MX2007010927A - Sistemas y metodos para recoleccion de datos de medidores de servicios. - Google Patents

Abstract

Se describen sistemas y metodos para la recoleccion de datos de un medidor de servicios en sistemas de medicion distribuidos. Un aspecto de la presente invencion proporciona recoleccion, lectura, registro y/o transmision de consumo de datos a base de cantidad-intervalo o etapa de conteo para sistemas de lectura de medidor de servicios distribuidos.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS PARA RECOLECCIÓN DE DATOS DE MEDIDORES DE SERVICIOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente en general con sistemas y métodos para la recolección de datos de medidores de servicios. Más específicamente, la invención es concerniente con la recolección de sistemas de medicación distribuidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los servicios tales como gas, energía eléctrica y agua son proporcionados mediante compañías de servicio alrededor del mundo a casas, empresas y otros consumidores. Las compañías de servicios cobran comúnmente a los consumidores en base a la cantidad del servicio que el consumidor usa o consume. Así, las compañías de servicios comúnmente calibran el consumo utilizando medidores y facturan a sus clientes de conformidad. Tradicionalmente al final de un período de reporte, el empleado de servicios comúnmente inspeccionaría físicamente y registraría cada carátula de lectura de medidor del cliente, que reflejan el uso. Más recientemente, muchas compañías de servicios han desplegado sistemas de lectura de medidores automáticos que pueden capturar automáticamente datos de consumo desde el campo. En muchos casos, módulos de adaptador son equipados a medidor existentes para proporcionar capacidad de recolección de datos a distancia. Los módulos recolectan comúnmente los datos y los transmiten en métodos de comunicación alámbricos y/o inalámbricos, de tal manera que los datos son recibidos finalmente por la compañía de servicios. Una de las funciones principales de una red de recolección de datos de servicios es la habilidad de capturar datos por el propósito de establecer patrones de consumo. Los datos son usados para determinar no solamente cuanto el consumidor está usando, sino cuando el consumidor lo está consumiendo. La recolección de datos para este propósito se ha llevado a cabo al recolectar frecuentemente los datos de uso y estampa de tiempo de los datos de uso para hacerlo con un tiempo particular. Cuando se hace muy frecuentemente, este tipo de recolección de datos es conocido comúnmente como recolección de datos de intervalo. La recolección de datos de intervalo está basada en general en intervalos de tiempo establecidos o períodos de toma de muestras establecidos, esto es, los datos son registrados por intervalos de tiempo establecidos. Por ejemplo, muchos sistemas registran la cantidad de energía consumida cada 2.5 minutos. La transmisión de la información también sucede comúnmente en una base frecuente, pero más frecuentemente un número entero de tiempos del período de toma de muestras, por ejemplo cada 5 minutos (que es dos veces el período de toma de muestras de 2.5 minutos) . El registro y transmisión de datos de uso a intervalos de tiempo regulares se debe hacer frecuentemente para proporcionar suficiente información para reconstruir el patrón de uso del consumidor e involucra frecuentemente trasmitir información altamente redundante. Por ejemplo, estos sistemas enviarán datos aún si no hay ninguna actividad de consumo. Esto tiene serias consecuencias sobre los dispositivos energizados por baterías, crea tráfico de RF con potencial de colisiones y pérdida de datos o reducción de desempeño, incrementa la cantidad de datos a ser transmitidos y requiere cantidades significativas de energía de procesamiento y espacio de memoria para el almacenamiento de datos, post-procesamiento y archivo . Los métodos de recolección de datos de servicios a base de intervalo de tiempo que usan transmisión de radiofrecuencia (RF) también requieren comúnmente varias técnicas para evitar colisión de datos. El tiempo de transmisión es en general aleatorizado en cada dispositivo de comunicación para evitar colisiones que pueden resultar si por ejemplo, muchos módulos reanudan la operación después de una interrupción de energía e intentan transmitir al mismo tiempo. Para aleatorizar el tiempo de transmisión, módulos de aleatorización separados son frecuentemente implementados en cada medidor. Los datos correspondientes a energía consumida durante un período de tiempo dado son en general transmitidos en algún punto aleatorio durante un período de tiempo futuro. sin embargo, puesto que es usualmente deseable que los datos sean asociados con un período de tiempo específico y preciso para mostrar cuando la información fue muestreada del medidor, información adicional tiene que ser transportada con los datos de uso que identifican la diferencia entre el tiempo de captura de datos y el tiempo de transmisión de datos. Además, procesamiento adicional es usualmente requerido para calcular la frontera de tiempo de los datos transmitidos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende varios sistemas y métodos para la recolección de datos de medidores de servicios en sistemas de medición distribuidos, tal como aquel mostrado en la puente estadounidense 6,628,699 (la revelación de la cual es incorporada en la presente por referencia) . Muchas de las modalidades de la presente invención evitan muchos de los problemas de recolección de datos a base de intervalo de tiempo del arte previo, técnicas de registro y transmisión al proporcionar técnicas de intervalo de cantidad o técnicas a base de etapa de conteo. Un aspecto de la presente invención es un recolector que tiene un receptor que recibe los datos transmitidos por detectores configurados para almacenar y/o enviar un tiempo transcurrido entre mediciones sucesivas de una cantidad predeterminada de un servicio consumible. Cada detector puede enviar el tiempo transcurrido al recolector para cada medición de la cantidad predeterminada o a intervalos basados de otra manera y la cantidad predeterminada. Los detectores pueden enviar los datos en una variedad de maneras en las que se incluyen mediante técnicas de comunicación alámbricas o inalámbricas. Por ejemplo, los datos podrían ser transmitidos por una señal portadora de línea de energía, mediante señal RF, mediante módem, en líneas telefónicas, en líneas de red de área amplia, en líneas de red de área local, en redes de área local inalámbricas Wi-Fi o en redes de área ancha inalámbricas (WWAN) . La invención no está limitada a algún método o tipo particular de comunicación de datos. Otro aspecto de la presente invención es un sistema de recolección de datos para la recolección de datos de una pluralidad de medidores de servicios que tienen dispositivos de telemetría y dispositivo de recolección. Cada uno de los dispositivos de telemetría está asociado con un medidor y tiene un detector para medir sucesivamente una cantidad predeterminada de un parámetro del medidor, un temporizador o sincronizador para medir el tiempo transcurrido entre cada medición sucesiva de la cantidad predeterminada del parámetro, una primera memoria configurada para almacenar los tiempos transcurridos y un transmisor para transmitir un paquete de los tiempos transcurridos almacenados. El paquete incluirá comúnmente una dirección única al dispositivo de telemetría. Los dispositivos de recolección pueden estar ubicados remotamente de los dispositivos de telemetría y recibir las señales . Otro aspecto de la presente invención es una red de radiocomunicación de estaciones generadores de datos remotos. Cada una de las estaciones remotas tienen medios para generar datos para transmisión, medios de control para modular los datos para transmisión en una portadora de radiofrecuencia y dispuestos para formar los datos a un paquete de datos para transmitir los datos después de cada medición sucesiva de una cantidad predeterminada de un parámetro medido. Otro aspecto de la presente invención es un método de recolección de datos relacionado con un servicio medido que involucra medir sucesivamente una cantidad predeterminada del servicio medido, medir el tiempo transcurrido entre cada medición sucesiva de la cantidad predeterminada del servicio medido y almacenar el tiempo transcurrido. El tiempo transcurrido almacenado puede también ser transmitido mediante señal inalámbrica u otro tipo de señal a un dispositivo de recolección. Este método puede también involucrar almacenar tiempos transcurridos en el dispositivo de telemetría o extraer y analizar una serie de tiempos transcurridos para generar una proporción de uso del servicio medido. Otro aspecto incluye un método de recolección de datos de medidor de servicios al monitorear el uso de un servicio, registrar datos a intervalos de cantidades establecidos y almacenar los datos en el medidor de servicios. Otro aspecto de la presente invención es un sistema de recolección de medidor de servicios que tiene un dispositivo de lectura de medidor capaz de registrar datos a intervalos por lo menos en parte en la cantidad de servicio que es consumidor y enviar los datos a un concentrador y un concentrador para recolectar datos transmitidos. Otro aspecto de la presente invención es un método para construir un perfil de consumo de servicio del consumidor que involucra registrar datos a intervalos de cantidades establecidas en un medidor de servicio, almacenar los datos en un formato que se puede leer por computadora y procesamiento de los datos para construir un perfil de consumo de servicio del consumidor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Estos y otros elementos, aspectos y ventajas de la presente invención se comprende mejor cuando la siguiente descripción detallada sea leída con referencia a las figuras adjuntas, en donde: La figura 1 ilustra un sistema de monitoreo de medidor de servicio en el cual la presente invención puede ser utilizada; La figura 2 ilustra un paquete de datos del arte previo ejemplar; La figura 3 ilustra paquetes de datos del arte previo ejemplares; La figura 4 ilustra un paquete de datos ejemplar de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5 ilustra paquetes de datos transmitidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 6 ilustra una gráfica que muestra intervalos de recolección de datos para un sistema de recolección a base de radiofrecuencia; La figura 7 ilustra una gráfica que muestra la recolección de datos del arte previo en base a intervalos de etapa de tiempo; La figura 8 ilustra una gráfica que muestra la recolección de datos basada en intervalos de etapa de conteo de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS Introducción La invención usa intervalos a base de cantidad en lugar de intervalos a base de tiempo para la recolección de datos de uso de medidor, lectura, registro y/o transmisión. Las funciones están basadas en un intervalo de cantidad establecido (o intervalo de etapa de conteo) del servicio consumible proporcionado por un proveedor, especialmente una compañía de servicios. Por ejemplo, el uso puede ser monitoreado para determinar cuando cada incremento de una cantidad establecida es utilizado. Se pone usar detectores para leer y/o transmitir un tiempo transcurrido entre estos intervalos o incrementos sucesivos. Como ejemplo, para sistemas de servicios eléctricos, la cantidad o intervalo de etapa de conteo podría ser 1 kilowatt-hora. Cada vez que el usuario consume 1 kilo att-hora adicional, los datos pueden ser registrado y/o transmitidos a un sistemas de recolección.

