MXPA99002134A - Sistema de comunicacion de datos para lectura de medidor automatica - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de comunicación de datos de lectura de medidor automática que tiene un codificador digital integrado y un transceptor inalámbrico de dos vías que se conecta a una amplia variedad de medidores de servicio público para administración de información y recolección de datos de medidor. El codificador y transceptor integrado comunica información de liso de servicio público sobre una red deárea local (LAN) de espectro disperso de 900 MHz de dos vías, a un nodo de comunicaciones ubicado en forma remota. El nodo de comunicaciones transmite estos datos a un proveedor de servicio público sobre una red deárea amplia (WAN) fija comercialmente disponible. El proveedor de servicio público, también puede solicitar datos desde el nodo de comunicaciones sobre la misma red deárea amplia fija.

Description

SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE DATOS PARA LECTURA DE MEDIDOR AUTOMÁTICA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de comunicación de datos de lectura de medidor automática. Más específicamente, la invención se refiere a un dispositivo integrado que se conecta a medidores de un servicio y comunica datos de uso de servicio y otra información sobre una red de área local inalámbrica de dos vías (LAN = Local Área Network) , • a un dispositivo de comunicaciones ubicado en forma remota que transmite los datos sobre una red de área amplia con portadora común fija de dos vías (WAN = Wide Área Network) a un proveedor de servicios públicos. El uso de los servicios públicos se determina convencionalmente por las compañías de servicios que utilizan medidores que verifican el consumo del subscriptor. El proveedor de servicios públicos, típicamente determina el consumo de subscriptor, al enviar a una persona de servicio a cada ubicación de' medidor, para registrar manualmente la información exhibida en la carátula del medidor. La lectura manual luego se suministra a una computadora que procesa la información y envía de salida una declaración de facturación para el subscriptor. En ocasiones es muy difícil que la persona de servicio accese a un medidor. Cuando no es posible el acceso a un medidor, las facturaciones se realizan en base a lecturas estimadas. Estas facturaciones estimadas a menudo conducen a quejas de los consumidores. Lectura de medidor en sitio visual por el personal de las compañías de servicios es altamente intenso en mano de obra, ineficiente y muy costosa. Por lo tanto, ha habido un fuerte interés por parte de las compañías de servicios en aprovechar la tecnología moderna para reducir los costos operativos e incrementar la eficiencia eliminando la necesidad por lectura de medidor en sitio visual . Se han realizado muchos intentos en los últimos años para desarrollar un sistema lectura de medidor automático para medidores de agua, de gas y de electricidad que evita los altos costos de lectura de medidor en sitio visual. Sin embargo, la mayoría de estos sistemas de la técnica previa se ha logrado poco éxito. Diversos tipos de dispositivos se han conectado a medidores de servicios en un esfuerzo por simplificar las lecturas de medidores. Estos dispositivos se desarrollaron para transferir datos de uso de servicios públicos sobre un enlace de comunicaciones a un centro de servicio localizado centralmente o proveedor de servicios públicos . Estos enlaces de comunicaciones incluyen líneas de teléfonos, líneas de energía o un enlace de radio-frecuencia (RF) . El uso de líneas de teléfono existentes y líneas de energía para comunicar datos de uso de un servicio público a un proveedor de dicho servicio, han encontrado dificultades técnicas significantes,. En un sistema de línea de teléfono, los datos del medidor pueden interferir con la operación de la línea de teléfono normal de subscriptor y requerirán cooperación, entre la compañía de teléfonos y la compañía de servicio público para uso compartido de las líneas de teléfono. Un enlace de comunicaciones de línea de teléfono también requerirá una conexión de cable físico entre el medidor y la línea de teléfono principal, incrementado los costos de instalación. El uso de un enlace de comunicaciones de portadora de línea de energía (PLC = Power Line Carrier) sobre líneas de energía existentes, de nuevo requerirá una conexión de cableado físico, entre el medidor y la línea de energía principal. Otra desventaja del sistema PLC es la posibilidad de perder datos por interferencia en la línea de energía. Se han desarrollado medidores que pueden leerse en forma remota. Estos medidores se configuran como transpondedores e incluyen un radio-transmisor para enviar datos al proveedor de servicio público. Estos sistemas de la técnica previa requieren que el medidor sea sondeado en una base regular por un interrogador de datos . El interrogador de datos puede montarse en una unidad móvil que viaja en la zona vecinal, incorporada dentro de una unidad portátil manual transportada por una persona de servicio o montado en un sitio ubicado centralmente. Cuando se interroga el medidor por una señal de RF desde el interrogador de datos, el medidor responde al transmitir una señal codificada con la lectura del medidor y cualquier otra información solicitada. El medidor no inicia la comunicación . Sin embargo, estos sistemas de la técnica previa tienen desventajas. La primer desventaja es que el dispositivo montado en el medidor, generalmente tiene un pequeño transceptor que tiene una muy baja salida de energía y de esta manera un rango muy corto. Esto requeriría que la unidad de interrogación esté en proximidad inmediata con los medidores. Otra desventaja es que el dispositivo conectado al medidor debe sondearse en una base regular por el interrogador de datos. El dispositivo conectado al medidor no es capaz de iniciar una comunicación. Los interrogadores de datos móviles y portátiles a mano, son de valor limitado ya que aún es necesario que personal de servicio del proveedor viaje por la zona vecinal y los negocios para hacer lectura remota de los medidores. Solo evita la necesidad por entrar a una residencia u otra construcción para leer los medidores. Los sistemas que utilizan un interrogador de datos en sitios fijos aún tienen las desventajas de baja salida de energía de los dispositivos conectados a los medidores, y requieren sondeo por el interrogador de datos para iniciar la comunicación. Por lo tanto, aunque sistemas de lectura de medidor automática se conoce en la técnica previa, los sistemas de lectura de medidor automáticos actualmente disponibles tienen varias desventajas, tales como bajo rango de operación y confiabilidad de comunicación. De esta manera, sería particularmente conveniente el proporcionar un sistema lectura de medidor automático que proporciona comunicación confiable de información desde el medidor al proveedor, de esta manera evitando la necesidad por personal de servicio público que lea manualmente los medidores . COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema para comunicación de datos de lectura de medidor automático confiable que se extiende desde un medidor de servicio público al proveedor de dicho servicio .

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una unidad para administración de interfase que se conecta a cabezas de registro de medidor de servicio público existentes y proporciona datos de utilización del servicio público a un nodo de compuerta ubicado en forma remota sobre una red de área local de espectro disperso inalámbrica de dos vías . Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un nodo de compuerta para recibir datos de utilización de servicio público desde la unidad de administración de interfase y transmitir esos datos a un proveedor de servicio público sobre una red de área amplia de portadora común fija comercialmente disponible. Aún otro objetivo de la invención es proporcionar los enlaces de comunicaciones necesarias para realizar solicitudes de datos desde el proveedor de servicio público, lecturas de medidor pre-programadas y manejar mensajes de alarma y manipulación indebida espontáneos desde una unidad de administración de interfase conectada a un medidor de servicio público. La presente invención se refiere a un sistema de comunicación de datos para lectura de medidor automático que incorpora una unidad de administración de interfase que se conecta a medidores de servicio público tales como medidores de agua, gas y de electricidad para recolectar, procesar y transmitir datos desde el medidor a un nodo de compuerta localizado en forma remota que transmite los datos al proveedor de servicio público. La unidad de administración de interfase reemplaza la cabeza de registro del medidor de servicio público utilizando un anillo adaptador para modificación retroactiva de la unidad de administración de interfase sobre el cuerpo de medidor existente para medidores producidos por una amplia variedad de fabricantes . La unidad de administración de interfase comprende un codificador . digital y un transceptor inalámbrico de dos vías, para leer automáticamente el uso de servicio público con base en solicitudes desde las lecturas pre-programadas planificadas de servicio público. La unidad de administración de interfase comprende un codificador digital y transceptor inalámbrico de dos vías para leer automáticamente uso de servicio público con base en solicitudes desde lecturas pre-programadas planificadas o de servicio público. La unidad de administración de interfase también verifica el estado de los medidores para determinar condiciones de manipulación indebida y alarma. El codificador y transceptor de la unidad de administración de interfase se elabora de cuatro componentes principales . Estos componentes incluyen un microcontrolador supervisor, un microcontrolador de comunicación, un procesador de espectro disperso y un transceptor de RF . El microcontrolador supervisor verifica y obtiene datos de uso de servicio público del medidor. El microcontrolador supervisor también detecta la presencia de una señal de interrogación desde el nodo de compuerta. El microcontrolador de comunicación se conecta al microcontrolador supervisor y controla las funciones de comunicaciones externas e internas de la unidad de administración de interfase. El procesador de espectro disperso se acopla al microcontrolador de comunicación para permitir que la unidad de administración de interfase transmita y reciba datos utilizando una técnica de comunicación de espectro disperso de RF sobre la red de área local . El transceptor de RF se acopla al procesador de espectro disperso y el microcontrolador de comunicación para transmitir datos de utilización de servicio público desde el medidor y para recibir señales de interrogación desde el nodo de compuerta. El nodo de compuerta o puerta de acceso se localiza en forma remota desde la unidad de administración de interfase para completar la red de área local. El nodo de compuerta también se constituye por cuatro componentes principales . Estos componentes incluyen un módulo de interfase de red de área amplia, un microcontrolador de inicialización, un procesador de espectro disperso y un transceptor de RF . El nodo de compuerta es responsable por proporcionar señales de interrogación a la unidad de administración de interfase y para recibir datos de utilización de servicio público desde la unidad de administración de interfase para la red de área local . Sin embargo, el nodo de compuerta también proporciona el enlace al proveedor de servicio público sobre una red de área amplia con portadora común de dos vías fija comercialmente disponible . El transceptor de RF del nodo de compuerta transmite señales de interrogación desde el proveedor o señales preprogramadas para lecturas planificadas a la unidad de administración de interfase y recibe datos de utilización de servicio público