JP2017516367A - ワイヤレスな電力計測およびメトリクス - Google Patents

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Abstract

ローカル電力回路内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および測定された電力メトリックをパーソナルコントローラ（１０）に提供するためのシステム（１００）。システムは、ローカル電力回路を測定するように構成された電力測定モジュールを備える１次シャドーメータ（３００）と、単一電力回路を測定するように構成された電力測定モジュールを各々が有する複数の補助シャドーメータ（５００ａ、５００ｂ、５００ｃ）とを含む。１次シャドーメータおよび補助シャドーメータは、有線ネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを介して接続可能である。

Description

[0001] 本発明は、適応可能ワイヤレス通信リンクを介して電気測定ユニットに対して通信、処理、およびヒューマンインターフェースとして動作するために、標準のスマートフォン、タブレット、ノートブック、ラップトップ、ネットブック、ウルトラブックコンピュータ、および同様のアイテムを使用する、国内および商業的な適用例でのリアルタイム電力メトリクスの分析に関する。
[0002] 電力メータは、国内および商業的な建物の共通部分である。近年、スマートメータと呼ばれるデバイスを実装することで、電源電力を測定および制御するために使用される技術は大幅に成長している。スマートメータは、典型的には電気の消費を記録し、このデータを監視および課金目的でリモートに転送する、リアルタイムまたはほぼリアルタイムなセンサを組み込んでいる。スマートメータは通常、設備に関する総電力消費メトリクスを集約するため、特定の回路または電気デバイスのより粒度の細かい測定または分析を必要とする適用例にはとりわけ適さない場合がある。さらに、データが収集、照合、および再配布される様式によって、スマートメータによって測定されたメトリクスにエネルギー消費者がリアルタイムでアクセスできない場合がある。多くのインスタンスでは、特定の設備が、リモートデータ転送または複雑な測定の不可能な単純な電気機械メータを装備している場合がある。効率的なエネルギー測定はリアルタイム測定データにできる限り近くアクセスすることによって最も良い働きをすること、および他の重大な電気コンポーネントの健康状態または動作パラメータを監視するための機能が非常に望ましいことが理解できよう。
[0003] 近年、スマートフォンの急増により、大衆が強力なコンピューティングデバイスを手にすることになった。これらのデバイスは様々なデバイスとワイヤレスに通信可能である一方で、それらの汎用ワイヤレスシステムは、国内または商業的なスマートメータ、メータ、スイッチ、および回路遮断器で現在使用されている規格に適合していないため、情報またはコマンドを交換するためにこうしたデバイスとネイティブに通信することができない。
[0004] 本発明は好ましい一実施形態において、パーソナルコントローラとのワイヤレス通信のために動作可能な適応可能ワイヤレス通信モジュール、およびシャドーメータとの通信のために動作可能なローカルネットワーク通信モジュールを備える、メータリーダと、パーソナルコントローラとのワイヤレス通信のために動作可能な適応可能ワイヤレス通信モジュール、およびメータリーダまたは追加のシャドーメータとの通信のために動作可能なローカルネットワーク通信モジュールを備える、シャドーメータと、メータリーダとワイヤレスに通信可能なバッテリ式パーソナルコントローラという、３つの部分を含む。
[0005] シャドーメータは、好ましくは、建物、構造物、または設備内の電気ユーティリティメータの後の電力配線に設置される測定または計測デバイスであり、好ましくは、広範囲に及ぶデータを測定、記録し、本明細書では「製品Ａｐｐ」と呼ばれるアプリケーションプログラムに報告するように構成される。これは、瞬間電圧、電流、および電力；有効、無効、および皮相電力；平均実電力；ＲＭＳ電圧および電流；力率；回線周波数；過電流；電圧低下；電圧増加；位相角；定義時間期間にわたって消費される電気；指定、限界、または基本測定からの任意の偏差を含む動作特徴；温度；サービス要件；ならびに／あるいは、シャドーメータによって測定、記録、または記憶され得る任意の他のデータまたはメトリックなどであるが、これらに限定されない、電気回路上または電気デバイスによって消費されている電気に関連付けられた、パラメータ、メトリクス、条件、仕様、および時間の任意の組み合わせを含むことができる。各所望の電気回路または電気デバイスに関する電力メトリクスを測定および記録するために、１つまたは複数のシャドーメータを設置することができる。ユーティリティは、支払い請求可能ユーティリティメータを介して、多くの国内の商業的かつ工業的な適用例を可能にする詳細かつ粒度の細かい電気消費メトリクスを提供できないことが理解できよう。シャドーメータは、瞬間およびリアルタイムな測定を提供すること、および建物、構造物、または設備内の高精度の電気消費メトリクスを報告することによって、安全動作パラメータ外への任意の偏差を検出すること、サービス記録を維持または作動すること、機器障害を識別すること、機器障害を予測または未然に防ぐこと、ユーティリティ料金を検証すること、予備課金（sub-billing）すること、効率の向上および損失を測定すること、エネルギー監査を実行すること、安全監査を実行すること、緑化に対する確かな実績を測定すること、機器賃貸契約で使用すること、および借用期間に関して使用することを、実行するために、電気回路または電気回路上の機器を監視するなどの、様々な有益なアクティビティを容易にすることができる。
[0006] シャドーメータは、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉ技術を使用する適応可能Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして個々にまたは同時に、ならびに任意選択により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ４．Ｘ、およびＣＳＲＭｅｓｈなどの追加のプロトコルを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧクラス２．１＋ＥＤＲまたはそれ以降の技術を使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスとして、ワイヤレスに動作するように構成される。本明細書で使用される場合、「ネットワークＷｉ−Ｆｉ」とは、任意の修正、拡張、または知的所有権のある実装を含む、任意の「電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格に基づくワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）製品」としてのＷｉ−Ｆｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ定義を指す。本明細書で使用される場合、「Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ」という用語は、Ｗｉ−Ｆｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様、およびＷｉ−Ｆｉピアツーピア技術の修正、拡張、または任意の知的所有権のある実装をサポートするように構成されたデバイスを指す。
[0007] Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈは、ピアツーピア対応通信技術である。シャドーメータに組み込み可能なピアツーピア通信の方法および制御態様は、２０１１年１２月２９日出願の「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ， Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１１／００１６６６号に、より詳細に記載され、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。ネットワークＷｉ−Ｆｉは、ＷＬＡＮを介してデバイスを通信可能にする通信技術である。シャドーメータに組み込み得る適応可能ネットワーク、ピアツーピア通信方法、およびシステム属性は、２０１３年１０月２９日出願の「Ａｄａｐｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ， Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ」という名称のオーストラリア仮出願第２０１３９０４１８０号、および、２０１２年８月１５日出願の「Ａｄａｐｔａｂｌｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ， Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００９５９号に、より詳細に記載され、それらの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0008] シャドーメータは、好ましくは、メータリーダおよび／または任意の他のシャドーメータとデータを交換するために構造物内の電源電力配線を使用するように設計された、物理インターフェースを含む。シャドーメータおよび／またはメータリーダは、好ましくは電力線通信を用いて通信し、変調搬送波信号を電源電力配線に加えるために必要な機能を含む。サポートされる電力線通信は、電源電力配線を使用するシャドーメータおよび／またはメータリーダの間の通信を容易にする、任意のプロトコル、規格、または仕様を用いるものであってよい。好ましい一実施形態において、電力線通信は、任意の修正、拡張、改訂、または知的所有権のある実装を含む、任意のＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ Ｈｏｍｅｐｌｕｇの規格または仕様、ＩＥＥＥ １９０１、１９０１．１、および／または１９０１．２の規格または仕様、ならびに／あるいは、ＩＴＵ−Ｔ’ｓＧ．ｈｎの規格または仕様のうちの、１つまたは複数を組み込んでよい。他の好適なプロトコル、規格、または仕様は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ＳｉＣｏｎｎｃｔ、ＨＴ−ＰＬＣ Ａｌｌｉａｎｃｅ、Ｘｓｉｌｏｎ、およびＰｏｗｅｒｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｌｌｉａｎｃｅからのものを含み得るが、これらに限定されない。シャドーメータに組み込み得る電力線通信、制御方法、およびシステム属性は、２０１３年１０月８日出願の「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｍｅｔｒｉｃｓ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／００１１５７号に、より詳細に記載され、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0009] 好ましい一実施形態において、シャドーメータは好ましくは、電力線通信に加えてまたはその代わりに、任意の修正、拡張、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＺｉｇＢｅｅアプリケーションプロファイル、プロトコル、規格、または仕様；ＷＩ−ＳＵＮ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のプロトコル、仕様、または規格；ＩＥＥＥ ８０２．１５．４を含むがこれに限定されないＩＥＥＥ ８０２．１５に基づく任意のプロトコル、仕様、または規格；任意のＺ−Ｗａｖｅプロトコル、仕様、または規格；Ｔｒｅａｄ Ｇｒｏｕｐ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＴｈｒｅａｄプロトコル、仕様、または規格；および／または、ＡＮＴ＋を含むＡＮＴに基づく任意のプロトコル、仕様、または規格を含む、好適なパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）またはホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）のワイヤレス技術、プロトコル、仕様、アプリケーションプロファイル、または規格の任意の組み合わせを介して、メータリーダおよび／または他のシャドーメータとのワイヤレス通信をサポートするために必要なハードウェアを含むことができる。別段記載されていない限り、ワイヤレスローカルネットワーク通信機能はＺｉｇＢｅｅに関して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。シャドーメータに組み込み得るＺｉｇＢｅｅの方法およびシステム属性は、２０１３年１０月８日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／００１１５７号、および２０１３年３月１５日出願の米国出願第６１／７８６，５１９号に、より詳細に記載されており、それらの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0010] 好ましい一実施形態において、シャドーメータは、より広範なエネルギー管理システムの一部を形成し得、その方法およびシステム属性は、２０１３年１０月８日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／００１１５７号に、より詳細に記載されている。
[0011] ある適用例において、スマートフォンがメータリーダを用いてリモートにシャドーメータと対話することが望ましい場合があることを理解できよう。メータリーダは、好ましくは電力線通信を用いてシャドーメータと通信するように構成され、変調搬送波信号を電源電力配線に加えるために必要な機能を含む。シャドーメータリーダに組み込み得る電力線通信、制御方法、およびシステム属性は、２０１３年１０月８日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／００１１５７号に、より詳細に記載されている。望ましい場合、メータリーダは好ましくは、電力線通信ネットワークを用いて複数のシャドーメータと通信可能である。
[0012] 好ましい一実施形態において、メータリーダは好ましくは、電力線通信に加えてまたはその代わりに、任意の修正、拡張、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＺｉｇＢｅｅアプリケーションプロファイル、プロトコル、規格、または仕様；ＷＩ−ＳＵＮ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のプロトコル、仕様、または規格；ＩＥＥＥ ８０２．１５．４を含むがこれに限定されないＩＥＥＥ ８０２．１５に基づく任意のプロトコル、仕様、または規格；任意のＺ−Ｗａｖｅプロトコル、仕様、または規格；Ｔｒｅａｄ Ｇｒｏｕｐ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＴｈｒｅａｄプロトコル、仕様、または規格；および／または、ＡＮＴ＋を含むＡＮＴに基づく任意のプロトコル、仕様、または規格を含む、好適なパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）またはホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）のワイヤレス技術、プロトコル、仕様、アプリケーションプロファイル、または規格の任意の組み合わせを介して、シャドーメータとのワイヤレス通信をサポートするために必要なハードウェアを含むことができる。別段記載されていない限り、ワイヤレスローカルネットワーク通信機能はＺｉｇＢｅｅに関して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。メータリーダに組み込み得るＺｉｇＢｅｅの方法およびシステム属性は、２０１３年１０月８日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／００１１５７号に、より詳細に記載されている。望ましい場合、メータリーダは好ましくは、ワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮネットワークを用いて複数のシャドーメータと通信可能である。
[0013] メータリーダは、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉ技術を使用する適応可能Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして個々にまたは同時に、ならびに任意選択により、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ４．Ｘ、およびＣＳＲＭｅｓｈなどの追加のプロトコルを含むＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧクラス２．１＋ＥＤＲまたはそれ以降の技術を使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスとして、ワイヤレスに動作するように構成される。Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈは、ピアツーピア対応通信技術である。メータリーダに組み込み可能なピアツーピア通信の方法および制御態様は、２０１１年１２月２９日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１１／００１６６６号に、より詳細に記載されている。メータリーダに組み込み得る適応可能ネットワーク、ピアツーピア通信方法、およびシステム属性は、２０１３年１０月２９日出願のオーストラリア仮出願第２０１３９０４１８０号、および、２０１２年８月１５日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００９５９号に、より詳細に記載されている。
[0014] パーソナルコントローラは好ましくは、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉをサポートしており、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈおよび／またはＮｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＮＦＣ）もサポートし得る、市販のモバイルコンピューティングデバイスである。別段記載されていない限り、パーソナルコントローラはスマートフォンに関して説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。単なる例として、パーソナルコントローラは、他の手段によってアプリケーションプログラム（Ａｐｐ）をダウンロードまたはインストールすること、必要な機能を実行するためにユーザがＡｐｐを制御するように対話できる好適なインターフェースを有すること、およびメータリーダまたはシャドーメータとの通信を確立するためのワイヤレス通信機能を有することが可能な、任意のポータブルデバイスであってよい。パーソナルコントローラの例は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、スマートウォッチ、スマートアイウェア、ウルトラブック、およびノートブックパーソナルコンピュータを含む。パーソナルコントローラの機能要素は、好ましくはモバイルコンピューティングプラットフォームの一部として統一して働くように構成された、別々のデバイスによって実行可能である。例を挙げると、スマートフォンと機能的に結合されたスマートウォッチは共に、モバイルコンピューティングプラットフォームの一部として統一してパーソナルコントローラの機能を送達する。
[0015] システム構成に応じて、シャドーメータは好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉを使用してスマートフォンとの通信リンクを形成することができる。シャドーメータがＷＬＡＮアクセスポイントに接続された場合、同じＷＬＡＮアクセスポイントに接続されたＷｉ−Ｆｉ機能を備える任意のスマートフォンは、適切なＡＰＰを使用してシャドーメータと通信できることが理解できよう。すなわちユーザは、コマンドを自分のスマートフォンに入力し、ＷＬＡＮアクセスポイントを介してこれをシャドーメータに送信することができる。この場合、スマートフォンはＷＬＡＮアクセスポイントの近くにあるか、またはスマートフォンはリモート位置にあり、ＷＬＡＮアクセスポイントがそのように構成されている場合、インターネットを介してＷＬＡＮアクセスポイントと通信できる。
[0016] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔモードで動作しているシャドーメータは、ＷＬＡＮアクセスポイントの必要なしにスマートフォンとピアツーピア通信できることが理解できよう。この場合、シャドーメータは好ましくは、スマートフォンが通信のためにＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートするか、またはソフトウェアアクセスポイント（ＳｏｆｔＡＰ）として動作し、あるいは、スマートフォンが通信のためにＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用している場合、シャドーメータおよびスマートフォンは好ましくは、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループの所有者の役割を担ってピアツーピア接続を確立するかを取り決めることができる。ピアツーピア接続が確立されると、ユーザはいずれの他の仲介またはネットワークも必要とせずに、スマートフォンと選択されたシャドーメータとの間で直接データを交換することができる。
[0017] 本発明は好ましい一実施形態において、ネットワークＷｉ−ＦｉおよびピアツーピアＷｉ−Ｆｉの接続または複数の接続を個別または同時に提供する、任意の組み合わせおよび数の集積回路、構成要素、メモリ、マイクロプロセッサ、空中線、無線、トランシーバ、およびコントローラから導出されるワイヤレス通信機能を、シャドーメータに提供する。いくつかの好ましい実施形態において、シャドーメータは好ましくは、ワイヤレスＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続をサポートするために、任意の組み合わせおよび数の集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線も含むことができる。いくつかの好ましい実施形態において、シャドーメータは好ましくは、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ−ｗａｖｅ、ＡＮＴ、Ｔｈｒｅａｄ、あるいは代替のワイヤレスネットワーク通信プロトコル、仕様、または規格のうちの１つまたは複数を利用する、ワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮをサポートするために、任意の組み合わせの集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線も含むことができる。
[0018] コストおよび所望の成果に応じて、シャドーメータのワイヤレス通信機能は、任意の数および組み合わせの個別の無線、空中線、マイクロプロセッサ、トランシーバ、構成要素、集積回路、およびコントローラを、個々に、集合的に、またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）として、またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）として使用すること、異なる規格のいくつかの個別のトランシーバおよびコントローラの機能をＳｉＰまたはＳｏＣとして集約する、組み合わせまたは「コンボ」チップを使用すること、あるいは、コンボチップ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、および／または個別の構成要素、集積回路、無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、およびコントローラの組み合わせを使用することによって、達成可能である。シャドーメータは、単一または複数のワイヤレス帯域、物理チャネル、仮想チャネル、モード、または他の共存技術およびアルゴリズムを利用することができ、その方法は当業者によく知られており、本明細書では説明しない。選択されるハードウェア構成要素に応じて、シャドーメータは、外部スプリッタの必要性を排除するかまたは必要な空中線の数を削減するための、共有アンテナサポートおよび共有信号受信経路を含むこともできる。
[0019] 本発明は好ましい一実施形態において、第１のモードではスマートフォンとのピアツーピア接続を提供し、第２のモードではユーザによってネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして動作し、クライアントとしてＷＬＡＮに接続するように構成可能な、適応可能ワイヤレス通信をシャドーメータに提供する。