Vista General del Sistema La figura 1 ilustra un sistema de monitoreo de medido de servicios simple, en el cual la presente invención puede ser utilizada. La presente invención es ilustrada de manera simple en la presente por facilidad de entendimiento. Por supuesto, se contempla específicamente que la presente invención puede ser usada en un sistema de lectura de medidor más complejo, tal como aquel descrito en las patentes estadounidenses Nos. 6,628,699; 6,617,978; 6,424,270; y 6,195,018, las revelaciones de todas las cuales son incorporadas en la presente por referencia. Los datos son recolectados de medidores de servicio lOOa-n y eventualmente almacenados y usados en el huésped 106. El huésped 106 usará comúnmente los datos de uso para generar estadísticas y facturas del consumidor. La exactitud de las estadísticas y declaraciones de facturación generados depende del nivel de detalle proporcionado por los datos de uso transmitidos . Se debe notar que aunque muchos de los ejemplos presentados involucran transmisión de datos basados en un intervalo de cantidad o intervalo de etapa de conteo, la invención no está limitada a dispositivos y sistemas de lectura de medidor que transmiten datos. Ciertas modalidades de la presente invención son concernientes con la captura de datos, lectura de datos, registro de datos y transmisión de datos separadamente o en varias combinaciones. En algunas modalidades, estas funciones serán relacionadas, y en otras, ciertas funciones pueden no estar involucradas. Por ejemplo, en muchas modalidades la captura de datos será disparada por la presencia de una etapa de conteo, en tanto que la transmisión de datos no será disparada por la presencia de una etapa de conteo. Como ejemplo adicional, hay muchos beneficios para almacenar simplemente datos en el medidor en el formato de intervalo de etapa de conteo. Tales datos pueden ser comprimidos y procesados por propósitos de facturación, diagnóstico y otros propósitos. Estos datos insensibles al tiempo tienen muchas ventajas con respecto a los datos a base de intervalo de tiempo, como se describe en la presente, que pueden ser realizados en sistemas que no transmiten datos. Por ejemplo, un agente de campo puede ir cada mes al medidor y descargar los datos o resultados de procesamiento, tal como un perfil de intervalo de conteo. Además, modalidades de la invención que son concernientes con la transmisión de datos no están limitados a algún tipo o método particular de transmisión. Específicamente, aquellas modalidades no están limitadas a transmisión inalámbrica o transmisión de RF. Los datos son recolectados comúnmente de un medidor mediante una interfase o dispositivo lector de medidor, tal como un lector de discos. Un lector de discos registra la información de un disco que gira del medidor, el disco está equipado comúnmente con una marca y un sistema óptico sobre la interfase es usado para leer la marca para contar el número de revoluciones del disco. Esta información es almacenada comúnmente en algún tipo de acumulador. Alternativamente, los datos del medidor pueden ser recolectados vía medios más inteligentes que se comunican con el medidor para solicitar y recibir información. Estos y otros tipos de dispositivos de lectura de medidor son bien conocidos en el arte. Cada uno de los medidores de servicios lOOa-n están equipados con una interfase que registra y transmite datos relacionados con el consumo del consumidor del servicio. Por ejemplo, un medidor de servicio 100a puede medir el uso de electricidad en una casa. En algunos sistemas del arte previo, el medidor 100a tendría un componente o módulo que, a intervalos de tiempo establecidos, registra el uso de electricidad medido y envía los datos a un concentrador 102. Los métodos y sistemas de la presente invención leen, registran y/o transmiten datos de uso en base a intervalos de cantidad en lugar de la expiración de un intervalo de tiempo establecido. En otras palabras, la presencia de las funciones de lectura, registro y/o transmisión está basada en determinaciones que una cantidad establecida del servicio ha sido consumida en lugar de una determinación de que un período de tiempo establecido ha expirado. Volviendo a la figura 1, un concentrador 102 recolecta datos de uso de uno o muchos medidores de servicios lOOa-n, que están comúnmente ubicados geográficamente cercanos al concentrador 102. Los datos pueden ser transmitidos del medidor de servicios en una variedad de maneras en las que se incluyen mediante técnicas de comunicación inalámbricas o alámbricas o pueden ser recolectados manualmente por un agente de campo. Por ejemplo, los datos pueden ser transmitidos mediante la señal portadora de línea de energía, mediante señal RF, mediante módem, en líneas telefónicas, en líneas de red de área ancha, en líneas de red de área local, en redes de área local inalámbricas Wi-Fi o en redes de área ancha inalámbricas (WWAN) . La invención no está limitada a algún método o tipo particular de comunicación de datos. El punto de extracción 104 recolecta datos del concentrador 102 y otros concentradores (no mostrados) . Estos datos se pueden hacer pasar luego a un huésped 106 en donde pueden ser almacenados y usados por propósitos de facturación y estadísticos .