en retorno de la unidad de administración de interfase para transmisión al proveedor sobre la red de área amplia. El procesador de espectro disperso se acopla al transceptor de RF y permite que el nodo de compuerta transmita y reciba datos utilizando la técnica de comunicación de espectro disperso. El módulo interfase WAN se acopla al procesador de espectro disperso y transmite datos a y del proveedor de servicio público, sobre cualquier red de área amplia, comercialmente disponible que se desee. Un módulo de interfase WAN diferente puede emplearse por cada red de área amplia comercialmente disponible, diferente, deseada. El microcontrolador de inicialización se intercala entre el módulo de interfase y el procesador de espectro disperso para controlar la operación del procesador de espectro disperso y para controlar comunicación dentro del nodo de compuerta . En una modalidad alterna de la invención, un nodo de retransmisión se localiza entre la unidad de administración de interfase y el nodo de compuerta dentro de la red de área local, para proporcionar energía de comunicación, agregada cuando.se requiera. De esta manera, se localiza un nodo de compuerta fuera del rango de comunicación de RF de la unidad de administración de interfase, un nodo de retransmisión se requiere para retransmitir datos de comunicación de RF a y de la unidad de administración de interfase. " Las" comunicaciones de red y administración de información de medidor y lectura de medidor, todas se controlan por un programa (software) de sistema de dos vías que se programa previamente en la unidad de administración de interfase durante fabricación e instalación y preprograma én el nodo de compuerta. El programa (software) permite que la unidad de administración de interfase se configure para codificar y administrar alimentación desde una amplia variedad de medidores de agua', gas y de electricidad. El programa (software) permite que un operador cambie fácilmente un número de serie, proporcione automáticamente una lectura de medidor o ante demanda, varíe las unidades de medición reportadas, y verifique el estado del sistema para reportar condiciones de manipulación indebida, alarma o baja batería. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de una unidad de administración de interfase conectada a un medidor de agua de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva" de un anillo adaptador empleado para conectar la unidad de administración de interfase con el medidor; La Figura 3 es una vista en perspectiva despiezada de la estructura interna de una unidad de administración de interfase; La Figura 4 es una vista en elevación frontal de un nodo de compuerta; La Figura 5A es una vista esquemática de unidades de administración de interfase para medidores de agua, gas -y de electricidad que interconectan con un nodo de compuerta remoto y el proveedor de servicio público; La Figura 5B es una vista esquemática de unidades de administración de interfase para medidores de agua, gas y eléctricos con un nodo de retransmisión próximo y un nodo de compuerta remoto y el proveedor de servicio público; La Figura 6A es un diagrama de flujo de un sistema de comunicación de datos para lectura de medidor automático; La Figura 6B es una diagrama de flujo de un sistema de comunicación de datos de lectura de medidor automático alterno; La Figura 7 es un diagrama de bloques de la circuitería para la unidad de administración de interfase ,- La Figura 8 es un diagrama de bloques del transceptor de RF de la unidad de administración de interfase, el nodo de retransmisión y el nodo de compuerta; La Figura 9 es un diagrama de bloques de la porción de sintetizador de frecuencia del transceptor de RF de la Figura 8 ; La Figura 10 es un diagrama de bloques de los circuitos del nodo de compuerta,- La Figura HA es un diagrama de flujo de la operación de la unidad de administración de interfase en administración de energía y comunicación; La Figura 11B es una continuación del diagrama de flujo de la Figura HA; La Figura 11C es una continuación del diagrama de flujo de la Figura 11B; La Figura 12 es un diagrama de flujo de la comisión de la unidad de administración de interfase; La Figura 13 es un diagrama de flujo de la función de interrupción virtual de la unidad de administración de interfase; La Figura 14 es un diagrama funcional de sistema de comunicación de datos para lectura de medidor automática; La Figura 15A es un diagrama de flujo de la porción de manipulador de WAN del sistema de comunicación de datos de la Figura 14 ; La Figura 15B es un diagrama de flujo de la porción de despachador de mensajes del sistema de comunicación de datos de la Figura 14; La Figura 15C es un diagrama de flujo de la porción de manipulador de RF del sistema de comunicación de datos de la Figura 14 ; La Figura 15D es un diagrama de flujo de la porción de planificador de sistema de comunicación de datos de la Figura 14; y La Figura 15E es un diagrama de flujo de la porción de almacenamientos de datos del sistema de comunicación de datos de la Figura 14. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN ?l Sistema Como se ilustra en las Figuras 5 y 6, la presente invención proporciona un sistema de comunicación de datos de lectura de medidor automático 20 que tiene una unidad de administración de interfase 22, que comunica con un nodo de compuerta 24 localizado remoto desde la unidad de administración de interfase 22. Localizado entre la unidad de administración de interfase 22 y el nodo de compuerta 24, puede estar un nodo de retransmisión 26, Figuras 5B y 6B, que se localiza próximo a las unidades de administración de interfase 22 y proporciona energía de comunicación adicional desde la unidad de administración de interfase 22 al nodo de compuerta 24. El rango de comunicación de la unidad de administración de interfase 22 es aproximadamente de 122 metros (400 pies) . Por lo tanto, si un nodo de compuerta 24 está más alejado que 122 metros -(400 pies) de una unidad de administración de interfase 22, entonces se requiere un nodo de retransmisión 26 para retransmitir el mensaje desde la unidad de administración de interfase 22 al nodo de compuerta 24. Los rangos de comunicación de RF del nodo de retransmisión 26 y el nodo de compuerta 24 son aproximadamente de 1.6 kilómetros (1 milla) . La unidad de administración de inferíase 22 primordialmente es un dispositivo de recolección de datos que puede conectarse a un medidor de servicio residencial 28, tal como un medidor de agua o gas, para transmitir los datos recolectados referentes a cantidades consumidas de servicios públicos, tales como uso de agua o gas, al nodo de compuerta 24. La unidad de administración de interfase 22 también puede interconectar con otros dispositivos para verificar cosas tales como seguridad doméstica, condiciones ambientales, condiciones médicas personales, la existencia de humo o monóxido de carbono, etc. El nodo de compuerta 24 interroga a la unidad de administración de interfase 22 para obtener los datos recolectados por un enlace de comunicación de. radio frecuencia (RF) y luego transmite esos datos a un proveedor de servicio público 30 sobre una red de área amplia fija (WAN) 34. En una modalidad preferida de la invención, en las Figuras 5A y 6A, una pluralidad de - unidades de administración de interfase 22 conectadas a medidores 28 para diferentes servicios públicos, tales como agua, gas y electricidad, comunican sobre una red de área local (LAN) 32 a un nodo de compuerta 24 que transmite los datos de servicio desde las unidades de administración de interfase 22 a un proveedor de servicio público 30 sobre una red de área amplia con portadora común fija (WAN) 34. El nodo de compuerta 24 proporciona comunicaciones de extremo-a-extremo desde el medidor 28 al proveedor 30. Un primer enlace en el sistema de comunicación de datos es una LAN de espectro disperso de 900 MHz de dos vías 32. El segundo enlace dentro del sistema de comunicación de datos se diseña para ser cualquier WAN de portadora común de dos vías comercialmente disponible 34. En esta modalidad, un nodo de compuerta 24 debe estar dentro de la gama de comunicaciones de la unidad de administración de interfase 22 que es de aproximadamente 122 metros (400 pies) . Sin embargo si el nodo de compuerta 24 está fuera del rango de comunicación de la unidad de administración de interfase, entonces un nodo de retransmisión 26 puede proporcionarse para retransmitir los datos desde la unidad de administración de interfase 22 al nodo de compuerta 24 como se ilustra en las Figuras 5B y 6B . El rango operativo del nodo de retransmisión es aproximadamente 1.6 kilómetros (1 milla) . El nodo de retransmisión 26 utiliza los mismos circuitos transceptores de RF que la unidad de administración de interfase 22 y el nodo de compuerta 24. Los enlaces de comunicación LAN 32A y 32B ilustrados en la Figura 6B técnicamente comprenden el mismo enlace que la LAN 32 mostrada en la Figura 6A. La única diferencia es que el nodo de compuerta 24 en la Figura 6B está fuera del rango de comunicación de la unidad de administración de interfase 22, requiriendo de esta manera una retransmisión de los datos por el nodo de retransmisión 26. Los datos recolectados desde las unidades de administración de interfase 22 típicamente se proporcionan a computadoras en la compañía de servicio público y utilizan para generar facturaciones o datos de uso de servicio público. Unidad de Administración de Interfase Ahora con referencia a la Figura 1, la unidad de administración de interfase 22 es una unidad integrada que se conecta a un medidor de servicios de agua, gas o de electricidad 28 por el anillo adaptador 36. La unidad de administración de interfase 22 reemplaza la cabeza de registro del medidor 28 utilizando el anillo adaptador 36 para modificación retroactiva de la unidad de administración de interfase 22 sobre el cuerpo del medidor existente 28 para los medidores de una amplia variedad de fabricantes. Esto se logra por el uso de una pluralidad de diferentes anillos adaptadores 36 y soporte lógico programable (software) dentro de la unidad de administración de interfase 22. La Figura 3 muestra la estructura interna de la unidad de administración de interfase 22. La unidad de administración de interfase 22 comprende la cubierta superior 40, la cubierta de fondo 46 y dos tableros de circuito impreso 42 y 44. El tablero de circuito impreso 42 de preferencia es una antena de RF con un corte 48 para el exhibidor de cristal líquido 38 en el tablero de circuito impreso 44. El exhibidor de cristal líquido 38 exhibe condiciones de lectura del medidor, unidades de medida, manipulación indebida y - de estado. Tablero de circuito impreso 44 incluye diversos componentes y conectores como se detalla en el diagrama de bloques de la Figura 7. La unidad de administración de interfase 22 se energiza por una batería 50. El diseño integrado compacto y adaptabilidad con diversos medidores y marcas de medidores presenta un ahorro en costo con respecto a sistemas de la técnica previa. La unidad de administración de interfase 22 es un codificador digital integrado y transceptor inalámbrico de dos vías que verifica la actividad de un medidor de servicio público 28 tal como un medidor de agua, gas o de electricidad, evaluando el uso de servicio público al contar pulsos producidos por un aspa giratoria en el medidor, y comunica datos de uso de servicio público mediante una red de área local de RF (LAN) a un nodo de retransmisión 26 o un nodo de compuerta 24. Los eventos contados por la unidad de administración de interfase 22 son usualmente pulsos generados por una turbina u otro elemento transductor que responde a flujo de servicio público a través del medidor. Características adicionales tales como salidas de accionamiento de válvula y unidades de manipulación indebida, también pueden proporcionarse en la unidad de administración de interfase 22.