[0020] シャドーメータは好ましくは、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用して、その最終構成に関係なく初期にはピアツーピアモードで機能するようにそのワイヤレス通信を設定する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔはピアツーピア接続を提供するため、シャドーメータに電力が印加されるとすぐに、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉと通信しているスマートフォンによって認識可能であり、ワイヤレス通信リンクが確立可能である。スマートフォンＡｐｐは、好ましくは、任意の動作態様を構成し、シャドーメータの機能を制御するために使用される。ワイヤレス通信リンクが確立されると、ユーザは、好ましくはスマートフォンとシャドーメータとの間のデータ経路を使用するスマートフォンＡｐｐを活動化することができる。ユーザはスマートフォンＡｐｐを使用して、シャドーメータがピアツーピアモードでの実行を続行するか、ネットワークＷｉ−Ｆｉモードに変更するか、またはサポートしている場合は両方のモードを同時に実行するかを選択し、ネットワークＷｉ−Ｆｉまたはピアツーピアデバイスに必要な任意の動作パラメータを用いてシャドーメータを設定し、デバイスを指名し、暗号化鍵を設定し、パスワードを入力し、必要または望ましい任意の他の要件を実行することができる。この手順が完了すると、ユーザは「再始動」するようにシャドーメータに命令することが可能であり、この時点で、セットアッププロセス中に指定されたパラメータに従ってそれ自体を構成することになる。
[0021] シャドーメータが好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用してピアツーピアモードで動作するようにユーザが選択した場合、再始動後にこれが続行されることになる。シャドーメータは、直接またはピアツーピアの通信リンクを確立する前に、その接続要件に完全に準拠可能なスマートフォンにのみ接続される。これは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの任意のネイティブセキュリティ手段に加えて、Ｗｉ−ＦｉプロテクテッドアクセスまたはＷｉ−Ｆｉプロテクテッドアクセス２などのセキュリティ手段を含むことができる。
[0022] シャドーメータがネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作するようにユーザが選択した場合、スマートフォンＡｐｐは、シャドーメータがＷＬＡＮに接続するために必要なパラメータを構成する。シャドーメータは再始動すると、ＷＬＡＮ上でクライアントデバイスとして接続する。次いで好ましくは、同じＷＬＡＮに接続されたデバイスにアクセス可能である。好ましくはシャドーメータのピアツーピアワイヤレスモードを使用して、シャドーメータがクライアントとしてＷＬＡＮに接続するために必要なパラメータを構成する。
[0023] いずれのモードでも、スマートフォンＡｐｐは好ましくは、シャドーメータの機能を構成および制御するために使用される。ネットワークＷｉ−Ｆｉモードにおいて、スマートフォンＡｐｐは選択されたシャドーメータとＷＬＡＮアクセスポイントを介して通信する。好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するピアツーピアモードにおいて、スマートフォンＡｐｐは選択されたシャドーメータとマシンツーマシンで直接通信する。
[0024] シャドーメータがピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードの両方で同時に動作するようにユーザが選択した場合、シャドーメータは再始動したときに、ＷＬＡＮ上のクライアントデバイスのように、および、使用可能な各モードの機能を備えるＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者のように見られる。このように、および単なる例として、シャドーメータは、同時ＷＬＡＮ接続へのアクセスを許可することなく、第三者が機能を制御するかまたはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続を介してデータを交換できるようにすることから、他のＷＬＡＮデバイスへのアクセスが防止される。
[0025] 好ましい一実施形態において、スマートフォンとシャドーメータとの間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈピアツーピア接続を使用して、ネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスおよび／またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者および／またはピアツーピアＷｉ−Ｆｉデバイスとしてシャドーメータの構成に関する情報を入力すること、あるいは、ネットワークＷｉ−Ｆｉおよび／またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続の確立を容易にすることができる。別の好ましい実施形態において、シャドーメータとスマートフォンとの間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続をピアツーピア通信チャネルとして使用して、データを交換することができる。
[0026] シャドーメータとスマートフォンとの間にワイヤレス通信リンクが確立され、シャドーメータが電力線通信機能で構成された場合、ユーザは、好ましくはスマートフォンとシャドーメータとの間のデータ経路を使用するＡｐｐを活動化して、電力線通信ネットワークにジョインすること、電力線通信ネットワークを調整するようにシャドーメータについての任意の要件を構成すること、またはデバイスを電力線通信ネットワークに加えることが可能である。シャドーメータとスマートフォンとの間にワイヤレス通信リンクが確立され、シャドーメータがワイヤレスローカルネットワーク通信機能で構成された場合、ユーザは好ましくはスマートフォンとシャドーメータとの間のデータ経路を使用するＡｐｐを活動化して、ワイヤレスローカル通信ネットワークにジョインすること、ワイヤレスローカル通信ネットワークを調整するようにシャドーメータについての任意の要件を構成すること、またはデバイスをワイヤレスローカル通信ネットワークに加えることが可能である。
[0027] シャドーメータの動作態様を構成することに加えて、好ましくはＡｐｐを使用して、任意の必要な様式でシャドーメータまたはメータリーダからのデータを処理すること、および／またはデータを分析すること、および／またはデータをコンパイルすること、および／またはデータを交換すること、および／またはデータを転送すること、および／またはデータを受信すること、および／またはデータを記憶すること、および／またはデータを操作すること、および／またはデータを表示することも可能である。Ａｐｐのデータ機能はスマートフォンによって実行することが可能であるか、あるいは、関税、課金、履歴、および傾向のデータを含み得る、ＡｐｐからまたはＡｐｐへのデータの処理および／またはデータの分析および／またはデータのコンパイルおよび／またはデータの交換および／またはデータの転送および／またはデータの送信および／またはデータの受信および／またはデータの記憶および／またはデータの操作において、コンピュータ、コンピューティングデバイス、またはサーバを利用する、外部サービスプラットフォームを統合することが可能である。
[0028] システム構成に応じて、メータリーダは好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉを使用してスマートフォンとの通信リンクを形成することができる。メータリーダがＷＬＡＮアクセスポイントに接続された場合、同じＷＬＡＮアクセスポイントに接続されたＷｉ−Ｆｉ機能を備える任意のスマートフォンは、適切なＡＰＰを使用してメータリーダと通信できることが理解できよう。すなわちユーザは、コマンドを自分のスマートフォンに入力し、ＷＬＡＮアクセスポイントを介してこれをメータリーダに送信することができる。この場合、スマートフォンはＷＬＡＮアクセスポイントの近くにあるか、またはスマートフォンはリモート位置にあり、ＷＬＡＮアクセスポイントがそのように構成されている場合、インターネットを介してＷＬＡＮアクセスポイントと通信できる。
[0029] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔモードで動作しているメータリーダは、ＷＬＡＮアクセスポイントの必要なしにスマートフォンとピアツーピア通信できることが理解できよう。この場合、メータリーダは好ましくは、スマートフォンが通信のためにＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートするか、またはソフトウェアアクセスポイント（ＳｏｆｔＡＰ）として動作し、あるいは、スマートフォンが通信のためにＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用している場合、メータリーダおよびスマートフォンは好ましくは、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループの所有者の役割を担ってピアツーピア接続を確立するかを取り決めることができる。ピアツーピア接続が確立されると、ユーザはいずれの他の仲介またはネットワークも必要とせずに、スマートフォンと選択されたメータリーダとの間で直接データを交換することができる。
[0030] 本発明は好ましい一実施形態において、ネットワークＷｉ−ＦｉおよびピアツーピアＷｉ−Ｆｉの両方の接続または複数の接続を個別または同時に提供する、任意の組み合わせおよび数の集積回路、構成要素、メモリ、マイクロプロセッサ、空中線、無線、トランシーバ、およびコントローラから導出されるワイヤレス通信機能を、メータリーダに提供する。いくつかの好ましい実施形態において、メータリーダは好ましくは、ワイヤレスＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続をサポートするために、任意の組み合わせおよび数の集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線も含むことができる。いくつかの好ましい実施形態において、メータリーダは好ましくは、ＺｉｇＢｅｅ、Ｚ−ｗａｖｅ、ＡＮＴ、Ｔｈｒｅａｄ、あるいは代替のワイヤレスネットワーク通信プロトコル、仕様、または規格のうちの１つまたは複数を利用する、ワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮをサポートするために、任意の組み合わせおよび数の集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線も含むことができる。
[0031] コストおよび所望の成果に応じて、メータリーダのワイヤレス通信機能は、任意の数および組み合わせの個別の無線、空中線、マイクロプロセッサ、トランシーバ、構成要素、集積回路、およびコントローラを、個別に、集合的に、またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）として、またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）として使用すること、異なる規格のいくつかの個別のトランシーバおよびコントローラの機能を集約する組み合わせまたは「コンボ」チップを使用すること、あるいは、コンボチップ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、および／または個別の構成要素、集積回路、無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、およびコントローラの組み合わせを使用することによって、達成可能である。メータリーダは、単一または複数のワイヤレス帯域、物理チャネル、仮想チャネル、モード、または他の共存技術およびアルゴリズムを利用することができ、その方法は当業者によって理解されるため、本明細書では説明しない。選択されるハードウェア構成要素に応じて、メータリーダは、外部スプリッタの必要性を排除するかまたは必要な空中線の数を削減するための、共有アンテナサポートおよび共有信号受信経路を含むこともできる。
[0032] 本発明は好ましい一実施形態において、第１のモードではスマートフォンとのピアツーピア接続を提供し、第２のモードではユーザによってネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして動作し、クライアントとしてＷＬＡＮに接続するように構成可能な、適応可能ワイヤレス通信をメータリーダに提供する。
[0033] メータリーダは好ましくは、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用して、その最終構成に関係なく初期にはピアツーピアモードで機能するようにそのワイヤレス通信を設定する。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔはピアツーピア接続を提供するため、メータリーダに電力が印加されるとすぐに、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉと通信しているスマートフォンによって認識可能であり、ワイヤレス通信リンクが確立可能である。スマートフォンＡｐｐは、好ましくは、任意の動作態様を構成し、メータリーダの機能を制御するために使用される。ワイヤレス通信リンクが確立されると、ユーザは、好ましくはスマートフォンとメータリーダとの間のデータ経路を使用するスマートフォンＡｐｐを活動化することができる。ユーザはスマートフォンＡｐｐを使用して、メータリーダがピアツーピアモードでの実行を続行するか、ネットワークＷｉ−Ｆｉモードに変更するか、またはサポートしている場合は両方のモードを同時に実行するかを選択し、ネットワークＷｉ−Ｆｉまたはピアツーピアデバイスに必要な任意の動作パラメータを用いてメータリーダを設定し、デバイスを指名し、暗号化鍵を設定し、パスワードを入力し、必要または望ましい任意の他の要件を実行することができる。この手順が完了すると、ユーザは「再始動」するようにメータリーダに命令することが可能であり、この時点で、セットアッププロセス中に指定されたパラメータに従ってそれ自体を構成することになる。
[0034] メータリーダが好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用してピアツーピアモードで動作するようにユーザが選択した場合、再始動後にこれが続行されることになる。メータリーダは、直接またはピアツーピアの通信リンクを確立する前に、その接続要件に完全に準拠可能なスマートフォンにのみ接続される。これは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの任意のネイティブセキュリティ手段に加えて、Ｗｉ−ＦｉプロテクテッドアクセスまたはＷｉ−Ｆｉプロテクテッドアクセス２などのセキュリティ手段を含むことができる。
[0035] メータリーダがネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作するようにユーザが選択した場合、スマートフォンＡｐｐは、メータリーダがＷＬＡＮに接続するために必要なパラメータを構成する。メータリーダは再始動すると、ＷＬＡＮ上でクライアントデバイスとして接続する。次いで好ましくは、同じＷＬＡＮに接続されたデバイスにアクセス可能である。好ましくはメータリーダのピアツーピアワイヤレスモードを使用して、メータリーダまたはシャドーメータがクライアントとしてＷＬＡＮに接続するために必要なパラメータを構成する。
[0036] いずれのモードでも、スマートフォンＡｐｐは好ましくは、メータリーダの機能を構成および制御するために使用される。ネットワークＷｉ−Ｆｉモードにおいて、スマートフォンＡｐｐは選択されたメータリーダとＷＬＡＮアクセスポイントを介して通信する。好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するピアツーピアモードにおいて、スマートフォンＡｐｐは選択されたメータリーダとマシンツーマシンで直接通信する。
[0037] メータリーダがピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードの両方で同時に動作するようにユーザが選択した場合、メータリーダは再始動したときに、ＷＬＡＮ上のクライアントデバイスのように、および、使用可能な各モードの機能を備えるＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者のように見られる。このように、および単なる例として、メータリーダは、同時ＷＬＡＮ接続へのアクセスを許可することなく、第三者がＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続を介して機能を制御することを可能にし、したがって他のＷＬＡＮデバイスへのアクセスが防止される。
[0038] 好ましい一実施形態において、スマートフォンとメータリーダとの間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈピアツーピア接続を使用して、ネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスおよび／またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者および／またはピアツーピアＷｉ−Ｆｉデバイスとしてメータリーダの構成に関する情報を入力すること、あるいは、ネットワークＷｉ−Ｆｉおよび／またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続の確立を容易にすることができる。別の好ましい実施形態において、メータリーダとスマートフォンとの間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続をピアツーピア通信チャネルとして使用して、データを交換することができる。
[0039] メータリーダとスマートフォンとの間にワイヤレス通信リンクが確立され、メータリーダが電力線通信機能で構成された場合、ユーザは、好ましくはスマートフォンとメータリーダとの間のデータ経路を使用するＡｐｐを活動化して、電力線通信ネットワークにジョインすること、電力線通信ネットワークを調整するようにメータリーダについての任意の要件を構成すること、またはデバイスを電力線通信ネットワークに加えることが可能である。メータリーダとスマートフォンとの間にワイヤレス通信リンクが確立され、メータリーダがワイヤレスローカルネットワーク通信機能で構成された場合、ユーザは好ましくはスマートフォンとメータリーダとの間のデータ経路を使用するＡｐｐを活動化して、ワイヤレスローカル通信ネットワークにジョインすること、ワイヤレスローカル通信ネットワークを調整するようにメータリーダについての任意の要件を構成すること、またはデバイスをワイヤレスローカル通信ネットワークに加えることが可能である。
[0040] メータリーダの動作態様を構成することに加えて、好ましくはＡｐｐを使用して、任意の必要な様式でメータリーダまたはシャドーメータからのデータを処理すること、および／またはデータを分析すること、および／またはデータをコンパイルすること、および／またはデータを交換すること、および／またはデータを転送すること、および／またはデータを受信すること、および／またはデータを記憶すること、および／またはデータを操作すること、および／またはデータを表示することも可能である。
[0041] シャドーメータは、所望の機能を実施または実行するために使用可能な機械式スイッチ、ボタン、または容量性／近接タッチエリアなどの、露出ヒューマンインターフェースを有し得る。メータリーダは、所望の機能を実施または実行するために使用可能な機械式スイッチ、ボタン、または容量性／近接タッチエリアなどの、露出ヒューマンインターフェースを有し得る。好ましい一実施形態において、いずれのデバイス上にも露出ヒューマンインターフェースを有さないことが望ましい場合がある。
[0042] 本開示は好ましい一態様において、ローカル電力回路内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するための、デバイスを提供する。デバイスは、ローカル電力回路内で少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュール、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用してパーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュールを含む、１次シャドーメータを含む。デバイスは、少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するように構成されたローカル通信モジュール、およびマイクロコントローラも含み、マイクロコントローラは第１のモードで、少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するために有線ネットワークを使用してローカル通信モジュールを動作させるように構成され、マイクロコントローラは第２のモードで、少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するためにワイヤレスメッシュネットワークを使用してローカル通信モジュールを動作させるように構成される。
[0043] 本開示は別の好ましい態様において、ローカル電力回路内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するための、システムを提供する。システムは少なくとも１つの補助シャドーメータを含み、各補助シャドーメータは、単一の回路または電気デバイスに関連付けられた少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュールと、ローカル通信モジュールとを含む。システムは、ローカル電力回路内で少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュール、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用してパーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュール、および少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するように構成されたローカル通信モジュールを含む、１次シャドーメータも含む。
[0044] 本開示は他の好ましい態様において、ローカル電力ネットワーク内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するための、デバイスを提供する。デバイスは、ローカル電力ネットワーク内で少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュールと、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用してパーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュールとを含む１次シャドーメータを含み、１次シャドーメータは電気ユーティリティメータのダウンストリームを配線するように構成される。
[0045]本発明の好ましい実施形態で使用するためのスマートフォンを示す斜視図である。 [0046]本発明の好ましい実施形態に従ったシャドーメータの機能要素を示すブロック図である。 [0047]本発明の別の好ましい実施形態に従ったシャドーメータの機能要素を示すブロック図である。 [0048]本発明の好ましい実施形態に従ったメータリーダの機能要素を示すブロック図である。 [0049]本発明の別の好ましい実施形態に従ったシャドーメータの機能要素を示すブロック図である。 [0050]本発明の別の好ましい実施形態に従った単相環境でインストールされたシャドーメータを示す図である。 [0051]本発明の別の好ましい実施形態に従った３相環境でインストールされたシャドーメータを示す図である。 [0052]図１のスマートフォンと、図３のシャドーメータ、図４のメータリーダ、および図５のシャドーメータとの対話を示す、システム図表現である。 [0053]本開示の好ましい一実施形態に従った、図２のシャドーメータを図８のＷｉ−Ｆｉ ＷＬＡＮ内のクライアントデバイスとして構成するための、図１のスマートフォンを利用する例示の構成手順を示すフロー図である。
[0054] 本発明の代替実施形態は、当業者であれば本明細書で開示される本発明の仕様および実施を考慮することから明らかとなろう。仕様および例示は単なる例と見なされ、本発明の真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。「含む」という用語は広義の開かれた意味を有し、特定の実施形態に限定されないことを理解されよう。本明細書と共に出願され添付された特許請求の範囲は、参照により本記述のテキストに組み込まれる。
[0055] 図１から図８を参照すると、システム１００は好ましくは、本明細書では「製品Ａｐｐ」と呼ばれるアプリケーションプログラム、パーソナルコントローラ１０、１つまたは複数のシャドーメータおよびメータリーダを含む。必要な場合、製品Ａｐｐは常に１つまたは複数のプロセッサと組み合わせて使用され、ホストされる場合、通常であれば製品Ａｐｐの機能およびパラメータに従って特定用途向けプロセッサに組み込まれる汎用プロセッサであり得るものを構成することを理解されよう。製品Ａｐｐは、システム管理者のマイクロプロセッサ内、リモート、オフサイトプロセッサ、あるいはデバイスまたはシステム間で共有の、スマートフォンなどのモバイル通信デバイスのプロセッサなどの非一時的な媒体内に常駐し得る。好ましくは、製品Ａｐｐはスマートフォン１０にダウンロードされ、シャドーメータおよび／またはメータリーダの制御、構成、プログラミング、および／または問い合わせのためにヒューマンインターフェースとして動作する。
