JP6143254B2 - メータ基盤スマートカード - Google Patents

Description

本発明は、一般に、メータ基盤を管理することに関し、より詳細には、配備されたスマートカードを使用して、メータ基盤内のデバイスを管理および制御することに関する。

大規模なスマート基盤は、多数のスマートデバイスを組み込むことが可能である。１つのそのような例は、エネルギー使用を測定、収集、および解析し、要求に応じて（オンデマンドで）または事前定義されたスケジュールで様々な通信媒体を介して電気メータ、ガスメータ、熱メータ、ケーブルメータ、および水道メータなどの高性能デバイスと相互に作用するシステムを指す高性能メータ基盤（ＡＭＩ）である。これらの基盤は、ハードウェア、ソフトウェア、通信、消費者エネルギー表示および消費者エネルギー制御装置、カスタマ関連システム、メータデータ管理（ＭＤＭ）ソフトウェア、サプライヤおよびネットワーク配信事業システムなどを含む。

典型的なＡＭＩは、何らかのタイプの計算システムを用いて実装される高性能（すなわち、「スマート」）機能を有する相当な数のスマートデバイス（例えば、メータ、監視制御およびデータ獲得「ＳＣＡＤＡ」デバイス、ルータなど）を含むことが可能である。これらのデバイスの多くは事実上異種であって、異なる機能を提供したり、異なるサプライヤによって製造されるなどするため、そのような基盤内でそれらのデバイスを実装および管理することには、大きな課題がある。

本発明の一態様では、メータ基盤内のカード制御可能デバイス内で使用するためのスマートカードが開示され、このスマートカードは、プログラムコードを格納および実行できる計算プラットフォームと、その計算プラットフォーム上で実行されることが可能なプログラムコードを有するアプリケーションプログラムのセットであって、そのアプリケーションプログラムのセットのそれぞれが、そのスマートカードが挿入される関連カード制御可能デバイスの一態様を制御するように実装されるアプリケーションプログラムのセットとを含む。

別の態様では、複数のスマートデバイスを有する高性能メータ基盤（ＡＭＩ）が開示され、それぞれのスマートデバイスは、取外し可能スマートカードによって制御されるように適応されており、それぞれの取外し可能スマートカードは、プログラムコードを格納および実行できる計算プラットフォームと、その計算プラットフォーム上で実行されることが可能なプログラムコードを有するアプリケーションプログラムのセットであって、そのアプリケーションプログラムのセットのそれぞれが、その取外し可能スマートカードが挿入される関連スマートデバイスの一態様を制御するように実装されるアプリケーションプログラムのセットとを含む。

さらに別の態様では、メータ基盤内で使用するためのカード制御可能デバイスが提供され、このカード制御可能デバイスは、演算ユニットのセットと、スマートカードを受けるためのスロットとを含み、スマートカードは、プログラムコードを格納および実行できる計算プラットフォームと、その計算プラットフォーム上で実行されることが可能なプログラムコードを有するアプリケーションプログラムのセットであって、そのアプリケーションプログラムのセットのそれぞれが演算ユニットのセットの態様を制御するように実装されるアプリケーションプログラムのセットとを含み、このカード制御可能デバイスはさらに、スマートカードと演算ユニットのセットとの間に通信チャネルを提供するためのカードインターフェースを含む。

本発明の一実施形態による、スマートカードを使用して管理されているＡＭＩを例示する概略図である。 本発明の一実施形態によるスマートカードの概略ブロック図である。 本発明の一実施形態によるカード制御可能デバイスの概略図を示す図である。

本発明の様々な実施形態は、スマートカードを使用して、メータ基盤内のデバイスを管理および制御することに関する。この開示の目的で、「スマートカード」という用語は、一般に、埋込み型集積回路など、計算プラットフォームを含む任意の携帯用カード、デバイス、またはトークンを指す。一般的な例は、一般に、セル電話内またはその他のネットワークデバイス内に見出されるＳＩＭ（加入者識別モジュール）、Ｇｅｍａｌｔｏ（登録商標）によって提供されるチップカードなどのチップカードを指す。

典型的な高性能メータ基盤（ＡＭＩ）では、計算機能性は、その基盤を形成する異なるハードウェアデバイス内に埋め込まれたソフトウェアとファームウェアとを使用して実装される。例えば、それぞれのメータは、ある種の機能、例えば、メータ示度を管理すること、通信プロトコルとセキュリティプロトコルとを実装すること、加入者識別を処理することなどを実行するようにプログラムされた専用ハードウェアを含むことが可能である。残念ながら、上述のように、これは、基盤の柔軟性を非常に制限し、すなわち、デバイスは、流動性のある動作を確実にするための厳密な仕様およびプロトコルを満たすように製造され、プログラムされ、テストされなければならない。

