiore (opposto alla base) à ̈ rivolto verso il connettore 702, ed in cui la base del triangolo à ̈ collegata ad una linea di massa 707. In questo modo si neutralizzano gli effetti negative delle scariche elettrostatiche deviando l'energia verso massa (ovvero la carcassa del sistema) e risparmiando i circuiti elettronici normalmente utilizzati per realizzare scaricatori (es. diodi Zener, Varistori, ecc.) che, oltre ad essere un costo, dissipano corrente. Preferibilmente, viene previsto un triangolo per ogni pin del connettore 702. Given the energy needs of the system, in an embodiment schematically shown in figure 13, an electrostatic discharge (ESD) protection system is implemented by designing an integrated 706 arrester on the printed circuit (PCB, 700) and drawing a discharge path preferential for the energy that in the example of figure 13 is represented by a plurality of triangles whose upper vertex (opposite to the base) is facing the connector 702, and in which the base of the triangle is connected to a ground line 707. In this way, the negative effects of electrostatic discharges are neutralized by diverting the energy towards ground (ie the system casing) and saving the electronic circuits normally used to make arresters (eg Zener diodes, Varistors, etc.) which, in addition to being a cost, dissipate current. Preferably, a triangle is provided for each pin of the connector 702.

In alternativa ai triangoli, lo scaricatore 706 può avere forme diverse, purché presenti delle punte rivolte verso il connettore 702 così da raccogliere e convogliare verso massa eventuali scariche elettrostatiche. As an alternative to the triangles, the 706 arrester can have different shapes, as long as there are tips facing the connector 702 so as to collect and convey any electrostatic discharges towards the ground.

Alla luce della descrizione dettagliata qui sopra riportata, appare chiaro come il contatore gas statico descritto risolva gli inconvenienti dell’arte nota e raggiunga gli obbiettivi posti. In the light of the detailed description above, it is clear how the static gas meter described solves the drawbacks of the prior art and achieves the set objectives.

E’ altresì chiaro che molte varianti possono essere apportate al contatore statico sopra descritto e che diverse funzioni ed elementi del contatore descritte con riferimento a diverse forme di realizzazione, possono essere differentemente combinate ed utilizzate per formare ulteriori forme di realizzazione del contatore. Così elementi e blocchi circuitali possono differentemente essere divisi o raggruppati. It is also clear that many variations can be made to the static meter described above and that different functions and elements of the meter described with reference to different embodiments, can be differently combined and used to form further embodiments of the meter. Thus elements and circuit blocks can be divided or grouped differently.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI 1. Contatore gas statico comprendente: - un’unità di controllo (7), - un circuito di misura (6) per la rilevazione dei consumi di gas, - un sistema di trasmissione senza fili (8) per la trasmissione delle misure effettuate dal circuito di misura, - un gruppo di carica (13) per immagazzinare energia da rilasciare all’occorrenza al sistema di trasmissione, -una batteria atta a generare una tensione di alimentazione per l’alimentare l’unità di controllo, il circuito di misura ed il sistema di trasmissione, caratterizzato dal fatto che un polo della batteria à ̈ collegato sia ad una linea di massa del contatore, sia ad un ingresso d’allarme dell’unità di controllo (7) e che l’unità di controllo (7) à ̈ configurata per mandare un segnale d’allarme attraverso il sistema di trasmissione (8), quando la tensione all’ingresso d’allarme varia oltre una soglia prestabilita. CLAIMS 1. Static gas meter comprising: - a control unit (7), - a measuring circuit (6) for measuring gas consumption, - a wireless transmission system (8) for the transmission of the measurements made by the measuring circuit, - a charging unit (13) to store energy to be released if necessary to the transmission system, -a battery capable of generating a power supply voltage to power the control unit, the measuring circuit and the transmission system, characterized by the fact that one pole of the battery is connected both to a ground line of the meter and to an alarm input of the control unit (7) and that the control unit (7) is configured to send an alarm signal through the transmission system (8), when the voltage at the alarm input varies beyond a predetermined threshold. 2. Contatore secondo la rivendicazione 1, ulteriormente comprendente una batteria ausiliaria ed in cui l’unità di controllo (7) à ̈ atta a collegare detta batteria ausiliaria alle componenti metrologiche del contatore se la tensione all’ingresso d’allarme varia oltre una soglia prestabilita. 2. Meter according to claim 1, further comprising an auxiliary battery and in which the control unit (7) is adapted to connect said auxiliary battery to the metrological components of the meter if the voltage at the alarm input varies beyond a pre-established threshold. 3. Contatore secondo la rivendicazione 1, in cui la batteria (11) à ̈ collegata ad un circuito stampato (700), su cui à ̈ montata l’unità di controllo (7), mediante un connettore (701,702), ed in cui un sistema di protezione dalle scariche elettrostatiche comprende uno scaricatore (706) disegnato sul circuito stampato (700) e comprende un percorso di scarica preferenziale per l'energia. 3. Counter according to claim 1, in which the battery (11) is connected to a printed circuit (700), on which the control unit (7) is mounted, by means of a connector (701,702), and in wherein an electrostatic discharge protection system comprises a discharger (706) drawn on the printed circuit board (700) and includes a preferential discharge path for energy. 4. Contatore secondo la rivendicazione 3, in cui lo scaricatore comprende una pluralità di elementi di scarica, in particolare triangoli, che presentano un vertice in posizione remota rispetto al connettore (701, 702) e collegato ad una linea di massa (707) del contatore. 4. A meter according to claim 3, wherein the arrester comprises a plurality of discharge elements, in particular triangles, which have a vertex in a remote position with respect to the connector (701, 702) and connected to a ground line (707) of the counter. 5. Contatore secondo la rivendicazione 4, in cui lo scaricatore (706) comprende un numero di elementi di scarica pari al numero di pin del contatore (702). Counter according to claim 4, wherein the arrester (706) comprises a number of discharge elements equal to the number of pins of the counter (702). 6. Contatore secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui almeno uno degli elementi di scarica ha forma triangolare.6. Counter according to claim 4 or 5, wherein at least one of the discharge elements has a triangular shape.
IT000628A 2012-04-17 2012-04-17 STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM ITMI20120628A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000628A ITMI20120628A1 (en) 2012-04-17 2012-04-17 STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM
EP13729430.2A EP2839252B1 (en) 2012-04-17 2013-04-17 Gas meter with passive repeater
PCT/IB2013/053047 WO2013156947A1 (en) 2012-04-17 2013-04-17 Gas meter with passive repeater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000628A ITMI20120628A1 (en) 2012-04-17 2012-04-17 STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITMI20120628A1 true ITMI20120628A1 (en) 2013-10-18