[0056] 図８を参照すると、システム１００は好ましくは、スマートフォン１０、メータリーダ４００、および少なくとも１つのシャドーメータの間でのデータおよびコマンドの交換を容易にするために、組み合わされたワイヤレス通信および電力線通信を利用する。メータリーダおよびシャドーメータのマルチモード通信機能は、以下でより詳細に説明するいくつかの複雑な構成可能通信トポロジを可能にする。
[0057] 図１は、以下でより詳細に説明する、シャドーメータおよび／またはメータリーダと通信するためにワイヤレスリンクを使用するスマートフォン１０の斜視図である。スマートフォン１０は、好ましくは市販の従来型スマートフォンである。好ましくはスマートフォンが含む基本機能のいくつかは、タッチセンサ式グラフィカルスクリーンインターフェース１２、互換性無線トランシーバ、および個々のスマートフォンオペレーティングシステム特有の製品Ａｐｐを実行するための機能を含む。以下の例で製品Ａｐｐ用の特定コーディングは、当業者であれば特定コーディングについて考察する必要なしに理解および再現可能であることから、簡単にするために省略してある。
[0058] スマートフォン１０は好ましくは、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉを介して通信するための技術を含む、様々なワイヤレス通信技術全体にわたって動作するように構成される。スマートフォン１０は、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈおよび／またはＮＦＣのための追加機能を含み得る。本発明の好ましい実施形態はそのコントローラとしてのスマートフォン、および具体的には少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉを組み込んでいるスマートフォンを使用する一方で、本発明の適用例の特定要件に応じて他のワイヤレス通信の方法およびシステムも使用可能である。
[0059] 次に図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従ったシャドーメータ２００が示されている。図２に示されるシャドーメータは、一般に、図８に示されたシステムに例示的に含まれる、図３および図５を参照しながら説明する追加の好ましい形のシャドーメータを伴う好ましいシャドーメータの概要である。シャドーメータ２００は、好ましくはワイヤレス通信モジュール２０２、万年時計カレンダ２０４、埋め込みメモリを伴うシステムマイクロコントローラ２０６、空中線２０８、電力測定モジュール２１０、および電力線接続２１２を含む、物理デバイスである。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ２０６は、埋め込みメモリに加えて、またはその代わりに外部メモリをサポートすることが好ましい場合がある。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ２０６およびワイヤレス通信２０２は完全に統合されることが好ましい場合がある。ワイヤレス通信２０２は、以下でさらに詳細に説明するように、１つまたは複数の通信トポロジおよび１つまたは複数の通信規格全体にわたって、シャドーメータ２００がスマートフォン１０および／または他のシステム要素と通信することを許可する回路を含む。
[0060] 万年時計カレンダ２０４は、好ましくは、電力が失われた場合にリアルタイムを正確に維持できるバッテリまたはスーパーキャパシタを用いる、電力バックアップを含む。万年時計カレンダ２０４を含めることで、システムマイクロコントローラ２０６は、時刻および／または日付に基づいて自動的にコマンドを生成し、データを記録し、機能、測定、または計算を実行し、あるいはデータを交換することが可能になる。いくつかの好ましい実施形態において、シャドーメータ２００がいかなる時刻または日付に依存する動作も実行しないか、あるいはワイヤレス通信を介して外部ソースからクロックデータを受信する場合、万年時計カレンダ２０４は省略可能である。いくつかの好ましい実施形態において、万年時計カレンダ２０４はシステムマイクロコントローラ２０６に統合可能である。
[0061] 電力線接続２１２は、好ましくはシャドーメータ２００を建物、構造物、または設備内の電源電力配線に接続するための物理インターフェースであり、好ましくは測定の目的で電圧または電流のレベルを適切に分離または変換するために必要な変流器、抵抗分圧器、電圧変成器（変圧器）、計器用変成器を含む。設備は、単なる例として、専用ポンプ施設などの専用適用例を含むことができる。電力線接続２１２は、好ましくは配線用に構成された端子を、建物、構造物、または設備の電源電力に直接組み込むことができる。好ましい一実施形態において、シャドーメータ２００は、ＤＩＮレール規格などのレール規格に従って、典型的な回路遮断器ボックス内の回路遮断器または工業用電気機器に並行して取り付けることができる。ある適用例では、回路遮断器およびシャドーメータを統合することが望ましい場合がある。別の好ましい実施形態では、シャドーメータ２００は壁取り付けパネルの背後で構成するか、または汎用アウトレット（ＧＰＯ）または３相電力アウトレットに統合することができる。別の好ましい実施形態において、電力線接続２１２は、好ましくは建物、構造物、または設備内の電源電力配線周囲に配置する変流器クランプの形を取ることができる。シャドーメータ２００は、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な国および適用例の配線、接続、取り付け、プラグおよびソケット、ならびに電流および電圧要件に従って構成可能であることを理解されよう。好ましい一実施形態において、「電源アダプタ」のような物理形に構成されるか、またはフライングリードを伴うパックにプラグインするか、あるいは、電力線接続が電源電力汎用アウトレットに直接プラグインするように構成されたエネルギー消費デバイスまたは器具に統合されたシャドーメータは、ここでは明示的に除外してある。
[0062] システムマイクロコントローラ２０６とスマートフォン１０との間のコマンドおよび応答は、好ましくはワイヤレス通信２０２および空中線２０８によってサポートされる無線周波数ワイヤレスリンクを介して送られる。ワイヤレス通信２０２は、好ましくは、任意選択によりＢｌｕｅｔｏｏｔｈをサポートする機能をネットワークＷｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉピアツーピア接続に個々にまたは同時に提供する、任意の数および組み合わせの集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線を含む。ワイヤレス通信の例は、２０１２年８月１５日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００９５９号に記載されている。コストおよび所望の動作機能に応じて、ワイヤレス通信２０２はＷｉ−Ｆｉ無線、Ｗｉ−Ｆｉ無線の組み合わせ、またはＷｉ−Ｆｉ無線、ワイヤレス無線、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線の組み合わせを含むことができる。ワイヤレス通信機能は、任意の数および組み合わせの無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、構成要素、集積回路、およびコントローラを、個々に、集合的に、またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）として、またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）として使用すること、異なる規格のいくつかのトランシーバおよびコントローラの機能をＳｉＰまたはＳｏＣとして集約する、組み合わせまたは「コンボ」チップを使用すること、あるいは、コンボチップ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、および／または個別の集積回路、無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、メモリ、構成要素、およびコントローラの任意の組み合わせを使用することによって、達成可能である。ワイヤレス通信は、単一または複数のワイヤレス帯域、物理チャネル、仮想チャネル、モード、または他の共存技術およびアルゴリズムを利用可能であり、その方法は当業者にすでに知られているため本明細書では説明しない。選択されるハードウェア構成要素に応じて、ワイヤレス通信２０２は、外部スプリッタの必要性を排除するかまたは必要な空中線の数を削減するために、共有アンテナサポートおよび共有信号受信経路を含むこともできる。好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信２０２はＺｉｇＢｅｅをサポートするように構成可能である。所望であれば、共有アンテナサポートが実現不可能な場合、追加の空中線を追加することができる。
[0063] ワイヤレス通信２０２が、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ仕様または規格、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用して動作する場合、いずれの仲介ハードウェアも必要とせずに、ピアツーピアベースでネットワークＷｉ−ＦｉまたはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートするデバイスと通信可能である。ワイヤレス通信２０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループ参加者およびＷｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔアクセスポイントまたはＳｏｆｔＡＰの両方として、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従って動作するように構成され、ネットワークＷｉ−Ｆｉと通信するデバイスに対してアクセス管理者２００がＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとして見られるようにすることができる。ワイヤレス通信２０２は、たとえネットワークＷｉ−ＦｉデバイスがＷｉ−Ｆｉデバイスをサポートしていない場合であっても、ＳｏｆｔＡＰを介してネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。この場合、ネットワークＷｉ−Ｆｉを使用して通信するデバイスは、デバイス発見メッセージをあたかもＷｉ−Ｆｉアクセスポイントからのようにシャドーメータ２００から受信することになり、あたかもＷｉ−Ｆｉアクセスポイントに接続しているかのように、シャドーメータとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔデバイスとネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとの間に通信リンクを確立する手順は、Ｗｉ−ＦｉＡｌｌｉａｎｃｅ Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に定義されており、通信システムプロトコルの熟練者であれば理解されよう。
[0064] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、シャドーメータとスマートフォンとの間の通信を簡略化するいくつかの利点を有する。重要な利点はモビリティおよびポータビリティを含み、スマートフォンおよびシャドーメータは、ワイヤレス通信リンクを確立するために互いに無線範囲内にあるのみでよい。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ（ＷＰＡ、ＷＰＡ２）および移送メッセージの暗号化などの手段を介してセキュアな通信を提供し、システムが適格なデバイスに対してセキュアなままであることを保証する。最も重要なことに、スマートフォンネットワークＷｉ−Ｆｉがオンデマンドでピアツーピア通信をサポートすることが決して意図されなかった場合であっても、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、ネットワークＷｉ−Ｆｉのみを備えるスマートフォンがシャドーメータとのピアツーピアのデータ交換に従事できるようにする。
[0065] スマートフォンは進化し続けているため、新しいモデルはネットワークＷｉ−Ｆｉに加えてＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔサポートを含み始めている。本発明の好ましい一実施形態において、シャドーメータ２００およびスマートフォン１０が発見プロセスの一部としてＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの意図を交換する場合、スマートフォン１０およびシャドーメータ２００は、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従ってグループの所有者の役割を担うかを取り決め、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ通信リンクが確立されることになる。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様は、任意のＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔデバイスをグループ所有者にすることが可能であり、デバイスの機能に応じて、取り決め手順はこの役割を実行するのに最適なデバイスを決定する。好ましい一実施形態において、シャドーメータ２００は、好ましくは最高の優先順位でＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続をグループ所有者として取り決めるように構成され得る。グループ所有者として動作することにより、いくつかの環境ではオープン接続の数を１：１に限定することが望ましい場合があるが、シャドーメータ２００は、一般にハブおよびスポークと呼ばれる配置構成でいくつかの同時ピアツーピア接続を維持することができる。
[0066] システムマイクロコントローラ２０６は、好ましくはシャドーメータ２００の動作および機能を定義するファームウェアプログラムを組み込み、ワイヤレス通信モジュール２０２の動作モードを指定および制御すること、万年時計カレンダ２０４の制御および問い合わせ、電力測定モジュール２１０の制御および問い合わせ、任意の所望の測定を電力測定モジュール２１０からメモリに記録すること、ならびにワイヤレス通信モジュール２０２を介したデータの交換を容易にすることを含む、すべてのプログラムコードおよびシステム要素を制御する責務を担う。システムマイクロコントローラ２０６は、好ましくは任意の所望の測定データおよび製品Ａｐｐから受信したプログラムデータを記憶するための不揮発性メモリを含む。いくつかの好ましい実施形態において、不揮発性メモリはシステムマイクロコントローラ２０６の外部にあってよい。いくつかの好ましい実施形態において、複数のマイクロコントローラが使用できる。
[0067] シャドーメータ２００が製造されるとき、システムマイクロコントローラ２０６は好ましくは、ネットワークＷｉ−ＦｉデバイスおよびＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者としてシャドーメータ２００を動作させるためのファームウェアを保持する。シャドーメータ２００に最初に電力が印加されるとき、システムマイクロコントローラ２０６は好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔピアツーピアモードでワイヤレス通信モジュール２０２を始動し、ワイヤレスレンジ内でスマートフォンによって検出され得る発見メッセージの伝送を開始する。
[0068] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として動作するシャドーメータは、Ｗｉ−Ｆｉ ＷＬＡＮを必要とせずにスマートフォンと直接通信できることが理解できよう。シャドーメータ２００は好ましくは、スマートフォン１０が通信にＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合にＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとして見られるか、または、スマートフォン１０が通信にＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用している場合は、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループ所有者の役割を担うかに関してスマートフォン１０と取り決める。次いでユーザは、ピアツーピア通信リンクを確立し、いずれの他のデバイスも必要とせずに選択されたシャドーメータにコマンドを直接送信することができる。
[0069] 好ましい一実施形態において、ピアツーピアモードのワイヤレス通信モジュール２０２は、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔに対するサポートなしに、Ｗｉ−ＦｉアクセスポイントをシミュレートするかまたはＳｏｆｔＡＰとして動作するように構成され得る。その場合、スマートフォンは好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントに接続しているかのようにシャドーメータとのピアツーピア通信リンクを確立するが、たとえスマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートしていても、シャドーメータとＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続を取り決めることはできない。
[0070] シャドーメータを制御するための好ましい方法は、関係する製品Ａｐｐを介するものである。製品Ａｐｐのインストール命令は、好ましくはシャドーメータと共に含まれる。製品Ａｐｐは好ましくは、従来のスマートフォンプラットフォームによって一般に利用されたものと同じ集中型ａｐｐストアインストール方法を採用する。
[0071] 製品Ａｐｐは、シャドーメータとの最良の通信リンクをシームレスに提供する、ワイヤレス要素および無線技術の任意の混合と通信可能である。製品Ａｐｐは好ましくは、シャドーメータとのワイヤレス通信リンクを起動、検索、および確立するように、スマートフォン１０ワイヤレス通信を制御する。製品Ａｐｐは好ましくは、スマートフォンのタッチスクリーン１２上のグラフィカル要素を介して、事前に構成された新しいシャドーメータを表示することができる。
[0072] 製品Ａｐｐは起動されると、好ましくはシャドーメータをスキャンして、初期に構成する必要のある新しいシャドーメータがあれば識別する。この時点で、スマートフォンと新しいシャドーメータとの間にワイヤレスピアツーピア接続がまだ確立されていない場合、製品Ａｐｐは好ましくは、ユーザが所望のシャドーメータとのワイヤレスピアツーピア接続を確立し、ピアツーピアモードで動作してＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者のみを残すか、ネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作し、クライアントとしてＷＬＡＮに接続してネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスになるか、または、ワイヤレス通信モジュール２０２によってサポートされている場合、ピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードで同時に動作するかを、決定できるようにする。
[0073] スマートフォンのオペレーティングシステムによって、シャドーメータとのピアツーピアリンクを確立するようにスマートフォンワイヤレス通信を製品Ａｐｐに制御させられない状況では、ユーザはスマートフォンによって提供されるいずれかの機構を使用して、製品Ａｐｐを起動する前にシャドーメータとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。
[0074] ユーザが、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用して新しいシャドーメータをピアツーピアモードで実行したい場合、好ましくは製品Ａｐｐ内のこのオプションを選択する。次に製品Ａｐｐは、スマートフォンのタッチスクリーン１２をヒューマンインターフェースとして使用し、一連のデータ入力によってユーザを誘導する。製品Ａｐｐはシステムマイクロコントローラ２０６と通信し、初期の接続に使用された汎用パラメータを、シャドーメータを固有製品として定義する特定のパラメータに置き換える。これらは、シャドーメータとスマートフォンとの間のすべてのデータ転送が保護されるように固有の暗号化鍵を設定すること、シャドーメータの名前を固有の容易に認識できる識別子に設定すること、および、スマートフォンとのセキュアリンクを確立するために使用されるシャドーメータ内のパスワードを設定することを含み得る。
[0075] 製品Ａｐｐは好ましくは、構成されたシャドーメータを将来識別してこれに接続するために、これらの特有パラメータの記録をスマートフォンメモリ内に維持する。
[0076] セットアップ手順が完了すると、製品Ａｐｐは好ましくは、「再始動」に関与し得る再構成をシャドーメータファームウェアに命じる。アプリケーションファームウェアが再構成すると、シャドーメータはユーザ指定データを使用して、それ自体の固有な識別を読み込みおよび作成する。この識別を設定するために使用されたスマートフォンは、新しい特有パラメータが知られているため、そのシャドーメータに自動的に接続できることになる。スマートフォンオペレーティングシステムが可能な場合、好ましくは製品Ａｐｐを使用して、ユーザが製品Ａｐｐ内のその特定デバイスを選択するごとに、シャドーメータとの通信リンクを自動的に確立することができる。
[0077] シャドーメータが構成されると、任意の他のスマートフォンは、ユーザがその時点でその特定のシャドーメータに固有の特有パラメータを知っている場合にのみこれに接続できる。第２のスマートフォンがＷｉ−ＦｉアクセスポイントまたはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔデバイスを検索すると、「セキュア」であるという特徴を備えている構成済みのシャドーメータが見つかる。ユーザがこれに接続するためには、そのシャドーメータに割り振られている特有パスワードを知らなければならず、そうでなければ通信リンクを確立することはできない。パスワードがわかり、要求されたときにスマートフォンに入力すると、第２のスマートフォンとシャドーメータとの間の通信リンクが確立される。好ましくは、製品Ａｐｐは依然としてシャドーメータを制御する必要があり、アプリケーションの性質に応じて、追加のセキュリティ手段を有することができる。
[0078] 新しくインストールされたシャドーメータをピアツーピアモードで構成する代わりに、ユーザがネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作させることを選択した場合、これは要求オプションとして選択され、製品Ａｐｐは、クライアントとして接続するためにシャドーメータが使用可能な１つまたは複数のＷＬＡＮが存在するかどうかを判別する。製品Ａｐｐはユーザに好ましいネットワークを確認するように要求し、シャドーメータがクライアントとしてＷＬＡＮに接続できるように、ネットワークパスワードなどの任意の必要なネットワークパラメータを確認および／または入力するようにユーザに求める。
[0079] 製品Ａｐｐはスマートフォンを介してシステムマイクロコントローラ２０６と通信し、シャドーメータが、ネットワーク上でシャドーメータを固有に識別する任意のパラメータを含み得るネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとしてそれ自体を確立するために必要なパラメータを設定する。すべての適切なパラメータがわかり、更新されると、製品ＡｐｐはシャドーメータにネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして再構成するように命じる。次いでシャドーメータはクライアントとしてＷＬＡＮに接続し、ＷＬＡＮアクセスポイントを介してスマートフォン製品Ａｐｐによるアクセスが可能である。その後ネットワークＷｉ−Ｆｉクライアントとして実行しているシャドーメータは、同じＷＬＡＮ上の他のスマートフォンによって制御可能である。好ましい一実施形態において、シャドーメータは、パスワード保護、製品Ａｐｐを伴うソケットレイヤ、ハードウェア許可、または、シャドーメータがネットワーク上の他のデバイスによって許可なく制御されるのを防ぐための他の手段などの、追加のセキュリティ手段を含むことが望ましい場合がある。
[0080] 好ましくは、シャドーメータがＷＬＡＮネットワーククライアントとして構成可能な新しいワイヤレスデバイスであることをシャドーメータのワイヤレス信号から決定するように、スマートフォンが構成されている場合、スマートフォンは好ましくは、シャドーメータを既知のＷＬＡＮネットワークのネットワーククライアントとして自動的に構成するために、ユーザが既知のＷＬＡＮネットワークの必要なネットワークパラメータを、自動的にスマートフォンのメモリからシャドーメータ内にピアツーピア通信リンクを使用してワイヤレスに入力できるようにする。スマートフォンは好ましくは、スマートフォンがシャドーメータの関係製品Ａｐｐを適切なＡｐｐストアから自動的にダウンロードできるようにする製品識別子を、シャドーメータのワイヤレス信号から決定することもできる。