Estructura de Paquetes Las figuras 2 y 3 ilustran paquetes de datos del arte previo ejemplares. Tales estructuras de datos incluyen comúnmente datos de identificación del medidor 202 y datos acerca de la cantidad de servicio consumido durante un período de tiempo establecido 204. Además, los datos son transmitidos comúnmente alrededor del valor absoluto total actual del servicio consumido. Por simplicidad de descripción y ejemplo, las referencias al valor absoluto del servicio consumido son omitidas de los ejemplos posteriormente en la presente. La cantidad de servicio consumido durante un período de tiempo establecido 204 refleja comúnmente la cantidad de servicio consumido desde el inicio de un período de tiempo establecido hasta el final del período de tiempo establecido, un intervalo que puede ser denominado como una delta fija T. La figura 3 ilustra una serie de cuatro paquetes sucesivos de datos a base de intervalo de tiempo 300, 310, 320, 330 en una corriente de datos de uso. Tal corriente de paquetes puede haber sido encontrada en un sistema de recolección de datos del arte previo a base de incrementos de tiempo. Cada paquete de datos 300, 310, 320, 330 contiene datos acerca del incremento de tiempo actual o más reciente también como datos acerca de un número establecido de períodos de tiempo previos. Por ejemplo, el primer paquete 300 incluye datos de uso recientes 304 y datos de uso histórico 301, 302, 303 para los intervalos de tiempo previos n-l. Así, cada paquete 300, 310, 320, 330 contiene datos de uso acerca de n intervalos de tiempo. Por ejemplo, si n = 18, entonces cada paquete 300, 310, 320, 330 contendrá información acerca de 18 intervalos de tiempo, que incluye el intervalo presente y los 17 intervalos de tiempo previos . Para cada intervalo de tiempo, los datos son transmitidos acerca de la cantidad de servicio ofrecido por el servicio consumido durante aquel intervalo de tiempo. Por ejemplo, en el primer paquete, cada elemento de datos 301, 302, 303, 304, contiene datos acerca del cambio en cantidad consumida durante un período de tiempo fijo. Por ejemplo, si el período de tiempo fijo es 2.5 minutos y n = 18, los datos de consumo serán transmitidos para cada uno de los últimos 18 períodos, en donde cada período tiene una longitud de 2.5 minutos. Como un ejemplo más específico, un paquete podría contener la siguiente información acerca del uso durante los 18 más recientes incrementos de 2.5 minutos desde el más anterior al más reciente: 0, 3, 0, 1, 1, 0, 0, 2, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 2, 0. Este paquete muestra que en el incremento más reciente 0 unidades del servicio fueron consumidas, en el segundo incremento, más reciente 2 unidades de servicio fueron consumidas, en el tercer incremento más reciente 0 unidades fueron consumidas, etc. El siguiente paquete incluiría comúnmente dato acerca de un nuevo incremento (algunas veces más) y dejaría los datos acerca del incremento más antiguo en el primer paquete (algunas veces más de uno) . En este ejemplo, el nuevo paquete podría contener los siguientes datos 3, 0, 1, 1, 0, 0, 2, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 2, 0, 3, el valor 3 representa la cantidad de consumible consumido durante el incremento de tiempo más reciente. La siguiente tabla ilustra este ejemplo: Tabla 1.