Como se describe a continuación en detalle, la comunicación entre la unidad de administración de interfase 22 y el nodo de retransmisión 26 o nodo de compuerta 24, se establece de preferencia utilizando una secuencia directa de 900 MHz de dos vías, técnica de transmisión de datos de espectro disperso que tiene una pluralidad de canales en la banda de frecuencia empleada. La unidad de administración de interfase 22 realiza sus funciones de lectura de medidor automáticas en respuesta a solicitudes de proveedor de servicio público, a partir de las lecturas pre-programadas planificadas, o a partir de mensajes de alarma espontáneos. Estas funciones de lecturas de medidor automáticas incluyen lecturas de uso mensual, primeras y finales lecturas de medidor remotas, detección y notificación de manipulación indebida en tiempo real, función de apagado virtual, y funciones de sistema de alarma. Además, la unidad de administración de interfase 22 conectada a un medidor de agua es capaz de detección de fugas y reporte de bajo flujo, y es sumergible en aplicaciones de pozo sin una conexión de antena fija. Una unidad de administración de interfase 22 conectada a un medidor de gas es capaz de detección de medidor fuera de control . La unidad de administración de interfase 22, también realiza tareas de administración de información y de seguridad.

La unidad de administración de interfase 22 se instala utilizando una computadora portátil para programar números de identificación de proveedor de servicio público, ajustes de medidor y lecturas, unidades de medición y puntos fijos de alarma. Una vez que se instala la unidad de administración de interfase, se enlaza a un nodo de compuerta sobre una LAN inalámbrica de dos vías 32. Como se mencionó anteriormente, la unidad de administración de interfase 22 no requiere ser activada a fin de enviar datos. La unidad de administración de interfase ya puede iniciar una comunicación por sí misma, realizar lecturas programadas previamente o responder a solicitudes del proveedor de servicio público a través del nodo de compuerta 24. Nodos de Comunicación El nodo de compuerta 24 se ilustra en la Figura 4. El nodo de compuerta 24 típicamente se localiza sobre un poste de energía, de manera tal que puede actuar como un nodo de comunicaciones entre LAN 32 y WAN 34. De esta manera funciona como la conexión LAN a WAN. El nodo de compuerta 24 incluye una antena 52 para recibir y transmitir datos sobre los enlaces de comunicaciones, y un conector de portador de línea de energía 54 para conectar una línea de energía, para energizar el nodo de compuerta 24. El nodo de compuerta 24 también puede ser energizado con luz solar. El diseño compacto permite fácil colocación en cualquier . poste de servicio existente o ubicación elevada situada de manera semejante. El nodo de compuerta 24 proporciona comunicaciones extremo a extremo desde el medidor al proveedor de servicio público. El nodo de compuerta inalámbrico 24 interconecta con la unidad de administración de interfase 22 sobre una LAN de espectro disperso de 900 MHz de dos vías 32. También, el nodo de compuerta 24 interconectará y será compatible con cualquier WAN 34 para comunicar con el proveedor de servicio público. El nodo de compuerta 24 se programa en campo para cumplir con una variedad de necesidades de reporte de datos . El nodo de compuerta 24 recibe solicitudes de datos para datos de medidores de agua, gas y eléctricos, interroga al medidor y envía información de uso, así como datos de estado de condición, sobre la WAN 34 al proveedor 30. También proporciona enlace de comunicaciones con otros nodos de seguridad, e información. El nodo de compuerta 24 intercambia datos con ciertas unidades de interfase predeterminadas por las cuales es responsable, y "escucha" señales de aquéllas unidades de administración de interfase. El nodo de compuerta 24 no almacena datos por períodos prolongados, minimizando de esta manera riesgos de seguridad. El rango de comunicaciones de RF del nodo de compuerta típicamente es de 1.6 kilómetros (1 milla).

El nodo de retransmisión 26 actúa como un transceptor intermedio para proporcionar refuerzo de energía adicional para obtener la señal de RF de la unidad de administración de interfase 22 al nodo de compuerta 24. El nodo de retransmisión 26 ya puede ser energizado con luz solar o energizado a través de una conexión de portadora de línea de energía. Los mismos circuitos transceptores de RF encontrados en la unidad de administración de interfase 22 y el nodo de compuerta 24, se utilizan en el nodo de retransmisión 26. Una amplia variedad de sistemas de comunicación de red de área amplia fija (WAN) tales como aquéllos empleados con radiolocalizadores -de dos vías, teléfonos celulares, teléfonos convencionales, servicios de comunicaciones personales (PCS = Personal Communication Services) , sistemas de datos en paquetes digitales celulares (CDPD = Cellular Digital Packet Data) y satélites, pueden utilizarse para comunicar datos entre los nodos de compuerta y el proveedor de servicio público. El sistema de comunicación de datos utiliza transmisiones de espectro disperso de secuencia directa canalizada, para comunicar entre las unidades de administración de interfase, nodos de retransmisión y nodos de compuerta. Circuitos de Unidad de Administración de Interfase La Figura 7 muestra un diagrama de bloques de un tablero de circuito de espectro disperso, de secuencia directa, canalizado semidúplex 44 dentro de la unidad de administración de interfase 22. El tablero de circuito está compuesto de cuatro componentes funcionales principales; microcontrolador supervisor 56, microcontrolador de comunicaciones 58, procesador de espectro disperso 60 y transceptor de radio frecuencia (RF) 62. El microcontrolador de supervisión 56 lleva a cabo la función de interfase primaria entre la unidad de administración de interfase 22 y el medidor 28. Esto incluye detectar y acumular pulsos del transductor del medidor de servicio público 64. La totalización de pulsos acumulados puede convertirse a unidades correspondientes de volumen de servicio público y los resultados presentarse en un exhibidor de cristal líquido (LCD = Liquid Crystal Display) 38 para proporcionar una indicación visual del consumo de servicio público. El microcontrolador supervisor también verifica alimentaciones de un conmutador de manipulación indebida 66 por uso no autorizado o reporte de estado. El microcontrolador 56 se acopla a un detector de batería baja 68, para verificar la energía de batería. Este microcontrolador 56 también incluye el sincronizador supervisor de sistemas de datos que controlan las funciones de administración de energía. Durante operación normal, el microcontrolador supervisor 56 opera a una velocidad de reloj predeterminada, por ejemplo 32.768 KHz, que se proporciona por un oscilador de cristal externo 70. Todos los otros componentes en la unidad de administración de interfase 22 ya están en un modo de baja energía de "reposo" o tienen la energía completamente retirada. Periódicamente, el microcontrolador supervisor 56 aplica energía a los otros componentes y los "despierta" para evaluar si una señal RF interrogante del nodo de compuerta 24 está presente o no. La aplicación de energía para despertar puede ocurrir cada 2-8 segundos, típicamente. Si no está presente una señal de interrogación, la energía se retira de los otros componentes o pueden regresarse al modo de reposo de bajo consumo de energía. Esta técnica se emplea para conservar energía de batería, y de esta manera extiende la vida útil de la batería. Si está presente una señal de interrogación válida, la unidad de administración de interfase 22 transmitirá datos al nodo de retransmisión 26 o al nodo de compuerta 24. El microcontrolador supervisor 56 puede comprender el componente microprocesador vendido por Toshiba de Japón, bajo la designación TMP47P422VN.