[0081] シャドーメータは、ピアツーピアデバイスまたはネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして構成されると、電源がオフになった後に再度オンになった場合であっても、好ましくはそのモードでの動作を続行する。各モードに特有の動作パラメータはすべて、好ましくは不揮発性メモリ内に保存され、電源が取り外された場合も保持される。電源が復元されると、システムマイクロコントローラ２０６は、電源が取り外される前に実行していたものと同じＷｉ−Ｆｉモードで起動し、適切なファームウェアおよび動作パラメータが不揮発性メモリから復元される。
[0082] シャドーメータが同時にピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードを実行することが望ましい適用例がある。この状況では、ユーザは製品Ａｐｐを介して好ましくは両方のモードを活動化し、いずれかのモードを使用することができる。同様にユーザは、製品Ａｐｐを介してモードのうちの１つを使用不可にするように選択するか、あるいは所望に応じて、ピアツーピアモードからネットワークＷｉ−Ｆｉモードに変更、またはその逆に変更することができる。
[0083] Ｗｉ−Ｆｉモードが変更されるごとに、新しいモード用のパラメータは好ましくは、電源が切断または失われた場合、システムマイクロコントローラ２０６によって保持される。電源が復元されると、システムマイクロコントローラ２０６は、電源が取り外される前に動作していたものと同じＷｉ−Ｆｉモードで起動し、適切な動作パラメータが不揮発性メモリから復元される。したがってシステムマイクロコントローラ２０６は好ましくは、不揮発性メモリから復元可能な適応デフォルト設定で構成される。
[0084] 好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信２０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートしてピアツーピアモードで、あるいはネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作する、単一のＷｉ−Ｆｉ無線で構成可能である。好ましい一実施形態において、単一のＷｉ−Ｆｉ無線で構成されたワイヤレス通信２０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートしてピアツーピアモードで、およびネットワークＷｉ−Ｆｉモードで、同時に動作可能である。
[0085] シャドーメータを完全にリセットすることが必要な時点が存在し得ることが予想される。製品Ａｐｐは好ましくはシャドーメータと通信し、出荷時デフォルト構成に再初期化するように命じることができる。この場合、シャドーメータユニットにロードされたすべてのユーザ定義パラメータは失われ、その出荷時デフォルト状態に戻され、新しいユーザ定義パラメータを受け取るように準備される。
[0086] シャドーメータは、スイッチ、ボタン、または容量性／近接タッチパッドの形のヒューマンインターフェースを組み込むことができ、ユーザはこれを使用してシャドーメータに、スマートフォンまたは製品Ａｐｐを使用せずに出荷時デフォルト構成に再初期化すること、システムをリブートすること、またはＷｉ−Ｆｉ保護セットアップを支援することを、実行させることができる。所望であれば、シャドーメータはデバイス自体にいかなる手動入力もせずに動作用に構成することができる。
[0087] 好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信２０２は、Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびネットワークＷｉ−Ｆｉ機能に加えて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を含むことができる。製品Ａｐｐはスマートフォン１０とシャドーメータ２００との間のピアツーピアＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信リンクを使用して、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、またはネットワークＷｉ−Ｆｉの通信リンクを確立するためにパラメータを入力すること、あるいは、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、またはネットワークＷｉ−Ｆｉの通信リンクを開くことが可能であり、もしくは、それ自体の権利で、製品Ａｐｐとシャドーメータ２００との間でデータを交換するためにピアツーピア通信リンクとして動作することが可能である。製品Ａｐｐ、スマートフォンオペレーティングシステム、あるいは、タッチパッド、ボタン、またはスイッチの形のシャドーメータ２００上のヒューマンインターフェースは、シャドーメータ２００とスマートフォン１０との間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈピアツーピア接続の確立を容易にする。製品Ａｐｐは、ユーザがＢｌｕｅｔｏｏｔｈを、シャドーメータ２００とスマートフォン１０との間の好ましいピアツーピア通信方法として指定できるように構成され得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続は好ましくは、選択されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に由来のセキュア伝送方法およびプロトコルを利用する。
[0088] スマートフォン１０およびシャドーメータ２００がピアツーピアＷｉ−Ｆｉの知的所有権のある実装またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの適合を使用する場合、シャドーメータ２００およびスマートフォン１０は好ましくは、そのピアツーピアＷｉ−Ｆｉの知的所有権のある実装またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの適合に特定の、ハンドシェイク、取り決め方法、プロトコル、および構成要件を使用するように構成され、任意の必要なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または認証方式を組み込むこと、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈを使用して必要なプロセスを容易にすることができる。
[0089] 本発明の好ましい形において（当業者であれば一般に理解される）ＩＥＥＥ８０２．１１のアドホックＩＢＳＳモードを利用する通信リンクまたはモードは、本明細書では明示的に除外する。
[0090] 好ましい一実施形態において、シャドーメータは、ネットワークＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または他のピアツーピア通信リンクを、ＮＦＣをサポートしているスマートフォン上で自動的に確立するために、新しいシャドーメータと最初に通信するときに製品Ａｐｐが使用できる、ＮＦＣ機能を含み得る。このプロセスは一般に「ブートストラッピング」と呼ばれ、当業者が精通している通信を初期化するための確立された方法である。
[0091] 再度図２を参照すると、電力測定モジュール２１０は好ましくは、広範囲にわたるデータをシステムマイクロコントローラ２０６に報告するように構成される。これは、瞬間電圧、電流、および電力；有効、無効、および皮相電力；平均実電力；ＲＭＳ電圧および電流；力率；回線周波数；過電流；電圧低下；電圧増加；位相角；ならびに温度などであるが、これらに限定されない、電気回路上でまたは電気デバイスによって使用される電気に関連付けられた、任意の組み合わせのパラメータ、メトリクス、条件、および仕様を含むことができる。これらのメトリクスは、定義時間期間にわたって消費される電気；指定、限界、または基本測定からの任意の偏差を含む動作特徴；温度；サービス要件；ならびに／あるいは、電力測定モジュール２１０からの測定、記録、または記憶されたデータからコンパイル可能な任意の他のメトリックまたは論理シーケンスを決定するために、メモリに記録されるかまたはシステムマイクロコントローラ２０６によって使用されることが可能である。シャドーメータ内の測定、記録、記憶、計算、操作、またはコンパイルされたいずれのデータも、好ましくはワイヤレス通信モジュール２０２を介して製品Ａｐｐと交換することができる。
[0092] シャドーメータ２００は、シャドーメータ２００の状況または動作要素を表す、１つまたは複数の照明手段または視覚要素を含むように構成される。例として、視覚要素は、単純な発光ダイオード、ＬＣＤ、カラーＬＣＤ、組み込みディスプレイ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。
[0093] 図示されていないが、高電圧適用例などのある状況では、電力線接続２１２、または電力線接続２１２および電力測定モジュール２１０を、ハードワイヤードまたはワイヤレスの手段を用いて機能的に結合されたままでありながら、シャドーメータ２００とは別のデバイスに分けることが望ましいかまたは必要な場合がある。ワイヤレス手段が使用される場合、必要に応じて追加の無線をシャドーメータに加えることが可能であることを理解できよう。シャドーメータがローカルネットワーク通信モジュールを含む場合、シャドーメータとは別の電力線接続、またはシャドーメータとは別の電力線接続および電力測定モジュールは、シャドーメータのローカルネットワーク通信モジュールとの通信に適合可能な規格、仕様、またはプロトコルを利用するローカルネットワーク通信モジュールと共に構成することができる。
[0094] 次に図３を参照すると、本発明の別の好ましい実施形態に従ったシャドーメータ３００が示されている。シャドーメータ３００は、好ましくはシャドーメータ２００の電力線接続、電力測定、およびワイヤレス通信の機能と共に構成されるが、シャドーメータ３００が、以下でより詳細に説明する１つまたは複数の通信トポロジおよび１つまたは複数の通信規格全体にわたってメータリーダ４００（図４）および／または１つまたは複数のシャドーメータと通信できるようにする、ローカルネットワーク通信モジュール３１４を含む。
[0095] 図３に示されるように、シャドーメータ３００は、好ましくはワイヤレス通信モジュール３０２、万年時計カレンダ３０４、組み込みメモリを伴うシステムマイクロコントローラ３０６、空中線３０８、電力測定モジュール３１０、電力線接続３１２、ローカルネットワーク通信モジュール３１４、および電力線カプラ３１６を含む、物理デバイスである。ローカルネットワーク通信モジュール３１４がワイヤレス通信のサポートを含む場合、好ましくは専用空中線３０８ａを含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ３０６は、組み込みメモリに加えて、またはその代わりに外部メモリをサポートすることが好ましい場合がある。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ３０６およびローカルネットワーク通信モジュール３１４が完全に統合されること、またはシステムマイクロコントローラ３０６およびワイヤレス通信モジュール３０２が完全に統合されることが好ましい場合がある。ワイヤレス通信モジュール３０２は、シャドーメータ３００が、以下でより詳細に説明する１つまたは複数の通信トポロジおよび１つまたは複数の通信規格全体にわたって、スマートフォン１０および／または他のシステム要素と通信することを許可する回路を含む。
[0096] シャドーメータ３００の万年時計カレンダ３０４、ワイヤレス通信モジュール３０２、電力測定モジュール３１０、および電力線接続３１２は、好ましくはシャドーメータ２００の万年時計カレンダ２０４、ワイヤレス通信モジュール２０２、電力測定モジュール２１０、および電力線接続２１２と同じ機能を提供するように構成される。簡潔さの目的で、シャドーメータ２００の万年時計カレンダ２０４、ワイヤレス通信モジュール２０２、電力測定モジュール２１０、および電力線接続２１２について説明した物理、機能、動作、および構成の態様は、好ましくはシャドーメータ３００の万年時計カレンダ３０４、ワイヤレス通信モジュール３０２、電力測定モジュール３１０、および電力線接続３１２にそれぞれ適用可能である。シャドーメータ３００は好ましくは、複数の通信システム、技術、仕様、規格、およびプロトコルを通るデータをさらに管理、制御、転置、およびブリッジするように構成された、ローカルネットワーク通信モジュール３１４およびシステムマイクロコントローラ３０６の形の追加の通信機能を含めることによって、シャドーメータ２００とは異なっている。システムマイクロコントローラ３０６は好ましくは、電力測定モジュール３１０からのデータの収集、記録、および使用に関して、システムマイクロコントローラ３０６のデータ処理機能を用いて構成される。
[0097] システムマイクロコントローラ３０６は好ましくは、シャドーメータ３００の動作および機能を定義するファームウェアプログラムを組み込み、ワイヤレス通信モジュール３０２の動作モードを指定および制御すること、万年時計カレンダ３０４の制御および問い合わせ、電力測定モジュール３１０の制御および問い合わせ、ローカルネットワーク通信モジュール３１４の動作モードを指定および制御すること、ワイヤレス通信モジュール３０２を介したデータの交換を容易にすること、ローカルネットワーク通信モジュール３１４を介したデータの交換を容易にすること、ならびに、任意の所望の測定を電力測定モジュール３１０からメモリに記録することを含む、すべてのプログラムコードおよびシステム要素を制御する責務を担う。システムマイクロコントローラ３０６は好ましくは、任意の所望の測定データまたは製品Ａｐｐから受信したプログラムデータを記憶するための不揮発性メモリを含む。いくつかの好ましい実施形態において、不揮発性メモリはシステムマイクロコントローラ３０６の外部にあってよい。いくつかの好ましい実施形態において、複数のマイクロコントローラが使用できる。
[0098] 再度図３を参照すると、ローカルネットワーク通信モジュール３１４は、好ましくはシステムマイクロコントローラ３０６が、電力線通信プロトコル、仕様、または規格を使用し、好ましくは建物の電源電力配線を介して、適合可能なシャドーメータおよび／またはメータリーダと通信できるようにする、任意の数および組み合わせの集積回路、構成要素、コントローラ、デジタル信号プロセッサ、トランシーバ、メモリ、マイクロプロセッサ、ＳｉＰ、またはＳｏＣを含む。好ましい一実施形態において、電力線通信は、統合ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、物理レイヤ（ＰＨＹ）、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）、およびアナログフロントエンドを備える単一チップソリューションを使用して実装可能である。ローカルネットワーク通信モジュール３１４は好ましくは、任意の修正、拡張、サブセット、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｇｒｅｅｎ ＰＨＹまたはＨｏｍｅｐｌｕｂ ＡＶ２を含むＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ Ｈｏｍｅｐｌｕｇの規格または仕様、ＩＥＥＥ １９０１、１９０１．１、１９０１．２の規格または仕様、ならびに／あるいは、ＩＴＵ−Ｔ’ｓＧ．ｈｎの規格または仕様のうちの１つまたは複数をサポートする。他の好適なプロトコル、規格、または仕様は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ＳｉＣｏｎｎｅｃｔ、ＨＤ−ＰＬＣ Ａｌｌｉａｎｃｅ、Ｘｓｉｌｏｎ、およびＰｏｗｅｒｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｌｌｉａｎｃｅからのものを含み得るが、これらに限定されない。ローカルネットワーク通信モジュール３１４は、所望な場合、Ｓｍａｒｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ（ＳＥＰ）アプリケーションプロファイル、仕様、規格、またはプロトコルを利用するように構成可能である。
[0099] 好ましい一実施形態において、電力線通信の代わりにまたはこれに加えて、ローカルネットワーク通信モジュール３１４は好ましくは、システムマイクロコントローラ３０６が、任意の修正、拡張、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＺｉｇＢｅｅプロトコル、仕様、アプリケーションプロファイル、または規格；任意のＡＮＴプロトコル、仕様、または規格；ＷＩ−ＳＵＮ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のプロトコル、仕様、または規格；任意のＺ−Ｗａｖｅプロトコル、仕様、または規格；Ｔｒｅａｄ Ｇｒｏｕｐ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＴｈｒｅａｄプロトコル、仕様、または規格；あるいはＩＥＥＥ ８０２．１５．４を含むがこれに限定されないＩＥＥＥ ８０２．１５に基づく任意のプロトコル、または規格のうちの、１つまたは複数を含む、任意の好適なワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮメッシュ規格、プロトコル、または仕様を介して、適合可能シャドーメータおよび／またはメータリーダとワイヤレスに通信できるようにする、任意の組み合わせの集積回路、無線、空中線、メモリ、マイクロコントローラ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、トランシーバ、構成要素、またはコントローラを含み得る。ローカルネットワーク通信モジュール３１４がワイヤレス通信ように構成されている場合、必要に応じて空中線３０８ａが追加され得る。
[00100] 好ましい一実施形態において、また任意の他のネットワークトポロジまたは特定のワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮ規格、仕様、プロトコル、または方法を使用するための機能に限定することなく、シャドーメータ３００は好ましくは、ＺｉｇＢｅｅネットワークコーディネータとして動作するように構成可能である。スマートフォン１０とシャドーメータ３００との間のワイヤレス通信リンクを使用して、ユーザは製品Ａｐｐを介して、好ましくは、ネットワーク上でのメータリーダ４００または追加のシャドーメータを加えることを含むシャドーメータ３００によって調整されるワイヤレスＺｉｇＢｅｅネットワークの任意の必要な要件を構成または管理することが可能であり、その方法は当業者によって適切に確立および理解されよう。ある状況では、メータリーダ４００はシャドーメータ３００ではなくＺｉｇＢｅｅコーディネータとして動作することが好ましい可能性があり、この場合シャドーメータ３００は、メータリーダ４００によって調整されるワイヤレスネットワーク上で、好ましくはＺｉｇＢｅｅルータまたはノードとして動作することが好ましい可能性があることを理解できよう。
[00101] ＺｉｇＢｅｅ規格は、包括的なセキュリティアーキテクチャおよび信用管理モデルを定義し、これはＺｉｇＢｅｅプロトコルスタックの各レイヤでの暗号化、認証、および整合性を含み、その任意の要素がシャドーメータ、メータリーダ、および任意の追加のシャドーメータ間でのＺｉｇＢｅｅ通信に利用され得る。
[00102] ローカルネットワーク通信モジュール３１４が電力線通信およびワイヤレスメッシュ規格の両方に対するサポートを含む場合、システムマイクロコントローラ３０６またはローカルネットワーク通信モジュール３１４内の専用マイクロコントローラは、電力線ネットワークまたはワイヤレスメッシュネットワークを同時に使用して通信するか、あるいは、メータリーダおよび／または追加のシャドーメータを用いて最もロバストな通信チャネルを動的に評価し、通信リンクを形成するかまたはデータをオープン通信リンクに転送する際に最もロバストな通信メディアを使用することができる。単なる例を挙げると、当業者であれば理解されるように、最もロバストな通信チャネルを比較上決定するために信号の強度、パケット送達、および／または誤り訂正の測定を利用する、バースト伝送についての信号検出アルゴリズムによって、最もロバストな通信チャネルの動的評価を容易にすることができる。
[00103] 電力線通信は電源電力配線を介してユーザの建物の外側を進行可能であるため、シャドーメータ３００は好ましくは、メータリーダ４００との通信のための暗号化をサポートする。シャドーメータ３００およびメータリーダ４００は好ましくは、選択された電力線通信のプロトコル、仕様、または規格に固有の任意のパスワード、セキュリティ鍵、または他のセキュアなリンク方法を含む、データのセキュリティおよび暗号化に関する規格および／または仕様を採用する。
[00104] 図８を参照すると、好ましい一実施形態において、また、特定の電力線通信のプロトコル、仕様、または規格の任意の他のペアリング技法またはトポロジを使用するための機能に限定することなく、シャドーメータ３００およびメータリーダ４００がＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅのプロトコル、仕様、または規格を使用して通信する場合、メータリーダ４００は好ましくは、非関連ステーションとして出荷され、非関連識別子メッセージをブロードキャストして、ＨｏｍｅＰｌｕｇネットワークがアクティブであり、建物の電源電力配線上でジョイン可能かどうかを判別する、電源オンネットワーク発見手順へと進むことができる。
[00105] メータリーダ４００がシャドーメータ３００によって調整されたセキュアな電力線ネットワークとジョインするために、メータリーダ４００は好ましくは第１に、シャドーメータ３００のネットワークメンバーシップ鍵を取得する。ネットワークメンバーシップ鍵を取得するために、メータリーダは好ましくは固有デバイスアクセス鍵でプログラミングされる。スマートフォン１０とシャドーメータ３００との間のワイヤレス通信リンクを使用して、ユーザは、製品Ａｐｐを介してメータリーダ４００の固有デバイスアクセス鍵をシャドーメータ３００に入力する。シャドーメータ３００はデバイスアクセス鍵を使用してそのネットワークメンバーシップ鍵を暗号化し、電力線ネットワークを介してこれをブロードキャストする。デバイスアクセス鍵はメータリーダ４００に固有のものであるため、ネットワークメンバーシップ鍵を取り出すために、シャドーメータ３００からブロードキャストメッセージを復号できる唯一の新しいステーションとなる。メータリーダ４００はネットワークメンバーシップ鍵を取り出すと、これを使用してシャドーメータ３００によって調整された電力線ネットワークにジョインすることができる。その時点で、シャドーメータ３００は好ましくは、シャドーメータ３００とメータリーダ４００との間のすべての通信が暗号化されてセキュアであることを保証するネットワーク暗号化鍵を、メータリーダ４００と共有する。
[00106] メータリーダ４００のデバイスアクセス鍵は物理ユニット上に、あるいはメータリーダに関連付けられた書類または電子形式で記録することができる。デバイスアクセス鍵はＱＲコードまたはバーコードなどの視覚的に読み取り可能な形で記録することができ、製品Ａｐｐはスマートフォンカメラを利用してスキャンし、製品Ａｐｐにデバイスアクセス鍵を自動的にポピュレートすることができる。視覚的に読み取り可能なコードはメータリーダ４００の機能に関する追加情報も含み得、製品Ａｐｐが構成時にメータリーダの機能に関する関連制御を自動的に関連付け、露出可能であることが理解できよう。好ましい一実施形態において、視覚的に読み取り可能なコードの代わりにまたはこれに加えて、メータリーダ４００は、短距離通信がスマートフォンによってサポートされている場合にはこれを使用して、デバイスアクセス鍵および任意の追加情報の製品Ａｐｐへの転送を可能にするＮＦＣ機能と共に構成可能である。デバイスアクセス鍵は手動で製品Ａｐｐに入力することができる。
[00107] メータリーダ４００およびシャドーメータ３００には、まとめて整合セットまたはキットとしてすでに事前構成されたすべてのネットワーキング要件が提供され得る。たとえばシャドーメータ３００のネットワーキングメンバーシップ鍵および任意の他の必要なネットワーキング要件は、ベンダまたは製造業者によってメータリーダ４００に入力可能であり、それによってメータリーダ４００をシャドーメータ３００の関連ステーションとして事前構成するため、電源がオンになるとすぐにセキュア電力線ネットワークを確立することができる。
[00108] メータリーダをシャドーメータ３００によって調整された電力線ネットワーク上に加える他の方法は、本発明の範囲を逸脱することなく使用可能であり、ソフトウェアまたはハードウェアのボタンなどのヒューマンインターフェースが使用できる方法を含むことが理解できよう。単なる例を挙げると、非対称公開／秘密鍵暗号化方法は、スマートフォン１０がシャドーメータ３００にワイヤレス接続されている間に製品Ａｐｐ内のソフトウェアボタンを押すこと、およびメータリーダ４００上のハードウェアボタンを押すことによって利用可能であり、この方法は当業者であれば理解されよう。所望であれば、シャドーメータ３００は、メータリーダ４００とのセキュア通信リンクを確立する目的でシャドーメータ３００をセキュアなペアリングモードにするために使用可能な、ボタン、スイッチ、またはタッチパッドを含むことができる。
[00109] シャドーメータ３００とメータリーダ４００との間のセキュアネットワークは、所望であればシャドーメータ３００およびメータリーダ４００に限定することができ、それによって専用のセキュアネットワークが形成される。シャドーメータ３００およびメータリーダ４００内にソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアのレイヤを含めて、たとえ同じ物理レイヤ上で同じネットワークメンバーシップ鍵またはセキュリティ証明を使用している場合であっても、他のデバイスがシャドーメータ３００またはメータリーダ４００と通信するのを防ぐ、追加のセキュリティサービスを提供することができる。