En la figura 3, cada paquete contiene información acerca del intervalo de tiempo más reciente 304, 315, 326, 337 también como datos acerca de intervalos de tiempo previos 301, 302, 303, 312, 313, 314, 323, 324, 325, 334, 335, 336. Los datos históricos proporcionan redundancia y protegen contra pérdida de datos en caso de que alguno de los paquetes no sean recibidos por el receptor propuesto. En modalidades de la presente invención, para una cantidad constante dada o etapa de conteo, el dispositivo será activado para leer, registrar y/o transmitir solamente cuando se ha alcanzado la etapa de conteo o intervalo de cantidad específica. Por ejemplo, para energía electrónica, esta puede ser 1 kilowatt-hora, para volumen este puede ser un pie cúbico o un galón, para servicios genéricos podría simplemente ser impulsos. Cualquier medida de cantidad apropiada puede ser usada. De acuerdo con este procedimiento, el intervalo de cantidad o etapa de conteo será constante, pero el tiempo en el cual ocurre será variable. Las figuras 4 y 5 ilustran paquetes ejemplares de datos transmitidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Una de las ventajas de algunas modalidades de la presente invención es que las técnicas y sistemas de recolección de datos de cantidad- incremento pueden ser usados con la estructura de datos de los sistemas a base de incremento de tiempo del arte previo. Así, la recolección de datos de los sistemas existentes puede ser convertida con mínima alteración a los componentes del sistema. Por simplicidad de descripción y ejemplo, las referencias al valor absoluto del servicio consumido, que puede ser incluido en la estructura de datos, son omitidos de los ejemplos a continuación. La figura 4 ilustra un paquete de datos ejemplar de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Incluye datos 402 de identificación del medidor y datos acerca de la cantidad de tiempo 404 que ha transcurrido en tanto que una cantidad establecida de servicio ofrecida por la compañía de servicios es consumida. La figura 5 ilustra paquetes de datos transmitidos de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Para un intervalo de cantidad establecido, los datos son transmitidos acerca del cambio en tiempo que ha transcurrido en tanto que la cantidad fue consumida. Cada paquete 500, 510, 520 contiene datos acerca del tiempo transcurrido en tanto que la cantidad más reciente fue consumida e información acerca del consumo histórico reciente durante intervalos de cantidades previos. Por ejemplo, en el primer paquete, cada elemento de datos 501, 502, 503 contiene datos acerca del cambio en tiempo que transcurrió en tanto que una cantidad fija del servicio fue consumida. Por ejemplo, si el servicio fijo es 1 kilowatt-hora y el número de incrementos de cantidad n = 18, los datos serán transmitidos para cada uno de los últimos 18 kilowatts-hora que fueron consumidos. Como un ejemplo más específico, un paquete podría contener la siguiente información acerca de los 18 kilowatts-hora más recientes consumidos: 20, 10, 13, 5, 12, 12, 12, 14, 22, 20, 1, 1, 1, 1, 1, 12, 14, 26. Este paquete muestra que el kilowatt-hora más reciente fue consumido en 26 minutos, el segundo kilowatt-hora más reciente fue consumido en 14 minutos, el tercer kilowatt-hora más reciente fue consumido en 12 minutos, etc.

El uso de minutos como medida de tiempo es por propósitos ilustrativos y no pretende limitar el alcance de la invención. Otras medidas de tiempo pueden ser usadas. Alternativamente, otras modalidades de la presente invención pueden almacenar y/o transmitir otra información además de o en lugar de la información acerca en el cambio en el tiempo que ocurrió en tanto que el intervalo de cantidad establecido fue consumido. Por ejemplo, en una modalidad, un marcador simple es almacenado y/o enviado para notificar que el intervalo de cantidad ha sido consumido y no se proporciona ninguna información de cambio de tiempo. En otra modalidad, para cada intervalo de tiempo una referencia a la hora del día es almacenada y/o enviada en lugar de o además de información acerca del cambio de tiempo que ocurrió en tanto que el intervalo de cantidad establecido fue consumido. En la modalidad actualmente preferida que es descrita, sin embargo, información acerca del cambio del tiempo es proporcionada para cada uno de los 18 intervalos de cantidad en cada paquete. El siguiente paquete puede contener información redundante para impedir pérdida de datos que podría ocurrir por medio de la mala recepción del paquete. El siguiente paquete puede incluir datos de tiempo de consumo acerca de nuevos incrementos de cantidades (algunas veces más) y dejar los datos acerca del incremento de cantidad más antiguo en el primer paquete (algunas veces más de uno) . En este ejemplo, el nuevo paquete contiene los siguiente datos: 10, 13, 5, 12, 12, 12, 14, 22, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 12, 14, 26, 23, el valor 23 representa el cambio en el tiempo durante el consumo del incremento de cantidad más reciente. La siguiente tabla ilustra este ejemplo: Tabla 2 En la figura 5, cada paquete tiene información acerca del intervalo de cantidad más reciente 503, 514, 535, también como datos acerca de intervalos previos 501, 502, 512, 513, 523, 524. Los datos históricos representan redundancia y protegen contra pérdida de datos en caso de que algunos paquetes no sean recibidos. 20 Si el intervalo de cantidad fue cerrado dentro de un período de tiempo establecido, por ejemplo en 4 horas, el paquete puede ser cerrado automáticamente y enviado. Este aspecto, en algunas modalidades, permite que el sistema de recolección sepa que el dispositivo de lectura del medidor . todavía está en operación durante períodos prolongados de bajo uso o ningún uso. Por ejemplo, cuando el consumidor se va de vacaciones por varios días y el servicio no es usado mucho, el módulo de medidor todavía enviará paquetes dejando que el sistema de recolección sepa que el módulo de lectura del medidor y el medidor todavía están operando apropiadamente. Los métodos a base de incremento de tiempo del arte previo, ilustrados en las figuras 2 y 3, proporcionan información móvil altamente redundante. Por ejemplo, los paquetes son enviados aún si no hay actividad de consumo. Esto tiene serias consecuencias para los dispositivos operados por batería, crea tráfico de RF con potencial de colisiones y pérdida de datos o reducción de desempeño, incrementa la cantidad de datos transmitidos y requiere una cantidad significativa de energía de procesamiento y espacio de memoria para almacenamiento de datos, post-procesamiento y archivo.