El microcontrolador de comunicaciones 58 es responsable por todos los aspectos de la administración de comunicación de radio frecuencia (RF) en la unidad de administración de interfase 22 incluyendo determinar si cualquier señal de RF o no es una señal de interrogación válida y realizar el intercambio de datos actual con el nodo de compuerta 24. El microcontrolador 58 proporciona información de control al procesador de espectro disperso 60 y transceptor de RF 62 para controlar el protocolo de espectro disperso y canalización de RF . Como se notó anteriormente, cuando el microcontrolador de comunicación 58 no realiza actividades de comunicaciones, está en un modo de "reposo". El microcontrolador de comunicaciones 58 puede comprender el componente microprocesador que se vende por Micrschip of Chandler, Arizona bajo la designación PIC16LC74-04/L. Como se notó anteriormente, el sistema de comunicación de datos 20 de la presente invención, de preferencia emplea comunicaciones de espectro disperso entre la unidad de administración de interfase 22 y el nodo de compuerta 24 o nodo de retransmisión 26. La técnica de comunicación de espectro disperso emplea- una estructura de señal tipo ruido o interferencia secuencial, por ejemplo códigos de pseudo-interferencia (PN = pseudo-noise) para dispersar una señal- de información de banda normalmente estrecha sobre una banda relativamente amplia de frecuencia. El receptor correlaciona estas señales para recuperar la señal de información original . La técnica además puede comprenderse por referencia a la patente de los E.U.A. No. 5,166,952 y las numerosas publicaciones ahí citadas. El uso de la técnica de comunicaciones de espectro disperso, cuando se utiliza en conjunto con la técnica de modulación de secuencia directa, a continuación, descrita, da al sistema de comunicación de datos 20 una medida de seguridad, incrementada inmunidad de interferencia y el potencial para operar más de una unidad de administración de interfase dentro de un ambiente determinado. La proporción mejorada de señal a interferencia permite que el sistema opere dentro del rango incrementado. Estas técnicas de comunicación también evita la necesidad por obtener licencia de las autoridades gubernamentales que controlan la comunicación de radio. El procesador de espectro disperso 60 funciona para realizar codificación de espectro disperso de los datos desde el microcontrolador de comunicación 58 que se proporciona al transceptor de RF 62 y decodifican los datos de espectro disperso del transceptor de RF . El procesador de espectro disperso también genera la señal de reloj de 2.4576 MHz para el microcontrolador de comunicación 58 y el sintetizador de frecuencia 72 del transceptor de RF 62. El procesador de espectro disperso 60 puede comprender un conjunto de compuertas con circuito integrada específica de aplicación (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) producido y vendido por Cylink Corporation de Sunnyvale, California, bajo la designación SST32ADL, que contiene un oscilador de cristal de 9.8304 MHz 74, registros de datos y lógica de codificación/decodificación. La lógica de codificación/decodificación del procesador de espectro disperso 60 muestrea los datos en serie de ingreso desde el microcontrolador de comunicación y los convierte a una corriente de datos codificada de pseudo interferencia (PN) de 32 bits a una velocidad que se divide del oscilador de cristal 74 por un factor de 192. La secuencia de PN representa dos muestras de alimentación de datos . Cada par de los bits de datos en serie o "dibits" se representa por una secuencia PN de 32 bits única. La Figura 8 muestra un diagrama de bloques del transceptor de RF 62 de la unidad de administración de interfase 22. La comunicación a y de la unidad de administración de interfase 22 puede llevarse a cabo en una de una cantidad preselecta, por ejemplo 24 canales en una banda de frecuencia preseleccionada, por ejemplo 902-928 MHz. La unidad de administración de interfase 22 recibe datos y transmite una respuesta en un canal de RF sencillo, que es el mismo tanto para la operación de transmisión como de recepción. Como a continuación se describe, el canal de RF específico empleado para comunicación se elige durante comisionamiento e instalación de la unidad y carga en memoria. El canal de RF se selecciona para ser diferente de los canales operativos de otras unidades de administración de interfase adyacentes, para de esta manera evitar que dos o más unidades de administración de interfase respondan a la misma señal de interrogación. El sintetizador de frecuencia 72 realiza la modulación y demodulación de los datos de espectro disperso que se proporcionan por el procesador de espectro disperso 60 sobre una señal portadora y desmodulación de estos datos de la señal portadora. El transceptor de RF tiene secciones separadas de transmisor 76 y el receptor 78 que se alimentan desde el sintetizador de frecuencia 72 compartido por las dos secciones. La antena 80 se acopla a través del filtro de paso de banda 82 a un conmutador de antena de transmisión -receptor 84 que se opera por el microcontrolador de comunicaciones 58 que conecta al que se desee del transmisor 76 o el receptor 78 con la antena 80.

La salida del procesador de espectro disperso 60 al sintetizador de frecuencia 72 comprende una señal de frecuencia de referencia de 2.4576 MHz, en el conductor 86 y una señal de banda base codificada con PN en el conductor 88. El sintetizador de frecuencia 72 puede comprender un Sintetizador de Frecuencia Dual National Semiconductor LMX2332A. La técnica de modulación de secuencia directa empleada por el sintetizador de frecuencia 72 utiliza un código binario de alta velocidad (código PN) para modularla señal de banda base. La señal dispersa resultante se utiliza para modular la señal portadora de RF del transmisor. El código de dispersión es una secuencia de bits PN de longitud fija, denominados chips, que se reciclan constantemente. La naturaleza pseudo-aleatoria de la secuencia logra la dispersión de señal deseada, y la secuencia fija permite que el código se replique en el receptor para recuperación de la señal. Por lo tanto, en secuencia directa, la señal de banda base se modula con la función de dispersión de código PN, y la portadora se modula para producir la señal de banda amplia. Se emplea modulación de cifrado con desplazamiento mínimo (MSK = Mínimum Shift Keying) a fin de permitir comunicaciones confiables, uso eficiente del "espectro de radio y mantener la cuenta de componentes y consumo de energía bajos. La modulación realizada por el sintetizador de frecuencia 72 es cifrado con desplazamiento mínimo (MSK) a una velocidad de chip de 819.2 Kchips por segundo, produciendo una transmisión con un ancho de banda instantánea de 6 dB de 670.5 KHz. El ancho de banda de receptor de la unidad de administración de interfase 22 nominalmente es 1 MHz, con un ancho de banda mínimo de 900 KHz. La resolución de frecuencia del sintetizador es 0.2048 MHz, que se utilizará para canalizar la banda en 24 canales espaciados a un mínimo de 1.024 MHz. Esta canalización de frecuencia se emplea para minimizar la interferencia entre las unidades de administración de interfase dentro de un rango de comunicación común, así como proporciona crecimiento para características futuras, avanzadas que se asocian con el sistema de comunicación de datos. El control de frecuencia de los osciladores relacionados a RF en el sistema, se proporciona por circuitos de bucle enclavado en fase dual (PLL) dentro del sintetizador de frecuencia 72. Los bucles enclavados en fase se controlan y programan por el microcontrolador de comunicación 58 mediante un ducto o barra de distribución' de control de programación en serie 100, Figura 7. Como se ilustra en la Figura 9, el sintetizador de frecuencia 72 produce dos señales de RF que se mezclan en conjunto en diversas combinaciones para producir una portadora de transmisión y para desmodular señales de RF de ingreso. La portadora de transmisión se basa en frecuencias en el rango de 782-807 MHz, que se proporcionan en el conductor 102 y la señal de desmodulación se basa en frecuencia en el rango de 792-817 MHz que se proporcionan en el conductor 104. Estas señales pueden referirse como señales de oscilación locales para recepción de RF y transmisión de RF . La Tabla I a continuación es un resumen de las frecuencias de canal de transmisión y salidas de transmisión/recepción del sintetizador de frecuencia asociado en los conductores 102 y 104. Las señales en la tabla se proporcionan por las dos secciones PLL en el sintetizador de frecuencia dual 72. TABLA I Una tercer señal, que se fija a 120.4224 MHz, también se suministra por el sintetizador de frecuencia dual. Esta señal se suministra al conductor 106 y puede referirse como la señal de oscilación local de frecuencia intermedia (IF = Intermedíate Frequency) .

La sección de receptor de RF 78 del transceptor de RF 62, incluye el amplificador de baja interferencia 108, la alimentación del cual se conecta al conmutador de transmisión-recepción 84. La salida del amplificador de baja interferencia 108 se conecta al mezclador de señal de frecuencia intermedia (IF) 110. La otra alimentación al mezclador de señal 110 es la salida desde el sintetizador de frecuencia 72 en el conductor 104. La salida del mezclador de señal 110 es una señal de frecuencia intermedia que se pasa a través del filtro de paso de banda 112 al mezclador de señal de frecuencia intermedia 114. La otra alimentación al mezclador de señal de frecuencia intermedia 114 es la señal de frecuencia fija de 120.4224 MHz desde el sintetizador de frecuencia 72 en el conductor 106. El mezclador de señal de frecuencia intermedia 114 convierte las señales recibidas a una frecuencia intermedia final por ejemplo de 9.8304 MHz. . La señal de frecuencia intermedia desde el mezclador de señal de frecuencia intermedia 114 se pasa a través de los circuitos limitadores de paso de banda que comprenden el filtro de paso de banda 116, amplificador 118, filtro de paso de banda 120 y amplificador 122. La señal desde el amplificador 122 se proporciona al discriminador de frecuencia de cuadratura 124 constituido por el filtro de paso de banda 126 y el mezclador de señal 128. La salida del discriminador de frecuencia 124 se proporciona a un filtro de paso bajo de fase lineal 130 y un _ comparador de voltaje 132. La salida del comparador de voltaje 132 en el conductor 134 comprende la señal de datos de banda base recibida para la unidad de administración de interfase 22. La señal en el conductor 134 se proporciona al procesador de espectro disperso 60 y a su vez al microcontrolador de comunicación 58. En el modo de transmisión, el sintetizador de frecuencia 72 proporciona una señal que tiene una frecuencia en el rango 782-807 MHz en el conductor 102, modulado con los datos a transmitirse. La sección de transmisor RF 76 incluye un mezclador de señal 136 que mezcla la señal en el conductor 102 con la señal de oscilador local IF de frecuencia fija en el conductor 106. Esto resulta en una señal RF que está en el -rango entre 902 MHz y 928 MHz. La señal se pasa por el filtro de paso de banda 138 para reducir armónicos y señales fuera de banda, -procesada por el amplificador de potencia media 138 y suministrada al conmutador de transmisión/recepción 84. Operación de la Unidad de Administración de Interfase La administración de energía y sincronización de sistema dentro de la unidad de administración de interfase 22, se controlan por el microcontrolador de supervisión 56. El equipo físico de comunicaciones de la unidad