[00110] 好ましい一実施形態において、メータリーダ４００は好ましくは、シャドーメータの代わりに電力線通信ネットワークコーディネータとして構成可能である。好ましい一実施形態において、ユーザは、ユーザの好ましいトポロジに従ってシャドーメータ３００またはメータリーダ４００のいずれをネットワークコーディネータとすべきかを、製品Ａｐｐを介して構成することが望ましい場合がある。
[00111] セキュアな電力線通信ネットワークの適用例および形成を、主にシャドーメータ３００とメータリーダ４００との間で説明してきたが、電力線通信ネットワークはこれに限られるものではなく、設備内の複数のシャドーメータ間での通信を可能にする目的で、シャドーメータ３００と任意の追加のシャドーメータとの間でのセキュアな通信ネットワークの形成にも適用可能であることを理解されよう。
[00112] 再度図３を参照すると、データは、好ましくは任意の必要な分離またはフィルタを含む好ましくは電力線カプラ３１６を介して物理的に電源配線に変調される。
[00113] シャドーメータ３００は、シャドーメータ３００の状況または動作要素を表す、１つまたは複数の照明手段または視覚要素を含むように構成され得る。例として、視覚要素は、単純な発光ダイオード、ＬＣＤ、カラーＬＣＤ、組み込みディスプレイ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。
[00114] 当業者であれば、前述のシステムは本発明の範囲を逸脱することなく様々に変形可能であることを理解されよう。単なる例を挙げると、ワイヤレス通信モジュール３０２、システムマイクロコントローラ３０６、万年時計カレンダ３０４、およびローカルネットワーク通信モジュール３１４の要素は、単一の構成要素、ＳｏＣまたはＳｉＰに集約するかまたは分けることができる。単なる例として、ＺｉｇＢｅｅなどのワイヤレスメッシュ通信を、ローカルネットワーク通信モジュール３１４の代わりにワイヤレス通信モジュール３０２に追加することができる。所望であれば、電力線通信およびＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信を単一のＳｏＣまたはＳｉＰに集約することができる。ワイヤレス通信モジュール３０２がワイヤレスメッシュネットワークをサポートするように構成される場合、共有アンテナサポートが実現不可能であれば追加の空中線を追加することができる。
[00115] 次に図４を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従ったメータリーダ４００が示されている。メータリーダ４００は、好ましくはワイヤレス通信２０２またはワイヤレス通信３０２のワイヤレス通信機能を複製することによってスマートフォンとシャドーメータとの間の通信を容易にする、物理デバイスである。メータリーダ４００は、ワイヤレス通信モジュール４０２、万年時計カレンダ４０４、組み込みメモリを備えるシステムマイクロコントローラ４０６、空中線４０８、ローカルネットワーク通信モジュール４１０、電力線接続４１２、および電力線カプラ４１４を含む。ローカルネットワーク通信モジュール４１０がワイヤレス通信用のサポートを含む場合、好ましくは専用の空中線４０８ａを含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ４０６は、組み込みメモリに加えてまたはその代わりに外部メモリをサポートすることが好ましい場合がある。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ４０６およびローカルネットワーク通信モジュール４１０が完全に統合されること、またはシステムマイクロコントローラ４０６およびワイヤレス通信モジュール４０２が完全に統合されることが好ましい場合がある。ワイヤレス通信モジュール４０２は、メータリーダ４００が、以下でより詳細に説明するように１つまたは複数の通信トポロジおよび１つまたは複数の通信規格全体にわたって、スマートフォン１０および／または他のシステム要素と通信することを許可する回路を含む。
[00116] 万年時計カレンダ４０４は、好ましくは、電力が失われた場合にリアルタイムを正確に維持できるバッテリまたはスーパーキャパシタを用いる、電力バックアップを含む。万年時計カレンダ４０４を含めることで、システムマイクロコントローラ４０６は、時刻および／または日付に基づいて自動的にコマンドを生成し、データを記録し、機能、測定、または計算を実行し、あるいはデータを交換することが可能になる。いくつかの好ましい実施形態において、メータリーダ４００がいかなる時刻または日付に依存する動作も実行しないか、あるいはワイヤレスまたは電力線の通信を介して外部ソースからクロックデータを受信する場合、万年時計カレンダ４０４は省略可能である。いくつかの好ましい実施形態において、万年時計カレンダ４０４はシステムマイクロコントローラ４０６に統合可能である。
[00117] 電力線接続４１２は、好ましくはメータリーダ４００を建物内の電源電力配線に接続するための物理インターフェースである。好ましい実施形態において、電力線接続４１２は、メータリーダ４００が電源電力汎用アウトレットに直接プラグインできるようにする、ＮＥＭＡ５−１５北米電源電力規格に適合するように構成される。別の好ましい実施形態において、メータリーダ４００は３相電源電力アウトレットに直接プラグインするように構成可能である。別の好ましい実施形態において、メータリーダ４００は完全自蔵式プラグインパックまたは「電源アダプタ」の物理的な形式を取ることができる。別の好ましい実施形態において、メータリーダ４００はフライングリードを有し得る。別の好ましい実施形態において、電力線接続４１２は好ましくは、配線用に構成された端子ブロックを建物または構造物の電源電力に直接組み込むことができる。別の好ましい実施形態において、メータリーダ４００は壁取り付けパネルの背後で構成することができる。別の好ましい実施形態において、メータリーダ４００は汎用電力アウトレットに統合するか、または照明スイッチに統合することができる。メータリーダは、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な国のプラグおよびソケットならびに電流および電圧要件に従って構成可能であることを理解されよう。
[00118] システムマイクロコントローラ４０６とスマートフォン１０との間のコマンドおよび応答は、好ましくはワイヤレス通信モジュール４０２および空中線４０８によってサポートされる無線周波数ワイヤレスリンクを介して送られる。ワイヤレス通信モジュール４０２は、好ましくは、任意選択によりＢｌｕｅｔｏｏｔｈをサポートする機能をネットワークＷｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉピアツーピア接続に個々にまたは同時に提供する、任意の数および組み合わせの集積回路、構成要素、コントローラ、トランシーバ、無線、メモリ、マイクロプロセッサ、および空中線を含む。ワイヤレス通信の例は、２０１２年８月１５日出願のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００９５９号に記載されている。コストおよび所望の動作機能に応じて、ワイヤレス通信モジュール４０２はＷｉ−Ｆｉ無線、Ｗｉ−Ｆｉ無線の組み合わせ、またはＷｉ−Ｆｉ無線、ワイヤレス無線、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線の組み合わせを含むことができる。ワイヤレス通信機能は、任意の数および組み合わせの無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、構成要素、集積回路、およびコントローラを、個々に、集合的に、またはシステムインパッケージ（ＳｉＰ）として、またはシステムオンチップ（ＳｏＣ）として使用すること、異なる規格のいくつかのトランシーバおよびコントローラの機能をＳｉＰまたはＳｏＣとして集約する、組み合わせまたは「コンボ」チップを使用すること、あるいは、コンボチップ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、および／または個別の集積回路、無線、空中線、トランシーバ、マイクロプロセッサ、メモリ、構成要素、およびコントローラの組み合わせを使用することによって、達成可能である。ワイヤレス通信は、単一または複数のワイヤレス帯域、物理チャネル、仮想チャネル、モード、または他の共存技術およびアルゴリズムを利用可能であり、その方法は当業者がすでに精通しているため本明細書では説明しない。選択されるハードウェア構成要素に応じて、ワイヤレス通信モジュール４０２は、外部スプリッタの必要性を排除するかまたは必要な空中線の数を削減するために、共有アンテナサポートおよび共有信号受信経路を含むこともできる。好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信モジュール４０２はＺｉｇＢｅｅをサポートするように構成可能である。所望であれば、共有アンテナサポートが実現不可能な場合、追加の空中線を追加することができる。
[00119] ワイヤレス通信モジュール４０２が、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ仕様または規格、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用して動作する場合、いずれの仲介ハードウェアも必要とせずに、ピアツーピアベースでネットワークＷｉ−ＦｉまたはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートするデバイスと通信可能である。ワイヤレス通信モジュール４０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループ参加者およびＷｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔアクセスポイントまたはＳｏｆｔＡＰの両方として、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従って動作するように構成され、ネットワークＷｉ−Ｆｉと通信するデバイスに対してメータリーダ４００がＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとして見られるようにすることができる。ワイヤレス通信モジュール４０２は、たとえネットワークＷｉ−ＦｉデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートしていない場合であっても、ＳｏｆｔＡＰを介してネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。この場合、ネットワークＷｉ−Ｆｉを使用して通信するデバイスは、デバイス発見メッセージをあたかもＷｉ−Ｆｉアクセスポイントからのようにメータリーダ４００から受信することになり、あたかもＷｉ−Ｆｉアクセスポイントに接続しているかのように、メータリーダとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔデバイスとネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとの間に通信リンクを確立する手順は、Ｗｉ−ＦｉＡｌｌｉａｎｃｅ Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に定義されており、通信システムプロトコルの熟練者であれば理解されよう。
[00120] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、メータリーダとスマートフォンとの間の通信を簡略化するいくつかの利点を有する。重要な利点はモビリティおよびポータビリティを含み、スマートフォンおよびメータリーダは、ワイヤレス通信リンクを確立するために互いに無線範囲内にあるのみでよい。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ（ＷＰＡ、ＷＰＡ２）および移送メッセージの暗号化などの手段を介してセキュアな通信を提供し、システムが適格なデバイスに対してセキュアなままであることを保証する。最も重要なことに、スマートフォンネットワークＷｉ−Ｆｉがオンデマンドでピアツーピア通信をサポートすることが決して意図されなかった場合であっても、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔは、ネットワークＷｉ−Ｆｉのみを備えるスマートフォンがメータリーダとのピアツーピアのデータ交換に従事できるようにする。
[00121] スマートフォンは進化し続けているため、新しいモデルはネットワークＷｉ−Ｆｉに加えてＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔサポートを含み始めている。本発明の好ましい一実施形態において、メータリーダ４００およびスマートフォン１０が発見プロセスの一部としてＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの意図を交換する場合、スマートフォン１０およびメータリーダ４００は、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ａｌｌｉａｎｃｅ Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従ってグループの所有者の役割を担うかを取り決め、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ通信リンクが確立されることになる。Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ仕様は、任意のＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔデバイスをグループ所有者にすることが可能であり、デバイスの機能に応じて、取り決め手順はこの役割を実行するのに最適なデバイスを決定する。好ましい一実施形態において、メータリーダ４００は、好ましくは最高の優先順位でＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続をグループ所有者として取り決めるように構成され得る。グループ所有者として動作することにより、いくつかの環境ではオープン接続の数を１：１に限定することが望ましい場合があるが、メータリーダ４００は、一般にハブおよびスポークと呼ばれる配置構成でいくつかの同時ピアツーピア接続を維持することができる。
[00122] システムマイクロコントローラ４０６は、好ましくはメータリーダ４００の動作および機能を定義するファームウェアプログラムを組み込み、ワイヤレス通信モジュール４０２の動作モードを指定および制御すること、万年時計カレンダ４０４の制御および問い合わせ、ローカルネットワーク通信モジュール４１０の動作モードを指定および制御すること、ワイヤレス通信モジュール４０２を介したデータの交換を容易にすること、ならびにローカルネットワーク通信モジュール４１０を介したデータの交換を容易にすることを含む、すべてのプログラムコードおよびシステム要素を制御する責務を担う。システムマイクロコントローラ４０６は、好ましくは製品Ａｐｐから受信した任意のプログラムデータを記憶するための不揮発性メモリを含む。いくつかの好ましい実施形態において、不揮発性メモリはシステムマイクロコントローラ４０６の外部にあってよい。好ましい一実施形態において、システムマイクロコントローラ４０６は、シャドーメータによって報告される任意の所望の測定またはデータをメモリに記録することができる。好ましい一実施形態において、メータリーダ４００は、スマートフォンとシャドーメータとの間で通信ゲートウェイまたは通信仲介としてのみ動作可能であり、メータリーダおよびシャドーメータが通信リンクを形成するために必要なデータを除き、シャドーメータによって報告される任意の測定またはデータをメモリに記録しない。いくつかの好ましい実施形態において、複数のマイクロコントローラが使用できる。
[00123] メータリーダ４００が製造されるとき、システムマイクロコントローラ４０６は好ましくは、ネットワークＷｉ−ＦｉデバイスおよびＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者としてメータリーダ４００を動作させるためのファームウェアを保持する。メータリーダ４００に最初に電力が印加されるとき、システムマイクロコントローラ４０６は好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔピアツーピアモードでワイヤレス通信モジュール４０２を始動し、ワイヤレスレンジ内でスマートフォンによって検出され得る発見メッセージの伝送を開始する。
[00124] Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として動作するメータリーダは、Ｗｉ−Ｆｉ ＷＬＡＮを必要とせずにスマートフォンと直接通信できることが理解できよう。メータリーダ４００は好ましくは、スマートフォン１０が通信にＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合にＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとして見られるか、または、スマートフォン１０が通信にＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを使用している場合は、いずれのデバイスがＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔグループ所有者の役割を担うかに関してスマートフォン１０と取り決める。次いでユーザは、スマートフォンとメータリーダとの間にピアツーピア通信リンクを確立し、いずれの他のデバイスも必要とせずに選択されたメータリーダとデータを直接交換することができる。
[00125] 好ましい一実施形態において、ピアツーピアモードのワイヤレス通信モジュール４０２は、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔに対するサポートなしに、Ｗｉ−ＦｉアクセスポイントをシミュレートするかまたはＳｏｆｔＡＰとして動作するように構成され得る。その場合、スマートフォンは好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントに接続しているかのようにメータリーダとのピアツーピア通信リンクを確立するが、たとえスマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートしていても、メータリーダとＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続を取り決めることはできない。
[00126] メータリーダを制御するための好ましい方法は、関係する製品Ａｐｐを介するものである。製品Ａｐｐのインストール命令は、好ましくはメータリーダと共に含まれる。製品Ａｐｐは好ましくは、従来のスマートフォンプラットフォームによって一般に利用されたものと同じ集中型ａｐｐストアインストール方法を採用する。
[00127] 製品Ａｐｐは、メータリーダとの最良の通信リンクをシームレスに提供する、ワイヤレス要素および無線技術の任意の混合と通信可能である。製品Ａｐｐは好ましくは、メータリーダとのワイヤレス通信リンクを起動、検索、および確立するように、スマートフォン１０ワイヤレス通信を制御する。製品Ａｐｐは好ましくは、スマートフォンのタッチスクリーン１２上のグラフィカル要素を介して、事前に構成された新しいメータリーダを表示することができる。
[00128] 製品Ａｐｐは起動されると、好ましくはメータリーダをスキャンして、初期に構成する必要のある新しいメータリーダがあれば識別する。この時点で、スマートフォンと新しいメータリーダとの間にワイヤレスピアツーピア接続がまだ確立されていない場合、製品Ａｐｐは好ましくは、ユーザが所望のメータリーダとのワイヤレスピアツーピア接続を確立し、ピアツーピアモードで動作してＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者のみを残すか、ネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作し、クライアントとしてＷＬＡＮに接続してネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスになるか、または、ワイヤレス通信モジュール４０２によってサポートされている場合、ピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードで同時に動作するかを、決定できるようにする。
[00129] スマートフォンのオペレーティングシステムによって、メータリーダとのピアツーピアリンクを確立するようにスマートフォンワイヤレス通信を製品Ａｐｐに制御させられない状況では、ユーザはスマートフォンによって提供されるいずれかの機構を使用して、製品Ａｐｐを起動する前にメータリーダとのピアツーピア通信リンクを確立することができる。
[00130] ユーザが、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用して新しいメータリーダをピアツーピアモードで実行したい場合、好ましくは製品Ａｐｐ内のこのオプションを選択する。次に製品Ａｐｐは、スマートフォンのタッチスクリーン１２をヒューマンインターフェースとして使用し、一連のデータ入力によってユーザを誘導する。製品Ａｐｐはシステムマイクロコントローラ４０６と通信し、初期の接続に使用された汎用パラメータを、メータリーダを固有製品として定義する特定のパラメータに置き換える。これらは、メータリーダとスマートフォンとの間のすべてのデータ転送が保護されるように固有の暗号化鍵を設定すること、メータリーダの名前を固有の容易に認識できる識別子に設定すること、および、スマートフォンとのセキュアリンクを確立するために使用されるメータリーダ内のパスワードを設定することを含み得る。
[00131] 製品Ａｐｐは好ましくは、構成されたメータリーダを将来識別してこれに接続するために、これらの特有パラメータの記録をスマートフォンメモリ内に維持する。
[00132] セットアップ手順が完了すると、製品Ａｐｐは好ましくは、「再始動」に関与し得る再構成をメータリーダファームウェアに命じる。アプリケーションファームウェアが再構成すると、メータリーダはユーザ指定データを使用して、それ自体の固有な識別を読み込みおよび作成する。この識別を設定するために使用されたスマートフォンは、新しい特有パラメータが知られているため、そのメータリーダに自動的に接続できることになる。スマートフォンオペレーティングシステムが可能な場合、好ましくは製品Ａｐｐを使用して、ユーザが製品Ａｐｐ内のその特定デバイスを選択するごとに、メータリーダとの通信リンクを自動的に確立することができる。
[00133] メータリーダが構成されると、任意の他のスマートフォンは、ユーザがその時点でその特定のメータリーダに固有の特有パラメータを知っている場合にのみこれに接続できる。第２のスマートフォンがＷｉ−ＦｉアクセスポイントまたはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔデバイスを検索すると、「セキュア」であるという特徴を備えている構成済みのメータリーダが見つかる。ユーザがこれに接続するためには、そのメータリーダに割り振られている特有パスワードを知らなければならず、そうでなければ通信リンクを確立することはできない。パスワードがわかり、要求されたときにスマートフォンに入力すると、第２のスマートフォンとメータリーダとの間の通信リンクが確立される。好ましくは、製品Ａｐｐは依然としてメータリーダを制御する必要があり、アプリケーションの性質に応じて、追加のセキュリティ手段を有することができる。
[00134] 新しくインストールされたメータリーダをピアツーピアモードで構成する代わりに、ユーザがネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作させることを選択した場合、これは要求オプションとして選択され、製品Ａｐｐは、クライアントとして接続するためにメータリーダが使用可能な１つまたは複数のＷＬＡＮが存在するかどうかを判別する。製品Ａｐｐはユーザに好ましいネットワークを確認するように要求し、メータリーダがクライアントとしてＷＬＡＮに接続できるように、ネットワークパスワードなどの任意の必要なネットワークパラメータを確認および／または入力するようにユーザに求める。
[00135] 製品Ａｐｐはスマートフォンを介してシステムマイクロコントローラ４０６と通信し、メータリーダが、ネットワーク上でメータリーダを固有に識別する任意のパラメータを含み得るネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとしてそれ自体を確立するために必要なパラメータを設定する。すべての適切なパラメータがわかり、更新されると、製品ＡｐｐはメータリーダにネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして再構成するように命じる。次いでメータリーダはクライアントとしてＷＬＡＮに接続し、ＷＬＡＮアクセスポイントを介してスマートフォン製品Ａｐｐによるアクセスが可能である。その後ネットワークＷｉ−Ｆｉクライアントとして実行しているメータリーダは、同じＷＬＡＮ上の他のスマートフォンによって制御可能である。好ましい一実施形態において、メータリーダは、パスワード保護、製品Ａｐｐを伴うソケットレイヤ、ハードウェア許可、または、メータリーダがネットワーク上の他のデバイスによって許可なく制御されるのを防ぐための他の手段などの、追加のセキュリティ手段を含むことが望ましい場合がある。