Contenido de Información más Rico Las modalidades a base de intervalo de cantidad de la presente invención pueden ser vistas como una manera optimizada de capturar, registrar y/o transmitir información de consumo. Ciertas modalidades proporcionan una compresión natural de datos de consumo debido a que durante períodos de poco o uso o bajo uso se transmiten muy pocos datos. Como resultado, se requiere transportar menos datos al mismo nivel de exactitud con respecto al consumo del consumidor en comparación con las técnicas a base de intervalo de tiempo del arte previo. Esto permite que los sistemas ya sea reduzcan costos al reducir la cantidad de datos que son recolectados, registrados y transmitidos o mejorar la exactitud utilizando la presente cantidad de datos y sin incrementar costos. Las figuras 7 y 8 ilustran la cantidad reducida de datos requeridos cuando se usa una técnica de recolección de datos a base de cantidad en contraposición con una técnica de recolección de datos a base de intervalo de tiempo. La figura 7 muestra una gráfica de cantidad contra tiempo para un consumo de servicio típico 700 con respecto al tiempo. Las flechas 702 representan datos recolectados a intervalos a base de tiempo establecidos. La figura 8 ilustra la misma gráfica de cantidad contra tiempo para el mismo consumo de servicio 800 con el paso del tiempo. Sin embargo, los datos son solamente recolectados en la etapa de conteo o intervalos a base de cantidad dando como resultado menos recolecciones de datos 802.

Ahorros en Memoria y Eficiencia de Transmisión Otra ventaja es que la memoria será usada solamente cuando haya nueva información para almacenar. En los sistemas a base de incremento de tiempo actuales, un nuevo intervalo es capturado y almacenado aún si no ha habido ningún cambio, aún si nada del servicio se ha consumido. En modalidades de la presente invención, menos elementos de datos serán recolectados y registrados. Esto optimiza el uso de memoria al evitar el uso innecesario de memoria. El volumen de transmisión de datos es también reducido debido a la cantidad de datos reducida. Los datos movidos de los niveles intermedios de concentración hacia arriba son también optimizados en el mismo sentido. La cantidad típica de datos transmitidos y almacenados en cada etapa es reducida debido a que solamente los cambios son registrados.

Drene de Batería / Medidores de Gas y Agua Los dispositivos de lectura y transmisión remotos tienen dificultades significativas en aplicaciones con medidores de gas y agua debido a que tales dispositivos no tienen una fuente eléctrica fácilmente disponible. Así, estos sistemas son comúnmente operados por baterías y consecuentemente tienen capacidades muy limitadas. La presente invención es ventajosa debido a que la reducción en operaciones de recolección y transmisión usa menos de la energía de batería valiosa. La batería puede durar más haciendo el perfilado de consumo de la lectura de medidor una opción más viable para servicios no eléctricos.

Requerimientos reducidos de Proporción de Éxito de Paquete (PSR) La necesidad de una alta proporción de éxito de paquete ("PSR") es reducida por medio del uso de varias modalidades de la presente invención. Esto permite un incremento en el radio desplegado de equipo de red, como se muestra en la figura 6 y esto puede corresponder a una reducción en la cantidad de equipo de red necesario para recolectar información en un área dada. Estas ventajas son creadas debido al incremento efectivo en el tiempo promedio entre paquetes de un dispositivo de transmisión dado. Debido a que los datos recolectados son más ricos, se requiere menos datos para proporcionar la información de consumo deseada. La cantidad reducida de datos significa que cada paquete de datos a base de intervalo de cantidad contendrá información acerca del consumo en un período de tiempo mucho más largo (en promedio) que cada paquete de datos a base de intervalo de tiempo. Por ejemplo, para un perfil diario en un sistema a base de incremento de tiempo con n = 18 e intervalo de tiempo = 2.5 minutos, 32 paquetes de incrementos a base de tiempo de datos de consumo pueden ser requeridos. En otras palabras, 32 paquetes de datos de parte posterior a parte posterior son requeridos para asegurar que datos suficientes han sido recibidos para representar exactamente el consumo durante el día. Estadísticamente, esto requerirá una proporción de éxito de paquete de aproximadamente 80% o mejor. Alternativamente, en un sistema de incremento a base de cantidad, solamente 3 paquetes (cada uno con 18 incrementos) de datos de parte posterior a parte posterior serán requeridos para representar exactamente el consumo en el día aún si el consumo promedio anterior es asumido. Esto corresponde a requerir aproximadamente 20% de PCR. La demanda reducida por proporciones de éxito de paquete permite que el sistema de transmisión opere con menos centros de recolección. La figura 6 ilustra el intervalo incrementado disponible para un dispositivo de recolección. Como se muestra, el intervalo 602 de PSR de 80% es significativamente más pequeño en tamaño que el intervalo 604 de PSR de 20%, que puede ser muchas veces tan grande. Alternativamente, el requerimiento de PSR reducido permite el uso de componentes de transmisión de fuerza reducida. En la mayoría de los casos, los requerimientos de PSR reducidos darán como resultado alguna clase de ventaja económica por medio de un número reducido de componentes de transmisión o intensidad de componentes reducido. También permite que componentes de transmisión remotos sean usados en áreas remotas en donde no era previamente factible económicamente. El número reducido de transmisiones también mejora la proporción de éxito de paquete misma. Debido a que hay menos transmisión, hay menos colisiones. Las colisiones reducen la proporción de éxitos de paquete y así, reducen los incrementos de colisión de la PSR global.