se energiza periódicamente desde un modo de reposo para probar la presencia de una señal de interrogación desde el nodo dé" compuerta 24. Las Figuras 11A-11C son diagramas de flujo de la administración de energía y comunicación de sistema de la unidad de administración de interfase 22 de acuerdo con la presente invención. Ahora con referencia a las Figuras 7 y 11A-C, un episodio de solicitud de comunicaciones comprende tres fases diferentes : un intervalo de .despertar del equipo físico de comunicaciones de la unidad para administración de interfase, en ocasiones denominado "parpadeo"; los datos de sondeo desde el nodo de compuerta; y una respuesta por la unidad de administración de interfase. La respuesta puede incluir la cuenta de medidor indicativa de la cantidad del servicio público consumido. Debido a la necesidad por conservar energía de batería, la unidad para administración de interfase se opera en un modo pulsado en donde despierta desde un modo de reposo periódico típicamente de 2-8 segundos. La unidad de administración de interfase empieza en el modo de reposo como se ilustra en la Figura HA por el número de referencia 300. Ahora con referencia a las Figuras 11A-11C, en respuesta a una señal desde el microcontrolador supervisor 56, el- microcontrolador de comunicación 58 activará el receptor RF 78 periódicamente por un corto tiempo, o intervalo de "parpadeo" para determinar la presencia de una señal desde el nodo de compuerta 24 en el canal de RF establecido por la unidad de administración de interfase, Ver la etapa 302. La señal del nodo de compuerta 24 comprende los datos PN de espectro disperso que se reconocen por la unidad de administración de interfase 22 como una señal de interrogador válida. Si no se ven datos PN de espectro disperso, o se determinan inválidos los datos que hay, el receptor 78 se apaga o regresa a "reposo". Si la secuencia PN se reconoce como válida, el receptor 78 permanecerá encendido hasta que se complete el episodio de comunicación. Ya que la unidad de administración de interfase 22. no escucha continuamente los datos, es necesario que el nodo de compuerta 24 "despierte" a la unidad de administración de interfase antes de enviar datos a ella. Datos de sondeo o comisionado se enviarán solo después de que la unidad de administración de interfase ha tenido tiempo suficiente para despertar. Responderá con la información solicitada brevemente después de que ha terminado el sondeo. Una vez que el episodio de comunicación termina, la unidad de administración, de interfase reanudará su comportamiento normal de parpadeo para probar la presencia de una señal desde el interrogador de datos en el canal de RF . Un ciclo de parpadeo empieza con que el microcontrolador de supervisión 56 estima baja la línea de control ' de energía que aplica energía al procesador de espectro disperso 60 y empieza todos los osciladores en la unidad de administración de interfase 22," etapa 304. Después de que el microcontrolador de supervisión ha permitido tiempo para que los osciladores empiecen y se estabilicen, proporciona un pulso en la línea de despertar 142 para activar el microcontrolador de comunicación 58, etapa 306. El microcontrolador de comunicación 58 genera un señal de "manten vivo" al microcontrolador supervisor 56 en la línea 144, para indicar al microcontrolador supervisor 56 que tiene actividades en progreso y que el microcontrolador supervisor 56 debe continuar manteniendo los componentes de la unidad de administración de interfase 22 en la condición de operaciones. Esto ocurre en la etapa 308. La siguiente etapa, etapa 310 en el proceso de comunicación es sondeada por el nodo de compuerta 24. Para que cualquier intercambio de datos significante ocurra, es necesario cargar el procesador de espectro disperso 60 con sus códigos PN y datos de control de modo. En este código, cada. ar de bits de datos en serie, denominado un "dibit". se representa por una secuencia PN única de 32 bits. También es necesario carga el sintetizador de frecuencia MSK 72 con los datos de programación de canal adecuados mediante el ducto de control 100. Datos de espectro disperso se transfieren entre el microcontrolador de comunicación 58 y el procesador de espectro disperso 60 mediante un ducto de control de 8 bits 146. Después que se programa el sintetizador de frecuencia 72 al canal RF correcto, es tiempo de muestrear el canal RF para datos de espectro disperso válidos. Ver etapas 312 y 314. Se transfieren datos en serie de espectro disperso en secuencia directos a una velocidad de 2400 bits por segundo para todos los episodios de comunicación . Cuando se estabiliza el transceptor de RF 62, habrá datos desmodulados disponibles a la limitación del procesador de espectro disperso 60. En el caso de que se reciben códigos válidos, el procesador de espectro disperso 60 estimará la señal de "detección de enclavamiento" 148 en el microcontrolador de comunicación 58 en la etapa 316. Si no se estima una señal de detección de enclavamiento en el conducto 148 dentro de un período de tiempo predeterminado, la unidad de administración de interfase 22 regresará de nuevo a su modo de reposo. Considerando sin embargo que ocurre detección de enclavamiento, habrá datos en serie - presentes en la alimentación de microcontrolador de comunicación 58. Ver etapa 318. Cuando el nodo de compuerta 24 ha terminado de enviar su paquete de datos, cesará de transmitir sobre el canal RF, provocando una pérdida de la señal de detección de enclavamiento en algún tiempo aleatorio después del fin de la transmisión. Una vez que se pierde detección de enclavamiento, se retira la energía al receptor de RF 78. Ver etapa 320. Los datos en serie en la alimentación al microcontrolador de comunicación 58 se decodifican por el microcontrolador de comunicaciones y la validez del mensaje recibido se determina. Si el mensaje se formatea correctamente y los datos del número de serie contenidos en el mensaje corresponden al número de serie de la unidad de administración de interfase que recibió, entonces se intercambian datos con el microcontrolador supervisor 56 por los conductores de datos en serie 150, 152 y 154, con el microcontrolador de comunicación 58 que actúa como el maestro. Un mensaje se envía desde el microcontrolador de comunicación 58 al microcontrolador de supervisión 56. Cuando el microcontrolador de supervisión 56 responde, invertirá la dirección de la relación maestro/esclavo en sistema de interfase en serie al estimar la señal de activación de esclavo en el conductor 156. Datos luego se envían de regreso utilizando el microcontroládor de supervisión como el reloj de interfase en serie. La señal de activación de esclavo se retira cuando el mensaje está completo. Ver etapas 322, 324, 326 y 328. Este intercambio de datos ocurrirá para todo mensaje recibido excepto por un mensaje de accionamiento de válvula y una solicitud para mensaje de número de serie.

Si no hay intercambio de datos requerido, se envía una respuesta para ese efecto. Después que los datos solicitados (de haber) se regresan desde el microcontrolador supervisor 56 al microcontrolador de comunicación 58, se formula un mensaje de retorno al nodo de compuerta 24 en la etapa 330. Cuando el microcontrolador de comunicación 58 está listo para transmitir, debe reprogramar el sintetizador de frecuencia 72 para cambiar su desplazamiento de frecuencia. Esto se logra sobre el ducto de control 100. El transmisor de RF 76 y el procesador de espectro disperso 60 luego se activan para transmitir una respuesta por la unidad de administración de interfase 22. Después de que el procesador de espectro de dispersión 60 ha tenido tiempo para estabilizarse, se envía el mensaje de retorno. Este mensaje se termina al desactivar el procesador de espectro disperso 60 y el transmisor de RF 76. Ver etapas 332 a 340.

Después de terminar la transmisión, el receptor de RF 78 se activa de nuevo para verificar más datos de ingreso como en la etapa 342. Esto se realiza para permitir que se intercambien múltiples mensajes, una vez que la unidad de administración de interfase 22 se ha despertado sin necesidad por completar un ciclo de despertar por cada mensaje. Si el microcontrolador de comunicación 58 no detecta la presencia de cualesquiera mensajes de ingreso dentro de un período de tiempo determinado, hará que la unidad de administración de interfase 22 regrese a su modo de reposo. Etapa 344. Al sintetizador de frecuencia 72 se le instruye que regrese a su modo de bajo consumo de energía por un mensaje en el ducto de control 100 y la señal mantener vivo en el conductor 144 al microcontrolador supervisor 56 se libera para decir al microcontrolador supervisor que la comunicación ha terminado. Etapa 346. El microcontrolador de supervisión 56 luego retira la energía a las porciones restantes de la unidad de administración de interfase 22. Etapa 348. La comunicación entre el microcontrolador de supervisión 56 y el microcontrolador de comunicación 58 se logra mediante el ducto de interfase en serie constituido por las señales 150, 152 y 154. Toda comunicación interprocesador consiste de un octeto de código de control, un octeto de datos y un octeto de suma de verificación." Mensajes que soliciten información consisten solo del octeto de código de control y el octeto de suma de verificación. La suma de verificación es una suma de verificación de dos complementarios. Un episodio de comunicaciones ejemplar puede describirse como sigue: El receptor de RF 78 de la unidad de administración de interfase - 22 despierta, no encuentra datos y regresa a reposar. La segunda vez que el receptor de RF despierta, ve la secuencia PN de espectro disperso del nodo de compuerta 24, la reconoce y espera que datos de sondeo emerjan del procesador de espectro disperso 60. Una vez que la unidad se despierta, recibirá y decodificará el mensaje de sondeo del nodo de compuerta 24 y formulará una respuesta apropiada. Durante el intervalo de despertar, el nodo de compuerta 24 transmite una condición de reposo continua para permitir que el procesador de espectro disperso 60 sincronice y asegure que la ventana de parpadeo de la unidad de administración de interfase esté una vez que esté el enclavamiento de código se logra, el intervalo de escuchar se extenderá para acomodar los datos ingreso, debido a que el despertar se considera exitoso si se logra el enclavamiento de código. Si ocurre enclavamiento de código pero falla un mensaje en reconocerse o no se ven datos dentro de la ventana de tiempo especificada, entonces el microcontrolador de comunicación 58 regresará a reposo. Después que la unidad 22 se ha despertado exitosamente, el nodo de compuerta 24 puede instruirle que realice una de muchas funciones predefinidas. Cuando la unidad responde a un mensaje, hace eco a la palabra de control de regreso con el bit de orden más alto liberado junto con el número de serie y el medidor como una confirmación del origen del mensaje de retorno. Este esquema deberá asegurar que el nodo de compuerta 24 no responderá a cualesquiera datos de retorno que no se originan de la unidad de administración de interfase pretendida 22. Cada mensaje de datos empieza con un código de control predefinido, seguido por datos necesarios y una suma de verificación de todos los octetos hasta el octeto de suma de verificación. La suma de verificación se calcula al tomar el complemento de dos de la suma de todos los octetos precedentes al octeto de suma de verificación. Esto permite probar la suma de verificación al agregar todos los octetos de mensaje, incluyendo la suma de verificación y probar un resultado de cero. Tipos de datos empleados para intercambio de datos incluyen lo siguiente .