[00136] 好ましくは、メータリーダがＷＬＡＮネットワーククライアントとして構成可能な新しいワイヤレスデバイスであることをメータリーダのワイヤレス信号から決定するように、スマートフォンが構成されている場合、スマートフォンは好ましくは、メータリーダを既知のＷＬＡＮネットワークのネットワーククライアントとして自動的に構成するために、ユーザが既知のＷＬＡＮネットワークの必要なネットワークパラメータを、自動的にスマートフォンのメモリからメータリーダ内にピアツーピア通信リンクを使用してワイヤレスに入力できるようにする。スマートフォンは好ましくは、スマートフォンがメータリーダの関係製品Ａｐｐを適切なＡｐｐストアから自動的にダウンロードできるようにする製品識別子を、メータリーダのワイヤレス信号から決定することもできる。
[00137] メータリーダは、ピアツーピアデバイスまたはネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして構成されると、電源がオフになった後に再度オンになった場合であっても、好ましくはそのモードでの動作を続行する。各モードに特有の動作パラメータはすべて、好ましくは不揮発性メモリ内に保存され、電源が取り外された場合も保持される。電源が復元されると、システムマイクロコントローラ４０６は、電源が取り外される前に実行していたものと同じＷｉ−Ｆｉモードで起動し、適切なファームウェアおよび動作パラメータが不揮発性メモリから復元される。
[00138] メータリーダが同時にピアツーピアモードおよびネットワークＷｉ−Ｆｉモードを実行することが望ましい適用例がある。この状況では、ユーザは製品Ａｐｐを介して好ましくは両方のモードを活動化し、いずれかのモードを使用することができる。同様にユーザは、製品Ａｐｐを介してモードのうちの１つを使用不可にするように選択するか、あるいは所望に応じて、ピアツーピアモードからネットワークＷｉ−Ｆｉモードに変更、またはその逆に変更することができる。
[00139] Ｗｉ−Ｆｉモードが変更されるごとに、新しいモード用のパラメータは好ましくは、電源が切断または失われた場合、システムマイクロコントローラ４０６によって保持される。電源が復元されると、システムマイクロコントローラ４０６は、電源が取り外される前に動作していたものと同じＷｉ−Ｆｉモードで起動し、適切な動作パラメータが不揮発性メモリから復元される。したがってシステムマイクロコントローラ４０６は好ましくは、不揮発性メモリから復元可能な適応デフォルト設定で構成される。
[00140] 好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信４０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートしてピアツーピアモードで、あるいはネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作する、単一のＷｉ−Ｆｉ無線で構成可能である。好ましい一実施形態において、単一のＷｉ−Ｆｉ無線で構成されたワイヤレス通信４０２は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートしてピアツーピアモードで、およびネットワークＷｉ−Ｆｉモードで、同時に動作可能である。
[00141] メータリーダを完全にリセットすることが必要な時点が存在し得ることが予想される。製品Ａｐｐは好ましくはメータリーダと通信し、出荷時デフォルト構成に再初期化するように命じることができる。この場合、メータリーダユニットにロードされたすべてのユーザ定義パラメータは失われ、その出荷時デフォルト状態に戻され、新しいユーザ定義パラメータを受け取るように準備される。
[00142] メータリーダは、スイッチ、ボタン、または容量性／近接タッチパッドの形のヒューマンインターフェースを組み込むことができ、ユーザはこれを使用してメータリーダに、スマートフォンまたは製品Ａｐｐを使用せずに出荷時デフォルト構成に再初期化すること、システムをリブートすること、またはＷｉ−Ｆｉ保護セットアップを支援することを、実行させることができる。所望であれば、メータリーダはデバイス自体にいかなる手動入力もせずに動作用に構成することができる。
[00143] 好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信モジュール４０２は、Ｗｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびネットワークＷｉ−Ｆｉ機能に加えて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信機能を含むことができる。製品Ａｐｐはスマートフォン１０とメータリーダ４００との間のピアツーピアＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信リンクを使用して、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、またはネットワークＷｉ−Ｆｉの通信リンクを確立するためにパラメータを入力すること、あるいは、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、またはネットワークＷｉ−Ｆｉの通信リンクを開くことが可能であり、もしくは、それ自体の権利で、製品Ａｐｐとメータリーダ４００との間でデータを交換するためにピアツーピア通信リンクとして動作することが可能である。製品Ａｐｐ、スマートフォンオペレーティングシステム、あるいは、タッチパッド、ボタン、またはスイッチの形のメータリーダ４００上のヒューマンインターフェースは、メータリーダ４００とスマートフォン１０との間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈピアツーピア接続の確立を容易にする。製品Ａｐｐは、ユーザがＢｌｕｅｔｏｏｔｈを、メータリーダ４００とスマートフォン１０との間の好ましいピアツーピア通信方法として指定できるように構成され得る。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続は好ましくは、選択されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に由来のセキュア伝送方法およびプロトコルを利用する。
[00144] スマートフォン１０およびメータリーダ４００がピアツーピアＷｉ−Ｆｉの知的所有権のある実装またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの適合を使用する場合、メータリーダ４００およびスマートフォン１０は好ましくは、そのピアツーピアＷｉ−Ｆｉの知的所有権のある実装またはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔの適合に特定の、ハンドシェイク、取り決め方法、プロトコル、および構成要件を使用するように構成され、任意の必要なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または認証方式を組み込むこと、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈを使用して必要なプロセスを容易にすることができる。
[00145] 好ましい一実施形態において、メータリーダは、ピアツーピアＷｉ−Ｆｉ、ネットワークＷｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または他のピアツーピア通信リンクを、ＮＦＣをサポートしているスマートフォン上で自動的に確立するために、新しいメータリーダと最初に通信するときに製品Ａｐｐが使用できる、ＮＦＣ機能を含み得る。このプロセスは一般に「ブートストラッピング」と呼ばれ、当業者が既知の通信を初期化するための確立された方法である。
[00146] メータリーダ４００は、メータリーダ４００の状況または動作要素を表す、１つまたは複数の照明手段または視覚要素を含むように構成される。例として、視覚要素は、単純な発光ダイオード、ＬＣＤ、カラーＬＣＤ、組み込みディスプレイ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。
[00147] 再度図４を参照すると、ローカルネットワーク通信モジュール４１０は、好ましくは、システムマイクロコントローラ４０６が、電力線通信プロトコル、仕様、または規格を使用し、好ましくは建物の電源配線を介して、適合可能なシャドーメータと通信できるようにする、任意の数および組み合わせの集積回路、構成要素、コントローラ、デジタル信号プロセッサ、トランシーバ、メモリ、マイクロプロセッサ、ＳｉＰ、またはＳｏＣを含む。好ましい一実施形態において、電力線通信は、統合ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、物理レイヤ（ＰＨＹ）、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）、およびアナログフロントエンドを備える単一チップソリューションを使用して実装可能である。ローカルネットワーク通信モジュール４１０は好ましくは、任意の修正、拡張、サブセット、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｇｒｅｅｎ ＰＨＹまたはＨｏｍｅｐｌｕｂ ＡＶ２を含むＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ Ｈｏｍｅｐｌｕｇの規格または仕様、ＩＥＥＥ １９０１、１９０１．１、１９０１．２の規格または仕様、ならびに／あるいは、ＩＴＵ−Ｔ’ｓＧ．ｈｎの規格または仕様のうちの１つまたは複数をサポートする。他の好適なプロトコル、規格、または仕様は、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ＳｉＣｏｎｎｅｃｔ、ＨＤ−ＰＬＣ Ａｌｌｉａｎｃｅ、Ｘｓｉｌｏｎ、およびＰｏｗｅｒｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｅｔｅｒｉｎｇ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｌｌｉａｎｃｅからのものを含み得るが、これらに限定されない。ローカルネットワーク通信は、所望な場合、Ｓｍａｒｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ（ＳＥＰ）アプリケーションプロファイル、仕様、規格、またはプロトコルを利用するように構成可能である。
[00148] 好ましい一実施形態において、電力線通信の代わりにまたはこれに加えて、ローカルネットワーク通信モジュール４１０は好ましくは、システムマイクロコントローラ４０６が、任意の修正、拡張、サブセット、改訂、または知的所有権のある実装を含む、ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＺｉｇＢｅｅプロトコル、仕様、アプリケーションプロファイル、または規格；任意のＺ−Ｗａｖｅプロトコル、仕様、または規格；任意のＡＮＴプロトコル、仕様、または規格；Ｔｒｅａｄ Ｇｒｏｕｐ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のＴｈｒｅａｄプロトコル、仕様、または規格；ＷＩ−ＳＵＮ Ａｌｌｉａｎｃｅによって公開された任意のプロトコル、仕様、または規格；あるいはＩＥＥＥ ８０２．１５．４を含むがこれに限定されないＩＥＥＥ ８０２．１５に基づく任意のプロトコル、仕様、または規格のうちの、１つまたは複数を含む、任意の好適なワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮメッシュ規格、プロトコル、または仕様を介して、適合可能シャドーメータとワイヤレスに通信できるようにする、任意の組み合わせの集積回路、無線、空中線、メモリ、マイクロコントローラ、ＳｉＰ、ＳｏＣ、トランシーバ、構成要素、またはコントローラを含み得る。ローカルネットワーク通信モジュール４１０がワイヤレス通信用に構成されている場合、必要に応じて空中線４０８ａが追加され得る。
[00149] 好ましい一実施形態において、また任意の他のネットワークトポロジまたは特定のワイヤレスＰＡＮまたはＨＡＮ規格、仕様、プロトコル、または方法を使用するための機能に限定することなく、メータリーダ４００は好ましくは、ＺｉｇＢｅｅネットワークコーディネータとして動作するように構成可能である。スマートフォン１０とメータリーダ４００との間のワイヤレス通信リンクを使用して、ユーザは製品Ａｐｐを介して、好ましくは、ネットワーク上での１つまたは複数のシャドーメータを加えることを含むメータリーダ４００によって調整されるワイヤレスＺｉｇＢｅｅネットワークの任意の必要な要件を構成または管理することが可能であり、その方法は当業者によって適切に確立および理解されよう。ある状況では、シャドーメータはメータリーダ４００ではなくＺｉｇＢｅｅコーディネータとして動作することが好ましい可能性があり、この場合メータリーダ４００は、シャドーメータによって調整されるワイヤレスネットワーク上で、好ましくはＺｉｇＢｅｅルータまたはノードとして動作することが好ましい可能性があることを理解できよう。
[00150] ローカルネットワーク通信モジュール４１０が電力線通信およびワイヤレスメッシュ規格の両方に対するサポートを含む場合、システムマイクロコントローラ４０６またはローカルネットワーク通信モジュール４１０内の専用マイクロコントローラは、電力線ネットワークまたはワイヤレスメッシュネットワークを同時に使用して通信するか、あるいは、シャドーメータを用いて最もロバストな通信チャネルを動的に評価し、通信リンクを形成するかまたはデータをオープン通信リンクに転送する際に最もロバストな通信メディアを使用することができる。
[00151] 電力線通信は電源電力配線を介してユーザの建物の外側を進行可能であるため、メータリーダ４００は好ましくは、シャドーメータとの通信のための暗号化をサポートし、好ましくは、選択された電力線通信のプロトコル、仕様、または規格に固有の任意のパスワード、セキュリティ鍵、または他のセキュアなリンク方法を含む、データのセキュリティおよび暗号化に関する規格および／または仕様を採用する。
[00152] 好ましい一実施形態において、また、特定の電力線通信のプロトコル、仕様、または規格の任意の他のペアリング技法またはトポロジを使用するための機能に限定することなく、メータリーダ４００およびシャドーメータ３００などのシャドーメータがＨｏｍｅＰｌｕｇ Ｐｏｗｅｒｌｉｎｅのプロトコル、仕様、または規格を使用して通信する場合、シャドーメータは好ましくは、非関連ステーションとして出荷され、非関連識別子メッセージをブロードキャストして、ＨｏｍｅＰｌｕｇネットワークがアクティブであり、建物の電源電力配線上でジョイン可能かどうかを判別する、電源オンネットワーク発見手順へと進むことができる。
[00153] シャドーメータがメータリーダ４００によって調整されたセキュアな電力線ネットワークとジョインするために、シャドーメータは好ましくは第１に、メータリーダ４００のネットワークメンバーシップ鍵を取得する。ネットワークメンバーシップ鍵を取得するために、シャドーメータは好ましくは固有デバイスアクセス鍵でプログラミングされる。スマートフォン１０とメータリーダ４００との間のワイヤレス通信リンクを使用して、ユーザは、製品Ａｐｐを介してシャドーメータの固有デバイスアクセス鍵をメータリーダ４００に入力する。メータリーダ４００はデバイスアクセス鍵を使用してそのネットワークメンバーシップ鍵を暗号化し、電力線ネットワークを介してこれをブロードキャストする。デバイスアクセス鍵はその関連付けられたシャドーメータに固有のものであるため、ネットワークメンバーシップ鍵を取り出すために、シャドーメータはメータリーダ４００からブロードキャストメッセージを復号できる唯一の新しいステーションとなる。シャドーメータはネットワークメンバーシップ鍵を取り出すと、これを使用してメータリーダ４００によって調整された電力線ネットワークにジョインすることができる。その時点で、メータリーダ４００は好ましくは、メータリーダ４００とシャドーメータ３００との間のすべての通信が暗号化されてセキュアであることを保証するネットワーク暗号化鍵を、シャドーメータと共有する。
[00154] シャドーメータのデバイスアクセス鍵は物理ユニット上に、あるいはシャドーメータに関連付けられた書類または電子形式で記録することができる。デバイスアクセス鍵はＱＲコードまたはバーコードなどの視覚的に読み取り可能な形で記録することができ、製品Ａｐｐはスマートフォンカメラを利用してスキャンし、製品Ａｐｐにデバイスアクセス鍵を自動的にポピュレートすることができる。視覚的に読み取り可能なコードはシャドーメータの機能に関する追加情報も含み得、製品Ａｐｐが構成時にシャドーメータの機能に関する関連制御を自動的に関連付け、露出可能であることが理解できよう。好ましい一実施形態において、視覚的に読み取り可能なコードの代わりにまたはこれに加えて、シャドーメータは、短距離通信がスマートフォンによってサポートされている場合にはこれを使用して、デバイスアクセス鍵および任意の追加情報の製品Ａｐｐへの転送を可能にするＮＦＣ機能で構成可能である。デバイスアクセス鍵は手動で製品Ａｐｐに入力することができる。
[00155] メータリーダ４００および１つまたは複数のシャドーメータには、まとめて整合セットまたはキットとしてすでに事前構成されたすべてのネットワーキング要件が提供され得る。たとえばメータリーダ４００のネットワーキングメンバーシップ鍵および任意の他の必要なネットワーキング要件は、ベンダまたは製造業者によって１つまたは複数のシャドーメータに入力可能であり、それによってシャドーメータをメータリーダ４００の関連ステーションとして事前構成するため、電源がオンになるとすぐにセキュア電力線ネットワークを確立することができる。
[00156] シャドーメータをメータリーダ４００によって調整された電力線ネットワーク上に加える他の方法は、本発明の範囲を逸脱することなく使用可能であり、ソフトウェアまたはハードウェアのボタンなどのヒューマンインターフェースが使用できる方法を含むことが理解できよう。単なる例を挙げると、非対称公開／秘密鍵暗号化方法は、スマートフォン１０がメータリーダ４００にワイヤレス接続されている間に製品Ａｐｐ内のソフトウェアボタンを押すこと、およびシャドーメータ上のハードウェアボタンを押すことによって利用可能であり、この方法は当業者であれば理解されよう。所望であれば、メータリーダ４００は、シャドーメータとのセキュア通信リンクを確立する目的でメータリーダ４００をセキュアなペアリングモードにするために使用可能な、ボタン、スイッチ、またはタッチパッドを含むことができる。
[00157] メータリーダ４００とシャドーメータとの間のセキュアネットワークは、所望であればメータリーダ４００およびシャドーメータに限定することができ、それによって専用のセキュアネットワークが形成される。メータリーダ４００およびシャドーメータ内にソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアのレイヤを含めて、たとえ同じ物理レイヤ上で同じネットワークメンバーシップ鍵またはセキュリティ証明を使用している場合であっても、他のデバイスがメータリーダ４００またはシャドーメータと通信するのを防ぐ、追加のセキュリティサービスを提供することができる。
[00158] 好ましい一実施形態において、ユーザは、ユーザの好ましいトポロジに従ってメータリーダ４００またはシャドーメータのいずれをネットワークコーディネータとすべきかを、製品Ａｐｐを介して構成することが望ましい場合がある。
[00159] 再度図４を参照すると、データは、好ましくは任意の必要な分離またはフィルタを含む好ましくは電力線カプラ４１４を介して物理的に電源配線に変調される。
[00160] メータリーダ４００は、メータリーダ４００の状況または動作要素を表す、１つまたは複数の照明手段または視覚要素を含むように構成され得る。例として、視覚要素は、単純な発光ダイオード、ＬＣＤ、カラーＬＣＤ、組み込みディスプレイ、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。
[00161] メータリーダ４００およびシャドーメータ３００などのシャドーメータが電力線通信あるいはワイヤレスＨＡＮまたはＰＡＮを使用して通信リンクを確立する場合、メータリーダおよびシャドーメータは、好ましくは通信リンクを使用してデータを交換することができる。このようにしてメータリーダ４００はシャドーメータからリモートに配置され、スマートフォンとシャドーメータとの間でのデータの交換を容易にする仲介またはゲートウェイとして機能することができる。メータリーダ４００は好ましくは、製品Ａｐｐからのデータがシャドーメータと互換性のあるフォーマットに転置されることを保証するのに必要な任意の計算タスクを実行し、ローカルネットワーク通信モジュール４１０を使用してシャドーメータとデータを交換する。メータリーダ４００は好ましくは、シャドーメータからのデータが製品Ａｐｐと互換性のあるフォーマットに転置されることを保証するのに必要な任意の計算タスクを実行し、ワイヤレス通信モジュール４０２を使用して製品Ａｐｐとデータを交換する。このようにしてメータリーダ４００は、製品Ａｐｐと１つまたは複数のシャドーメータとの間での双方向通信を容易にするように構成される。
[00162] 当業者であれば、前述のシステムは本発明の範囲を逸脱することなく様々に変形可能であることを理解されよう。単なる例を挙げると、ワイヤレス通信モジュール４０２、システムマイクロコントローラ４０６、万年時計カレンダ４０４、およびローカルネットワーク通信モジュール４１０の要素は、単一の構成要素、ＳｏＣまたはＳｉＰに集約するかまたは分けることができる。単なる例として、ＺｉｇＢｅｅなどのワイヤレスメッシュ通信を、ローカルネットワーク通信モジュール４１０の代わりにワイヤレス通信モジュール４０２に追加することができる。所望であれば、電力線通信およびＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信を単一のＳｏＣまたはＳｉＰに集約することができる。ワイヤレス通信モジュール４０２がワイヤレスメッシュネットワークをサポートするように構成される場合、共有アンテナサポートが実現不可能であれば追加の空中線を追加することができる。所望であれば複数のマイクロコントローラが使用可能である。
[00163] 次に図５を参照すると、本発明の別の好ましい実施形態に従ったシャドーメータ５００が示されている。シャドーメータ５００は、好ましくは組み込みメモリを備えるシステムマイクロコントローラ５０２、万年時計カレンダ５０４、電力測定５０６、電力線接続５０８、ローカルネットワーク通信モジュール５１０、および電力線カプラ５１６を含む物理デバイスである。ローカルネットワーク通信モジュール５１０がワイヤレス通信用のサポートを含む場合、好ましくは専用の空中線５１２ａを含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ５０２は、組み込みメモリに加えてまたはその代わりに外部メモリをサポートすることが好ましい場合がある。いくつかの好ましい実施形態において、システムマイクロコントローラ５０２およびローカルネットワーク通信モジュール５１０が完全に統合されることが好ましい場合がある。ローカルネットワーク通信モジュール５１０は、シャドーメータ５００が、１つまたは複数の通信トポロジおよび１つまたは複数の通信規格全体にわたって、メータリーダ４００および／またはシャドーメータ３００および／または他のシステム要素と通信することを許可する回路を含む。
[00164] シャドーメータ５００は好ましくは、シャドーメータ３００の処理、電力測定、およびローカルネットワーク通信の機能で構成されるが、好ましくはスマートフォンとの通信のための等価のワイヤレス通信モジュール３０２を含まない。このようにして、シャドーメータ５００は好ましくは、メータリーダ４００および／またはシャドーメータ３００と共に使用され、好ましくはメータリーダ４００またはシャドーメータ３００によって調整されるローカル通信ネットワークのクライアント、ステーション、ノード、またはルータとして動作する。例を挙げると、シャドーメータ３００はローカルネットワーク通信を介してシャドーメータ５００と通信するように構成可能であり、ユーザがワイヤレス通信３０２を介してスマートフォンを使用すること、および通信仲介として動作するシャドーメータ３００を介してシャドーメータ５００に問い合わせることができる。
[00165] 好ましい一実施形態において、シャドーメータ５００は好ましくは、メータリーダ４００および／またはシャドーメータ３００を備えるローカル通信ネットワークのコーディネータとして構成可能である。
[00166] 好ましい一実施形態において、２つまたはそれ以上のシャドーメータ間の１次と補助の関係に従って、シャドーメータを階層状に構築することが望まれよう。１次と補助の関係は、好ましくは、異なるバージョンまたは同じバージョンのシャドーメータで形成可能である。補助シャドーメータは好ましくは、ローカルネットワーク通信を使用して１次シャドーメータと通信するように構成され、補助シャドーメータは、仲介およびファシリテータとして１次シャドーメータを使用してスマートフォンと通信する。１次シャドーメータは好ましくは、ローカルネットワーク通信を使用して１つまたは複数の補助シャドーメータと、およびワイヤレス通信を使用するかまたはメータリーダ４００を介してスマートフォンと通信するように構成される。シャドーメータの構成は、１次と補助の関係を実施するために、コーディネータ、ノード、ルータ、ステーション、クライアント、アクセスポイント、グループ所有者、グループ参加者、ピア、またはその他などであるがこれらに限定されない、任意のネットワークトポロジの形を取ることができる。
[00167] 次に図６を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従った典型的な単相回路遮断器ボックスの例示的配線が示されている。電気は、アース（Ｅ）、アクティブ（Ａ）、およびニュートラル（Ｎ）として、電気グリッドから建物、構造物、または設備へと供給される。電気ユーティリティメータ１４は、スマートメータ、間隔メータ、または電気機械メータを含むがこれらに限定されない、課金可能な電気消費を記録するための任意の形の計測デバイスとすることができる。電気ユーティリティメータ１４は、建物、構造物、または設備全体に関する課金可能な電気消費を記録するように構成され得るか、あるいは特定のアパート、ユニット、テナント、フィード、または適用例に関する課金可能な電気消費を記録するように構成され得ることが理解できよう。