Patrón de Consumo / Tiempo de Uso Una de las funciones primarias de una red para la recolección de energía es la habilidad de capturar datos a través de sistema por el propósito de establecer patrones de consumo. Un tipo de patrón de información de consumo, información de tiempo de uso, puede ser usado para cobra a los consumidores a diferentes tarifas dependiendo de la hora del día que el servicio ofrecido por la compañía de servicios es consumido. Comúnmente, una compañía de servicios tendrá 5 ó 6 diferentes períodos o ventanas durante el día, cada ventana tiene una tarifa diferente. El requerimiento de tener ventanas de tiempo bien definidas en aplicaciones de tiempo de uso coloca limitaciones en las resoluciones que pueden ser usadas en las técnicas de datos de consumo. En las técnicas a base de incremento de tiempo, los incrementos de tiempo deben estar alineados con las fronteras de las ventanas de tiempo. Con el fin de reducir el margen de error, los incrementos de tiempo deben ser mantenidos relativamente pequeño. Esto ha conducido al uso de intervalos de 2.5 minutos en muchos sistemas, puesto que tal intervalo evita realineación de más de 1.25 minutos durante las fronteras de ventana de tiempo. Además, las aplicaciones a base de intervalo de tiempo requieren recursos adicionales, de tal manera que cada paquete de datos de consumo puede ser referido exactamente a una frontera de tiempo precisa para mostrar cuando la información fue muestreada del medidor. Información adicional debe ser transportada con cada paquete que identifica la diferencia entre el tiempo de captura de datos y el tiempo de transmisión de datos. Estos elementos requieren procesamiento y memoria adicionales debido a que cada paquete de datos tiene que ser referido a un tiempo absoluto y preciso. Las técnicas a base de intervalo de cantidad de la presente invención permiten la reconstrucción del perfil de consumo en base a etapas fijas de la cantidad que es medida e información acerca del tiempo cuando tales etapas son alcanzadas. El problema de alineación de tiempo es aproximado de una manera diferente y muchos de los problemas asociados con un procedimiento a base de intervalo de tiempo son evitados. La resolución del incremento de cantidad puede ser ajustado de tal manera que la resolución es tan buena o mejor que la resolución de facturación. Sin consideración del tamaño del consumo durante la ventana de tiempo, el error nunca es peor que un solo incremento de cantidad. Bajo las técnicas a base de incremento de cantidad de la presente invención, cualquier frontera de tiempo caerá siempre entre dos fronteras de consumo. El mejor valor estimativo de una frontera de tiempo ocurrirá siempre que las dos fronteras de consumo son conocidas, debido a los dos tiempos a los cuales las fronteras de consumo fueron alcanzadas son entonces conocidas. El saber que cualquier frontera de tiempo cae entre dos valores de consumo sucesivos significa que la estimación del consumo en aquella frontera de tiempo, que es la única cantidad significativa para propósitos de tiempo de uso, será tan exacta como el intervalo de cantidad o etapa de consumo que fue usado para recolectar los datos. Comúnmente, por ejemplo, en la aplicación de medición eléctrica, si se usa 1 kilowatt-hora como el intervalo de cantidad, entonces el consumo a cualquier frontera de tiempo será conocido con una exactitud de 1 kilowatt-hora. Esto significa que el valor de tiempo de uso será representado correctamente con la exactitud de aquella cantidad de intervalo y el error de alineación de tiempo ser vuelve irrelevante. En tanto que la resolución requerida por el servicio de tiempo de uso sea compatible con la cantidad seleccionada, entonces el servicio de tiempo de uso será provisto dentro de aquella resolución. Cada cantidad a base de tiempo (demanda, demanda de rodamiento, perfil de carga, instantánea de carga del sistema, etc.) se beneficiará del error de alineación de tiempo que es irrelevante .

Aleatorización no Necesaria Otra ventaja a las técnicas a base de intervalo de cantidad con respecto a las técnicas a base de incremento de tiempo es que la aleatorización en el dispositivo de comunicación puede no ser necesaria. En las técnicas a base de intervalo de cantidad los diferentes valores de los contadores de cantidad para diferentes medidores asegurará un acceso completamente aleatorio de paquete al canal de comunicación. En contraste, la aleatorización era requerida como una etapa separada en muchas técnicas a base de incremento de tiempo del arte previo. Las transmisiones son aleatorizadas en estas técnicas para evitar colisiones de transmisión de paquetes. Esto frecuentemente requería que un módulo de aleatorización separado sea implementado en cada dispositivo de medidor. En muchas técnicas del arte previo a base de incremento de tiempo, si hay una pérdida de energía, muchos módulos de lectura de medidor regresarán e intentarán enviar paquetes al mismo tiempo. Para tratar esta cuestión, un aleatorizador es usado comúnmente en cada módulo que aleatoriza el tiempo que cada paquete es transmitido. Usualmente, la transmisión es retarda por un período de tiempo aleatorio y el valor de aquel período de tiempo es agregado al paquete de tal manera que el concentrador que recibe el paquete puede determinar cuando el intervalo ocurrió cuando los datos de uso fueron registrados. Tales componentes y técnicas de aleatorización no son necesarias en la presente invención debido a que las transmisiones son aleatorizadas naturalmente por el uso aleatorio de diferentes consumidores.