-cuenta de medidor, número de serie de servicio público, canal de RF, unidad de medida, tipo de medidor, factor de conversión, código de error, puerto accionador, cuenta de transmisión, identificador de compañía, versión de programa (software) y número de serie del fabricante. Circuitos de Nodos de Compuerta La Figura 10 muestra un diagrama de bloques de los circuitos de nodo de compuerta. La sección 'de transceptor de RF 156 del nodo de compuerta 24 es la misma que la sección de transceptor 'RF 62 de la unidad de administración de interfase 22. El procesador de espectro disperso 158 también es el mismo que el procesador de espectro disperso 60 en la unidad de administración de interfase 22, de manera tal que la síntesis de frecuencia, modulación, demodulación, y control de espectro disperso en el nodo de compuerta 24 son equivalentes a las que se encuentran en la unidad de administración de interfase 22. Los microcontroladores de comunicación y supervisión 58, 56 en la unidad de administración de interfase 22 se reemplazan por un microcontrolador de inicialización 160 y módulo de interfase WAN 162, respectivamente. El módulo de interfase WAN 162 puede incorporar circuitos electrónicos para un radio-localizador de dos vías, portadora de línea de energía (PLC) , satélite, teléfono celular, fibras ópticas, sistema de datos de paquete digital celular (CDPD) , servicios de comunicaciones personales (PCS) u otro sistema de red de área amplia fijo (WAN) . La construcción del módulo de interfase WAN 162 y el microcontrolador de inicialización 160 pueden cambiar dependiendo de la interfase WAN deseada. La selección de canal de RF se logra a través de un ducto de selección de canal de RF 164 que interconecta directamente con el microcontrolador de inicialización 160. El microcontrolador de inicialización 160 controla todas las funciones del nodo incluyendo programación de procesador de espectro disperso 158, selección de canal de RF en sintetizador de frecuencia 166 del transceptor de RF 156, conmutación de transmisión/recepción, y detección de fallas en el módulo de interfase WAN 162. Al energizar, el microcontrolador de inicialización 160 programará los registros internos del procesador de espectro disperso.158 , leerá la selección de canal de RF de la unidad de administración de interfase 22 y ajustará el sistema para comunicación en la frecuencia que corresponde al canal seleccionado por la unidad de administración de interfase 22. La selección de canal de RF utilizado para transmisión y recepción, se logra mediante el ducto de selección de canal RF 164 al microcontrolador de inicialización 160. Números de canales válidos está en la gama de 0 a 23. A fin de minimizar una posibilidad de interferencia en la alimentación al microcontrolador de inicialización 160, provocando falsa conmutación de canal, las alimentaciones se les ha eliminado el roebote a través de programa (software) . Los datos de selección de canal deben estar presentes y ser estables en las alimentaciones al microcontrolador de inicialización 160 por aproximadamente 250 µs antes que el microcontrolador de inicialización los acepte e inicie un cambio de canal. Después de que se ha iniciado el cambio de canal, tarda aproximadamente 600 µs que el sintetizador de frecuencia 166 del transceptor de RF 156 para recibir los datos de programación y para que los osciladores en el sintetizador de frecuencia se asienten en la frecuencia cambiada. La selección de canal solo puede completarse mientras que el nodo de compuerta 24 está en el modo de recepción. Si se cambian las líneas de selección de canal de RF durante el modo de transmisión, el cambio no se llevará a cabo hasta después de que el nodo de compuerta ha regresado al modo de recepción. Una vez que se establecen los parámetros i iniciales, el microcontrolador de inicialización 160 empieza sus funciones de verificación. Cuando el nodo de compuerta 24 está en el modo de recepción, el microcontrolador de inicialización 160 continuamente verifica el ducto de selección de canal de RF 164 para determinar ' si se va a implementar un cambio de canal. Para recibir datos, el nodo de compuerta 24 verifica la unidad de administración de interfase 22, para determinar la presencia de datos. Puede requerirse algo de equipo físico de identificación mutua adicional para detectar la presencia de una señal de espectro disperso. Un mensaje de alarma se envía automáticamente por la unidad de administración de interfase 22 en el caso de una condición de manipulación indebida o de alarma del medidor 28. El mensaje se envía de periódicamente hasta que se ha liberado el error. El nodo de compuerta 24 debe saber que tantos octetos de datos espera ver y contarlos conforme llegan. Cuando se recibe el número adecuado de octetos, la recepción se considera completa y el mensaje se procesa. Cualquier desviación del número anticipado de octetos recibidos, puede considerarse como un mensaje erróneo . Durante el modo de transmisión del nodo de compuerta 24, el microcontrolador de inicialización 160 verifica la línea de datos para detectar condiciones de reposo, bits de inicio y bits de parada. Esto se realiza para evitar que el nodo de compuerta 24 transmita continuamente información insignificante en el caso de que ocurra una falla del módulo de interfase WAN 162 y también para evitar que datos de borde trasero erróneos sean enviado que no pueden terminar las transmisiones en una forma oportuna. El microcontrolador de inicialización 160 no activará el transmisor de RF 168 del transceptor de RF 176 a menos de que la línea de datos esté en el estado de reposo inválido cuando se inicie la comunicación. Una segunda función vigilante del microcontrolador de inicialización 160, cuando el nodo de compuerta 24 está en el modo de transmisión es probar bits de inicio y parada válidos en la corriente de datos en serie transmitida. Esto asegura que se lean correctamente los datos . El primer bit de parada se define como el primer borde o flanco descendente de los datos de serie, después de que ha entrado a la etapa en reposo. Toda adicional sincronización durante este episodio de comunicaciones se refiere a partir de ese inicio. La sincronización para la ubicación de un bit de parada se mide desde el borde delantero de un bit de inicio para ese octeto de datos particular. El microcontrolador de inicialización 160 mide un intervalo que es 9.5 bits veces de aquél borde de bit de inicio y luego busca un bit parada. Similarmente, un sincronizador de un intervalo de un bit se inicia a partir del punto de 9.5 bits para buscar el siguiente bit de inicio. Si el siguiente bit de inicio no se estima dentro de un tiempo de un bit de un marcador de 9.5 bits de tiempo, se declara una falla. La respuesta" a una condición de falla es desactivar el transmisor de RF 168. Comisionado de la Unidad de Administración de Interfase Cuando una unidad de administración de interfase inicialmente se instala no contienen ningún número de serie de servicio público, escala de medidor o información de canal de RF . Estas constantes deben programarse durante instalación y comisionado, para permitir a la unidad de administración de interfase que interconecte con el programa de facturación de servicio público y el tipo de medidor. Un diagrama de flujo de la comisión de la unidad para administración de interfase se ilustra en la Figura 12. Cuando se fabrica una unidad de administración de interfase, tendrá como valor predefinido el primer canal de RF en su lista de frecuencia interna. Este canal conocido se empleará para prueba de velocidad en línea de producción y comisión de la unidad de administración de interfase. Cuando se instala una unidad de administración de interfase, un dispositivo de comisión programará la unidad de administración de interfase con un número de serie de servicio público, características de escala de medidor y datos de selección de canal de RF . Ver etapa 360. Luego intentará obtener una respuesta en el canal de RF predefinido primero. Si no hay respuesta del canal predefinido, el dispositivo de comisión pasará al siguiente canal en la lista de frecuencia y repetirá el proceso hasta que responda la unidad de administración de interfase. Esto permite que un dispositivo de comisión configure nuevos medidores así como vuelva a comisionar medidores que ya están en el campo. A fin de que la unidad de administración de interfase funcione como una parte de la red y coexista con otras unidades de administración de interfase en el área, puede ser necesario coordinar sus frecuencias de operación para minimizar colisiones de datos. Esta tarea debe realizarse al tiempo de comisionado de la unidad de administración de interfase y será la responsabilidad del dispositivo de comisionado. En un escenario de red de área local fija, todas las unidades de administración de interfase pueden ocupar la misma frecuencia ya que se accesan una a la vez por número de serie. Cada unidad de administración de interfase tiene una distancia finita sobre la cual puede transmitir y recibir señales de RF, típicamente 122 metros (400 pies) . A fin de que un nodo de compuerta establezca comunicación exitosa con una unidad de administración de interfase, debe estar dentro de esa distancia finita en la cual puede transmitir y recibir señales de RF, de otra forma es necesario instalar un nodo de retransmisión para reforzar la señal de RF . Como se mencionó previamente, es posible tener todas las unidades de administración de interfase en el mismo canal en un ambiente de red ya que habrá solicitudes de número de serie único como parte del procedimiento de sondeo por el nodo de compuerta. Incluso si múltiples unidades de administración de interfase escuchan al mensaje de sondeo, solo responderá la unidad con el número de serie designado. La asignación de las frecuencias de unidad de administración de interfase, se realizará por el dispositivo de comisionado al tiempo de instalación. Esto se logrará a través del uso de una encuesta de RF, para determinar la presencia de unidades de administración de interfase con interferencia u otras señales de RF en conflicto. Ver etapa 362. Al inicio de la encuesta, el dispositivo de comisionado realizará un envío de mensaje de número de serie en el primer canal de RF o predefinido en la etapa 364. Una unidad de administración de interfase dentro del rango del dispositivo de comisionado habrá de responder ya que este es un mensaje independiente del número de serie. Si el dispositivo de comisionado no obtiene una respuesta en ese canal, lo etiquetará como correcto para utilizar y la encuesta se detendrá. Sin embargo, en caso de que el canal esté ocupado, el dispositivo de comisionado pasará al siguiente canal en la lista, como se ilustra en la etapa 366. Este proceso se repetirá hasta que se localice un canal no ocupado o todos los 24 canales se hayan agotado. Ver etapa 368. Una vez que se localiza un canal de RF no ocupado, el dispositivo de comisionado programa al número de serie de servicio público, el canal de RF operativo y todos los parámetros de medidor restantes en la memoria de la unidad de administración de inferíase. Ver etapas 370 y 372. El número de serie de servicio público, canal de RF y otros parámetros de medidor pueden cambiarse en cualquier momento por un mensaje de "ajusta número de serie" desde el dispositivo de comisionado como se establece en la etapa 374. Pueden emplearse las mismas frecuencias de RF una y otra vez . Cuando el instalador se sale del rango de la unidad de administración de interfase en el canal 1, por ejemplo este canal queda disponible para uso de nuevo por otra unidad de administración de interfase. Este plan es preferible a un plan de frecuencia asignada previamente ya que toma en cuenta las condiciones de propagación de radio actuales en el área y no requiere planeación previa extensa o un mapa complicado de canales. Operación de Función de Apagado Virtual de la Unidad de Administración de Interfase La Figura 13 muestra un diagrama de flujo de la función de apagado virtual de la unidad de administración de interfase de acuerdo con la presente invención. La función de apagado virtual de la unidad de administración de interfase se emplea para situaciones tales como cambio de propiedad en donde un servicio públicocserá temporalmente inactivado. Cuando se evacúa una residencia no habrá consumo significante de servicios en ese sitio. Si hay algún movimiento de medidor indicando ya sea una fuga o uso no autorizado, el servicio requiere ser notificado. Esta condición de modo de manipulación indebida proporciona un medio para colocar banderas y reportar movimiento de medidor más allá de un valor umbral predeterminado . Activación del modo de apagado virtual se logra a través del mensaje "ajusta umbral virtual", definido como una cuenta de medidor que la unidad de administración de interfase no habrá de exceder. A fin de conocer en donde se establece el umbral es necesario conocer la cuenta actual del medidor. El nodo de retransmisión, nodo de compuerta, dispositivo de comisionado u otro dispositivo de comunicación para la unidad de administración de interfase debe leer la cuenta del medidor, etapas. 