Family

ID=46321249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000628A ITMI20120628A1 (en) 2012-04-17 2012-04-17 STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
IT (1) ITMI20120628A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779037A (en) * 1987-11-17 1988-10-18 National Semiconductor Corporation Dual input low dropout voltage regulator
GB2277416A (en) * 1993-04-22 1994-10-26 Thames Water Utilities Power supply; Utility meter interface
US20050159905A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-21 Lpg Central, Inc. System and method for remote asset monitoring

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4779037A (en) * 1987-11-17 1988-10-18 National Semiconductor Corporation Dual input low dropout voltage regulator
GB2277416A (en) * 1993-04-22 1994-10-26 Thames Water Utilities Power supply; Utility meter interface
US20050159905A1 (en) * 2004-01-16 2005-07-21 Lpg Central, Inc. System and method for remote asset monitoring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2839250B1 (en) Static gas meter with measures transmission system and related transmission method
KR100987606B1 (en) Correction device and method for measuring remaining capacity of battery pack
US7642747B2 (en) Battery pack capable of detecting tampering
KR101657411B1 (en) Remote burner monitoring system and method
CN105684253B (en) Monitoring device and lightning arrester system
JP2007230398A (en) Device and method of monitoring battery
EP3486617B1 (en) Gas meter with a smart power supply
ITMI20120629A1 (en) STATIC GAS COUNTER WITH IMPROVED ELECTRONICS
EP2839252B1 (en) Gas meter with passive repeater
KR20150019983A (en) System and method for controlling a battery
US20170025868A1 (en) Battery thermal monitoring system
US20140218005A1 (en) Anode depletion sensor hardware circuit
ITMI20120631A1 (en) STATIC GAS COUNTER
JP6106904B2 (en) Power measurement system
KR101708762B1 (en) Power monitoring system and power monitoring device
ITMI20120628A1 (en) STATIC GAS COUNTER WITH BATTERY ALARM SYSTEM
ITMI20120630A1 (en) GAS COUNTER WITH PASSIVE REPEATER
ITMI20120627A1 (en) STATIC GAS METER WITH MEASUREMENT TRANSMISSION SYSTEM AND RELATIVE TRANSMISSION METHOD
KR100789280B1 (en) Measuring device operating time of heater by analyzing current signal
KR200468933Y1 (en) Measuring apparatus to measure discharge and reading system using the same
ITPD20090374A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR MONITORING CONSUMPTION AND / OR ELECTRICITY PRODUCTION
KR102302382B1 (en) Apparatus for controlling of power apparatus
US20180172741A1 (en) Electronic Meter Seal Arrangement and Method
US20110098939A1 (en) Process analytic sensor with low power memory write function
KR102185856B1 (en) Hybrid power system using fuel cell and secondary cell