Banderas y Notificación de Interrupción de Energía Las banderas y notificaciones de interrupción de energía pueden ser considerados eventos independientes y ya sea agregados a los paquetes o transmitidos como comunicaciones independientes. Una función difícil de integrar, verificar y hacer trabajar apropiadamente en técnicas a base de intervalo de tiempo es la marcación de discontinuidad de tiempo a través de una interrupción de energía. Las técnicas a base de intervalo de cantidad de la presente invención evitan muchos de los problemas comunes debido al conteo o congelaciones de información de intervalo con la interrupción de energía. Ninguna información se pierde. El perfil de consumo puede ser registrado completamente de manera exacta.

Ejemplo de Punto Final Eléctrico Los métodos y sistemas de la presente invención tienen muchas aplicaciones potenciales con los sistemas de servicios. Como un ejemplo, un dispositivo de lectura a base de cantidad- intervalo podría ser instalado en un medidor eléctrico en la residencia del consumidor. A medida que el consumidor usa electricidad, la carátula del medidor eléctrico gira, dando seguimiento a la cantidad de electricidad que es consumida. El dispositivo de lectura a base de cantidad instalado lee información de la carátula que gira. Específicamente, una vez instalado el dispositivo de lectura monitorea la carátula del medidor para la consumación de cada etapa de conteo adicional. En este ejemplo, la etapa de conteo es 1 kilowatt-hora. Así, después que 1 kilowatt-hora ha pasado en la carátula, el dispositivo de almacenamiento almacena la cantidad total en memoria. En este punto, la cantidad total es 1 kilowatt-hora. El dispositivo de lectura continúa monitoreando el consumo de electricidad del consumidor. Cuando cada incremento adicional de electricidad o kilowatt-hora es consumido, el dispositivo de lectura registra el evento al almacenar la cantidad total en memoria. Así, después que el segundo kilowatt-hora es consumido, un "2" es almacenado, después que el tercero es consumido un "3" es almacenado, etc. De esta manera, el dispositivo de lectura siempre ha almacenado en memoria un valor por la cantidad total de energía consumida que está dentro de un kilowatt-hora de la cantidad real consumida. Cada una de las entradas almacenadas en memoria podría también incluir una referencia al tiempo del evento. De esta manera, la memoria contendría un registro histórico basado en intervalos de consumo en lugar de intervalos de tiempo. El dispositivo de lectura puede transmitir periódicamente los datos de consumo almacenados a un sistema de recolección. Por ejemplo, los datos son enviados vía una conexión a internet cada 5 incrementos de cantidad. En otras palabras, los datos serán transmitidos después de 5 kilowatts-hora, después de 10 kilowatts-hora, después de 15 kilowatts- hora, etc. Los datos recibidos en el punto de recolección del sistema de recolección son usados para facturación y el tiempo de análisis estadístico de uso. Muchas variaciones y alteraciones al ejemplo anterior son por supuesto posibles. Modalidades de la presente invención pueden ser usadas en un medidor residencial electromecánico estándar con un intervalo de cantidad de 1 kilowatt-hora. Esto proporcionaría información aceptable aún para una casa que consume una cantidad por encima del promedio de 2,400 kilowatts-hora/mes durante períodos de alto consumo. Habrían aproximadamente 80 transmisiones necesarias en el día promedio en base a este nivel de consumo supuesto. Esto representa ligeramente más de un promedio de 15 minutos entre cualesquier dos capturas de datos, que es seis veces menos frecuentemente captura de datos y tres veces menos transmisiones de datos que un sistema a base de incremento de tiempo que transmite cada 5 minutos . La formación de intervalos de tiempo entre cada kilowatt-hora, tomará un promedio de aproximadamente 16 minutos (1000/60 minutos) para completar cada intervalo de kilowatt y habría 18 de tales intervalos en cada paquete para un promedio total de 248 (16*18) minutos de información de consumo por paquete o el equivalente de aproximadamente 4 horas. Así, en promedio es necesario recibir solamente un paquete cada 4 horas para asegurar continuidad de datos o seis paquetes requeridos por día. La continuidad de datos permite la reproducción correcta del perfil de consumo para el medidor. En contraste, un procedimiento de incremento de tiempo de 2.5 minutos, 18 intervalos tiene solamente 45 menos de información en cada paquete y requiere un mínimo de 32 paquetes por día para completar el mismo perfil. Los requerimientos de transmisión de radiofrecuencia son así significativamente menores bajo un procedimiento a base de cantidad. También, nótese que las suposiciones de consumo en el ejemplo no son para un consumo promedio sino más bien representativos del gasto promedio anterior de períodos de consumo más altos. Mientras menos es el consumo, más eficiente las técnicas a base de cantidad- intervalo funcionarán. Por ejemplo, un medidor residencial típico puede tener un promedio de 900 kilowatts-hora (o menor) de consumo mensual en el año. A esta proporción de consumo, tomará un promedio de 3000 segundos para completar 1 kilowatt-hora y 28 de tales eventos sucederán en el día. Tomará un promedio de aproximadamente 50 minutos completar cada intervalo de kilowatt-hora, de tal manera que cada intervalo portará aproximadamente 50 minutos de nueva información cada paquete contendrá aproximadamente 900 (50*18) minutos de redundancia. Este es el equivalente de 15 horas de memoria en cada paquete. Sería necesario recibir menos de dos paquetes por día para asegurar la reproducción correcta de patrón de consumo diario. Las técnicas a base de cantidad-intervalo también permiten que la resolución de demanda sea refinada a medida que la demanda se incrementa. Esto es particularmente útil en aplicaciones de medidor de extremo alto. En tanto que las cantidades de energía a ser medida por estos medidores puede ser más alta que las residenciales, en muchos casos el medidor vendrá con un multiplicador, reduciendo por aquella cantidad el intervalo dinámico requerido.