[00168] 主電力フィードは、好ましくは電気ユーティリティメータ１４の後のアクティブ線上に主回路遮断器１６を含む。回路遮断器は、典型的には電力業界で使用される任意の種類の回路遮断器とすることができ、その実装は当業者であれば適切に確立および精通される。
[00169] 図６に示されるように、シャドーメータ６００は好ましくは電気ユーティリティメータ１４および主回路遮断器１６の後に設置される。シャドーメータ６００は、所望の通信機能に応じてシャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはシャドーメータ５００の形とすることができる。シャドーメータ６００は好ましくは、Ｅ、Ａ、およびＮの配線を収容可能な入力および出力の両方を有する端子ブロックで構成される。主フィード上で接続されたシャドーメータ６００は、すべてのフィードにわたって集約されるメトリクスを測定可能であることが理解できよう。
[00170] シャドーメータ７００は、好ましくはシャドーメータ６００およびフィードまたは配線回路遮断器１８の後の、フィードまたは配線回路上に設置される。シャドーメータ７００は、所望の通信機能に応じて、シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはシャドーメータ５００の形を取ることができる。シャドーメータ７００は好ましくは、Ｅ、Ａ、およびＮの配線を収容可能な入力および出力の両方を有する端子ブロックで構成される。シャドーメータ７００は特有のフィードまたは配線回路上に設置されるため、その測定およびメトリクスはその特有のフィードまたは配線回路に関するものとなり、したがって所望な場合、複数のフィードまたは配線回路全体にわたるメトリクスのより粒度の細かい分析が可能であることが理解できよう。シャドーメータ７００よりダウンストリームの特有の回路またはフィードに対する測定をさらに分解および分離するメータのカスケード配列を作成するために、好ましくはシャドーメータ７００の後に追加のシャドーメータを追加することができる。好ましい一実施形態において、シャドーメータは、所望であれば建物、構造物、または設備の配線図の縁部で特有の電力ポイントにプラグインされたデバイスの電力消費を測定するために、建物、構造物、または設備の配線に統合することができる。このように、建物、構造物、または設備全体を通じて流れるエネルギーを詳細に洞察する、シャドーメータのマトリクスを設置することができる。
[00171] 好ましい一実施形態において、シャドーメータ６００は、好ましくは、電気ユーティリティメータ１４と同じ建物、構造物、または設備のローカル電力回路または電力ネットワークの電力メトリクスを測定、記録、および報告し、単一の回路あるいはデバイスまたは器具であり得る、特有のフィードまたは回路に関する電力メトリクスを測定、記録、および報告するようにそれら自体が構成された、複数の個々の補助シャドーメータ７００から形成されるローカル通信ネットワークを調整するように構成される。いくつかの個々のメータからの電力メトリクスを測定することの利点は、様々なシステム（ＨＶＡＣ、照明（室内または屋外））、あるいは工場、建物、または施設内の異なる適用例の、電力消費および動作を理解する機能を含み、これにはメトリクスをテナント、部屋、または個々の器具に分類する機能が含まれる。これによって、単一、全体像、または単一デバイスの測定に限らず、電力測定に対して多層的な手法が提供される。
[00172] 図６および図８を参照すると、好ましい一実施形態において、所望の構成は、シャドーメータ７００の役割を実行するシャドーメータ５００と共にシャドーメータ６００の役割を実行するシャドーメータ３００によって作成され得る。シャドーメータ３００およびシャドーメータ５００は、好ましくはローカルネットワーク通信を用いて互いに通信可能である。このようにシャドーメータ３００は、ワイヤレス通信モジュール３０２を介したスマートフォンとシャドーメータ５００との間のデータ交換を容易にする、仲介デバイスとして動作可能である。図示されていないが、メータリーダ４００は、好ましくはローカルネットワーク通信を用いてシャドーメータ３００と通信するように構成され得る。このようにメータリーダ４００は、ワイヤレス通信モジュール４０２およびシャドーメータ３００とのローカルネットワーク通信リンクを介して、ならびに、シャドーメータ５００とのローカルネットワーク通信リンクを介するシャドーメータ３００によって、スマートフォンとシャドーメータ５００との間のデータ交換を容易にする、仲介デバイスとして動作可能である。メータリーダ４００とシャドーメータ３００との間のローカル通信ネットワークは、シャドーメータ３００とシャドーメータ５００との間のローカル通信ネットワークとは、規格、仕様、アプリケーションプロファイルまたはプロトコル、コーディネータ、または共存によって異なり得ることが理解できよう。代替として、すべてのデバイスは同じローカル通信ネットワークの一部であり得る。例を挙げると、メータリーダ４００が、ノード、ルータ、またはステーションとしてシャドーメータ３００およびシャドーメータ５００を備える、ローカルネットワークのコーディネータとして動作する場合、メータリーダ４００は、スマートフォンとシャドーメータ５００との間での直接のデータ交換を容易にする仲介として動作可能である。
[00173] 再度図６を参照すると、好ましい一実施形態において、シャドーメータ６００は「マスタ」として構成され、シャドーメータ７００などの任意の追加のシャドーメータと、ローカルネットワーク通信モジュールではなくダイレクトハードウェアインターフェースを介して通信することが好ましい場合がある。このように、シャドーメータ７００はローカルネットワーク通信なしで構成可能である。これは、すべてのシャドーメータが閉じた物理的近接でグループ化され、回路遮断器ボックスなどのダイレクトハードワイヤ通信結合を可能にしている場合、システムの複雑さを低減させるために望ましい可能性がある。
[00174] 次に図７を参照すると、完全性の目的で本発明の別の好ましい実施形態に従った、典型的な３相回路遮断器ボックスの例示的配線が示されている。電気は、アース（Ｅ）、ニュートラル（Ｎ）、アクティブ１（Ａ１）、アクティブ２（Ａ２）、およびアクティブ３（Ａ３）、として、電気グリッドから建物、構造物、または設備へと供給される。電気ユーティリティメータ２０は、スマートメータ、間隔メータ、または電気機械メータを含むがこれらに限定されない、課金可能な電気消費を記録するための任意の形の計測デバイスとすることができる。電気ユーティリティメータ２０は、建物、構造物、または設備全体に関する課金可能な電気消費を記録するように構成され得るか、あるいは特定のアパート、ユニット、テナント、フィード、または適用例に関する課金可能な電気消費を記録するように構成され得ることが理解できよう。
[00175] 主電力フィードは、好ましくは電気ユーティリティメータ２０の後のアクティブ線全体上に主回路遮断器２２を含む。回路遮断器は、典型的には電力業界で使用される任意の種類の回路遮断器とすることができ、その実装は当業者であれば適切に確立および精通される。
[00176] シャドーメータ８００は好ましくは電気ユーティリティメータ２０および主回路遮断器２２の後に設置される。シャドーメータ８００は、所望の通信機能に応じてシャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはシャドーメータ５００の３相バージョンとして形成することができる。シャドーメータ８００は好ましくは、Ｅ、Ｎ、Ａ１、Ａ２、およびＡ３の配線を収容可能な入力および出力の両方を有する端子ブロックで構成される。主フィード上で接続されたシャドーメータ８００は、すべてのフィードにわたって集約されるメトリクスを測定可能であることが理解できよう。図６の単相例と同様に、必要に応じて、建物、構造物、または設備内のフィードまたは配線回路全体にわたって追加のシャドーメータが設置可能である。
[00177] 図８は、スマートフォン１０、メータリーダ４００、シャドーメータ３００、ならびにシャドーメータ５００ａ、５００ｂ、および５００ｃの形のサブメータ、ならびに各要素に接続する通信システムの例示の配置構成を示す、システム１００の絵画図である。Ｗｉ−Ｆｉ ＷＬＡＮはアクセスポイント２６を有する。アクセスポイント２６はインターネット接続２４を有する。Ｗｉ−Ｆｉ ＷＬＡＮ通信は好ましくはアクセスポイント２６を通過する。シャドーメータ３００がネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして構成される場合、好ましくはアクセスポイント２６のクライアントとして動作することになる。ネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして実行しているシャドーメータ３００と通信するスマートフォン１０の場合、スマートフォン１０は好ましくはクライアントとしてアクセスポイント２６にも接続される。次いでスマートフォン１０からのデータは、アクセスポイント２６を介してシャドーメータ３００へ渡され、その逆も可能である。スマートフォン１０がアクセスポイント２６のワイヤレスレンジ内にない場合でも、そのように構成されていれば、インターネット接続２４を介してアクセスポイント２６と通信することができる。インターネット接続を介したスマートフォンとアクセスポイントとの間の通信は、当業者であればよく理解されよう。
[00178] ネットワークＷｉ−Ｆｉモードでの動作に加えて、またはその代わりに、シャドーメータ３００は、好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＳｏｆｔＡＰとして動作する、ピアツーピアモードで動作するように構成可能である。その場合、スマートフォン１０は、任意の他のデバイスを必要とせずにシャドーメータ３００とワイヤレスに直接接続することができる。したがって、（１）ピアツーピア通信にアクセスポイント２６は不要であること、（２）通信リンクは「必要に応じて」形成されること、および（３）スマートフォン１０はダイレクト通信リンクを確立するためにシャドーメータ３００の無線レンジ内にある必要があることがわかる。所望であれば、スマートフォン１０とシャドーメータ３００との間のピアツーピア接続は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いることができる。
[00179] ネットワークＷｉ−Ｆｉ接続およびＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔピアツーピア接続は、利便性とセキュリティの異なる混合を提供する、ネットワークＷｉ−Ｆｉクライアントとして動作するシャドーメータは、アクセスポイント２６がインターネット接続２４を有する場合、スマートフォンによってリモートにアクセスおよび制御され得るが、シャドーメータは外界に露出されることになり、ハッキングなどの外的脅威に攻撃されやすくなる可能性がある。代替としてＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ接続は、その制限されたワイヤレスレンジおよびピアツーピアアーキテクチャにより、より高水準のセキュリティを提供する。動作モード間のバランスは、通常主観的であり、手元にあるアプリケーションに依存する。いくつかのインスタンスでは、ＷＬＡＮの可用性などのインフラストラクチャ制限が、動作モードをさらに制約する可能性がある。
[00180] ワイヤレス通信モジュール３０２、ならびにそのマルチモード、ピアツーピア、およびネットワーク通信機能の適応可能な性質によって、スマートフォンと通信する場合のＷｉ−Ｆｉネットワークの使用の有無を伴ういくつかの異なる方法で、シャドーメータ３００を構成可能であることが理解できよう。単なる例として、スマートフォン１０、シャドーメータ３００、および製品Ａｐｐは、好ましくは、スマートフォン１０とアクセスポイント２６とのＷＬＡＮ接続を切断する必要なしに、シャドーメータの制御を可能にする通信経路のみを利用するように構成可能である。そのようにして、シャドーメータ３００はアクセスポイント２６のクライアントとしても構成可能であるが、シャドーメータ３００をアクセスポイント２６のクライアントとして構成することが常に可能であるかまたは望ましいわけではない。その場合、スマートフォン１０とシャドーメータ３００との間の通信は、シャドーメータ３００およびスマートフォン１０によってサポートされるピアツーピア通信規格を利用する必要がある。スマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ ＤｉｒｅｃｔおよびネットワークＷｉ−Ｆｉを同時にサポートしている場合、シャドーメータ３００およびスマートフォン１０は好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ通信リンクを形成することが可能であり、スマートフォン１０はアクセスポイント２６への接続を維持する一方で、同時にシャドーメータ３００にピアツーピア接続されていることが可能となる。スマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔをサポートしていない場合、シャドーメータ３００は好ましくはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントとして見られるが、通常、スマートフォンは２つのアクセスポイントに同時に接続することは不可能であり、いくつかのスマートフォンは、アクセスポイントおよびＳｏｆｔＡＰまたはシミュレートされたアクセスポイントに同時に接続することが可能であるため、結果としてスマートフォン１０は、アクセスポイント２６への接続を維持し、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートする、またはＳｏｆｔＡＰとして動作するシャドーメータ３００に接続することができる。スマートフォン１０が、アクセスポイント２６と、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートするシャドーメータ３００に同時に接続できない場合、シャドーメータ３００は好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを使用してスマートフォン１０とピアツーピア通信するように構成可能である。
[00181] 図示されていないが、シャドーメータ２００は好ましくは、シャドーメータ３００およびワイヤレス通信モジュール３０２について概説したものと同じネットワークトポロジを、ワイヤレス通信モジュール２０２を介して送達することができる。
[00182] メータリーダ４００がネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして構成されている図８を再度参照すると、好ましくはアクセスポイント２６のクライアントとして動作することになる。スマートフォン１０が、ネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとして実行しているメータリーダ４００と通信する場合、スマートフォン１０は好ましくはクライアントとしてアクセスポイント２６にも接続される。次いでスマートフォン１０からのデータは、アクセスポイント２６を介してメータリーダ４００に渡され、その逆も可能である。スマートフォン１０がアクセスポイント２６のワイヤレスレンジ内にない場合、そのように構成されていれば、インターネット接続２４を介してアクセスポイント２６と通信することも可能である。
[00183] ネットワークＷｉ−Ｆｉモードで動作することに加えて、またはその代わりに、メータリーダ４００は好ましくはＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用するかまたはＳｏｆｔＡＰとして動作する、ピアツーピアモードで動作するように構成可能である。その場合、スマートフォン１０は、任意の他のデバイスを必要とせずにメータリーダ４００とワイヤレスに直接接続することができる。したがって、（１）ピアツーピア通信にアクセスポイント２６は不要であること、（２）通信リンクは「必要に応じて」形成されること、および（３）スマートフォン１０はダイレクト通信リンクを確立するためにメータリーダ４００の無線レンジ内にある必要があることがわかる。所望であれば、スマートフォン１０とメータリーダ４００との間のピアツーピア接続は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いることができる。
[00184] ワイヤレス通信モジュール４０２、ならびにそのマルチモード、ピアツーピア、およびネットワーク通信機能の適応可能な性質によって、スマートフォンと通信する場合のＷｉ−Ｆｉネットワークの使用の有無を伴ういくつかの異なる方法で、メータリーダ４００を構成可能であることが理解できよう。
[00185] シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはメータリーダ４００は、シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはメータリーダ４００が、好ましくはスマートフォンスクリーン１２上に表示するために製品Ａｐｐに報告することが可能な、アクセスポイント２６の受信した信号強度インジケータまたは受信したチャネル電力インジケータを提供するように構成可能である。受信した信号強度インジケータまたは受信したチャネル電力インジケータは、受信した無線信号に存在する電力の測定であり、安定した信頼できる通信リンクにとって最良の環境を提供するのに十分強力なワイヤレス信号が２つのデバイス間に存在することを保証するために、アクセスポイント２６に十分近いシャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはメータリーダ４００などのワイヤレス製品の位置を、ユーザが特定できるようにする。製品Ａｐｐは好ましくは、スマートフォン１０によって測定された、シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、またはメータリーダ４００に関する受信した信号強度インジケータまたは受信したチャネル電力インジケータも、スマートフォンスクリーン１２上に表示する。製品Ａｐｐは、電力線ネットワークまたはワイヤレスローカルネットワーク上のシャドーメータ５００などの任意のシャドーメータまたはメータリーダに関する、受信した信号強度インジケータまたは等価物を、スマートフォンスクリーン１２上に表示することができる。
[00186] 所望であれば、シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、シャドーメータ５００、またはメータリーダ４００は、シャドーメータ２００、シャドーメータ３００、シャドーメータ５００、またはメータリーダ４００が測定可能な任意の有線またはワイヤレスの信号に関する、受信した信号強度インジケーションを表示できる、視覚インジケータで構成可能である。
[00187] 再度図８を参照すると、シャドーメータ３００は好ましくは、電力線通信を使用する電源電力線を介して、および／またはＺｉｇＢｅｅを介してワイヤレスに、シャドーメータ５００ａ、５００ｂ、５００ｃと通信する。シャドーメータ３００がＺｉｇＢｅｅおよび／または電力線通信を使用して通信する機能で構成され、シャドーメータ５００がＺｉｇＢｅｅおよび／または電力線通信の両方をサポートしている場合、システムマイクロコントローラ３０６またはローカルネットワーク通信３１４は好ましくは、シャドーメータ５００を用いて最もロバストな通信チャネルを動的に評価し、通信リンクを形成するかまたはデータをオープン通信リンクに転送する際に最もロバストな通信メディアを使用する機能を含む。好ましくは、シャドーメータ３００は、ＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信および電力線通信の両方で構成されるが、ＺｉｇＢｅｅのみをサポートするシャドーメータまたはメータリーダとのＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信を使用して動作するのみであり、電力線通信のみをサポートするシャドーメータまたはメータリーダとの電力線通信を使用して動作するのみである。シャドーメータ３００は、ＺｉｇＢｅｅのみをサポートするシャドーメータまたはメータリーダと共に使用するために、電力線通信は用いずにＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信で構成することができる。シャドーメータ３００は、電力線通信のみをサポートするシャドーメータまたはメータリーダと共に使用するために、ワイヤレスローカルネットワーク通信は用いずに電力線通信で構成することができる。
[00188] 電力線ネットワーキングは、シャドーメータ３００とシャドーメータ５００などの追加のシャドーメータとの間の通信を、建物内の電力ケーブルを通り、仲介ステーションを介して受信ステーションまでルーティングすることができる。ネットワークは物理的配線によって形成されるため、通信経路は、多くの典型的な有線ネットワーク構造の場合のように、１本のポイント間ケーブルに沿ったものでない可能性がある。メッセージは電力線上をブロードキャストされ、電力線のすべての支線に沿って所期の受信者まで運ばれる。選択された電力線通信のプロトコル、仕様、または規格によってサポートされる場合、シャドーメータまたはステーションは、好ましくはブロードキャスト信号のリピータとして動作可能である。単なる例として、シャドーメータ５００ｃとデータを交換したいシャドーメータ３００は、好ましくはそのコマンドを建物、構造物、または設備内の電力線上にブロードキャストし、コマンドは電力システムを通って伝搬され、潜在的にはリピータとして動作する他のシャドーメータを通過した後に所期の受信者に到達する。個々のシャドーメータは、コーディネータのセキュアな電力線ネットワーク上にシャドーメータを加える時点で好ましくはシステムコーディネータによって割り当てられる、固有のＭＡＣ識別などの固有のアドレスを介して識別される。
[00189] ＺｉｇＢｅｅネットワーキングは、シャドーメータ３００とＺｉｇＢｅｅが装備された任意のシャドーメータとの間の通信を、ルータとして動作する仲介シャドーメータを介してメッシュネットワークの形の受信者側デバイスまで、ワイヤレスにルーティングすることができる。ＺｉｇＢｅｅメッシュ方法は当業者にはすでによく知られているため、本明細書では説明しない。
[00190] 図示されていないが、好ましい一実施形態において、シャドーメータ３００は、図６に関してすでに説明したように、任意の追加のシャドーメータと、ローカルネットワーク通信モジュールではなくダイレクトハードウェアインターフェースを介して通信するように構成可能である。これは、すべてのシャドーメータが回路遮断器ボックスなどの閉じた物理的近接でグループ化される場合、システムの複雑さを低減させるために望ましい可能性がある。
[00191] 再度図８を参照すると、メータリーダ４００は好ましくは、電力線通信を使用する電源電力線を介して、および／またはＺｉｇＢｅｅを介してワイヤレスに、シャドーメータ３００、５００ａ、５００ｂ、５００ｃと通信する。メータリーダ４００がＺｉｇＢｅｅおよび／または電力線通信を使用して通信する機能で構成され、シャドーメータ３００がＺｉｇＢｅｅおよび／または電力線通信の両方をサポートしている場合、メータリーダ４００は好ましくは、シャドーメータ３００を用いて最もロバストな通信チャネルを動的に評価し、通信リンクを形成するかまたはデータをオープン通信リンクに転送する際に最もロバストな通信メディアを使用する機能を含む。こうした動的評価は、前述のような１つまたは複数の信号強度インジケータを使用することで容易になり得る。好ましくは、メータリーダ４００は、ＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信および電力線通信の両方で構成されるが、ＺｉｇＢｅｅのみをサポートするシャドーメータとのＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信を使用して動作するのみであり、電力線通信のみをサポートするシャドーメータとの電力線通信を使用して動作するのみである。メータリーダ４００は、ＺｉｇＢｅｅのみをサポートするシャドーメータと共に使用するために、電力線通信は用いずにＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信で構成することができる。メータリーダ４００は、電力線通信のみを使用するシャドーメータと共に使用するために、ワイヤレスローカルネットワーク通信は用いずに電力線通信でのみ構成することができる。
[00192] 電力線ネットワーキングは、メータリーダと任意のシャドーメータとの間の通信を、建物内の電力ケーブルを通り、仲介ステーションを介して受信ステーションまでルーティングすることができる。選択された電力線通信のプロトコル、仕様、または規格によってサポートされる場合、各シャドーメータまたはステーションは、好ましくはメータリーダ４００からのブロードキャスト信号のリピータとして動作可能である。単なる例として、シャドーメータ５００ａとデータを交換したいメータリーダ４００は、そのコマンドを建物、構造物、または設備内の電力線上にブロードキャストし、コマンドは電気配線システムを通って伝搬され、潜在的には支援するためにデータのリピータとして動作し得る、シャドーメータ３００などの他のシャドーメータを通過して、所期の受信者に到達する。
[00193] ＺｉｇＢｅｅネットワーキングは、メータリーダ４００とＺｉｇＢｅｅが装備された任意のシャドーメータとの間の通信を、ルータまたはノードとして動作する仲介シャドーメータを介してメッシュネットワークの形の受信者側デバイスまで、ワイヤレスにルーティングすることができる。ＺｉｇＢｅｅメッシュ方法は当業者にはすでに知られているため、本明細書では説明しない。