376 y 378, y cualquier desplazamiento que se considere apropiado, etapa 380, envía el resultado a la unidad de administración de interfase como un mensaje "ajusta apagado virtual" en la etapa 382. La unidad de administración de interfase luego activará el modo de apagado virtual en la etapa 384. La unidad de administración de interfase luego acumula las cuenta de medidor en la etapa 386. Si la cuenta de medidor es mayor _que el valor umbral predeterminado, entonces la unidad de administración de interfase manda un mensaje "enviar alarma" al nodo de compuerta hasta que se expide un mensaje "libera código de error" en respuesta por el nodo de compuerta como se detalla en las etapas 388 y 390. Sin embargo, si la cuenta del medidor no es mayor que el valor umbral preajustado o predeterminado, entonces la unidad de administración de interfase continúa para verificar la cuenta del medidor en la etapa 392. El modo de apagado virtual puede cancelarse en cualquier tiempo por un mensaje "libere código de error" desde el nodo de compuerta en la etapa 394. Si la cuenta del medidor en la unidad de administración de interfase no excede el valor umbral predeterminado en cualquier tiempo de muestreado dado, la unidad continúa contando (etapa 392) hasta que la cuenta umbral predeterminada se logra o hasta que se cancela la operación del modo de apagado virtual (etapa 394) . Sistema de Comunicación de Datos de Lectura de Medidor Automático La Figura 14 muestra un diagrama de flujo funcional del sistema de comunicaciones de datos de lectura de medidor automático de la presente invención en el que los componentes se describen como bloques funcionales . Un diagrama de flujo incluye los componentes funcionales principales del nodo de compuerta 24 que incluyen un despachador de mensajes 200, un manipulador de RF 202, un manipulador WAN 204, un componente de almacenamiento de datos 206 y un componente programador 208. Los almacenamientos de datos y los componentes- de programador comprenden datos que se programan previamente en la memoria del nodo de compuerta. El nodo de compuerta interconecta con una unidad de administración de interfase o un nodo de retransmisión 210 sobre la LAN inalámbrica de dos vías. Un nodo de compuerta 24 también interconecta con un proveedor de servicios sobre la WAN de portador común fijo. La Figura 15A es un diagrama funcional detallado del manipulador de WAN 204 de la Figura 14. En un episodio de comunicación típico, el servicio 212 puede iniciar una solicitud para datos desde la unidad de administración de interfase 210 al enviar una corriente de datos sobre la WAN. El manipulador de WAN del nodo de compuerta recibe la corriente de datos WAN, crea un mensaje WAN, verifica la ID de servicio del remitente de los almacenamientos de datos 206 y dirige el mensaje WAN al despachador de mensajes 200 en el nodo de compuerta. Ahora con referencia a la Figura 15B, el despachador de mensajes 200 recibe el mensaje WAN del manipulador WAN y determina la solicitud del servicio 212. El despachador de mensajes 200 determina que el objetivo o destinatario final es la unidad de administración de interfase o nodos de retransmisión 210. ?l despachador de mensajes luego verifica la ID de la unidad de administración de interfase desde los almacenamientos de datos 206, crea un mensaje de RF y dirige el mensaje RF al manipulador "de RF 202. Ahora con referencia a la Figura 15C, el manipulador de RF recibe el mensaje de RF desde el despachador de mensajes 200, elige un canal RF adecuado, convierte el mensaje RF a una corriente de datos RF, envía la corriente de datos RF a la unidad de 'administración de interf se o nodos de retransmisión 210 sobre la- LAN y espera respuesta. La unidad de administración de interfase luego responde al enviar una corriente de datos de RF sobre la LAN al manipulador de RF 202 del nodo de compuerta 24. El manipulador de RF 202 recibe la corriente de datos de RF, crea un mensaje RF desde la corriente de datos RF y dirige el mensaje RF al despachador de mensajes 200. Como se ilustra en la Figura 15B, el despachador de mensajes recibe el mensaje RF, determina el servicio objetivo para respuesta desde los almacenamientos de datos 206, crea un mensaje WAN y dirige el mensaje WAN al manipulador de WAN 204. El manipulador de WAN 204 recibe el mensaje WAN desde el despachador de mensajes, convierte el mensaje WAN a la corriente de datos WAN y envía la corriente de datos WAN al proveedor de servicio público sobre la WAN con portadora común fija como se ilustra en la Figura 15A, para completar el episodio de comunicación. Un episodio de comunicación también puede iniciarse al planificar lecturas programadas previamente en el programador 208 del nodo de compuerta como se ilustra en la Figura 15D. Una lista de los tiempos de lectura programados se organiza previamente en memoria dentro del nodo de compuerta 24. El programador 208 corre periódicamente cuando se termina una lectura programada. Cuando es tiempo de una lectura programada, el programador 208 recupera la información de la unidad de administración de interfase o nodos de retransmisión desde los almacenamientos de datos 206, crea un mensaje de RF y dirige el mensaje RF al manipulador RF 202, recibe el mensaje RF, elige un canal RF adecuado, convierte el mensaje RF a una corriente de datos RF, envía la corriente de datos RF a la unidad de administración de interfase o nodo de retransmisión 210 y espera una respuesta. La unidad de administración de interfase luego responde con una corriente de datos de RF al manipulador RF 202. El manipulador de RF 202 recibe la corriente de datos RF, crea un mensaje RF desde la corriente de datos RF y dirige el mensaje de RF al despachador de mensajes 202. El despachador de mensajes recibe el mensaje RF, determinar el servicio objetivo para respuesta desde los almacenamientos de datos 206, crea un mensaje WAN y dirige el mensaje WAN al manipulador WAN 204. El manipulador WAN recibe el mensaje WAN, convierte el mensaje WAN a una corriente de datos WAN y envía la corriente de datos WAN al proveedor de servicio público 212. Ocasionalmente, el proveedor puede solicitar datos que se almacenan dentro de la memoria del nodo de compuerta. En este caso, el proveedor inicia el episodio de comunicación al enviar una corriente de datos WAN al manipulador WAN 204. El manipulador WAN recibe la corriente de datos WAN, crea un mensaje WAN, verifica la ID de proveedor del remitente en los almacenamientos de datos 206 y dirige el mensaje WAN al despachador de mensajes 200. Como se ilustra en la Figura 15B, el despachador de mensajes 200 recibe el mensaje WAN y determina la solicitud desde el proveedor 212. El despachador de mensaje 200 luego determina el objetivo del mensaje. Si los datos solicitados se almacenan en la memoria de nodo de compuerta, entonces el nodo de compuerta realiza la tarea solicitada, determina que el proveedor solicitante es el objetivo para una respuesta, crea un mensaje WAN y dirige el mensaje WAN al manipulador WAN 204. El manipulador WAN 204 recibe el mensaje WAN, convierte el mensaje WAN a una corriente de datos WAN y envía la corriente de datos WAN al proveedor 212. El último tipo de episodio de comunicaciones es aquél que se inicia por la unidad de administración de interfase. En este caso, la unidad de administración de interfase detecta una condición de alarma o manipulación indebida y envía una corriente de datos RF al manipulador RF 202 del nodo de compuerta 24. El manipulador RF 202 recibe la corriente de datos RF, crea un mensaje RF desde la corriente de datos RF y dirige el mensaje RF al despachador de mensajes 200. El despachador de mensaje 200 recibe el mensaje RF, determina el proveedor objetivo para respuesta desde los almacenamientos de datos 206, crea un mensaje WAN y dirige un mensaje WAN al manipulador WAN 204. El manipulador WAN recibe el mensaje WAN, convierte el mensaje WAN a una corriente de datos WAN y envía la corriente de datos WAN al proveedor. De esta manera hay tres tipos diferentes de episodios de comunicaciones que pueden lograrse dentro del sistema de comunicaciones de datos de lectura de medidor automática ilustrado en las Figuras 14 y 15A-E. La Figura 15D representa información o datos que se programan previamente en la memoria de nodo de compuerta. Incluida dentro de la memoria está una lista de tiempos de lectura programados para realizarse por la unidad de administración de interfase. Estos tiempos de lectura pueden corresponder a lecturas de uso mensual o semanal, etc. . La Figura 15E representa datos o información almacenados en la memoria del nodo de compuerta que tratan con información de proveedor registrada e información de unidad de administración de interfase registradas . Estos datos incluyen los números de identificación de proveedor de los servicios registrados, números de identificación de unidad de administración de interfase de unidades de administración de interfase registradas y otra información para servicios específicos y unidades de administración de interfase específicas, de manera tal que el nodo de compuerta puede 'comunicar directamente con el proveedor deseado o la unidad de administración de interfase correcta. Se reconoce que son posibles otros equivalentes, alternativas y modificaciones aparte de aquéllos expresamente establecidos y dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de comunicación de datos de lectura de medidor automático, para obtener datos de utilización de servicio público desde un medidor de servicio público, el sistema de comunicación de datos de mrl automático se caracteriza porque comprende: una unidad de administración de interfase que se conecta al medidor de col.,- un nodo de compuerta localizado remoto de la unidad de administración de interfase y que comunica con la unidad de administración de interfase sobre una red de área local inalámbrica de dos vías; y en donde el nodo de compuerta comunica con un proveedor de servicio público sobre una red de área amplia con portador común fijo de dos vías.