Modalidades Adicionales Las estructuras y procesos descritos anteriormente ilustran modalidades ejemplares de conceptos de la invención incluidos en la presente invención. Otros sistemas y procesos son posibles. En tanto que la invención ha sido descrita en detalle con referencias particulares a estas modalidades particulares, variaciones y modificaciones pueden ser efectuadas dentro de espíritu y alcance de la invención como se describe en este documento. Por ejemplo, las técnicas de la presente invención pueden también ser usadas con codificadores y conexiones seriales. Nada en esta especificación se propone limitar, expresa o implícitamente, el pleno significado de los términos usados en las siguientes reivindicaciones.

Claims (25)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de recolección de datos, caracterizado porque comprende un colector que tiene un receptor configurado para recibir datos enviados por una pluralidad de detectores, cada uno de los cuales está configurado para enviar un tiempo transcurrido entre mediciones sucesivas de una cantidad predeterminada de un servicio consumible.
2. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los datos enviados por uno o más de la pluralidad de detectores son transmitidos mediante señal de radiofrecuencia inalámbrica.
3. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector envía el tiempo transcurrido al recolector por cada medición de la cantidad predeterminada.
4. 4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el detector envía el tiempo transcurrido al recolector a intervalos a base de la cantidad predeterminada .
5. 5. Un sistema de recolección de datos para la recolección de datos de una pluralidad de medidores de servicios, caracterizado porque comprende: (a) una pluralidad de dispositivos de telemetría, cada uno de la pluralidad de dispositivos de telemetría está asociado con por lo menos un medidor seleccionado, cada dispositivo de telemetría incluye: (i) un detector para medir sucesivamente una cantidad predeterminada de un parámetro del medidor; (ii) un temporizador para medir el tiempo transcurrido entre cada medicación sucesiva de la cantidad predeterminada del parámetro; (iii) una primera memoria configurada para almacenar los tiempos transcurridos; y (iv) un módulo de envío para enviar un paquete de una pluralidad de los tiempos transcurridos almacenados, el paquete incluye una dirección única a un cierto dispositivo de telemetría, y (b) una pluralidad de dispositivos de recolección localizadas a distancia de dispositivos de telemetría para recibir las señales inalámbricas.
6. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el módulo de envío consiste de un transmisor inalámbrico para transmitir el paquete mediante una señal inalámbrica para cada medición de una cantidad predeterminada del parámetro.
7. 7. Una red de radiocomunicación para comunicar información caracterizada porque comprende una pluralidad de estaciones generadoras de datos remotas, cada una de las estaciones remotas tiene medios para generar datos para transmisión, medios de control para modular los datos para transmisión en una portadora de radiofrecuencia y dispuestos para formar los datos a un paquete de datos y transmitir los datos después de cada medición sucesiva de una cantidad predeterminada de un parámetro medido.
8. 8. Un método de recolección de datos relacionados con un servicio medido, caracterizado porque comprende las etapas de: medir sucesivamente una cantidad predeterminada del servicio medido; medir el tiempo transcurrido entre cada medición sucesiva de la cantidad predeterminada del servicio medido; y almacenar el tiempo transcurrido en un dispositivo de telemetría .
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además transmitir mediante señal inalámbrica el tiempo transcurrido almacenado a por lo menos un dispositivo de recolección por cada medición de la cantidad predeterminada del servicio medido.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además almacenar una pluralidad de tiempos transcurridos en el dispositivo de telemetría.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además: extraer una serie de tiempos transcurridos de las señales inalámbricas transmitidas; y analizar la serie de tiempos transcurridos para generar una proporción de uso del servicio medido.
12. 12. Un método de recolección de datos de uso de servicios, caracterizado porque comprende: monitoreo del uso de un servicio en un medidor de servicio; registrar datos a intervalos de cantidad establecidos; y almacenar los datos en el medidor de servicios.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los datos son información acerca del cambio del tiempo que ocurrió en tanto que la cantidad establecida del servicio fue consumida.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 12. caracterizado porque los datos son transmitidos junto con datos acerca de intervalos de cantidad previos.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los datos son transmitidos a intervalos a base de los intervalos de cantidad.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además la etapa de enviar los datos a un sistema de recolección remoto.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los datos enviados al sistema de recolección remoto comprenden una ID del medidor e información acerca del cambio en el tiempo que ocurrió en tanto que la cantidad establecida de servicio fue consumida.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque los datos son transmitidos en un paquete en un sistema de transmisión a base de paquetes.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los datos son también registrados después que un tiempo máximo predeterminado ha transcurrido.
20. 20. Un sistema de recolección de datos de medidor de servicios, caracterizado porque comprende: un dispositivo de lectura de medidor capaz de registrar datos a intervalos a base de por lo menos en parte en la cantidad del servicio que es consumido y enviar los datos a un concentrador; y un concentrador para recolectar datos del dispositivo de lectura del medidor.
21. 21. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los datos son información acerca del cambio en el tiempo que ocurre en tanto que una cantidad establecida del servicio es consumida.
22. 22. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de lectura de medidor es capaz de enviar datos acerca de intervalos de cantidad previos con datos acerca del intervalo de cantidad actual .
23. 23. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los datos transmitidos al sistema de recolección comprenden una ID del medidor asociada con el medidor e información acerca del cambio en el tiempo que ocurre en tanto que la cantidad establecida del servicio es consumida.
24. 24. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque los datos son transmitidos en un paquete en un sistema de transmisión a base de paquetes.
25. 25. El sistema de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de lectura del medidor también registra datos después que un tiempo máximo predeterminado ha transcurrido sin un registro a base de intervalo de cantidad.