[00194] メータリーダ４００およびシャドーメータ３００のマルチモード通信機能は、いくつかの複雑なネットワークトポロジをサポートしていることが理解できよう。好ましい一実施形態において、シャドーメータ３００は、好ましくは、シャドーメータ５００ａ、５００ｂ、および５００ｃについて電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用してローカル通信ネットワークを調整すると同時に、メータリーダ４００について電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用して別のローカル通信ネットワークを調整するように構成される。好ましい一実施形態において、シャドーメータ３００は好ましくは、シャドーメータ５００ａ、５００ｂ、および５００ｃについて電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用してローカル通信ネットワークを調整すると同時に、シャドーメータネットワークに使用される以外のアプリケーションプロファイル、仕様、規格、またはプロトコルを使用して、メータリーダ４００と別のローカル通信ネットワークを調整するように構成される。好ましい一実施形態において、シャドーメータ３００は、１つまたは複数のシャドーメータについて電力線通信またはＺｉｇＢｅｅネットワークを調整する一方で、別の１つまたは複数のシャドーメータについて異なる電力線またはＺｉｇＢｅｅネットワークを調整するように構成可能である。単なる例として、シャドーメータ３００は、シャドーメータ５００ａとＺｉｇＢｅｅワイヤレスネットワークを調整すると同時に、シャドーメータ５００ｂおよび５００ｃと電力線通信ネットワークを調整することができる。好ましい一実施形態において、メータリーダ４００は、好ましくは、シャドーメータ３００、５００ａ、５００ｂ、および５００ｃについて電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用してローカル通信ネットワークを調整するように構成される。好ましい一実施形態において、シャドーメータ３００は、好ましくは、シャドーメータ５００ａ、５００ｂ、および５００ｃについて電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用してローカル通信ネットワークを調整すると同時に、メータリーダ４００によって調整された電力線通信またはＺｉｇＢｅｅを使用して、別のローカル通信ネットワークのステーション、ルータ、ノード、またはエンドデバイスとして実行するように構成される。上記は単なる例であり、他のネットワークトポロジが企図されること、および必要に応じて適用例の要件に合致するように構成され得ることが理解できよう。
[00195] メータリーダ４００は、シャドーメータ３００と組み合わせて使用されると、強力かつ多様な通信プラットフォームを提供する。スマートフォン１０およびシャドーメータ３００上で実行する製品Ａｐｐが通信するために、データは好ましくは、シャドーメータ３００の選択された構成に応じてピアツーピアでまたはネットワークアクセスポイントを介してのいずれかで、シャドーメータ３００とスマートフォン１０との間で渡されるか、あるいは、データは好ましくは、メータリーダ４００がメータリーダ４００の選択された構成に応じてピアツーピアでまたはネットワークアクセスポイントを介してのいずれかでスマートフォン１０と通信する場合、メータリーダ４００を介してスマートフォン１０とシャドーメータ３００との間で渡され、電力線通信またはワイヤレスローカルネットワーク通信を介してメータリーダ４００とシャドーメータ３００との間で渡される。
[00196] システム構成を簡略化し、コストを削減するために、シャドーメータ３００をシャドーメータ５００に置き換え、それによって、ネットワーク内の任意のシャドーメータとデータを交換するために、スマートフォン１０にワイヤレス通信インターフェースを提供することがメータリーダ４００に求められるシステムを作成することが望ましい場合がある。
[00197] スマートフォンは本来の電力線通信またはＺｉｇＢｅｅ通信の機能を含まないため、電力線またはＺｉｇＢｅｅ通信を介して通信しているメータリーダまたはシャドーメータと直接通信することはできない。メータリーダ４００および／またはシャドーメータ３００は好ましくは、製品Ａｐｐからのデータが、電力線通信ネットワークまたはＺｉｇＢｅｅ通信ネットワークと互換性のあるフォーマットで転置および通信されること、ならびに、シャドーメータ３００および／またはメータリーダ４００からのデータが、製品Ａｐｐと互換性のあるフォーマットで転置および通信されることを保証するために必要な、任意の計算タスクを実行し、それによって、上記で説明し図８に示されるように、ワイヤレスおよび物理メディア全体にわたる、製品Ａｐｐ、シャドーメータ３００、メータリーダ４００、およびシャドーメータ５００の間での双方向通信を容易にする。
[00198] スマートフォン１０上で実行する製品Ａｐｐは、好ましくは、製品Ａｐｐにおける利便性のためにシャドーメータを命名およびグループ化することが可能であり、好ましくは同時に、製品Ａｐｐからの単一のコマンドがシャドーメータの指定されたグループを制御できるようにする。ネットワークおよび制御の当業者であれば、グループ化の方法およびパラメータは、本発明の範囲を逸脱することなく、製品Ａｐｐ、シャドーメータ３００、メータリーダ４００、および／またはシャドーメータ５００に記憶できることを理解されよう。
[00199] スマートフォンがＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信機能で構成される場合、スマートフォン１０は好ましくは、ＺｉｇＢｅｅを使用してシャドーメータ３００、メータリーダ４００、および／またはシャドーメータ５００と通信可能であり、それらのデバイスはＺｉｇＢｅｅワイヤレス通信機能を含む。
[00200] 好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信モジュール２０２はシャドーメータ２００の外部にあり、プラグインモジュールとして構成することができる。好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信モジュール３０２はシャドーメータ３００の外部にあり、プラグインモジュールとして構成することができる。好ましい一実施形態において、ワイヤレス通信モジュール４０２はシャドーメータ５００の外部にあり、プラグインモジュールとして構成することができる。モジュラ通信を伴うシャドーメータまたはメータリーダに組み込み可能な方法およびシステム属性は、２０１３年３月１５日出願の「Ｍｏｄｕｌａｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ，Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１３／０００２６０号でより詳細に説明され、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[00201] 次に図９に進むと、本開示の好ましい実施形態において、スマートフォン１０によってネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとしてシャドーメータ２００を構成するための、例示の構成手順９００が示されている。構成手順９００はスマートフォンオペレーティングシステムに関して説明されるが、構成手順９００はそのように限定されず、製品Ａｐｐが必要に応じてスマートフォンのワイヤレス通信を制御することができる場合、製品Ａｐｐによって実行可能である。
[00202] ステップ９０２で、スマートフォン１０は、図８のＷｉ−Ｆｉネットワークアクセスポイント２６などのネットワークアクセスポイントに接続される。ステップ９０４で、シャドーメータ２００に初めて電力が印加され、シャドーメータ２００はそのシステムのすべてを実行できるようになる。ステップ９０６で、Ｗｉ−Ｆｉネットワークアクセスポイントをシミュレートする、またはＳｏｆｔＡＰとして動作するように構成されたワイヤレス通信モジュール２０２は、そのネットワーク情報のワイヤレスビーコンを開始する。ワイヤレスビーコンは、好ましくは、識別子を解釈するように構成されたＷｉ−Ｆｉデバイスに、シャドーメータ２００を未構成のＷｉ−Ｆｉネットワークデバイスとして報告する識別子を含む。ステップ９０８で、スマートフォンオペレーティングシステムはスマートフォンのワイヤレストランシーバを介してシャドーメータ２００のビーコンを受信し、ビーコン内の識別子から、シャドーメータ２００が未構成のシャドーメータであると決定し、新しい未構成のシャドーメータを検出したことをスマートフォンのタッチスクリーンを介してユーザに報告する。ステップ９１０で、スマートフォンオペレーティングシステムは、好ましくは現在スマートフォン１０が接続されているネットワークである既知のＷｉ−Ｆｉネットワークに、シャドーメータ２００をジョインさせたいかどうかをユーザに尋ねる。ステップ９１２で、ユーザは、スマートフォンスクリーン上でのタッチ入力を介して、スマートフォンオペレーティングシステムが既知のネットワークに未構成のシャドーメータをジョインさせたいことを確認する。
[00203] ステップ９１４で、スマートフォンオペレーティングシステムは、スマートフォン１０とシステムマイクロコントローラ２０６との間に通信リンクを確立する際、または、ネットワーククライアントとして構成する間に使用されることになる特有の名前を未構成のシャドーメータ２００に与える際に使用される、セキュリティコードなどの望ましいかまたは必要なパラメータを入力するように、ユーザに要求することができる。ステップ９１４は、スマートフォン１０が既知のネットワークのネットワーククライアントとして、スマートフォン１０によるシャドーメータ２００の構成のために最も迅速かつ容易な機構を提供することが望ましい場合、または、シャドーメータ２００に固有の名前を与えることなどの、ステップ９１４の要素が、シャドーメータ２００が構成されクライアントとしてネットワークに接続された後に実行され得る場合、除外され得ることが理解できよう。
[00204] ステップ９１６で、スマートフォンオペレーティングシステムは、好ましくはネットワークアクセスポイントをシミュレートする、またはＳｏｆｔＡＰとして動作するように構成されたシャドーメータ２００との、セキュアなピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続を確立する。セキュアなピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続を開くことは、シャドーメータ２００およびスマートフォン１０に統合されたハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアの認証を利用することを含み得るため、シャドーメータ２００は、ユーザがいかなるセキュリティ証明も手動で入力する必要なしに、認証ハンドシェイクを利用してスマートフォン１０とのセキュアな接続を自動的に確立することができる。スマートフォン１０が、ネットワークアクセスポイントと、シャドーメータ２００などのＷｉ−Ｆｉネットワークアクセスポイントをシミュレートする、またはＳｏｆｔＡＰとして動作するデバイスとの、同時接続をサポートできない場合、スマートフォン１０は、シャドーメータ２００とのセキュアなピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続を確立するために、Ｗｉ−Ｆｉネットワークアクセスポイントから切断できることが理解できよう。
[00205] ステップ９１８で、スマートフォンオペレーティングシステムは、ネットワークパスワードを含む既知のネットワークのネットワーク証明、および任意の他の望ましいかまたは必要なパラメータで、シャドーメータ２００を構成するため、結果としてシャドーメータ２００は、ネットワークＷｉ−Ｆｉクライアントデバイスとして指定されたネットワークにジョインすることができる。ステップ９２０で、スマートフォンオペレーティングシステムは、シャドーメータ２００とのピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続を終了する。ステップ９１６で、シャドーメータ２００とのピアツーピアＷｉ−Ｆｉ接続を確立するために、スマートフォンオペレーティングシステムがネットワークアクセスポイントから切断された場合、スマートフォンオペレーティングシステムは、好ましくはネットワークアクセスポイントとの接続を再確立する。ステップ９２２で、シャドーメータ２００は、スマートフォンオペレーティングシステムからのネットワーク構成データを使用して、供給されるネットワークパラメータに従ってネットワークＷｉ−Ｆｉデバイスとしてそれ自体を構成し、指定されたネットワークアクセスポイントにクライアントとして接続し、その後シャドーメータ２００およびスマートフォン１０は、好ましくはネットワークアクセスポイントを介して互いに通信することができる。
[00206] 好ましい一実施形態において、シャドーメータ２００およびスマートフォン１０は、構成手順９００においてピアツーピア接続を確立する際にＷｉ−Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔを利用することが好ましい場合がある。
[00207] 構成手順９００で概説したあるステップは、本開示の範囲を逸脱することなく、修正、削除、または追加できることが理解されよう。たとえば構成手順９００は、スマートフォンオペレーティングシステムではなく製品Ａｐｐによる実行に適合可能である。別の例を挙げると、スマートフォンオペレーティングシステムは、シャドーメータ２００がスマートフォンからネットワークパラメータを正常に受信したことをシャドーメータが確認した後、シャドーメータにその構成手順を開始させることができるか、または、シャドーメータ２００のシステムマイクロコントローラ２０６は、スマートフォンとのピアツーピア接続を終了し、スマートフォンオペレーティングシステムがプロセスを初期化する必要なしに、スマートフォンからネットワークパラメータを正常に受信した後、その構成手順を開始することができる。
[00208] シャドーメータ２００の構成について概説した例示の構成手順９００は、シャドーメータ３００およびメータリーダ４００の構成に等しく適用される。
[00209] 当業者であれば、前述のシステムが本発明の範囲を逸脱することなく多くの様式で変更できることを理解されよう。
[00210] 単なる例として、システムは、通信サイロを排除し、ローカル通信ネットワークのすべてのレベル、特にアプリケーションレベルで、アプリケーションプロファイルを単一のユニバーサル規格に統一する、ＺｉｇＢｅｅ ３．０に従って動作するように構成可能である。好ましい一実施形態において、ＺｉｇＢｅｅプロトコル、規格、仕様、またはアプリケーションプロファイルの特定の実装に使用可能ないずれのネットワーキングトポロジおよびセキュリティ特徴をも制限することなく、シャドーメータ３００、シャドーメータ５００、またはメータリーダ４００のローカルネットワーク通信はＺｉｇＢｅｅ ３．０で構成可能であり、集中型セキュリティネットワークをコーディネータおよび信用センタとして動作させるか、または分散型セキュリティネットワークをルータとして動作させ、コーディネータまたは信用センタなしで、および信用センタリンク鍵なしでのネットワーク鍵の交換における関連付けを介して、分散型ネットワークに他のノードまたはルータを追加することが可能である。所望であれば、楕円曲線暗号に基づくセキュリティ特徴を、シャドーメータ３００、シャドーメータ５００、またはメータリーダ４００上で動作するＺｉｇＢｅｅ ３．０に統合することが可能であり、具体的には、ＺｉｇＢｅｅ Ｓｍａｒｔ Ｅｎｅｒｇｙなどの電気ユーティリティによって使用されるアプリケーション規格との互換性のために実装可能である。
[00211] 当業者であれば、本発明の他の実施形態は、本明細書で開示された本発明の仕様および実践を考察することで明らかとなろう。仕様および例は単なる例示として見なされ、本発明の真の範囲および趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (35)

  1. ローカル電力回路内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および前記測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するためのデバイスであって、
    前記ローカル電力回路内で前記少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュールと、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュールと、少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するように構成されたローカル通信モジュールと、マイクロコントローラとを含む１次シャドーメータを備え、前記マイクロコントローラは、第１のモードで、前記少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するために有線ネットワークを使用して前記ローカル通信モジュールを動作させるように構成され、前記マイクロコントローラは、第２のモードで、前記少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するためにワイヤレスメッシュネットワークを使用して前記ローカル通信モジュールを動作させるように構成される、
    デバイス。
  2. 前記電力測定モジュールは少なくとも２つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記電力測定モジュールは少なくとも３つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
  4. 前記電力測定モジュールは少なくとも４つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記電力メトリクスは、瞬間電圧、電流、および電力；有効、無効、および皮相電力；平均実電力；ＲＭＳ電圧および電流；力率；回線周波数；過電流；電圧低下；電圧増加；および位相角のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のデバイス。
  6. 前記有線ネットワークは電力線通信規格を使用する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のデバイス。
  7. 前記電力線通信規格はＨｏｍｅＰｌｕｇ通信規格を含む、請求項６に記載のデバイス。
  8. 前記ワイヤレスメッシュネットワークはＺｉｇＢｅｅ通信規格を使用する、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のデバイス。
  9. 前記マイクロコントローラは、いずれのネットワークがよりロバストであるかを決定し、前記最もロバストなネットワークを使用して前記ローカル通信モジュールを動作させる、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 前記１次シャドーメータは単相シャドーメータとして構成される、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のデバイス。
  11. 前記１次シャドーメータは３相シャドーメータとして構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
  12. 前記マイクロコントローラは、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートすることによって、前記パーソナルコントローラとのピアツーピアワイヤレス通信リンクを開くように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス。
  13. ローカル電力回路内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および前記測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するためのシステムであって、
    少なくとも１つの補助シャドーメータであって、各補助シャドーメータは、単一の回路または電気デバイスに関連付けられた少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュールと、ローカル通信モジュールとを含む、少なくとも１つの補助シャドーメータと、
    前記ローカル電力回路内で少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュール、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュール、および前記少なくとも１つの補助シャドーメータと通信するように構成されたローカル通信モジュールを含む、１次シャドーメータと、
    を備える、システム。
  14. 前記少なくとも１つの補助シャドーメータの前記電力測定モジュールは、少なくとも２つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記少なくとも１つの補助シャドーメータの前記電力測定モジュールは、少なくとも３つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  16. 前記少なくとも１つの補助シャドーメータの前記電力測定モジュールは、少なくとも４つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
  17. 前記電力メトリクスは、瞬間電圧、電流、および電力；有効、無効、および皮相電力；平均実電力；ＲＭＳ電圧および電流；力率；回線周波数；過電流；電圧低下；電圧増加；および位相角のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載のシステム。
  18. 前記１次シャドーメータの前記ローカル通信モジュールは、電力線通信規格を使用して前記補助シャドーメータと通信するように構成される、請求項１３から１７のいずれか一項に記載のシステム。
  19. 前記電力線通信規格はＨｏｍｅＰｌｕｇを含む、請求項１８に記載のシステム。
  20. 前記１次シャドーメータの前記ローカル通信モジュールは、ワイヤレス通信規格を使用して前記補助シャドーメータと通信するように構成される、請求項１３から１９のいずれか一項に記載のシステム。
  21. 前記ローカル通信モジュールによって使用される前記ワイヤレス通信規格はＺｉｇＢｅｅを含む、請求項２０に記載のシステム。
  22. ローカル電力ネットワーク内の少なくとも１つの電力メトリックを動的に測定するため、および前記測定された電力メトリックをパーソナルコントローラに提供するための、デバイスであって、
    前記ローカル電力ネットワーク内で前記少なくとも１つの電力メトリックを測定するための電力測定モジュールと、少なくとも１つのピアツーピア通信規格および非ピアツーピア通信規格を選択的に使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成されたワイヤレス通信モジュールとを含む１次シャドーメータを備え、前記１次シャドーメータは電気ユーティリティメータのダウンストリームを配線するように構成される、
    デバイス。
  23. 前記電力測定モジュールは少なくとも２つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項２２に記載のデバイス。
  24. 前記電力測定モジュールは少なくとも３つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項２２に記載のデバイス。
  25. 前記電力測定モジュールは少なくとも４つの電力メトリクスを測定するように構成される、請求項２２に記載のデバイス。
  26. 前記電力メトリクスは、瞬間電圧、電流、および電力；有効、無効、および皮相電力；平均実電力；ＲＭＳ電圧および電流；力率；回線周波数；過電流；電圧低下；電圧増加；および位相角のうちの少なくとも１つを含む、請求項２２から２５のいずれか一項に記載のデバイス。
  27. 単一の回路または電気デバイスの少なくとも１つの電力メトリックを測定するように構成される、少なくとも１つの補助シャドーメータをさらに備える、請求項２２から２６のいずれか一項に記載のデバイス。
  28. 電力線通信規格を使用して前記補助シャドーメータと通信するように構成されるローカル通信モジュールをさらに備える、請求項２７に記載のデバイス。
  29. 前記電力線通信規格はＨｏｍｅＰｌｕｇを含む、請求項２８に記載のデバイス。
  30. ワイヤレス通信規格を使用して前記補助シャドーメータと通信するように構成されるローカル通信モジュールをさらに備える、請求項２７に記載のデバイス。
  31. 前記ローカル通信モジュールによって使用される前記ワイヤレス通信規格はＺｉｇＢｅｅを含む、請求項３０に記載のデバイス。
  32. 前記１次シャドーメータは単相シャドーメータとして構成される、請求項２２から３１のいずれか一項に記載のデバイス。
  33. 前記１次シャドーメータは３相シャドーメータとして構成される、請求項２２から３１のいずれか一項に記載のデバイス。
  34. 前記１次シャドーメータは、少なくとも１つの電力メトリックが動的に測定される電力回路上の回路遮断器の後に配線するように構成される、請求項２２から３３のいずれか一項に記載のデバイス。
  35. 前記ワイヤレス通信モジュールは、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートすることによって前記パーソナルコントローラとのピアツーピアワイヤレス通信リンクを動作させるように構成される、請求項２２から３４のいずれか一項に記載のデバイス。
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