2. 2. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de administración de interfase comprende un codificador digital que tiene una alimentación conectable al medidor para obtener datos de utilización de servicio público de ahí y para almacenar los datos, y un transceptor inalámbrico de dos vías acoplado al codificador digital para transmitir datos de utilización de servicio público desde el medidor y para recibir solicitudes de datos desde el nodo de compuerta.
3. 3. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo de compuerta incluye un manipulador RF para transmitir señales de interrogación a la unidad de administración de interfase y para recibir datos de utilización de servicio público desde la unidad de administración de interfase, un manipulador de red de área amplia para recibir solicitudes de datos desde el proveedor y para transmitir datos de utilización de servicio público al proveedor, un despachador - de mensajes para dirigir y procesar señales de interrogación y datos de utilización de col, una memoria de almacenamientos de datos para almacenar información de servicio público, e información de unidad de administración de interfase, y un programador para almacenar una lista programada previamente de lecturas de medidor programadas .
4. 4. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la red de área local inalámbrica de dos vías utiliza una técnica de comunicación de espectro disperso de radio frecuencia .
5. 5. El sistema de comunicación _de datos de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el manipulador de red de área amplia utiliza sistemas de red de área amplia con portadora común fijos disponibles comercialmente .
6. 6. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo de compuerta es capaz de iniciar comunicación en el sistema de comunicación de datos en respuesta a un mensaje de solicitud de servicio público desde el proveedor de servicio público.
7. 7. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el nodo de compuerta es capaz de iniciar comunicación en el sistema de comunicación de datos en respuesta a un mensaje de lectura programado previamente desde el programador.
8. 8. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de administración de interfase es capaz de iniciar comunicación en el sistema de comunicación de datos, en respuesta a una condición de alarma o manipulación indebida.
9. 9. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un nodo de retransmisión intercalado entre la unidad de administración de interfase y el nodo de compuerta, para retransmitir datos y solicitudes a y de la unidad de administración de interfase.
10. 10. El sistema de comunicación de datos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nodo de compuerta almacena información de identificación de servicio público, identificación de unidad de administración de interfase y lecturas de medidor programadas en memoria.
11. 11. Una unidad de administración de interfase adecuada para utilizar con un medidor de servicio público, la unidad de administración de interfase comunica con un nodo de compuerta, la unidad de administración de interfase se caracteriza porque comprende: un codificador digital que tiene una alimentación que se conecta con el medidor para obtener datos de utilización de servicio público y para almacenar los datos; y un transceptor inalámbrico de dos vías acoplado al codificador digital para transmitir datos de utilización de servicio público desde el medidor y para recibir solicitudes de datos desde el nodo de compuerta.
12. 12. La unidad de administración de interfase de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la unidad de administración de interfase se conecta al medidor con un anillo adaptador.
13. 13. La unidad de administración de interfase de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el codificador digital incluye un microcontrolador supervisor, un microcontrolador de comunicaciones conectado al microcontrolador supervisor, el microcontrolador de comunicaciones controla las funciones de comunicación internas y externas de la unidad de administración de interfase; y en donde el transceptor inalámbrico de dos vías incluye un procesador de espectro disperso acoplado al microcontrolador de comunicaciones, para permitir que la unidad de administración de interfase transmite y reciba datos utilizando una técnica de comunicación de espectro disperso, y un transceptor de RF acoplado al procesador de espectro disperso y el microcontrolador de comunicaciones para transmitir datos de utilización de servicio público desde el medidor y para recibir señales de interrogación desde el nodo de compuerta.
14. 14. La unidad de administración de interfase de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la unidad de administración de interfase es programable para interconectar con una pluralidad de diferentes medidores y para ajustar una pluralidad de necesidades para reporte de datos diferentes .
15. 15. Un nodo de compuerta adecuado para utilizar con una unidad de administración de interfase acoplado con un medidor de servicio público, para proporcionar señales de interrogación a la unidad de administración de interfase y para recibir datos de utilización de servicio público desde la unidad de administración de interfase, el nodo de compuerta se caracteriza porque comprende : un manipulador de RF para transmitir señales de interrogación a las unidades de administración de interfase y para recibir datos de utilización de servicio público desde la unidad de administración de interfase; un manipulador de red de área amplia para recibir solicitudes de datos desde un proveedor y para transmitir datos de utilización de servicio público al proveedor; un despachador de mensajes para dirigir y procesar señales de interrogación y datos de utilización de servicio público; una memoria de almacenamiento de datos para almacenar información de proveedor e información de unidad de administración de interfase; y un programador que tiene una lista preprogramada de lecturas de medidor planificadas .
16. 16. El nodo de compuerta de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el manipulador de RF incluye un transceptor de RF inalámbrico de dos vías que utiliza una técnica de comunicación de espectro disperso.
17. 17. El nodo de compuerta de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el manipulador de red de área amplia incluye una interfase de red de área amplia con portadora común fija de dos vías comercialmente disponible .
18. 18. El nodo de compuerta de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el despachador de mensajes incluye un microcontrolador de inicialización y un procesador de espectro disperso para dirigir y procesar transmisión de datos y solicitudes desde el manipulador de RF y manipulador de red de área amplia.
19. 19. El nodo de compuerta de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la memoria de almacenamiento de datos se acopla al manipulador de WAN para verificación de ID de servicio público, acoplado con el despachador de mensajes para verificación de identificación de unidad de administración de interfase y acoplado con el programador para la información de la unidad de administración de interfase.
20. 20. El nodo de compuerta de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el programador se acopla a la memoria de almacenamiento de datos y el manipulador de RF para realizar lecturas de medidor planificadas.
21. 21. Una unidad para administración de interfase adecuada para utilizar con un medidor de servicio público, la unidad de administración de interfase comunica con un nodo de compuerta remoto, la unidad de administración de interfase . se caracteriza porque comprende: un microcontrolador de supervisión que tiene una alimentación que se conecta al medidor para obtener datos de utilización de servicio público y para almacenar los mismos, el microcontrolador supervisor periódicamente energiza las porciones restantes de la unidad de administración de interfase para detectar la presencia de una señal de interrogación; un microcontrolador de comunicaciones conectado al microcontrolador supervisor, el microcontrolador de comunicaciones controla las funciones de comunicación internas y externas de la unidad de administración de interfase; un procesador de espectro disperso acoplado al microcontrolador de comunicaciones, para permitir que la unidad de administración de interfase transmita y reciba datos utilizando una técnica de comunicación de espectro disperso; y un transceptor de RF acoplado con el procesador de espectro disperso y el microcontrolador de comunicaciones para transmitir datos de utilización de servicio público desde el medidor y para recibir señales de interrogación desde el nodo de compuerta.
22. 22. Un nodo de compuerta adecuado para utilizar con una unidad de administración de interfase acoplado con un medidor de servicio público para proporcionar señales de interrogación a la unidad de administración de interfase y para recibir datos de utilización del servicio público desde la unidad de administración de interfase, el nodo de compuerta se caracteriza porque comprende: un transceptor' de RF para transmitir señales de interrogación a la unidad de administración de interfase y para recibir señales de datos de utilización de servicio público de ahí; un procesador de espectro disperso acoplado al transceptor de RF para permitir que el nodo de compuerta transmita y reciba datos utilizando una técnica de comunicación de espectro disperso; un módulo de interfase acoplado con el 5 procesador de espectro disperso para transmitir datos al procesador de espectro disperso y para recibir datos desde el procesador de espectro disperso; y un microcontrolador de inicialización intercalado entre el módulo de interfase y el procesador de espectro disperso, para controlar la 10 operación del procesador de espectro disperso. Q
23. 23. Un método para leer automáticamente datos desde un medidor de servicio público y transmitir estos datos sobre un enlace de comunicaciones inalámbrico de dos vías, el método se caracteriza porque comprende las etapas 15 de: instalar una unidad de administración de interfase en un medidor de servicio público ' para leer datos de utilización de servicio público; interrogar a la unidad de <•• administración de interfase con un nodo de compuerta localizado en forma remota desde la unidad de 20 administración de interfase sobre una red de área local de espectro disperso de RF inalámbrica de dos vías; responder a la señal de interrogación al proporcionar un mensaje de RF sobre la red de área local al nodo de compuerta; y transmitir los datos solicitados desde el nodo de compuerta a un proveedor de servicio público sobre una red de área amplia portadora común de dos vías.
24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque además comprende la etapa de intercalar un nodo de retransmisión entre la unidad de administración de interfase y el nodo de compuerta para transmitir señales entre la unidad de administración de interfase y el nodo de compuerta.