本明細書で説明されるのは、計算機能性がハードウェアデバイスから携帯用スマートカードに移される、ＡＭＩなどのスマート基盤を管理および制御するためのより柔軟な手法である。図１は、スマートメータ１２と、ルータ１４と、ＳＣＡＤＡデバイス１６と、データ集約装置（ｄａｔａ ａｇｇｒｅｇａｔｏｒ）１８とを含む、複数のスマートデバイスを有するＡＭＩ１０の概略図を示す。これらのスマートデバイスは、最終的に、バックホールを経由して、ホームオフィス２０によって駆動されるネットワークを形成する。明らかに、示されるデバイスのセットは、ＡＭＩの簡単な例を示すことが意図され、これらのデバイスのタイプおよび数は、特定の用途に応じて変化し得る。

ＡＭＩ１０内のそれぞれのスマートデバイスは、取外し可能スマートカード２２ａ〜ｆによって制御および／または実装される事前定義された機能のセットを備える。したがって、実際の計算機能性のうちのいくつかまたはすべては、それぞれのデバイスから除去されて、デバイスの関連スマートカード２２ａ〜ｆ内で実装される。したがって、これらのハードウェアデバイスの「スマート」特徴は、それぞれのデバイス内に構築する必要がなく、代わりに、関連スマートカード２２ａ〜ｆ上に配置される。関連スマートカード（例えば、カード２２ａ）をデバイス（例えば、メータ１２）内に挿入するとすぐ、そのスマートカードに特定のスマート機能性がそのデバイス上で動作可能にされる。他の利点の中でも、この手法は、その設備の特定の機能性要件に対してプログラムされたスマートカードを単に挿入することによって、特定のカスタマ、所望される機能性、位置などに関して、スマートカード２２ａ〜ｆを経由してカスタマイズできる「一般的な」カード制御可能デバイスの大量生産を可能にする。ハードウェア機能性に対する更新および変更は、スマートカード２２ａ〜ｆを単に変更またはプログラムし直すことによって達成できる。

図２は、計算プラットフォーム２４を有するスマートカード２２の１つの例示的な図を示す。計算プラットフォーム２４は、例えば、プロセッサと、メモリと、Ｉ／Ｏと、バスとを含む集積回路（図示せず）を経由して実装可能である。計算プラットフォーム２４内にあるのは、例えば、マスタコントローラ２８とＩ／Ｏコントローラとを有するオペレーティングシステム２６、例えば、Ｊａｖａ（商標） Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ（ＪＶＭ）である。マスタコントローラ２８は、スマートカード２２の構成およびプログラムを円滑にし、一方、Ｉ／Ｏコントローラ３０は、物理インターフェース４４を経由して、関連ハードウェアデバイスとの通信を円滑にする。計算プラットフォーム２４内にやはり含まれるのは、スマートカード２２が挿入される関連デバイスに特定の機能性を実行するアプリケーションプログラムのセット３２である。

この例示的な実施形態では、アプリケーションプログラム３２は、（１）通信プロトコルおよび通信方法（例えば、セルラ、ファイバ、ＴＣＰ／ＩＰなど）を実装するための通信モジュール３４と、（２）セキュリティプロトコルを実装するため、安全な通信を確立するため、暗号化サポートを提供するためなどのセキュリティモジュール３６と、（３）関連デバイスをアクティブ化するため、関連ライセンスを管理するため、加入者情報を維持するためなどのアクティベーション／加入者情報モジュール３８と、（４）実際のデバイス動作、例えば、メータ示度をスケジュールして取得すること、ネットワーク上で示度を中継または取り出すことなどを制御および管理するためのハードウェア制御モジュール４０と、（５）エラーを処理するため、例えば、デバイスの適切な動作を確実にするため、セルフテストを実行するため、問題にサービス提供するため、更新を実行するためなどの保守モジュール４２とを含む。アプリケーションプログラム３２の数およびタイプは、関連ハードウェアデバイスの特定の要件に依存することになる点を理解されよう。

例えば、Ｊａｖａ（商標）、．ＮＥＴ、Ｃ＋＋、プロプライエタリシステム、オープンシステムなどを含めて、任意のタイプの計算プラットフォーム２４／オペレーティングシステム２６を利用することが可能である点を理解されよう。Ｊａｖａ（商標）などのオペレーティングシステムは、Ｊａｖａ（商標）で書き込まれたアプリケーションプログラム３２が安全に保護されて、タンパー防止（ｔａｍｐｅｒｐｒｏｏｆ）であることを可能にし、したがって、ハイレベルな固有セキュリティを提供する。

したがって、アプリケーションプログラム３２のそれぞれは、スマートカード２２自体の中に格納されて、その中で実行され、これにより、関連デバイス上の計算プラットフォームの必要性をなくす（または、低減する）。したがって、「スマート」機能性のうちの大部分またはすべてが維持されて、スマートカード２２上で実行される。

１つの例示的な実施形態では、スマートカード２２が関連デバイス内に挿入されて、そのデバイスの電源がオンにされるとき、オペレーティングシステム２６は自動的に起動する。オペレーティングシステム２６は、次いで、マスタコントローラ２８を起動させ、マスタコントローラ２８は、今度は、連続的に実行可能であるか、または必要に応じて、起動可能な１つもしくは複数のアプリケーションプログラム３２を起動させる。例えば、ハードウェア制御モジュール４０は、メータデータの連続的なストリームを収集するために連続的に実行することが可能であり、一方、保守モジュール４２は、更新をインストールするため、またはエラーを検査するために、必要に応じて起動可能である。Ｉ／Ｏコントローラ３０は、同様に、スマートカードが関連デバイスと通信するのを可能にするために、オペレーティングシステム２６によって起動する。

図３は、スマートカード２２によって制御するように構成された、公共料金メータなどのカード制御可能デバイス５０の一例を示す。この例では、カード制御可能デバイス５０は、スマートカード２２を受けるための物理スロット６０を含む。スマートカード２２は、メカニカルラッチなどを使用して、物理スロット６０から、必要に応じて、挿入または除去可能である。やはり含まれるのは、挿入されたスマートカード２２と１つまたは複数の演算ユニット５２、５４との間に通信チャネルを提供するように構成されたカードインターフェース２５である。例えば、カードインターフェース２５は、スマートカード２２上で実行しているアプリケーションから、生成された命令、データ、または制御信号を受信して、それらを演算ユニット５２、５４に中継するように適応可能である。反対に、カードインターフェース２５は、データを演算ユニット５２、５４から、データを処理できるスマートカード２２に中継するように適応することも可能である。

この例では、カード制御可能デバイス５０は、メータデータ５８、例えば、電力使用、エラー状態などを収集するための第１の演算ユニット５２を含む。やはり含まれるのは、入出力（Ｉ／Ｏ）機能を関連ネットワーク５６に提供する第２の演算ユニット５４である。したがって、例えば、スマートカード２２は、（１）演算ユニット５２に１０分ごとにメータ示度を収集するように命令すること、（２）それらの示度をスマートカード２２上の一時キャッシュ内に格納すること、および（３）演算ユニット５４に、例えば、所定の時間に、毎日の示度をホームオフィスに送信するように命令することが可能である。

技術的効果は、その中でスマートデバイスのうちのいくつかまたはすべてが、計算プラットフォームと、関連デバイスのスマート機能性を実装するためのアプリケーションプログラムとを含むスマートカードによって制御および管理される複数のスマートデバイスを有するメータ基盤を含む。

本発明の様々な実施形態では、本明細書で説明されるスマートカード２２の態様は、完全にハードウェア実施形態の形で、完全にソフトウェア実施形態の形で、またはハードウェア要素とソフトウェア要素の両方を含む一実施形態の形で実装可能である。１つの実施形態では、オペレーティングシステム２６およびアプリケーションプログラム３２（図２）は、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含むが、これらに限定されないソフトウェアの形で実装可能である。

さらに、これらの処理機能は、スマートカード２２上または任意の命令実行システム（例えば、処理ユニット）上に常駐するコンピュータプラットフォームによって、もしくは当該コンピュータプラットフォームに関して使用するためのプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品の形をとることが可能である。この説明の目的で、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、コンピュータ、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって、またはそれらに関して使用するためのプログラムを包含あるいは格納することが可能な任意のコンピュータ可読記憶媒体であってよい。別の実施形態では、コンピュータ、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによって、またはそれらに関して使用するためのプログラムを通信、伝搬、あるいは移送することが可能なコンピュータ可読伝送媒体を利用することが可能である。

コンピュータ可読媒体は、電子システム（または、装置もしくはデバイス）、磁気システム（または、装置もしくはデバイス）、光システム（または、装置もしくはデバイス）、電磁システム（または、装置もしくはデバイス）、赤外線システム（または、装置もしくはデバイス）、あるいは半導体システム（または、装置もしくはデバイス）であってよい。コンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリまたは固体メモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスクおよび光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、コンパクトディスク、すなわち、読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）と、コンパクトディスク、すなわち、読出し／書込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）と、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）とを含む。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためだけであり、本開示を限定することが意図されない。本明細書で使用される場合、明示的なその他の指定がない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形も含むことが意図される。「含む」、および／または「含んでいる」という用語は、本明細書で使用されるとき、記述された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つもしくは複数のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在あるいは追加を排除しない点をさらに理解されよう。

本開示は、その好ましい実施形態に関して詳細に示され、説明されているが、改変形態および修正形態が当業者に想到されることになる点を理解されよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨に該当するすべてのそのような修正形態および変更形態を網羅することが意図される点を理解されたい。

本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示し、任意のデバイスまたはシステムを作成すること、使用すること、および任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、当業者が本発明を実施することを可能にするために、例を使用する。本発明の特許性のある範囲は、請求項によって画定され、当業者が想到する他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、それらの請求項の文字言語と異ならない構造要素を有する場合、またはそのような他の例が、それらの請求項の文字言語とわずかな違いを伴う均等の構造要素を含む場合、そのような他の例は、それらの請求項の範囲内であることが意図される。

１０ ＡＭＩ
１２ スマートメータ
公共料金メータ
１４ ルータ
１６ ＳＣＡＤＡデバイス
１８ データ集約装置
２０ ホームオフィス
２２ａ〜ｆ 取外し可能スマートカード
関連スマートカード
２４ 計算プラットフォーム
２５ カードインターフェース
２６ オペレーティングシステム
２８ マスタコントローラ
３０ Ｉ／Ｏコントローラ
３２ アプリケーションプログラム
３４ 通信モジュール
３６ セキュリティモジュール
３８ アクティベーション／加入者情報モジュール
情報モジュール
４０ ハードウェア制御モジュール
４２ 保守モジュール
４４ 物理インターフェース
５０ 制御可能デバイス
カード制御可能デバイス
関連カード制御可能デバイス
５２、５４ 演算ユニット
５６ 関連ネットワーク
５８ メータデータ
６０ 物理スロット

Claims (10)

1. メータ基盤（１０）内に配置されたカード制御可能デバイス（５０）内で使用するためのスマートカード（２２）であって、
   プログラムコードを格納および実行できる計算プラットフォーム（２４）と、
   前記計算プラットフォーム（２４）上で実行されることが可能なプログラムコードを有する複数のアプリケーションプログラム（３２）であって、前記複数のアプリケーションプログラム（３２）のそれぞれが、前記スマートカード（２２）が挿入されるカード制御可能デバイス（５０）の一態様を制御するように実装される、アプリケーションプログラムのセット（３２）とを含み、
   各アプリケーションプログラムが前記カード制御可能デバイス（５０）にエネルギー使用の収集、及び処理を行う所定の機能を実行させる、
   スマートカード（２２）。
2. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、公共料金メータ（１２）から収集されているデータを管理および処理するためのプログラムコードを含む、請求項１記載のスマートカード（２２）。
3. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記カード制御可能デバイス（５０）とネットワークとの間の通信を管理するためのプログラムコードを含む、請求項１または２に記載のスマートカード（２２）。
4. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記カード制御可能デバイス（５０）内でもしくは前記カード制御可能デバイス（５０）によって収集、処理、または通信されているデータに関するセキュリティプロトコルを確立するためのプログラムコードを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載のスマートカード（２２）。
5. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記カード制御可能デバイス（５０）をアクティブ化して、加入者情報を維持するためのプログラムコードを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載のスマートカード（２２）。
6. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記カード制御可能デバイス（５０）で発生するエラーを処理して、前記スマートカード（２２）内の前記アプリケーションプログラムのセット（３２）に対する更新を提供するためのプログラムコードを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載のスマートカード（２２）。
7. 複数のスマートデバイスを含む高性能メータ基盤（１０）（ＡＭＩ（１０））であって、それぞれのスマートデバイスが、取外し可能スマートカード（２２ａ〜ｆ）によって制御されるように適応されており、それぞれの取外し可能スマートカード（２２ａ〜ｆ）が、
   プログラムコードを格納および実行できる計算プラットフォーム（２４）と、
   前記計算プラットフォーム（２４）上で実行されることが可能なプログラムコードを有する複数のアプリケーションプログラム（３２）であって、前記複数のアプリケーションプログラム（３２）のそれぞれが、前記取外し可能スマートカード（２２ａ〜ｆ）が挿入される関連スマートデバイスの一態様を制御するように実装される、アプリケーションプログラムのセット（３２）とを含み、
   各アプリケーションプログラムが、前記関連スマートデバイスにエネルギー使用の収集、及び処理を行う所定の機能を実行させる、
   高性能メータ基盤（１０）（ＡＭＩ（１０））。
8. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記関連スマートデバイスから収集されているデータを管理および処理するためのプログラムコードを含む、請求項７記載のＡＭＩ（１０）。
9. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記関連スマートデバイスとネットワークとの間の通信を管理するためのプログラムコードを含む、請求項７または８に記載のＡＭＩ（１０）。
10. 前記アプリケーションプログラムのセット（３２）が、前記関連スマートデバイス内でもしくは前記関連スマートデバイスによって収集、処理、または通信されているデータに関するセキュリティプロトコルを確立するためのプログラムコードを含む、請求項７乃至９のいずれかに記載のＡＭＩ（１０）。

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